MES 系統(tǒng)在唐鋼冷軋薄板廠質(zhì)量管理中的應(yīng)用

李 健

（唐山鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司生產(chǎn)制造部， 河北 唐山 063016）

隨著中國制造2025、工業(yè)4.0 等概念的提出，制造業(yè)對自動化、智能化的需求日益增長，未來制造企業(yè)將充分利用信息化、智能化技術(shù)組織生產(chǎn)制造與服務(wù)，從而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品和服務(wù)的市場競爭力。信息化系統(tǒng)在各鋼鐵企業(yè)中的作用不言而喻，各鋼企在生產(chǎn)組織、質(zhì)量管理等方面都需要信息化系統(tǒng)提供強(qiáng)有力的支撐。2011年4月份唐鋼不銹鋼公司實施了MES 質(zhì)量管理子系統(tǒng)，實現(xiàn)了鐵水自動判定、坯料和產(chǎn)品的判定，有效地提高了工作效率和質(zhì)量管控能力[1-6]。隨著唐鋼冷軋薄板廠產(chǎn)品定位越來越高，在質(zhì)量管控方面原有MES 系統(tǒng)有待改進(jìn)，2017年11月份完成了對原MES 系統(tǒng)的改造升級，新上線的MES 系統(tǒng)實現(xiàn)了產(chǎn)品的自動發(fā)送檢驗委托、在線質(zhì)量自動判定、自動匹配驗證、全流程質(zhì)量數(shù)據(jù)收集，更加準(zhǔn)確、更加快捷、更加全面的實現(xiàn)了從設(shè)計到上線生產(chǎn)再到成品的質(zhì)量管控，提高的工作效率，也在質(zhì)量追溯、工藝改進(jìn)、庫存管理方面提供了數(shù)據(jù)支持。

1 MES 系統(tǒng)組成

MES 系統(tǒng)由計劃管理系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)、物流庫管系統(tǒng)、數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)4個模塊組成。其中質(zhì)量管理系統(tǒng)包括檢驗委托管理、質(zhì)量綜合判定、匹配驗證管理、質(zhì)量改判管理4個模塊，如圖1 所示。

1.1 檢驗委托管理

鋼卷下線并上傳系統(tǒng)后，MES 自動向發(fā)送性能檢驗委托項，包括抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長率、鋅層質(zhì)量、粗糙度等。這些檢驗項目采集于訂單設(shè)計系統(tǒng)（ODS）的數(shù)據(jù)。

圖1 MES 系統(tǒng)組成

對于酸軋、酸洗產(chǎn)品在性能檢驗時按照規(guī)定需根據(jù)生產(chǎn)的鋼種、規(guī)格等信息進(jìn)行性能替代，質(zhì)檢人員可手動進(jìn)行鋼號替代以及根據(jù)要求進(jìn)行委托單選擇。鍍鋅、罩退產(chǎn)品均可以自動發(fā)送委托單，當(dāng)出現(xiàn)生產(chǎn)異常或質(zhì)量降判時，質(zhì)檢人員可以根據(jù)實際情況手動選擇委托單明細(xì)。

1.2 質(zhì)量綜合判定

1.2.1 表面質(zhì)量檢查

表面質(zhì)量檢查主要是質(zhì)檢人員對生產(chǎn)中鋼卷的各種信息進(jìn)行整合記錄并判定，其中包括鋼卷表觀質(zhì)量的檢查，發(fā)現(xiàn)的缺陷信息可人工記錄并進(jìn)行缺陷選擇；成分結(jié)果的判定，系統(tǒng)自動判定成分是否符合要求，對成分缺失、成分不符等情況自動報警提示；人工測量數(shù)據(jù)的錄入，質(zhì)檢員可以將對試樣塊測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，包括寬度、厚度等，系統(tǒng)會自動判定測量數(shù)據(jù)是否符合訂單要求，對不符合訂單要求的數(shù)據(jù)進(jìn)行提示，如下頁圖2 所示。

圖2 表面質(zhì)量檢查界面

表面質(zhì)量檢查系統(tǒng)實現(xiàn)了對鋼卷表面判定結(jié)果的自動判定，“表面判定結(jié)果”依據(jù)“表面質(zhì)量等級”進(jìn)行自動判定，邏輯對應(yīng)關(guān)系見表1。判定人員只需根據(jù)帶鋼表面實際情況對“表面質(zhì)量等級”代碼進(jìn)行選擇修改，系統(tǒng)根據(jù)修改后選擇的代碼，自動給出“表面判定結(jié)果”，有效的減少判定人員的工作量以及判定錯誤率。

表1 表面判定結(jié)果自動判定邏輯對應(yīng)關(guān)系

1.2.2 綜合判定

綜合判定根據(jù)表面質(zhì)量檢查界面的判定信息、性能數(shù)據(jù)以及特性值比對情況對鋼卷進(jìn)行綜合判定以及自動給出終判等級，如圖3。綜合判定結(jié)果包括協(xié)議品（B03）、三級品（B01）、廢品（F01）、一檢合格（H01）、改判合格（H02）、終檢合格（H03），依據(jù)表面判定結(jié)果、特性比對情況、性能結(jié)果、成分結(jié)果進(jìn)行自動判定，其中不同產(chǎn)線產(chǎn)品比對特性值和部分自動判定邏輯見表2 和表3。

