太钢实施MES建议书

太钢产销一体化系统 TMETAL实施建议 （初步提要/仅供参考） 北京红河谷自动化发展公司 二 00四年二月十二日 1 目 录 1．前言...................................................................................................................................3 2．产销一体化系统与太钢信息化总体架构 ............................3 2．1 钢铁工业信息化架构.....................................................................................................3 2．2钢铁行业特点和产销一体化的提出 ..............................................................................5 2．3太钢信息化实施架构建议..............................................................................................6 3．太钢产销一体化系统 TMETAL框架与实施建议.....7 3．1 太钢现行产销模式及存在问题 .....................................................................................7 3．2 太钢产销一体化系统 TMETAL框架...........................................................................8 3．3 TMETAL系统硬件设计 ...............................................................................................11 3．4 TMETAL系统实施步骤...............................................................................................12 3．5 TMETAL实施分工与技术路线 ...................................................................................13 3．6 TMETAL产销一体化系统总结 ...................................................................................14 4．合作方式建议与服务提供 ...................................................................14 4．1合作方式建议................................................................................................................14 4．2 红河谷的服务...............................................................................................................15 附件：1。酒钢 MES 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 PP文件（已在酒钢讲演）； 2．济钢三炼钢 WIP设计 PP文件； 3．济钢中厚板 WIP设计 PP文件。 2 1．前言 经过 2004年 2月 9-10日的太钢信息化技术交流，北京红河谷自动化发展公 司已经对太钢生产线及信息化现状和要求有了一个基本概念。特别是太钢新建的 400万吨钢生产线，发展成为世界最大不锈钢生产基地的实施，将对太钢生产管 理信息化系统提出更高要求。基于红河谷公司多年钢铁信息化经验，我们提出我 们对于酒钢产销一体化系统（TMETAL）实施规划和路线的框价建议，以供参考。 详细有待进一步调研才能确定。 2．产销一体化系统与太钢信息化总体架构 2．1 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的 MES制造执 行系统，最底层是面向过程和控制的 PCS过程控制系统。如下图示意： L4：商务/计划 公司级 L3：生产/执行 生产级 L1/L2：过程/控制 过程级 ERP MES PCS 图 1：大型企业信息化体系架构示意 3 对于钢铁联合企业，其由高烧焦球、炼铁、炼钢、轧钢等多分厂（作业线） 联合生产制造，其信息化体系，尤其是MES系统，更为复杂。