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文檔簡介

1、柴天佑柴天佑?xùn)|北大學(xué)國家冶金自動化工程技術(shù)研究中心信息化是提高企業(yè)知識生產(chǎn)力的最有效的工具信息化是提高企業(yè)知識生產(chǎn)力的最有效的工具 現(xiàn)代管理之父杜拉克指出現(xiàn)代管理之父杜拉克指出:“知識生產(chǎn)力將日知識生產(chǎn)力將日益成為一個國家、一個產(chǎn)業(yè)、一家公司的競爭實益成為一個國家、一個產(chǎn)業(yè)、一家公司的競爭實力的決定性因素力的決定性因素”,“無論什么傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),之所無論什么傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),之所以能發(fā)展壯大,就是因為它們圍繞知識和信息進以能發(fā)展壯大,就是因為它們圍繞知識和信息進行了重組。行了重組。” 采用信息化的手段采用信息化的手段,圍繞著生產(chǎn)過程的信息和圍繞著生產(chǎn)過程的信息和知識對生產(chǎn)過程進行重組知識對生產(chǎn)過程進行重組

2、,將優(yōu)秀的生產(chǎn)與操作經(jīng)將優(yōu)秀的生產(chǎn)與操作經(jīng)驗、專有技術(shù)和知識提煉和融合到上述軟件系統(tǒng)驗、專有技術(shù)和知識提煉和融合到上述軟件系統(tǒng)中去,極大地提高生產(chǎn)力。中去,極大地提高生產(chǎn)力。金字塔型組織金字塔型組織 扁平化組織結(jié)構(gòu)扁平化組織結(jié)構(gòu)管理組織層次管理組織層次金字塔型組織:金字塔型組織:生產(chǎn)制造過程董事會總經(jīng)理生產(chǎn)副總生產(chǎn)班工人生產(chǎn)部生產(chǎn)廠生產(chǎn)車間扁平化扁平化組織結(jié)構(gòu):組織結(jié)構(gòu):總經(jīng)理總經(jīng)理生產(chǎn)制造過程生產(chǎn)制造過程生產(chǎn)指揮中心生產(chǎn)指揮中心信息化才能實現(xiàn)企業(yè)扁平化管理信息化才能實現(xiàn)企業(yè)扁平化管理經(jīng)營決策經(jīng)營決策企業(yè)管理企業(yè)管理生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)調(diào)度過程優(yōu)化過程優(yōu)化過程控制過程控制Purdue 模型模型BPS(

3、Business Planning System)PCS(Process Control System)MES (Manufacturing Execution System)BPS/MES/PC S結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 韓國浦項鋼廠 浦項董事長劉常夫認為: 21世紀信息管理將成為浦項生存與發(fā)展的關(guān)鍵,建立生產(chǎn)指揮中心: 新產(chǎn)品開發(fā)周期由4年縮短到1.5年; 交貨期由20-30天縮短到7天; 客戶產(chǎn)品庫存天數(shù)由30天縮短到24天以下; 月決算時間由6天縮短到1天; 標準成本計算時間由35天縮短到3天; 庫存原料周轉(zhuǎn)率由8.7次增加到12次。 1998年銷售額達92億美元,凈利潤9.297億美元, 粗鋼產(chǎn)量

4、2560萬噸,職工19300人,產(chǎn)量、人均產(chǎn)量均列世界前茅。 遼寧省排山樓金礦遼寧省排山樓金礦 :黃黃金回收率提高金回收率提高1 1以上;生以上;生產(chǎn)能力由產(chǎn)能力由12001200噸日提高噸日提高到到20002000噸日,剝采比由噸日,剝采比由1010:1 1降低到降低到6.56.5:1 1,選礦,選礦成本由成本由73.0373.03元噸降為元噸降為3737元噸,采礦成本由元噸,采礦成本由5757元元噸降為噸降為4343元噸,人均元噸,人均勞動生產(chǎn)率勞動生產(chǎn)率7575萬元,是同萬元,是同類企業(yè)的平均水平的類企業(yè)的平均水平的1717倍。倍。( (圖一所示圖一所示) ) 圖一圖一 排山樓金礦排山樓

5、金礦據(jù)美國ARC公司調(diào)查,基于三級結(jié)構(gòu)的MES可獲得效益為:質(zhì)量提高19.2%,勞動生產(chǎn)率提高13.5%,產(chǎn)量提高11.5%.歐洲鋼鐵工業(yè)技術(shù)發(fā)展指南指出:歐洲鋼鐵工業(yè)技術(shù)發(fā)展指南指出:“對于對于降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少環(huán)境降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少環(huán)境污染和資源消耗只能通過全流程自動控制污染和資源消耗只能通過全流程自動控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計來實現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計來實現(xiàn)”。 (Charbonnier (Charbonnier etet alal.1999).1999)綜合生產(chǎn)指標的分解綜合生產(chǎn)指標的分解企企 業(yè)業(yè)工工 廠廠單單 元元工作站工作站車車 間間設(shè)設(shè) 備備計計 劃劃執(zhí)執(zhí) 行行控

