MES在钢铁企业的应用 弥补行业空白
2010/2/25 来源:admin

    核心提示:目前,我国大多数的钢铁企业采用DCS、PLC、 MMI等技术进行生产现场的自动化控制,钢铁企业MES后,车间级制造执行系统MES(Manufacturing Execution System)在整个生产过程中起着承上启下的作用——企业内部物流的控制与管理、生产过程成本的控制与管理等生产管理活动都在MES层完成。它接收ERP的生产计划、成本指针、能源计划等信息,并结合生产实际将这些计划下达给生产过程系统;根据生产现场实际,回馈生产完成信息和统计数据;对生产中的紧急事件,如设备故障、紧急订单等进行处理,保证正常的生产秩序。MES系统在钢铁企业的生产组织中的重要地位使得MES系统的安全等级要求非常高。而在MES系统中,数据库系统作为整个信息的聚集体,是整个系统的核心部件,其安全性至关重要。它不仅关系到MES系统是否可以正常而安全地运行,同时也密切关系到企业的生产组织能否准确有效地进行。因此,如何有效地保证数据库系统的安全,实现数据的保密性、完整性和有效性,已成为保证MES系统安全性的重要一环。

  MES在钢铁企业弥补了公司级与底层控制系统之间的生产执行领域的空白。本文介绍了MES的框架结构及在计划调度、炼钢厂生产调度、CSP生产线上的应用。

  MES是Manufacturing Execution System的缩写,即生产制造执行系统。

  在钢铁企业信息化过程中一般将信息系统与控制系统一般分为4级,其中1级为基础自动化系统,2级为过程控制系统(PCS)3级为分厂(车间)生产制造执行系统(MES),4级为企业资源计划管理(ERP)。3级生产制造执行系统是企业信息化的基础和有机组成,4级是对整个企业人财物、产供销等资源的综合管理。生产制造执行系统以分厂生产管理为核心,主要目标是提高产品质量、提高产量。

  根据管理过程学派的观点,“管理”主要致力于研究和说明管理人员做些什么(计划)和如何做好这些工作(执行)两方面的内容。企业级管理关注的是前者,分厂级管理侧重于后者。表1给出了两者的特点与比较。

  MES定位为分厂级信息化,旨在提高企业的制造执行能力。其它地位不可能简单地被企业级信息化所覆盖,其功能也不是仅仅是实行管理与控制的信息交互那么单纯,MES有其独特地内涵和效益目标。

  1钢铁企业制造执行系统的框架结构

  1.1钢铁企业MES的作用

  在钢铁企业中,过程自动化与ERP是IT技术应用的两个不同的方向。过程自动化系统产品和ERP系统产品分别由不同的供应商提供。这些供应商之间互不了解,独立发展的产品和技术使得ERP系统和过程自动化系统都具有各自的局限性。ERP的局限性:钢铁生产是离散与连续并存的多阶段混合式的生产,从原料投入到最终产品产生的过程中存在多道工序,并同时兼有物理和化学变化。在生产过程中既要考虑资源和工序方面的限制,也要考虑到温度、能耗以及质量偏差调整等钢铁生产中的特殊因素。ERP系统通常无法对如此复杂的动态生产过程进行细致、实时的执行管理,也无法直接获得和利用过程控制系统中的生产实绩数据。     

  过程自动化系统的局限性:虽然某些过程自动化领域中的一些产品具有一定的制造执行功能,但是这些产品来自不同的厂家,不具备完整的功能规划和统一的数据结构。(例如:马钢三钢厂的转炉基础自动化和O.G系统,分别为鞍钢设计和日本进口),因此由过程自动化衍生而成的信息系统难以满足工厂的管理需求。

  以上二者的局限性,使得企业范围的信息化过程暴露出上层计划系统与底层控制系统之间的生产执行领域的空白。MES恰恰能填补这个空白,它不仅仅是工厂内部的管理系统,而且在业范围内的信息集成中起着承上启下的作用。

  1.2钢铁企业MES的结构框架

  美国的先进制造研究机构AMR提出的3层企业集成模型对钢铁企业的信息化具有重要的参考作用,它针对钢铁企业的特点,明示了MES在信息化体系中的位置,并突出了生产计划与调度体系的核心作用。

  钢铁企业信息化的3层结构界定了MES的功能范围,明确了MES的位置。在此基础上,结合了钢铁生产过程的特点,提出了钢铁企业MES的功能结构的参考框架,包括10个功能模块。

  2钢铁企业MES在计划调度的应用

  MES是面对分厂级(车间级)的先进生产管理系统,生产计划调度是其核心功能。MES中的计划调度系统,对应与生产管理的短期计划安排,即实施层次,计划调度主要进行资源优化和计划编排,并为计划的执行和控制提供指导。良好的调度能直接控制生产的稳定和有序执行;能够预先解决生产中的干扰,缩短产品在车间的时间,减少成品......点击查阅全文......↓