西門子鋼鐵行業(yè)mes解決方案

西門子鋼鐵行業(yè)mes解決方案西門子鋼鐵行業(yè)mes解決方案西門子鋼鐵行業(yè)mes解決方案資料僅供參考文件編號：2022年4月西門子鋼鐵行業(yè)mes解決方案版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：應(yīng)用MES（生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)），對工廠進(jìn)行整體優(yōu)化摘要：中國加入WTO以后,中國的鋼鐵工業(yè)面臨諸多挑戰(zhàn),如更加靈活的生產(chǎn),更苛刻的質(zhì)量要求以及具備競爭力的成本。這些目標(biāo)只有通過投資具有成本效益的生產(chǎn)線，使用最新的科技才能夠達(dá)到。目前，獨(dú)立的生產(chǎn)線的自動(dòng)化水平和優(yōu)化程度已經(jīng)很高，進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)的空間非常有限。而ERP（企業(yè)資源策劃）系統(tǒng)僅局限于總體生產(chǎn)計(jì)劃的編制，并沒有考慮設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)和生產(chǎn)線的工藝約束。因而現(xiàn)代化的工廠需要通過使用最新技術(shù)，聯(lián)合多個(gè)獨(dú)立的生產(chǎn)線組成一個(gè)優(yōu)化的生產(chǎn)鏈并連接基礎(chǔ)自動(dòng)化級,過程級與管理級。根據(jù)MESA（制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會）的定義，MES是對從下達(dá)訂單到生產(chǎn)出最終成品的生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化的信息系統(tǒng)。本文詳細(xì)描述了鋼鐵工業(yè)MES系統(tǒng)的不同功能模塊和典型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。通過分析一個(gè)具有成熟功能的實(shí)際案例，揭示了MES系統(tǒng)為工廠的所有者帶來的效益。

正文MES系統(tǒng)是企業(yè)信息化建設(shè)的重要組成部分中國加入世界貿(mào)易組織后，中國的鋼鐵工業(yè)正在面臨幾個(gè)主要的挑戰(zhàn)；它們是：更為靈活的生產(chǎn)鋼鐵工業(yè)的客戶期望在定單執(zhí)行、定單修改方面有更大的靈活性，同時(shí)縮短和保證交貨時(shí)間。產(chǎn)品質(zhì)量方面的更高要求對于所有客戶的復(fù)雜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，卓越的產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)成功的關(guān)鍵因素。同時(shí)，國際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求詳細(xì)而完整的產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量文檔。具有競爭力的成本定位具有競爭力的價(jià)位是能夠在國際化的鋼鐵市場中生存的重要因素。這必須通過以提高生產(chǎn)率，設(shè)備作業(yè)率為手段，提高產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益才能夠達(dá)到。所有這些目標(biāo)，只有通過投資具有經(jīng)濟(jì)效益的生產(chǎn)線并使用最新科技才能夠?qū)崿F(xiàn)。目前，獨(dú)立的生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度和優(yōu)化水平已經(jīng)很高，進(jìn)一步改進(jìn)的空間非常有限。另一方面，ERP（企業(yè)資源策劃）系統(tǒng)局限于總體生產(chǎn)計(jì)劃的編排，而沒有考慮設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和生產(chǎn)線的工藝約束。