（材料加工工程专业论文）中厚板厂mes库存管理系统开发.pdf

at h e s i sf o rt h ed e g r e eo fm a s t e ri nm a t e r i a l sf o n n i n ge n g i n e e r i n g d e v e l o p m e n to f s t o c km a n a g e m e n t s y s t e m i n m e sf o rp l a t em i b yt i a i n h u a s u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rl i ux i a n g h u a a s s o c i a t ep r o f e s s o rw an gz h a o d o n g n o i r t h e a s t e mu n i v e r s 时 f e b 2 0 0 8 l， jj 蠢 筝 一 东北大学硕士学位论文 独创性声明 独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取 得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰 写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我 一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明 并表示谢意。 学位论文作者签名：c f l 牟 1 日 期：砌8 弓j 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位 论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。 ( 如作者和导师不同意网上交流，请在下方签名；否则视为同意。) 学位论文作者签名： 签字日期： 导师签名： 签字日期： l t专， 。 i - 东北大学硕士学位论文摘要 中厚板厂s 库存管理系统开发 摘要 位于上层计划管理系统与底层工业控制系统之间的制造执行系统( m e s ， m a u l u f i a c t 嘶n ge x e c u t i o ns y s t e m ) 是面向车间层的管理信息系统，m e s 通过信息传递， 从生产订单下达到产品发货为止，对整个生产过程进行优化管理，是资源计划系统和 过程控制系统之间的桥梁和纽带，是企业提高产品质量和生产效益的关键。 库存管理是s 系统的基础功能之一。中厚板厂的库存管理系统将提供实际物 流和信息流在全线跟踪起点的一一对应，为产销系统提供实时、可靠、真实的数据源， 为生产调度提供实时、在线、详细的生产库存情况，以便生产计划的动态调整。本文 的主要开发研究内容如下： ( 1 ) 介绍m e s 的发展过程与国内脏s 的应用前景，根据国内钢铁公司的调研情 况对中厚板厂制造执行系统中库存管理系统进行功能模块设计与范围划分。针对我国 某中厚板厂现状，制定需求分析，提出库存管理设计方案，阐述库存管理与生产计划 调度的关系。 但) 依据工程应用软件的要求，完成某中厚板厂m e s 库存管理总体设计和具体 功能设计。建立库存管理系统的服务器客户端的体系结构，确定采用o r a c l e 数据库， 并描述出数据表内部结构，给出板坯库和成品库的详细功能设计。 ( 3 ) 通过在一定堆垛条件的目标约束下，将堆垛的模型化解为简单的最优化问题 来求解，并使用生产实际数据进行了验证，得到了最优解，对于中厚板库存管理算法 的优化具有可行性。 ( 4 ) 开发了库存管理软件，采用v c + + 编程语言实现了操作方便的界面，通过 o r a c l e9 i 数据库中的触发器和过程的调用，实现了库存管理系统与计划管理系统、过 程控制系统的数据通信，该系统具有可靠性、实用性强，界面友好等特点，提高了生 产作业率和生产管理水平，改善了生产决策环境。 本文开发的库存管理系统软件具有可靠性、实用性强，界面友好等优点，该系统 的研究及应用，对我国今后开发具有自主知识产权的中厚板生产s 系统积累了一 些经验，对钢铁企业探索m e s 途径具有一定的参考价值。 