0 引言

    從行業大方向上，各鋼鐵廠采用MES系統作為生產管理的主要平臺和工具，是大勢所趨。鋼鐵廠在實施MES后，在生產管理的精準度上會有質的飛躍。

    以2018年至2019年為例，我考察了好多鋼鐵企業，在實施MES系統之后，可以對方坯進行按層、按爐次進行管理、在成本收集上可以按鋼種、按爐次進行成本收集等。

1 MES系統是一項系統工程

    MES系統的建設，不是一蹴而就，而是一項系統工程，需經過不斷修正、完善和對現場計量儀表的不斷完善和升級，才能做到成本核算及考核數據都來源于MES，實現了數據的及時性和確保了數據的真實性。MES系統的模塊主要有：計劃管理、作業管理、質量管理、生產監控、計量管理、庫存管理、能源管理等。實施MES后，生產所有的購進、消耗、產成品、化驗數據都可以實時顯示，且形成了各類統計報表，能夠很好的指導跟蹤生產，實現了計量數據的自動采集和實時傳輸及現場的無紙化生產，同時提升了生產管理，達到了提產、減人、增效的目的。

2 前期調研的重要性

    為了設計出各企業更適用的鋼鐵MES系統，就需深入了解各公司鋼鐵系統的生產狀況，需對生產管理方面的業務現狀進行調研，獲取真實的業務需求，同時結合先進的MES系統管理經驗，設計出適合各企業MES系統的業務藍圖。

    通過前期調研，要達到以下目的：

    1.對調研情況進行記錄與總結，為后續功能開發設計提供依據。

    2.梳理業務需求，明確需求邊界和未來系統功能，有利于對藍圖進行有效溝通，查缺補漏，規避MES系統建設風險。

    3.確定未來系統功能，在某些疑難問題上早規劃、早提出解決方案。

3 通過實施MES系統希望能實現的目標

    鋼鐵MES系統一般分為鐵前與鋼后系統。

    1)鐵前生產工藝：對應的生產區域一般為燒結、高爐、噴煤、鑄鐵及對應的原料庫存。

    2)鋼后生產工藝：對應的生產區域一般為煉鋼廠、高線、H型鋼等。

    3.1 通過實施鐵前MES系統希望能實現的目標

    1)希望能實現計劃的分解與執行情況的自動追蹤。希望能實時掌握生產任務的執行情況，如是否完成生產任務、完成比例有多少？

    2)希望能夠實時掌控庫存情況。當前好多企業的大宗物料的進廠可以通過計量系統進行對接，但是缺少對實際耗用情況的實時統計，無法實時掌握動態庫存，無法做到有效的安全庫存預報，無法及時協調采購部門進行原料采購。

    3)希望配料表能自動取得價格、檢化驗信息。好多企業在制定配料表時，會根據價格及一段時間內物料的檢化驗成分信息進行測算，但是以上信息都分散在不同的信息系統里以及對應的化驗室中，生產工藝人員無法第*時間獲取所要的資訊，希望能通過MES系統打破數據共享的障礙，能實時進行配料表的測算。

    4)希望能實現關鍵工藝參數的趨勢監控。好多企業當前的鐵前主要設備都有PLC系統，也有對關鍵工藝參數的監控。但是PLC系統中的關鍵工藝參數存儲時間短，無法做到長時間段的歷史趨勢分析。同時PLC系統都是相對獨立，無法通過上下游工藝參數的相對變化情況去評估當前工藝、質量對后續工藝的影響。希望在系統中提供關鍵工藝參數的趨勢監控，一方面可以做時間段的趨勢分析，另一方面可以自由選取工藝參數，實時分析多個工藝參數相互間的趨勢和運動方向。

    5)希望能實現工藝操作規程的標準化管理。雖然各企業為各個崗位制定了標準的工藝操作規程，但是該規程與現場的工人的操作實績并沒有做到實時管理。希望能對標準的工藝操作特別是關鍵的工藝參數電子化，一旦生產的實績與標準發生偏差，可執行自動報警操作。

    6)希望能實現鐵水罐車的調度管理。好多企業當前鐵水出鐵是由鐵水罐進行運輸，并由軌道衡進行計量。鐵水罐作為鐵鋼協同的關鍵環節，生產調度都是通過電話來協調鐵水罐的情況，非常希望能夠實時掌握當前鐵水罐的去向、位置、皮毛重、檢化驗、溫降等情況。

    7)希望自動出具各種統計報表。當前有各類報表，包含產量、原輔料消耗、主要經濟技術指標、操作參數、成分等各類信息，希望系統能夠實時自動產生各類報表，將人力解放出來從事更有意義的分析和管理工作。

    3.2 通過實施鋼后MES系統希望能實現的目標

    1)希望能實現計劃的分解與執行情況的自動追蹤。

    2)各生產廠在制定計劃時需要實時掌握生產準備情況。

    各生產廠在制定計劃時，需要確認當前的生產準備是否足以滿足計劃生產的要求，例如煉鋼廠需要了解當前結晶器、合金、保護渣的情況，高線廠和型材廠需要掌握生產準備車間對應的軋輥數量、狀態等信息。