因而現(xiàn)代化的工廠需要現(xiàn)代科技作為企業(yè)信息化建設(shè)的重要組成部分，聯(lián)合多個(gè)獨(dú)立的生產(chǎn)線構(gòu)成生產(chǎn)鏈（水平集成），并連接生產(chǎn)層與管理層（垂直集成）。完成這項(xiàng)特定任務(wù)的系統(tǒng)稱為MES系統(tǒng)（制造執(zhí)行系統(tǒng)）。根據(jù)MESA（制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會）的定義，MES是對從下達(dá)訂單到生產(chǎn)出最終成品的生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化的信息系統(tǒng)。

圖（1）信息的水平集成與垂直集成圖（2）MES系統(tǒng)在企業(yè)信息化建設(shè)的重要地位：

用于冶金企業(yè)的MES功能作為企業(yè)信息建設(shè)的重要組成部分，MES系統(tǒng)包含多種不同的功能。功能的取舍，取決于特定的工廠環(huán)境以及所期望的效益。圖（3）MES系統(tǒng)功能概貌備注：這是根據(jù)MESA模型建立的MES功能說明1至11。MES功能1－資源分配這項(xiàng)功能管理各種資源，包括機(jī)器、工具、勞動(dòng)力技能、材料、氣體設(shè)備，以及其它各項(xiàng)內(nèi)容，如開始操作時(shí)必須提供的文件。它提供詳細(xì)的資源歷史，保證設(shè)備的正確設(shè)置，并提供實(shí)時(shí)的設(shè)備狀況。這些資源的管理包括資源的保存和調(diào)度，以滿足操作時(shí)間安排方面的目標(biāo)。MES功能2－操作/詳細(xì)排產(chǎn)這項(xiàng)功能根據(jù)與具體生產(chǎn)單位的優(yōu)先級、屬性、特征和/或配方，在操作中對生產(chǎn)順序，如顏色排序的形態(tài)或其它特征進(jìn)行優(yōu)化，從而可以通過正確的順序，使對設(shè)備的調(diào)整降低到最小。系統(tǒng)限制和識別生產(chǎn)路徑并考慮生產(chǎn)的重疊性與并行性，從而計(jì)算出精確的時(shí)間和設(shè)備負(fù)載并對生產(chǎn)調(diào)度進(jìn)行調(diào)整。MES功能3：分配生產(chǎn)單元系統(tǒng)以任務(wù)，訂單，爐次，批次以及生產(chǎn)指令對生產(chǎn)物流進(jìn)行管理。調(diào)度信息以生產(chǎn)序列的形式呈現(xiàn)并依據(jù)生產(chǎn)實(shí)績進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。MES有能力改變以下達(dá)的計(jì)劃，重新生產(chǎn)，補(bǔ)救生產(chǎn)以及通過緩沖區(qū)管理來實(shí)時(shí)控制生產(chǎn)線負(fù)載。MES功能4－文件控制這項(xiàng)功能可以控制生產(chǎn)單位必須維護(hù)的記錄/表格，包括工作指示、配方、圖紙、標(biāo)準(zhǔn)操作程序、零件加工程序、批量產(chǎn)品記錄、工程設(shè)計(jì)變動(dòng)通知、班次間的通訊，以及編輯“按計(jì)劃角度”和“按制造角度”的信息。它對操作現(xiàn)場下達(dá)指示，包括向操作人員提供數(shù)據(jù)，或向設(shè)備控制裝置提供配方。它還將包括環(huán)境、健康和安全條例的控制和完整性，以及ISO信息，如糾正措施程序。歷史數(shù)據(jù)的存儲。MES功能5－數(shù)據(jù)采集這項(xiàng)功能提供一個(gè)接口鏈接，用來獲取中間產(chǎn)品和參數(shù)數(shù)據(jù)，填寫在生產(chǎn)單位的表格和記錄中。這些數(shù)據(jù)既可以從工廠現(xiàn)場進(jìn)行人工收集，也可以從設(shè)備中自動(dòng)收集，并保證數(shù)據(jù)的及時(shí)更新。MES功能6－勞動(dòng)力管理該功能提供工廠員工情況的實(shí)時(shí)報(bào)道。包括記錄員工的考勤情況及時(shí)間、資格跟蹤，而且可以記錄員工的非直接工作，如材料準(zhǔn)備、工具間工作等。這些都可以作為動(dòng)態(tài)成本核算的依據(jù)。該功能可以與資源分配軟件（1）協(xié)同工作，以達(dá)到最佳的人力資源分配。