一:问题的提出
制造业信息化在我国已推行多年,但对于不同企业应采取什么样的模式或模型,一直是困惑企业的难题,许多经验和教训也说明管理信息化模型的重要性。各企业信息生产管理系统既难以直接抄写其他企业模型,也不是一些功能(无论是简单或复杂)的堆垒或合成,应是在企业战略发展规划下,对于企业本身业务流程、数据流程进行深入分析后得出的有机运行体系,从而确定符合企业自身的模型。对于复杂流程型的冶金企业更是如此。我国钢铁行业正处在信息化建设发展时期,在生产管理系统模式上存在着各种方案。近年来一些企业已开发研制出较为先进的管理模型,但其共同特点为功能庞大、MES与ERP结合紧密、投资高。北京京诚鼎宇生产管理系统有限公司经过多年探讨,设计开发了炼轧一体化综合生产管理系统。
二:问题的难点和解决思路
1、在实际设计中遇到的较大问题有:
·国内多年信息化发展的经验和教训说明:建设MES项目,采用一个什么样的生产管理系统模型,以满足用户需求,是项目成败的关键,抄用现成模型往往失败,因而用什么方法建立模型是第一个难点。
·在我们确定生产管理系统模型后,又如何解决经营、计划与生产之间的关系,炼钢、轧钢之间关系(包括生产关系、管理模式等)。这些往往超出了技术范围,但却是必须解决的问题,实际是企业管理理念和思路的问题。
本系统覆盖炼钢轧钢各工序,L1、L2、L3有几十个系统,涉及到近十个供货厂商,信息交换量大,数据结构复杂。如何解决各个自动化系统之间的数据结构关系十分重要,这也正是过去一些综合自动化系统未能很好解决的问题。此外,本项目有很强的系统性和综合性,涉及生产工艺、计算机系统、管理学等各个领域的知识。
2、解决思路
1)生产管理系统(MES)总体思路:
我们经过十余年的研究和实践,应用数据流分析技术,提出的“综合炼钢轧钢生产过程,从接受用户订单开始到发货为止的管理控制一体化管理模型”。在充分吸收国内外先进生产管理系统理念和技术的基础上,在某钢厂的铁水预处理-炼钢-精炼-连铸-炉卷轧机-精整这一条生产线上构筑完善的、功能全而强的综合生产管理系统。涉及到生产厂中多个相关的业务部门和生产部门。在确定本MES系统时,将其功能范围定义为从接受订单开始,经质量设计、编制生产计划和作业指示、生产作业管理、产品质量判定、产品入库直至产品发货的全过程,构成一个产销一体化的综合系统。本系统的实施,打破以生产厂为主的传统管理方式,转变为产销一体化、按订单组织生产的新的管理模式,带动业务流程的再造和标准化及机构的重组,实现扁平化的生产管理系统。减少生产协调成本。在系统实施过程中,必然会涉及到相关部门业务处理流程和组织机构的再造,涉及到各相关业务部门之间以及相关业务部门与生产厂之间的关系,因此首先通过对系统的需求分析,充分了解用户要求,将用户要求与先进的管理理念相结合,构筑充分满足用户要求的定制的MES系统。
2)管理理念的突破
本系统在管理理念上有所突破。具有产销一体化计划管理、综合工序计划的编制、全过程一体化质量管理、统一生产计划的安排、集中的管制、全厂信息共享、优化的数据结构设计等特点。该项目投产后全面提升了从炼钢到轧钢的生产控制水平和管理水平。在实施本系统过程中,我们坚持向用户推荐本模型所遵循的管理理念:按照订单组织生产,以工艺流程为主线,综合管理炼钢、轧钢生产过程,以提升效率、降低协调成本。
3)数据流分析方法的应用
在本系统的开发过程中,如何构建MES模型是关键问题。我们在对炼钢厂和宽厚板厂生产流程、工艺特点、现场要求深入分析的基础上,用数据流分析方法,对工厂从接收用户订单开始,到产品出厂为止的管理、生产各个环节中功能要求及相关数据的输入、产生、输出及各环节之间的相互关系进行分析,并在此基础上建立本模型结构。
