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案例頻道 1. 項目概述
1.1 項目背景
柳鋼棒線廠下轄五條生產線，具體為三條棒材、兩條線材，設計產能為棒材一條100萬噸、高線一條60萬噸，整體產能為420萬噸。
產品分為棒材和線材兩大類，其中棒材產品主要有：普通碳素圓鋼、鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋、優質碳素結構圓鋼；線材產品主要有：鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋盤條、熱軋低碳圓盤條、鋼筋混凝土用熱軋軟帶肋鋼筋、30MnSi熱軋管樁鋼筋用盤條、優質碳素鋼圓盤條、美標盤條。
棒線生產工藝流程為：加熱爐-粗軋-中軋-精軋-水冷-飛剪-冷床
線材生產工藝流程為：加熱爐-粗軋-中軋-精軋-水冷-飛剪-穿水-吐絲-PF
1.2 項目要求
以生產計劃為驅動，軋制計劃為主線，快速組織生產，充分發揮工序能力；及時收集處理生產實績信息，全面管理每條產線的執行情況，保障生產組織的順暢；通過準確，全面的質量跟蹤管理，為質量分析和優化提供依據，持續改進產品質量，提高產品成材率。通過資源整合、集中管理，構建先進的管理模式和運行機制，增強企業的市場競爭能力。
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嚴格監控生產過程，持續改進產品質量
以產品匹配的生產工藝標準為指導，嚴格按照其對應的制造標準，對生產全過程實時監控，及時杜絕不合格產品的流轉，增強各個生產環節的應變能力。最終實現嚴格按用戶需求組織生產，并保證產品質量得以持續改進。
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合理組織生成，縮短產品制造周期
通過合理的計劃排程，在滿足棒線廠工序工藝約束的基礎上保證整體產能的最大化，實現上下工序之間的物流平衡，并能通過實時的動態調整保持生產的正常進行和物流暢通。嚴格按棒線廠軋制計劃合理地組織生產，有效地加快生產節奏，縮短產品的制造周期，實現產品制造周期的最短化。
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加快庫存周轉，降低庫存量
通過入庫堆垛策略，優化堆放位置，實現入庫快捷、出庫便利、庫存跟蹤準確。實時掌握計劃、庫存、設備等情況，通過合理安排生產、優化生產調度使生產組織順暢，實現物料快速運轉，減少庫存積壓，降低庫存量。
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降低生產成本，提高企業效益
通過作業管理實時監控生產全過程，持續改進生產制造標準，提高產品的一次合格率和產品的成材率；及時收集各工序的生產實績，為成本核算提供基礎數據，為降低生產成本和提高企業效益提供決策依據和控制手段。
2. 項目實施范圍
2.1 物理范圍
柳鋼棒線廠生產管理系統實施的物理范圍：三條棒材生產線（一棒、二棒、三棒）、兩條線材生產線（高一、高二）共五條生產線，每條產線的范圍都是從坯料入庫開始，到成品下線入庫為止的線、棒材產品生產全過程。具體功能涵蓋：坯料庫、加熱爐、主軋線、產品下線、成品庫、各種能源介質、主要工藝和設備參數跟蹤、質量計算管理、主要備件管理等。
2.2 業務范圍
柳鋼棒線廠生產管理系統涉及的整體業務范圍包括：實時數據庫、綜合集成平臺、生產計劃管理、來坯庫存管理、物料跟蹤管理、生產過程監控、成品庫存管理、軋輥管理、成本核算、統計與分析等功能。主要針對棒線廠每條產線每個工段進行數據采集、存儲、應用、分析及展示，支撐企業生產管理業務需求。
3. 總體設計方案
3.1 軟件設計方案
（1） 采用C/S和B/S相結合的技術架構，主程序采用 B/S 架構，生產操作車間采用C/S 架構，基于微軟.net平臺，windows操作系統開發。
（2） 建立關系數據庫與實時數據庫兩個數據中心，關系數據庫采用Oracle 11G，實時數據庫采用中控軟件ESP-ISYS。
（3） 建立統一的工廠建模與信息集成平臺，可實現對基于實時/歷史數據庫系統的集成，平臺具有建立企業資源模型（物料、設備、質量、人員等）的通用工具，所建各應用功能模塊基于統一的工廠模型。
（4） 用戶能夠根據需要自行進行系統配置，以適應在應用范圍、組織結構、用戶權限甚至業務流程等方面的變化。
（5） 不限制用戶訪問的數量；整個系統有一個統一的權限管理體系，系統權限可配置，支持基于角色的用戶驗證、基于目錄的用戶管理等安全策略。
3.2 網絡設計方案
柳鋼棒線廠的一棒、二棒、高線一、高線二等四條生產線的網絡已經匯總到一棒生產線的調度室，同時中心機房與一棒生產線和二棒生產線的調度室間也已經實現了網絡連接，但是各棒線生產線內部數據采集點和業務應用點間均未構建網絡。
