河鋼宣鋼鐵前供產(chǎn)系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

趙云翔

摘 要：鐵前生產(chǎn)是鋼鐵企業(yè)中長流程制造的典型區(qū)域，多數(shù)企業(yè)通過建立ERP信息系統(tǒng)來加強對鐵前生產(chǎn)的管控，但收效甚微。主要原因是生產(chǎn)管理層的作業(yè)計劃和任務(wù)不能很好在作業(yè)層執(zhí)行，本文通過MES與ERP集成的優(yōu)勢分析結(jié)合宣鋼鐵前生產(chǎn)工藝流程，設(shè)計并實現(xiàn)了宣鋼鐵前供產(chǎn)系統(tǒng)。實現(xiàn)焦化、燒結(jié)球團、煉鐵等生產(chǎn)單元年月日生產(chǎn)計劃管理，使得宣鋼鐵前生產(chǎn)實現(xiàn)全流程24小時管控的閉環(huán)管理模式，及各項生產(chǎn)數(shù)據(jù)的不落地的設(shè)計目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：鐵前；供產(chǎn)；信息化

隨著宣鋼對鐵前ERP及配套數(shù)據(jù)支撐系統(tǒng)的深入使用，生產(chǎn)管理部門及生產(chǎn)單位對系統(tǒng)的功能需求日益增多，尤其涉及鐵前生產(chǎn)訂單的管理，數(shù)據(jù)采集，鐵水質(zhì)量管控等諸多內(nèi)容，原有數(shù)據(jù)支撐系統(tǒng)流程再造、功能擴充等方面很難適應(yīng)企業(yè)發(fā)展需求。為此，需要設(shè)計開發(fā)一套滿足鐵前生產(chǎn)工序要求并能很好與ERP銜接的系統(tǒng)。使生產(chǎn)管理部門可時時掌握生產(chǎn)現(xiàn)場相關(guān)數(shù)據(jù)信息，快捷安排各工序生產(chǎn)，在實現(xiàn)精細化生產(chǎn)的同時，降低了鐵前生產(chǎn)成本。

1 鋼鐵行業(yè)ERP與MES集成的優(yōu)勢

鋼鐵企業(yè)中的MES實際上是過程控制級和作業(yè)管理級的整合。作業(yè)管理中的過程物料平衡、生產(chǎn)計劃、調(diào)度、排序及優(yōu)化已經(jīng)納入綜合營銷系統(tǒng)，成為其核心部分。ERP主要根據(jù)企業(yè)的人、財、物各種資源的狀況和產(chǎn)、供、銷各個環(huán)節(jié)的信息，對生產(chǎn)進行合理有效的計劃、組織，使生產(chǎn)經(jīng)營活動協(xié)調(diào)有序地進行，并對企業(yè)的戰(zhàn)略計劃進行決策。MES根據(jù)ERP系統(tǒng)下達的合同計劃，通過生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)統(tǒng)計、成本控制、物料平衡和能源管理過程組織生產(chǎn)，并將各種信息加以采集、傳遞和加工處理，及時呈報ERP系統(tǒng)。由此可見ERP于MES集成的系統(tǒng)可使管理層命令得到及時高效的執(zhí)行，管理層也可時時對生產(chǎn)現(xiàn)場進行管控。

2 功能設(shè)計

宣鋼鐵前供產(chǎn)系統(tǒng)主要由：焦化MES系統(tǒng)；燒結(jié)、球團MES系統(tǒng)；煉鐵MES系統(tǒng)三大部分組成。各模塊實現(xiàn)重點的是年、月、日生產(chǎn)計劃的安排、變更及下達。由于鐵前生產(chǎn)的一體性，鐵前供產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計為兩個部分，即鐵前綜合管理（APS）和鐵前二級單位生產(chǎn)管理（MES）。鐵前綜合管理包括：配料優(yōu)化管理模塊、鐵前生產(chǎn)計劃管理模塊和鐵前綜合查詢及報表模塊。在設(shè)計同時需改造現(xiàn)有數(shù)據(jù)支撐系統(tǒng)，實現(xiàn)與L1/L2級過程控制系統(tǒng)（PLC/DCS/儀器儀表）的集成以及與ERP系統(tǒng)的集成，打通四級系統(tǒng)。實現(xiàn)鐵前各系統(tǒng)年度、月度生產(chǎn)計劃制定、查詢、執(zhí)行情況跟蹤；實現(xiàn)宣鋼鐵前生產(chǎn)一級計劃管制模式和財務(wù)成本一級核算體系，實現(xiàn)鐵前配料優(yōu)化和物流精細化跟蹤，達到“產(chǎn)能最大化、成本最小化、生產(chǎn)穩(wěn)定化”的綜合優(yōu)化平衡。

3 主要技術(shù)及功能實現(xiàn)

