（工商管理专业论文）mes制造执行系统在包钢的应用研究.pdf

正文： 关键词 中文摘要 本文首先对m e s ( m a n u f a c t u r i n ge x e c u t i o f is y s t o m ) ，即制造执行系 统在钢铁企业信息化整体架构巾的作用进行了分析，然厉结合钢铁一 业的现状、包钢( 集团) 公司的”i 艺特点和管理现：跌剥包铡( 集团) 公司建立m e s 制造执行系统的必要性进行了分析，捉出了包钢( 集团) 公司建立产销一体化系统的设计思路，刘，“销一体化系统s 平台的 a p s ( a d v a n c e dp l a n n in g s c h e d u n g ) = l - j 叫非挥模块和p s s ( p a n t s o q u o d c i n gs y s t e m ) 模块的功能进行了l 利述，并结合包钢( 集训) f i l 各条生产：线的实际工艺特点对m s 和隅s 模块叫 的各功能模块进行了 详细的设计，最后列m e s 在实施过程1 1 i 存在的利j 避该注意的问题 1 ：r 进一步探讨，m e s 制造执行系统的建点对包钢( 集团) 公司降低生j 。成 本、缩短产品的交货期、提高整体竞争力必：i 奇发挥重要 1 ；j f l ：川。 制造执行系统，产销f 书化，应用研究 c o n t e n t ：f i r s t l yt h et h e s i sa n a l y s e st h er o l eo fm a n u f i l c t u r i n ge x e c u t i o ns y s t e mi nt h e s t r u c t u r eo ft h ei r o na n ds t e e le n t e r p r i s e i n f o r m a t i o ns y s t e m ，s e c o n d l yf i l e t h e s i s a n a l y s e s t h e n e c e s s i t y t oc o n s t i t u t e m a n u f a c t u r i n g e x e c u t i o n e x e c c u t i o no nt h eb a s eo ft h ei r o na n ds t e e li n d u s t l y a c t u a l i t y 、t h e c h a t i c t e r i s t i co fb a o g a n gg r o u p t e c h n i c sa n dt h ea c t u a l i t yo t 、m a n a g e m e n t o n t h eb a s eo ft h e n r ，t h ea u t h o rb r i n gf o r w a r d t h ei d e a st oc o n s t i t u t e m a n u f a c t u r i n ge c e c u t i o ns y s t e m ，s e tf o r t ht h ef u n c t i o n o fa p s ( a d v a n e e d p l a n n i n g s c h e d u l i n g ) a n dp s s ( p l a n ts e q u e n c i n gs y s t e m ) ，d e s i g n t h e f u c t i o n a lm o d u l eo f a p s f a d v a n c e dp l a n n i n g s c h e d u l i n g ) a n dp s s ( p l a n t s e q u e n c i n gs y s t e m ) o n t i l eb a s eo fp r o d u c tl i n ei l lb a o g a n gg r o u p ，f i l m i l yt i l e a u t h o rg i v es o m ea d v i c e sa b o u to p e r a t i n gt h e m a n u f a e t u r i ne x e c u t i o n s y s t e m ，i t 、t h em a n u f a c t u r i n ge x e c u t i ns y s t e m c a l lb ee s t b l i s e d ，t h ep r d u c t c o s tw i l lr e d u c e ，t h ed e a d l i n eo fd e l i v e r i n gg o o d sw i l la d v a n c e ，t h ea b i l i t yo f c o m p e t i t i o nw i l lc h a n c e k e yw o r d s ：m a n u f a c t u l lr i g f , x e c t ll a p p li c a t j o nf e s e a r c h 引言 引言 随着企业信息化的不断深入，m e s ( m a n u f a c t u r i n ge x e c u t i o ns y s t e m ) ， 即制造执行系统，近年得到了飞速的发展。