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    1 信息化建設是市場經濟發展的必然

    眾所周知，鋼鐵工業屬于高物耗產業，原燃料及輔料消耗約占總成本的70%左右。隨著市場競爭愈來愈激烈，濟鋼集團總公司通過工藝改造，有效降低了企業的生產成本，為企業贏得了一定的市場競爭能力，也保持了利潤的穩步增長。然而，對于一個遠離產地、沒有資源優勢的企業來說，面對上游原材料價格的不斷上漲和下游鋼材市場的激烈競爭，僅僅依靠這種并不是可以無限挖掘的生產成本的優勢，企業是不能保持長久的核心競爭力的。要使企業長久不衰，必須實行企業信息化戰略，進行管理創新，包括組織創新、流程創新和IT創新。

    2 企業生產管理需要實施全面信息化建設

    2.1 濟鋼目前生產管理狀況剖析

    2.1.1 生產管理主要依靠手工作業

    目前，從訂單接收到轉化為生產合同、生產計劃科的生產計劃編排、分廠的作業計劃編制等都是手工作業、層層分解、紙張傳遞。在人工完成的過程中，重復作業多控制工程網版權所有，勞動強度大，工作效率低，也難以讓各相關業務部門都及時了解各生產計劃的信息。

    2.1.2 生產實績不能及時反饋

    對于生產計劃的執行情況和庫存情況，生產計劃及管理人員必須及時了解，才能站在總公司的高度，對全公司的物流進行合理的調度。因此從生產管理的角度看，需要生產過程中的物料信息、生產過程信息、質量信息同步進行傳遞，并在整個生產過程中同步流轉。但目前濟鋼的生產過程信息還依賴于報表形式進行匯總，由各分廠將計劃的執行情況按班匯總后層層上報，無法進行反饋。其他部門只能在第二天查看匯總的報表，而無法查看到明細的信息。要了解當前的情況只能通過電話向各個工序詢問，信息傳遞不準確、不完整。整個信息反饋的中斷導致了總公司的生產管理人員對全公司的生產情況無法及時掌握，從而削弱了生產管理綜合平衡職能的發揮。另一方面也不利于上下工序之間的協調運作。

     2.1.3 制定計劃時缺乏全面集成的信息系統支撐

     企業在制定生產經營計劃時，無論是年計劃還是季度計劃、月計劃需要的信息都是大量而全面的。但目前所依靠的數據都來自人工的匯總和計算，一方面數據的精度差，難以準確及時反映公司當前的真實狀態；另一方面，在層層匯總上報的過程中難免出現數據的誤差和滯后性，影響計劃的準確編制。

    2.1.4 計量數據與生產信息未能緊密結合

    由于目前計量數據的管理系統自成體系，導致計量數據無法與生產管理的信息結合，存在著孤島現象。其他業務部門只能在第二天通過報表了解匯總信息，從而削弱了計量數據對生產管理的支撐作用。

    2.1.5 成本核算無法與生產管理緊密結合

    目前成本核算大都依靠各分廠的成本管理人員進行手工統計，一方面難以細化，另一方面也缺乏全面的數據支撐。

    2.2 生產管理狀況需求分析

    2.2.1 建立集中、共享、統一、協調的生產管理體系

    建立集中統一的生產管理系統，使得濟鋼集團生產管理部門可以基于整體最佳的原則有效地組織生產，在統一的平臺中進行：銷售預測的傳遞；生產設計和生產計劃的安排；車間嚴格按照計劃進行作業計劃的編排、下達和調整；通過物料需求計劃進行原料需求的計算；通過生產控制進行生產過程的管理和物流的動態監控；同時總公司的管理層和有關部門可以及時了解生產過程中物料的價值和形態等信息以便于決策，從而實現計劃、生產、材料的循環。

    2.2.2 建立生產、質量、計劃緊密結合的管理體系

    生產管理系統與質量管理系統緊密結合，可以將需求轉換成為指導現場作業的依據。所有的工藝參數、檢化驗要求、判定規則等數據都將在作業計劃下達時進行工序傳遞，從而指導現場的生產和實績的反饋。同時生產管理系統與質量系統的高度整合可以保證產品在工序流轉過程中的可控性，避免不合格的在制品或成品流入到下一工序甚至出廠，從而最大程度地理順生產與質量之間的業務接口。