关键词：中厚板，m e s ，库存管理，板坯库，堆垛算法 i i - ， i a c t i v i t i e s m e sd e l i v e r st l l ei n f o 珊a t i o nt l l a te n a b l e st 1 1 eo p t i m i z a t i o no fp r o d u c t i o n a c t i v i t i e s 行o mo r d e r1 a u l l c ht of - 血s h e dg o o d s ，a n dc a 仃i e so nm eo p t i i n i z e dm a n a g e m e mt o t 1 1 ee n t i r ep r o d u c t i o np r o c e s s s oi ti st 1 1 eb r i d g ea n dl i g 锄e n tb e t w e e nt h ee n t e 印r i s e r e s o u 】ep l a l l 血n g 觚dp r o c e s sc o n 仃o ls y s t e m ，a 1 1 dt 1 1 e k e yf o re n t e 印r i s ei m p r o v i n g p r o d u c t i o nq u a l i t ) ra n dp r o d u c t i o nb e n e 丘t t h es t o c km a n a g e m e n ts y s t e mi so n eo f 廿1 eb a s i c 如n c t i o n so f 匝s t 王1 es t o c k m a n a g e m e n ts y s t e mo ft h ep i a t ei n j l li st oi m p l e m e n t 也ec o l l r e s p o n d e n c eo fl o 西s t i c sa n d i n f o m l a t i o nn o ws om a ti tc a i lp r o v i d ep r o d u c t i o n - d i s t r i b u t i o ns y s t e mw i t l lr e a l - t i r n e ， r e l i a b l ea i l d g e n u i n e ( 1 a c a ；a 1 1 d i ta l s oc a ni 1 1 s t a n t l yp r o v i d e 也ew h o l e - l i l l e s p e c i f i c p r o d u 硝o nc o n d i t i o l l s f o r0 1 1 l i n ep r o d u c t i o nd i s p a t c h i n g ，a u l di m p l e m e n t 也ed y n 砌c a 西u s t n l e n to ft h ep r o d u c t i o np l a n t h em a i nc o n t e m so ft h ed i s s e r t a t i o na r ea sf 0 1 1 0 w s ： ( 1 ) i ti i l 昀d u c e st 1 1 ed e v e l o p m e n tp r o c e s sa n dt h e 印p l i c a t i o np r o s p e c to fm e s ，也e s t o c km a l l a g e m e n ts y s t e mc 硎e do n 1 e 劬c t i o n a lm o d u l ed e s i 口a n dt h es c o p ea c c o r d i n g t o 也ed o m e s t i ci r o na 1 1 ds t e e lc o m p a n y si n v e s t i g a t i o na i l ds t u d ys i t u a t i o n i nv i e wo ft h e p l a t es t e e lc o i n p a n y sp r e s e n ts i t l l a t i o n ，也ep 印e rm a l ( e sn l ef o n l l l l l a t i o nd e m a l l da 1 1 a l y s i s ， p r o p o s e st 1 1 es t o c km a n a g e m e n td e s i 印p r o p o s a l ，a n d 西v e sm er e l a t i o n so ft 1 1 ee l a b o r a t i o n s t o c km a n a g e m e n ta n dt h ep r o d u c t i v ep l a n ( 2 ) i th a sc o i l l p l e t e dt h es y s t e md e s i g na n d 也em a s t e r 觚c t i o n a ld e s i g na c c o r d i l l gt o 虹1 er e q u