MES功能7－質(zhì)量管理 系統(tǒng)從生產(chǎn)過程采集實(shí)時(shí)測量信息，并對其進(jìn)行分析以確保嚴(yán)格的產(chǎn)品質(zhì)量控制，同時(shí)鑒別潛在的質(zhì)量問題。系統(tǒng)可以提示問題糾正方案，包括相關(guān)現(xiàn)象，行為以及原因的診斷。同時(shí)可以包括SPC/SQC以及對實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（LIMS）中的離線質(zhì)量檢驗(yàn)和分析進(jìn)行跟蹤和管理等功能。MES功能8－生產(chǎn)管理對生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)控并自動(dòng)糾正或提示操作員糾正生產(chǎn)中存在的問題以改善生產(chǎn)線的在調(diào)節(jié)性。這些調(diào)節(jié)重點(diǎn)著眼于受監(jiān)視和控制的設(shè)備，并逐次跟蹤。系統(tǒng)可以管理報(bào)警以確保工廠人員了解可能導(dǎo)致超差的生產(chǎn)變更。該功能通過數(shù)據(jù)采集功能，提供MES與智能設(shè)備的接口。

MES功能9－維護(hù)管理系統(tǒng)跟蹤并指導(dǎo)設(shè)備或工具的維護(hù)工作，確保設(shè)備滿足生產(chǎn)需要以及定期維護(hù)或預(yù)防性的維護(hù)計(jì)劃順利實(shí)施，并且確保發(fā)生事故時(shí)的快速響應(yīng)（報(bào)警）。系統(tǒng)可以記錄設(shè)備的歷史事件和故障，以協(xié)助故障診斷。MES功能10：產(chǎn)品的宗譜與產(chǎn)品跟蹤該功能可以全程監(jiān)視產(chǎn)品的用途和加工狀態(tài)。狀態(tài)信息包括加工者、原料的供應(yīng)商、批號、序列號、產(chǎn)品當(dāng)前狀態(tài)、報(bào)警、返工以及其他和生產(chǎn)相關(guān)的異常情況。通過這種在線檢測功能記錄了產(chǎn)品的歷史，從而可以追蹤產(chǎn)品的生產(chǎn)歷史和最終用途。在冶金行業(yè)中原材料、中間產(chǎn)品和成品的精確物流配送主要通過先進(jìn)的倉儲管理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。MES功能11：性能分析該功能提供實(shí)時(shí)生產(chǎn)實(shí)績以及與歷史數(shù)據(jù)的比較和期望的結(jié)果。生產(chǎn)實(shí)績包括諸如資源利用情況、資源使用率、生產(chǎn)周期以及與計(jì)劃和標(biāo)準(zhǔn)符合情況等。同時(shí)也可以包括SPC/SQC。系統(tǒng)可以從其他功能模塊提取運(yùn)行參數(shù)，結(jié)果可以以報(bào)表形式輸出或作為實(shí)時(shí)性能評估在線顯示。運(yùn)輸物流作為物料跟蹤和宗譜的重要組成部分，冶金行業(yè)的原料、中間產(chǎn)品和成品的運(yùn)輸物流，主要通過料場管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)化和仿真這項(xiàng)功能雖然不是MESA直接定義的功能，但是對完整的MES是不可缺少的。通過諸如切割計(jì)劃計(jì)算等功能，可以優(yōu)化材料的使用。一個(gè)合理規(guī)劃的、使用適當(dāng)工具的仿真，在試車或軟件更新前對所有MES模塊的測試是必不可少的。能源管理這項(xiàng)功能雖然不是MESA直接定義的功能，但是對MES的完整性卻是不可缺少的。在鋼鐵廠，尤其是在液態(tài)/熱鋼階段，要消耗大量的能源。任何能源管理系統(tǒng)的主要目的，是向企業(yè)能源管理人員提供信息和工具，使他們能夠通過能源流動(dòng)管理，以最為有效的方式降低成本。能源信息實(shí)時(shí)地提供給所有的工廠設(shè)備，并且采用方便的格式。能源工具應(yīng)該確保最佳的分析、時(shí)間安排和計(jì)劃，從而能夠制定出能源方案，并預(yù)測潛在的本地和全局性的能源高峰?？蛻舳▎喂芾磉@項(xiàng)功能雖然不是MESA直接定義的功能，但是對MES的完整性卻是不可缺少的。這項(xiàng)功能的表現(xiàn)形式獨(dú)立于上層的（ERP）系統(tǒng)。它至少可以取代一部分ERP功能，或包括在其中。