钢铁企业以数据化管理为目标的信息化整体提升

王丽丽

（河钢集团唐山不锈钢有限责任公司，河北 063105）

0 引言

数据是数字经济的“石油”，但数据的价值不仅在数据量，更在于如何让数据有效释放能量。数据化管理能力是让“石油”精炼而充分“燃烧”的手段，也必将成为推动钢铁企业转型、升级发展的新途径。数据化管理和数据应用就是将各种生产、质量数据整合到统一的平台，并进行深度挖掘和应用。实现数据化管理离不开有效的管理模式，不锈钢公司采用了项目经理制，以现有的信息化系统为核心，以实际业务为主轴，尤其以数据化管理方面的应用效果为目标开展工作，在提高专业技术人员整合、挖掘和应用数据能力和水平同时，也实现了现实公司生产业务和信息化系统的有效融合。

文本介绍不锈钢公司以数据化管理为目标的信息化整体提升实施的背景及其主要内容和主要做法。数据化管理策略的实施，促进公司生产和质量管理手段和水平的提升，为公司全方位实现数据化管理奠定基础。

1 以数据化管理为目标的信息化整体提升实施背景

1.1 适应当前钢铁市场形式和信息技术的现实需要

2015年，对于钢铁行业来说是艰难的一年，市场萎靡，钢价下跌，在此外部环境下怎样能够更好的生存，是每个钢铁企业都不得不面对的问题。另外除了生产安全“红线”外，近几年环保要求更加严格。企业要想摆脱困境，实现更好的发展，就要开拓思路，提升企业管理思路和管理手段，促进企业转型发展。当前，信息技术飞速发展，信息化在企业管理中的支撑作用越来越明显，工业化和信息化融合已成为企业发展的必经之路，信息化系统的应用和数据化管理将成为企业保生存、谋发展的重要手段。

1.2 应用信息化系统提升管理水平的内在需求

不锈钢公司自2011年开始，分期分批建设了OA系统、计质量系统、MES系统、能源计量系统、SAP系统、APS系统、ODS系统、MSCC系统、设备全生命周期系统、QMS系统、TPQC系统等信息化管理系统，业务覆盖从财务、物流、生产过程、设备管理、质量管理、能源管理等多个方面。但是从各系统使用的管理功效来看，还存在明显的不足，管理和信息两张皮，没有有效融合，缺乏统一规划。一方面，信息化建设缺乏统一的数据平台，各个系统的数据各为其主，没有实现有效共享，造成了系统越建越多，但数据确越来越难以查找；另一方面，从业务流程方面，各个专业各自为战，没有按生产工艺流程将信息统一集成在一个平台中进行分析，且各系统业务数据查询流程复杂，制约了系统的有效应用和管理水平的提升。

1.3 提升公司全流程生产、质量信息管理的有效途径

不锈钢公司树立了以数据化管理为抓手，围绕整合现有数据资源，利用信息化、自动化、标准化“三化”融合来实现公司管理水平的快速提升。在此过程中，利用TPQC、QMS、APS等系统将生产、质量信息数据化，实现了炼钢、轧钢直至下游二冷轧工序的生产实绩和质量信息的集成，为提升生产、质量管理奠定了坚实的基础。

2 以数据化管理为目标的信息化整体提升内涵

2.1 搭建集成化的项目管理平台

现有信息化系统数据如何才能高效、便捷集合在一起？不锈钢公司确定了以项目模式进行数据化管理。以现有信息化系统为核心，以实际业务为主轴，建立了APS、MSCC、ODS、QMS、MES、计质量、能源计量、PM、设备全生命周期9个项目组，各项目组由公司主管副总牵头，围绕各系统深度开发应用，尤其以数据化管理方面的应用效果为抓手开展工作，为实现公司数据化管理构建平台。

2.2 建立统一的数据采集平台

为了确保数据采集的稳定、准确、实时、高频率要求，针对自动化一级现场仪表数据，利用PI系统对炼铁、炼钢、轧钢区域的生产数据、能源数据进行实时采集和存储；针对二级PDO数据，采用了MES系统数据采集平台来与多种二级系统进行连接，形成了不锈钢公司统一的数据中转平台，为实现数据化管理创造了条件[1]。

2.3 建立贯穿全工序的信息化系统

通过TPQC系统的建立，将炼钢脱硫、转炉、精炼、连铸、轧钢到二冷轧各工序的生产和质量信息进行了收集汇总，通过一个系统可以查看各工序的生产工艺和过程质量信息，有效提升了数据化管理水平，为批量生产高端产品奠定了基础。

