MES在承钢的应用

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　　 钢铁行业产销是一对矛盾的统一体，如何在产能和订单销售之间达到平衡，实现产能最大，按订单生产，成为每一个钢铁企业面临的一个关键问题。承钢1780整体产销项目是“以销定产、产销衔接”的原则之下，严格按照订单组织生产，通过订单跟踪、作业跟踪、质量跟踪，实现了“整体优化、动态管控、三流同步”，提高了综合生产管理效率。

　　1 系统概述

　　1.1 设计原则和目标

　　制造执行系统(MES)由生产控制计算机(PCC)、板坯库管理计算机(SYC)、钢卷库管理计算机(CYC)组成，它将业务信息的处理与工业过程自动化连接起来，上下连接企业管理平台与通现场控制设备，实现数据的无缝连接与信息共享。

　　制造执行系统(MES)设计原则和目标是：

　　(1)以承钢1780mm热轧机生产线设备能力的最大发挥和达到最佳投资效益，实现前后工序的合理衔接为目标进行系统设计。

　　(2)参考国内外先进的生产控制及管理模式基础上，吸收其他类似项目设计开发的经验，同时充分考虑承钢公司的自身特点和要求。

　　(3)尽可能采用先进成熟的软硬件技术和设备，以保证系统的功能完备合理、性能稳定可靠、结构开放和易于扩展。

　　(4)满足承钢产品质量控制和生产管理需要。

　　(5)系统构成和功能配置以经济、实用为原则，尽量节省投资。

　　1.2 系统范围

　　系统的物流范围，包括板坯库、加热炉、粗轧、精轧、卷取、钢卷库区域。系统信息处理的范围，包括轧制计划编制、生产命令下达、实际生产数据收集、质量管理、库管理、发货管理、磨辊间管理等。

　　1.3 系统构成

　　系统采用C/S+B/S结构方式，采用五台高性能的PC服务器。其中一台负责生产控制(PCC)，一台负责板坯库(SYC)管理，一台负责钢卷库/成品库(CYC)的管理，一台作为备用开发(BUC)，一台Web服务器。操作终端采用PC机，Windows 2003(或最新版)专业版。网络系统采用交换式以太网技术，布线采用星型结构与节点方式相结合。

　　2 应用软件功能

　　2.1 轧制计划编制和发行

　　轧制计划编制是把要轧制的板坯汇集起来，并按照轧制计划编制规程(包括公司下达的生产计划安排、产品质量设计、换辊周期、轧制规程、前工序和生产设备状况、板坯材源情况、钢卷库余材情况等)进行编制。主要功能包括：生产计划和轧制材源的显示、生成粗计划、编制精计划、发行轧制计划等。另外还包括轧制计划调整、轧制计划校验、轧制计划释放、轧制计划删除、轧制计划打印、参数表维护等功能。

　　2.2 发货作业编制

　　公司管理系统根据销售合同交货期、运输计划和热轧MES传送的钢卷库库存清单编制发货计划，然后传送到热轧MES的PCC系统，PCC收到公司传来的发货计划后，将发货计划传送给CYC计算机，CYC制作发货作业命令，指挥吊车到指定库位吊运钢卷发货，并打印发货清单和质保书。

　　2.3 物料跟踪和管理

　　MES的跟踪范围从板坯库入口开始，经过板坯库、加热炉、主轧线、钢卷库，直至成品库发货口，完成整个生产过程中的物流跟踪和管理。系统以每块板坯/带钢/钢卷为单位进行物料跟踪，自动收集每一轧件从板坯至成品板卷生产全过程的主要工艺参数和控制参数，以及生产过程中的生产、质量情况。在终端上显示相关数据，帮助生产人员对物流进行管理，从而最大限度地提高生产效率，消除制约瓶颈。

　　2.4 质量管理

　　(1)钢卷检查线检查及判定。在检查线，通过检查人员开卷检查，测量钢卷的厚度、宽度及观测检查钢卷的表面、板形、卷形等质量，当发现异常时，输入描述缺陷的代码及缺陷描述等信息。

　　(2)钢卷取样检查。在板材试验室对钢卷的取样进行力学性能试验以后，通过人机交互将力学性能试验结果输入PCC系统。

　　(3)成品判定。操作人员根据有关质量数据(表面质量检查观测数据、力学性能实验结果数据、钢种成分数据，温度、厚度、宽度、板形等成品实测数据)，进行质量合格与否的综合判定，并在终端上显示检查判定结果。。由质量管理部门判定半成品是否封锁、解除封锁，力学性能合格、不合格或改判降级，成品质量合格、等外品或不合格品。

　　(4)质保书打印。通过收集生产过程中所有与质量有关的数据、处理，形成可随时进行查询和统计的质量记录，做到生产的产品都有质量档案可查，为销售提供准确有效的质量数据。钢卷发货前打印出质保书及发货清单。

