摘要：文章論述了現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)信息化建設(shè)的整體架構(gòu)，介紹了包鋼煉鋼廠MES系統(tǒng)的實施情況，分析了國內(nèi)MES系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。 關(guān)鍵詞：信息化；MES；鋼鐵 　　鋼鐵冶金是一個離散和連續(xù)混合、既有化學(xué)又有物理變化的生產(chǎn)過程。產(chǎn)線長、工序多、設(shè)備復(fù)雜、工藝線組合多樣是其生產(chǎn)流程的特點[1]，完全靠人工的方式進(jìn)行管理和控制幾乎是不可能的。一個完整的鋼鐵冶金企業(yè)信息化系統(tǒng)包括橫向、縱向兩個側(cè)面。橫向要覆蓋供、產(chǎn)、銷，以及質(zhì)量、財務(wù)、人事、設(shè)備維護(hù)、項目管理等各個環(huán)節(jié)；縱向能從最底層的生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)線及物料控制系統(tǒng)，一直向上延伸到企業(yè)的最高決策層。 1 鋼鐵企業(yè)信息化管理系統(tǒng)的構(gòu)成 　　鋼鐵冶金企業(yè)現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)，通?？捎?層體系架構(gòu)組成。如圖1所示。 　　圖中：L1為一級系統(tǒng)，即設(shè)備控制系統(tǒng)；L2為二級系統(tǒng)，即過程控制系統(tǒng)；L3為三級系統(tǒng)，即車間或廠級制造執(zhí)行系統(tǒng)MES（Manufactu～ng Execu．tion System）；LA為四級系統(tǒng)，即企業(yè)資源計劃系統(tǒng)ERP；L5為五級系統(tǒng)，即企業(yè)間管理系統(tǒng)及決策支持系統(tǒng)。 　　這5層系統(tǒng)相互集成、相互協(xié)調(diào)，構(gòu)成一個完整的企業(yè)信息化管理系統(tǒng)。但目前國內(nèi)的鋼鐵企業(yè)在過程自動化與資源計劃系統(tǒng)之間卻普遍存在著數(shù)字鴻溝，而MES的實施與應(yīng)用首先要跨越這一鴻溝。 [b]2 EMS在煉鋼企業(yè)的實施與應(yīng)用 2．1 軟件和硬件配置[/b] 　　針對煉鋼企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀和需求，結(jié)合以往多個鋼鐵企業(yè)的項目經(jīng)驗，我們按照MES的理念“，在打通基礎(chǔ)自動化和三級補(bǔ)充的基礎(chǔ)上，以輔助生產(chǎn)調(diào)節(jié)和強(qiáng)化考核為重點開發(fā)了部分M功能。 2．1．1 軟件配置。軟件配置包括：實時數(shù)據(jù)庫軟件 　　系統(tǒng)（Proficy IHistory V3．0），WEB SERVER 系統(tǒng)（Proficy Portal V2．5），SIEMENS SIMATIC NETV6．3，M icrosoft Visual Studio 2005。2．1．2 硬件配置。硬件配置包括：實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（DELL 8250），WEB服務(wù)器（DELL 2850），網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)Catalyst WS—C2950T 一24，OPC接口機(jī)DELL Dimension 4700，SIEMENS CP1613 工業(yè)以太網(wǎng)卡。 2．2 實施過程 　　考慮到實時數(shù)據(jù)的特點和系統(tǒng)安裝要求，系統(tǒng)以實時數(shù)據(jù)庫和非實時的關(guān)系數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，對生產(chǎn)過程進(jìn)行實時監(jiān)控與管理。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。 2．2．1建立實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。煉鋼廠現(xiàn)有的PLC系統(tǒng)均是SIEMENS的s5或S7系列，通過工業(yè)以太網(wǎng)建立SIMATICNETOPC服務(wù)器與s5或S7的連接，完成數(shù)據(jù)的實時采集。 2．2．2 建立實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。① 創(chuàng)建1#、2#、3#、4#、5#轉(zhuǎn)爐數(shù)據(jù)集成通道。② 創(chuàng)建6#、7#轉(zhuǎn)爐數(shù)據(jù)集成通道。③ 創(chuàng)建大方坯連鑄、大圓坯連鑄數(shù)據(jù)集成通道。④ 創(chuàng)建南精煉、北精煉、VD 爐的生產(chǎn)數(shù)據(jù)集成通道。⑤ 創(chuàng)建檢化驗數(shù)據(jù)集成通道。⑥通過GE的OPC COLLECTOR 完成以上數(shù)據(jù)通道與GE實時數(shù)據(jù)庫IHISTORY的無縫連接。 2．2．3與轉(zhuǎn)爐二級（自動煉鋼模型）連接。建立6#、7#轉(zhuǎn)爐自動煉鋼數(shù)學(xué)模型數(shù)據(jù)交換通道。 2．2．4 檢化驗數(shù)據(jù)傳輸管理系統(tǒng)。通過串口通訊方式自動采集檢化驗設(shè)備中的數(shù)據(jù)，處理后傳至原三級管理系統(tǒng)。 2．2．5 建立與原三級系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)的通道。將實時數(shù)據(jù)庫中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳人原三級管理系統(tǒng)，取消各工位手工錄入數(shù)據(jù)的工作，達(dá)到數(shù)據(jù)不落地的目的，保證原三級管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時性。 2．2．6 生產(chǎn)信息的WEB發(fā)布。