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制造執(zhí)行系統(tǒng)MES的發(fā)展速度很快，現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)采用了以MES為核心，基于ERP／MES／PCS三層架構(gòu)的整體信息化系統(tǒng)。

一、引言

鋼鐵企業(yè)目前面臨的市場環(huán)境發(fā)生了巨大變化，存在著生產(chǎn)管理過程復雜、制定生產(chǎn)計劃不確定性、信息交流不暢等問題，需要在生產(chǎn)模式、成本管理、提高決策效率和過程自動化與管理信息系統(tǒng)的溝通等四個方面進行改革創(chuàng)新，以提升其市場競爭力和持續(xù)發(fā)展的后動力。制造執(zhí)行系統(tǒng)MES的發(fā)展速度很快，現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)采用了以MES為核心，基于ERP／MES／PCS三層架構(gòu)的整體信息化系統(tǒng)，其中ERP層是質(zhì)量標準管理，MES層是主要的質(zhì)量管理功能，PCS層是質(zhì)量數(shù)據(jù)采集。而MES正是生產(chǎn)活動與管理活動信息的橋梁，在整個信息系統(tǒng)中起著承上啟下的作用，幾乎涵蓋了所有那些無法準確地分配其它層的應(yīng)用程序或功能。

二、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES的功能

根據(jù)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)流程的特點，MES應(yīng)該具備使信息系統(tǒng)對市場變化及新的客戶需求做出快速反應(yīng)、使生產(chǎn)流程標準化、提高生產(chǎn)流程的可見性、精確進行物料跟蹤和生產(chǎn)回溯及與上下層信息系統(tǒng)完全集成等各項功能。具體鋼鐵MES功能介紹如下：

（1）作業(yè)計劃：鋼鐵企業(yè)MES的作業(yè)計劃系統(tǒng)應(yīng)該以產(chǎn)品訂單為主線，具體包括生產(chǎn)訂單的轉(zhuǎn)換與分解、產(chǎn)品與設(shè)備的指派、作業(yè)計劃的制定、針對動態(tài)干擾的調(diào)整等功能。協(xié)調(diào)從訂單投入到產(chǎn)品完成的整個生產(chǎn)過程。

（2）物料跟蹤與生產(chǎn)調(diào)度：物料跟蹤系統(tǒng)以可視化的方式，監(jiān)測設(shè)備運行中的狀態(tài)參數(shù)；跟蹤生產(chǎn)線上的物流，當出現(xiàn)異常情況時發(fā)出報警；然后向生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)提供的實時信息，生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)擾動因素和動態(tài)事件的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以自動或人機交互的方式執(zhí)行或修正生產(chǎn)作業(yè)計劃。

（3）設(shè)備管理：MES設(shè)備管理的主要作用是在已有的設(shè)備管理系統(tǒng)所具有的設(shè)備維護管理、維修管理等功能的基礎(chǔ)上，對關(guān)鍵設(shè)備進行基于狀態(tài)的預防性設(shè)備維護，并實現(xiàn)設(shè)備管理與作業(yè)計劃管理的同步與協(xié)調(diào)。

（4）計量質(zhì)量管理：鋼鐵企業(yè)MES中的質(zhì)量管理包括在線處理、離線處理和統(tǒng)計分析等3個方面的內(nèi)容。計量管理包括所有進廠物資，出廠物資，中間產(chǎn)品的工藝計量等內(nèi)容。實時滿足各工序?qū)τ嬃繑?shù)據(jù)的實時需求。

（5）工藝與庫存管理：鋼鐵企業(yè)MES中的工藝管理系統(tǒng)為其它功能系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)和產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)的管理。庫存管理包括對成品庫存和在制品庫存的管理。對在制品庫存需要考慮到產(chǎn)品在庫存空間中的定位、庫存空間的限制、合理庫存量等方面的問題。對成品庫存還要考慮對客戶訂單信息、產(chǎn)品信息和質(zhì)量信息的匹配與核對，以及對發(fā)運方式和配貨方式的管理。