m e s 系统主要是用于企业生产执行的 信息系统。m e s 系统实施的主要目标是如何提高生产力，如何降低生产成本，如 何缩短交货期，如何使生产计划做到有序可控，如何使得企业生产与市场销售 同步( 产销一体化) 等。 2 0 0 5 年是打造千万吨级“五新一强”新包钢的起步之年产能的扩大必然 带来一系列矛盾和问题，如何将这些问题和矛盾化解掉，这对包钢生产管理信 息化系统提出了更高的要求，针对目前包钢管理的现状，结合包钢的实际，借 鉴先进企业的经验，我们对m e s ( m a n u f a c t u r i n ge x e c u t i o ns y s t e m ) ，即制造 执行系统在包钢作了进一步的应用研究。 第一篇制造执行系统与钢铁企业信息化的挂件架构 第一篇制造执行系统与钢铁企业信息化的整体架构 1 1 m e s ( m a n u f a c t u ri n ge x e c u t i o ns y s t e m ) 即制造执行系统简介 m e s ( m a n u f a c t u r i n ge x e c u t i o ns y s t e m ) 即制造执行系统是美国管理界 上世纪9 0 年代提出的新概念，m e s a ( m e s 国际联合会) 对m e s 的定义是：m e s 能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工 厂发生实时事件时，m e s 能对此及时作出反应、报告，并用当时的准确数掘对 它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使m e s 能够减少企业内部没 有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及 时交货能力，改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。m e s 还通过双向的 直接通信在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。 具体而言，m e s 以过程数学模型为核心，连接实时数据库或非实时的关系 数据库，对生产过程进行实时监视、诊断和控制，完成单元整合和系统优化， 在生产过程层( 而不是管理层) 进行物刳平衡，安排生产计划，实施调度、排 产及优化。进而对生产过程的物料流，能量流，质量流和资金流、数据流统一 监控，对此五大元素进行完全监测、分析、控制和优化。 从上述定义可以看出：q m e s 的优化目标是整个生产过程。m e s 需要收集 生产过程中大量的实时数据，并且对实时事件能及时进行处理。m e s 需要同 时与计划层和控制层保持双向通信能力，从上、下两层接收相应数据并反馈处 理结果和生产指令。 作为生产管理系统核心的m e s 是生产企业过程自动化系统与管理信息系统 之问的桥梁，同相关系统之问存在密切的数据交流关系。e r p ( 企业资源计划) 提供的成本、制造周期和预计产出时间等实际生产数据：s c m ( s u p p l yc h a i n m a n a g e m e n t ) 从m e s 中取到生产订单的实际状态、企业当前的实际生产：能力情 况以及企业中生产换班的相互约束关系：c r m ( c u s t o m e rr e l a t jo n s h i p m a n a g e m e n t ) 模块的成功报价和准时交货决定于每个时刻生产的实际情况，所以 它必须和m e s 有密切的联系：过程控制需要基于m e s 刈产品的工艺参数进行优 化；而基础控制模块则必须从m e s 中取到控制数据或操作步骤。而另一方面， m e s 也要从其他的系统中获取到自身需要的数据，这些数据保证了m e s 在工厂 中的正常运行。例如，e r p 的计划数据是m e s 进行生产调度的依据：s c m 通过外 来物料的采购和供应时间控制着生产计划的制订和某些零件在工厂中的_ i 产活 动时间；c r m 的采购订单中的具体客户要求是指导工7 一生产的重要依据；从控 制模块传来的实时生产状态数据被m e s 用于实际生产性能评估和操作条件的判 第一篇制造执行系统与铡铁企业信息化的整体架构 斟f 。 由于市场环境的变化和现代生产管理理念的不断更新，一个制造型企业能 否良性运营，关键是使“计划”与“生产”密切配合，企业和车间管理人员可 以在最短的时问内掌握生产现场的变化，作出准确的判断和快速的应对措施， 保证生产计划得到合理而快速修正。虽然e r p 和现场自动化系统已经发展到了 非常成熟的程度，但是由于e r p 系统的服务对象是企业管理的上层，一般对车 间层的管理流程不提供直接和详细的支持。而现场自动化系统的功能主要在于 现场设备和工艺参数的监控，它可以向管理人员提供现场检测和统计数抓，但 是本身并非真正意义上的管理系统。