將實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)與原三級管理數(shù)據(jù)進(jìn)行集成、分析、統(tǒng)計，形成各種生產(chǎn)報表、能源消耗報表、班組考核報表、原材料消耗報表及噸鋼生產(chǎn)成本表等，進(jìn)行實時發(fā)布。輔助生產(chǎn)調(diào)度人員進(jìn)行排產(chǎn)工作、解決爐機(jī)匹配問題。同時，還可以對積累的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度的數(shù)據(jù)挖掘，以提高操作工藝、降低能耗。 2．3 系統(tǒng)功能 2．3．1 實時數(shù)據(jù)庫。完成對現(xiàn)場實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集、存儲和管理，是MES系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，是三級進(jìn)行生產(chǎn)實績統(tǒng)計的數(shù)據(jù)來源，是煉鋼廠信息化管理系統(tǒng)安全運(yùn)行的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。 2．3．2 過程監(jiān)控。如圖3所示，對設(shè)備啟停機(jī)的進(jìn)行自動監(jiān)測，自動形成轉(zhuǎn)爐、精煉和連鑄的調(diào)度日志，及時調(diào)整作業(yè)計劃，更新并下發(fā)生產(chǎn)指令。 2．3．3 設(shè)備停機(jī)管理。系統(tǒng)以可視化的方式，監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行中的狀態(tài)參數(shù)，跟蹤生產(chǎn)線上的物流。 2．3．4 報警管理。實現(xiàn)統(tǒng)一的報警管理，加強(qiáng)對關(guān)鍵設(shè)備的安全監(jiān)控，進(jìn)行基于狀態(tài)的預(yù)防性設(shè)備維護(hù)。 2．3．5 班組考核管理。根據(jù)實時數(shù)據(jù)對班組的操作水平進(jìn)行全面客觀的考核，并完成特定目標(biāo)的數(shù)據(jù)組織和分析考核，充分調(diào)動員工的積極性。 2．3．6 質(zhì)量管理。建立每條計劃的實時生產(chǎn)記錄，對鋼水質(zhì)量進(jìn)行全面跟蹤，也為后面建立轉(zhuǎn)爐的自動冶煉模型打下數(shù)據(jù)基石。 2．3．7 生產(chǎn)報表管理。建立靈活及時的生產(chǎn)報表系統(tǒng)，使得產(chǎn)量、原材料消耗的計量準(zhǔn)確、及時。 2．3．8 成本管理。通過自動采集實時數(shù)據(jù)，為三級系統(tǒng)提供各鋼種動態(tài)成本數(shù)據(jù)。 2．3．9 數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)管理功能通過實時數(shù)據(jù)庫，對實時采集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總并長期保存。 2．3．10 數(shù)據(jù)分析。通過檢化驗系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以為其他功能系統(tǒng)提供支撐服務(wù)。此外數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)還可以計算績效指標(biāo)、進(jìn)行趨勢分析、發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的規(guī)律等，進(jìn)行深層次的數(shù)據(jù)利用。如圖4所示。 3 主要經(jīng)濟(jì)效益 　　MES提供基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)、過程自動化系統(tǒng)無法實現(xiàn)的車間級調(diào)度管理功能；提供ERP等管理信息系統(tǒng)無法實現(xiàn)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的獲取與分析功能，成為車間生產(chǎn)和企業(yè)管理之間的橋梁，對提高企業(yè)經(jīng)營管理水平，促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展具有較大的經(jīng)濟(jì)效益，體現(xiàn)在以下幾方面：①借助成本管理系統(tǒng)，促進(jìn)倉庫與采購者之間的信息溝通，避免重復(fù)采購，可以減少10％的庫存。按目前情況分析可減少8960萬元庫存資金。②利用質(zhì)量管理系統(tǒng)，加快信息傳遞，避免劣質(zhì)原料以次充好進(jìn)入貨場，預(yù)計通過原料把關(guān)，年可挽回經(jīng)濟(jì)損失256．6萬元。③利用質(zhì)量管理系統(tǒng)將質(zhì)量信息傳遞至生產(chǎn)現(xiàn)場指導(dǎo)生產(chǎn)操作，并對生產(chǎn)過程的關(guān)鍵工段采用先進(jìn)控制，可提高生產(chǎn)效益1％，年鋼產(chǎn)量增加5．2萬噸，減少原材料消耗1．25％，增利2050萬元。④應(yīng)用能源管理系統(tǒng)加強(qiáng)能源的輸配、管理，預(yù)計可節(jié)能1％，每噸鋼降低成本3元，年效益1664萬元。 4 結(jié)束語 　　當(dāng)前,MES在國外知名大型企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，成為這些企業(yè)保持市場競爭優(yōu)勢的重耍手段；但是在國內(nèi)，大家對IVIES的認(rèn)識還比較少，MES的應(yīng)用并沒有得到充分的重視。為提高國內(nèi)鋼鐵企業(yè)在國際鋼鐵行業(yè)中的競爭力，實現(xiàn)并完善適用于我國鋼鐵企業(yè)應(yīng)用需求的MES產(chǎn)品勢在必行。 參考文獻(xiàn) [1] 龔堯．現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)技術(shù)（轉(zhuǎn)爐煉鋼）[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1991．