（6）數(shù)據(jù)分析與管理：數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)為其它功能系統(tǒng)提供支撐服務(wù)，并用于計算績效指標、進行趨勢分析、發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的規(guī)律等深層次的數(shù)據(jù)利用。而數(shù)據(jù)管理功能通過MES的中心數(shù)據(jù)庫，對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行匯總并長期保存。MES的中心數(shù)據(jù)庫是MES運行的基礎(chǔ)，是ERP層所需生產(chǎn)實績數(shù)據(jù)的來源。

在MES的實施過程中，還需要根據(jù)實際情況來規(guī)劃和設(shè)計具體系統(tǒng)，同時還要保證與其他信息系統(tǒng)的集成、對完整的鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)流程的支持，具有功能結(jié)構(gòu)靈活、使用方便的特點。

三、鋼鐵企業(yè)信息化的關(guān)鍵技術(shù)

鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程中包含著復雜的物理化學變化，存在著許多突變和不確定因素，對生產(chǎn)順利和質(zhì)量的要求非常高。因此需要建立起信息化的應(yīng)急處理，實時動態(tài)調(diào)整，MES相應(yīng)的質(zhì)量管理機制提供一系列關(guān)鍵技術(shù)，進行相關(guān)問題的處理和實時監(jiān)控，以保證生產(chǎn)的有序進行。下面就其關(guān)鍵技術(shù)做簡單的概述。

（1）質(zhì)量設(shè)計和跟蹤自動化技術(shù)：
鋼鐵企業(yè)之間為貫徹一貫的質(zhì)量管理理念，需要建立規(guī)范管理體系及冶金規(guī)范管理體系。根據(jù)用戶的需求，在產(chǎn)線上從冶煉、軋制、精整到包裝等一系列工序進行一貫質(zhì)量設(shè)計。在生產(chǎn)過程中全面跟蹤產(chǎn)品，在各個生產(chǎn)階段對產(chǎn)品進行檢測，并隨時根據(jù)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)和實績數(shù)據(jù)，判定在生產(chǎn)過程中發(fā)生的品質(zhì)異常，并最終進行質(zhì)量檢測分析和判定，產(chǎn)品銷售是提供質(zhì)量保證書。

（2）動態(tài)優(yōu)化調(diào)度技術(shù)：在鋼鐵企業(yè)中，如何協(xié)調(diào)好煉鋼、連鑄、熱軋的物流，編制出聯(lián)系上下工序的一體化計劃是一項關(guān)鍵技術(shù)。由于存在許多作業(yè)和管理等方面的因素，尤其是為了節(jié)能，實現(xiàn)一體化編制與作業(yè)調(diào)度問題是一項高難度課題。

（3）動態(tài)成本控制技術(shù)：采用數(shù)據(jù)挖掘與預報技術(shù)，依照動態(tài)成本模型預測生產(chǎn)成本；利用動態(tài)跟蹤技術(shù)，優(yōu)化原材料的配比、能源的供應(yīng)、生產(chǎn)的調(diào)度管理等一系列措施，以降低生產(chǎn)成本。

（4）實時動態(tài)的合同管理技術(shù)：根據(jù)合同處理結(jié)果及生產(chǎn)實績的實時合同拋賬作業(yè)，使合同工序動態(tài)平衡，實時監(jiān)控合同進度，動態(tài)反映合同的欠量和通過量，實現(xiàn)從銷售到質(zhì)量、生產(chǎn)、出廠、結(jié)算的合同過程中實時跟蹤和動態(tài)閉環(huán)控制。

四、結(jié)束語

本文闡述了鋼鐵企業(yè)信息化中MES的架構(gòu)功能，提出了若干個MES有待研究的關(guān)鍵技術(shù)，對改善我國流程行業(yè)MES的技術(shù)規(guī)范與實施標準，具有重要的意義。