所以，e r p 系统和现场自动化系统之问山 现了管理信息方面的“断层”，对于用户车问层面的调度和管理要求，它i f i t - 往显得束手无策或功能薄弱。 1 2 钢铁工业信息化的整体架构 一般说来，任何大型钢铁企业管理信息化系统都是分层实现的，一般分为 三层结构：最上层是面向钢铁企业商务和计划的e r p 系统，巾问层是面向生产 和执行过程的m e s 制造执行系统，最底层是面向生产过程和控制的p c s 过程控 制系统。如图卜1 示意。 分厂毁 过程级 图卜l 钢铁企q k 信息化典型架构 对于钢铁联合企业，其由高烧焦球、炼铁、炼钢、轧钢等多分厂。联合生产 制造，其信息化体系更为复杂。一般结构如下图l 一2 示意： 第一篇制造执行系统与钢铁企业信息化的整体架构 图卜2 现代钢铁企业信息化体系 因此，钢铁企业信息化体系结构，尤其是m e s 系统部分更加复杂。根掘我 国钢铁企业实际，结合引进先进的m e s 平台，钢铁m e s 系统集成解决方案其总 体结构如下图卜3 所示。其中除e r p 外都是钢铁m e s 的范畴。钢铁生产流程的 特点是，铁前主要是连续流程，钢后主要是离散流程，故m e s 系统的设计也不 同。铁前生产无需面向订单，以计划为主，追求精料稳产，故铁前m e s ( 包括 物流跟踪) ，要根据其特点设计。钢后生产必需面向订单，产销一体化，故须开 发产销一体化系统；同时钢后物流和作业实绩要急时收集上来，要与l 1 l 2 系 统无缝集成，故还要开发炼钢分厂l 3 系统、轧钢分厂l 3 系统。m e s 产销体 化系统的实施，能够把钢铁企业生产的各个环节，用信息化手段整合集成，高 效运转，提高生产效率，降低生产成本，改善客户服务，从而提升企业核心竞 争力。 图卜3 钢铁m e s 系统集成方案结构图 第二篇包钢建立m e s 的必要件 第二篇包钢建立m e s 的必要性 2 1 我国加入世界贸易组织后钢铁业面临的挑战决定了建立m e s 的 必要性 更为灵活的生产 钢铁业的客户期望在定单执行、定单修改方面有更大的灵活性，同时缩短 和保证交货时间。 产品质量方面的更高要求 对于所有客户的复杂产品结构，卓越的产品质量是企业成功的关键因素。 同时，国际质量标准要求详细而完整的产品生产质量文档。 具有竞争力的成本定位 具有竞争力的价位是能够在国际化的市场中生存的重要因素。这必须通过 以提高生产率，设备作业率为手段，提高产量和经济效益才能够达到。所有这 些目标，只有通过投资具有经济效益的生产线并使用最新科技才能够实现。 目前，独立的生产线的自动化程度和优化水平已经很高，进一步改进的空 间非常有限。另一方面，e r p ( 企业资源策划) 系统局限于总体生产计划的编 排，而没有考虑设备的实际运行状态和生产线的工艺约束。因而现代化的工厂 需要现代科技作为企业信息化建设的重要组成部分，联合多个独立的生产线构 成生产链( 水平集成) ，并连接生产层与管理层( 垂直集成) 。完成这项特定 任务的系统称为m e s 系统( 制造执行系统) 。 2 2 包头钢铁公司自身工艺特点决定了建立m e s 的必要l 生 钢铁企业生产有其自身特点： 2 2 1 多分厂联合制造生产：产品制造需要经过多分厂联合制造 以包头钢铁( 集团) 公司生产的直径1 2 r a m 钢种为q 2 3 5 b 的无扭控冷热轧高 线盘条为例其工艺流程如图2 - 1 ： 第二篇包铡建立m e s 的必要性 选矿厂( 铁精矿) 卜炼铁厂( 烧结矿、球团矿) 士 焦化厂( 焦炭) 卜炼铁厂高炉物资公司( 澳矿) 生铁 l 炼钢( 转炉冶炼) 士 小方坯铸机( 15 0 m m * 15 0 m m 、定尺8 5 m ) 高速线材( 直径1 2 m m 钢种为q 2 3 5 b 的高线赢条) 从上图我们不难看出最终产品的产出需要经多分厂的联合制造，生产工艺 中既有连续流程又有离散流程。 2 2 2 大规模定制生产：炉次浇次轧次等工序的组织要有规模定 制，并遵守复杂的工艺约束 对于包钢这样的年产钢7 0 0 万吨的大型联合企业，钢以上各厂的生产以高 炉为中心，严格遵守工艺纪律连续生产，钢以下各厂根据不同的产品形成不同 的工艺路线，以炼钢为中心，衔接各轧材厂的用料，炉次浇次轧次等工序的 组织要有规模定制才能发挥出规模效益。 生产条件严格：m ：n 式物料配置，产品规格多，严格的物料需求、能源需 求和生产准备等。大型钢铁联合企业物料需求繁杂，产品规格多，不同的产品， 不同的生产工艺、不同的能源需求和生产准备。 以包头钢铁( 集团) 公司为例，炼铁系统物料需求品种如下：白产铁精矿、 外购铁精矿、澳矿块、澳矿粉、灰石，白云石、外购球团矿、外购焦炭、硒石 等。 炼钢系统物料需求品种如下：铁水、白狄，各类合金、萤石、铁皮等 轧钢系统产品结构及规格见表2 1 至表2 - 4 。 从包钢的情况可以看出，产品的生产线长，物料需求复杂，产品规格比按 m ：n 式配簧，这种复杂性使得基于1 ：n 的g o m 表的通用e r p 软件m r p 模块基 本无法运转，因此无法实现详细物料需求，无法实现每日生产排程( 2 1 2 序) 。而 钢铁企业生产是第一位的，生产排程不能做到工序，意味着无法实现生产计划， 依据生产排程返回的作业实际无法得到，因此财务的成本不能核算到工序。 