6、控 制制(a)多級遞階)多級遞階(b)分布式)分布式縱縱向向集集成成縱縱橫橫向向綜綜合合集集成成“零部件零部件1車間車間零部件零部件2車間車間零部件零部件n車間車間零部件零部件車間車間市場市場供應(yīng)供應(yīng)后勤后勤保障保障設(shè)計設(shè)計組裝組裝車間車間企業(yè)組織企業(yè)組織模式模式零部件零部件1廠廠零部件零部件2廠廠零部件廠零部件廠n零部件廠零部件廠設(shè)計設(shè)計集成集成外部企業(yè)協(xié)作外部企業(yè)協(xié)作市場市場供應(yīng)供應(yīng)后勤后勤保障保障核心零核心零件制造件制造企業(yè)核心技術(shù)企業(yè)核心技術(shù) q 韓國造船業(yè)發(fā)展縱向比較: 1、調(diào)度和協(xié)調(diào)復(fù)雜調(diào)度和協(xié)調(diào)復(fù)雜 產(chǎn)品部件多產(chǎn)品部件多,可以獨立加工可以獨立加工,生產(chǎn)流程能夠并行、異步進行生產(chǎn)流

7、程能夠并行、異步進行;對于對于某一產(chǎn)品常有多種實現(xiàn)路徑可供選擇某一產(chǎn)品常有多種實現(xiàn)路徑可供選擇,設(shè)備功能冗余度大設(shè)備功能冗余度大,因此,因此增加增加了調(diào)度和協(xié)調(diào)的復(fù)雜性。了調(diào)度和協(xié)調(diào)的復(fù)雜性。 2、資源管理復(fù)雜資源管理復(fù)雜 由于每個操作可能涉及不同的物料、設(shè)備、工具及文檔等資源由于每個操作可能涉及不同的物料、設(shè)備、工具及文檔等資源,這些這些資源離散地分布在企業(yè)中資源離散地分布在企業(yè)中,因此在異步、并發(fā)的離散流程中資源管理因此在異步、并發(fā)的離散流程中資源管理復(fù)雜。復(fù)雜。 3、控制量相互獨立控制量相互獨立、流程切換代價小流程切換代價小 產(chǎn)品生產(chǎn)主要通過位移、角度等作為控制量進行物理加工產(chǎn)品生產(chǎn)主要

8、通過位移、角度等作為控制量進行物理加工,設(shè)備控設(shè)備控制參數(shù)由設(shè)計決定制參數(shù)由設(shè)計決定,不受物料物性影響不受物料物性影響,設(shè)備間獨立性強。流程切換設(shè)備間獨立性強。流程切換不存在象連續(xù)工業(yè)那樣復(fù)雜的啟停和清洗過程不存在象連續(xù)工業(yè)那樣復(fù)雜的啟停和清洗過程,主要是加工程序的上主要是加工程序的上載和刀具的更換載和刀具的更換,所以切換代價較小。所以切換代價較小。 4、勞力密集型、自動化水平相對較低勞力密集型、自動化水平相對較低 離散制造業(yè)企業(yè)由于是離散加工,產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率很大程度依賴離散制造業(yè)企業(yè)由于是離散加工,產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率很大程度依賴于工人的技術(shù)水平,自動化主要在單元級,例如數(shù)控機床、柔性制造

9、于工人的技術(shù)水平,自動化主要在單元級,例如數(shù)控機床、柔性制造系統(tǒng)等,因此系統(tǒng)等,因此,離散制造業(yè)是一個人員密集型行業(yè),自動化水平相對較離散制造業(yè)是一個人員密集型行業(yè),自動化水平相對較低。低。 人人 先進技術(shù)先進技術(shù) 服務(wù)型工廠服務(wù)生產(chǎn)服務(wù)生產(chǎn)環(huán)保型工廠資源再生資源再生創(chuàng)造型工廠先進技術(shù)生產(chǎn)先進技術(shù)生產(chǎn)自動化工廠基礎(chǔ)產(chǎn)品生產(chǎn)基礎(chǔ)產(chǎn)品生產(chǎn)信息信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)生產(chǎn)生產(chǎn) 應(yīng)用應(yīng)用 應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用技術(shù) 成熟技術(shù)成熟技術(shù)環(huán)境技術(shù)環(huán)境技術(shù)機器機器以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的先進制造技術(shù)結(jié)構(gòu)以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的先進制造技術(shù)結(jié)構(gòu)制造過程數(shù)字化、自動化、制造過程數(shù)字化、自動化、虛擬化、智能化虛擬化、智能化生產(chǎn)生產(chǎn)過程數(shù)字化