    2.2.3 建立生產、成本緊密結合的管理體系

    企業經營的目的在于創造財富。追求最大利潤、降低成本是企業資源合理配置、有效利用、增強市場競爭力、實現可持續發展目標的重要途徑。通過生產管理系統與成本系統的高度集成，可以有效收集生產過程中的成本資料。

    3 MES在實施全面信息化建設中的重要地位

    3.1 MES的定義

    MES（Manufacturing Execution System）即生產制造執行系統，按照MESA（Manufacturing Execution System Association）的定義，鋼鐵廠的MES可理解為：為了保證產品的質量、數量、交貨期，有效地使用工廠資源，即人力、機械設備等，綜合管制工廠生產活動的系統。

     3.2 MES的主要作用

     ① 掌握從定單接受到發貨的整個過程的物流進程；

     ② 考慮前后工序的生產管理體系；

     ③ 考慮工序能力的生產計劃；

     ④ 實時物料跟蹤和指導；

     ⑤ 24小時不停機系統；

        ⑥ 從過程控制收集數據，向上位系統（如ERP）提供所需數據，是ERP系統取得顯著效果的基礎環節。

    3.3 MES的主要功能

    ① 生產管理功能

    對生產進行監控并自動糾正或提示操作員糾正生產中存在的問題以改善生產線的在調節性。

    ② 產品的宗譜與產品跟蹤

    該功能可以全程監視產品的用途和加工狀態。狀態信息包括加工者、原料的供應商、批號、序列號、產品當前狀態、報警、返工以及其他和生產相關的異常情況。通過這種在線檢測功能記錄了產品的歷史，從而可以追蹤產品的生產歷史和最終用途。在冶金行業中原材料、中間產品和成品的精確物流配送主要通過先進的倉儲管理系統來實現。

     ③ 操作/詳細排產功能; 這項功能根據與具體生產單位的優先級、屬性、特征和/或配方，在操作中對生產順序，如顏色排序的形態或其他特征進行優化，從而通過正確的順序將對設備的調整降到最小。系統限制和識別生產路徑并考慮生產的重疊性與并行性，從而計算出精確的時間和設備負載，并對生產調度進行調整。

     ④ 資源分配功能

    這項功能管理各種資源，包括機器、工具、勞動力技能、材料、氣體設備以及其他各項內容。這些資源的管理包括資源的保存和調度，以滿足操作時間安排方面的要求。

    ⑤ 數據采集功能

    該功能提供一個接口鏈接，用來獲取中間產品和參數數據，填寫在生產單位的表格和記錄中控制工程網版權所有，并保證數據的及時更新。

    ⑥ 勞動力管理

    該功能提供工廠員工情況的實時報道，包括記錄員工的考勤情況及時間、資格跟蹤。而且可以記錄員工的非直接工作，如材料準備、工具間工作等。

    ⑦ 文件控制

    這項功能可以控制生產單位必須維護的記錄/表格，包括工作指示、配方、圖紙等，據此對操作現場下達指示，還將包括環境、健康和安全條例的控制和完整性等。

    ⑧ 設備維護管理

    系統跟蹤并指導設備或工具的維護工作，確保設備滿足生產需要以及定期維護或預防性的維護計劃順利實施，并且確保發生事故時的快速響應。系統可以記錄設備的歷史時間和故障，以協助故障診斷。

    ⑨ 運輸物流管理

    ⑩ 生產性能分析等

    包括提供實時生產實績以及與歷史數據的比較和期望的結果等。

     3.4 MES在企業全面信息化建設中的重要地位

     MES是企業信息化建設的重要組成部分。在當今市場競爭日趨激烈的情況下，企業要實現更加靈活的生產、更苛刻的質量要求以及具備競爭力的成本優勢等目標，只有投資具有成本效益的生產線，使用最新的科技才能達到。當前，獨立的生產線的自動化水平和優化程度已經很高，進一步改進的空間非常有限。而ERP（企業資源策劃）系統僅局限于總體計劃的編制，并沒有考慮設備的實際狀況和生產線的工藝約束。因而現代化的冶金企業需要通過使用最新技術，聯合多個獨立的生產線組成一個優化的生產鏈，并連接基礎的自動化級、過程級與管理級。MES在企業信息化建設中的地位如圖1所示。

