遷鋼公司信息化系統應用研究

劉 娟 劉蘭霄 劉曉燕 張國紅 亢小敏 商光鵬

近年來，由于鋼鐵市場的變化，客戶對鋼鐵產品的質量與服務提出了很高的要求，信息化系統成為鋼鐵企業管理創新的重要使能器。鋼鐵企業屬于制造密集型行業，產品制造復雜過程的穩定，決定了信息化系統對產品制造周期全程管理的必然趨勢。

1.鋼鐵企業信息化的基本結構

鋼鐵企業的信息化是鋼鐵企業以計算機為智能化工具的新的生產力，也稱為鋼鐵企業的信息化生產力。它將鋼鐵企業中多部門分專業、分工序、孤立、分散的專業工作和質量信息集成一個自上而下的信息網絡體系，調動所有要素，使企業經營活動的整體效益最大化。這個信息網絡體系將改變鋼鐵企業的技術、生產、管理的思維模式、工作內容和工作方式，使鋼鐵企業發生極其深刻的變化[1]。

對鋼鐵企業而言，信息化從企業高層領導的宏觀決策到崗位工人的具體操作，其基本組織方式可分為5 級：

（1）L5 為企業決策管理系統，主要包括供應商管理系統、供應鏈管理系統、電子商務管理系統和企業決策支持系統。

（2）L4 為企業資源計劃系統，是企業全方位的管理運營支持平臺，是針對整個鋼鐵企業內人、財、物的管理，以采購、生產、銷售、財務、質量、設備和人力資源等企業宏觀管理和運營層面的內容為主體。

（3）L3 為生產制造執行系統，是鋼鐵制造過程的精細化管控平臺，是針對某條生產線所對應的車間或分廠范圍內的物料、命令和工藝的管控，管理內容主要包括作業計劃編制、命令下達、生產調度、質量控制和實績收集。

（4）L2 為過程控制系統，其隨著設備的引進而得到應用。為加強過程監控和提高控制效果，在很多過程控制系統中引入了模糊控制、神經元網絡和專家系統等人工智能技術。

（5）L1 為基礎自動化系統，是以PLC（可編程序控制器）控制為主的基礎自動化層。

在上述各級組織方式中，L1-L3面向生產過程控制，強調信息的時效性和準確性，各級有嚴格的依賴關系；L4和L5面向業務管理，強調信息的關聯性和可管理性[2]。上述一系列的系統整合了以產銷為主線的銷售、技術、計劃、物流、設備和財務等管理功能，以及信息系統，打通了從生產到銷售的主線，即從訂貨合同到生產計劃、作業計劃、出廠計劃的關鍵路徑，集成全流程的質量管理和財務成本管理，建成了綜合營銷系統，使合同交貨期顯著縮短，將企業管理信息化的效益從隱性提升為顯性。計算機在管理中應用不再可有可無，而是不可缺少的工具。

2.遷鋼公司信息化建設現狀

2.1 現狀概述

2006年，隨著首鋼股份公司遷安鋼鐵公司（簡稱遷鋼公司）第一條熱軋生產線的投產，遷鋼公司信息化系統建設拉開了帷幕。由于前期對信息化系統沒有任何經驗，在系統開發初期引進了奧鋼聯的質量設計和生產執行系統，該系統先進的功能和高度的可配置性給維護人員提供了較多便利。但由于部分核心代碼無法掌握，導致一部分功能不可更改，部分問題難以解決。鑒于以上情況，北京首鋼自動化信息技術有限公司通過自主創新，引進消化再創新的模式，開發了1580AMS/AQD 系統（物流協調及高級質量設計系統）、1580MES系統（二熱軋生產執行系統）和自動化倉儲系統。隨著生產線的增加及對帶鋼質量的更高要求，相繼開發了酸洗、橫切、冷軋、在線質量判定和QPC（質量過程控制系統）等新業務系統；還開發了綜合查詢和報表系統等生產和質量相關數據查詢系統。這一系列信息化系統對企業的生產組織、執行，以及質量管控起到了重要作用。經過近10年的發展，遷鋼公司的生產運行和質量控制已經與信息化系統密不可分。

2.2 系統流程

遷鋼公司信息化系統貫穿了客戶詢單、接單，生產、發貨和售后服務的整個過程，具體流程如下：

（1）訂單的系統流程為：接受詢單的評審—接單—訂單的下達—訂單的質量設計和材料設計—訂單特殊需求的處理—訂單下達—生產執行。

（2）鋼鐵產品的系統流程為：計劃的編排和釋放—生產工藝參數的控制和下達—鋼鐵產品的軋制產出—質量要求的判定和改判—物流及倉儲的管理—產品的發貨—客戶反饋質量問題的查詢和跟蹤。

上述系統流程保證了產品按合同組織生產、快速應答客戶訂貨需求、隨即查詢客戶合同的執行情況，以及跟蹤物料狀態的變化等，顯著縮短了產品交貨期。從訂單到產品的整個過程，任何一個細小的環節出了問題都會影響到產品的正常交貨，保證系統數據的正常運行也就是保障日常生產的正常運行。

