湘潭鋼鐵MES建設項目

湘鋼MES系統以供銷系統為基礎，以銷售訂單為驅動，以生產計劃（日工單）、產線為主線；以生產和工藝過程控制、設備監控為手段；集成冶金規范信息、檢化驗數據、自動化采集數據，及時準確反饋生產現場實時信息，進行科學排程、合理調度，強化工序之間的銜接，逐步實現精益生產。

（1）2002年6月ERP系統上線，拉開了湘鋼信息化建設的序幕，經過兩年的建設，現已成功實施了產銷資訊系統、二煉鋼調度系統、設備管理系統，在這些系統中真正為生產提供實時調度并指導生產的只有二鋼調度系統；

（2）生產規模的擴大，導致車流量大，車輛調度還是傳統的操作模式，車流信息封閉，很難及時掌握機車和車輛的運用情況，車輛周轉慢，老牌車查找難度大，停時核算工作量大；

（3）物流管理部門多，運輸資源（鐵路、公路、水路）不能有效利用，缺乏統一的管理；

（4）運輸計劃還是手工操作、傳遞，勞動強度大，信息封閉，月、日運輸計劃查找困難；（5）生產信息和事故信息還是電話傳遞，不能及時了解生產現場的真實性，對生產運行的異常情況不能及時控制和調整；

（6）能源計量基礎設施落后，計量數據不準，不能真實反映實際消耗，實時調度缺乏有效手段，不能及時動態平衡而影響生產和成本；

（7）新煉鋼和寬厚板項目明年將陸續投產，信息系統如何支撐業務運作和管理顯得十分緊迫；

（8）對關鍵生產過程及設備運行狀態無法實時監控，不利于降低事故的發生率；

（9）各個產線的生產業務之間銜接不緊密，造成資源浪費，并降低了生產效率。

湘鋼MES系統實現從訂貨合同到生產計劃、到制造作業計劃、到制造作業指令、到產品入庫出廠發運的信息化，生產與銷售連成一個整體，計劃調度和生產控制有機銜接。在不改變工藝技術和設備的情況下縮短交貨期、提高準時交貨率，顯著加速生產營銷流程。以客戶為導向，滿足客戶個性化需求，實現特殊產品冶金規范的快速制定，實現客戶合同—冶金規范—客戶訂單—生產工單—發貨臺帳的關聯，實現客戶訂單狀態的全程跟蹤。并通過設備狀態檢測、能源監控、數據挖掘、物料平衡等系統的輔助實現打造數字化湘鋼的目標。

通過ESP-iSYS實時數據庫系統的API、OPC、ODBC、DDE等多種數據服務方式可以連接各種PLC、DCS和現場設備，從而對全廠各種數據源進行實時采集。

ESP-iSYS采用的二次壓縮算法使企業生產過程中產生的海量數據的存儲成為可能，為鋼鐵企業提供高效和海量的生產時效性數據的存儲和查詢能力。并且提供高效的實時數據向關系數據庫的轉儲能力，為基于關系數據庫的應用提供有效、必要的數據。從而既發揮了實時數據庫的實時性和海量存儲性，又與關系數據庫無縫集成，使實時數據庫真正成為鋼鐵企業MES的核心。

在鋼鐵企業生產過程中，生產是以管理和控制為核心的，生產調度是溝通生產過程控制和管理的紐帶，是企業獲取經濟效益的所在。生產調度是生產指揮中心，它將工廠各種業務管理系統（企業資源規劃系統 ERP，決策支持系統DSS，產銷資訊系統）和生產過程管理（工藝管理）有機地結合在一起，形成一個PDSC循環，如圖所示：

生產調度系統以供銷系統為基礎，以銷售訂單為驅動，以生產計劃（日工單）、產線為主線；以生產和工藝過程控制、設備監控為手段；集成冶金規范信息、檢化驗數據、自動化采集數據，及時準確反饋生產現場實時信息，進行科學排程、合理調度，強化工序之間的銜接，逐步實現精益生產。系統分為兩個層次：

廠級調度層，定制周生產計劃和生產相關的操作規范以及質量標準數據，根據現場設備運行情況、人員情況、檢修情況、庫存情況排出短期（2～3日）生產計劃，并實時跟蹤工單執行情況，獲取產線實時生產情況，并對突發事件進行及時處理，協調煉鐵和煉鋼以及軋鋼廠的生產活動；

產線調度層，接收廠級調度制訂的短期生產計劃，根據系統收集的生產現場的各種信息以及相關單位的生產信息和維修計劃制訂生產工單，并實時跟蹤工單的執行情況，應對各種現場突發情況，并及時通知廠級調度，以便提高產線利用率，發揮最大產能，降低能耗；并實時統計成品和半成品質量計量數據，為計劃的制訂提供更可靠的依據。