        圖1 MES在企業信息化中的地位

    3.5 冶金企業導入MES的必要性

    冶金企業導入MES主要是由以下幾方面的原因決定的：

    ① 商業計劃與車間的實時數據要相集成；
    ② 制造過程中要有更多的靈活性，以滿足顧客的更短交貨期、更小批量和專業化制品的需要；
    ③ 要更好地追蹤和控制原材料成本，特別是特殊金屬：黃金、白金、不銹鋼以及其它合金；
    ④ 由產品系列和處理過程改善的需求來驅動導入、搜集和追蹤加工中的有關產品（鋼坯、板坯、線材等）；
    ⑤ 更好地利用生產原料，優化使用熱軋；
    ⑥ 需要在企業中建立模型并控制混合的制造流程，按庫存熱軋，按定單冷軋、退火和縱剪。

    4 濟鋼的信息化戰略

    4.1 濟鋼實現企業信息化的戰略目標

    濟鋼實施企業信息化建設的戰略目標是實現產銷一體化。從市場銷售來看，必須實現按訂單生產，并充分考慮客戶個性化需求（多品種，小批量）。而從生產角度來看，如此則很難釋放出企業的產能，達到產量的最大化。在鋼鐵行業，不實現產能最大，只是一味追求按單生產，讓客戶滿意而贏得市場，企業內部就只有提高生產成本，降低經濟效益。所以，如何在生產和銷售之間達到平衡，既能很好實現產能最大，又能很好實現按單生產就成為一個關鍵的問題。解決上述問題的最好辦法是建立產銷一體化系統，實現一體化生產、一體化組織調度。ERP和MES、PCS的結合恰恰實現了從銷售訂單到成品入庫的一體化管理。
        
    4.2 濟鋼的MES戰略

    目前，濟鋼正在全面實施ERP項目，對全線生產管理信息系統具有強烈需求。因此，根據濟鋼三煉鋼廠與中厚板廠生產線采用高耦合性直接熱裝板坯工藝（DHCR）、實行以品種鋼生產為主（小批量/多品種）的定單生產（make to order）管理的特點，決定以三煉鋼廠中厚板生產線為基點，實施MES項目。該生產線MES項目的實施一方面可以局部完善濟鋼的全面信息化建設項目，另一方面可以積累經驗，為逐步實施全局MES，最終完成產銷一體化系統創造條件。濟鋼的企業信息化架構如圖2所示。

        圖2 濟鋼的企業信息化架構

    4.3 濟鋼實現產銷一體化的必要性

    產銷一體化的管理模式是針對面向訂單的生產模式而確定的，這比較符合濟鋼的生產實際（如煉鋼-中厚板生產線庫存小，僅容納1天的產量等），有利于實現生產一體化集成管理，優化提高生產產能、生產效率、計劃兌現率，降低生產成本，縮短生產周期，壓縮定貨周期。實現以銷售訂單為龍頭，按線精細化生產、精細化管理，同時又盡可能地釋放產能，實現利潤最大化。

    4.4 MES是實現產銷一體化的基石

    實現產銷一體化，其核心問題就是用MES系統實現生產管理一體化集成，據此就可以對全公司各分廠的生產過程進行有效的計劃和控制，使計劃內容細化到爐次、澆次、坯次、軋次等，時間到小時/分鐘，并以此進行實時動態調度。實現生產一體化集成，就能實現更好的產能優化、更快的生產效率、更短的生產周期。同時，實現生產一體化集成，也能夠給銷售提供有力的支持，把生產和銷售緊密聯系在一起，實現從銷售訂單到產品產出的整個產銷過程的一體化管理。客戶可以隨時查詢訂單執行狀態，便于跟蹤訂單完成信息；生產廠依據生產計劃，基于MES系統能及時完成合同交付，讓客戶滿意；同時，在整個月生產計劃框架下，又能很好地實現公司產能的最大化。

    5 結束語

    在企業全面實施信息化建設的進程中，沒有精確、及時的制造數據，就無法支持企業間協作和改善以實時情報為基礎的商業交流過程。更高明的決策、更高的效率，以及改進顧客服務水平、提高產品質量的需求，時刻呼吁著企業全面信息化進程的推進。而缺少MES的信息化，就無法實現制造產品全程跟蹤和避免數據落地等一系列功能，從而使企業信息化建設徒具虛名。因此在實施ERP工程的過程中，可以同步實施MES，并使MES提前達產達效，為ERP全面上線創造條件。