由于近年來遷鋼公司各條生產線的不斷擴充，由一條熱軋產線，到二條熱軋產線，到開平線、酸洗線、到冷軋硅鋼生產線等不斷增加，給信息化系統也提出了較高的要求，各生產線之間的交替供料，各產品的不同工藝路線、質量要求，以及各系統模塊之間的無縫銜接都成為信息化工作的重點和難點。近幾年鋼鐵市場的持續低迷，客戶對鋼鐵產品要求也越來越高，為了滿足客戶的各種要求，信息化系統也需隨之進行不斷改造和更新，以保證相關人員更方便、快捷地了解相關信息，和控制產品的生產和質量。

3.信息化系統的業務應用

3.1 1580AQD/AMS系統的應用

1580AQD/AMS系統介于SAP（System Applications and Products）系統和MES（制造執行管理系統）系統之間，主要功能是接收SAP下發的銷售訂單或直接創建虛擬銷售訂單，對銷售訂單通過冶金知識庫（標準、牌號、性能和工序）演變成生產訂單，將生產訂單釋放給MES系統，用于指導生產。580AQD/AMS系統主要包括訂單管理、物流協調器、訂單復制、主數據（冶金知識庫）和技術展開等幾個部分。

產品質量是企業的生命，質量策劃在質量管理中占有相當重要的地位。質量策劃指旨在明確企業的產品和服務所要達到的質量目標，并對實現這些目標所必需的各種活動進行規劃和部署的過程。質量策劃明確了質量管理所要達到的目標以及實現這些目標的途徑，是質量管理的前提和基礎；從鋼鐵行業的IT（Information Technology）建設來說，主要通過AQD（技術展開）做生產與質量設計來實現鋼鐵業務的質量策劃要求。

技術展開是指系統接到AMS（物流協調器）釋放的計劃訂單，然后通過冶金知識庫（主數據）將計劃訂單演變成生產訂單，其演變過程如下：

（1）根據訂單的產品和部分相關參數找到訂單所要走的工藝路線，然后根據工藝路線信息找到其相關的作業、工序和物料形變。

（2）根據訂單的標準和內外質量找到訂單所要煉鋼的鋼種（化學分析）和訂單所要做的相關測試項目。

技術展開的其他功能有：實現了對訂單特殊需求的處理；實現了訂單展開過程按照客戶定義的警告功能；具有非常完美的報錯機制，可將業務錯誤暴露給客戶；對于新產品，只需要配置主數據，而不需要重寫代碼。

3.2 1580QPC系統的應用

企業追求經濟效益的增長最終追求的是質量和產量的雙贏。在工藝流程復雜的大型鋼鐵企業, 實現精細化管理的措施是一貫制過程質量控制。一貫制質量過程控制是從原料采購、工藝加工過程直至質檢出廠的整個質量控制過程。

遷鋼公司1580QPC系統解決了以下問題：

（1）海量數據采集。利用數據接口采集生產過程參數，并對過程曲線數據進行歸集、清洗和保存，解決過程數據分散的問題。

（2）內嵌 SPC（Statistical Process Control，統計過程控制）圖分析工具。使用直方圖、符合性分析圖和極差圖等一系列基于六西格瑪管理的SPC圖進行質量分析，解決海量數據分析困難和分析結果滯后的問題。

（3）高配置質量分析展示平臺搭建。使用HTML5軟件，支持多媒體元素，改進客戶的友好體驗；把渲染交給瀏覽器處理，提高應用服務的質量，解決無信息化平臺支撐的問題。

（4）性能預測模塊的搭建。性能預測模塊可根據公式核查固有數據推斷出鋼卷的具體性能值，針對一些生產相對穩定，下游客戶又需要性能參考值的情況給出相應的性能值，方便下游客戶的生產和應用。

4.信息化建設存在的問題及發展趨勢

4.1 存在的問題

（1）信息化系統分產線設計，不同產線使用不同的信息化系統，缺少頂層設計方案。鋼鐵板塊中各基地質量設計不在同一平臺，標準、牌號及產品質量暫未統一，資源共享存在一定問題。

（2）缺少公司統一的編碼體系，主要表現為：①目前，由技術人員進行客戶需求識別，客戶特殊性需求較多，缺乏銷售端對客戶需求的預評審。系統采用標準加屬性的方式下傳部分特殊需求，未實現特殊需求的固化和編碼，不利于前期特殊需求的固化與歷史數據的傳承。②煉鋼部分采用牌號的方式組織生產，與訂單和信息化結合不夠密切，人工處理工作比較多，有待進一步優化，板坯牌號雖有歸集，但由于使用與成品牌號類似的牌號編碼，歸集一般局限于同品種系列，不利于系統推進所有牌號的歸集。③申請內部牌號創建物料編碼的流程長、數據繁瑣，造成特殊需求多以下發特殊組織方案的方式人工控制。

