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【摘 要】近三年来，我公司工业自动化技术发展迅速，特别是公司技术改造项目先后建成并投产后，PLC、DCS、工控机广泛应用于工业控制系统，使得我公司的工业自动化水平上升了一个新的台阶。然而，企业面临了新的问题，生产线实现了自动化，生产管理依然是原有的模式，没有最优化，制约了生产效率和效益的进一步提高。因此，利用先进的软件，结合现代化的管理手段，提高分厂的管理水平，同时也为企业信息化ERP系统提供实时的生产数据，是MES系统急需要解决的事。
【关键词】自动化；信息化；ERP系统；MES系统自动化；信息化；ERP系统；MES系统
一、引 言
我公司转炉炼钢厂是按照国家相关产品结构调整和技术装备升级产业政策进行设计，其装备水平和技术水平达到国内先进水平。其中铁水脱硫装置设计先进，脱硫水平达到国内先进水平；120吨顶底复吹转炉属国际先进技术，其炼钢自动化水平也属国内一流，可实现一键自动化炼钢；RH真空炉设计为三车五位可实现转炉钢全真空处理，其技术指标达到国际同类先进水平；大方坯合金钢连铸机是目前国内投产最大合金钢方坯连铸机。同时还采用了节能及能源二次利用等先进技术，工厂可实现负能炼钢。
我公司现有的ERP系统不能解决复杂的生产管理问题，及时性要求高的生产数据还靠手工录入，分厂级的MES系统还未实施，上层信息化系统与下层自动化系统出现了一个很大的鸿沟。如果没有实时的生产信息，ERP系统就如同空中楼阁，不能做到数出一源，达不到三流（物流、信息流、资金流）同步的效果。现在新的转炉炼钢厂成功建成，是实施转炉MES系统的最好时机。借助新厂自动化程度高，通过MES系统，下层自动化系统与上层ERP系统就能实现无缝集成，提高企业信息化水平，为分厂的生产管理提高技术手段。
二、MES系统实施目标
MES系统即制造执行系统，它以提高生产效率、降低生产成本、缩短交货期、改善客户服务为目标。运用计算机网络把各个自动化孤岛连接起来，运用信息化手段管理和優化生产流程，实现从订单开始，直到产品交付的整个生产管理流程自动化。在新建转炉MES系统中，以数据标准化为基础、以信息共享为平台，支撑企业新建炼钢区域的产品生产业务运作，使管理更加透明化、精细化和规范化，从而进一步提高企业管理效率与管理精度。具体表现在以下几个方面：
1、客户服务最佳化。按合同组织生产，全程合同进度跟踪，提高合同交货精度，提升客户服务水平，从而增强企业市场竞争力。
2、客户交期最短化。通过对产品的整个生产过程采用集中一贯管理，强化物流控制手段，加快生产节奏，减少物料在库滞留时间，缩短产品的生产周期，实现客户交期最短化。
3、产能最大化。通过不同层级的计划管理，保证瓶颈工序产能最大化；通过物料管理，加强生产调度的力度，从而达到整个工厂产能最大化。
4、库存最低化。通过合理安排生产、优化生产调度、加快库存周转，同时对各种材料收发存信息进行动态管理，实现库存最低化。
5、产品附加值最高化。为了提高市场竞争力，必须发展“高难度，高附加值”的产品，这就需要对生产过程进行实时监测和控制，通过对主要生产流程及关键生产设备进行动态监控，增强各生产环节的应变能力，以保证产品质量得以持续改进，实现附加值最高化。
三、MES系统在生产过程的具体应用
1、生产管理。接收ERP系统下发的生产订单，并根据该订单进行组炉和组浇，形成炉次和浇次计划。当网络异常时，也可直接在本系统人工录入生产订单。在生产过程中，本系统时刻对生产订单的执行情况进行跟踪。
2、质量管理。从质量管理系统接收冶金规范和质量判定信息。从炉前快分系统接收检化验信息并提供查询功能。系统接收到检化验信息后，将自动与冶金规范进行比对，如果发现成分不合格，将对用户进行提醒。
3、作业计划管理。本系统根据生产管理模块制订的炼钢和浇次计划，形成炼钢作业计划。并可根据现场需要进行在线的适当调整。作业计划将作为生产指令，下发到各个二级系统。
4、生产实绩管理。系统从各二级收集每个炉次各个工艺点的生产数据，如工艺数据、原辅料情况以及生产过程中的质量检验结果等，并提供给用户查询。将收集的生产实绩数据传递给ERP系统。