圖3 綜合判定界面

表2 不同產(chǎn)線產(chǎn)品比對特性值

表3 綜合判定部分自動判定邏輯

1.2.3 判定結(jié)果上傳

判定結(jié)果上傳是對鋼卷表面檢查信息、鋼卷性能信息、鋼卷判定信息進(jìn)行確認(rèn)無誤后上傳到系統(tǒng)，表明鋼卷已經(jīng)判定完畢，可以入庫發(fā)貨。

1.3 匹配驗證管理

訂單飽和后產(chǎn)生的余材以及綜合判定為改判合格（H02）的鋼卷由APS 掛單后發(fā)送給MES 進(jìn)行匹配驗證，MES 對鋼卷特性值與新訂單要求進(jìn)行自動比對，比對項目主要包括鋼號、鋼號標(biāo)準(zhǔn)、鍍層重量、目標(biāo)厚度、目標(biāo)寬度、表面結(jié)構(gòu)、表面處理、邊部狀態(tài)、成分、性能等，根據(jù)不同產(chǎn)線產(chǎn)品比對的主要特性值不同，參見表2。

根據(jù)匹配驗證規(guī)則，MES 對上述特性值進(jìn)行自動比對，當(dāng)所有特性值均滿足新訂單要求，系統(tǒng)將判定結(jié)果（OK）自動反饋給APS；當(dāng)特性值不符合新訂單要求時，匹配驗證界面不合格項查詢欄將對不符特性值進(jìn)行報警并提示修改要求，由技術(shù)員人工判斷不符合項是否符合新訂單的要求，對于符合要求的手動在質(zhì)量改判管理中修改完畢后將匹配驗證結(jié)果判定為OK，對于不符合的直接判定為NOK，判定完成后系統(tǒng)把判定結(jié)果反饋給APS。只有經(jīng)過匹配驗證系統(tǒng)判定為OK 的鋼卷APS 才能掛單成功，有效的保證了客戶收到的產(chǎn)品滿足訂單要求，如圖4 所示。

圖4 匹配驗證系統(tǒng)

1.4 質(zhì)量改判管理

質(zhì)量改判管理是用于對已判定上傳后的鋼卷信息進(jìn)行強(qiáng)制性修改，主要包括對鋼卷信息、表面檢查信息、物理性能、缺陷四個方面的修改。其主要功能是根據(jù)鋼卷的實際情況，對上傳后鋼卷的信息進(jìn)行修正，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)與鋼卷實際信息相符，有效地加強(qiáng)了對質(zhì)量的管理。由于鋼卷9Y050698 在酸軋產(chǎn)線下線后吊運磕碰質(zhì)量無法滿足原訂單要求，對其鋼號由S320A-1 改判為LG-1 后轉(zhuǎn)序到下工序生產(chǎn)。需要進(jìn)行質(zhì)量改判主要有質(zhì)檢人員質(zhì)量數(shù)據(jù)判定錯誤，鋼卷判定上傳后在庫區(qū)內(nèi)因銹蝕、吊運磕碰等原因無法滿足客戶質(zhì)量要求，匹配驗證中符合新訂單要求的進(jìn)行改判便于外售。

2 應(yīng)用效果與改進(jìn)方向

2.1 應(yīng)用效果

2.1.1 質(zhì)量自動化判定

理化檢驗項目可自動生成委托和自動判定檢驗結(jié)果合格與否，對于不合格項給出提示，避免了人工選擇時錯項、漏項的發(fā)生；實現(xiàn)自動質(zhì)量判定，縮短了一檢判定時間，加快了產(chǎn)品入庫發(fā)貨節(jié)奏。

2.1.2 全流程質(zhì)量數(shù)據(jù)集成

熱軋到冷軋全流程質(zhì)量信息數(shù)據(jù)可按要求查詢、導(dǎo)出，有效提升工藝人員的工作效率，并可根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行工藝分析，進(jìn)而不斷創(chuàng)新，改進(jìn)工藝，提升產(chǎn)品質(zhì)量。

2.1.3 降庫存增效益

從計劃排產(chǎn)、余材匹配、入庫發(fā)貨全流程管控，充分利用余材匹配到新訂單，更大限度將余材消化；同時自動判定加快產(chǎn)品入庫出庫速度，有效降低庫存占用。

2.2 改進(jìn)方向

MES 系統(tǒng)改造升級后近兩年的使用中根據(jù)功能需要以及發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行了多次小的改進(jìn)升級，不斷提高系統(tǒng)的便捷性和實用性，但由于技術(shù)和設(shè)備的制約，依然存在一些問題和不足；未來按照全流程質(zhì)量管理的要求，在質(zhì)量自動判定、上下工序信息傳遞、質(zhì)量查詢多方面需加改進(jìn)。

3 結(jié)語

改造升級后的MES 系統(tǒng)上線，為唐鋼冷軋薄板廠全流程質(zhì)量管理水平提升到了新的高度，大大減少了全流程質(zhì)量管理中的人為干預(yù)，有效杜絕了各工序之間的質(zhì)量銜接問題以及不合格品的流出。