数字化车间建设与应用

王福来

[摘 要]随着经济全球化的快速发展，钢铁企业面临着诸多的挑战，客户对产品的质量提出了更高的要求，因此，车间数字化是钢铁企业发展的必然趋势。基于此，本文对数字化车间的建设与应用进行了探讨。

[关键词]ERP系统；数据采集；网络安全

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.12.036

[中图分类号]TP315；TH16 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2017）12-00-01

0 引 言

河钢股份有限公司承德分公司（以下简称“河钢承钢”）面对经济全球化的挑战，为了实现跨越式发展的目标，建设了热轧卷板生产线，工艺装备实现了大型化、紧凑化、自动化，主流工艺与装备达到了国内先进水平，主要品种有耐候钢、管线钢、冷轧基料等，产品大批量出口韩国及欧美国家，但产品质量与国内外先进钢铁企业相比还存在一定的差距，客户对产品的质量提出了更高的要求，对产品的个性化、多样化需求愈加强烈。

基于这些原因，河钢承钢实施了以财务为核心的ERP系统，以生产管理为主的产销系统，建成了卷板数字化车间的信息化支撑体系。

1 河钢承钢卷板车间工艺布置

炼钢生产分为倒罐接铁、脱硫、提钒、炼钢、LF精炼、RH精炼和连铸等7个工序，1780热轧卷板生产线包括加热、粗轧、精轧、热卷箱、卷曲以及平整等6个工序。工序流程如图1所示。

2 河钢承钢信息化建设的内容

2.1 数据采集系统

河钢承钢采用网关技术，物理隔离生产控制系统与管理系统，保证控制系统的安全；采用高速实时数据库，满足毫秒级数据的要求；编写数据匹配、清洗软件，清除异常和无用数据，建立涵盖热卷产线所有工艺参数及设备运行参数的数据库。

2.2 企业资源计划系统（ERP）

ERP系统以财务为核心，实现了财务、业务物资管理两账合一的管理，有效地保证了数据的一致性。业务管理的精细化有了重大进步，物资管理、采购管理、客户供应商管理等都比ERP系统投运前有了显著的改善和提高。实物管理更加细化、规范；信息平台对生产经营与管理的强有力支撑，形成了一个系统的、高效的、覆盖全面的信息平台；系统间紧密集成，信息化水平已达到综合集成应用阶段，有效支撑了公司的业务运作。

2.3 卷板产销系统（MES）

产销系统强调钢轧一体化计划的执行，它在计划管理层和生产控制层之间架起了一座桥梁。其主要任务是根据客户订单制订生产计划，经过成品替代、坯料设计后，生成更为详细的工序级作业计划，然后下发给过程控制系统（L2）。同时采集底层生产控制系统的实时信息，进行生产监控和调度，对生产过程中的在制品（钢水、钢坯、钢卷）和工艺过程进行在线控制和优化。

2.4 质量过程自动监控

卷板生产线实现全流程、全工序、全产品的自动管控。系统包括：设备监控、工艺预警、在线判定、工艺追溯、工序评价、过程绩效管理等功能。质量过程控制信息系统率先在行业中实现了铸坯和卷板在线分级的判定，彻底改变了以成分、性能、表面为主的判定产品质量的现状，使过程质量控制情况参与产品质量判定，对提高产品质量和优化产品使用提供了重要帮助。

2.5 工厂内部网络架构的建设情况

为实现信息系统按功能分区域管理，有效降低安全事故的发生概率、缩小影响范围，河钢承钢按照网络区域和用户角色的定位，将整个网络系统划分为外部接入区、管理网、生产主干网、生产服务器区、L2/L3互联专用网5个安全层次。

2.6 信息安全保障情况

河钢承钢实施“两化”融合管理体系，制定了《计算机网络与信息安全保密管理办法》《信息安全与设备设施风险管理办法》，并贯彻落实。部署网络準入系统，对强制入网计算机进行安全检查，符合安全要求才可以入网，提升整个网络的安全性，避免非法计算机接入公司网络。规范计算机使用和网络风险管理，制定客户端管理策略，限制非法接入和自动补丁升级，通过审计考核，规范用户计算机使用行为。

2.7 效益分析

河钢承钢现有效益：钢的熔炼费，钢材的加工费逐步降低；产品研制周期由原来的3个月缩短至3周；连铸作业率提高9.112%；产品不良率降低优化2.6%。吨钢能耗节约10.156 5 kgce，能源利用率大幅提高。

3 结 语

河钢承钢卷板生产线投产以来，产品大纲已完全实现设计能力，并批量实现极限薄规格1.2 mm稳定生产，为国内同类轧机中轧薄能力第一强的生产线。产品要由经验式技术研发转变为大数据式研发，由人工式质量管理转变为大数据式管理，车间智能控制要向成本可测量、生产可管控、异常可预警、过程可追溯、缺陷可诊断、能力可评价、研发可推理的目标迈进。