5、仓库管理。仓库管理的对象包括原料、辅料、副产品、坯料和备品备件，以及从ERP系统接收原料内拨数据。
6、工器具管理。系统提供对铁水包、钢包、中间包、结晶器的基本数据、运转状态，根据作业情况进行维护和跟踪的功能。
7、成本管理。系统根据从各二级收集的每个炉次各个工艺点的生产数据，提取原料、能介和耗材的消耗数据，并计算吨钢消耗。对于无法直接采集的成本消耗数据，则采用定期集中手工录入的方式将数据录入本系统。统计员可在本模块对收集来的消耗数据进行调差或均摊操作，然后利用本系统统计和分析模块将消耗数据进行统计汇总，形成相关报表。系统可将成本消耗数据传递给ERP系统，消耗项目的编码遵从ERP统一编码。
8、可视化及物料跟踪。系统从各二级收集实时数据，通过图形化总貌图实时监视各工序生产状况、主要运行参数和主要工艺参数。
9、接口管理。系统与ERP系统、质量系统、计量系统、能源系统、铁水处理L2系统、转炉L2系统、精炼L2系统、RH L2系统、连铸L2系统进行数据通讯。
10、系统管理。系统管理员可在本系统的用户管理模块设定各个用户的工号、姓名、部门、角色。通过访问密码，控制用户的访问登录。给角色授权，控制用户的应用功能使用范围。
四、硬件架构
转炉炼钢MES系统的服务器采用2台IBM中端Unix服务器 P550，标准配置8*3.5GHz Processor，32G内存，利用小型机稳定、高效的特点支撑业务运作。两台服务器通过操作系统的集群软件组成主备的高可用物理平台，当运行服务器故障时，通过集群软件可以自动将应用系统切换到热备服务器，保障业务的连续运行。存储系统采用IBM DS5020磁盘阵列，支持双Raid控制器，裸盘容量配置不低于2TB，采用主机与服务器直连技术，两台主机各配置两块光纤通道卡分别连接阵列的两个控制器，磁盘阵列支持HOT Spare Disk和RAID 5技术。
五、结束语
转炉厂MES系统的实施应用，改善了原有炼钢厂落后的管理模式，引入了先进的管理思想和改进企业的管理手段。加速了物流周转，对各种原材料、半成品、成品信息进行动态管理。通过采用科学有效的手段，保证库位的合理利用，提高半成品库、成品库的有效库容，降低坯料库的人工干预程度，改变目前炼钢厂库容压力大的现状。降低了成本，提高了产品的综合竞争能力。同时对生产活动实时检测和控制信息的收集，对主要生产流程和关键生产设备进行动态分析和预测，增强了各生产环节的应变能力，以保证高质量、均衡地生产。
【关键词】自动化；信息化；ERP系统；MES系统自动化；信息化；ERP系统；MES系统
一、引 言
我公司转炉炼钢厂是按照国家相关产品结构调整和技术装备升级产业政策进行设计，其装备水平和技术水平达到国内先进水平。其中铁水脱硫装置设计先进，脱硫水平达到国内先进水平；120吨顶底复吹转炉属国际先进技术，其炼钢自动化水平也属国内一流，可实现一键自动化炼钢；RH真空炉设计为三车五位可实现转炉钢全真空处理，其技术指标达到国际同类先进水平；大方坯合金钢连铸机是目前国内投产最大合金钢方坯连铸机。同时还采用了节能及能源二次利用等先进技术，工厂可实现负能炼钢。
我公司现有的ERP系统不能解决复杂的生产管理问题，及时性要求高的生产数据还靠手工录入，分厂级的MES系统还未实施，上层信息化系统与下层自动化系统出现了一个很大的鸿沟。如果没有实时的生产信息，ERP系统就如同空中楼阁，不能做到数出一源，达不到三流（物流、信息流、资金流）同步的效果。现在新的转炉炼钢厂成功建成，是实施转炉MES系统的最好时机。借助新厂自动化程度高，通过MES系统，下层自动化系统与上层ERP系统就能实现无缝集成，提高企业信息化水平，为分厂的生产管理提高技术手段。
二、MES系统实施目标
MES系统即制造执行系统，它以提高生产效率、降低生产成本、缩短交货期、改善客户服务为目标。运用计算机网络把各个自动化孤岛连接起来，运用信息化手段管理和優化生产流程，实现从订单开始，直到产品交付的整个生产管理流程自动化。在新建转炉MES系统中，以数据标准化为基础、以信息共享为平台，支撑企业新建炼钢区域的产品生产业务运作，使管理更加透明化、精细化和规范化，从而进一步提高企业管理效率与管理精度。具体表现在以下几个方面：