i r e m e n to fm ee n 西n e e r i l l g a p p l i c a t i o n s o r w a r e i te s t a b l i s h e s 也es t o c k m a j l a g e m e n ts y s t e mt h es e n ，e r c l i e n ts i d e sa r c h i t e c t u r e ，d e t e 砌n e sm es y s t e mu s i n g 也e o r a c l ed a t a b a s e ，d e s c r i b e st h ei n t e m a ls t m c t 【j r eo ft 1 1 ed a t as h e e t ，a n dt h e ni tg i v e s 也e s t o c kd e t a i l e df c t i o n a ld e s i g n i i i - ) l 一 【 卜 c 东北大学硕士学位论文 a b s t r a c i s t o d 【d e t a i l e d 矗j n c t i o n a ld e s i g n ( 3 ) t 1 l ep a p e rm a k e st h em o d e lm e l t sf o rt h es i m p l eo p t i m 娩a t i o np r o b l e m st os o l v e u n d e rt h eg o a ll i m i tc o n s i d e r a t i o n ，u s e st h ep r o d u c t i o na c t u a ld a t at oc a 玎y0 nt h e c o l l f i 皿a t i o n ，0 b t a i n e st h e0 p t i m a ls o l u t i o n ，a n dc o n f i m st h ef e a s i b i l i t yr e g a r d i n gt h e s t o c km a l l a g e m e n t0 p t i i i l i z a t i o n ( 4 ) i th a se m p o l d e r e dt h es o f t w a r eo fs t o c km a n a g e m e n ts y s t e mw i t ht h el a n g u a g eo f v c + + ，a n di t i st 0 i i i l p l e m e n tt h ec o r r e s p o n d e n c e0 fd a t aw i t h o t h e rm a n a g e m e n t s y s t e m t h es y s t e mh a st h ec h a r a c t e r i s t i c o ft h er e l i a b i l i t y ，t h ep r a c t i c a b i l i t ya n dt h e 盘i e n d l y ，i n c r e a s i n gt h ep r o d u c i n ge 伍c i e n c y ，t h es t a n d a r dp r o d u c t i o nm a n a g e m e n t ，a n di t i m p r o v e st h ep r o d u c t i o nd e c i s i o n - m a 虹n ge n v i r o n m e n t t h es t o c km a n a g e m e n ts y s t e mh a st h ec h a r a c t e r i s t i co ft h e r e l i a b i l i t y t h e p r a c t i c 曲i l i t ya n dt h eu s c r 觑e n d l y - 1 h er e s e a r c hw o r ko ft h es y s t e mm a k e su st oc o l l e c t s o m ee x p e r i e n c ef o rt h ed e v e l o p m e n to ft h ei n d e p e n d e n ti n t e l l e c t u a lp r o p e n yr i 曲t sf o rt h e p l a t em i l li i lm e s ，a n dh a ss o m e r e f e r e n c et oe x p l o r et h e 印p r