10、、自動化、過程數(shù)字化、自動化、虛擬化、智能化虛擬化、智能化管理數(shù)字化與智能決策管理數(shù)字化與智能決策設(shè)計數(shù)字化、協(xié)同化、虛擬化、智能化設(shè)計數(shù)字化、協(xié)同化、虛擬化、智能化企業(yè)數(shù)字化與智能化集成支撐系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫計算機網(wǎng)絡(luò)企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MES)生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)(PCS)ERP層層PCS層層MES層層企業(yè)管控一體化系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框架示意圖企業(yè)管控一體化系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框架示意圖運輸綜合查詢與輔助決策應(yīng)付帳款應(yīng)收帳款檔案管理項目投資固定資產(chǎn)備品備件質(zhì)檢生 產(chǎn) 調(diào) 度能源管理設(shè)備運行安全管理生 產(chǎn) 過 程 信 息 處 理 系 統(tǒng)原料庫房產(chǎn)品庫房財務(wù)管理生產(chǎn)動態(tài)成本控制生產(chǎn)統(tǒng)計計量溶出DCS

11、母液蒸發(fā)DCS赤 泥 洗滌DCS種分DCS焙燒DCS其他DCS關(guān)關(guān)系系數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫庫系系統(tǒng)統(tǒng)實實時時數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫庫系系統(tǒng)統(tǒng)供應(yīng)管理銷售管理人力資源辦公自動化能源計劃生產(chǎn)成本計劃生產(chǎn)計劃運輸質(zhì)檢計量 計計算算機機網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)系系統(tǒng)統(tǒng)大修計劃綜 合 計 劃 管 理生產(chǎn)管理綜合統(tǒng)計選礦DCS過程PLC計量數(shù)據(jù)采集q 生產(chǎn)過程管理系統(tǒng)生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)計算機支撐系統(tǒng)計劃管理生產(chǎn)作業(yè)計劃物料計劃能源計劃生產(chǎn)成本計劃生產(chǎn)統(tǒng)計生產(chǎn)調(diào)度物料控制與管理能源管理生產(chǎn)成本控制與管理生產(chǎn)執(zhí)行設(shè)備管理綜合信息查詢與輔助決策質(zhì)量管理生 產(chǎn) 過 程 信 息 處 理 系 統(tǒng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)(MES)生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)過程自動化

12、子系統(tǒng)智能優(yōu)化控制系統(tǒng)過程自動化子系統(tǒng)過程自動化子系統(tǒng)生產(chǎn)過程集成自動化系統(tǒng)生產(chǎn)過程集成自動化系統(tǒng)流程工業(yè)生產(chǎn)過程流程工業(yè)生產(chǎn)過程 關(guān)關(guān) 系系 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 庫庫 計計 算算 機機 網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 系系 統(tǒng)統(tǒng)原料原料產(chǎn)品產(chǎn)品多媒體監(jiān)控系統(tǒng) 實實 時時 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 庫庫過程自動化子系統(tǒng)過程過程綜合綜合自動化自動化系統(tǒng)系統(tǒng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)計算機支撐系統(tǒng)計算機支撐系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)生產(chǎn)計劃生產(chǎn)計劃生產(chǎn)執(zhí)行生產(chǎn)執(zhí)行過程控制子系統(tǒng)過程控制子系統(tǒng)過程控制子系統(tǒng)過程控制子系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫關(guān)系數(shù)據(jù)庫關(guān)系數(shù)據(jù)庫計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)統(tǒng)計生產(chǎn)統(tǒng)計生產(chǎn)計劃管理生產(chǎn)計劃管理生產(chǎn)統(tǒng)計生產(chǎn)統(tǒng)計生產(chǎn)分

13、析生產(chǎn)分析物料平衡物料平衡生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)信息管理生產(chǎn)信息管理調(diào)度執(zhí)行調(diào)度執(zhí)行日常數(shù)據(jù)采集日常數(shù)據(jù)采集生產(chǎn)報告生產(chǎn)報告設(shè)備管理設(shè)備管理設(shè)備文件設(shè)備文件設(shè)備操作信息收集設(shè)備操作信息收集設(shè)備操作設(shè)備操作設(shè)備維護設(shè)備維護物料管理物料管理固定資產(chǎn)固定資產(chǎn)質(zhì)量管理質(zhì)量管理質(zhì)量信息管理質(zhì)量信息管理質(zhì)量索引統(tǒng)計質(zhì)量索引統(tǒng)計質(zhì)量統(tǒng)計質(zhì)量統(tǒng)計質(zhì)量分析質(zhì)量分析綜合查詢與決策綜合查詢與決策調(diào)度信息調(diào)度信息計劃和統(tǒng)計信息計劃和統(tǒng)計信息能量信息能量信息動態(tài)成本控制信息動態(tài)成本控制信息質(zhì)量控制信息質(zhì)量控制信息設(shè)備管理信息設(shè)備管理信息決策支持決策支持生產(chǎn)生產(chǎn)執(zhí)行執(zhí)行系統(tǒng)系統(tǒng)生產(chǎn)生產(chǎn)計劃計劃系統(tǒng)系統(tǒng)能源計劃能源計劃能源信

