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鋼鐵企業生產管理MES系統的運用探究

時間:2020-02-14 來源:價值工程 本文字數: 4341字
作者:武和平 單位:山西安泰集團股份有限公司

  摘    要: 從行業大方向上,各鋼鐵廠采用MES系統作為生產管理的主要平臺和工具,是大勢所趨。鋼鐵廠在實施MES后,在生產管理的精準度上會有質的飛躍。MES系統的模塊主要有:計劃管理、作業管理、質量管理、生產監控、計量管理、庫存管理,能源管理等。實施MES后,生產所有的購進、消耗、產成品、化驗數據都可以實時顯示,能夠很好的指導跟蹤生產,實現了計量數據的自動采集和實時傳輸及現場的無紙化生產,達到了提產、減人、增效的目的。

  關鍵詞: MES系統; 精細化生產; 能源系統; ERP系統; 電子商務系統;

  Abstract: From the general direction of the industry, it is the general trend that steel plants adopt MES system as the main platform and tool for production management. After the implementation of MES in steel plants, there will be a qualitative leap in the accuracy of production management. The modules of the MES system mainly include: plan management, operation management, quality management,production monitoring, measurement management, inventory management and energy management. After the implementation of MES, all the purchase, consumption, finished products and test data of the production can be displayed in real time, which can well guide the tracking of production and realize the automatic collection and real-time transmission of measurement data and paperless production on site, so the purpose of increasing production, reducing labor and increasing efficiency can be achieved.

  Keyword: MES system; refined production; energy system; ERP system; e-commerce system;

  0 、引言

  從行業大方向上,各鋼鐵廠采用MES系統作為生產管理的主要平臺和工具,是大勢所趨。鋼鐵廠在實施MES后,在生產管理的精準度上會有質的飛躍。

  以2018年至2019年為例,我考察了好多鋼鐵企業,在實施MES系統之后,可以對方坯進行按層、按爐次進行管理、在成本收集上可以按鋼種、按爐次進行成本收集等。

  1 、MES系統是一項系統工程

  MES系統的建設,不是一蹴而就,而是一項系統工程,需經過不斷修正、完善和對現場計量儀表的不斷完善和升級,才能做到成本核算及考核數據都來源于MES,實現了數據的及時性和確保了數據的真實性。MES系統的模塊主要有:計劃管理、作業管理、質量管理、生產監控、計量管理、庫存管理、能源管理等。實施MES后,生產所有的購進、消耗、產成品、化驗數據都可以實時顯示,且形成了各類統計報表,能夠很好的指導跟蹤生產,實現了計量數據的自動采集和實時傳輸及現場的無紙化生產,同時提升了生產管理,達到了提產、減人、增效的目的。

  2 、前期調研的重要性

  為了設計出各企業更適用的鋼鐵MES系統,就需深入了解各公司鋼鐵系統的生產狀況,需對生產管理方面的業務現狀進行調研,獲取真實的業務需求,同時結合先進的MES系統管理經驗,設計出適合各企業MES系統的業務藍圖。
 

鋼鐵企業生產管理MES系統的運用探究
 

  通過前期調研,要達到以下目的:

  (1)對調研情況進行記錄與總結,為后續功能開發設計提供依據。

  (2)梳理業務需求,明確需求邊界和未來系統功能,有利于對藍圖進行有效溝通,查缺補漏,規避MES系統建設風險。

  (3)確定未來系統功能,在某些疑難問題上早規劃、早提出解決方案。

  3 、通過實施MES系統希望能實現的目標

  鋼鐵MES系統一般分為鐵前與鋼后系統。

  (1)鐵前生產工藝:對應的生產區域一般為燒結、高爐、噴煤、鑄鐵及對應的原料庫存。

  (2)鋼后生產工藝:對應的生產區域一般為煉鋼廠、高線、H型鋼等。

  3.1、 通過實施鐵前MES系統希望能實現的目標

  (1)希望能實現計劃的分解與執行情況的自動追蹤。希望能實時掌握生產任務的執行情況,如是否完成生產任務、完成比例有多少?

