H钢铁行业制造执行系统MES

1、摘要惠普以其三十多年的钢铁行业服务经验，凭借对钢铁行业三级/ 四级系统和企业整体的开发和咨询能力，以及周密的流程设计和测试演练，帮助钢铁企业设计出最符合其需要的、代表着先进性和实用性的 MES系统，有效实现钢铁企业的产、供、销一体化，缩短生产周期和质量处理时间，提高经济效益。惠普的 MES 系统是为钢铁行业所开发的三级系统。目前钢铁行业都建立了现代化的炼钢厂和热轧 板厂和冷轧厂生产体系，但更重要的是建立现代化的信息管理系统，才能更有效的发挥现代化设备的生产 能力。钢铁行业普遍生产设备比较多，自动化程度比较高，很多设备都有数控设备，另外工厂里还有很 多数据采集系统和检化验系统。钢铁行业根据系统的

2、用途和所处的位置的特点将信息系统进行分层次。钢 铁企业管控一体化系统按照物理层次和功能大概分为 4 层，如下图所示 1 。四级系统是企业资源计划系统（ ERP）位于最上层用于企业管理层；三级系统即制造执行系统位于四 级系统的下面用于工厂车间作业管理层；二级系统即过程控制系统位于三级系统的下面用于设备的过程控 制；一级系统即基础自动化用于操作控制层。从钢铁企业的 L4 计算机管理系统到个生产厂的 L3 级自动化系统的合理设置，给技术现代化和管 理现代化提供了环境和工作平台。 L3 级计算机管理系统设置的主要目的是 :提高经济效益，以最佳的库存量，最少的燃料和材料消耗进行生产 ； 执行产、供、销一

3、体化管理思想，实现质量一贯制控制和管理，提高产品的质量； 运用统计分析的手段，建立先进的质量标准和技术标准 ； 缩短生产周期和质量处理的时间 ；为钢铁企业的管理现代化建立基础 ；HP 作为全球最大的服务器供应商和第六大软件企业，有强大的企业系统开发和集成的经验，并且 为世界上的钢铁巨头德国 ThyssenKrupp 提供过多年的 IT 开发和维护服务，有丰富的钢铁行业的经验。在 国内 HP 做过多家钢铁企业的 MES 系统，能运用现代信息管理水平结合中国的特色为钢铁行业的客户提供 先进、实用的 MES 系统软件。背景目前在钢铁企业里虽然生产线和生产设备都非常先进，也有作为信息化时代的信息管理工

4、具，但 由于软件开发时间比较早，它不能很好的解决生产作业的动态优化调度和排序、物流生产和质量信息的在 线跟踪以及对突发事件的处理、设备状态的监视及故障诊断、运输调度等功能，而且受当时计算机技术及 通信技术水平的限制，这些系统互相独立，成为"信息孤岛 " ，信息不能集成。另外当前钢铁企业也正在实施 ERP 系统，目前的这些管理软件很多都没有与 ERP 系统进行整体设 计与集成。惠普钢铁行业的三级 MES 系统存在于钢铁企业在过程控制与企业 ERP之间的车间作业调度和控制 管理系统之间，它主要解决生产作业的动态优化调度和排序、物流生产和质量信息的在线跟踪以及对突发 事件的处理、

5、设备状态的监视及故障诊断、运输调度等功能；在计算机管理、控制一体化系统中起到承上 启下的关键作用，即对生产过程实现全过程高效协调的控制与管理，而且起到了将生产过程信息和经营管 理的信息进行转换，加工，传递的作用，是面向过程的生产活动与经营活动的桥梁和纽带。惠普的三级 MES 系统包含有以下功能：资源分配：资源管理包括机器设备、工具、材料及半成品、以及生产操作中所需的有关操作手册 等等，它提供资源详细历史信息和当前状态，来保证生产的正常运行。操作 /详细排序：根据产品的需求优先级、属性、特点、以及具体的配料方案提供详细生产排序，按照 执行的工艺路线和能力来计算每个工序的开始时间和结束时间、计算及