3 以数据化管理为目标的信息化整体提升主要做法

3.1 搭建数据化管理项目组平台

数据化管理离不开有效的管理模式，项目管理具有悠久的历史，古代埃及的金字塔、古罗马的尼姆水道、古代中国的都江堰和万里长城都是人类祖先开始项目管理的实践标志。在本次数据化管理为目标的信息化整体提升活动的开展过程中，不锈钢公司以项目经理制为信息化系统提升的运行模式，在提高专业技术人员深入开发数据应用能力的同时，也促进了公司生产业务和信息化系统的有效融合。

根据项目经理的选拔条件，在选拔项目经理过程中，通过对专业知识、工作经历、协调能力、职业道德、沟通与表达能力、领导能力等多方面的考评，最终确定了各项目组的组长。各项目组在组长的带领下，以系统深度应用为目标，以应用系统发现问题、解决问题为导向，立足于用信息化系统提升本专业的管控水平，以便更好的服务于各产线。

3.2 建立统一的数据采集平台

以数据化管理为目标的信息化整体提升实践中，需要以数据库存储为基础，配合实际接口需求进行开发。通过不锈钢公司实时数据库的建设，可实现炼钢和1580轧线实时数据采集，各产线（二级不能提供开始结束时间的）工序启停的计算，1580轧线部分工艺参数的参数启停计算，1580轧线时间长度换算计算，以及配套QMS数据接口开发等功能。由于需要采集的数据量比较大、采集频率高，同时考虑以后将实时数据库作为整个不锈钢公司生产、质量等数据集成平台的拓展需要，综合国内外实时数据库的使用情况，从可靠性、扩展性、灵活性、方便性等多个角度考虑，在本方案中选用美国OSISoft公司的PI实时数据库系统。不锈钢公司工厂数据库系统主要集成设备状态数据，工艺参数数据，位置匹配数据，工序启停数据，生产实际数据供外部系统查询，其整体的架构设计如图1所示。

图1 工厂数据库架构图

3.3 建立贯穿全工序的信息化系统

3.3.1 QMS系统

生产全过程的质量管理系统（QMS），可以实现各生产工序过程实时监控和报警。系统集成公司各生产工序的过程和质量数据，并由专家系统按照所设置的规则评估各过程数据，同时可生成报警信息。各过程数据的实时状态和报警信息会显示在各生产工序监控终端屏幕上，供各过程质量工程师在线监控当前生产的情况，针对过程运行的任何异常情况系统会发出报警提示。最后该系统可以把相关信息应用在内部过程质量管理和优化上[2]。

3.3.2 TPQC系统

汽车板产品的生产横跨炼铁、炼钢、热轧、冷轧多道工序，由于受到区域局限，各工序间生产、质量等数据关联性弱，生产、质量等数据仅在本工序系统间流转。然而造成质量问题的原因往往是由于上一道工序引起的，本工序的原因分析已不能满足需要，因此亟需结合现代化数据采集平台的应用建立跨区域的质量分析管理机制，实现对产品质量的一贯制管理。

全过程工艺质量控制（TPQC）系统的建设，主要分为功能设计、接口开发、程序开发、功能测试、功能优化五个阶段。通过TPQC系统，能够实现汽车板产品生产过程数据与质量数据的采集、存储，实现不同工序间的工艺、质量数据跟踪、关联、分析，实现KPI系统计算与分析，建立知识库与规则库，确定可能造成不合格品的根本原因及修正补偿措施，实现统计过程控制（SPC）与评估。

4 实施效果

4.1 获取数据

由于建立起了统一的数据采集平台，实现从炼铁到炼钢再到轧钢区域实时数据采集，通过PI系统程序开发，实现了生产操作画面可视化，供有关生产、维护、管理人员察看。

4.2 客户质量异议管理更精准

客户质量异议管理系统可以追踪并处理客户质量异议事宜。它的质量异议/改善案件数据库界面由客户质量异议/改善管理系统以及质量管理系统维持。从输入一个客户质量异议开始（质量异议/改善案件ID,钢卷ID,质量异议），系统可以显示质量异议/改善案件的细节以及通过使用离线QMS进行的质量异议分析，并可获取用于钢卷质量决策的与生产工艺步骤相关的质量数据。在评估质量异议之后，客户质量异议管理系统以文件的形式输出决策并存储在数据库中。QMS报告可以查询数据库中客户的质量异议案件记录，利用这些数据，QMS报告可以创建质量异议数据分析（每个客户的质量异议，每个时间段的质量异议，质量异议金额等）。

5 结语

综上所述，唐山不锈钢公司通过数据化管理手段对公司信息化系统的数据进行了统一集成和深度开发，实现了公司生产工艺和产品质量信息的跟踪、查询，为生产工艺分析和优化提供了数据依据，促进了公司产品质量的提高，同时减少了质量异议的发生频率。

另外，实施数据化管理和信息化整体提升战略，增加了公司生产和质量的管理手段，提升了管理水平，降低了客户质量异议处理成本，增加了企业经济效益，并为下一步公司数据化管理后续拓展提供了经验借鉴。