句话，没有m e s 系统的支持，e r p 系统如空中楼阁，无法发挥应有作用。 第二篇包钢建立m e s 的必要性 表2 - 1 钢坯 序号品种材质 0 1 9 5 2 3 5 a ( b ) 1 0 4 8 0 41 5 m n 6 5 1 n 1 钢锭 q 3 4 5 1 5 c r m o 一4 2 c r m o3 0 c r 一5 0 c r 1 0 一8 0 41 5 m n 一7 0 m n q 2 3 5 b 2 0 m n s i2 0 m n s i v 2连铸坯 3 7 m n 53 4 m n 53 0 m n 5 3 5 m n 2 1 5 c r m o - 4 2 c r m o2 0 c r - 5 0 c r 2 0 61 2 c r l m o v g 1 0 - 8 0 。1 5 m n 一6 5 m n q 3 4 5 a 1 0 5 3 初轧坯2 0 m n s i 2 0 c r m n t i 3 c r 2 m o j b 2 0j b 3 5j b l 6 m n 1 5 c r m o 4 2 c r m o3 0 c r 一4 0 c r 4锻造坯用初轧坯 3 5 c r m o y3 5 m n 2 q 1 9 5 2 3 5 a ( b ) 5 热轧钢坯 1 0 4 3 0 。 2 0 m n s i 表2 2 带钢、焊管 序号品种规格( m m )材质 q 1 9 5 一q 2 3 5 a ( b ) 1 熟轧带钢 2 0 - 5 8 1 8 3 - 4 3 8 2 0 46 5 j d n q 1 9 5 一q 2 3 5 a ( b ) 2 冷轧钢带o 7 2 0 * 4 8 2 7 2 2 0 。 3锯条用冷轧钢带 o 7 2 0 * 4 8 2 7 22 0 96 5 m n 白行车链条用冷轧钢 4 1 0 一l _ 3 * 4 8 2 7 21 6 m n 、2 0 m n s i 带 5 焊管1 - 5 寸q 1 9 5 0 2 3 5 a ( b ) 7 第二篇包钢建立m e s 的必要性 表2 - 3 高速线材 序号品种 规格( r a m )材质 1 1 r b 3 3 5 1 热轧带肋钢筋 0 6 一中1 6 h r b 4 0 0 q 1 9 5 2 3 5 a ( b ) 2 低碳钢无扭控冷热轧盘条中5 5 一审2 0 q 2 3 5 j m h 0 8 a 3 焊接用钢盘条 0 5 5 一中2 0 h 0 8 e 3 5 。一8 0 。 6 5 m n 4 低碳钢无扭控冷热轧盘条 中5 5 中2 0 s w r h 7 7 b s w r i t 8 2 b m l l 5 一m 1 3 5 3 r $ 2 0 c 5 冷镦钢无扭控玲热轧盘条中5 5 一( d 2 0 $ 4 5 c s a e l 0 0 8 s w r c i 2 2 a t g m l 0 1 8 a 表2 - 4 大型型钢 序号品种规格材赝 2 3 5 a ( b ) q 3 9 0 、q 3 4 5 ( 1 8 n b ) l 热轧普型t 字钢 2 5 一6 3 0 3 4 5 ( 1 6 m n ) 2 0 、2 0 r e 2 热轧特型工字钢 t 3 0 2 0 4 、q 2 3 5 b 、1 8 n b 2 0 。、2 0 r e q 2 3 5 a ( b ) 2热轧槽钢2 4 l _ 4 0 q 3 9 0 、4 5 ( 1 8 n b ) q 3 4 5 ( 1 6 骱) 0 9 v 3 3 1 0 乙字铡 3 1 0 b 4 5 0 n b r e 4 电极扁钢 6 5 * 1 8 00 1 9 5 、q 2 1 5 、q 2 3 5 5 矿用工字钢 9 4 1 2 。1 6 m n 、2 0 m n k 8 第二篇包钢建立m e s 的必要性 2 3 包头钢铁( 集团) 公司生产组织模式的现状及存在的问题，即管 理现状决定了建立m e s 的必要性 包头钢铁( 集团) 公司目前已具备年产钢铁双7 0 0 万吨的能力，目前的生 产组织模式分为以下几个层次： 公司生产计划( p l a n n i n g ) ：生产计划主要确定大宗原料采购、能源分配、 铁前生产计划、钢后产量计划、设备大中修计划等。生产计划主要是是产能计 划，由生产部、销售部依据市场预测进行制定，有年计划、季计划、月计划， 最终以月计划为执行计划。 