1.項目背景
冷軋薄板工程是天鐵集團“十一五”重點項目、天津市首批20項重點工程。該工程一期投資38億建設了1條酸洗—冷軋聯合機組、1條連續熱鍍鋅機組、1條平整機組、1條罩式爐機組、1條重卷機組,年設計產量150萬噸。二期工程與鞍鋼股份公司一起,再投入22億元,建設具有世界先進水平的連續退火機組和電鍍鋅機組,進一步提高產品的附加值。三期工程,準備再投入60億元,建設一條更高標準、更高檔次的汽車用板生產線,三期工程全部完成后,將形成年產300萬噸冷軋板的規模,銷售收入超過200億元,進一步提高市場競爭力。
鞍鋼天鐵公司按照天津市委、市政府構建“高端化、高質化、高新化”產業結構的要求,高起點、高標準規劃冷軋工程。冷軋生產線、鍍鋅生產線的關鍵技術和設備都從國外引進,國內技術和設備也選擇最優秀的廠家。產品定位在高檔汽車用板、家電用板、建筑用板。在實現了裝備水平和技術工藝一流的基礎上,公司領導很早就考慮了管理水平現代化的問題,在一期工程建設的同時配套建設產銷一體化系統,實現從訂貨合同到生產計劃、到制造作業計劃、到制造作業指令、到產品入庫出廠發運的信息化,生產與銷售連成一個整體,質量設計后生產制造,質量控制全程跟蹤,計劃調度和生產控制的有機銜接。目前,產銷一體化系統在國內外鋼鐵企業獲得了廣泛的應用,國內的寶鋼、鞍鋼、武鋼等主要鋼企也陸續建成了該類系統,并獲得的了良好的效益。隨著產銷一體化系統的成熟,目前國內已經出現一批能夠勝任鋼鐵企業管理咨詢和系統實施的機構。鞍鋼天鐵公司在綜合比較了西門子、上海寶信等機構的方案的基礎上,最終選定了上海寶信軟件作為我們的合作和伴,參與產銷一體化系統的建設。
2.系統組成
本技術的應用由硬件系統、網絡通信系統、支撐軟件系統、應用軟件系統。
2.1 硬件系統
硬件系統由服務器、終端機組成;服務器包括數據庫服務器、應用服務器、WEB服務器;終端機包括各個部門的PC機。本技術主要工作是多個服務器負荷平衡、空間合理分配、服務器部署等。
2.2 網絡通信系統
網絡通信系統包括交換機、外網接入、內網訪問等。其主要技術工作是網絡內外物理分離,防火墻系統設計等。
2.3 支撐軟件系統
支撐軟件系統包括操作系統、數據庫系統、中間件系統。主要技術是如何高效、合理的調度業務應用,提高系統性能等。
2.4 應用軟件系統
應用軟件部分是產銷一體化系統的核心,是管控一體的綜合自動化系統,徹底打通了從生產到銷售的主線,從訂貨合同到生產計劃到作業計劃到出廠計劃的關鍵路徑,集成質量管理和財務管理,業務涵蓋了鞍鋼天鐵冷軋生產中的銷售管理、質量設計、計劃排產、物料跟蹤、合同跟蹤、實績收集、倉庫管理、軋輥管理、出廠管理及成本核算等,完全滿足了企業細分市場、按照合同組織生產、管控一體、三流同步的要求,是企業實現一貫質量管理、一貫計劃管理、一貫材料管理以及整個合同生命周期的(實時)動態跟蹤,縮短成品出廠周期以及生產周期,加快貨款回收,提高產品質量和檔次的重要保證。
3.項目介紹
鞍鋼天鐵冷軋產銷一體化系統屬于天鐵冷軋廠全廠性的業務管理系統,是以MES(制造執行系統)為核心的綜合自動化系統,它對外與天鐵集團公司ERP管理系統交換信息(預留接口),對內下連鞍鋼天鐵冷軋廠各機組二級計算機系統。管理了從熱卷入原料庫開始、一直到最終冷軋成品發貨出廠期間所發生的物流、資金流和信息流,涉及了銷售、生產、質量、倉庫、出廠和成本等業務活動,生產管理覆蓋了的酸軋、罩式退火、平整、1#熱鍍鋅、重卷機組、并預留硅鋼、彩涂、2#鍍鋅及熱軋酸洗等產線,管理的庫區有熱卷庫(原料庫)、各中間庫、成品庫;其它涉及的工藝環節包括酸再生、檢化驗室、磨輥間、汽車衡等。本系統的成功實施將為企業提供一個生產組織實現高效管理的重要平臺。