  (2)希望能夠實時掌控庫存情況。當前好多企業的大宗物料的進廠可以通過計量系統進行對接,但是缺少對實際耗用情況的實時統計,無法實時掌握動態庫存,無法做到有效的安全庫存預報,無法及時協調采購部門進行原料采購。

  (3)希望配料表能自動取得價格、檢化驗信息。好多企業在制定配料表時,會根據價格及一段時間內物料的檢化驗成分信息進行測算,但是以上信息都分散在不同的信息系統里以及對應的化驗室中,生產工藝人員無法第一時間獲取所要的資訊,希望能通過MES系統打破數據共享的障礙,能實時進行配料表的測算。

  (4)希望能實現關鍵工藝參數的趨勢監控。好多企業當前的鐵前主要設備都有PLC系統,也有對關鍵工藝參數的監控。但是PLC系統中的關鍵工藝參數存儲時間短,無法做到長時間段的歷史趨勢分析。同時PLC系統都是相對獨立,無法通過上下游工藝參數的相對變化情況去評估當前工藝、質量對后續工藝的影響。希望在系統中提供關鍵工藝參數的趨勢監控,一方面可以做時間段的趨勢分析,另一方面可以自由選取工藝參數,實時分析多個工藝參數相互間的趨勢和運動方向。

  (5)希望能實現工藝操作規程的標準化管理。雖然各企業為各個崗位制定了標準的工藝操作規程,但是該規程與現場的工人的操作實績并沒有做到實時管理。希望能對標準的工藝操作特別是關鍵的工藝參數電子化,一旦生產的實績與標準發生偏差,可執行自動報警操作。

  (6)希望能實現鐵水罐車的調度管理。好多企業當前鐵水出鐵是由鐵水罐進行運輸,并由軌道衡進行計量。鐵水罐作為鐵鋼協同的關鍵環節,生產調度都是通過電話來協調鐵水罐的情況,非常希望能夠實時掌握當前鐵水罐的去向、位置、皮毛重、檢化驗、溫降等情況。

  (7)希望自動出具各種統計報表。當前有各類報表,包含產量、原輔料消耗、主要經濟技術指標、操作參數、成分等各類信息,希望系統能夠實時自動產生各類報表,將人力解放出來從事更有意義的分析和管理工作。

  3.2、 通過實施鋼后MES系統希望能實現的目標

  (1)希望能實現計劃的分解與執行情況的自動追蹤。

  (2)各生產廠在制定計劃時需要實時掌握生產準備情況。

  各生產廠在制定計劃時,需要確認當前的生產準備是否足以滿足計劃生產的要求,例如煉鋼廠需要了解當前結晶器、合金、保護渣的情況,高線廠和型材廠需要掌握生產準備車間對應的軋輥數量、狀態等信息。

  (3)生產總調希望能實時掌握現場的生產、能源的情況。當前好多企業的生產調度只能通過電話了解現場和下達指令,生產總調希望能掌握生產全局,包括重點工藝的流量、壓力情況,物流和庫存情況等。同時要方便監控,既要做到監控數據,同時也要避免以數據爆炸的形式展現。

  (4)希望實現制造規程的標準化,并能夠實時約束生產。當前各生產部門如煉鋼、軋鋼等根據鋼種不同、規格不同,在不同的工序上都會有對應的操作規程,如轉爐關鍵工藝參數控制、連鑄的配水工藝卡、軋鋼的壓下規程等,但是這些操作規程一方面沒有整理完全,另一面也沒有辦法實時檢查現場人員是否按標準進行操作。希望能夠做到規程的標準化,同時對于超出操作規程的情況,可實時報警。

  (5)希望實現全過程的質量管理。需要在系統中將全過程的質量管理規范起來,實現后續質量工藝的分析、提高,實現PDCA循環。

  (6)希望實現產品的工藝追蹤和質量追蹤。希望對與產品如大盤卷、高線、H型鋼等實現全過程的工藝、質量追蹤,即可以追蹤到每件產品具體經過那幾道工序、在每道工序上的工藝參數、檢化驗情況,都要追蹤出來。

