鋼鐵行業(yè)MES 解決方案——軋鋼篇

軋鋼生產(chǎn)線總體可分為兩部分：軋線、精整線（根據(jù)不同產(chǎn)品可能為處理線、剪切線）。軋線主要由加熱爐、開坯機、軋機、控制飛剪等設備組成。精整線根據(jù)產(chǎn)成品不同類型可由熱矯、冷矯、定尺鋸（剪）、雙邊剪、剖分剪、打牌機、秤重機、堆垛機、各類冷床、各類臺架、檢查床組成。

鋼材軋制的工藝特點是生產(chǎn)線長度長，所需生產(chǎn)設備（生產(chǎn)單元）數(shù)量多，生產(chǎn)路徑復雜。因此在軋鋼生產(chǎn)線上，進行制造執(zhí)行過程的監(jiān)控、批次跟蹤、質(zhì)量控制、質(zhì)量判定；以及事后質(zhì)量分析、生產(chǎn)過程分析、生產(chǎn)管理對整個鋼材軋制生產(chǎn)具有至關重要的作用。通過GE Proficy Plant Application 產(chǎn)品，GE可以幫助鋼鐵企業(yè)在鋼材軋制過程中實現(xiàn)實時監(jiān)控、在線質(zhì)量判定、批次跟蹤、質(zhì)量分析、過程分析；從而確保產(chǎn)成品質(zhì)量。

軋鋼工藝流程圖

GE針對軋鋼生產(chǎn)線 MES 解決方案功能模塊如下：

生產(chǎn)排程

接收 ERP 下達的生產(chǎn)計劃（Production Order），并根據(jù)產(chǎn)成品規(guī)格、工藝要求、當前各個生產(chǎn)單元狀態(tài)選擇可用工藝路徑，依次計算出軋機、熱矯、冷矯、冷床、檢查床等生產(chǎn)單元生產(chǎn)排程；計算選取各個生產(chǎn)單元控制參數(shù)、產(chǎn)品參數(shù)、設備參數(shù)質(zhì)量控制范圍，產(chǎn)生整個生產(chǎn)線的軋制排程（Rolling Schedule）。調(diào)度員還可以在計劃甘特圖上進行人工拖拽調(diào)整，系統(tǒng)會根據(jù)調(diào)整進行自動修正甘特圖，實現(xiàn)智能調(diào)整。

生產(chǎn)監(jiān)控與實績

生產(chǎn)監(jiān)控的數(shù)據(jù)來源于生產(chǎn)現(xiàn)場的基礎自動化設備，如 PLC、DCS 等，為調(diào)度層面和現(xiàn)場操作工提供操作指導。生產(chǎn)監(jiān)控從對象來看分為三個層次：設備層面、訂單層面、物料層面。

系統(tǒng)在設備層面提供所有設備的生產(chǎn)狀態(tài)總覽，對象包括軋機、熱矯、冷矯、冷床、檢查床、定尺鋸（剪）、堆垛機、秤重機以及物流設備，如行車、叉車等。信息包括設備當前狀態(tài)、軋制批次信息、工藝控制信息（如出爐溫度、入軋溫度、張力控制、軋機轉速、實際輥徑等）、產(chǎn)成品實際信息（重量、長度、寬度、厚度）。

在生產(chǎn)監(jiān)視的過程中，當工藝參數(shù)、產(chǎn)品參數(shù)或設備運行參數(shù)超出合格范圍時，系統(tǒng)將自動報警。系統(tǒng)從訂單層面提供所有批次的加工履歷和當前位置，并以操作記錄的形式進行自動存儲，為成本管理和考核管理提供不失真的基礎數(shù)據(jù)。生產(chǎn)調(diào)度員可隨時掌握批次在各區(qū)域的關鍵信息，如出爐溫度、入軋溫度、軋機轉速、張力、物料成分等。