3.1 系統體系結構
隨著信息技術、網絡技術的飛速發展,企業管理對信息化的需求也不斷地擴大,相繼提出了建立企業ERP(EntERPrise Resource Planning 即企業資源規劃)系統和MES(Manufacturing Execution System即制造執行系統)的概念,將市場、供應商和合作伙伴的相關業務和企業內部的生產、質量控制等都納入了企業管理的范疇。國際、國內的主要鋼鐵企業,如,美鋼聯、新日鐵、寶鋼、本鋼浦項等,在信息化建設的的過程中,逐漸形成了以ERP+MES+PCS為體系結構的企業信息系統。
ERP(企業資源計劃)系統主要包括銷售、采購、設備、財務、運輸、OA、人力資源等管理系統,還可以由此出發建立數據分析、數據倉庫等決策支持系統。其作用主要是根據企業的人、財、物各種資源的狀況和產、供、銷各個環節的信息,對生產進行合理有效的計劃、組織,使生產經營活動協調有序地進行,并對企業的戰略計劃進行決策。
MES(制造執行系統)包括生產管理、制造標準管理、作業計劃編制、生產指令生成及下達、質量設計、質量管理與質量跟蹤、物料跟蹤、生產實績收集及生產統計、倉庫管理和生產成本的實時控制、生產設備運行狀況監視等功能。其主要作用是根據ERP系統下達的銷售合同,通過合同計劃、質量設計、生產調度、生產統計、成本控制、物料平衡和能源管理過程組織生產,并將信息加以采集、傳遞和加工處理,及時呈報ERP系統。最后達到上下連通現場控制設備與企業管理平臺,實現ERP與PCS間數據的無縫連接與共享。前后貫通所有產線,實現生產全過程的一體化產品與質量設計;計劃與物流調度;現場的生產、質量的控制與管理的目的。
PCS(過程控制系統)系統包括整個生產線的過程控制和單體設備基礎自動化兩個部分。其主要作用是根據MES下達的生產指令進行各工序的過程控制,設定各種設備的具體動作參數,進行各種模型計算和控制計算,同時收集執行過程中的實績數據上傳MES和ERP系統。
根據當今先進國家流程行業信息化建設的理論和實踐經驗,結合鞍鋼天鐵冷軋的具有完善的L1/L2的實際情況,鞍鋼天鐵冷軋計算機系統的建設在邏輯上可以設置為三層體系。
·鞍鋼天鐵冷軋產銷一體化管理系統(L3:MES+ERP);
·鞍鋼天鐵冷軋的過程控制系統(L2:PCS);
·鞍鋼天鐵冷軋的基礎自動化系統(L1:BAS)。
根據天鐵冷軋信息化規模,產銷系統以MES為核心,向上拓展到ERP系統的主要功能,其功能覆蓋鞍鋼天鐵冷軋的物流、資金流和信息流的業務管理,是鞍鋼天鐵冷軋信息化系統的基石。
鞍鋼天鐵冷軋產銷一體化系統的體系結構如下圖所示:
與鞍鋼天鐵冷軋產銷系統通信的相關管理系統有:
1)天鐵冶金集團有限公司ERP管理系統
2)熱軋L3系統
3)金稅系統
4)用友財務系統
5)物料采購系統
與鞍鋼天鐵冷軋產銷系統通信的下位機系統(L2)有:
1)酸洗軋機L2系統
2)罩式爐退火L2系統
3)平整L2系統
4)1#熱鍍鋅L2系統
5)2#熱鍍鋅L2系統(預留)
6)1#彩涂機組L2系統(預留)
7)2#彩涂機組L2系統(預留)
8)1#重卷機組L2系統
9)磨輥間計算機系統
