首钢流程工业综合自动化

1、“十五”863计划CIMS主题流程工业综合自动化重大课题应用示范工程论证报告,以信息化带动工业化,863/CIMS主题总体结构,数字化设计与制造系统 过程自动化系统 现代管理与电子商务系统 现代集成制造系统集成平台 典型行业现代集成制造系统示范工程 典型区域现代集成制造系统示范工程,重点项目与相关技术的关系,重点示范工程,工艺技术,系统集成技术,过程优化与执行软件工具集,其他成熟软硬件技术和产品,基于以太网和无线技术的现场设备,现代管理技术,引进国外技术,石化、冶金、化工、医药等,两个跨越,全面提升我国流程工业的综合竞争力和经济效益 提出流程工业综合自动化整体解决方案，促进我国过程自动化软硬件

2、产业全面发展,流程工业CIMS- 提高企业竞争力的重要高技术,工业发达国家高新技术计划： 美国先进制造技术计划 德国“生产2000”计划 美国TEAM技术 德国“生产2000+”计划 美国NGM 德国“微系统2000”计划 美国国家关键技术 日本智能制造系统计划 韩国高级先进技术国家计划（G-7计划）,流程工业CIMS体系结构的发展,Purdue模型 将生产过程和管理过程明显分开 忽视了生产过程中的物耗、能耗及设备在线 控制与管理 层次多 结构复杂 实现CIMS成本高 不便形成平台技术,ERP/MES/PCS 三层结构 层次少、结构简单明了 解决了流程工业CIMS中原本难以处理的具有 生产与管

3、理双重性质的信息问题 实现了对于生产过程的实时控制与管理 便于信息流、物流、资金流的集成,以冶金工业为对象，以提高企业经济效益、降低生产成本（原材料消耗、能耗和人力成本）和增强企业竞争力为主要目标 发展我国基础自动化装备工业和基于先进控制技术、优化技术和管理技术的软件产业 解决一批重大关键技术，形成一批具有自主知识产权和标志性的重大软件和硬件技术产品 通过本课题形成的示范工程，全面推动和提升我国冶金工业的综合竞争力和经济效益，促进我国工业自动化软硬件产业实现全面跨越式发展。,本课题战略发展目标,课题系统结构框架,MES层,ERP层,PCS 层,传感器、执行机构、在线分析仪,实时调度,生产过程管

4、理,安全控制与管理,质量控制,生产过程模型化,过程模拟,基于工艺目标与技术经济指标的过程优化,控制接口与信息界面,DCS系统,FCS系统,生产过程支持系统,高 级 控 制,传统APC,设备维护管理,知识 信息,运行操作支持,企业资源计划,生产管理,物料计划 生产成本计划 生产计划,物料控制与管理,生产成本 控制与管理,数据统计/生产调度,资产管理 资产动态管理,中间 库存 管理,中间 产品 管理,PCS功能,PCS一般包括基础自动化和过程自动化两方 面。 利用基础自动化装置和现场总线控制系统对生产设备等执行机构实现自动控制，对生产信息进行实时采集、在线分析处理、实时传递； 利用过程自动化系统对

5、生产过程进行实时监控，采用先进的控制技术如：鲁棒约束多变量预测控制技术、多变量APC技术、质量指标和经济指标的软测量技术等对生产过程进行优化设定，鲁棒辨识技术、智能集成建模技术、多变量模型校正技术对生产过程进行智能建模，实现生产过程的优化控制。,资源分配，管理资源包括机器设备、工 具、原材料、其它设备和其它实体例如生产时需要的文件等。 提供详细的资源情况 保证设备运行前的良好状况 提供实时运行情况 计划和分配的资源符合生产调度的目标 质量管理 实时分析生产信息 正确控制产品质量 发现问题即使采取措施，及时处理 实现对在制品的跟踪和产品的质量检测分析,物流管理 监控从原材料到产成品的整个物流过程

