钢厂MES系统的研究与实现

摘 要：近年我国钢铁行业高速发展，越来越多的企业认识到信息化对企业战略所带来的各种优势，各种信息化系统在钢铁企业逐步应用起来。目前钢铁企业的信息化模型主要由设备的可编程逻辑控制器（PLC）、过程控制系统（PCS）、生产制造执行系统（MES）、企业资源规划系统（ERP）组成，本文主要研究钢铁行业MES发展的现状以及趋势，并简要评价某钢厂MES系统架构，以便为该类型企业MES信息化发展提高参考。

关键词：钢铁行业；MES；信息化

中图分类号：TP311.52

1 MES系统

MES（Manufacturing Execution System）――制造执行系统，简单地说就是指运用计算机信息化手段管理和优化生产过程，提高生产率，缩短交货期，改善决策支持，实现无纸化柔性生产。它主要包括以下几个部分：

（1）优化从订单开始到产品产出的整个生产活动；

（2）指导、启动、响应、报告发生的一切生产活动；

（3）通过对情况变化的快速反应和减少无用操作，使得生产过程和操作更有效；

（4）提高设备利用、及时交货、库存流动、现金流动的整体性能；（5）通过双向通信，向企业和供应链提供更关键有效的信息。

2 MES在企业中所处的地位

企业的信息化总共有三层结构：

由上图可以看出，MES主要是面对工厂级，直接对车间生产进行控制和管理。往上和ERP等管理软件相通信，往下面对着生产设备的控制系统。

3 课题来源

某钢厂新建炼钢厂包含KR铁水预处理、120吨顶底复吹转炉1座、精炼炉（CAS/LF/LF+VD）、板坯连铸机一台。中厚板厂年产量120万吨，包含有步进加热炉1座，推钢加热炉2座，初轧机1台，精轧机1台，以及冷床、剪切、精整、质检、入库等一条线中厚板生产设备。炼钢厂与中厚板厂采用高耦合性直接热装板坯工艺（DHCR），因此要求实行一条作业线生产管理。该条作业线将逐步过渡到以品种钢生产为主（小批量/多品种），因此要求生产管理实现高水平的定单生产（MAKE TO ORDER）管理。

4 课题意义

炼钢厂转炉和精炼均采用法国达涅利公司模型（L2），连铸采用澳钢联自动化技术（L1/L2），化验设备也十分先进。整条作业线具备完善的L2/L1自动化系统，中厚板厂的二级系统也比较完备。然而，由于没有L3级自动化系统（即MES系统），局部虽优，全局不佳，难以发挥L1/L2级自动化水平高的优势。因此，MES系统就是要让各个L1/L2模型有机地结合起来，使之相互之间有信息传输，不再是完全独立的模型，以达到全局的优化。

5 MES发展现状

MES作为生产形态变革的产物，其起源大多源自工厂的内部需求，传统的MES（Traditional MES，T-MES）就是从70年代的零星车间级应用发展起来的，在积累了相当的经验后，逐渐形成了一些从事MES开发的专业公司，并且其系统也开发出了相当成熟的标准。通常他们都是针对特定的生产类型，或特定的功能需求而开发出较为标准化的MES，并拥有了一定的市场份额（例如美国的 Consilium，加拿大的Promise公司都是开发IC厂MES 的知名厂商）。总的来说T-MES可大致分为两大类：专用的MES系统（Point MES）和集成的MES系统（Integrated MES）。专用的MES是指为解决某个特定领域问题，如车间维护、生产调度或SCADA而开发的单独应用系统。集成的MES则是针对一个特定行业如航空、装配、半导体、食品和卫生等行业而设计，具有一定的通用性，并且逐步加强了与上层事务处理和下层实时控制系统的集成能力。

6 研究工作要实现的最终目标

企业MES的实施，是一个从无到有，从浅到深的过程。它与企业的信息化管理和信息化建设的发展历程是同步的，随着MES应用的不断深入，信息技术不断地渗入到企业管理层面中，它对企业的战略影响也越来越大，使得企业在利用信息技术时能更快地获取竞争优势，同时又使企业在MES的投资上发挥最大效益。

7 研究成果形式

基于C/S架构研发MES钢厂系统，并形成学位论文《某钢厂MES系统的研究与实现》。

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作者单位：辽宁林业职业技术学院，沈阳 110101