通過生產調度系統的實施，建立了公司生產調度指揮信息平臺，實現生產過程及生產信息的系統集成、共享、監控，實現用戶訂單/生產計劃的全程管理和執行監管，提高公司的生產管理水平，實現一級計劃、二級調度管理體系，強化公司按訂單組織生產的支撐模式，實現鐵水、鋼坯等物料的平衡和物流有序，滿足公司發展需要，并且集成了冶金規范標準、過程工藝參數、檢化驗信息及質量判定信息，加強質量監管，實現全程質量管理，建立起科學有效的圖形化生產排程與調度模型，合理配置各種資源，強化生產工序之間的銜接，優化生產組織，提高生產效率，實現了對關鍵生產工藝過程參數的監控和干預，改善和提升產品質量。

系統采用了目前流行的B/S和C/S相結合的體系結構，采用完全的組件開發模式。通過WEB瀏覽器，企業管理層和調度人員可以通過管理網實時監測計劃執行情況，使辦公更貼近與現場，在第一時間獲取來自現場的數據，并且實時統計小時產量、日產量、月產量、年產量等重要數據，另外還可以通過動態仿真界面直觀的監測重要設備的運行情況，從而起到輔助優化調度的作用。

企業能源大多具有介質種類多（成分復雜、非單質介質、變化頻繁），外購、自產同時存在（計量、結算復雜），參數變化范圍大（用量、壓力、溫度等參數隨時間和用戶變化大）等特點。在能源介質統計分析方面，傳統上多采用人工匯總統計或語音調度等方式，這樣的方式使生產參數滯后、管理成本高。

能源計量以全廠公用能源管網為對象，直接采集和監控全廠各種能源介質的供應和分配；監控各種水、電、煤氣、氧、氮、氬、氫、蒸汽、壓縮空氣以及環境等多種參數。從控制系統通過多種協議，將以上數據轉存到關系數據庫中，為系統統計、分析以及歷史查詢提供基礎數據。用戶通過對監控點上報的各種信息進行數據統計和智能分析處理。系統提供多種能耗統計和分析方式，通過實時能耗一覽表可以實時監測能源消耗情況，通過能耗趨勢對比分析圖可以進行同比分析，如圖所示：

通過收集、計算和分析能夠真正代表生產成本的數據，利用實時數據動態地監控生產成本，并提供給管理人員和企業資源計劃管理軟件、產銷資訊軟件使用。使成本控制發生在生產過程中，而不是在生產的完成后，實現能耗的卡邊控制，達到降低成本的目的。

對重要設備運行狀態的實時監測是保證鋼鐵企業生產線可靠、安全、高效運行的重要保障?！肮び破涫拢叵壤淦鳌?，鋼鐵企業的健康發展迫切需要通過科技創新、管理創新來提高設備狀態監測工作效率、強化管理質量、提高自身競爭力。

通過構建基于企業網的分布式設備狀態信息共享平臺，強化設備運行狀態管理，使設備運行狀態信息與工藝信息無縫集成。設備管理人員及時掌握設備現場原始數據，準確分析設備運行狀態，有效利用設備運行狀態數據，實現設備運行狀態的全面監測、分析、診斷、提前干預，從而達到降低設備事故，提高設備運行可靠度、延長設備使用壽命、保障設備長周期安全運行、穩定生產、降低設備維修成本的效果。并且實現設備運行狀態劣化趨向管理，在設備異常時實施“尋跡跟蹤分析”和“精密診斷分析”。對重要設備的監視功能，為生產計劃的動態編制提供實時依據，同時在線跟蹤所有設備的運轉狀況和生產進程，確保作業計劃得以進行實時動態調整。

鋼鐵生產過程是一種極其復雜的大系統，其中各層次信息普遍存在多變量、非線性、高噪音的特征，并且數據量巨大。在一些鋼鐵廠，因為缺乏有效的信息處理技術，已有的數據庫中90％以上的數據多年無人問津。由于鋼鐵生產機理的復雜性，目前還有大量的關于生產優化方面的規律和知識還未被人們所認知。在生產過程中存在大量的可控參數，生產過程還存在極大的、可調的自由度，另外在提高生產管理和控制效率方面，也存在著極大的尋優空間。現代信息技術，特別是適合于海量數據處理的數據挖掘技術，是未來支持中國鋼鐵工業高速發展的重要技術手段之一。

在冶煉過程中要使用多種礦石原料，且大多靠進口，這使得配礦一直是鋼鐵企業努力研究解決的問題。在廠級實時數據庫以及相關信息系統的支持下，積累大量數據，為數據挖掘提供了最基本的條件。數據挖掘系統，一方面采用聚類分析技術解決配礦方案分類和礦石分類的問題，同時采用神經元網絡來探索配礦規律，建立配礦模型，應用全面數據分析技術，對配礦方案整體優化，最終得到了配礦方案中最優答案。

⑴ 壓縮庫存

通過庫存管理系統實時跟蹤庫存情況，加快產品周轉速度

⑵ 優化配電、配水，降低消耗，實行成本控制

⑶ 優化能源調度

⑷ 優化生產組織

在企業信息化自動化系統的支持下，生產組織者可隨時調整生產作業，縮短生產銜接時間，保證生產順利進行

⑸ 優化資金運營

⑹ 優化工藝結構，提高生產效率

通過提高自動化水平，優化工藝結構，提高生產設備的生產效率，發揮設備潛能

⑺ 提高產品市場競爭力

系統的建立，將有助于優化產品品種結構，提高產品的市場競爭力