MES 和钢铁产销一体化系统
北京红河谷自动化发展公司 方彬 济南钢铁集团公司生产部 赵雁军 随着企业信息化系统的不断深入,MES(Manufacturing Execution System), 即制造执行系统,近年得到飞速发展.MES 系统主要是用于企业生产的组织执 行的信息系统.MES 系统实施的主要目标是如何提高生产能力,如何降低生产 成本,如何缩短交货期,如何使得企业生产与市场销售同步(产销一体化)等. 本文就 MES 系统与我国钢铁公司的产销一体化系统的建设作一些探讨.
一,钢铁工业信息化架构
一般说来,大型企业信息化系统是分层实现的,一般分为三层结构:最上层 是面向企业商务和计划的 ERP 系统,中间层是面向生产和执行过程的 MES 制 造执行系统, 最底层是面向生产过程和控制的 PCS 过程控制系统. 如下图示意:
L4:商务/计划
公司级
ERP
L3:生产/执行
分厂级
MES
L1/L2:过程/控制 过程级
PCS
大型企业信息化体系架构示意图 对于钢铁联合企业,其由高烧焦球,炼铁,炼钢,轧钢等多分厂联合生产制 造,其信息化体系更为复杂.一般结构如下图示意:
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现代化钢铁工业信息化体系
ERP
APS
MES
GMES MES MES
一体化MES
MES MES MES MES
由此可见,MES 在企业信息化架构中起到了重要的作用: .实现分厂全线生产自动化(L3) :从生产分厂来看,L1,L2 已经实现局部 过程自动化,但全局生产管理需要建立 L3 级网络,并实施 MES 系统,解决目 前生产管理仍然是人工加纸张,局部优化,全局不优的问题,进一步优化提高分 厂生产效率; .实现公司产销一体化:从全公司生产组织执行来看,必须建立全局 GMES 系统(GMES=APS+MES) ,计划,组织,执行,协调全公司生产流程,从而使 得全公司产能最大,成本最低,交货最快,并与 ERP 系统一起实现产销一体化.
二,钢铁行业特点和产销一体化的提出
钢铁行业生产有其自身特点: 1.多分厂联合制造生产:产品制造需要经过多分厂联合制造才能交货;
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2.大规模定制生产:炉次/浇次/轧次的组织要有规模定制,并遵守复杂工 艺约束; 3.生产条件严格:M:N 式物料配置,严格的物料,能源需求和生产准备等. 这种复杂性使得基于 BOM 表的通用 ERP 软件无法实现详细物料需求,无法实 现每日生产排程.而钢铁企业生产是第一位的,生产排程不能完成,依据生产排 程返回的作业实绩就无法得到,因此财务不能核算到工序.一句话,没有 MES 系统支持,ERP 系统如同空中楼阁,无法发挥应有作用.
钢铁行业产销是一对矛盾的统一体.从市场销售来看,必须实现按订单生 产,多品种,小批量,并充分考虑客户个性化需求,争取最广泛的细分市场.从 生产角度来看,如此则很难释放出企业的产能,达到产量的最大化.而在钢铁行 业,不实现产能最大,只是一味追求按单生产,追求每一个客户满意,赢得细分 市场,企业内部只会增加生产成本,降低经济效益.所以,如何在生产产能和订 单销售之间达到平衡,既能很好实现产能最大,又能很好实现按单生产,成为每 一个钢铁企业面临的一个关键问题.
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解决上述问题的最好办法是建立产销一体化系统.所谓产销一体化系统,就 是把钢铁企业的生产和销售一体化,由信息化系统来综合平衡,优化设定生产销 售的模式,由信息系统来进行生产计划排程,最终目的是实现企业效益最大化. 宝钢,武钢,鞍钢都先后投资实现了产销一体化系统,实践效果也证明了钢铁企 业产销一体化系统的优越性. 产销一体化系统的关键要依靠 MES 系统来完成, 同时要同 ERP 系统紧密结合 方能解决钢铁企业全部问题.
三,钢铁企业现行产销模式及存在问题
我国中型钢铁企业(1000 万吨以下)数量最多.目前的生产组织模式是分 为以下几个层次: .公司生产计划(PLANNING) :生产计划主要确定大宗原料采购,能源分 配,铁前生产计划,钢后产量计划,设备大中修计划等.生产计划主要是是产能 计划,由生产部,销售部依据市场预测进行制定,有年计划,季计划,月计划, 最终以月计划为执行计划. .钢后生产排程(SCHEDULING) :按照销售订单制定每天钢后(炼钢,轧 钢等)生产排程,并据此组织炼钢,轧钢每天的生产执行,产品入库与发货.销 售签单周期则是旬,月,但生产排程周期则是周,三日,日等滚动执行. .分厂作业执行(EXECUTING) :生产分厂依据生产部下达生产任务排程进 行作业执行.铁前作业按照生产计划执行;钢后作业执行需要根据原料准备情况 以及炼钢,连铸,轧钢工艺约束条件,按照产能最大,成本最低原则进行组炉, 组浇,组轧,排定作业顺序(SEQUENCE) ,下达执行,并对执行实绩(数量/质量) 进行收集. 目前,我国钢铁企业生产管理与执行基本是人工进行.生产部每天组织生产 调度会,协调上述三个层面问题.人工管理存在的问题很突出: 1.产能得不到优化,最大化,生产成本高; 2.存在大量的遗留板(非合同板,10%-30%); 3.日计划兑现率低(30%-95%);

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