一般结构如下图 示意： 现代化钢铁工业信息化体系 MES MES MES MES MES MES MES ERP APS GMES 图 2：钢铁企业信息化体系 MES在钢铁企业生产管理信息化架构中起到了重要的作用： 。小MES/实现分厂（作业线）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（计划/排产/物料等管理） 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（作业线）生产效率； 。大MES/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（APS），从而使得全公司产能最大，成本最低，交货最快，实现产销一体化。 4 2．2钢铁行业特点和产销一体化的提出 为什么钢铁企业生产信息化体系如此复杂呢？ 这是钢铁行业生产自身特点复杂性决定的： 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； 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 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 、面向离散行业的的通用 ERP软件无法实现详细 物料需求（只能作主粗计划，Planning）），无法实现每日生产排程（Scheduling）。 而钢铁企业生产是第一位的，生产排程不能完成，就无法实现产销一体化；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 ERP无法得到实 时数据，财务不能核算到生产工序，ERP系统功能难以发挥。 因此对于钢铁企业来说，结论是： 。ERP系统不能实现全公司生产排程（APS），只能由钢铁专门 MES系统来完 成。 。没有 MES系统支持，ERP系统如同空中楼阁，无法发挥应有作用。 图 3：钢铁 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 流程 另一方面，钢铁企业的核心矛盾是产销矛盾。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 5 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。 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。 由于前书原因，钢铁产销一体化系统的实现只能依靠 MES系统来完成，同时 要同其他管理信息系统或 ERP系统紧密结合方能解决钢铁企业全部问题。 2．3太钢信息化实施架构建议 基于前面分析，基于太钢信息化现状，我们认为太钢信息化实施总体架构应 该是下图 4示意，并可以分为三类软件专题： 。ERP系统专题 按照 ERP系统原理，实现太钢管理流程化（采购/销售/财务/生产计划）。实 施技术路线可以基于通用 ERP套件如 SAP套件实施。 。MES系统专题 根据 MES系统原理，实现太钢产销一体化（定单处理/生产排程/作业执行/ 库存管理/质量管理等）。MES实施要逐条线实施，可以总体规划，分步实施；上 同 ERP系统接口，下同过程自动化系统接口。实施技术路线是引进国际先进 MES 平台，结合太钢实际产线开发。 。其他 MIS开发专题 按照 MIS系统开发原理，开发其他辅助性信息系统，如 OA系统、人力管理、 设备管理等以及其他 ERP/MES不能覆盖但又是必须的 MIS系统开发。 6 太钢信息化实施规划架构 MES MES MES MES MES MES MES ERP APS GMES MIS 图 4：太钢信息化实施规划架构 3．太钢产销一体化系统 TMETAL框架与实施建议 3．1 太钢现行产销模式及存在问题 我国象太钢这样的中型钢铁企业（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，由生产指挥中心、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等滚动执行。 。产线作业执行（EXECUTING）：产线依据制造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 7 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，太钢生产管理与执行基本上是制造部人工进行。制造部每天组织生产 调度会，协调上述三个层面问题。组炉组浇组轧在作业线完成。人工管理存在的 问题很突出： 1．产销衔接不紧，产能得不到优化、最大化，生产成本高； 2．存在一定的遗留板（非合同轧制）； 3．日计划兑现率低； 4．人工计划劳动强度大； 对于这些问题，究其原因，主要是由于企业面向市场，产品品种越来越多，批 量越来越小，人工排程周期短，很难作好；同时由于钢铁企业多产线结构，生产一 体化集成度不高，设备/工艺稳定性差，生产变化不能及时反应调度等等造成的。 以上是目前太钢生产组织管理方面的一些主要问题。解决这些问题的办法只 有实施产销一体化系统。 3．