以下是包头钢铁( 集团) 公司2 0 0 5 年三月份生产经营计划： 主要产品产量计划 单位：吨 产品名称 组产计划 组织r备注 一、母公司 1 、白云铁矿：采剥总量3 0 9 0 0 0 0 矿石量 9 4 3 0 0 0 其中：磁矿 4 7 1 5 0 0 氧化矿4 7 1 5 0 0 输出合计9 4 3 0 0 0 其中：磁矿 4 7 1 5 0 0 氧化矿 4 7 1 5 0 0 2 、选矿厂：铁精矿5 1 5 2 2 01 6 6 2 0 其中：自产精矿3 7 5 7 2 0 1 2 1 2 0 再磨精矿 1 3 9 5 0 04 5 0 0 3 、焦化厂：( 1 ) 焦炭 2 2 3 2 0 07 2 0 0 ( 2 ) 自洗自购精7 4 6 0 0 其中：自洗精煤 4 9 6 0 01 6 0 0 自购精煤2 5 0 0 0 4 、炼铁厂：( 1 ) 烧结矿8 1 0 6 5 0 2 6 1 5 0 其中：一、二6 5 5 6 5 02 1 1 5 0 2 6 5 平米烧结机 1 5 5 0 0 05 0 0 0 ( 2 ) 球团矿 1 6 8 9 5 05 4 5 0 其中：带式球团 1 0 2 3 0 03 3 0 0 竖炉球团6 6 6 5 0 2 1 5 0 ( 3 ) 生铁 5 8 3 0 0 01 8 8 0 0 5 、公司粗钢合计 5 9 5 0 0 01 9 1 9 0 第二篇包钢建立m e s 的必要性 ( 1 ) 炼钢厂：粗钢 3 5 0 0 0 01 1 2 9 0 连铸坯 3 2 8 0 0 01 0 5 8 0 其中：大连铸坯 1 7 5 0 0 05 6 4 5 圆坯9 3 0 0 03 0 0 0 方坯 8 2 0 0 02 6 4 5 9 3 0 0 03 0 0 0 6 0 0 0 01 9 3 5 ( 2 ) 薄板厂：粗钢 2 4 5 0 0 07 9 0 0 热轧板带 2 4 2 5 5 07 8 2 0 6 、 带钢厂：热轧窄钢带 5 7 0 0 01 8 4 0 7 、 运输部：运量( 万吨) 3 0 0 8 、热电厂：发电供出负荷 k w h 6 8 5 0 0 综合蒸汽供出量 t h7 0 0 9 、 供电厂：总配出电量 ? 琵k w h3 0 4 0 6 1 0 、给水厂：新水供出量 t h1 2 0 0 0 l 】、氧气厂：氧气发生量 m 3 17 8 0 0 07 # 万立制 1 2 、燃气厂：高炉煤气供出量 m 3 h1 3 3 0 0 0 焦炉煤气供出 m 3 ，h1 2 8 0 0 0 1 3 、废钢公司：供炼钢废钢 3 8 0 0 0指导性计 供薄板废钢 2 9 0 0 0指导性讣 二、子公司 l 、钢联股份： ( 1 ) 轨梁厂：初轧坯 1 8 7 0 0指导性计 其中：商品坯 6 7 0 0 轨梁材 8 5 0 0 02 7 4 0 其中：重轨 5 0 0 0 0 工槽1 5 0 0 0 棒材 2 0 0 0 0 ( 2 ) 无缝厂：无缝钢管 4 5 0 0 01 4 5 0供石油管 ( 3 ) 连轧钢管厂：无缝钢管 2 9 0 0 09 3 5供石油管 ( 4 ) 棒材厂：钢材合计 2 9 0 0 09 3 5指导性计 ( 5 ) 石油管厂：石油钢管 5 2 0 01 7 0 2 、天诚高线：线材 6 2 0 0 02 0 0 0 3 、友谊轧钢厂：钢材合计 2 6 4 0 08 5 0指导胜讣 4 、新耐股份：冶金石灰 5 8 0 0 01 8 7 0 5 、固阳矿山公司： 输出：( 1 ) 白云石粉矿 3 6 0 0 0 ( 2 ) 铁精矿 8 0 0 0 ( 3 ) 轻烧白云石 2 0 0 0 0 第二篇包钢建立m e s 的必要性 原燃料采购计划 啦位：万吨 原燃料名称月考核计划备注 一、物资供应公司 1 、外购铁精矿3 0 区外铁精矿 1 0 均为局车到货 区内铁精矿 2 0 2 、外购精煤 2 5 其中：区外精煤 1 7 其中1 4 5 万吨为局车到货 区内精煤 8 3 、外购焦炭 1 0 其中5 万吨为局车到货 二、进出口公司 2 3 日均3 列 1 、进口粉矿 1 1 2 、进口块矿 1 2 三、乌海矿业公司 灰石输出合计 9 四、固阳矿山公司 灰石块输出合计 1 5 五、废钢公司 外购废钢 5 第二篇包钢建立m e s 的必要性 商品坯材计划 单位：吨 单位名称产品名称计划 商品坯材总量5 6 9 4 5 0 一、商品坯 6 7 0 0 初轧锻造坯 6 7 0 0 二、钢材 5 6 2 7 5 0 1 、钢联股份：薄板厂热轧板带 2 4 2 5 5 0 重轨5 0 0 0 0 2 、钢联股份：轨梁厂 工 槽 1 5 0 0 0 商品棒材 6 5 0 0 3 、钢联股份：无缝厂无缝管 3 9 5 0 0 4 、钢联股份：连轧钢管厂无缝管 2 8 5 0 0 5 、钢联股份：石油管厂石油管 5 2 0 0 6 、钢联股份：棒材厂钢材 2 9 0 0 0 7 、天诚高线 线材 6 2 0 0 0 圆坯 1 0 0 0 0 8 、炼钢厂( 供友谊轧钢厂) 方坯5 0 0 0 小方坯 1 2 5 0 0 9 、带钢厂热轧窄钢带 5 7 0 0 0 第二篇包钢建立m e s 的必要性 用电讨划 序月用电量日均屯量 号 单位名称籍注 ( 万千瓦时)( 万千瓦时) l 选矿厂 3 0 0 09 6 7 7 2 焦化厂9 2 1 2 9 7 l其中：洗煤1 1 2 3 给水厂 2 5 1 08 0 9 7 4 氧气厂 5 5 2 61 7 8 2 6 其中：烧结区 5 炼铁厂 6 5 0 02 0 9 6 8 5 3 0 0 6 炼钢厂2 3 0 0 7 4 1 9 7轨粱厂5 7 01 8 3 9其中：初轧6 0 8 无缝厂 4 9 0 。 