6、平衡设备所承受的负荷。生产调度：以作业、工单、批等形式对生产流程进行管理，包括排序以及对车间突发事件实时调 整。生产控制文档：维护生产工序的各种控制文档，包括工作指令、配料方案、规格尺寸、操作规程、 工艺变更通知、班与班通讯以及对环境、健康和安全的控制规则等，并保存历史数据，并将它们发送到下 面的操作级。数据采集：提供接口来获取生产过程参数，以分为间隔收集车间的生产过程数据，其方式可以是 人工的或自动的。人员管理：提供人员的工作状况（按分钟），包括生产回报、确认跟踪、以及物料准备、工具准 备等间接活动。质量管理：对生产过程中采集的测量数据进行实时分析，以保证合理的生产质量控制，识别所遇 到的问

7、题，并给出问题建议方案。还可以包括离线检验操作和实验室检验系统的分析。过程管理：监视生产并自动修正或为操作员提供操作指导。跟踪整个生产过程，包括报警管理即当超过允许公差范围时对工厂人员进行提醒。并可以向智能设备系统提供接口。维护管理：跟踪和指导设备工具的维护活动，并制定周期性或预防性设备维护计划，同时对突发 事件作出及时响应，即给出报警或及时作出设备维修计划，记录历史数据来辅助设备故障诊断。并将设备 诊断信息传送到 4 级 ERP 系统，为修订点检标准和检修标准提供技术依据定。产品跟踪：在线跟踪产品信息包括操作员、物料或半成品供应商、批号、序号、生产条件、所发 生的警报信号、返工情况、产品可用

8、性及其他。性能分析：每分钟提供操作汇报，性能分析结果包括资源的利用率和产品的生产周期、计划执行 情况、标准的执行情况。这些结果可以分别报告，也可以在线呈现作为当前在线的性能评估。综上所述，惠普的三级 MES 系统是面向车间生产管理的制造执行系统，它自动实时监视车间的生 产活动（按时、分），自动采集数据，提供你所需的如品种规格、配方执行标准、生产线的产量、废品、 机器停机时间、过程参数和状态等信息，还可生成条形识别码等；本三级系统对合理优化利用各种制造资 源、对减少制造过程的准备时间、缩短制造周期、对生产过程中车间发生的各种突发事件提供了快速的应 变能力；实时在线的物流跟踪和质量管理，保证和改善

9、了产品的质量；减少数据的人工输入以及 ERP 的各 种信息的回报时间，都会对企业带来明显的经济效益。方案构成惠普动成长企业解决方案路线图HP 的 MES 系统是按统一规划，分步实施的来进行的，具有良好的系统扩展性。数据库采用Oracle，具有良好的开放性。HP的 MES系统可以采用 C/S 与B/S 相结合的结构方式和模块化的设计方法，具有良好的系统扩 充性能，灵活性。HP的 MES系统采用 HA 双机热备，磁盘都采用磁盘阵列或镜象，增加系统的高可用性和安全性， 另外还可以增加多台应用服务器，有良好的可扩展性。HP 的 MES系统衔接四级 ERP系统与二级计算机系统，可以构成完整的公司级一体化

10、计算机管理 系统，利于钢铁企业的企业集成和 IT 整合。本解决方案构成模块 & 特性根据各个钢铁厂的实际情况，惠普在 MES 核心软件的基础上根据客户的需要进行进一步设计和开 发，增加或调整必要的模块。惠普的三级制造执行管理系统（MES）主要由以下模块构成：惠普的三级 MES 系统有以下特性：完整的公司级一体化计算机管理系统：惠普 L3系统是公司一体化管理的重要部分，衔接 L4与 L2 计算机系统， 控制整个生产线的生产顺序和生产协调工作， 保证生产的顺利进行。 为整个公司的 L4 管理系 统奠定基础。良好的系统扩充性能：该系统是按统一规划，分步实施的。有些功能特别是生产管理功能随着生