10)檢化驗L2系統
11)2#重卷機組L2系統(預留)
12)連退機組L2系統(預留)
13)電鍍鋅機組L2系統(預留)
14)公輔能源控制中心(預留)
15)硅鋼機組L2系統(預留)
16)熱軋酸洗機組L2系統(預留)
17)計量稱重系統
以上外部系統的都是直接和產銷系統進行通信連接與數據交換,若某些系統無法滿足接口需求,可以在產銷系統上人工畫面輸入生產實績,以保證數據的完整性和準確性。
3.2 功能特點
產銷一體化系統采用了基于過程和時間的一體化集成技術、基于敏捷制造的一體化集成技術和基于構件化設計的軟件開發技術,使系統更具適用性、靈活性和有效性。
同時,系統在具體實現上,具有以下功能特點:
1)ERP與MES集成,實現管理統一
鞍鋼天鐵整體產銷系統集成了公司部分ERP管理功能和全部的MES功能。這種相結合的功能設計,提供了調度統一、標準集中管理的平臺,酸軋、鍍鋅等各產線的標準、工藝參數以一致的界面展示,為各相關部門推進標準管理提供便利,使公司“按工序推行標準成本管理”的思想得以貫徹實施。
統一的系統環境,大大減少了一體化計劃設計與實施的難度,計劃調整功能在產銷系統進行合理分配,可以應對復雜的現場情況,適應不同的生產要求。
2)以用戶為中心的設計思想
產銷系統的設計充分考慮了目前日益激烈的市場競爭,盡可能從用戶的角度來思考問題。在合同訂立上,有期貨、現貨、統貨等方式,分別適應不同的用戶需求。預合同的設計可在一定程度上進行市場預測,以指導生產管理。在合同實際執行過程中,可根據交貨期和用戶期望程度,編制合同計劃。轉用充當等手段,可靈活地調節各合同的執行進度,以適應市場情況變化。在現貨、統貨合同的管理上,充分考慮到現場情況,紅沖、返品入庫等功能的實現,加強現場控制,減少用戶質量異議。
產銷系統也可直接在網上查詢合同執行、資金分配、質保書等信息。高度整合、實時動態的整體產銷系統真正體現了以用戶服務為中心的管理理念。
3)全方位財務控制
在集成的系統架構中,財務管理作為整體產銷的子模塊之一,能實時收集現場物流、資金流變動的信息,及時入帳,并保持帳實一致。成本管理模塊,秉承“按工序推進標準成本”的管理思路,按月收集各工序的原輔材料消耗信息,指導現場改進管理,也為耗材結算提供基礎。
財務模塊的計產點、計產原則統一,公司級的實物、帳務收發存數據高度一致。
應收賬款一直是企業財務管理的難題,在整體產銷系統的設計中,充分考慮了這個問題。在用戶訂貨時,付款方式和付款比例共同控制,保證有一定的預付款項;在產品準發、出廠、結算等各個環節,按照實際付款進行操作,最大程度地控制應收賬款產生,實現全方位的資金控制。
4)模型化的質量管理
產品的質量設計,通過PSC、MSC和APN指示產品在每一個生產工序所需要遵循的要求。
軋鋼品質判定模型,根據相關產品制造標準中指定的項目,以各過程機上傳的實績比對不同項目的上下限,并根據偏差值表的要求,自動確定該產品軋鋼的質量是否合格,業務人員對實物進行檢查后,還可更改系統判定結果。
產銷系統接收到軋制實績和精整實績后,根據產品尺寸、凸度、平坦度等信息,自動進行管理封鎖、表面封鎖、質量封鎖、脫合同等相應處理,業務人員可根據不同的質量缺陷,下達對應的返修指令。
冷軋質量判定模型的計算機化,使判定流程更為嚴密,減少人為錯誤,加速物流流動。
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