停機故障分析

系統(tǒng)可以根據(jù)軋鋼廠實際生產(chǎn)情況配置停機故障模型。并根據(jù)現(xiàn)場獲得的數(shù)據(jù)（來自自動化設備以及操作人員錄入）自動停機/ 故障分析報告。 幫助廠級管理人員快速定位主要問題，找到解決問題的關鍵點。

效率分析

系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)狀況、停機時間、物料損耗率、成品合格率自動計算得出各個車間、各個生產(chǎn)線、各個班組的 OEE 數(shù)據(jù)。OEE 數(shù)據(jù)將作為考核各班組績效的重要指標。

批次跟蹤

批次跟蹤對于軋鋼區(qū)的生產(chǎn)調(diào)度非常關鍵。批次跟蹤的信息來源于生產(chǎn)排程。系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)排程自動生成產(chǎn)成品批次，從入加熱爐開始直至產(chǎn)成品下線入庫的過程處理信息為質(zhì)量追溯、生產(chǎn)分析、成本管理提供了堅實基礎依據(jù)。

質(zhì)量管理

• 產(chǎn)品技術標準管理
  

• 產(chǎn)品質(zhì)量判定
  

• SPC分析

• 質(zhì)量統(tǒng)計
  

• 產(chǎn)品回溯

物料及庫存管理

對原輔料料倉進行管理，與板坯庫、方坯庫、成品庫等庫存系統(tǒng)進行集成。通過生產(chǎn)計劃號（Production Order）和產(chǎn)成品編號的匹配，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的全過程跟蹤。

考核管理

基于實時采集的不失真的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，形成基于班組的考核報表，考核內(nèi)容包括產(chǎn)量、工藝（成材率、合格率）、消耗（電、煤氣、冷卻水）、OEE 等內(nèi)容，為提高產(chǎn)品質(zhì)量和節(jié)能降耗提供幫助。

數(shù)據(jù)倉庫

GE 的數(shù)據(jù)倉庫采用強大的數(shù)據(jù)立方體分析技術，把已經(jīng)非常強大的報表處理和分析能力又提升到一個新的水平上，幫助用戶輕松獲取整個軋鋼廠的相關生產(chǎn)信息– 通過將實時數(shù)據(jù)的比特位及字節(jié)轉換成關于訂單、資產(chǎn)、生產(chǎn)、質(zhì)量、產(chǎn)量及更多的有意義智能信息，從而為生產(chǎn)和過程數(shù)據(jù)提供有意義的參考。GE 的數(shù)據(jù)倉庫可以對長達數(shù)年的來自多個軋鋼廠的整個生產(chǎn)過程每個工序所產(chǎn)生的生產(chǎn)數(shù)據(jù)（包括各種工藝、質(zhì)量、設備運行數(shù)據(jù)）進行各種智能分析，從而幫助企業(yè)改進軋制工藝，提高生產(chǎn)運營能力。

通過 MES 的建設，能夠為軋鋼廠帶來如下效益：

• 通過生產(chǎn)排程和生產(chǎn)協(xié)調(diào)，可以幫助企業(yè)快速應對市場變

  化，使企業(yè)的生產(chǎn)模式由按庫存生產(chǎn)轉變?yōu)榘从唵紊a(chǎn)。并

  能提高企業(yè)訂單按時交割率

• 通過有效的生產(chǎn)批次管理和能源平衡管理，從物流和能源上

  保證軋鋼廠的有序生產(chǎn)

• 通過批次跟蹤，實現(xiàn)生產(chǎn)過程工藝數(shù)據(jù)的全程動態(tài)的顯示和

  加工過程的自動記錄

• 實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量追溯，有助于發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題得根本原因和責任人

• 通過數(shù)據(jù)倉庫的智能分析，為工藝部門進行工藝改進提供依據(jù)

• 通過客觀真實的管理考核，能有效調(diào)動員工的工作積極性，有助于操作工提高操作水平，同時，實現(xiàn)節(jié)能降耗。通過對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析挖掘，能夠幫助企業(yè)實現(xiàn)更高層面的管理目標