鋼鐵企業(yè)以數(shù)據(jù)化管理為目標(biāo)的信息化整體提升

王麗麗

（河鋼集團(tuán)唐山不銹鋼有限責(zé)任公司，河北 063105）

0 引言

數(shù)據(jù)是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的“石油”，但數(shù)據(jù)的價(jià)值不僅在數(shù)據(jù)量，更在于如何讓數(shù)據(jù)有效釋放能量。數(shù)據(jù)化管理能力是讓“石油”精煉而充分“燃燒”的手段，也必將成為推動(dòng)鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)型、升級(jí)發(fā)展的新途徑。數(shù)據(jù)化管理和數(shù)據(jù)應(yīng)用就是將各種生產(chǎn)、質(zhì)量數(shù)據(jù)整合到統(tǒng)一的平臺(tái)，并進(jìn)行深度挖掘和應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化管理離不開有效的管理模式，不銹鋼公司采用了項(xiàng)目經(jīng)理制，以現(xiàn)有的信息化系統(tǒng)為核心，以實(shí)際業(yè)務(wù)為主軸，尤其以數(shù)據(jù)化管理方面的應(yīng)用效果為目標(biāo)開展工作，在提高專業(yè)技術(shù)人員整合、挖掘和應(yīng)用數(shù)據(jù)能力和水平同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)公司生產(chǎn)業(yè)務(wù)和信息化系統(tǒng)的有效融合。

文本介紹不銹鋼公司以數(shù)據(jù)化管理為目標(biāo)的信息化整體提升實(shí)施的背景及其主要內(nèi)容和主要做法。數(shù)據(jù)化管理策略的實(shí)施，促進(jìn)公司生產(chǎn)和質(zhì)量管理手段和水平的提升，為公司全方位實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化管理奠定基礎(chǔ)。

1 以數(shù)據(jù)化管理為目標(biāo)的信息化整體提升實(shí)施背景

1.1 適應(yīng)當(dāng)前鋼鐵市場(chǎng)形式和信息技術(shù)的現(xiàn)實(shí)需要

2015年，對(duì)于鋼鐵行業(yè)來(lái)說(shuō)是艱難的一年，市場(chǎng)萎靡，鋼價(jià)下跌，在此外部環(huán)境下怎樣能夠更好的生存，是每個(gè)鋼鐵企業(yè)都不得不面對(duì)的問(wèn)題。另外除了生產(chǎn)安全“紅線”外，近幾年環(huán)保要求更加嚴(yán)格。企業(yè)要想擺脫困境，實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展，就要開拓思路，提升企業(yè)管理思路和管理手段，促進(jìn)企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展。當(dāng)前，信息技術(shù)飛速發(fā)展，信息化在企業(yè)管理中的支撐作用越來(lái)越明顯，工業(yè)化和信息化融合已成為企業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路，信息化系統(tǒng)的應(yīng)用和數(shù)據(jù)化管理將成為企業(yè)保生存、謀發(fā)展的重要手段。

1.2 應(yīng)用信息化系統(tǒng)提升管理水平的內(nèi)在需求

不銹鋼公司自2011年開始，分期分批建設(shè)了OA系統(tǒng)、計(jì)質(zhì)量系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、能源計(jì)量系統(tǒng)、SAP系統(tǒng)、APS系統(tǒng)、ODS系統(tǒng)、MSCC系統(tǒng)、設(shè)備全生命周期系統(tǒng)、QMS系統(tǒng)、TPQC系統(tǒng)等信息化管理系統(tǒng)，業(yè)務(wù)覆蓋從財(cái)務(wù)、物流、生產(chǎn)過(guò)程、設(shè)備管理、質(zhì)量管理、能源管理等多個(gè)方面。但是從各系統(tǒng)使用的管理功效來(lái)看，還存在明顯的不足，管理和信息兩張皮，沒有有效融合，缺乏統(tǒng)一規(guī)劃。一方面，信息化建設(shè)缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)，各個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)各為其主，沒有實(shí)現(xiàn)有效共享，造成了系統(tǒng)越建越多，但數(shù)據(jù)確越來(lái)越難以查找；另一方面，從業(yè)務(wù)流程方面，各個(gè)專業(yè)各自為戰(zhàn)，沒有按生產(chǎn)工藝流程將信息統(tǒng)一集成在一個(gè)平臺(tái)中進(jìn)行分析，且各系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)查詢流程復(fù)雜，制約了系統(tǒng)的有效應(yīng)用和管理水平的提升。