綜合安全、技術等各種因素，結合實際經驗以及柳鋼棒線廠的實際情況，柳鋼生產管理系統所運行的網絡系統建設采用以下策略：數據采集網和系統應用網均分別獨立構建，各棒材生產線和高線生產線內部的數據采集網和系統應用網采用環形網絡拓撲結構，在系統服務器組的交換機與辦公局域網之間采用硬件防火墻進行隔離，總體網絡拓撲結構如下：
3.3 數據采集方案
柳鋼棒線廠PLC/DCS控制系統直接通過上位機采集，具體實現方式為：在PLC/DCS控制系統的OPC Server的上加裝網卡，與數據采集環網連接，并設置相應的IP地址通過生產線與中心機房的網絡線路使之與實時數據庫服務器通訊正常，從而實現數據的采集。
具體采集拓撲示意圖如下：
離散儀表系統數據采集建議方案
柳鋼棒線廠生產管理系統所涉及到的離散儀表主要在于熱卡崗位的上冷床溫度儀表，儀表為香港上潤WP系列數顯儀表，該系列儀表支持模擬量和RS232/RS485串口輸出，可通過數據采集模塊和通訊轉換模塊實現網絡方式的數據采集。
具體采集拓撲示意圖如下：
4. 應用功能模塊
圖4-1 系統總體功能圖
棒線廠生產管理系統功能涉及廠內操作崗位、生產工藝、生產調度、技術質量、機動科、設備、電控車間、儀控車間、計劃處、廠級領導，以及負責部門經銷公司、總調計劃處、計控所計量部門、物資部、設備部等多個部門，旨在通過生產關聯系統中的計劃管理及物料跟蹤模塊將廠內計劃制定、排產、下達、接收、執行、反饋、質量控制、坯料出入庫、成品出入庫、過程跟蹤、工藝跟蹤、生產實績統計、成本分析有機的結合起來，實現廠內要求的以銷定產的經營決策方針，為廠內快速響應訂單、合理安排生產、追蹤產線物料、控制產品質量提供有力信息支撐。
4.1 生產計劃管理
針對柳鋼棒線廠目前的計劃編制與下達的管理模式，生產計劃管理將分解成月度生產計劃編制、經銷公司生產計劃編制、棒線作業計劃編制3個部分完成棒線廠生產計劃的宏觀與具體作業的要求。
由月度計劃完成對廠內各產線總體計劃要求，計劃棒線廠全廠月度經營宏觀產能要求，該部分數據體現在月度生產實際匯總統計中。具體生產計劃由經銷公司下達棒線廠排產進度表，將具體時間周期內的產線排產計劃下達到廠內計劃處，然后有廠內計劃處將產線中的具體計劃進行進度排序，形成具體作業計劃。在此過程中經銷公司可以根據具體銷售情況對計劃量進行追加和變更。在棒線廠計劃處接收到計劃追加和變更之后對作業計劃進行進一步的完善。作業計劃將最終下達到各產線調度處，由調度人員針對生產實際情況對各軋制過程的批次進行計劃掛接，由此完成由經營計劃──→生產排產計劃──→產線作業計劃──→生產實際情況──→關聯經營計劃閉關管理模式，達到計劃下達、跟蹤、反饋的有效結合。
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4.2 坯料庫存管理
來坯庫存管理主要是對棒線廠生產使用的原料方坯進行管理，完成方坯的入庫、出庫、盤庫、庫內操作、庫內監控等業務。同時根據垛位原則，系統自動推薦坯料的堆放位置組織入庫或者熱裝入爐，可人工調整。主要規則：按照同批次進行堆放；按照同牌號、同規格進行堆放；堆放層數約束。
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4.3 物料跟蹤管理
物料跟蹤的區域范圍從原料庫方坯入庫開始到打捆稱重后結束。在整個跟蹤過程中，通過數據庫支撐，根據實際軋制順序、軋件按軋制號、爐批號，進行關聯跟蹤，依據工序設備的信號跟蹤物料的順序、位置、物料生產時的工藝參數形成物料的生產實績。線材實現按支進行跟蹤管理；棒材在冷床出口之前實現方坯的逐根跟蹤，在冷床出口之后按成品收集情況實現坯料的分層跟蹤和按捆跟蹤。物料跟蹤反映了在整個過程區域中軋件的運動。
對存貨信息與物料狀態進行管理，根據生產實績對計劃和物料進行相應的處理，設置計劃執行狀態和物料狀態，并對物料生產進行生產履歷跟蹤，能分品種分規格的對生產結果進行實時統計。
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4.4 成品庫存管理
成品庫存管理主要是對棒線廠生產的產品進行管理，完成成品的入庫、出庫、盤庫、庫內操作、庫內監控等業務。
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4.5 調度作業管理
調度作業管理由各產線調度室操作，包括任務通知單查詢，調度原始記錄制定。
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4.6 軋輥管理
軋輥是軋鋼生產的主要工藝設備之一，軋輥管理工作對降低軋輥消耗，合理的采購、儲存、使用軋輥，整理分析軋輥的各項技術性能指標有著重要的意義。
軋輥管理是對從新軋輥入廠開始到軋輥報廢為止的整個生命周期的管理，記錄軋輥生命周期的各個事件、狀態和參數，如原始數據、修磨、使用、儲備、報廢、位置、軋制量等。
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北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號