14、息管理能源信息管理能源消耗數(shù)據(jù)收集能源消耗數(shù)據(jù)收集能源消耗數(shù)據(jù)分析能源消耗數(shù)據(jù)分析能源設(shè)備管理能源設(shè)備管理生產(chǎn)作業(yè)計劃生產(chǎn)作業(yè)計劃生產(chǎn)計劃管理生產(chǎn)計劃管理生產(chǎn)統(tǒng)計生產(chǎn)統(tǒng)計生產(chǎn)分析生產(chǎn)分析物料平衡物料平衡生產(chǎn)成本計劃生產(chǎn)成本計劃成本計劃成本計劃成本核算成本核算成本監(jiān)控成本監(jiān)控成本分析成本分析成本控制成本控制物料計劃物料計劃物料采購物料采購物料統(tǒng)計物料統(tǒng)計物料跟蹤物料跟蹤物料分析物料分析產(chǎn)量質(zhì)量成本消耗礦石處理礦石處理: 99臺臺: 振動篩、皮帶運輸與卷揚系統(tǒng)等振動篩、皮帶運輸與卷揚系統(tǒng)等豎爐焙燒豎爐焙燒: 242臺臺: 22豎爐豎爐, 4 干選機等干選機等 磨礦磨礦: 115臺臺: 15球磨機球

15、磨機, 8分級機分級機, 7 旋流器等旋流器等強磁選強磁選: 55臺臺: 25 磁選機等磁選機等弱磁選弱磁選: 脫水脫水:4 臺脫水槽臺脫水槽 磁選磁選: 30臺臺: 14 磁選機等磁選機等濃縮濃縮: 146臺臺: 5 濃縮大井等濃縮大井等圖5 綜合自動化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)Panoramic view of the FactoryMonitoring view of raw ores processingOperation panel ofraw ores processing Panoramic view of twenty-two roasters Monitoring view of sha

16、ft roasterMonitoring view of operation parameters Operation panel of control system Monitoring view of milling process Operation panel of control systemOperation panel of Magnetic dressing process Monitoring view of condensing process Operation panel of condensing processmanagement panel of optimal

17、control system of roasting Input of conditions Results of optimisationmanagement panel of optimal control system of milling Input of conditions Results of optimisationY1W1W2Y2U1W3Y3U2W4Y4U3q集成制造系統(tǒng)是實現(xiàn)設(shè)計、制造、管理一集成制造系統(tǒng)是實現(xiàn)設(shè)計、制造、管理一 體化系統(tǒng)的基礎(chǔ)體化系統(tǒng)的基礎(chǔ) q計算機集成制造系統(tǒng)計算機集成制造系統(tǒng)(Computer Integrated Manufacturing Syst

18、emsComputer Integrated Manufacturing Systems,CIMSCIMS)q現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)( Contemporary Integrated Manufacturing SystemsContemporary Integrated Manufacturing Systems,CIMS CIMS )控制系統(tǒng)計劃系統(tǒng)接口訂單管理意外事件管理數(shù)據(jù)采集物料輸運管理物料跟蹤管理工作站管理質(zhì)量保障統(tǒng)計過程控制操作者管理維護管理供應(yīng)商管理產(chǎn)品跟蹤文檔/產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理過程數(shù)據(jù)/性能分析生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)生產(chǎn)計劃系統(tǒng)數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)q計算機輔助設(shè)計 (Compute

19、r Aided Design, CAD) q產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 (Product Data Management ,PDM ) q主導(dǎo)生產(chǎn)計劃(Master Production Schedule )q物料需求計劃( Material Requirements Planning)q能力需求計劃( Capacity Requirement Planning)q車間場地控制( Shop Floor Control)q采購( Purchasing)q物料控制( Inventory Control )q產(chǎn)品數(shù)據(jù)( Product Data )q費用賬目( Cost Accounting )q訂單管理(Wor

20、k Order Management )q工作站管理( Workstation Management )q物料跟蹤管理( Inventory Tracking and Management )q物料輸運管理( Material Movement Management )q數(shù)據(jù)采集( Data Collection )q意外事件管理( Exception Management)q維護管理功能( Maintenance Management function)q操作者管理( Time and Attendance function)q統(tǒng)計過程控制功能( Statistical Process Control functi

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