11、产的 发展，需要不断的完善和补充。 L3 级计算机的硬件可以很方便的增加节点，增加磁盘加以扩充。 L3 的计算 机应用软件系统采用模块化开发，新增加的功能可方便地在此基础模块上进行二次开发和升级。系统的开放性： L3 系统具有良好的开放性，其操作系统选用unix 操作系统，数据库采用 oracle ，今后软件的移植、系统升级均很方便。系统的可靠性： L3 系统的磁盘均采用阵列磁盘或镜象盘，保证系统数据的可靠性。网络的线路采 用光缆，以防止热轧厂的电磁干扰。另外主机的 MTBF均在 10 万小时以上，硬件设备可靠。各级设备均具 有硬件的故障诊断程序，当发生故障时，能很快的发现故障和排除故障。L3

12、 系统采用客户机 / 服务器结构，主机主要完成数据服务，这样对程序的开发周期、修改、移植以 及系统的扩展均很方便。硬件规格说明两台服务器能够通过 Cluster 结构CPU: 一个 2路 SMP多处理器模块，有 2个 750MHz 以上微处理器。内存：一个容量为 2G 以上的内存。内置硬盘： 2 个高容量、高缓冲的 SCSI 硬盘， 2 个硬盘互为镜像。以太网卡：推荐使用两块 1000M 以太网卡磁带机：为便于操作系统以及数据的备份，保证系统数据的安全以及故障下的快速恢复，磁带机 必须能够对操作系统和系统运行数据作部分或完全备份。SAN 储存设备优势与收益丰富的硬件产品线，从 PC机到服务器，

13、存储产品， HP 均有相关的产品提供针对不同企业需求，可以提供灵活的配置方案 先进的技术充分保障硬件产品的性能软件 规格说明钢铁行业制造执行系统（ MES）优势与收益惠普三级 MES 系统存在于钢铁企业在过程控制与企业ERP之间的车间作业调度和控制管理系统之间，主要解决生产作业的动态优化调度和排序、物流生产和质量信息的在线跟踪以及对突发事件的处理、 设备状态的监视及故障诊断、运输调度等功能；在计算机管理、控制一体化系统中起到承上启下的关键作 用，即对生产过程实现全过程高效协调的控制与管理，而且起到了将生产过程信息和经营管理的信息进行 转换，加工，传递的作用，是面向过程的生产活动与经营活动的桥梁

14、和纽带。服务规格说明惠普根据企业需求为其量身订制系统分析流程分析设计实施，测试，培训及知识转移优势与收益确保与客户实际业务流程相结合，保证系统的成功上线此解决方案各阶段的交付阶段 1 ：系统分析阶段钢铁厂业务调研，实施 IT 信息化 MES 系统的风险评估和业务影响分析，帮助客户进行MES 系统的可行性分析，制定业务连续战略。另外还需要调查研究其他的系统,比如四级 ERP 系统和二级系统等阶段 1 ：成果调研报告系统分析报告 阶段 2 ：初步设计阶段分析客户现有计算机系统硬件和软件环境，分析客户的业务流程 ,并提出满足用户高可用需求，切 合实际的业务流程。提交 MES 系统初步架构设计的方案。

15、进行客户访谈，了解客户 IT 管理组织架构，进 行 MES 系统团队的设计。根据设计采用的 IT 技术和客户关键业务的特点，进行相关流程的设计。阶段 2 ：成果MES 系统初步设计方案，组织 MES 团队建设草案，流程设计草案等。阶段 3：详细设计阶段将 MES 系统初步设计方案提交用户后 , 与用户一起讨论所有的流程和业务， 对每一个业务和流程进 行详细的分析，并据此做出详细设计方案。阶段 3 ：成果MES 系统详细设计方案，流程设计最终稿等。阶段 4: 安装、配置及系统集成阶段服务器到位后，在安装并配置 MES 系统；并与其他系统进行集成。组织团队的建设和相关人员的 培训。阶段 4 ：成果

16、系统安装配置文档关键用户团队的建立，相关的角色职能的制定，相关人员经过培训，合格上岗阶段 5 ：测试，培训及知识的移交，后期的系统评估和演习服务阶段进行单元测试和所有模块的集成测试以及与其他系统的集成测试并演示 MES 系统的所有功能 ;准 备用户文档并进行系统配置及维护移交指导 ; 帮助客户进行定期的系统评估阶段 5 ：成果MES 系统测试验收报告； MES 系统配置文档； MES 系统的用户手册等等客户收益最终，您能从如下四方面获得受益 :此主题相关图片如下：风险最小化H P 具有一批对钢铁行业非常了解的开发人员，HP 具有多年的钢铁行业的服务经验， HP 具有钢铁行业四级系统的开发和咨询