1、客户服务最佳化。按合同组织生产，全程合同进度跟踪，提高合同交货精度，提升客户服务水平，从而增强企业市场竞争力。
2、客户交期最短化。通过对产品的整个生产过程采用集中一贯管理，强化物流控制手段，加快生产节奏，减少物料在库滞留时间，缩短产品的生产周期，实现客户交期最短化。
3、产能最大化。通过不同层级的计划管理，保证瓶颈工序产能最大化；通过物料管理，加强生产调度的力度，从而达到整个工厂产能最大化。
4、库存最低化。通过合理安排生产、优化生产调度、加快库存周转，同时对各种材料收发存信息进行动态管理，实现库存最低化。
5、产品附加值最高化。为了提高市场竞争力，必须发展“高难度，高附加值”的产品，这就需要对生产过程进行实时监测和控制，通过对主要生产流程及关键生产设备进行动态监控，增强各生产环节的应变能力，以保证产品质量得以持续改进，实现附加值最高化。
三、MES系统在生产过程的具体应用
1、生产管理。接收ERP系统下发的生产订单，并根据该订单进行组炉和组浇，形成炉次和浇次计划。当网络异常时，也可直接在本系统人工录入生产订单。在生产过程中，本系统时刻对生产订单的执行情况进行跟踪。
2、质量管理。从质量管理系统接收冶金规范和质量判定信息。从炉前快分系统接收检化验信息并提供查询功能。系统接收到检化验信息后，将自动与冶金规范进行比对，如果发现成分不合格，将对用户进行提醒。
3、作业计划管理。本系统根据生产管理模块制订的炼钢和浇次计划，形成炼钢作业计划。并可根据现场需要进行在线的适当调整。作业计划将作为生产指令，下发到各个二级系统。
4、生产实绩管理。系统从各二级收集每个炉次各个工艺点的生产数据，如工艺数据、原辅料情况以及生产过程中的质量检验结果等，并提供给用户查询。将收集的生产实绩数据传递给ERP系统。
5、仓库管理。仓库管理的对象包括原料、辅料、副产品、坯料和备品备件，以及从ERP系统接收原料内拨数据。
6、工器具管理。系统提供对铁水包、钢包、中间包、结晶器的基本数据、运转状态，根据作业情况进行维护和跟踪的功能。
7、成本管理。系统根据从各二级收集的每个炉次各个工艺点的生产数据，提取原料、能介和耗材的消耗数据，并计算吨钢消耗。对于无法直接采集的成本消耗数据，则采用定期集中手工录入的方式将数据录入本系统。统计员可在本模块对收集来的消耗数据进行调差或均摊操作，然后利用本系统统计和分析模块将消耗数据进行统计汇总，形成相关报表。系统可将成本消耗数据传递给ERP系统，消耗项目的编码遵从ERP统一编码。
8、可视化及物料跟踪。系统从各二级收集实时数据，通过图形化总貌图实时监视各工序生产状况、主要运行参数和主要工艺参数。
9、接口管理。系统与ERP系统、质量系统、计量系统、能源系统、铁水处理L2系统、转炉L2系统、精炼L2系统、RH L2系统、连铸L2系统进行数据通讯。
10、系统管理。系统管理员可在本系统的用户管理模块设定各个用户的工号、姓名、部门、角色。通过访问密码，控制用户的访问登录。给角色授权，控制用户的应用功能使用范围。
四、硬件架构
转炉炼钢MES系统的服务器采用2台IBM中端Unix服务器 P550，标准配置8*3.5GHz Processor，32G内存，利用小型机稳定、高效的特点支撑业务运作。两台服务器通过操作系统的集群软件组成主备的高可用物理平台，当运行服务器故障时，通过集群软件可以自动将应用系统切换到热备服务器，保障业务的连续运行。存储系统采用IBM DS5020磁盘阵列，支持双Raid控制器，裸盘容量配置不低于2TB，采用主机与服务器直连技术，两台主机各配置两块光纤通道卡分别连接阵列的两个控制器，磁盘阵列支持HOT Spare Disk和RAID 5技术。
五、结束语
转炉厂MES系统的实施应用，改善了原有炼钢厂落后的管理模式，引入了先进的管理思想和改进企业的管理手段。加速了物流周转，对各种原材料、半成品、成品信息进行动态管理。通过采用科学有效的手段，保证库位的合理利用，提高半成品库、成品库的有效库容，降低坯料库的人工干预程度，改变目前炼钢厂库容压力大的现状。降低了成本，提高了产品的综合竞争能力。同时对生产活动实时检测和控制信息的收集，对主要生产流程和关键生产设备进行动态分析和预测，增强了各生产环节的应变能力，以保证高质量、均衡地生产。