o a c h0 fm e s k e yw o r d s ：p l a t em i l l ，m e s ，s t o c kc o n t r o l ，s l a bs t o c k ，s t a c ka l g o r i t h m r 譬孙 一 i i 东北大学硕士学位论文 目录 独创性声明：i 摘要 a b s l 工a c t i 第1 章绪论1 1 1m e s 概述：1 1 1 1m e s 出现的背景1 1 1 1 2m e s 的发展及趋势3 1 1 3 国内m e s 的应用与前景一4 1 2m e s 的基本功能结构6 1 2 1 排产管理7 1 2 2 排序管理一7 1 2 3 生产执行管理一7 1 2 4 通信管理7 1 3 库存管理“8 1 3 1 库存管理概念：- 8 1 3 2 国内外的发展概况及意义8 1 3 3 库存管理的内容1 0 1 4 本文研究的意义1 0 1 5 开发研究工作的主要内容l l 第2 章中厚板厂对库存管理系统的需求分析1 2 2 1 某中厚板生产概况1 2 2 2 中厚板生产线对库存管理的需求1 4 2 3 库存管理设计方案与选择1 4 2 4 库存管理功能分析_ 15 2 5 库存管理与生产计划调度的关系1 6 2 6 小结17 第3 章库存管理系统的设计18 3 1 总体设计：18 3 1 1 系统设计的依据1 8 3 1 2 设计原则18 3 1 3 功能设计1 9 3 1 4 结构设计2 0 3 1 5 数据库设计2 2 3 2 库存管理功能详细设计2 7 3 2 1 板坯库管理2 8 3 。2 。2 成品库管理3 6 3 3 小结4 1 v 一 东北大学硕士学位论文 第4 章板坯堆垛算法的研究4 2 4 1 问题的提出，4 2 4 2 模型的建立4 2 4 3 求解板坯堆垛的算法4 3 4 4 计算实例及结果4 5 4 5 小结4 7 第5 章板坯库管理系统的开发与应用一4 8 5 1 系统选型4 8 5 1 1 服务器及客户端配置4 8 5 1 2 网络配置4 8 5 1 3 软件方案：4 9 5 2 板坯库管理功能的实现4 9 5 2 1 挂料功能模块一4 9 5 2 2 入库功能模块5 2 5 2 3 出库功能模块5 3 5 2 4 查询功能模块5 3 5 2 5 辅助功能模块5 5 5 3 现场应用及实施效果5 7 5 4 卅、结。5 7 第6 章结论与展望j 一5 9 6 1 本文主要工作总结5 9 6 2 下一步的工作展望6 0 参考文献= 6 1 至i 谢：6 4 ，v i i ， 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 1 1 s 概述 1 1 1 砸s 出现的背景 第1 章绪论 一个制造企业能否良性运营，其中一个关键问题是能否把“计划”与“生产”密切结 合。计划有效执行的重要保证是需要把底层制造过程、控制系统和员工有效的集入到 计划体系中。在制造企业中，e r p ( e n t e 印r i s er e s o u r c e sp 1 a n n i n g ) 系统与过程自动 化技术的应用侧重点不同，因此在实际应用过程中e r p 系统和过程自动化系统因分 工不同存在着各自的局限性：一方面e i 强系统面向的对象是上层企业级管理，一般 对车间层的管理流程不提供直接和详细的支持，缺少足够的底层控制信息，难以直接 获取和利用过程控制系统中的生产实际数据，无法对复杂的动态生产过程进行细致、 实时的执行管理；另一方面，尽管控制系统的自动化水平不断提高，但主要是针对某 一设备和过程进行控制，难以完成对生产过程所涉及的作业、人员、物料和设备等的 管理、调度和跟踪及相关数据和信息的收集和提取。同时这些自动化产品通常是来自 不同厂家或是在现有系统基础之上的扩展和延伸，缺乏完整的功能规划和统一的结构 【l 】 o 由于重视上层的计划管理和底层的过程控制，而忽视位于两层之间车间层的制造 执行功能，在两层之间产生了一个巨大的鸿沟，使得e r p 的生产计划不能及时地下 达给过程控制系统，而过程控制系统的实时数据也不能及时传送给e r p 系统，造成 企业内部信息传递瓶颈，为此制造执行系统应运而生【2 ，3 1 。 制造执行系统( m a l l u f a c t u i 缸ge x e c u t i o ns y s t e m ，m e s ) 按照制造执行系统协会 ( m e s a ) 所给出的定义：皿s 通过信息传递，从生产订单下达到产品发货为止，对 整个生产过程进行优化管理。当工厂有实时事件发生时，s 能及时做出反应、报 告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使得 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。