鋼廠MES系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

蘇暢

摘 要：近年我國鋼鐵行業(yè)高速發(fā)展，越來越多的企業(yè)認識到信息化對企業(yè)戰(zhàn)略所帶來的各種優(yōu)勢，各種信息化系統(tǒng)在鋼鐵企業(yè)逐步應(yīng)用起來。目前鋼鐵企業(yè)的信息化模型主要由設(shè)備的可編程邏輯控制器（PLC）、過程控制系統(tǒng)（PCS）、生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)（ERP）組成，本文主要研究鋼鐵行業(yè)MES發(fā)展的現(xiàn)狀以及趨勢，并簡要評價某鋼廠MES系統(tǒng)架構(gòu)，以便為該類型企業(yè)MES信息化發(fā)展提高參考。

關(guān)鍵詞：鋼鐵行業(yè)；MES；信息化

中圖分類號：TP311.52

1 MES系統(tǒng)

MES（Manufacturing Execution System）——制造執(zhí)行系統(tǒng)，簡單地說就是指運用計算機信息化手段管理和優(yōu)化生產(chǎn)過程，提高生產(chǎn)率，縮短交貨期，改善決策支持，實現(xiàn)無紙化柔性生產(chǎn)。它主要包括以下幾個部分：

（1）優(yōu)化從訂單開始到產(chǎn)品產(chǎn)出的整個生產(chǎn)活動；

（2）指導、啟動、響應(yīng)、報告發(fā)生的一切生產(chǎn)活動；

（3）通過對情況變化的快速反應(yīng)和減少無用操作，使得生產(chǎn)過程和操作更有效；

（4）提高設(shè)備利用、及時交貨、庫存流動、現(xiàn)金流動的整體性能；（5）通過雙向通信，向企業(yè)和供應(yīng)鏈提供更關(guān)鍵有效的信息。

2 MES在企業(yè)中所處的地位

企業(yè)的信息化總共有三層結(jié)構(gòu)：

由上圖可以看出，MES主要是面對工廠級，直接對車間生產(chǎn)進行控制和管理。往上和ERP等管理軟件相通信，往下面對著生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)。

3 課題來源

某鋼廠新建煉鋼廠包含KR鐵水預處理、120噸頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐1座、精煉爐（CAS/LF/LF+VD）、板坯連鑄機一臺。中厚板廠年產(chǎn)量120萬噸，包含有步進加熱爐1座，推鋼加熱爐2座，初軋機1臺，精軋機1臺，以及冷床、剪切、精整、質(zhì)檢、入庫等一條線中厚板生產(chǎn)設(shè)備。煉鋼廠與中厚板廠采用高耦合性直接熱裝板坯工藝（DHCR），因此要求實行一條作業(yè)線生產(chǎn)管理。該條作業(yè)線將逐步過渡到以品種鋼生產(chǎn)為主（小批量/多品種），因此要求生產(chǎn)管理實現(xiàn)高水平的定單生產(chǎn)（MAKE TO ORDER）管理。

4 課題意義

煉鋼廠轉(zhuǎn)爐和精煉均采用法國達涅利公司模型（L2），連鑄采用澳鋼聯(lián)自動化技術(shù)（L1/L2），化驗設(shè)備也十分先進。整條作業(yè)線具備完善的L2/L1自動化系統(tǒng)，中厚板廠的二級系統(tǒng)也比較完備。然而，由于沒有L3級自動化系統(tǒng)（即MES系統(tǒng)），局部雖優(yōu)，全局不佳，難以發(fā)揮L1/L2級自動化水平高的優(yōu)勢。因此，MES系統(tǒng)就是要讓各個L1/L2模型有機地結(jié)合起來，使之相互之間有信息傳輸，不再是完全獨立的模型，以達到全局的優(yōu)化。

5 MES發(fā)展現(xiàn)狀

MES作為生產(chǎn)形態(tài)變革的產(chǎn)物，其起源大多源自工廠的內(nèi)部需求，傳統(tǒng)的MES（Traditional MES，T-MES）就是從70年代的零星車間級應(yīng)用發(fā)展起來的，在積累了相當?shù)慕?jīng)驗后，逐漸形成了一些從事MES開發(fā)的專業(yè)公司，并且其系統(tǒng)也開發(fā)出了相當成熟的標準。通常他們都是針對特定的生產(chǎn)類型，或特定的功能需求而開發(fā)出較為標準化的MES，并擁有了一定的市場份額（例如美國的 Consilium，加拿大的Promise公司都是開發(fā)IC廠MES 的知名廠商）?？偟膩碚fT-MES可大致分為兩大類：專用的MES系統(tǒng)（Point MES）和集成的MES系統(tǒng)（Integrated MES）。專用的MES是指為解決某個特定領(lǐng)域問題，如車間維護、生產(chǎn)調(diào)度或SCADA而開發(fā)的單獨應(yīng)用系統(tǒng)。集成的MES則是針對一個特定行業(yè)如航空、裝配、半導體、食品和衛(wèi)生等行業(yè)而設(shè)計，具有一定的通用性，并且逐步加強了與上層事務(wù)處理和下層實時控制系統(tǒng)的集成能力。

6 研究工作要實現(xiàn)的最終目標

企業(yè)MES的實施，是一個從無到有，從淺到深的過程。它與企業(yè)的信息化管理和信息化建設(shè)的發(fā)展歷程是同步的，隨著MES應(yīng)用的不斷深入，信息技術(shù)不斷地滲入到企業(yè)管理層面中，它對企業(yè)的戰(zhàn)略影響也越來越大，使得企業(yè)在利用信息技術(shù)時能更快地獲取競爭優(yōu)勢，同時又使企業(yè)在MES的投資上發(fā)揮最大效益。

7 研究成果形式

基于C/S架構(gòu)研發(fā)MES鋼廠系統(tǒng)，并形成學位論文《某鋼廠MES系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)》。

參考文獻：

[1]孫彥廣，陳靖屏.流程工業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)[M].化學工業(yè)出版社，2006.

[2]李清.制造執(zhí)行系統(tǒng)[M].中國電力出版社，2007.

[3]顧佳晨等.流程工業(yè)MES的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].冶金自動化，2003，27（04）.

[4]何清剛.淺談制造執(zhí)行系統(tǒng)MES[J].CAD/CAM與制造業(yè)信息化（原刊名：CAD/CAM計算機輔助設(shè)計與制造），2005（05）.

[5]鄧全亮等.流程工業(yè)MES中的數(shù)據(jù)集成研究及應(yīng)用[J].計算機工程，2006，32（19）.

[6]潘美俊等.MES現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].中國制造業(yè)信息化，2008，37（9）.

[7]常春光等.鋼鐵生產(chǎn)動態(tài)調(diào)度理論研究與工程應(yīng)用綜述[J].信息與控制，2003，32（6）.

[8]李清等.企業(yè)與信息系統(tǒng)建模分析[M].高等教育出版社，2007.

[9]陳國權(quán).制造業(yè)先進生產(chǎn)方式與管理模式[M].科學技術(shù)文獻出版社，1998.12.

[10]趙亞波.智能制造[J].工業(yè)控制計算機，2002，15（3）.

[11]孫大涌，屈賢明，張松濱.先進制造技術(shù)[M].機械工業(yè)出版社，2002，7.

[12]呂志民，徐金梧.一種適用于熱送熱裝生產(chǎn)計劃優(yōu)化的方法[J].北京科技大學學報，2002，24（6）.

作者單位：遼寧林業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，沈陽 110101