1 5 8 1 9 棒材厂1 5 0 d 8 4 1 0 带钢厂 2 0 06 4 5 1 1 三峰稀十公司 9 8 0 3 1 6 1 1 2恒耐稀土辊业公司1 0 0 3 2 3 1 3 稀土高科2 8 0 9 0 3其中：稀选9 0 1 4 机制公司 1 0 53 3 9 1 5 新耐股份 2 8 09 0 3 1 6 热电厂 7 6 0 2 d 5 2 1 7 燃气厂 8 02 5 8 1 8 轧辊制造公司 1 0 03 2 3 1 9 天诚高线 6 0 0 1 9 3 5 2 0 友谊轧钢厂 1 0 5 3 3 9 2 1 连轧钢管厂 5 7 0 1 8 3 9 2 2石油管厂 3 009 7 2 3 薄板厂 3 3 0 0 1 0 6 4 5 小计 2 9 4 5 79 5 0 2 3 2 4 废钢公司 2 3 2 5 矿研院 2 3 3 第二篇包钢建立m e s 的必要性 2 6凯捷公司 8 2 7 电气公司 9 2 8 电信公司 6 2 9 运输部 3 0 3 0物资供应公司3 8 3 1 销售公司 1 5 3 2 环保绿化公司 1 5 3 3 钢研所3 0 3 4 天骄合金冶炼厂2 2 0 3 5 综企福利砖铁厂 1 2 0 3 6 四公司铁合金厂1 0 3 7 宇峰特材冶炼公司 1 0 3 8 民英冶炼 4 0 0 3 9 启通硅业 1 5 0 4 0 建设公司 4 0 4 1 综企公司2 3 0 4 2建安公司5 5 4 3其它备厂3 0 0 4 4小计1 7 3 25 5 8 7 4 5台计 3 1 1 8 91 0 0 6 1 0 最高负荷4 0 万 其中：( 1 ) 用电网量 2 5 3 5 98 1 80 3 k w ( 2 ) 热电供 5 0 8 6- 1 6 4 0 6 出量 其中： 1 6 6 45 3 6 8 老机组 2 台2 5 万机组 3 4 2 21 1 0 3 9 1 # 、3 # 、4 # 高炉 f 3 ) t r t 供出景 7 4 42 4 0 0 t r t 运行 4 第二篇包钢建立m e s 的必要性 煤气平衡计划 单位：立方米h e 高炉转炉稀 项目名称焦炉煤气 煤气煤气注 一、发生量 1 4 6 0 0 0 01 3 2 0 0 03 8 5 0 0 二、损失量和放 1 3 0 0 0 04 0 0 0 散鼍 三、供出量 1 3 3 0 0 0 01 2 8 0 0 03 8 5 0 0 1 、炼铁厂 5 3 0 0 0 01 8 0 0 0 2 、焦化厂2 2 0 0 0 03 5 0 0 0 3 、初轧系统1 0 0 0 03 0 0 0 4 、轨梁系统 1 5 0 0 02 0 0 0 0 5 、天诚高线系统 7 5 0 07 5 0 0 6 、无缝系统1 7 5 0 01 7 5 0 0 7 、带钢厂6 0 0 0 8 、薄板厂 1 0 0 0 2 2 0 0 0 9 、热电厂 4 0 0 0 0 03 0 0 0 1 0 、炼钢厂6 5 0 0 1 1 、机制公司 2 5 0 0 1 2 、新耐公司 5 5 0 0 03 0 0 01 6 5 0 0 1 3 、民用煤气 4 0 0 0 1 4 、市第一热电 7 0 0 0 0 1 5 、炼镁厂 5 0 0 0 1 6 、其它 1 0 0 0 5 第二篇包钢建立m e s 的必要性 钢后生产排程( s c h e d u l i n g ) ：公司生产部按照销售订单制定每天钢后( 炼 钢、轧钢等) 生产排程，并据此组织炼钢、轧钢每天的生产执行、产品入库与 发货。销售签单周期则是旬、月，但生产排程周期则是周、三日、| ：；| 等滚动执 行。 分厂作业执行( e x e c u t i n g ) ：生产分厂依据生产部下达生产任务排程进行 作业执行。铁前作业按照生产计划执行；钢后作业执行需要根据原料准备情况 以及炼钢、连铸、轧钢工艺约束条件，按照产能最大、成本最低原则进行组炉、 组浇、组轧( 二级作业计划) ，排定作业顺序( s e q u e n c e ) ，下达执行，并对 执行实绩( 数量质量) 进行收集。 目前，包头钢铁( 集团) 公司生产管理与执行基本是人工进行，生产部 每天组织生产调度会，协凋上述三个层面问题，在大多数运行中人工系统和有 经验运行人员的判断总是起着重要作用，他们执掌着工厂生产效益的钥匙，人 工管理存在的问题很突出： ( 1 ) 产能得不到优化、最大化，生产成本高； ( 2 ) 存在大量的遗留板( 非合同板，1 0 一3 0 ) ； ( 3 ) 日计划兑现率低( 3 0 一9 5 ) ； ( 4 ) 人工计划劳动强度大； 对于这些问题，究其原因，主要是由于企业面向市场，产品品种越来越多， 批量越来越小，人工排程周期短，很难作好；同时由于钢铁企业多分厂结构， 生产一体化集成度不高，设备工艺稳定性差，生产变化不能及时反应调度等等 造成的。 以上是目前我国钢铁公司生产组织管理方面的一些主要问题。解决这些问 题的办法只有实施产销一体化系统。所谓产销一体化系统首先是要实现的是生 产一体化，即实现一级生产计划制，也就是生产部利用产销一体化的信息系统， 根据订单，直接排定炉次、浇次、轧次作业，下达分厂执行；调度也是以此炉 次浇次轧次为单位，以分钟计反应调度。分厂不设计划员，只是监督执行( 久 而久之，分厂就是车间，有作业长就可以了) 这样，生产信息尽在掌握中，从 而达到提高运行效率之目的。 另外，钢铁行业产销是一对矛盾的统一体。