s 还通过双向的直接通讯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。因此可以说，m e s 在计划管理层和底层控制层之间架起了一座桥梁，是面 向车间层的生产管理信息系统。 东 业需要着重考虑的问题。钢铁企业已经认识到管理信息化的重大作用i 认识到实现企 业信息化，最重要的是实现管理的信息化；管理信息化不仅仅是e r p c 砌w s c m 等 管理软件的应用，更是促进企业管理的重要手段。 首都钢铁集团总公司总计控室总工郭雨春表示：“首钢把信息化建设看作是全面 推进管理进步的突破口。”宝钢集团宝信软件股份有限公司网络技术总监王柏青博士 认为：“钢铁业要实现信息化，三分靠技术，七分靠管理。”基于这种认识，以宝钢、 首钢、武钢为代表的大批钢铁企业，不惜重金投向管理信息系统，开始实施以 e r p c 砌小s c m 和电子商务为代表的经营管理信息系统。 ( 2 ) 过程自动化与管理信息系统之间存在数字鸿沟 某中板厂虽已基本实现了基础自动化和过程自动化，但这些自动化系统都是以单 元生产设备为核心进行检测与控制的，生产设备之间形成诸多“自动化孤岛”。这种“自 动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应现 代钢铁生产的要求。 ，为了方便e r p 系统运行，实际操作中不得不将大量的生产数据通过纸质报表传 递，再由相关使用人员录入到管理信息系统。从而形成这样的尴尬局面：一方面，生 产过程中产生了大量的控制与检测数据，可以以电子格式存放；但不能自动传递到管 理信息系统。另一方面，管理信息系统大量需要这些生产数据，只好以报表等方式将 这些数据抄录、打印，以纸介质方式进行信息传递；相关部门收到纸质报表后，手工 进行数据录入。 ，- 同样，管理信息系统的生产计划等数据是生产中迫切需要的，也不能自动传递到 生产控制系统中，而是通过纸质方式进行数据传递。这种方式的弊端在于：大量的数 据在传递、重新录入过程中，有可能因为操作者无意或者有意的出错，导致数据不准 确；由于数据通过人工方式进行传递，效率比较低下，得到的数据滞后于实际生产情 况，严重影响基础数据的实效性，其后果是导致管理信息系统不能及时准确对生产经 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 营进行相关处理和决策，严重影响e r p 的使用效果，甚至导致应用人员对e r p 系统 的不信任。这种状况表明，企业信息化系统中，基础自动化与管理自动化之间还存在 明显的数字鸿沟。 ( 3 ) s 的桥梁作用 m e s 是位于上层计划管理系统与底层工业控制之间、面向车间层的管理信息系 统。具体而言，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) 进行物料平衡，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，完全监测、分析、 控制和优化。 从上述定义可以看出：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。眦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s 是生产企业过程自动化系统与管理信息系统之间 的桥梁，同相关系统之间存在密切的数据交流关系。e r p 系统需要s 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 从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 蹦模块的成 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s 有密切的联 系；过程控制需要基于m e s 对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，姬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s 在工厂中的正常运行。 1 1 2 姬s 的发展及趋势 m e s 作为生产形态变革的产物，源自工厂的内部需求，传统的s ( t r a d i t i o n a l m e s ，t - m e s ) 就是从上世纪7 0 年代的零星车间级应用发展起来的，在积累了相当 的经验后，逐渐形成了一些从事m e s 开发的专业公司，并且其系统也开发出了相当 成熟的标准。通常他们都是针对特定的生产类型，或特定的功能需求而开发出较为标 准化的m e s ，并拥有了一定的市场份额。