钢铁企业MES的技术特点与行业应用

MES
热 轧 冷 轧
线 材 M E S
PCS
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钢铁企业MES应用功能模型之二 钢铁企业MES应用功能模型之二 应用功能模型
ERP
炼 铁 M E S 炼 钢 M E S 连 铸 M E S 线 材 M E S 热 轧 M E S 冷 轧 M E S
PCS
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我国钢铁企业的生产特点与信息化现状
企业经营方式也由传统的以产定销模式，改变 企业经营方式也由传统的以产定销模式， 成按订单生产；所以， 成按订单生产；所以，如何最大限度地满足用户 的特殊加工要求，如何把握合同的进度、 的特殊加工要求，如何把握合同的进度、实现按 期交货，成为钢铁企业争取客户的一个重要因素. 期交货，成为钢铁企业争取客户的一个重要因素. 激烈的市场竞争导致产品价格不断降低， 激烈的市场竞争导致产品价格不断降低，利润 空间越来越小，从而迫使企业必须增强内在素质， 空间越来越小，从而迫使企业必须增强内在素质， 以降低生产成本。 以降低生产成本。
冷轧 PCS系统 PCS系统
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三、钢铁企业MES的技术特点 钢铁企业 的技术特点
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钢铁企业MES的应用功能 钢铁企业MES的应用功能架构模型 的应用功能架构模型
ERP
采购管理 销售管理 原料管理 出厂管理 运输管理 成本管理 财务管理 设备管理 人事管理
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MES在钢铁企业信息系统中的地位 MES在钢铁企业信息系统中的地位
企业资源计划系统（ERP） 企业资源计划系统（ERP）
订单要求 生产结果
制造执行系统（MES） 制造执行系统（MES）
生产计划
…………
生产实绩
转炉 PCS系统 PCS系统
…………
热轧 PCS系统 PCS系统
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一、我国钢铁企业的生产特点与 信息化现状
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我国钢铁企业的生产特点与信息化现状
我国目前共有钢铁企业上百家.其中: 我国目前共有钢铁企业上百家.其中: 年产量500万吨钢以上的企业有4 年产量500万吨钢以上的企业有4家 500万吨钢以上的企业有 年产200万 500万吨钢的企业有11家 年产200万-500万吨钢的企业有11家 200 万吨钢的企业有11 年产50万 200万吨钢的企业有35家 年产50万-200万吨钢的企业有35家 50 万吨钢的企业有35 企业信息化建设的水平参差不齐, 企业信息化建设的水平参差不齐 , 总体水平较 尤其是在MES的应用上，尚处于起步阶段。 MES的应用上 低.尤其是在MES的应用上 ，尚处于起步阶段 。上世 纪八十年代开始, 纪八十年代开始 , 涌现了以宝钢为代表的大批现代 化企业, 化企业 , 大大加快了我国钢铁企业信息化建设的步 伐.
钢铁企业MES在ERP/MES/PCS三层架构中起到承上启下的 钢铁企业 三层架构中起到承上启下的
关键作用, 是从企业经营战略到具体实施之间的一道桥梁， 关键作用 是从企业经营战略到具体实施之间的一道桥梁，
典型的钢铁企业的MES控制问题可以归结为：上下连通现 控制问题可以归结为： 典型的钢铁企业的 控制问题可以归结为 场控制设备与企业管理平台，实现数据的无缝连接与信息共享； 场控制设备与企业管理平台，实现数据的无缝连接与信息共享； 前后贯通整条产线，实现全生产过程的一体化产品与质量设计、 前后贯通整条产线，实现全生产过程的一体化产品与质量设计、 计划与物流调度、生产控制与管理等， 计划与物流调度、生产控制与管理等，从而实现整个企业信息 的综合集成。 的综合集成。
