唐钢冷轧厂信息化MES系统的设计与实现

唐钢冷轧厂信息化MES系统的设计与实现

文/王欣，华北理工大学；信息工程学院

唐钢冷轧MES 系统是在认真吸取国内外钢铁企业先进的经验的基础之上，结合唐钢的实际情况，建立起来的一套生产制造执行系统。该系统包括生产、物流、质量、轧辊、库存等管理内容，同时接收SAP系统下发的生产订单信息、APS下发的计划信息、ODS系统下发的订单设计信息，满足了信息化整体架构中各系统要求，并为物流、计质量、热轧 MES、高强板MES等系统提供支撑。通过该系统的升级改造，提升了唐钢冷轧厂的生产流程效率，提高了生产执行率，同时规范了质量管理，建立了一套有效的技术规范体系，保证了冷轧厂的精细化生产要求。

MES；信息化；生产管理

概述

新世纪以来，党中央提出了关于信息化的一系列重大战略部署，从“以信息化带动工业化，以工业化促进现代化，实现跨越式发展”到“以信息化带动工业化，以工业化促进信息化”等都为钢铁工业信息化建设指明了方向，中国钢铁工业的信息化在新世纪拉开了序幕。本文是在唐钢进行企业整体信息化五期的背景下，在对企业生产现状研究和系统需求进行深入分析的基础上，详细研究了唐钢冷轧 MES 系统改造的设计与实现。通过该系统的升级改造，提升了唐钢冷轧厂的生产流程效率，提高了生产执行率，同时规范了质量管理，建立了一套有效的技术规范体系，保证了冷轧厂的精细化生产要求。

1 整体设计

通过配套唐钢整体信息化项目的高标准要求，对一冷轧MES系统配进行改造和完善，以满足APS系统全覆盖的需求，充分实现系统间信息的共享与联动，并考虑未来新功能的扩展。主要实现一冷轧 MES 与高级排产（APS），订单质量设计（ODS）及 ERP 系统的对接改造工作，通过与APS、ODS、ERP 及计质量等系统的信息交互，为实现全流程的生产自动排程提供数据支持，并实现基于ODS 质量设计的按单判定。系统功能架构图如下所示。

图1 功能架构图

2 功能介绍

根据对冷轧厂的需求调研，对系统的需求进行了详细的分析和总结，将系统分为7大功能模块；生产管理、物料管理、质量管理、轧辊管理、成本管理、通讯管理、统计报表。

2.1 生产管理

生产管理包括作业计划的修改、执行件此计划的功能。件此计划是指APS系统对各个产线所创建的基于具有物料件此的生产序列。获取计划为相应的产线准备物料，将物料移动到产线前。物料生产完成后，进行生产实绩信息录入，包括产线的产出、能源消耗数据，缺陷等信息。

生产订单管理及生产订单跟踪功能，可以实现对生产订单的修改，以及订单信息的历史追溯。制造订单管理主要实现上游系统下发的制造订单信息管理功能。余才匹配管理主要实现APS系统下发的对MES系统中的余才进行匹配挂单等操作。

2.2 物料管理

物料管理提供用户查询物料信息的平台。它提供系统内所有物料的相关信息，包括物料明细信息、扩展属性、物料时间、质量缺陷、物料场内移动信息，生产实绩信息、炉次化学成分信息、性能检验结果等信息。

2.3 质量管理

质量管理模块的目标是建立一套以质量标准为基础的集质量判定、质量分析于一体的持续改进的质量保障系统，为企业提高和改进质量系统提供一套完整的体系结构。主要包括检查成品的成分组织、性能、表面检验、外观检验。物理检验判定是在质量设计过程中产生。物理检验系统收集实时检测数据、对实时检测数据进行整理和分析并吧整理和分析的结果送给MES系统。

物料封闭释放管理，如果物料上线前出现质量问题，操作人员对其需要进行封闭。确定物料去向后，可以选择正常放行、返修、退料等释放去向。封闭释放的信息可以查询。

2.4 轧辊管理

包括新辊入库登记、领用与投入管理；轧辊磨削管理；配辊和换辊计划于换辊实绩管理等。

2.5 成本管理

收集各个工序的成本信息，上传ERP系统，把成本按照订单归集，形成每天的BOM投料成本、副产品收货成本、原料成本、成品成本、运输成本等。

2.6 通讯管理

查看MES与各个系统的通讯情况。

2.7 统计报表

查询MES系统计划信息、实绩信息、物料信息综合查询、物料移动查询，生产报表、质量报表、综合报表查询。

3 实施效果

唐钢冷轧MES系统是唐钢整体信息化系统中的一部分，对冷轧厂管理起着辅助作用，对唐钢整体公司级的管理起着支撑作用。作为对企业计划管理执行和生产车间生产控制落地的重要作用。通过本次升级，MES系统能够接收高级排程系统APS下发的计划信息，实现APS系统与MES系统间的信息共享与联动，实现全流程的生产自动排程功能，满足业务单位对全局生产计划管控的需求。MES系统能够接收订单设计系统ODS下发的质量相关数据，根据按单判定的质量设计理念实现新的判定流程。MES系统能够将各轧钢工序的作业计划及生产标准和工艺质量要求下传到二级L2系统，指导现场组织生产。MES系统升级改造，提升了唐钢冷轧厂的生产流程效率，提高生产执行率，同时规范了质量管理，建立了一套有效的技术规范体系，保证了冷轧厂的精细化生产要求。