1.3 提升公司全流程生產(chǎn)、質(zhì)量信息管理的有效途徑

不銹鋼公司樹立了以數(shù)據(jù)化管理為抓手，圍繞整合現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源，利用信息化、自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化“三化”融合來(lái)實(shí)現(xiàn)公司管理水平的快速提升。在此過(guò)程中，利用TPQC、QMS、APS等系統(tǒng)將生產(chǎn)、質(zhì)量信息數(shù)據(jù)化，實(shí)現(xiàn)了煉鋼、軋鋼直至下游二冷軋工序的生產(chǎn)實(shí)績(jī)和質(zhì)量信息的集成，為提升生產(chǎn)、質(zhì)量管理奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 以數(shù)據(jù)化管理為目標(biāo)的信息化整體提升內(nèi)涵

2.1 搭建集成化的項(xiàng)目管理平臺(tái)

現(xiàn)有信息化系統(tǒng)數(shù)據(jù)如何才能高效、便捷集合在一起？不銹鋼公司確定了以項(xiàng)目模式進(jìn)行數(shù)據(jù)化管理。以現(xiàn)有信息化系統(tǒng)為核心，以實(shí)際業(yè)務(wù)為主軸，建立了APS、MSCC、ODS、QMS、MES、計(jì)質(zhì)量、能源計(jì)量、PM、設(shè)備全生命周期9個(gè)項(xiàng)目組，各項(xiàng)目組由公司主管副總牽頭，圍繞各系統(tǒng)深度開發(fā)應(yīng)用，尤其以數(shù)據(jù)化管理方面的應(yīng)用效果為抓手開展工作，為實(shí)現(xiàn)公司數(shù)據(jù)化管理構(gòu)建平臺(tái)。

2.2 建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集平臺(tái)

為了確保數(shù)據(jù)采集的穩(wěn)定、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、高頻率要求，針對(duì)自動(dòng)化一級(jí)現(xiàn)場(chǎng)儀表數(shù)據(jù)，利用PI系統(tǒng)對(duì)煉鐵、煉鋼、軋鋼區(qū)域的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、能源數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和存儲(chǔ)；針對(duì)二級(jí)PDO數(shù)據(jù)，采用了MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)來(lái)與多種二級(jí)系統(tǒng)進(jìn)行連接，形成了不銹鋼公司統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)平臺(tái)，為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化管理創(chuàng)造了條件[1]。

2.3 建立貫穿全工序的信息化系統(tǒng)

通過(guò)TPQC系統(tǒng)的建立，將煉鋼脫硫、轉(zhuǎn)爐、精煉、連鑄、軋鋼到二冷軋各工序的生產(chǎn)和質(zhì)量信息進(jìn)行了收集匯總，通過(guò)一個(gè)系統(tǒng)可以查看各工序的生產(chǎn)工藝和過(guò)程質(zhì)量信息，有效提升了數(shù)據(jù)化管理水平，為批量生產(chǎn)高端產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。

3 以數(shù)據(jù)化管理為目標(biāo)的信息化整體提升主要做法

3.1 搭建數(shù)據(jù)化管理項(xiàng)目組平臺(tái)