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我国钢铁企业的生产特点与信息化现状
综合以上行业特点， 综合以上行业特点，国内外一些先进的钢铁企 业如德国的蒂森、日本的新日铁、韩国的浦项、 业如德国的蒂森、日本的新日铁、韩国的浦项、我 国的宝钢等,均采用了基于ERP/MES/PCS三层架构的 国的宝钢等,均采用了基于ERP/MES/PCS三层架构的 ERP/MES/PCS 整体信息化方案, 并且以MES为核心． MES为核心 整体信息化方案, 并且以MES为核心．
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我国钢铁企业的生产特点与信息化现状
钢铁企业具有自身的行业特点，其生产环境苛刻， 钢铁企业具有自身的行业特点，其生产环境苛刻， 生产过程中涉及各种突变和不确定性因素， 生产过程中涉及各种突变和不确定性因素 ， 对应急 处理和例外处理要求极高。 处理和例外处理要求极高。 产品质量的好坏不光靠事后的检验，而是必须贯穿 产品质量的好坏不光靠事后的检验， 于生产的全过程中， 从产品的质量设计、 质量监控、 于生产的全过程中 ， 从产品的质量设计 、 质量监控 、 质量判定到质量分析， 质量判定到质量分析 ， 一贯质量管理在钢铁企业应 用得非常广泛。 用得非常广泛。
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我国钢铁企业的生产特点与信息化现状
其他行业的生产信息处理过程大都是由多到少， 其他行业的生产信息处理过程大都是由多到少， 由众多的零部件组装成一个产品。钢铁行业则相反， 由众多的零部件组装成一个产品。钢铁行业则相反， 由少到多，例如，一炉钢浇成多个坯， 由少到多，例如，一炉钢浇成多个坯，一块坯轧成 多个材。信息处理量呈不断膨胀的趋势；针对这些 多个材。信息处理量呈不断膨胀的趋势； 信息的处理与挖掘分析对生产管理与经营决策， 信息的处理与挖掘分析对生产管理与经营决策，会 起到非常重要的参考作用。 起到非常重要的参考作用。
发货管理
出库 实绩
物料转用/充当
计划执 行情况
设备状况及 轧辊信息
物料管理
实绩信息 成本信息
库位实绩
库区管理
作业计划管理
生产计 Hale Waihona Puke Baidu指令 生产 实绩
物料信息 生产标 准信息
工序成本收集
能源/辅材消 耗数据 配辊 数据
设备运转状况管理
换辊 实绩 设备运 转信息
数据传送管理
检化验 指令 检化验 实绩 生产标 准信息 生产计 划指令 生产 实绩 能源/辅材 消耗数据 配辊 数据 换辊 实绩
100 98 96 94 92 90
烧结 高炉 转炉 电炉 连铸 轧钢
100 80 60 40 20 0
烧结 高炉 转炉 电炉 连铸 轧钢
100 80 60 40 20 0
烧结 高炉 转炉 电炉 连铸 轧钢
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我国钢铁企业的生产特点与信息化现状
目前在国外有关MES的研究非常广泛， 目前在国外有关MES的研究非常广泛，并取得了 MES的研究非常广泛 积极的进展，一些软件公司开发成功了商品化的MES 积极的进展，一些软件公司开发成功了商品化的MES 软件产品，如德国的SimenZ、美国的Rockwell、 软件产品，如德国的SimenZ、美国的Rockwell、意大 SimenZ Rockwell 利的Danieli、韩国的Posdata、德国的PSI等等。 但 利的Danieli、韩国的Posdata、德国的PSI等等。 Danieli Posdata PSI等等 在我国MES产品则很少，尤其是在钢铁方面. 在我国MES产品则很少，尤其是在钢铁方面. 上海宝 MES产品则很少 信软件公司在国家863计划的支持下， 信软件公司在国家863计划的支持下，联合国内多家 863计划的支持下 大学、研究单位， 大学、研究单位，开发成功了我国第一套冶金工业 MES产品化软件。 MES产品化软件。 产品化软件
钢铁企业MES 钢铁企业MES的技术特点 MES的技术特点 与行业应用
MES技术总监 MES技术总监 毕英杰
上海宝信软件股份有限公司
Shanghai Baosight Software Co.,Ltd.