6、 建立物料平衡的过程模型 实现对物流过程控制 设备维修管理 跟踪和维护设备和工具 制定计划进行定期与预防性维护 对异常故障提供警报 保存历史事故和故障 提供故障诊断库,生产调度，根据产品的不同优先权、品质、特征等 特点 进行生产计划和生产调度 实现基于过程模型的模拟优化和实时调度 生产成本控制 进行目标成本预测 对动态生产成本进行核算与跟踪 生产成本控制与分析,生产过程管理， 实现生产过程监控、数据的采集与统计 实现基于数据库的实时生产效率分析 并为MES层其它模块提供基于知识和信息支持 实现生产数据、检测数据和控制参数在MES层 和PCS层间的正确传送,ERP功能,决策支持：提供基于数据仓库

7、的，企业经营活 动的智能决策支持。 财务管理：包含资产管理和成本管理。 库存管理：实现原材料、中间产品及最终产品 的管理和实时信息统计。 人事管理：实现人力资源的管理。 生产计划：实现客户订单完成情况、生产 信息的分析和生产计划、生产成本计 划和物流计划的制定。 供销管理：实现企业供销活动的管理，包含电 子商务和客户关系管理。,MES的集成功能,集成功能 流程工业现代集成制造系统的集成技术是以知识链为依托的，通过MES的承上启下的作用，将ERP、PCS通过网络和数据库系统来实现经营决策、生产过程管理和生产过程控制的信息集成的。,组织对冶金工业进行论证，分析冶金企业的技术和应用需求，提出开发实施

8、冶金工业综合自动化系统的总体解决方案。 围绕制约冶金企业综合自动化系统实施的关键瓶颈问题和重大系统集成问题，提出系统的整体解决方案及综合集成应用的实施方案。 开发生产计划与实时调度系统软件、生产过程优化软件、复杂装置先进控制软件和物流控制管理信息软件等关键软件系统，进行应用示范，为全面实施冶金企业综合自动化系统提供技术基础。,本课题主要研究内容,建立基于ERP/MES/PCS三层结构的现代集成制造系统。配套完善已经基本具备的PCS系统（生产过程控制系统）； 按流程分块研制MES系统（生产执行系统），实现资源共享； 继续建设开发已经开展的ERP系统（企业资源计划系统）。,技术路线,调研国内外CI

9、MS的实施状况，在首钢总公司内部，按照CIMS的框架要求，具体到各级自动化层面设立重大课题、重点课题、专项课题，计划2001年至2002年完成。 架设首钢总公司内部的骨干网络，计划2001年至2002年完成。 切入具体的课题，特别是完善各流程单元的一级自动化（PCS），重点解决各流程单元的二级自动化及物流管制问题（MES），计划2002年至2006年完成。 从资金流、物资流、环境保护等方面，借鉴国内外的成功经验，形成适合首钢可持续发展的ERP模式，计划2002年至2003年完成。 具体实现ERP，计划2003年至2005年完成。 以骨干网络为依托，集成各流程单元的自动化与ERP系统，实现首钢的

10、CIMS，计划2005年至2007年完成。,分阶段实施计划与阶段目标,以冶金工业为对象，以提高企业经济效益、降低生产成本（原材料消耗、能耗和人力成本）和增强企业竞争力为主要目标 发展我国基础自动化装备工业和基于先进控制技术、优化技术和管理技术的软件产业 解决一批重大关键技术，形成一批具有自主知识产权和标志性的重大软件和硬件技术产品 通过本课题形成的示范工程，全面推动和提升我国冶金工业的综合竞争力和经济效益，促进我国工业自动化软硬件产业实现全面跨越式发展。,本课题战略发展目标,过程优化与执行系统软件工具集 先进控制技术软件 过程优化系统软件 过程执行系统软件 过程管理系统软件 流程工业综合自动化集成、管理及电子商务 综合自动化整体解决方案 流程工业企业ERP 企业电子商务 基于以太网及无线技术的现场设备,通过本课题将开发出以下软、硬件,在首钢发展集成制造系统的优势与压力：,首钢地处首都北京，面临着巨大的环保压力，北京申奥成功，对首钢提出了更为严峻挑战。走可持续发展的道路，用信息化提升传统产业已刻不容缓地摆在首钢面前。