  (7)煉鋼調度希望實現鋼包追蹤。鋼包是生產調度的重要對象,希望可以對每個鋼包進行跟蹤,如當前鋼包位置、狀態、鋼水重量等等。

  (8)煉鋼調度希望實現對異常情況的及時調度。方便調度對異常情況如穿爐、回爐、折包、回水、大包開澆后連鑄開澆等異常情況快速調度和處理。

  (9)煉鋼車間希望實時掌握兌鐵信息。煉鋼車間希望及時獲取對應的檢化驗信息,同時希望能自動讀取稱重后的鐵水重量。

  (10)轉爐、吹氬、LF崗位希望能自動獲取工藝數據、投料數據、檢化驗信息。如進站時間、出站時間、處理周期、電耗等可以通過PLC取得;對應的合金:如鋁粒、電石、螢石、硅錳、硅鈣粉等可通過PLC系統取得;對應的化學成分:通過檢化驗系統自動取得。

  (11)連鑄崗位希望能自動獲取開停澆時間、工藝數據、投料數據、檢化驗信息。自動記錄中包開停澆時間;希望引入澆次概念,即爐號所對應的序號應為該澆次下的開澆的大包的序號;對于關鍵的工藝參數系統自動取得;對于結晶器水量:通過PLC系統直接取得;對于當前使用的配水工藝卡及對應的工藝參數如流次、震動曲線、二冷水冷卻曲線等:通過PLC系統直接取得。

  (12)軋鋼廠希望實現對鋼坯流轉卡的電子化記錄。希望實現鋼坯流轉卡的電子化記錄,軋鋼原料工,只需要在系統上進行確認即可。同時鋼坯流轉卡只記錄的爐號、鋼種、規格、支數等,希望系統能夠根據爐次號自動獲得對應坯子的成分信息。

  4、 MES系統功能

  建立一套完整的生產管控系統,實現生產信息管理的自動化,信息交換和傳遞的網絡化,滿足生產廠的生產組織和工藝要求,同時把現有的其它系統整合起來避免出現信息孤島。

  4.1 、實現全面的質量管理

  在生產時,系統可以將成份、工藝質控點等重要參數分解到煉鋼轉爐、連鑄等各工序各作業站點,用來指導生產,實現標準化生產。同時因為質檢信息可以追蹤到爐次、批次、件次上,可以有效減少質量異議。能對質檢信息進行自動判定、分析,并根據分析結果反過來調整我們的生產工藝,最終實現PDCA大循環,實現質量工藝一體化,提高產品合格率,降低質量成本。

  4.2 、協調生產節奏

  通過鐵水罐追蹤系統,可以對每一罐的位置信息、重量信息、成分信息、駐留時間等進行監控,有助于協調煉鐵和煉鋼的生產節奏。

  通過鋼坯庫管理系統,可以看到有多少垛,每一垛的鋼種信息、爐次信息和數量信息,甚至在垛位圖中可以看到,每一垛都有多少層、每一層堆放的都是那幾爐、每一爐都放了多少根,有助于提高組批的準確率,加快鋼坯的運轉速率,提高軋鋼的生產節奏。

  4.3 、精細化生產及全過程監控

  自動記錄所有操作過程,提高工人責任心,提供系統智能操作提示或預警。

  4.4 、統一數據來源

  MES系統可以為公司領導層,按照統一的數據口徑,自動出具報表,并且這些報表可以實時推送領導桌面。由于這些數據是由系統自動產生的,就可以有效減少目前由手工匯集各分廠報表所造成的不便。

  5 、結束語

  MES平臺是一個開放的平臺,它能夠很好的集成物流系統、能源系統、ERP系統、電子商務系統,也能夠結合能源系統給出生產成本數據,支持更高級別報表的開發。制造業企業都需要這樣一套系統來達到生產管控。

  參考文獻

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  [5]張軍超.精益生產在中國制造業中的應用研究[J].經營管理者,2009(22).

  原文出處:武和平.生產管控MES系統在鋼鐵企業的應用分析[J].價值工程,2020,39(03):259-261.
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