這項(xiàng)功能可以反映客戶-生產(chǎn)商的關(guān)系，以及他們的供貨協(xié)議。因此，與采購和供應(yīng)鏈之間的緊密聯(lián)系是必要的。從技術(shù)上講，這是一個(gè)把顧客要求轉(zhuǎn)化為具體生產(chǎn)數(shù)據(jù)的過程。此功能需要一套完整的工藝數(shù)據(jù)和工藝規(guī)則的支持。同時(shí)該功能也可以用于平衡原料和成品的定貨量。預(yù)先計(jì)劃功能該功能不是MESA（MES協(xié)會）直接定義的功能，但是對于完整的MES系統(tǒng)是必要的。它的表現(xiàn)形式取決于上級管理系統(tǒng)（ERP）。該功能為工廠所有的生產(chǎn)單元制定長期生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)能力計(jì)劃。因此，可以詳細(xì)編排出客戶定單的交付日期，從而平衡工廠的全部生產(chǎn)資源。數(shù)據(jù)倉庫該功能不是MESA直接定義的功能，但是由于必須對數(shù)據(jù)進(jìn)行長期保存（可以達(dá)10年），所以對于完整的MES系統(tǒng)而言，該功能是必要的。這些數(shù)據(jù)可以用于日后的數(shù)據(jù)評估（如：統(tǒng)計(jì)、工藝研究、客戶投訴）。同時(shí)長期數(shù)據(jù)存儲也是一種法律義務(wù)。

MES系統(tǒng)結(jié)構(gòu)除了MES系統(tǒng)功能，另一個(gè)重要問題是MES系統(tǒng)成熟的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如果下列的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要求不能被滿足，所有的MES系統(tǒng)功能將無任何價(jià)值可言。高性能系統(tǒng)（軟件和硬件）設(shè)計(jì)必須能夠?qū)崟r(shí)響應(yīng)其任務(wù)的要求（實(shí)時(shí)響應(yīng)能力）建議：多處理器環(huán)境充足的內(nèi)存正確的系統(tǒng)參數(shù)和數(shù)據(jù)庫參數(shù)高速網(wǎng)絡(luò)瘦服務(wù)器軟件設(shè)計(jì)高可靠性由于冶金企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)的要求，為避免生產(chǎn)波動(dòng)甚至由于系統(tǒng)錯(cuò)誤造成的停產(chǎn)，必須采取措施使系統(tǒng)更為可靠。建議：重要硬件的冗余，如：供電，硬盤及其控制器，處理器使用人工或自動(dòng)故障恢復(fù)策略，如：備用系統(tǒng)，集群系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全，如：有效的備份策略，硬盤鏡像（RAID）硬件和軟件的可測量性和可維護(hù)性MES系統(tǒng)必須易于在基礎(chǔ)投資上進(jìn)行經(jīng)濟(jì)的擴(kuò)展。鑒于此，較高的初次安裝的投入是必要的。建議：選擇在過去生產(chǎn)線的操作中向上和向下兼容性穩(wěn)定的硬件和軟件提供商硬件和軟件必須易于擴(kuò)展

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫與關(guān)系數(shù)據(jù)庫由于每個(gè)MES系統(tǒng)都處理著大量的數(shù)據(jù)，擁有一個(gè)先進(jìn)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是很重要的。在使用ORACLE公司的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（RDBMS）時(shí)，這一優(yōu)勢很突出。在類似冶金行業(yè)的連續(xù)作業(yè)環(huán)境的作業(yè)中該數(shù)據(jù)庫的能力得到了證實(shí)?，F(xiàn)代數(shù)據(jù)庫是基于關(guān)系型概念的。通過定義關(guān)系（如外鍵），數(shù)據(jù)庫對象（如表）可以相互關(guān)聯(lián)。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的實(shí)時(shí)性是通過事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制來實(shí)現(xiàn)的。