數(shù)據(jù)化管理離不開有效的管理模式，項(xiàng)目管理具有悠久的歷史，古代埃及的金字塔、古羅馬的尼姆水道、古代中國(guó)的都江堰和萬(wàn)里長(zhǎng)城都是人類祖先開始項(xiàng)目管理的實(shí)踐標(biāo)志。在本次數(shù)據(jù)化管理為目標(biāo)的信息化整體提升活動(dòng)的開展過(guò)程中，不銹鋼公司以項(xiàng)目經(jīng)理制為信息化系統(tǒng)提升的運(yùn)行模式，在提高專業(yè)技術(shù)人員深入開發(fā)數(shù)據(jù)應(yīng)用能力的同時(shí)，也促進(jìn)了公司生產(chǎn)業(yè)務(wù)和信息化系統(tǒng)的有效融合。

根據(jù)項(xiàng)目經(jīng)理的選拔條件，在選拔項(xiàng)目經(jīng)理過(guò)程中，通過(guò)對(duì)專業(yè)知識(shí)、工作經(jīng)歷、協(xié)調(diào)能力、職業(yè)道德、溝通與表達(dá)能力、領(lǐng)導(dǎo)能力等多方面的考評(píng)，最終確定了各項(xiàng)目組的組長(zhǎng)。各項(xiàng)目組在組長(zhǎng)的帶領(lǐng)下，以系統(tǒng)深度應(yīng)用為目標(biāo)，以應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題為導(dǎo)向，立足于用信息化系統(tǒng)提升本專業(yè)的管控水平，以便更好的服務(wù)于各產(chǎn)線。

3.2 建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集平臺(tái)

以數(shù)據(jù)化管理為目標(biāo)的信息化整體提升實(shí)踐中，需要以數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)為基礎(chǔ)，配合實(shí)際接口需求進(jìn)行開發(fā)。通過(guò)不銹鋼公司實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，可實(shí)現(xiàn)煉鋼和1580軋線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，各產(chǎn)線（二級(jí)不能提供開始結(jié)束時(shí)間的）工序啟停的計(jì)算，1580軋線部分工藝參數(shù)的參數(shù)啟停計(jì)算，1580軋線時(shí)間長(zhǎng)度換算計(jì)算，以及配套QMS數(shù)據(jù)接口開發(fā)等功能。由于需要采集的數(shù)據(jù)量比較大、采集頻率高，同時(shí)考慮以后將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)作為整個(gè)不銹鋼公司生產(chǎn)、質(zhì)量等數(shù)據(jù)集成平臺(tái)的拓展需要，綜合國(guó)內(nèi)外實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的使用情況，從可靠性、擴(kuò)展性、靈活性、方便性等多個(gè)角度考慮，在本方案中選用美國(guó)OSISoft公司的PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。不銹鋼公司工廠數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)主要集成設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，工藝參數(shù)數(shù)據(jù)，位置匹配數(shù)據(jù)，工序啟停數(shù)據(jù)，生產(chǎn)實(shí)際數(shù)據(jù)供外部系統(tǒng)查詢，其整體的架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 工廠數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)圖

3.3 建立貫穿全工序的信息化系統(tǒng)

3.3.1 QMS系統(tǒng)

生產(chǎn)全過(guò)程的質(zhì)量管理系統(tǒng)（QMS），可以實(shí)現(xiàn)各生產(chǎn)工序過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和報(bào)警。系統(tǒng)集成公司各生產(chǎn)工序的過(guò)程和質(zhì)量數(shù)據(jù)，并由專家系統(tǒng)按照所設(shè)置的規(guī)則評(píng)估各過(guò)程數(shù)據(jù)，同時(shí)可生成報(bào)警信息。各過(guò)程數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)狀態(tài)和報(bào)警信息會(huì)顯示在各生產(chǎn)工序監(jiān)控終端屏幕上，供各過(guò)程質(zhì)量工程師在線監(jiān)控當(dāng)前生產(chǎn)的情況，針對(duì)過(guò)程運(yùn)行的任何異常情況系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警提示。最后該系統(tǒng)可以把相關(guān)信息應(yīng)用在內(nèi)部過(guò)程質(zhì)量管理和優(yōu)化上[2]。