2 太钢产销一体化系统 TMETAL框架 太钢经过多年发展，已经形成中国最大的不锈钢生产基地。现有生产线（钢 后）包括：一炼钢/二炼钢/不锈炼钢三个炼钢厂；1549热连轧/硅钢冷轧/不锈 钢冷轧等轧钢厂（中板？？）等生产线。产品形态有热轧卷/冷轧卷/中板等。另 外，太钢新建立 400万吨钢新生产线，钢后包括炼钢厂/热连轧厂/冷轧厂等新生 产线。 太钢的是生产不锈钢的特钢型企业，生产环节复杂，更应该建立产销一体化 系统协调各厂生产排程和物流。根据太钢产线特点，我们提出太钢产销一体化系 统方案 TMETAL。下面简述： A． TMETAL基本设计 8 TMETAL基本思路是： 1。追求产能最大化、成本最小化、订单生产、客户满意的先进生产管理模 式；2。以实现产销一体化为目标，运用国际先进信息系统平台（德国 PSI 公司 MES 平台 PSImetal），实现生产执行一体化集成管理，解决存在的问题，优化 提高生产产能/生产效率/计划兑现率，降低生产成本。 。生产计划（PLANNING）：ERP实现 确定铁前生产任务、钢后生产产量、原燃料需求、能源分配、大中修计划等 （产能计划）。 。生产排程（SCHEDULING/钢后）：MES实现 按照销售定单滚动组织每日炼钢厂/轧钢厂生产与发货（以销定产/快速交货/ 产销一体化）。生产排程包括制造部生产排程和分厂作业排程。 1． 生产组织一体化集成（生产管理/APS）： 强化制造部集成排程与控制职能，由MES信息系统统一进行定单处理（由 客户定单转化为各分厂生产定单），并统一进行钢后生产排程，协调各分厂 物流。生产排程尽可能作到工序（炉次／浇次／坯次／轧次）,时间作到日/ 班/小时/分钟，分厂只设作业执行。如果产线条件不具备，制造部生产排程 也可只排出该分厂生产任务定单；炉次/浇次/轧次交该分厂排定执行。２。 以订单为龙头，按产线特点精细化管理生产（作业管理）： 。冷轧MES：根据 生产定单组织作业排程（轧次），协调退火/酸洗/轧制/平整/剪切/包装等各工段生 产与物流，实现冷轧全线生产管理自动化； 。热轧MES：根据生产定单组织作业排程（轧次），精细化管理轧辊，协 调坯库/加热炉/轧制/冷却/成品库生产，实现热轧全线生产管理自动化。 。炼钢MES：根据生产定单组织炉次/浇次作业排程，协调转炉/精炼/连铸 机生产节奏（炉机匹配），实现炼钢生产管理全线自动化。 9 订单处理 生产排程（钢后/天/班/时） 质量设计 工艺设计 坯库管理 炼钢轧钢分厂作业执行 （炉次浇次轧次作业管理/质量/冶铸轧一体化管制） ? ? ? ? ? ? ? ? 生产计划 生产排程 作业执行 太钢MES：TMETAL产销一体化系统功能架构 需求预测 生产计划（铁前钢后/年/季/月） 原料计划 能源设备 图 5：太钢 TMETAL产销一体化系统功能结构 其中，生产计划部分采用 ERP套件开发实现； 钢后生产排程/作业执行由 MES系统实现（APS/小 MES）； 铁前作业执行可以也可以采用小 MES开发实现。 C：TMETAL系统 IT结构 TMETAL系统 IT实现结构如下： 10 TMETAL系统IT实现结构 APS ERP 高烧焦球 炼钢厂 冷轧厂 热轧厂 生产计划ERP实现 MES ：钢后生产排程与作业执行 ALS WIP 选用德国PSI 的 MES平台， 结合钢铁产线实际，实现生 产一体化集成计划与控制 中板厂 ALS WIP ALS WIP ALS WIP ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 6：TMETAL系统 IT实现结构 其中： APS：实现生产排程，包括定单处理、质量设计、工艺设计、生产排程、库 运管理、生产管制、生产统计等； ALS：实现作业管理，包括炼钢作业管理、轧制作业管理、坯库管理、轧辊 管理、中包管理、质量判定等； WIP：建立分厂 L3 网，将 各 L1/L2 系统完善起来,实现全线生产执行与跟 踪。功能包括：制造命令/制造 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 /质量标准的下达执行；全线产品/计量/质量 的匹配跟踪（按炉送钢）；全线设备状态/库料/物位与移动的监控与跟踪等等。 具体各部分详细功能有待进一步设计。 3．3 TMETAL系统硬件设计 TMETAL产销一体化系统设计属于 L3级自动化系统，需要首先建立各分厂 L3 级计算机网络系统以及相应服务器系统。由于还要实现与 L1/L2级自动化系统的 互连，故 L3级硬件系统要逐分厂来建立。建议硬件系统如下图 7所示意模式建 11 立。同时公司制造部要建立 MES主服务器系统（生产指挥中心）。分厂 L3系统与 公司主服务器系统通过主干网连接。 主干网L4 SiSi SiSi 公司制造部生产指挥中心 作业长 调度室 加热区N 轧制区N 精整区N 成品库 质检 作业长 调度室 转炉区N 精炼区N 连铸区N 坯库 质检 轧钢L3网 炼钢L3网 PC服务器 PC服务器 产销系统硬件结构设计 RAID MES主服务器 其他产线L3网 图 7：太钢 TMETAL产销系统硬件结构 3．