17、能力，具备完整的钢铁行业整体的开发和咨询能力，通过采用业务流程的建 议和完善的人员组织建设和培训，以及周密的流程设计和测试演练可以设计出最符合客户需要，并代表着 先进性和实用性的 MES 系统，最大限度的降低项目的风险性。投资回报最大化HP 公司 MES系统专家和四级 ERP系统专家丰富的知识和经验，结合广泛验证的方法和设计技术 将大大缩短实现 MES 方案的时间，降低方案实施过程中对现有业务系统的影响。改善性能MES 级计算机的硬件可以很方便的增加节点，增加磁盘加以扩充。通过全面而客户化的开发和系 统配置流程文档以及有针对性的知识移交过程，确保企业的 IT 支持人员能在方案实施结束后对整个

18、MES 系统进行有效管理。增加灵活性HP 的 MES 系统是是按统一规划，分步实施的。有些功能特别是生产管理功能随着生产的发展，需要不断的完善和补充。 MES 级计算机的硬件可以很方便的增加节点，增加磁盘加以扩充。MES 的计算机应用软件系统采用模块化开发，新增加的功能可方便地在此基础模块上进行二次开发和升级。 MES 系统采 用客户机 / 服务器结构，主机主要完成数据服务，这样对程序的开发周期、修改、移植以及系统的扩展均很 方便。HP 优势人员HP 中国目前由 60 多位钢铁行业三级 / 四级的专家，已成功实施了数十多家中国钢铁企业。惠普的软件研发中心（ GDCC）已通过 CMM 5 的认证

19、，拥有一支实力很强的开发队伍，包括：20 多名 Java/J2ee 的认证工程师10 多名 MCSD 认证的 .NET 工程师10 多名 HP-UX 认证的管理员10 多名 PMP 认证的项目经理数名 Oracle OCP 的认证咨询顾问数名 DB2 的认证数据库管理员HP 全球的技术支持，包括原来德国蒂森克虏伯（THYSSENKRUPP）集团的 IT 公司汉思。方法惠普于 2004 年初并购了源于德国蒂森克虏伯（ THYSSENKRUPP）集团的 IT 服务商汉思。惠普利用蒂 森克虏伯先进的 IT 管理理念和方法，结合中国的实际情况，以及在国内的多个钢铁项目的经验，已经总结 出一套先进的 M

20、ES 系统的设计、开发、咨询方法和经验。技术惠普拥有丰富的开发经验，在 ORACLE Developer 2000 （C/S 结构 ）和 JBuilder （B/S 结构）方面有强 大的技术实力快速的业务建模：所有的相关模块都是基于规则配置的，实施速度快，缩短企业投资回报周期成功案例与评价成功案例与评价大连鞍钢新轧和马鞍山钢铁股份有限公司都已成功实施了惠普钢铁行业 MES 系统。下面将详细介 绍一下马鞍山钢铁公司（以下简称马钢）的应用状况。马鞍山钢铁是中国特大型钢铁联合企业，安徽省最大的工业企业，始建于 1958 年，现已形成年产 800 万吨钢的生产规模， 2003 年钢产量在国内冶金行业排名第五名。马钢拥有我国最先进的热轧大H 型钢生产线和我国最大的车轮轮箍专业生产厂，形成了具有马钢特色的"线轮板型 "产品结构。近期顺利投产的热轧薄板、冷轧薄板又为马钢新一轮产品结构调整开辟了发展空间。马钢的两板工程，不但需要建立现代化热轧厂、冷轧厂生产体系，同时更要建立现代化的管理系 统，才能更有效的发挥现代化设备的生产能力。从马钢公司的四级计算机管理系统到每个生产厂的三级自动化系统（ MES）的建立，为技术现代化和管理现代化提供了环境和工作平台。马钢实施惠普的制造执行 系统的主要