3.3.2 TPQC系統(tǒng)

汽車板產(chǎn)品的生產(chǎn)橫跨煉鐵、煉鋼、熱軋、冷軋多道工序，由于受到區(qū)域局限，各工序間生產(chǎn)、質(zhì)量等數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性弱，生產(chǎn)、質(zhì)量等數(shù)據(jù)僅在本工序系統(tǒng)間流轉(zhuǎn)。然而造成質(zhì)量問(wèn)題的原因往往是由于上一道工序引起的，本工序的原因分析已不能滿足需要，因此亟需結(jié)合現(xiàn)代化數(shù)據(jù)采集平臺(tái)的應(yīng)用建立跨區(qū)域的質(zhì)量分析管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的一貫制管理。

全過(guò)程工藝質(zhì)量控制（TPQC）系統(tǒng)的建設(shè)，主要分為功能設(shè)計(jì)、接口開發(fā)、程序開發(fā)、功能測(cè)試、功能優(yōu)化五個(gè)階段。通過(guò)TPQC系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)汽車板產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)與質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)不同工序間的工藝、質(zhì)量數(shù)據(jù)跟蹤、關(guān)聯(lián)、分析，實(shí)現(xiàn)KPI系統(tǒng)計(jì)算與分析，建立知識(shí)庫(kù)與規(guī)則庫(kù)，確定可能造成不合格品的根本原因及修正補(bǔ)償措施，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC）與評(píng)估。

4 實(shí)施效果

4.1 獲取數(shù)據(jù)

由于建立起了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)從煉鐵到煉鋼再到軋鋼區(qū)域?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)采集，通過(guò)PI系統(tǒng)程序開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)操作畫面可視化，供有關(guān)生產(chǎn)、維護(hù)、管理人員察看。

4.2 客戶質(zhì)量異議管理更精準(zhǔn)

客戶質(zhì)量異議管理系統(tǒng)可以追蹤并處理客戶質(zhì)量異議事宜。它的質(zhì)量異議/改善案件數(shù)據(jù)庫(kù)界面由客戶質(zhì)量異議/改善管理系統(tǒng)以及質(zhì)量管理系統(tǒng)維持。從輸入一個(gè)客戶質(zhì)量異議開始（質(zhì)量異議/改善案件ID,鋼卷ID,質(zhì)量異議），系統(tǒng)可以顯示質(zhì)量異議/改善案件的細(xì)節(jié)以及通過(guò)使用離線QMS進(jìn)行的質(zhì)量異議分析，并可獲取用于鋼卷質(zhì)量決策的與生產(chǎn)工藝步驟相關(guān)的質(zhì)量數(shù)據(jù)。在評(píng)估質(zhì)量異議之后，客戶質(zhì)量異議管理系統(tǒng)以文件的形式輸出決策并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。QMS報(bào)告可以查詢數(shù)據(jù)庫(kù)中客戶的質(zhì)量異議案件記錄，利用這些數(shù)據(jù)，QMS報(bào)告可以創(chuàng)建質(zhì)量異議數(shù)據(jù)分析（每個(gè)客戶的質(zhì)量異議，每個(gè)時(shí)間段的質(zhì)量異議，質(zhì)量異議金額等）。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，唐山不銹鋼公司通過(guò)數(shù)據(jù)化管理手段對(duì)公司信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)一集成和深度開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了公司生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量信息的跟蹤、查詢，為生產(chǎn)工藝分析和優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)依據(jù)，促進(jìn)了公司產(chǎn)品質(zhì)量的提高，同時(shí)減少了質(zhì)量異議的發(fā)生頻率。

另外，實(shí)施數(shù)據(jù)化管理和信息化整體提升戰(zhàn)略，增加了公司生產(chǎn)和質(zhì)量的管理手段，提升了管理水平，降低了客戶質(zhì)量異議處理成本，增加了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，并為下一步公司數(shù)據(jù)化管理后續(xù)拓展提供了經(jīng)驗(yàn)借鑒。