从市场销售来看，必需实现按 订单生产，追求每一个客户满意，赢得细分市场，从生产角度来看，如此会造 成打包生产很困难，很难释放出企业的产能，达到产量的最大化。而在钢铁行 业，不实现产能最大，只是一味追求按单生产，追求每一个客户的满意，赢得 细分市场，企业内部必然会增加生产成本，降低经济效益。所以，如何在生产 第二篇包钢建立m e s 的必要性 产能和订单销售之间达到平衡，即能很好的实现产能平衡，又能很好的实现按 单生产，成为每一个钢铁企业面临的一个关键问题。 解决上述矛盾的最好办法是建立产销一体化系统。所谓产销一体化系统， 就是把钢铁企业的生产和销售一体化，有信息化系统来综合平衡、优化设定生 产销售的模式，由信息系统来进行生产计划排程，最终目的是实现企业效益最 大化。 产销一体化系统的实施途径是靠m e s 系统来完成的。因此实施m e g 系统( 目 标是产销一体化) 是钢铁信息化的重要组成部分。 e r p 系统的实施目标是实现管理流程化，而m e g 的实施目标是实现产销一体 化，具体包含的目标是： ( 1 ) 提高生产效率，最大限度地释放产能。 ( 2 ) 减低生产成本。 ( 3 ) 缩短交货期。 ( 4 ) 改善客户服务和支持。 可见，m e s 系统的实施时能够提升钢铁企业的核心竞争力的举措。宝钢、 武钢、鞍钢都先后投资实现了产销一体化系统，韩国p o s c o 也是倚靠其产 销一体化系统，才获得高效运作效率的。实践也证明了钢铁企业产销一体 化系统的先进性、必要性。 第三篇包钢( 集团) 公司产销一体化系统功能设计 第三篇包钢( 集团) 公司产销一体化系统功能设计 3 1 包钢产销一体化系统基本设计思路 ( 1 ) 以追求产能最大化、成本最小化、按订单生产、客户满意的先进的生产模式。 ( 2 ) 以实现产销体化为目标，运用国际先进信息平台，实现生产执行一体化集 成管理，解决存在的问题，优化提高生产产能生产效率计划兑现率，降低生 产成本。 3 2 包钢产销一体化系统m e s 平台基本功能设计 目前国际上著名的m e s 平台有韩国浦项的m e s 平台，德国p s i 的m e s 平台，美钢联的m e s 平台，英国b r o n e r 公司的m e s 平台，这些平台各有千秋， 由于所处的国情和公司的工艺技术路线不同，其体系结构是有很大区别的，但 是目标只有一个就是实现产销一体化，结合包钢的实际，包钢m e s 平台基本分 为生产管理层( a p s ) 和作业管理层( p s s ) 两个层面的功能。 3 2 1 生产管理层( a p s ) 功能 a p $ ( a d v a n c e dp l a n n i n g s c h e d u l i n g ) ，即高级计划排程，主要用于生 产计划与排程的制定。它以提高生产效率、缩短交货期、降低库存为目标，计 划、排程、优化从定单开始到产品产出的整个生产活动( 项目可细化到工序， 时间可细化到小时分钟) ；另外a p s 根据生产实际情况，动态调整生产计划排程， 提高事件处理效率( 动态调度) 。具体功能如下： 3 2 1 1 订单处理 ( 1 ) 订单输入直接从e r p 计划模块中导入销售订单。 ( 2 ) 客户订单转换成生产订单将销售订单转换成可执行的、分段的生产订单， 得出炉次、浇次、轧次等分段的需求。 ( 3 ) 生产订单处理涵盖了对生产订单对象的基本操作。处理过程中可以灵活操 作一些基本数据，如：生产订单交货期、生产订单数量、异常情况下生产订单 追加等。紧急定单可以做出标识。以使在后续生产排程考虑中给它一个优先级。 另外，生产订单处理还包括过程状态信息的管理，以使物流经过各段时能 跟踪生产订单的执行情况。 ( 4 ) 生产订单分析根据交货期、钢种、规格，对整个生产订单库进行分析。 第三篇包钢( 集团) 公司产销一体化系统功能设 1 ( 5 ) 生产订单归并产生对生产订单进行归并，形成各段组合生产定单( 生产物 品完成日期、) ，即各分厂生产任务定单或炉次浇次坯次轧次任务订单。 3 2 1 2 库料管理 ( 1 ) 库存维护 实际的库存维护是由生产控制系统来执行，这罩库存数据通过和数据集成 系统或设备计算机连接来更新。 ( 2 ) 库存分析 物料库存分析给计划员提供了最大的实际库存结构的透明度。库存分析包 括所有生产区域的物料组成和分类，以及所有可知的物料具体属性，它包括定单 绑定的和未绑定的物料。 有关库存，典型的问题有：未绑定定单的物料；设备前的物料和数量；实 际的，物理的仓库存储情况。对不同路径的分析，有助于计划员灵活应对生产 中的异常情况。对定单绑定的物料，它要和生产订单数据匹配在一起，这样就 能监控所有在制品。交货期保障的问题：质量的问题。 3 2 1 3 生产排程 ( 1 ) 物料需求确定每台设备前都有其物料需求，需求量取决于生产定单中定义 的目标数量。实际需求的数量考虑到生产过程中的损耗，倒排计算得出。铡种 和数量已在定单处理中确定，通过集成定单绑定功能，未绑定的可用物料数量 可在库存中进行平衡。 ( 2 ) 工厂日历用来给全线生产设备使用作出时间分配，形成生产排程的产能时 间框架，它包括两个方面内容： a 所有可用设备产能情况，如：班计t 划、作业能力状况； b 计划设置状态( 作业周期约束情况) 。 