河鋼宣鋼鐵前供產系統的開發與應用

趙云翔

摘 要：鐵前生產是鋼鐵企業中長流程制造的典型區域，多數企業通過建立ERP信息系統來加強對鐵前生產的管控，但收效甚微。主要原因是生產管理層的作業計劃和任務不能很好在作業層執行，本文通過MES與ERP集成的優勢分析結合宣鋼鐵前生產工藝流程，設計并實現了宣鋼鐵前供產系統。實現焦化、燒結球團、煉鐵等生產單元年月日生產計劃管理，使得宣鋼鐵前生產實現全流程24小時管控的閉環管理模式，及各項生產數據的不落地的設計目標。

關鍵詞：鐵前；供產；信息化

隨著宣鋼對鐵前ERP及配套數據支撐系統的深入使用，生產管理部門及生產單位對系統的功能需求日益增多，尤其涉及鐵前生產訂單的管理，數據采集，鐵水質量管控等諸多內容，原有數據支撐系統流程再造、功能擴充等方面很難適應企業發展需求。為此，需要設計開發一套滿足鐵前生產工序要求并能很好與ERP銜接的系統。使生產管理部門可時時掌握生產現場相關數據信息，快捷安排各工序生產，在實現精細化生產的同時，降低了鐵前生產成本。

1 鋼鐵行業ERP與MES集成的優勢

鋼鐵企業中的MES實際上是過程控制級和作業管理級的整合。作業管理中的過程物料平衡、生產計劃、調度、排序及優化已經納入綜合營銷系統，成為其核心部分。ERP主要根據企業的人、財、物各種資源的狀況和產、供、銷各個環節的信息，對生產進行合理有效的計劃、組織，使生產經營活動協調有序地進行，并對企業的戰略計劃進行決策。MES根據ERP系統下達的合同計劃，通過生產調度、生產統計、成本控制、物料平衡和能源管理過程組織生產，并將各種信息加以采集、傳遞和加工處理，及時呈報ERP系統。由此可見ERP于MES集成的系統可使管理層命令得到及時高效的執行，管理層也可時時對生產現場進行管控。

2 功能設計

宣鋼鐵前供產系統主要由：焦化MES系統；燒結、球團MES系統；煉鐵MES系統三大部分組成。各模塊實現重點的是年、月、日生產計劃的安排、變更及下達。由于鐵前生產的一體性，鐵前供產系統設計為兩個部分，即鐵前綜合管理（APS）和鐵前二級單位生產管理（MES）。鐵前綜合管理包括：配料優化管理模塊、鐵前生產計劃管理模塊和鐵前綜合查詢及報表模塊。在設計同時需改造現有數據支撐系統，實現與L1/L2級過程控制系統（PLC/DCS/儀器儀表）的集成以及與ERP系統的集成，打通四級系統。實現鐵前各系統年度、月度生產計劃制定、查詢、執行情況跟蹤；實現宣鋼鐵前生產一級計劃管制模式和財務成本一級核算體系，實現鐵前配料優化和物流精細化跟蹤，達到“產能最大化、成本最小化、生產穩定化”的綜合優化平衡。

3 主要技術及功能實現

3.1 應用CSLA.NET框架，實現業務、邏輯、數據層分離

系統采用CSLA.NET分布式N層部署的框架，劃分為數據存儲層、數據訪問層、業務服務層、數據交戶層、用戶界面層5個層次，提供驗證規則和業務規則、跟蹤對象是否改變、集成授權、子對象的強類型集合、多級撤銷能力、用戶界面開發者的簡單抽象模型、支持數據綁定、對象持久性和對象-關系映射、自定義身份驗證等功能，以強大而靈活的業務層，包含了驗證，權限，數據門戶等標準化的解決方案，使宣鋼業務對象更加標準和靈活。它提出了移動對象的概念，使業務對象可以在不同的服務器上物理性的移動，自由進行B/S、C/S等數據訪問實現，并提供豐富的用戶訪問接口實現不同系統業務無縫集成，充分保障系統業務的靈活性、兼容性、可擴展性、安全性。

3.2 入爐配料模型的設計與實現

入爐配料模型以物料平衡計算公式為基本數學模型進行求解。采用數據鏈接技術把燒結、球團模塊中計算結果（價格、成份等）引用過來，實時傳遞高爐返礦、焦粉成份及價格到燒結、球團模塊，實現數據同步運算，保證程序運行的及時性與準確性。通過入爐結構與原料分析，計算出入爐品位及堿度，結果與設定金屬量計算出原料單耗，從而推算出生鐵成本及實際金屬量。同時考慮焦炭和產量的影響對成本進行比較、校正。其中，煉鐵模塊中物料的入爐價部分采用其他兩模塊的數值傳遞結果，保證與燒結、球團成本的同步性。實現宣鋼入爐物料平衡，在保證入爐原料各項指標滿足高爐生產需求的前提下，通過系統中的模型的分析、計算，確定各種原料的配入比例，降低鐵前生產成本。

3.3 生產管控中心的建立實現計劃統一管理

系統實現焦化MES、燒結球團MES、煉鐵MES年月日生產計劃編制及管理，即將統一制定鐵前生產計劃（包括機組作業計劃），并建立時時生產管控中心對鐵前生產統一進行生產管控和調度。在鐵前供產一體化架構下，生產計劃的編制并不是哪一個系統或者模塊的單獨任務。科學合理的生產計劃編制，需要在各個系統內部、各級系統之間進行計劃的優化和協調。MES與ERP系統之間、各MES之間的功能集成與分擔，改變了原本系統之間相對孤立，通過生產計劃的協調，實現各生產單元計劃的有效銜接。

4 系統測試

系統測試的硬件配置，采用HP的小型機和PC服務器系列作為系統數據庫及WEB服務器，各終端用戶使用內存大于2GB、4核CPU的普通計算機。測試范圍主要包括：各模塊的功能實現、運行情況、性能；圖形界面的運行流暢程度；各數據的采集上傳速度；接口及網絡性能測試等。通過測試，系統實現了生產計劃創建與下達的及時率、準確律100%，完成了前期設計要求。

5 結束語

該系統的投入運行，推進宣鋼信息化建設工作邁向一個新的臺階。生產現場的各項生產數據的時時上傳，增加了公司對生產現場的管控力度，使管理層能夠更及時、更準確的得到生產經營一線的數據，使執行層能夠隨時了解本業務環節內的成本消耗情況和生產實績，從而使企業自上至下的管理者都能夠隨時掌握管轄范圍內的生產經營實際。使得宣鋼鐵前生產真正實現全流程24小時管控的閉環管理模式，各項生產數據的不落地的設計目標。

參考文獻

[1]王曉麗.宣鋼鐵前產銷系統的實施及應用[J].中國電子商務，2012，（12）：41-42.

（作者單位：河鋼宣鋼技術中心）