4 TMETAL系统实施步骤 本着总体规划、分步实施的原则，TMETAL系统技术方案需要总体设计；但考 虑到太钢产线特点建议分步两期实施： 第一期：开发下列系统，为太钢整体产销一体化系统的实施建立框架和样板。 包括： 。制造部生产排程 APS的实施： 结合公司 ERP项目的实施，开发 TMETAL系统的生产排程 APS功能，为整个 公司产销一体化系统的实施打下框架和基础，同时也为各分厂 MES系统的实施提 出目标； 。建立老线 MES样板: 12 在已有生产线中挑选一个炼钢厂/一个轧钢厂实施分厂 MES系统，建立老线 MES样板，实现老线生产 L1/L2/L3/L4级全线贯通。 。新线结合 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 实施 MES： 由于新线是新上工程，设备先进，自动化水平高，因此均应结合新线建设实 施 L3级自动化系统（MES），如新炼钢 MES/新热轧 MES/新冷轧 MES等。新线 L3 系统的建设要与公司总 ERP/APS系统的建设同时进行，同时要统一设计规划，并 采用相同的 MES平台，才能保证太钢整体产销一体化系统的成功。 第二期：实施其他分厂产线 MES，最终实现全太钢产销一体化。 其他分厂在一期建设时，可以采用信息系统与人工相结合的办法确保生产正 常进行。即制造部 APS只是排出分厂生产任务，时间以天/班为单位，下达分厂 执行；分厂作业执行完毕后，将作业执行结果输入 APS系统，转交 ERP系统。从 而确保公司整体系统的运行。 3．5 TMETAL实施分工与技术路线 TMETAL系统实施是一项复杂的系统工程，技术难度大，实施周期长。建议采 用中外联合的开发实施技术路线，分工如下： 1．APS/ALS部分： 采用德国 PSI先进的 MES平台 PSImetal，中外联合设计开发；建议采用由德 国 PSI总包/红河谷参加的中外结合的开发实施模式。这样，一方面引进了国外 最先进的 MES平台和生产管理技术，又结合中国国情，采用国内相对廉价的人员 成本，从而大大降低了总体投资。 2．WIP部分： 建议由红河谷公司总包开发。红河谷公司熟悉中国钢铁自动化国情，又有济 南钢铁三炼钢/中厚板成功经验，以及与 PSI的无缝接口。 3．L3级计算机网络硬件及数据库部分： 可以是红河谷承包成套；也可以太钢自行负责开发。 4．必要 L1/L2自动化系统完善部分： 可以是红河谷承包成套，也可以太钢自行负责开发。 13 3．6 TMETAL产销一体化系统总结 实现产销一体化，其核心问题就是用 MES 系统实现生产一体化集成。生产 管理一体化的集成，就可以对全公司各分厂的生产过程进行有效计划和控制，内 容到炉次、浇次、坯次、轧次，时间到小时/分钟，并以此进行实时动态调度。 生产一体化集成，就能实现更好的产能优化，更快的生产效率，更短的生产周期。 同时，生产一体化集成，也给销售提供了有力的支持，把生产和销售紧密联系在 一起，实现从销售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；生产厂依据生产计划，基于 MES系统 能及时对合同交付，达到客户满意；同时，在整个大生产计划框架下，又能很好 的实现公司产能的最大化。二者结合起来，把公司的生产与销售提高到一个新的 台阶，最终实现效益最大化。 由于本公司对于太原钢铁公司产线和产品情况没有进行深入调研，故本文只 是对产销一体化系统的一般探讨；太钢生产执行系统详细方案，需要进一步交流 调研后确定。 参考附件： MES与产销一体化讲演 PP文件； 济钢三炼钢 WIP设计 PP文件； 济钢中厚板 WIP设计 PP文件； 4．合作方式建议与服务提供 4．1合作方式建议 信息化项目需要进行总体设计，再分步实施。信息化系统建设是长期的任务， 涉及面广，但又要有强制性的规划，否则很难成功。建议太原钢铁公司首先选择 具有 MES开发实践经验的长期合作伙伴，长期诚信合作；同时，太钢也要组织自 14 己的 MES队伍（如太钢自动化所等）。再共同结合太原钢铁公司实际产线情况进 行方案详细设计，共同进行 MES系统的开发实施。 4．2 红河谷的服务 红河谷公司，作为生产执行系统专业开发公司，可以为太原钢铁公司提供下 列服务： 。提供钢铁产销一体化系统（MES）的详细方案设计和咨询； 。选择适合太原钢铁公司的国外 MES系统开发平台； 。和 PSI一起组织实施太原钢铁公司 MES系统，包括软件设计、软件开发、 安装调试、直到系统投运； 。开发适合中国国情的 WIP层面执行跟踪软件，为国外先进 MES平台运行创 造基础条件。 为了节约投资，也可以培训太原钢铁公司技术人员，与太原钢铁公司技术人 员联合进行上述工作。 15 1．前言 2．产销一体化系统与太钢信息化总体架构 2．1 钢铁工业信息化架构 2．2钢铁行业特点和产销一体化的提出 2．3太钢信息化实施架构建议 3．太钢产销一体化系统TMETAL框架与实施建议 3．1 太钢现行产销模式及存在问题 3．2 太钢产销一体化系统TMETAL框架 3．3 TMETAL系统硬件设计 3．4 TMETAL系统实施步骤 3．5 TMETAL实施分工与技术路线 3．6 TMETAL产销一体化系统总结 4．合作方式建议与服务提供 4．1合作方式建议 4．2 红河谷的服务