【讨论】冶金行业：用MES优化制造流程

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钢铁制造业一般可分为长流程和短流程。长流程包括原料供应、炼铁、炼钢、轧钢等生产工序，其特点是生产流程长，任何一个环节出现问题都有可能影响整个生产的正常进行。短流程是以炼钢开始。无论长流程还是短流程，炼钢到轧钢都是提高钢铁企业产品质量的关键。

钢铁制造业的加工对象是高温液体或高温固体，时间和温度条件以及整个生产过程的工序衔接非常重要。

比如，钢水在连铸过程中，既要保证钢水温度，又不能使连铸机断流。连铸坯生产出来后，要和轧机有机结合，做到热装热送，充分利用高温坯的高温热能，减少再加热过程，减少钢坯烧损。

这样一个连续和离散混合的生产过程，包括许多的物理、化学变化，每个环节都要受到生产与管理的控制。

现实是，目前许多钢铁企业无论是生产还是管理，很大程度上依赖于经验，生产与管理严重脱节。信息孤岛与断层现象，制约着管理与生产工艺的进一步优化。

　　mes优化生产过程

　　mes（制造执行系统）是上个世纪80年代出现的一种新型的企业生产管理系统。它以生产过程数学模型为核心，连接实时数据库和非实时的关系数据库，对生产控制层安排生产作业计划，下达生产指令，进而对整个生产过程的物料、质量、设备、成本等内容进行控制。

　　以生产优化运行为核心的mes运用于钢铁企业，主要解决生产计划的一体化编制和处理，生产过程的动态优化调度，生产成本在线跟踪预测与优化控制，生产过程的计量质量动态跟踪以及设备运行状态监控等一系列问题。它在生产过程控制与管理之间实现无缝链接，从而对生产过程实现全过程高度协调的控制和管理。

　　1、mes是一座“桥”，是在erp与pcs之间的一座桥，起到了承上启下的核心作用。它为管理与过程控制系统之间提供了一个通道，使两者之间有机地构成一个整体，实现信息的无逢链接与共享。

　　2、mes实现了生产工艺全过程的一体化管理，并对全过程进行优化处理。在特殊情况下，可以保证全流程生产的正常进行，所有有价值的数据还可以得到妥善保存。

　　3、成功地消除了“数据断层”这一困绕钢铁企业信息化的老大难问题。

　　mes的核心是集成，通过对企业各种资源的有效集成，将企业的生产和经营集成为一个高效运转，高效自动化的整体。erp系统可以从mes中获取到生产成本，制造周期以及预计产出时间等实际生产数据；erp还可以从mes中取得生产定单的实际状态，企业当前的实际生产能力情况，以及企业中生产内容变化的相互约束关系。

　　pcs过程控制可以利用mes对生产的工艺参数进行优化，基础自动化则可以从mes中获取控制数据或操作指令。当然，mes也需要从erp或pcs中获取到自身需要的数据，这些数据可以保证mes在生产中的正常运行。

　　十大功能

　　钢铁流程是一个复杂连续的生产过程， mes能够提升钢材生产过程的控制质量和运行质量，并实现经营管理与生产的紧密结合。

钢铁mes主要包括以下十种功能：

（1）作业计划。 钢铁企业mes的作业计划系统应该以产品订单为主线，包括生产订单的转换与分解、产品与设备的指派、作业计划的制定等功能。协调从订单投入到产品完成的整个生产过程。

　　（2）生产调度。生产调度系统根据来自物料跟踪系统提供的实时信息，以自动或人机交互的方式执行或修正生产作业计划。

　　生产调度系统的作用是依据调度规则或操作人员的判断，针对生产过程中的扰动因素和动态事件及时调整作业计划，更新并下发生产指令。

　　（3）物料跟踪。物料跟踪系统以可视化的方式，监测设备运行中的状态参数。跟踪生产线上的物流，当出现异常情况时发出报警。

　　物料跟踪系统的作用是使生产过程可视化，并为生产调度系统提供用以把握扰动因素和动态事件的生产数据。

　　（4）设备管理。mes设备管理的主要作用是在已有的设备管理系统所具有的设备维护管理、维修管理等功能的基础上，对关键设备进行基于状态的预防性设备维护，并实现设备管理与作业计划管理的同步与协调。

　　（5）热工具管理。在钢铁生产过程中，需要一系列直接同高温物流相互作用，在高温、高压的作业环境下使用的热工具。热工具的性能和状态直接影响着生产连续性和产品质量。因此，热工具管理是钢铁企业mes所特有的功能。

　　（6）计量质量管理。钢铁企业mes中的质量管理包括在线处理、离线处理和统计分析等3个方面的内容。计量管理包括所有进厂物资，出厂物资，中间产品的工艺计量等内容。实时满足各工序对计量数据的实时需求。

　　（7）工艺管理。钢铁企业mes中的工艺管理包括生产工艺数据和产品工艺数据的管理。mes中的工艺管理系统为其它功能系统提供基础数据。

　　（8）库存管理。库存管理包括对成品库存和在制品库存的管理。对在制品库存需要考虑到产品在库存空间中的定位、库存空间的限制、合理库存量等方面的问题。对成品库存还要考虑对客户订单信息、产品信息和质量信息的匹配与核对，以及对发运方式和配货方式的管理。

　　（9）数据管理。数据管理功能通过mes的中心数据库，对生产数据进行汇总并长期保存。mes的中心数据库是mes运行的基础，是erp层所需生产实绩数据的来源。

　　（10）数据分析。数据分析系统可以为其它功能系统提供支撑服务。此外数据分析系统还可以计算绩效指标、进行趋势分析、发现数据中的规律等深层次的数据利用。

　　以上内容有助于从整体上把握钢铁企业mes的内涵，但在mes的实施过程中，还要根据实际情况来规划和设计具体的系统。包括四个方面：全面支持erp系统；支持完整的钢铁主流程生产过程；功能结构灵活，使用方便，承上启下；实现完整的信息集成。