事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制（如觸發(fā)器），允許數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序立即響應(yīng)事件，如數(shù)據(jù)電文或操作員輸入。另外，巧妙的物理和邏輯數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)也是確保系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的必要條件。無線通訊與可移動(dòng)訪問在工廠中有許多工作地點(diǎn)是不可能設(shè)置固定的客戶端設(shè)備的。過去操作員為了和固定的客戶端設(shè)備聯(lián)系，必須要離開工作地點(diǎn)才能完成。由于這種不合理的工作地點(diǎn)到HMI客戶設(shè)備的信息傳送方式（如：電話，或者記錄在紙上），造成了時(shí)間浪費(fèi)甚至數(shù)據(jù)的丟失。建立在成熟的可移動(dòng)設(shè)備基礎(chǔ)上的現(xiàn)代無線通訊技術(shù)允許操作人員在工廠的任何位置與MES系統(tǒng)進(jìn)行通訊。適用場合：●維護(hù)●質(zhì)量檢查●庫存管理●材料入庫/發(fā)運(yùn)●生產(chǎn)器械準(zhǔn)備長存期數(shù)據(jù)儲由于不斷提高的國際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，所有成品以及中間生產(chǎn)過程的相關(guān)數(shù)據(jù)必須保存，以利于日后的訪問。因此，MES系統(tǒng)必須具有集成數(shù)據(jù)倉庫。要求：● 數(shù)據(jù)從生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)倉庫必須迅速，并且具有很好的可維護(hù)性?！?具有快速簡便的數(shù)據(jù)訪問工具以及進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲的應(yīng)用程序和文檔。為達(dá)到此目的，一個(gè)重要的問題就是在倉庫數(shù)據(jù)庫存儲大量數(shù)據(jù)的方法。為能夠快速訪問表中數(shù)據(jù)，推薦使用數(shù)據(jù)庫表格分區(qū)功能將數(shù)據(jù)庫的表格內(nèi)容細(xì)分為不同的邏輯區(qū)域。

西門子MES業(yè)績西門子為中國提供MES系統(tǒng)以有20多年歷史。寶鋼的2030毫米的冷軋鋼廠和2050毫米的熱軋鋼廠的FLS系統(tǒng)是中國鋼鐵行業(yè)中最早的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。珠江和包頭最新的CSP廠也裝備了西門子的MES.寶鋼的軋板廠和梅山鋼鐵公司煉鋼廠也與我們簽訂了新的定單。所以，西門子不僅可以通過在世界各地的成功案例，也可以通過在中國的業(yè)績顯示其在MES系統(tǒng)上的豐碩經(jīng)驗(yàn)。下面通過描述一個(gè)大型復(fù)雜的MES系統(tǒng)，揭示西門子是如何實(shí)施MES系統(tǒng)，來滿足客戶要求：在位于德國Ｄuisburg的蒂森克虜伯鋼廠（Thyssen-Krupp-Stahl）公司的新的薄帶鋼連鑄機(jī)和軋鋼廠作為大規(guī)模電氣設(shè)備供貨的一部分，西門子公司工業(yè)系統(tǒng)及技術(shù)服務(wù)集團(tuán)連鑄與熱軋部為坐落于德國Duisburg的蒂森克虜伯鋼廠（Thyssen-Krupp-Stahl）公司的薄板坯連鑄連軋廠設(shè)計(jì)并實(shí)施了MES系統(tǒng)。1999年4月2日，MES開始調(diào)試兩個(gè)月之后，就產(chǎn)出了第一卷帶鋼。工廠布局共用中間包的二流連鑄機(jī)以及420噸鋼包配備有運(yùn)輸輥道的再加熱爐七架軋機(jī)層流冷卻一臺旋轉(zhuǎn)卷取機(jī)和兩臺單一卷取機(jī)打包機(jī)和打號機(jī)鋼卷庫

