基于MES的鋼鐵生產(chǎn)質(zhì)量設(shè)計(jì)研究

【摘 要】鋼鐵生產(chǎn)質(zhì)量設(shè)計(jì)是質(zhì)量管理的首要功能，也是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化質(zhì)量控制功能的關(guān)鍵。在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中，需要經(jīng)過(guò)良好的質(zhì)量設(shè)計(jì)才能將客戶的質(zhì)量需求轉(zhuǎn)化為精確的生產(chǎn)指令，從而制造出高質(zhì)量的產(chǎn)品。本文針對(duì)鋼鐵產(chǎn)品規(guī)格多、工藝相似等特點(diǎn)，介紹了質(zhì)量設(shè)計(jì)的要素和功能構(gòu)成，討論了質(zhì)量設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)和方法。

【關(guān)鍵詞】MES 質(zhì)量設(shè)計(jì) 質(zhì)量保證 訂單管理

1 概述

鋼鐵生產(chǎn)工藝復(fù)雜，在訂單生產(chǎn)體制下為了向客戶提供滿足其質(zhì)量要求的產(chǎn)品，必須根據(jù)客戶質(zhì)量要求內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)的質(zhì)量設(shè)計(jì)，為生產(chǎn)的每一道工序提供準(zhǔn)確的質(zhì)量數(shù)據(jù)[1]。只有這樣才能適用于多品種、多規(guī)格、小批量、高性能的客戶要求，增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)適應(yīng)能力。

2 質(zhì)量設(shè)計(jì)要素

質(zhì)量設(shè)計(jì)系統(tǒng)根據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、客戶質(zhì)量需求、訂單信息與公司的生產(chǎn)設(shè)備能力、內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行匹配，依據(jù)質(zhì)量控制目標(biāo)及工藝控制參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2.1 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

統(tǒng)一質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，將各部門分散管理的質(zhì)量基準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化，建立全公司統(tǒng)一的質(zhì)量基準(zhǔn)管理體系[2]，從而使全公司使用共同的標(biāo)準(zhǔn)：質(zhì)量通用代碼、通用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品尺寸等。

質(zhì)量基準(zhǔn)管理體系包括：制造標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)；鋼種的化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)；煉鋼作業(yè)指示及煉鋼成分判定；出鋼溫度、鑄造速度、模具級(jí)別等煉鋼連鑄工程的制造配置標(biāo)準(zhǔn)；加熱溫度、在爐時(shí)間、取出溫度等加熱爐及軋鋼工程的制造配置標(biāo)準(zhǔn)等。

2.2 客戶質(zhì)量需求

客戶質(zhì)量需求是產(chǎn)品按單生產(chǎn)模式下必須著重研究的對(duì)象，質(zhì)量設(shè)計(jì)也必須圍繞客戶質(zhì)量需求進(jìn)行。

2.3 訂單信息

在訂單生產(chǎn)體制下，用戶訂單由ERP系統(tǒng)傳輸?shù)劫|(zhì)量設(shè)計(jì)模塊，質(zhì)量設(shè)計(jì)模塊根據(jù)客戶質(zhì)量要求自動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)的質(zhì)量設(shè)計(jì)。系統(tǒng)在冶金標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)中，將訂單質(zhì)量要求與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行自動(dòng)匹配，每個(gè)訂單都產(chǎn)生與之相對(duì)應(yīng)的質(zhì)量設(shè)計(jì)結(jié)果。質(zhì)量設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 質(zhì)量設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖

3 功能構(gòu)成和說(shuō)明

質(zhì)量設(shè)計(jì)模塊的具體功能包括：質(zhì)量匹配檢查、質(zhì)量配置設(shè)計(jì)、產(chǎn)線選擇、預(yù)防措施。

3.1 質(zhì)量匹配檢查

質(zhì)量匹配檢查是根據(jù)生產(chǎn)要求進(jìn)行質(zhì)量匹配，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以檢索到實(shí)例產(chǎn)品生產(chǎn)所對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品規(guī)范碼。依據(jù)該產(chǎn)品規(guī)范碼，系統(tǒng)會(huì)檢索出以該規(guī)范碼為檢索號(hào)的產(chǎn)品質(zhì)量的相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容，并完成該訂單產(chǎn)品質(zhì)量設(shè)計(jì)。

質(zhì)量匹配檢查分為自動(dòng)和手動(dòng)檢查兩種方式。自動(dòng)檢查時(shí)，成分、材質(zhì)、外形等沒(méi)有質(zhì)量特殊要求時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)匹配。對(duì)質(zhì)量有特殊要求，或者自動(dòng)檢查結(jié)果為不通過(guò)的時(shí)候，需要工作人員手動(dòng)匹配，即進(jìn)行更進(jìn)一步的質(zhì)量配置設(shè)計(jì)。

3.2 質(zhì)量配置設(shè)計(jì)