总的来说t - m e s 可大致分为两大类：专用 的m e s 系统( p o 缸m e s ) 和集成的m e s 系统( h l t e g r a t e dm e s ) 。 专用的m e s 是指为解决某个特定领域问题，如车间维护、生产调度或s c a d a 东北大学硕士学位论文 第1 章绪论 而开发的单独应用系统，能够为某一特定环境提供最好的性能，却常常难以与其它应 用集成，集成的s 比专用的m e s 迈进了一大步，具有一些优点如：单一的逻辑 数据库，系统内部具有良好的集成性，统一的数据模型【4 】等等。但其整个系统重构性 能弱，很难随业务过程的变化而进行功能配置和动态改变。为了解决传统的m e s 的 不足，可集成m 匣s 逐渐成为人们研究的热点。这是针对一特定行业如航空、装配、 半导体、食品和卫生等行业而设计，具有一定的通用性，并且逐步加强了与上层事务 处理和下层实时控制系统的集成能力。 纵观m e s 的发展历史，m e s 作为一种信息化系统，从专用的m e s 到可集成化 的m e s ，然后再向敏捷化、智能化和集成化多个方向发展，总的发展趋势可归纳为： 可集成性、可配置性、可适应性、可扩展性和可靠性【l ，5 ，6 1 。 2 0 世纪9 0 年代，计算机集成生产系统的研究已成为自动化领域的一个前沿课题。 美国于1 9 9 2 年成立了以推广s 思想及其产品为宗旨的贸易联合组织枷s a 国际协会，并形成了溉s 软件产业。1 9 9 5 年美国、日本、西欧等国已有1 0 0 多家炼 油、化工企业在实施c i m s 计划，推动了流程工业综合自动化系统在实际生产中的应 用。通过计算机网络向上下游、产供销一体化或集成化方向发展。流程工业综合自动 化系统的理论和技术经过多年的研究发展，特别是经过实际应用的考验，已逐步形成 合理的体系结构，其结构框架为e r p m e s p c s 三层结构【7 。9 】。这样，就使流程工业综 合自动化系统中原来难以处理的具有生产与管理双重性质的信息问题得到了解决。目 前，这已成为西方先进工业国家流程工业综合自动化系统理论和产品的主流。 1 1 - 3 国内s 的应用与前景 目前，我国正处于从钢铁大国到钢铁强国的过渡中，钢铁工业也处于深层次的 结构调整之中。中厚板具有较高的附加值，成为发展的重点。面对激烈的市场竞争， 中厚板的发展重点正在从追求产量转移到追求质量上来，而质量的追求离不开信息化 建设。 在我国钢铁行业信息化建设的企业中，曾经存在着重视公司企业资源管理系统 ( e r p ) ，而忽视m e s 系统的现象，有的厂商出于商业的需要，把大量现场制造管理的 功能放在自己并不擅长的e r p 系统来管理，只是把m e s 系统当作e r p 系统的数据 收集器，不重视现场制造过程的管理，造成整个计划与实际情况完全脱节，e r p 系统 也成了摆设。事实上企业生产制造管理是一个整体，产供销一体化才是解决我国钢铁 企业信息化的最佳模式；对于销售部门来说，必须对生产制造现场的情况非常了解， 4 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 掌握生产线的实时数据，才能够进行实时的订单评审，保证订单价格不会低于生产成 本、订单不会超出现有设备、工艺、质量水平能力、交货期等问题。而对于生产计划 人员来说，必须实时地掌握当前生产情况，对计划进行动态修正与调整；而现场操作 人员也要及时掌握当前的各项订单情况、生产计划指令，才能够快速准确地根据销售 合同和生产计划安排作业生产；这种产供销一体化管理的模式【1 0 1 3 】己经被无数成功的 案例所佐证。而在这其中，s 是不可或缺的。 在当前我国钢铁企业信息化建设中，已经有越来越多的企业认识到了s 的重 要作用，陆续引人了一些姬s 系统。根据中国钢铁工业协会的统计，截至2 0 0 4 年6 月底，国内钢铁行业共实施了1 2 7 套砸s 解决方案( 1 0 0 万元以上) ，其中宝信m e s 共实施了5 3 套。其中比较重要的包括上海宝钢股份公司一、二、三期炼铁、炼钢、 连铸、热轧冷轧、钢管高线等生产制造执行系统，上海一钢公司不锈钢制造执行系 统，上海益昌薄板公司制造执行系统，宁波宝新不锈钢公司制造执行系统，马鞍山钢 铁公司冷轧厂生产制造执行系统，马鞍山钢铁公司h 型钢厂制造执行系统，涟源钢 铁公司c s p 热轧厂生产制造执行系统和冷轧薄板厂制造执行系统，宝钢集团特钢公 司制造执行系统，吉林通钢c s p 热轧制造执行系统，梅钢公司热轧厂制造执行系统 和炼钢厂制造执行系统，本溪钢铁公司二冷轧厂制造执行系统【1 4 】，湘钢炼钢、宽厚 板s 等。 可以看出，采用m e s 的企业主要集中在热轧、冷轧生产线，在中厚板生产企业 中，目前只有宝钢【1 5 】、济钢【16 】等大型企业采用了相应的m e s ，并且取得了很好的应 用效果，而在大量的中小企业中，由于自动化水平和资金方面的原因，m e s 并没有 得到普及。