钢铁企业是我国国民经济的重要支柱产业之一，随着我国加入WTO以来，钢铁企业面临着全世界范围内的竞争，如何提高我国钢铁企业的竞争力，很大程度上取决于我国钢铁企业的信息化建设水平。对我国钢铁企业而言，其基础自动化部分，如加热炉控制系统、燃烧控制系统等等大都实现了技术改造，基本采用了PLC、 DCS等实现控制，这为企业信息化建设中的设备集成提供了硬件基础。而在信息化建设过程中，实现基础自动化控制系统与管理系统之间的有效集成，即生产执行系统MES (Manufacturing Execution System)，将对实现企业的信息化产生重要作用。

     1、我们为什么需要MES

    在许多工厂中，全厂管理的功能目前仍然由文件和人工系统进行，通常有经验的人员执掌着工厂生产效益的钥匙。在大多数运行中，人工系统和有经验运行人员的判断总是起着重要作用。但是，市场要求产品的品种和数量经常变化，靠人工和经验调整生产显然效率低、反应慢、缺乏竟争力。而且人工系统也不可能适应产品、工艺、技术和用户要求日趋加速的变化。由于生产运行变化如此迅速，此时光靠人显然是不够的。而MES的信息及时性要求以分，甚至秒的速度进行反应，因此，采用MES带来的效益不言而喻(见图1)。

    图1 采用MES取代人工决策的工厂信息系统

    我国钢铁企业面临的经营管理问题，促进了钢铁行业信息化的应用；而钢铁企业信息化过程中，MES是生产自动化与管理信息化之间的重要桥梁。从钢铁行业的生产实际看，MES的最有效的功能是数据采集与传递，除此之外，通常还具有：现场数据采集与过程处理、设备维护、生产计划管理、生产调度、产品质量控制、生产计划管理、生产调度、产品质量监控、生产档案管理、人力资源管理、系统资源管理等等。

    可见，MES提高基础自动化系统、过程自动化系统无法实现的车间级调度管理功能；提供ERP等管理信息系统无法实现的生产数据的获取与分析功能，成为车间生产和企业管理之间的桥梁，可以为企业带来现实的或潜在的经济效益。

    2、企业控制等级

    考虑到中小型轧钢企业的生产特点，企业控制系统分为三级。
  
    第一级：基础自动化及过程控制级（即PCS），其主要功能有：

    完成全线设备的顺序控制，位置控制，温度控制，速度级联控制，张力控制，活套控制，轧件跟踪，人机对话，故障报警和记录等实时控制功能。

    第二级: 生产控制级(MES，即制造执行系统)

    完成轧机和成品区生产控制。该等级主要接受由公司计划管理计算机系统下达的生产计划，形成相应的生产指令，收集和处理有关生产实际数据，完成全轧钢车间内的物料跟踪，钢坯库、成品库管理，质量控制和质量管理，轧辊管理，操作指导和生产数据的记录及故障报警，设备监视以及与其它系统之间的数据通信。

    第三级: 公司计划管理级(即ERP)

    全公司的计算机管理系统。主要负责销售、生产计划、原料、能源、财物、成本、人力资源管理等等。该系统依据用户订单，向生产控制级下达轧制订单。
    3、生产执行系统(MES)的控制功能

    作为企业信息建设的重要组成部分，MES包含多种不同的功能模块。每个功能模块的取舍，取决于特定的工厂环境以及所期望的效益。针对中小型轧钢企业的生产特点，选择如下功能模块:

    (1)订单管理

    这项功能的表现形式独立于上层的ERP系统。它至少可以取代一部分ERP功能，或包括在其中。主要功能有:
    轧制订单数据输入、修改和显示的入口；
    生产计划中对轧制订单进行列表和显示；
    短期计划，即轧制订单的重新排序和删除；
    设置不同轧制订单进展状态；
    把成品(捆或垛)分配给用户订单。

