钢铁企业生产信息化系统的架构浅析

靳三峰

摘 要：本文以唐钢公司信息化建设为背景，介绍了轧钢车间信息化的设计思想和其实现中的几个重要技术。系统以销售订单为主线，全流程解释了销售计划、订单设计、作业排产、生产跟踪等架构，展示了基于产销一体的生产信息化的主要功能，对企业构建高效的销产转换信息化平台进行了初步的探讨。

关键词：信息化；产销一体；销售订单；作业

中图分类号：F426.31 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）02-0027-02

目前，钢铁市场竞争日趋激烈，在突如其来的全球经济危机冲击下，我国国内钢材消费和出口市场需求均出现大幅萎缩，产能过剩问题日益突出。面对如此严峻的形势，转变生产组织、尽量满足客户的特殊需求、以优质的服务提高客户满意度，已逐渐被国内钢铁企业普遍认同。构建以销售订单为核心的销产转换信息化平台，可以实现快速的市场响应和高效的销产衔接，充分发挥信息化灵活、快速、遍历、共享的特点。

1 信息平台总体架构

生产信息化平台位于ERP和L2的中间层，起着生产计划与调度、质量控制、物流跟踪等重要作用。MES从上层ERP接收主数据和计划订单，并向ERP返回订单完成信息和物料信息，对从订单下达到产品完成整个的生产过程进行控制与管理。另一方面，MES制定作业计划并转化为生产指令（PDI）下达到L2系统去执行，并收集L2上传的各种生产实绩信息，包括物料、质量等。

在生产计划层，主要制订生产和质量计划，包含订单管理、生产计划管理。它是以销售订单为原始数据，经过质量设计和材料设计将其转换为生产订单，根据生产订单交期、物料计划和各主要生产工序的生产能力情况，制订能力计划和短期生产计划。生產计划层覆盖所有产线，制定跨产线、跨工序的总体量的平衡计划。

在作业计划层，主要依据生产计划层下达的生产计划，进行各产线排程/排序，制定各产线的作业计划。

在生产执行层，把产线作业计划结果转换为生产指令（PDI）向生产线L2下达，并收集各种生产实绩信息。在生产执行层还包括质量管理，根据理化实验室的检验结果进行质量判定。物流管理，将原料库、半成品库、成品库及天车系统统一进行物流的协调与管理。成品库管理根据ERP下达的发货计划进行配车和发货。

2 信息平台实现主要功能

2.1 订单管理

订单管理接收ERP的计划订单，经过评审和质量设计设计转换为销售订单，并对订单进行校验和整个生命周期状态进行管理和跟踪。从ERP接受下达的计划订单，在系统中根据客户提出的常规和非常规的工艺要求定义相应的参数，进行计划订单有效性和合理性效验。对计划订单进行技术展开，产生生产订单，生产订单中包含为了生产计划订单中要求的产品所需的工艺路线，工艺参数（PDI），化学分析数据，物理性能测试数据等参数。

2.2 订单跟踪

根据生产计划、生产实绩以及订单与库存物料的匹配情况，自动进行生产订单动态维护，并完成整个生产线的物流跟踪功能。根据标准生产工期，按客户，按产品管理作业状况，从相关系统收集各作业进度信息进行管理和控制。根据生实际产生的订单欠量并反馈到作业计划，提供相应的措施保证订单完成。

2.3 质量管理

通过质量标准体体系在对销售订单的设计过程中给出标准规定的订单成分，性能的判定值及轧钢的生产控制目标值及生产要求的轧制偏差、表面检验和外观检验的尺寸偏差。

质量判定部门根据质量设计和生产规范设计结果进行判定存放质量标准数据，对订单产品进行质量设计和工艺路线设计。收集产成品的成分、性能、表面以及外观数据。表面检测可借助于表面检测设备自动检测。收集实时检测数据、对实时检测数据进行整理和分析，并按照订单质量设计进行判定。质量判定包含表面判定、外观判定和最后的综合判定。

2.4 产线序列管理

产线序列（作业计划）管理包括创建、修改、执行产线序列的功能。产线序列对各个产线所创建基于具体物料件次的生产序列。产线序列通常是由销售订单和库存资源转换而成。

产线序列信息头的主要属性包括：序列ID、序列状态、所属产线、生产开始时间、计划总生产时间、计划总产量、描述。产线序列行项目的主要属性包括：序列ID、序列行项目状态、物料ID、物料重量、生产订单号、生产工序号、物料序号、预计生产时间等。产线序列需下发到二级系统，并根据PDO反馈收集销售订单的执行情况。

2.5 生产管理

将产线前的物料放到产线上，锁定上料物料的状态，物料产出后通过二级系统的PDO信号收集各产线的生产实绩，包括各产线的产出、能源消耗数据，缺陷等信息。把订单设计中的检验需求委托实验室进行质量检验，收集表检设备的图像自动生成报告，最终形成件次的判定质量数据。

2.6 仓储管理

基于配置的仓储库位，库位单元化分为：跨、区、行、位、层。并引入了“逻辑区”的概念，即把功能相一致的物理区整合在一起，方便库管进行库位管理。

库存信息查询显示实时库存信息，并对查询结果进行数据统计。条件中加入销售订单号，运输方式和卸货地点等信息，方便库管更加合理的安排库位。

2.7 成品发运

接收ERP的发货计划，根据计划进行钢卷和汽车的匹配，根据配车的结果，系统把钢卷从库中的鞍位转移到匹配的汽车上；发送装车或卸车指令给天车，在天车执行完成操作后，返回信息给MES系统后信息自动记录到数据库中。

3 结语

生产信息化平台实施的主要目标是提高生产能力，降低生产成本，缩短交货期，使得企业生产与市场销售同步。对生产过程进行有效计划和控制，并以此进行实时动态调度，实现更好的产能优化，更快的生产效率，更短的生产周期。实现从计划订单到产品产出的整个产销过程的全面优化。客户可以随时查询订单执行状态，便于跟踪订单完成信息；生产部门依据计划和反馈能及时对订单交付，达到客户满意。