    3)生產總調希望能實時掌握現場的生產、能源的情況。當前好多企業的生產調度只能通過電話了解現場和下達指令，生產總調希望能掌握生產全局，包括重點工藝的流量、壓力情況，物流和庫存情況等。同時要方便監控，既要做到監控數據，同時也要避免以數據爆炸的形式展現。

    4)希望實現制造規程的標準化，并能夠實時約束生產。當前各生產部門如煉鋼、軋鋼等根據鋼種不同、規格不同，在不同的工序上都會有對應的操作規程，如轉爐關鍵工藝參數控制、連鑄的配水工藝卡、軋鋼的壓下規程等，但是這些操作規程一方面沒有整理完全，另一面也沒有辦法實時檢查現場人員是否按標準進行操作。希望能夠做到規程的標準化，同時對于超出操作規程的情況，可實時報警。

    5)希望實現全過程的質量管理。需要在系統中將全過程的質量管理規范起來，實現后續質量工藝的分析、提高，實現PDCA循環。

    6)希望實現產品的工藝追蹤和質量追蹤。希望對與產品如大盤卷、高線、H型鋼等實現全過程的工藝、質量追蹤，即可以追蹤到每件產品具體經過那幾道工序、在每道工序上的工藝參數、檢化驗情況，都要追蹤出來。

    7)煉鋼調度希望實現鋼包追蹤。鋼包是生產調度的重要對象，希望可以對每個鋼包進行跟蹤，如當前鋼包位置、狀態、鋼水重量等等。

    8)煉鋼調度希望實現對異常情況的及時調度。方便調度對異常情況如穿爐、回爐、折包、回水、大包開澆后連鑄開澆等異常情況快速調度和處理。

    9)煉鋼車間希望實時掌握兌鐵信息。煉鋼車間希望及時獲取對應的檢化驗信息，同時希望能自動讀取稱重后的鐵水重量。

    10)轉爐、吹氬、LF崗位希望能自動獲取工藝數據、投料數據、檢化驗信息。如進站時間、出站時間、處理周期、電耗等可以通過PLC取得；對應的合金：如鋁粒、電石、螢石、硅錳、硅鈣粉等可通過PLC系統取得；對應的化學成分：通過檢化驗系統自動取得。

    11)連鑄崗位希望能自動獲取開停澆時間、工藝數據、投料數據、檢化驗信息。自動記錄中包開停澆時間；希望引入澆次概念，即爐號所對應的序號應為該澆次下的開澆的大包的序號；對于關鍵的工藝參數系統自動取得；對于結晶器水量：通過PLC系統直接取得；對于當前使用的配水工藝卡及對應的工藝參數如流次、震動曲線、二冷水冷卻曲線等：通過PLC系統直接取得。

    12)軋鋼廠希望實現對鋼坯流轉卡的電子化記錄。希望實現鋼坯流轉卡的電子化記錄，軋鋼原料工，只需要在系統上進行確認即可。同時鋼坯流轉卡只記錄的爐號、鋼種、規格、支數等，希望系統能夠根據爐次號自動獲得對應坯子的成分信息。

4 MES系統功能

    建立一套完整的生產管控系統，實現生產信息管理的自動化，信息交換和傳遞的網絡化，滿足生產廠的生產組織和工藝要求，同時把現有的其它系統整合起來避免出現信息孤島。

    4.1 實現全面的質量管理

    在生產時，系統可以將成份、工藝質控點等重要參數分解到煉鋼轉爐、連鑄等各工序各作業站點，用來指導生產，實現標準化生產。同時因為質檢信息可以追蹤到爐次、批次、件次上，可以有效減少質量異議。能對質檢信息進行自動判定、分析，并根據分析結果反過來調整我們的生產工藝，最終實現PDCA大循環，實現質量工藝一體化，提高產品合格率，降低質量成本。

    4.2 協調生產節奏

    通過鐵水罐追蹤系統，可以對每一罐的位置信息、重量信息、成分信息、駐留時間等進行監控，有助于協調煉鐵和煉鋼的生產節奏。

    通過鋼坯庫管理系統，可以看到有多少垛，每一垛的鋼種信息、爐次信息和數量信息，甚至在垛位圖中可以看到，每一垛都有多少層、每一層堆放的都是那幾爐、每一爐都放了多少根，有助于提高組批的準確率，加快鋼坯的運轉速率，提高軋鋼的生產節奏。

    4.3 精細化生產及全過程監控

    自動記錄所有操作過程，提高工人責任心，提供系統智能操作提示或預警。

    4.4 統一數據來源

    MES系統可以為公司領導層，按照統一的數據口徑，自動出具報表，并且這些報表可以實時推送領導桌面。由于這些數據是由系統自動產生的，就可以有效減少目前由手工匯集各分廠報表所造成的不便。

5 結束語

    MES平臺是一個開放的平臺，它能夠很好的集成物流系統、能源系統、ERP系統、電子商務系統，也能夠結合能源系統給出生產成本數據，支持更高級別報表的開發。制造業企業都需要這樣一套系統來達到生產管控。

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