西門子提供的MES主要功能詳細(xì)排產(chǎn)基于遺傳基因算法的排產(chǎn)模塊把一系列的用戶定單轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)計(jì)劃。制定生產(chǎn)計(jì)劃時(shí)已經(jīng)考慮了大量的計(jì)劃約束。這些約束包括用戶定單的約束，工廠設(shè)備約束和連鑄連軋工藝的特殊要求。緊急計(jì)劃當(dāng)生產(chǎn)出現(xiàn)緊急情況（如：連鑄斷流，非計(jì)劃換輥，澆鑄耽擱等等）時(shí)，原有的生產(chǎn)計(jì)劃將不能繼續(xù)。這時(shí)，緊急計(jì)劃模塊必須適當(dāng)?shù)恼{(diào)整計(jì)劃，以最佳的策略繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)。質(zhì)量管理系統(tǒng)在各個(gè)生產(chǎn)階段連續(xù)分析和記錄產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)生產(chǎn)條件改變時(shí)，具有重新分配客戶定單的能力，以滿足產(chǎn)品的質(zhì)量要求。維護(hù)管理包括完整的軋輥間管理（包括：軋輥修磨，軋輥裝配，換輥，軋輥磨損記錄等）和對中間包、結(jié)晶器和扇形段等重要設(shè)備的管理。產(chǎn)品跟蹤和產(chǎn)品的宗譜從鋼水的接收直至成品的發(fā)送，系統(tǒng)對爐次、板坯、鋼卷進(jìn)行連續(xù)的跟蹤。所有與原料和生產(chǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)將被記錄。生產(chǎn)實(shí)績分析提供大量報(bào)表，歸檔生產(chǎn)實(shí)績（如：生產(chǎn)詳情，質(zhì)量，產(chǎn)量，成材率和損失）。庫存管理應(yīng)用三維定位系統(tǒng)，在庫區(qū)內(nèi)對所有鋼卷自動(dòng)進(jìn)行跟蹤。系統(tǒng)自動(dòng)生成運(yùn)輸指令，以優(yōu)化庫區(qū)內(nèi)和發(fā)貨（通過卡車和火車）時(shí)的物流。數(shù)據(jù)倉庫由于客戶要求完整的質(zhì)量文檔，所有與質(zhì)量有關(guān)的重要數(shù)據(jù)必須在數(shù)據(jù)倉庫里儲存一年以上。這些數(shù)據(jù)能夠通過與線數(shù)據(jù)庫相同的HMI工具進(jìn)行訪問。另外，用戶可以使用本系統(tǒng)對生產(chǎn)線進(jìn)行分析，并尋找改進(jìn)方案。文件控制通過有限制的網(wǎng)頁瀏覽器向操作者提供諸如工作狀態(tài)、安全防衛(wèi)說明、使用手冊、管理筆記等文件。計(jì)劃與排產(chǎn)計(jì)劃與排產(chǎn)目標(biāo)是為ＴＳＣＲ廠制定出三班倒最優(yōu)生產(chǎn)計(jì)劃。該系統(tǒng)通過利用客戶指定的交貨日期，支持以定單為依據(jù)的生產(chǎn)。計(jì)劃的依據(jù)是當(dāng)前訂單庫池，以及補(bǔ)充未來的低優(yōu)先級的定單。該訂單池可以包括庫存產(chǎn)品的定單。根據(jù)該訂單池，作為西門子ＭＥＳ重要部分的計(jì)劃編制程序編制一個(gè)或多個(gè)連鑄、連軋程序（ＣＲＰ）。包括雙流連鑄機(jī)的計(jì)劃程序、爐次、板坯等。計(jì)劃編制程序考慮了許多工藝限制條件，除訂單屬性外，還考慮了鋼種的分組、軋制寬度、換輥等。只有計(jì)劃編制程序生成的生產(chǎn)程序，才能夠使得鋼廠、連鑄機(jī)、軋鋼機(jī)在最佳組合狀態(tài)下運(yùn)作。否則，對個(gè)別裝置的單獨(dú)計(jì)劃將會導(dǎo)致生產(chǎn)流程的實(shí)質(zhì)的性能損失，而無法達(dá)到最佳的生產(chǎn)狀態(tài)。

計(jì)劃編制程序（ＳＱＰ）區(qū)分了兩種不同的計(jì)劃模式：標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃產(chǎn)生新的連鑄連軋程序圖９全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃窗口：用戶可通過不同的參數(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃，兩個(gè)重要參數(shù)是：CRP型：根據(jù)如下參數(shù)選擇不同特點(diǎn)的連鑄連軋程序：反映結(jié)晶器寬度范圍、板坯的厚度、帶鋼寬度范圍、主要帶鋼厚度范圍（在軋制壽命結(jié)束時(shí)）、中間軋制變化（有／無）、按連鑄連軋程序減少的最大允許板坯寬度及每個(gè)程序的最大爐次等連鑄連軋程序參數(shù)。