另外，对全线设备或单个设备电要考虑到停止作业安排，如：节假日、检修； 通过设备使用率，我们也可以表示出设备增加的或减少的使用时间状况。 工厂同历中可设置作业周期约束，一个生产定单的执行可以带有一些作业约 束，如：转炉修炉、连铸换中问包、轧机换辊等，对生产物品是有约束的。 ( 3 ) 计划板生产排程最重要的表示方法是计划板，它反映了所有设备在一 段时间和工作负载下的产能分配情况，它是工厂模型最明显和直观的图形表示 方法。将来生产部的计划科就要面向计划板，进行实时编制、调整计划操作。 4 2 2 作业管理层( p s s ) 功能 作业管理层也叫p s s ( p l a n ts e q u e n c i n gs y s t e m ) ，高级作业线排序模块， 主要用于生产线作业计划制定与排序。p s s 接收a p s 形成的生产订单排程( 炉 9 第三篇包钢( 集团) 公司产销一体化系统功能设计 次浇次坯次轧次完成时间) ，进行生产作业排序操作( 炉次浇次坯次 l 次执行顺序s e q u e n c e ) ，并下达给w i p 执行。其目标是：生产稳定均衡：设各 利用率最大化；缩短生产维修、准备、等待时间；降低库料消耗，降低成本。 ( 1 ) 库存分析 对设备前的物料库和生产订单库进行分析，以做作业排序准备。 ( 2 ) 作业排序执行 通过优化算法，产生作业排序，也可手动调整作业排序，如加热炉的排钢 顺序，加热炉出钢顺序等。 ( 3 ) 作业程序管理 存储、下达、删除、加载作业排序。 p s s 作业排序是通过算法来实现的，如：炉机匹配算法、连铸作业算法、 连铸一加热炉热送直装作业算法、加热炉一轧机匹配算法、长线作业( 连铸一热轧 一冷轧) 作业算法等。 除上述功能外，m e s 平台还包括库管理功能模块，其主要用于巾间库和成 品库管理，目的是使生产管理人员对库料有一个直观的掌控，从而正确调配， 我们认为这套系统应该结合实际开发、选用。 笫四篇包钢产销一体化系统的功能模块漩汁 第四篇包钢产销一体化系统的功能模块设计 包头钢铁( 集团) 公司经过5 0 年的发展，已经具备了年产钢铁双7 0 0 万吨 的能力，已经成为西部地区最大的钢铁生产基地，其生产信息系统由铁前和钢 后两部分组成。 4 1 铁前m e s 系统功能模块设计 包头钢铁公司铁前生产系统包括白云铁矿、选矿厂、焦化厂、炼铁厂，由 于铁前生产系统是连续流程而且生产产品为半成品，无需面向订单生产，以保 精料、保需要，追求产能最大为目标，按年、月、r 生产计划执行即可，功能 模块设计如下。 ( 1 ) 作业计划模块 主要完成公司生产计划的分解工作，将公司铁的生产计划按铁料平衡关系 及各厂设各能力分解为各厂、各个生产线的产量计划。 ( 2 ) 生产调度模块 对生产中的突发事件和设备事故进行及时处理，并根据各生产线的能力合 理安排设备的开停。 ( 3 ) 物流跟踪和质量跟踪执行模块 依据铁及以上产品的验收标准对各条生产线生产的成品及半成品进行即时 在线检测，也可根据生产实际情况临时安排质量抽查，并且对各条生产线的产 品产量及生产所需物料进行跟踪和统计。 4 ，2 钢后m e s 产销一体化系统功能模块设计 以订单为龙头，按生产线精细化管理生产：根据钢后产品生产线特点( 板 管，轨线) ，分别为各生产线( 炼钢珲l 钢) 设计m e s 系统，进行详细的生产排 程( a p s ) 和作业执1 7 ( p s s ) 功能模块设计，实时精细化管理生产( 排程与调度) 。 ( 此次设计只涉及包钢( 集团) 公司一体系，根据生产工艺的不同，可将钢后 m e s 产销一体化系统分为： ( 1 ) 以包钢轨梁厂为产品源的重轨、型钢、方钢m e s 系统 ( 2 ) 以包钢天诚高速线材有限公司为产品源的高速线材m e s 系统 ( 3 ) n 包钢无缝钢管总厂为产品源的无缝钢管、石油管m e s 系统 ( 4 ) 以包钢棒材厂为产品源的圆钢、螺纹钢m e s 系统 ( 5 ) 以包钢带钢厂为产品源的热轧带钢m e s 系统 第四篇包钢产销一体化系统的功能模块嫂计 4 2 1m e s 产销一体化生产管理层( a p s ) 模块设计 依据包头钢铁( 集团) 公司的实际产销衔接程度以及管理水平，m e s 产销 一体化生产管理层( a p s ) 应有如下模块组成：订单管理、质量管理、进程管 理、生产统计管理、库管理、生产管制 以下通过一份包钢产品供货合同的执行过程为例详细介绍生产管理层各模 块应完成的功能： 产品供货合同 包头钢铁( 集团) 有限责任公司 订货时间：3 3 2 0 0 5 合同号：0 5 v x 4 1 5 l - 1 0 0 6 1 品名无扭控冷规格1 2 5 m m材s i r h 8 2 b 长度 热轧盘条质( 米) 数量( 吨)1 5 0 0 0 0交货2 0 0 5 0 3价4 9 3 0 0 0 结算方先敞后赞 期格 投保方式不投保产品标准q b g 5 4 5 2 0) 1 g b t 4 3 5 4 9 4 供货结算包钢( 集地址内蒙古包头市昆愿邮1 4 0 1 0 发站包头北 团) 公司 编 销售公司 电话2 1 8 7 9 4 9 传真 0 4 7 2 - 2 1 8 2 6 5 9 税1 5 0