目前国内外有多家公司已经进入或准备进入这个领域，包括奥钢联( 西门 子) 、p s i 、b r o n e r 、宝信、中冶京诚和红河谷等。 在国内这是一个正在开发的领域，具有两个特点： ( 1 ) 企业信息化的整体性很强，m e s 与e r p 、m e s 与质计、m e s 内部的炼钢、 连铸与轧钢紧密联系，如果孤立开来，就会形成信息孤岛，造成信息不能及时传递， 降低企业信息化的整体效果； ( 2 ) m e s 包含的子功能很多，企业可以按需定制需要的功能。 在项目实施的过程中起主导作用的是前者，根据前者形成整个企业的信息化框 架，然后在前者的基础上根据不同企业的情况进行功能选择。 s 给中厚板企业带来的效益主要是提高产量、质量和降低成本： ( 1 ) 理顺生产流程，提高生产效率； 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 ( 2 ) 生产计划的制定过程中，通过优化生产计划、合理安排生产顺序来减少生产 过程中的瓶颈问题； ( 3 ) 在同一轧制单元内不同阶段安排合适的轧制批次进行生产，提高板材质量； ( 4 ) 通过合理组坯提高成材率； ( 5 ) 对全厂的物料、设备进行精细化管理，减少浪费。 1 2 s 的基本功能结构 s 在企业综合自动化系统中处于中间层位置，起着承上启下的作用，下图为 国际m e s 协会提出的m e s 功能模型及其与其它系统的关系 5 】。 由图1 1 中模型可以看出m e s 由工序详细调度、资源管理、生产调整、文档管 理、生产跟踪、性能分析、人力资源管理、设备维修管理、过程管理、质量管理、现 场数据采集等1 1 个功能模块组成。在实施企业信息化项目时，需要根据行业特征区 别对待，在强化某些功能模块的管理功能的同时应考虑增加或删减一些功能模块。 图1 1 一般的舰s 功能模型 f i g 1 1t h en m c t i o nm o d e lo ：f m e s 在整个企业信息化的发展过程中，信息系统的架构问题由于m e s 的不断发展而 最终形成了e r p m e s p c s 三层结构 1 7 】。随着这种三层架构的确立，像德国的p s i ， 韩国p o s d a t a 公司，英国的b r o n e rm e t a i ss o i u t i o n s ，德国的s i e m e n s ，京诚鼎宇等很 多知名公司均研发出了m e s 的功能模块。结合国内首钢、南钢、邯钢和太钢等钢铁 公司中厚板厂的调研情况，在信息化建设刚刚起步的中厚板厂，m e s 系统的设计可 基于以下排产、排序、生产执行、通信管理等四个功能模块。 _ t 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 1 2 1 排产管理 订单处理：包括销售订单、生产订单的处理、分析、合并等。 产能及时间排产：包括工厂日历的维护、生产时间和工作量排产等。 物料管理：即中厚板厂板坯库和成品库的协调管理。 质量设计：针对生产线上过程计算机需要的参数进行设定。 1 2 2 排序管理 该功能模块对作业计划进行最优化排序、包含算法管理、对作业进行修正、释放、 撤销等。 1 2 3 生产执行管理 生产执行管理系统( p r o d u c i n ge x e c u t i o ns y s t e m ，p e s ) 完成以下功能： 订单跟踪：对销售订单和生产订单的状态进行实时跟踪和处理。 工艺设计：针对生产线上过程计算机需要的参数进行设定。 计划管理：对己编制完成的作业计划状态进行实时跟踪和管理。 物料跟踪：对物料进行跟踪，管理物料号，包括板坯号的生成原则等。 库存管理：对板坯库、成品库进行入库、出库等管理，包括天车管理。 质量管理：封锁和释放取样及检验化管理，以及其它质量数据收集。 设定值准备：为l 2 准备生产原始数据( p d i ) 。 事件管理：对生产过程中的所有设备事件进行管理。 数据收集：是指生产实绩的收集和处理，包括手动输入数据。 报表管理：是指对日班生产报表管理。 1 2 4 通信管理 数据传输：确保安全可靠的数据在各应用系统之间正确的传输。 管理和工具：包括电文及履历管理、协议管理、数据结构管理、报表管理、电文 结构编辑和转换工具。 平、提高客户满意度地管理方法和管理技术。例如，材料需求计划( m a t 甜a l r e q u h m e n tp l 砌血g 简称m r p ) 、制造资源计划( m a n u f a c 蛐gr e s o u r c ep l 锄1 i 1 1 9 简称m r p i i ) 、企业资源计划( e n t e i p r i s er e s o u r c ep l a n 血g 简称e i 心) 、及时生产方 式( j u s ti nt h e 简称j i t ) 等方法。