連鑄組：選擇一組鋼種，能夠在一個(gè)澆鑄程序統(tǒng)一澆鑄。連鑄組通過主表對話框進(jìn)行定義計(jì)劃編制程序使用不同的數(shù)學(xué)方法找到生產(chǎn)程序的總“成本”的最佳連鑄連軋程序。該成本用于生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，模具變化、結(jié)晶器變化、換輥、澆鑄次序、切頭需要的廢料。用戶可以制定、比較、選擇最適合的計(jì)劃方案。圖１０顯示軋制程序的原理。每個(gè)豎條代表一個(gè)已經(jīng)計(jì)劃的板坯圖１１顯示軋制程序。每個(gè)豎條代表一個(gè)已經(jīng)計(jì)劃的板坯緊急計(jì)劃當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，如連鑄斷流、非計(jì)劃換輥等時(shí)，程序計(jì)劃者能夠更新原編制的生產(chǎn)程序。不同的對話框針對實(shí)際的工廠情況促使操作員將緊急計(jì)劃的成果最大化。操作員可以選擇不同的參數(shù)。緊急計(jì)劃在計(jì)劃編制程序的操作下自動(dòng)生成。圖１２顯示緊急計(jì)劃情況下，對話框的實(shí)例。物料跟蹤物料跟蹤的目的是，向所有終端客戶提供全廠范圍的生產(chǎn)的材料的狀態(tài)和當(dāng)前地點(diǎn)的概況信息。如：爐次板坯帶卷物料跟蹤同樣告知了生產(chǎn)單元的狀況并顯示了挑要工序的選重價(jià)值。但它不意味著取代由工序區(qū)域計(jì)算機(jī)為它們所分別負(fù)責(zé)地區(qū)提供的詳細(xì)的材料跟蹤。一些詳細(xì)的過程計(jì)算機(jī)跟蹤圖像的詳細(xì)信息可以從用于總的材料跟蹤的MES中得到。在TSCR廠中，總的物料跟蹤根據(jù)地點(diǎn)來區(qū)別：煉鋼廠的預(yù)計(jì)爐次連鑄機(jī)再加熱爐軋機(jī)包括冷卻區(qū)和卷取機(jī)傳送鏈檢查段鋼卷庫模塊保持了一個(gè)從加工區(qū)計(jì)算機(jī)，或由對話框或標(biāo)簽讀取器進(jìn)行的材料特性的輸入而獲得的信息的跟蹤映像。另外，工廠操作人員能夠通過在生產(chǎn)過程中對不正確映象，通過對話框來糾正。圖（13）所示為MES物料跟蹤的原理結(jié)構(gòu)

圖（14）TSCR廠的典型物料跟蹤對話框：宗譜的詳細(xì)情況為了擁有材料的全部歷史和使用情況的信息，就必須建立一個(gè)材料的家譜。設(shè)想由某種材料的編號開始，可以向前或向后看到與材料相關(guān)的材料加工和其他事件?？梢韵蚯盎蛳蚝罂吹脚c材料相關(guān)的材料加工和其他事件。這種視圖包括實(shí)際情況中帶有物料編號的材料的實(shí)際部分的橫切、縱切和結(jié)合。家譜是用于在如下情況中爐次/鋼卷的組合和切割的：1到n個(gè)關(guān)系n到1個(gè)關(guān)系n到m個(gè)關(guān)系關(guān)系的每一個(gè)部分在實(shí)際材料編號的情況下可以有不同的歷史數(shù)據(jù)。

鋼卷庫管理在打包、稱重和標(biāo)注后，已加工的熱鋼卷通過特殊的鋼卷卡車被運(yùn)往附近的鋼卷庫。鋼卷庫包括兩個(gè)跨。一個(gè)跨里有兩個(gè)起重機(jī)，另外一個(gè)有一個(gè)起重機(jī)。廠房被分成排和空地以將鋼卷裝成兩層。我們的MES鋼卷庫管理具有如下功能：從鋼卷的入庫到發(fā)運(yùn)，在鋼卷庫內(nèi)進(jìn)行所有鋼卷的管理和跟蹤。在存放區(qū)域內(nèi)生成、監(jiān)督和管理至起重機(jī)和過跨的運(yùn)輸指令監(jiān)督和管理使用火車和卡車的發(fā)送起重機(jī)和過跨車由PLC來控制，并裝有用于自動(dòng)確定鋼卷的位置的x/y/z調(diào)節(jié)位置度量系統(tǒng)。圖（14）顯示，在一排中排成兩個(gè)垂直層的一個(gè)鋼卷場地跟蹤對話框。質(zhì)量管理西門子MES質(zhì)量信息系統(tǒng)（QIS）通過對探測到的質(zhì)量偏差來告知已加工的產(chǎn)品的質(zhì)量并在線控制質(zhì)量。這樣它就能決定爐次、板坯或鋼卷是否達(dá)到了設(shè)計(jì)的質(zhì)量規(guī)格。