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主要内容 一、我国钢铁企业的生产特点与信息化现状 MES的特征与核心地位 二、钢铁企业MES的特征与核心地位 钢铁企业MES 三、钢铁企业MES的技术特点 钢铁企业MES MES的技术特点 四、钢铁企业MES的行业应用 钢铁企业MES MES的行业应用 五、钢铁企业MES的发展趋势 钢铁企业MES MES的发展趋势
系统管理
设备运 转信息
PCS
检化验计算机
过程控制计算机（铁水预处理、转炉、精炼、连铸、热轧、冷轧、涂镀、精整） 过程控制计算机（铁水预处理、转炉、精炼、连铸、热轧、冷轧、涂镀、精整）
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钢铁企业MES应用功能模型之一 钢铁企业MES应用功能模型之一 应用功能模型
ERP
炼 铁 M E S 炼 钢 连 铸
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我国钢铁企业的生产特点与信息化现状
冶金生产的连续性，增加了计划编制的难度。 冶金生产的连续性，增加了计划编制的难度。中 间产品或在制品大都呈高温或流动状态， 间产品或在制品大都呈高温或流动状态，前后工序 紧密衔接、相互影响，各生产单元可变因素多， 紧密衔接、相互影响，各生产单元可变因素多，生 产过程中各种因素的波动，因此， 产过程中各种因素的波动，因此，必须引入一体化 计划的概念，对生产过程进行整体优化， 计划的概念，对生产过程进行整体优化，以平衡物 使生产有序地进行。 流，使生产有序地进行。
一体化计划 产品质量设计 产品生产设计 生产实绩收集 在制品生产履历跟踪 成本、 成本、合同信息抛帐 故障紧急处理 计划动态调整
生产状态的 实时监控
设备运转状况 在制品的质量状况 合同的动态跟踪
过程数据
PLC/DCS
人工数据
检化验数据
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MES在钢铁企业信息系统中的地位 MES在钢铁企业信息系统中的地位
钢铁企业MES的技术特点 的技术特点 钢铁企业
订单信息 用户基本信息
订单执行实绩
成本信息
出厂计划
出厂实绩
数据传送管理
制 造 执 行 系 统
MES
订单信息 用户基本信息
订单执 行实绩
合同管理
质量设 计和生 产设计 结果
质量标 准信息 质量设计
质量管理
检 化 验 指 令 检 化 验 实 绩
质量 判定 准发 信息
成本信息
出厂计划
出厂实绩
数据统计
物料信息
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二、钢铁企业MES的特征与 钢铁企业MES的特征与 MES 核心地位
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MES在钢铁企业信息系统中的地位 MES在钢铁企业信息系统中的地位
MES最具有行业特征，不同行业MES功能差异很大 MES最具有行业特征，不同行业MES功能差异很大，这是 功能差异很大， 最具有行业特征 因为MES直接反映底层工艺设备的特点 直接反映底层工艺设备的特点， 因为MES直接反映底层工艺设备的特点，至今世界上还没有一 个适合于所有行业的MES通用产品 通用产品。 个适合于所有行业的MES通用产品。 如果用一句话来描述 MES的核心功能 就是： MES的核心功能，就是： 的核心功能， 计划、调度加实时处理。 计划、调度加实时处理。
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我国钢铁企业的生产特点与信息化现状
根据中国钢铁工业协会2003年对 家重点的调查统计 根据中国钢铁工业协会2003年对65家重点的调查统计，在 年对65家重点的调查统计， 基础自动化和过程自动化方面， 基础自动化和过程自动化方面，整体普及程度和应用水平大大提 MES在冶金企业生产过程整体应用水平还很低 在冶金企业生产过程整体应用水平还很低。 高，但MES在冶金企业生产过程整体应用水平还很低。在应用状 况最好的轧钢工序，应用率也仅有41.7%， 况最好的轧钢工序，应用率也仅有41.7%，而最差的烧结工序仅 4%，至于在整个冶金产线配置完整的MES系统并成功应用的 为4%，至于在整个冶金产线配置完整的MES系统并成功应用的 的实例则极为有限，也只有宝钢等少数企业。 的实例则极为有限，也只有宝钢等少数企业。
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MES在钢铁企业信息系统中的地位 MES在钢铁企业信息系统中的地位
ERP(企业资源计划系统） ERP(企业资源计划系统） 企业资源计划系统
MES(制造执行系统） MES(制造执行系统） 制造执行系统
整体优化的计划 事件触发的实时 应对突发事件 的实时调度 数据处理 与设计