其中m r p 、j i t 、e r p 被广泛接受和应用，并促 使生产库存管理概念发生革命性变化。 目前国内外学者认为库存管理存在两种基本模式，即在推动式生产系统下的传统 库存管理模式和近年来新兴的拉动式生产系统下的现代库存管理模式口o 】。 迄今为止，传统库存管理模式方面的研究在理论和实践中都已经比较成熟，尤其 进入2 0 世纪6 0 年代以后，人们将传统的、分散的、静态的库存管理变为各项目间具 有紧密联系的、动态的库存管理系统。这就是我们所说的m r p 、m r p i i 管理模式， 它代表着传统库存管理的最高水准。 现代库存管理模式的起源可追溯于j i t 管理模式在丰田汽车公司的成功应用，j i t 管理模式的创始人大野耐一是现代库存管理理论的奠基人。它的基本思想是以“彻底 杜绝浪费”、“只在需要的时候，按需要的量，生产所需要的产品”。这也是j i t 的基 本含义。这种库存管理模式的核心，是追求一种无库存生产系统，或是库存量达到最 ，8 毫r ， 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 小的生产系统。因此，j i t 管理模式是一种最节省、最有效率的管理模式。尽管j i t 库存管理有很多优点，但它的实施需要长时间周密的计划和准备，企业作为缓冲储备 的库存减少后，工作流程变得紧密，生产线工人劳动强度大幅度提高，同时，因为要 求交货时间短而服务水平高，供应商必须保持很高的库存水平或过剩的生产能力，以 保证其随时能与采购商的需求相匹配。此外，j i t 库存管理要消灭库存的目标有点极 端，没有在减少库存和保持生产的柔性、产品的质量的等其他目标之间做足够的权衡。 其最大缺陷是不允许安全库存的存在，在企业物流不均衡的环境下，易发生生产中断， 由此造成企业缺货成本增加。 另一个重要的现代库存管理模式是供应链管理【2 l 】，2 0 世纪后期，随着市场竞争 的加剧，企业意识到仅仅依靠自身的资源很难在激烈的市场竞争中长期生存下去，这 时候的竞争已经由单一企业部门之间发展为供应链之间的竞争。于是，在这种背景下 出现了供应商、制造商、分销商以及零售商等企业合作与联盟的趋势，他们开始关注 物流活动全过程的管理，也就是从供应链整体而不是企业自身的角度出发来管理包括 原材料的采购、产品的制造、制成品的分销以及零售的整个过程。在这种背景下，供 应链管理( s u p p l yc h a i l lm a n a g e m e n t ，s c m ) 应运而生。它是计划、组织和控制从最初原 材料到最终产品及其消费的整个业务流程，这些流程链接了从供应商到顾客的所有企 业。 2 0 世纪9 0 年代初出现的e r p ( e n t e 印r i s er e s o u r c e sp l a n n i i 】g ) 系统将制造企业 的制造流程看作是一个密切相关的“供应链”，从供应商、制造厂、分销网络到客户， 体现了精益生产、同步工程和敏捷制造思想以及体现事先计划与事中控制的思想。其 目标就是将“供应链”有效运转，并运用计算机硬、软件手段尽力缩短这个“供应链 ， 提高其运转效率，为企业产品质量、市场需求和客户满意提供保障。这就是e r p 系 统中的库存管理模式。 从库存管理方式的发展历程中可以清晰看出现代库存管理技术的发展趋势。现代 库存管理技术综合应用信息技术、现代管理技术、系统工程技术等一方面使企业的库 存水平与企业的生产制造方式，销售方式，采购方式，信息处理方式等建立了亲密的 联系，改进和整合各个部门的活动达到协调一致，实现企业最佳库存管理；另一方面 组成供应链的各个企业间的合作协调在减少了各个企业的库存水平的同时减少了整 个供应链的库存水平，降低了生产成本，提高了客户的满意度。 终对现有空间进行最优化的利用。 ( 2 ) 减少能源消耗：为保持正确的板坯出炉顺序，在相关的板坯无法找到的情况 下，需插入“非合同料板坯 。如使用了库存管理模块，则此种情况将不再 发生，从而大幅降低油料消耗和操作成本。 ( 3 ) 减少板坯的处理：因为有了更为优化的仓储计划，每块板坯的操作响应时间 减少。货车及传输带的装载卸载操作次数减少。 ( 4 ) 减少人力成本：由于有了更好的仓储记录，“丢失”的板坯减少，存货盘点 所需时间也相应减少。而且，所需处理操作减少，许多已实现自动化。 通 过以上这些，以及一些机构重组，人力资源可以减少3 0 以上。 2 提高管理水平 ( 1 ) 更好的板坯冷却控制：对需要特殊冷却的钢材，尤其是那些在仓储过程中不 能低于一定临界温度的钢材，进行自动化管理。可以连贯地处理这些高价值 产品，同时得到更高的产出率。 ( 2 ) 提高合同执行率：使板坯与轧制计划的匹配更加精确，从而提高成品率。比 如：通过板坯的优化选择，提高成材率。 ( 3 ) 更佳的文件记录：在仓储过程中对板坯进行更佳的跟踪，意