質(zhì)量信息系統(tǒng)有如下的目標(biāo)：質(zhì)量信息:通過回答如下問題反映爐次、板坯和鋼卷的質(zhì)量：一個(gè)爐次、板坯或鋼卷的加工過程在爐次的化學(xué)分析中有無化學(xué)成分超標(biāo)通過爐次化學(xué)成分分析，可以達(dá)到哪一個(gè)鋼種在板坯和鋼卷的生產(chǎn)中有無超標(biāo)值在板坯和鋼卷中在哪里超標(biāo)板坯和鋼卷中可能的質(zhì)量缺陷在哪里質(zhì)量控制:在生產(chǎn)過程中對質(zhì)量偏差的在線反應(yīng)：在生產(chǎn)線上的不同控制點(diǎn)評估爐次、板坯和鋼卷的質(zhì)量。根據(jù)生產(chǎn)定單的要求比較質(zhì)量實(shí)際數(shù)據(jù)。在出現(xiàn)偏差時(shí)，要求從模塊再申請器上對爐次、板坯和鋼卷進(jìn)行在線的重新申請，而這個(gè)模塊再申請器可能最終導(dǎo)致對后續(xù)加工步驟的生產(chǎn)指令的在線更新。再申請器根據(jù)適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)指令搜索數(shù)據(jù)庫，并把他們分派到材料處，將更新的生產(chǎn)指令送到輔助的加工區(qū)域計(jì)算機(jī)。圖（15）過程值趨勢對話框ＭＥＳ服務(wù)器的硬件配置

ＭＥＳ服務(wù)器的軟件配置

蒂森克虜伯鋼廠（Thyssen-Krupp-Stahl）的使用效果提高了產(chǎn)量最優(yōu)的生產(chǎn)計(jì)劃編排，最合理地利用了工廠設(shè)備，從而提高了產(chǎn)量并縮短了產(chǎn)品的交貨周期。彈性的生產(chǎn)只有我們先進(jìn)的計(jì)劃編排工具才能夠使工廠處理大量的客戶定單以及復(fù)雜的計(jì)劃約束條件。眾多不同的客戶定單能夠被優(yōu)化處理，而通過人工進(jìn)行相同的工作幾乎是不可能的。對于緊急情況的快速反應(yīng)MES的緊急計(jì)劃實(shí)施工具配合最新的HMI系統(tǒng)，通過降低生產(chǎn)事故和物料損失，提高了設(shè)備的連續(xù)生產(chǎn)能力。增加效益由于質(zhì)量管理系統(tǒng)能夠自動(dòng)重新匹配客戶定單，從而減少了無定單庫存。先進(jìn)的庫存管理系統(tǒng)降低了流動(dòng)資金的占用和物流成本。更高客戶滿意度通過縮短交貨周期和提高交貨質(zhì)量，降低了客戶投訴。增加生產(chǎn)訣竅完整的數(shù)據(jù)存儲和分析工具，使工廠人員能夠更好的了解生產(chǎn)過程并對其進(jìn)行改良。重要事實(shí)由于認(rèn)識到投資能夠迅速得到回報(bào)，TKS公司決定從工廠開始生產(chǎn)就實(shí)施MES系統(tǒng)。從一開始實(shí)施MES系統(tǒng)起，用戶的觀點(diǎn)就是“沒有西門子，我們就無法使工廠運(yùn)轉(zhuǎn)。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，我們只能全線停止生產(chǎn)”下面的事實(shí)可以說明客戶的滿意度：自從MES系統(tǒng)投入運(yùn)行，西門子又從該客戶陸續(xù)得到定單，要求為系統(tǒng)增加更多的功能，對整體生產(chǎn)線進(jìn)行更多的優(yōu)化。西門子MES業(yè)績表:客戶國家設(shè)備類型年資源配置計(jì)劃、排產(chǎn)、調(diào)度文件控制數(shù)據(jù)采集質(zhì)量管理工藝優(yōu)化維修管理追蹤、宗譜、料場性能分析定單管理先進(jìn)的計(jì)劃數(shù)據(jù)倉庫寶山中國CRM1988XXXXXXXX寶山中國CRM1990XXXXXNovoLipetzk俄羅斯CRM1991XXXXXXXThyssenKTN德國CRM1995XXXXXXXXMagnetogorsk俄羅斯CRM1996XXXXXXXXXXElgiloy美國CRM1997XXXXXANSDK埃及CRM2000XXXXXXXXXHeartlandSteel美國CRM2000XXXXXXXXXCSN巴西CRM2000XXXXXXRautaruukki芬蘭CRM2001XXxVegaUsinor巴西CRM2001XXXXXXXXXXXAbuZaabal埃及CRM2002XXXXXX寶山中國HRM1989XXXXXXXXVitkovice捷克板材軋機(jī),精整作業(yè)線1990XXXXXX