（3）缺乏規范化和標準化的質量設計，主要表現為：①對訂單的質量設計反復變更，導致系統維護工作量大，生產流程容易出錯；②部分專業對客戶的特殊需求和訂單執行標準管理不規范，訂單的檢驗要求在生產中反復修改，需要人工做大量訂單參數變更工作；③部分工藝優化與新品種試制提前規劃不夠，在訂單已經下達到生產之后還進行變更。

（4）復合型人才培養、儲備不足。在以《中國制造2025》為引導，積極推進兩化融合體系建設和智能制造進程的過程中，復合型人才顯得尤為重要。既懂生產工藝又懂信息化的人員甚少，系統數據維護和流程維護人員目前扮演著把生產技術數據翻譯到系統中，并協調各類系統問題二個角色，每天忙于解決各種生產問題和訂單數據修改，不能整體掌控系統流程及規則、規范要求，導致某些問題反復出現。

4.2 發展趨勢

隨著產品的豐富和質量需求的增加，信息化系統急需升級改善。需實現從產線級信息化到集團整體信息化的提升，從核心管理業務上實現信息化向一體化運營管控的信息化邁進，實現整個集團的信息化集成、共享與協同，建成集團統一的信息系統，具備跨地區、多基地、超大規模的鋼鐵主業一體化管理能力[3]。

建立規范化、標準化的產品規范編碼體系。創建嚴謹、合理的標準體系及內部牌號管理體系，支持通用產品標準化生產，也支持特定客戶或者特定用途的個性化技術要求，使客戶的特殊性需求能準確傳遞到生產現場，實現工序生產和質量管控的系統化、規范化和代碼化，滿足客戶精細化需求，提高企業競爭力。建立板坯出鋼標記體系，在成本合理和技術可行的前量下，以盡量少的板坯出鋼標記應對盡量多的外部牌號的管理模式，實現煉鋼標記集約，有效進行合同組批和組爐。將煉鋼系統與信息化緊密結合，為后道工序的套軋、動態質量設計和鋼種改判等提供良好的基礎。

創建統一的質量設計平臺，各基地統一標準，統一牌號，統一質量設計，質量設計完全規范化和標準化。以系統為載體，將生產技術要求下達到生產現場，過程中避免人為干預，減少各種特殊情況的變更，以保證生產的穩定性。質量設計和需求引導前沿化，合同評審流程也需要結合整個產銷一體化及質量體系進行改造。針對某些質量命中率不高的品種，根據前工序已產出的物料質量情況完成下道工序的工藝調整，來提高成品的質量命中率。針對已知的情況作出列舉，當上道工序完成生產后針對實際情況選擇合適的工藝匹配，達到最終產品的要求，實現動態質量設計。

近年來鋼鐵市場低迷，為了渡過困難時期，鋼鐵企業一方面采用低成本、低污染的新技術，另一方面降低生產成本，提高勞動生產率。少而精是鋼鐵企業人力資源配置的特點。在鋼鐵企業中，一人身兼多職、多崗一人將成為新業態。這就要求企業重視和培養一崗多能的復合型人才，具有多專業（學科）知識和技能。企業應大力培養一批既懂生產工藝、又懂信息技術的復合型人才，在信息化建設過程中，從前期調研、項目整體規劃到項目實施和后期系統維護全程，納入知識管理體系之中，并結合員工培訓，實現知識在全企業的共享、傳承與不斷積累，使之成為鋼鐵企業在信息化建設方面的核心力量。針對這種既有扎實生產工藝知識，又懂信息技術的人員，應采取備份配崗的方式，避免由于人員離職帶來對生產和技術的影響。

建議改變目前的分工方式，根據不同品種特點進行具體的人員分工。相關人員技術、業務與系統維護同時管理，以系統為主導，減少系統外文件，避免文件與系統不同步的可能發生。細化分工給深入分析問題帶來了便利，可以從根本上分析和解決問題，避免部分問題反復出現。在未來實現智能化制造過程中，信息化系統的維護與應用將成為企業人員工作的主導，無論是生產組織，還是技術開發，都要緊緊依賴信息化系統。建立一套完善的、拓展性很強的系統，培養一批既懂生產技術、又擅長信息化系統開發與維護的復合型人才，將成為未來企業核心競爭力之一。

5.結語

以信息化系統作為生產管理的核心支撐，已是鋼鐵企業經營中的一種必然趨勢，信息化項目起到了企業創新孵化器、精細化管理助推器、經營安全閥、國際化直通車和決策信息庫的作用。用信息化系統高效、精準地管理生產業務。同時，業務的不斷變更又促進了信息化系統的創新和變革，這種相互促進的良性循環是推動企業發展的關鍵。

參考文獻

[1]何永剛.我國鋼鐵企業信息系統應用研究[J].情報雜志，2007（7）：1-2.

[2]張國宏.國內鋼鐵企業的信息化建設[J].武鋼技術，2004（3）：2.

[3]曹勇.我國鋼鐵企業信息化問題與對策研究[J].中國管理信息化，2009（11）：2.