由于質(zhì)量匹配不成功，為了生產(chǎn)符合用戶質(zhì)量要求的產(chǎn)品，需要確定各工序階段的半成品所需滿足的工藝質(zhì)量規(guī)范要求。在接下來(lái)的產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，各工序階段的產(chǎn)品質(zhì)量要求按事先設(shè)定在計(jì)算機(jī)中的放行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)與控制。

（1）確定訂單數(shù)據(jù)整合性：為了保證質(zhì)量設(shè)計(jì)和產(chǎn)品，對(duì)必要的訂單項(xiàng)目，確保數(shù)據(jù)整合性，確定訂單項(xiàng)目的訂單尺寸、規(guī)格代碼、檢查機(jī)構(gòu)、訂單用途、包裝。訂單項(xiàng)目間需要確認(rèn)的事項(xiàng)包括：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和訂單用途，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和產(chǎn)品尺寸等。

（2）制造標(biāo)準(zhǔn)配置設(shè)計(jì)：針對(duì)煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼等主要工序，設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)配置。

（3）產(chǎn)品保證配置設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)為了產(chǎn)品的質(zhì)保、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格、客戶需求，編制綜合性合成配置。

（4）標(biāo)示配置設(shè)計(jì)：標(biāo)簽所需要的信息，根據(jù)公司標(biāo)示配置標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)。如有用戶特別的要求，用顧客要求事項(xiàng)設(shè)計(jì)。

（5）質(zhì)量消息設(shè)計(jì)：對(duì)特定產(chǎn)品需要采取特定工藝措施時(shí)，質(zhì)量設(shè)計(jì)人提前設(shè)計(jì)傳達(dá)相關(guān)生產(chǎn)的注意事項(xiàng)，作業(yè)指示時(shí)提供給生產(chǎn)操作人員。

（6）質(zhì)量設(shè)計(jì)錯(cuò)誤確認(rèn)：對(duì)質(zhì)量設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)生的錯(cuò)誤，能夠容易了解錯(cuò)誤原因，提供可查詢錯(cuò)誤的畫(huà)面。

（7）質(zhì)量設(shè)計(jì)確定處理：確認(rèn)質(zhì)量設(shè)計(jì)結(jié)果，將質(zhì)量設(shè)計(jì)結(jié)果保存到產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，并將質(zhì)量設(shè)計(jì)結(jié)果下發(fā)到生產(chǎn)控制系統(tǒng)。

3.3 產(chǎn)線選擇

在冶金規(guī)范庫(kù)中，一個(gè)產(chǎn)品同樣對(duì)應(yīng)有多條生產(chǎn)線路徑。當(dāng)合同訂單進(jìn)行質(zhì)量設(shè)計(jì)后，發(fā)現(xiàn)有多條生產(chǎn)工藝路徑時(shí)，需結(jié)合生產(chǎn)車間實(shí)際及各工藝路徑的優(yōu)劣情況，確定主次產(chǎn)線。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，也可以視生產(chǎn)環(huán)境的變化，進(jìn)行相應(yīng)的主次生產(chǎn)線的更改，以實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)。

3.4 預(yù)防措施

預(yù)防質(zhì)量設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和提高質(zhì)量管理水平的應(yīng)采取的措施有：（1）統(tǒng)一所有質(zhì)量設(shè)計(jì)事項(xiàng)，以Rule Base基準(zhǔn)來(lái)管理。（2）變更用戶要求事項(xiàng)時(shí)，不變更程序，只用質(zhì)量設(shè)計(jì)Key DB數(shù)據(jù)注冊(cè)及變更來(lái)對(duì)應(yīng)。（3）質(zhì)量設(shè)計(jì)Key是為了質(zhì)量設(shè)計(jì)更加便捷，提前設(shè)計(jì)品名、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格、產(chǎn)品尺寸、客戶配置、公司內(nèi)配置、煉鋼工藝標(biāo)準(zhǔn)、軋鋼工藝標(biāo)準(zhǔn)等基準(zhǔn)的關(guān)聯(lián)并進(jìn)行管理。

4 結(jié)語(yǔ)

在鋼鐵生產(chǎn)中，質(zhì)量設(shè)計(jì)的結(jié)果傳送給MES中工序計(jì)劃排產(chǎn)系統(tǒng)，作為編制生產(chǎn)計(jì)劃的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并用于產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量判定和控制。良好的質(zhì)量設(shè)計(jì)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的首要條件，因此，在質(zhì)量管理中必須首先保證質(zhì)量設(shè)計(jì)的科學(xué)合理，使得各工序階段的半成品能夠滿足工藝質(zhì)量規(guī)范要求，從而達(dá)到保證產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂志民，徐鋼，毛文赫等.冶金全流程工藝質(zhì)量在線監(jiān)控和離線分析診斷系統(tǒng)[J].冶金自動(dòng)化，2015，39（3）：17-19.

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作者簡(jiǎn)介：顏晶（1983—），男，河北唐山人，唐鋼微爾自動(dòng)化公司工程師，從事實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)的研究、應(yīng)用、開(kāi)發(fā)。