　　2.5 磨辊管理

　　磨辊间管理子系统是对热轧的轧辊和与轧辊配套使用的设备的使用和生产信息管理。从轧辊新辊入库，检测信息，配辊，到轧线使用，返回到磨棍间进行磨削直到最后的报废。在使用过程中以轧辊为中心的设备按其轧制实绩、使用实绩进行管理，并对信息维护。管理内容包括：立辊、工作辊、支撑辊，轴承、轴承座，剪刃等。

　　2.6 板坯库管理

　　(1)根据板坯在库状况和来自连铸板坯的实际信息，以轧制计划为基础，作成板坯入库搬送作业命令、倒垛作业命令和向加热炉出库的作业命令。

　　(2)板坯库的每块板坯以跨、列、垛号进行管理，按材质、宽度进行堆放，一个炉次的板坯应尽量分散到各跨去堆放以便减轻吊车的作业负荷。

　　(3)从连铸来的板坯数据由连铸计算机系统传送给板坯库管理计算机(SYC)或由热轧板坯库操作员人工输入，外来坯数据由热轧板坯库操作人员录入。当连铸坯由辊道传送到热轧板坯库入口。经过核对后，SYC计算机即在相应的终端上显示该板坯的堆放位置。当板坯吊装到指定地点后，由操作工进行确认，并输入给SYC计算机，表示板坯堆放完毕，SYC计算机即对此板坯的位置进行记忆。

　　(4)当出库板坯装到上料辊道上时，由操作工进行确认，并输入给SYC计算机，表示某板坯已装料完毕。

　　(5)板坯库的管理人员可以通过终端对板坯库的数据进行检索/修改/补充。

　　(6)SYC计算机可以打印出板坯库图，以便管理人员对板坯库进行定期的人工核查。

　　2.7 钢卷库管理

　　钢卷库管理计算机CYC对钢卷库进行物流管理、作业管理和控制等，其主要任务是：

　　(1)从钢卷库入口到出库完成的钢卷跟踪。

　　(2)根据轧制计划和轧线生产数据，进行钢卷的入库作业管理;或者根据公司系统下发给PCC计算机的返品(含退货)信息，进行返品钢卷入库作业。

　　(3)根据需要进行库内移动、转库作业管理。

　　(4)根据PCC计算机的出库计划进行出库作业管理。

　　(5)搬运作业命令的生成和执行管理。

　　(6)钢卷入库、库内移动和转库、出库实绩的管理。

　　(7)根据PCC计算机的质量判定数据，对钢卷进行封锁、判定、判废等数据的更新处理。

　　(8)吊车、步进梁等搬运设备的跟踪和控制。

　　(9)库图管理。

　　2.8 吊车无线通信管理

　　板坯库计算机(SYC)和钢卷库计算机系统(CYC)通过各自配置的无线通信装置，将吊车作业命令(入库、库内移动、出库等)发送到吊车终端，为吊车工提供操作指导。

　　2.9 HMI系统

　　操作员可方便地使用配置在各操作室的终端以人机对话的方式进行轧制计划信息、材料跟踪信息、设定数据的确认，数据显示、输入、修改、激活功能等操作，以及发货标签、质保书、报表等的打印操作。

　　2.10 生产记录及统计管理

　　生产实绩数据真实地反映了生产的实际情况，是进行生产管理和决策分析的基础和数据源，当部分实绩数据不能由L2级/Ll级自动收集时，需人工进行输入。收集和处理的主要数据如下：(1)轧线作业实绩数据的收集、处理。(2)库作业实绩数据的收集、处理。(3)数据查询。(4)生产报告。(5)报表服务。本功能可根据需要，对这些数据进行显示、打印输出、送往其他计算机系统。

　　2.11 与其他计算机系统的通信

　　本MES考虑了与热轧加热炉和轧线二级计算机系统的接口、库搬运设备的一级自动化系统的接口以及与承钢公司的ERP的接口，预留与炼钢连铸MES或连铸CC L2的接口、冷轧MES等系统的接口。通过电文通信方式或电文+数据库表通信方式与其它系统进行数据交换，数据库表通信基于数据库通用查询语言SQL，电文通信基于TCP/IP socket通信。

　　3 结束语

　　承钢MES以作业排程为核心，以产品规范、冶金规范为主要支撑，实现了销售订单、计划排程、轧件跟踪、生产管控、下线与发运等动态信息管理，并且有效地与自动化控制系统和ERP系统业务衔接，完善了ERP系统销售业务管理、板坯库、钢卷库库存管理，细化了成本核算与过程控制，实现了“整体优化、动态管控、三流同步”，提高了综合生产管理效率。

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