    (2)生产监控

    生产监控的任务是协调订单管理、报表、轧辊管理、物料跟踪和生产指令模块，同步交换这些功能模块之间的具体订单、产品和物料相关的数据。其主要功能有:
    显示位于不同操作段的材料识别号、顺序和关键产品数据;
    为生产操作员提供校正操作的方式;
    为外部计算机系统和生产控制设备提供订单数据和控制设定点。
    收集用于记录和报表的过程数据;
    明了钢坯不足。

    (3)报表

   生产报表不仅用来选择数据、完成计算、处理文本和编排以及执行一套准备好的报表，而巨为用户提供创建各种可被显示、打印和存储报表的方法。其主要功能有:
    报表生成；
    报表选择和执行。

    (4)钢坯库管理

    钢坯库管理功能提供了输人和处理钢坯数据、监视钢坯的入库和倒垛、分解炉次号的手段，并对钢坯库内的钢坯特征、数量和位置有一个总的监控。其主要功能有:
    存放位置的指定;
    输人和处理钢坯数据;
    监视钢坯的入库和倒垛;
    分解炉次号;
    维护库内钢坯存储印象和显示钢坯特性。

    (5)钢坯分配

    把钢坯分配给轧制订单，并形成一张表，管理从钢坯库到加热炉的钢坯装卸。其主要功能有:
    提供合适钢坯清单。
    钢坯的分配;
    钢坯的再分配;
    准备钢坯的装卸清单。

    (6)轧辊管理

    轧辊管理根据特征、位置和每一个轧辊设备的状态提供一个轧辊库存信息，监视槽的磨损及磨损的程度，并且设备达到极限时进行报警。其主要功能有:
    监视并且显示轧辊和孔型状态的信息以及每个轧辊设备的位置;
    为轧辊设备的每个孔计算并存储轧制吨位;
    当一个孔型的轧制吨位到达极限时进行报警;
    预测一个轧制计划中是否需要换辊。

    (7)成品库管理

    成品库管理提供了捆/垛特征、数量和位置概况，监视捆/垛的入库、倒垛和出库。其主要功能有:
    存储位置的指定；
    入库、倒垛及出库的监视；
    库内捆/ 垛存储印象的维护及其特性显示。

    (8)操作时间监视

    操作时间监视功能监视各种设备和器件的使用情况，并且在设备达到极限值时进行报警。此外，还提供了一个器件列表用于所需的预防性的维护工作。所监视的内容为:
    段(加热炉、轧线、钩式运输等)；
    区域(辊道、机架、飞剪等);
    设备(传动装置)；
    组件(马达、齿轮等)。

    (9)物料跟踪

    物料跟踪是生产控制系统的“心脏”，它提供了用于其它应用模块的信息，反映沿工艺区域的材料运动状态。其主要功能是:
    反映从加热炉到打捆/码垛区的物料运动状态;
    提供轧机跟踪区人工修正的方式或设定启动条件；
    向其它应用模块提供跟踪信息。

    (10)生产指令
    生产指令功能提供建立和维护数据库的工具，包括产品规格参数，主要的设定值和用简明语言表示的指令。为了生产不同的产品，需要所有的指令和参数存储在生产指令数据库中。该数据库包括：生产路线、生产步骤参数等。

    4、结束语

    MES技术的缺失已成为我国钢铁企业以信息化带动工业化的瓶颈，ERP并不能全面覆盖MES的功能，在发展CIMS的过程中，MES作为流程工业综合自动化的关键技术不可或缺。MES对于企业实现信息化、自动化

免责声明：本网站（http://www.ciotimes.com/）内容主要来自原创、合作媒体供稿和第三方投稿，凡在本网站出现的信息，均仅供参考。本网站将尽力确保所提供信息的准确性及可靠性，但不保证有关资料的准确性及可靠性，读者在使用前请进一步核实，并对任何自主决定的行为负责。本网站对有关资料所引致的错误、不确或遗漏，概不负任何法律责任。
本网站刊载的所有内容（包括但不仅限文字、图片、LOGO、音频、视频、软件、程序等）版权归原作者所有。任何单位或个人认为本网站中的内容可能涉嫌侵犯其知识产权或存在不实内容时，请及时通知本站，予以删除。