3.1 應(yīng)用CSLA.NET框架，實現(xiàn)業(yè)務(wù)、邏輯、數(shù)據(jù)層分離

系統(tǒng)采用CSLA.NET分布式N層部署的框架，劃分為數(shù)據(jù)存儲層、數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務(wù)服務(wù)層、數(shù)據(jù)交戶層、用戶界面層5個層次，提供驗證規(guī)則和業(yè)務(wù)規(guī)則、跟蹤對象是否改變、集成授權(quán)、子對象的強類型集合、多級撤銷能力、用戶界面開發(fā)者的簡單抽象模型、支持數(shù)據(jù)綁定、對象持久性和對象-關(guān)系映射、自定義身份驗證等功能，以強大而靈活的業(yè)務(wù)層，包含了驗證，權(quán)限，數(shù)據(jù)門戶等標(biāo)準化的解決方案，使宣鋼業(yè)務(wù)對象更加標(biāo)準和靈活。它提出了移動對象的概念，使業(yè)務(wù)對象可以在不同的服務(wù)器上物理性的移動，自由進行B/S、C/S等數(shù)據(jù)訪問實現(xiàn)，并提供豐富的用戶訪問接口實現(xiàn)不同系統(tǒng)業(yè)務(wù)無縫集成，充分保障系統(tǒng)業(yè)務(wù)的靈活性、兼容性、可擴展性、安全性。

3.2 入爐配料模型的設(shè)計與實現(xiàn)

入爐配料模型以物料平衡計算公式為基本數(shù)學(xué)模型進行求解。采用數(shù)據(jù)鏈接技術(shù)把燒結(jié)、球團模塊中計算結(jié)果（價格、成份等）引用過來，實時傳遞高爐返礦、焦粉成份及價格到燒結(jié)、球團模塊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步運算，保證程序運行的及時性與準確性。通過入爐結(jié)構(gòu)與原料分析，計算出入爐品位及堿度，結(jié)果與設(shè)定金屬量計算出原料單耗，從而推算出生鐵成本及實際金屬量。同時考慮焦炭和產(chǎn)量的影響對成本進行比較、校正。其中，煉鐵模塊中物料的入爐價部分采用其他兩模塊的數(shù)值傳遞結(jié)果，保證與燒結(jié)、球團成本的同步性。實現(xiàn)宣鋼入爐物料平衡，在保證入爐原料各項指標(biāo)滿足高爐生產(chǎn)需求的前提下，通過系統(tǒng)中的模型的分析、計算，確定各種原料的配入比例，降低鐵前生產(chǎn)成本。

3.3 生產(chǎn)管控中心的建立實現(xiàn)計劃統(tǒng)一管理

系統(tǒng)實現(xiàn)焦化MES、燒結(jié)球團MES、煉鐵MES年月日生產(chǎn)計劃編制及管理，即將統(tǒng)一制定鐵前生產(chǎn)計劃（包括機組作業(yè)計劃），并建立時時生產(chǎn)管控中心對鐵前生產(chǎn)統(tǒng)一進行生產(chǎn)管控和調(diào)度。在鐵前供產(chǎn)一體化架構(gòu)下，生產(chǎn)計劃的編制并不是哪一個系統(tǒng)或者模塊的單獨任務(wù)。科學(xué)合理的生產(chǎn)計劃編制，需要在各個系統(tǒng)內(nèi)部、各級系統(tǒng)之間進行計劃的優(yōu)化和協(xié)調(diào)。MES與ERP系統(tǒng)之間、各MES之間的功能集成與分擔(dān)，改變了原本系統(tǒng)之間相對孤立，通過生產(chǎn)計劃的協(xié)調(diào)，實現(xiàn)各生產(chǎn)單元計劃的有效銜接。

4 系統(tǒng)測試

系統(tǒng)測試的硬件配置，采用HP的小型機和PC服務(wù)器系列作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫及WEB服務(wù)器，各終端用戶使用內(nèi)存大于2GB、4核CPU的普通計算機。測試范圍主要包括：各模塊的功能實現(xiàn)、運行情況、性能；圖形界面的運行流暢程度；各數(shù)據(jù)的采集上傳速度；接口及網(wǎng)絡(luò)性能測試等。通過測試，系統(tǒng)實現(xiàn)了生產(chǎn)計劃創(chuàng)建與下達的及時率、準確律100%，完成了前期設(shè)計要求。

5 結(jié)束語

該系統(tǒng)的投入運行，推進宣鋼信息化建設(shè)工作邁向一個新的臺階。生產(chǎn)現(xiàn)場的各項生產(chǎn)數(shù)據(jù)的時時上傳，增加了公司對生產(chǎn)現(xiàn)場的管控力度，使管理層能夠更及時、更準確的得到生產(chǎn)經(jīng)營一線的數(shù)據(jù)，使執(zhí)行層能夠隨時了解本業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)內(nèi)的成本消耗情況和生產(chǎn)實績，從而使企業(yè)自上至下的管理者都能夠隨時掌握管轄范圍內(nèi)的生產(chǎn)經(jīng)營實際。使得宣鋼鐵前生產(chǎn)真正實現(xiàn)全流程24小時管控的閉環(huán)管理模式，各項生產(chǎn)數(shù)據(jù)的不落地的設(shè)計目標(biāo)。

參考文獻

[1]王曉麗.宣鋼鐵前產(chǎn)銷系統(tǒng)的實施及應(yīng)用[J].中國電子商務(wù)，2012，（12）：41-42.

（作者單位：河鋼宣鋼技術(shù)中心）