该项目实施过程中面对炼钢、轧钢车间各系统间(L2级以上共有十余套相关计算机系统,加上L1共有几十套系统)很复杂的数据结构(这是过去炼钢、轧钢车间各自建立三级计算机系统进行生产管理系统所未遇到过的难题),采用数据流分析技术进行设计。采用数据“打包”方法,将网状数据结构简化为准树状数据结构。优化L1、L2、L3之间的数据关系,从而做出简洁而可靠的网络总体设计。
三:功能介绍
该系统共有8个功能块:综合销售生产计划系统、订单管理系统、进程管理系统、工序计划系统、作业管理系统、发货管理系统、质量管理系统、生产管制系统。
1、综合销售生产计划系统
—分析、提供近期生产实绩,在编制综合生产计划时作为参考使用
—辅助工序能力计算及交货期计算
2、订单管理系统
—接受客户申请的订单并编制生产指示订单书
—确认订单信息的整合性并分配生产工厂
—接收生产进程信息,并提供给客户
—通过订单接受业务标准化,实现销售部门和生产部门之间信息管理的一元化
—通过质量管理和销售管理业务标准化及标准统一,简便业务处理和减轻业务负担
—缩短业务处理时间,最大限度地减少手工作业
—灵活选用订单投入周期,编制反映工厂限制条件的订单投入计划
3、进程管理系统
—实时收集和提供订单及物料的进程信息
—及时将前工序进程信息提供给后工序
—根据订单的不同生产期限和进程量,提供按期及拖期交货的预测信息
—为执行业务(防止恶性库存、保持库内适当库存量、决定工序计划制定方向),按生产工序、状态以及各种管理方式提供板坯、钢卷、钢板库存信息
—利用替代管理功能迅速处理余材,大大减少剩余板坯、钢卷、钢板的库存量
—提供分析实绩,决定今后业务处理方向所必要的统计信息
4、工序计划系统
—以订单为单位并按工序赋予作业计划日期
—根据订单产品的特殊要求,设计取得最大收得率的板坯
—考虑炼钢的设备能力和制约条件编制炉次
—根据炼钢/连铸作业方式和板坯质量,编制连浇炉数
—针对HCR板坯,实现炼钢、轧钢工序的最佳平衡
—实时作业指示,实时提供工厂进程状况并迅速处理异常情况的体制
5、作业管理系统
—按工序收集作业指示及实绩
—向数据库录入收集的实绩
—构筑在线实时下达指示并跟踪作业进程的系统
—构筑作业实绩综合系统
·生产工序之间及作业部门之间信息共享
·准确了解作业现状
·分析作业实绩
—构筑确保生产率及产品质量的系统
·提供前后工序之间的物料进程现状信息
·迅速提供材质分析结果及判定结果
6、发货管理系统
—根据发货量、发货能力,并检查入帐与否及各种发货条件后,编制发货指示
—管理发货进程及实绩信息并提供给客户
—对等待发货的订单实时提供相关信息,保证按期向最终客户提供产品
—共享发货指示信息,缩短成品库内的发货处理时间
—管理发货实绩,减少各种发货指示相关业务的手工作业
—对产品价格和货款的结算进行管理
7、质量管理系统
—自动进行质量设计和生产规范设计,以减轻业务处理负担
—质量判定部门根据质量设计和生产规范设计结果进行判定
—构筑质量设计标准数据库体系
—提升成分和材质的实时判定率,缩短业务处理时间
8、生产管制系统
—日作业指示发生异常时调整作业顺序
—监视各工序作业进程状况
四:研究成果
·通过数据流分析,提出综合炼钢轧钢生产过程,从接受用户订单开始到发货为止的管理控制一体化管理模型。系统覆盖范围为包含铁水预处理-炼钢-连铸-加热炉-炉卷轧机-精整在内的炼钢、轧钢车间,实现了整条生产线的综合生产管理系统。形成具有自主知识产权的技术。
·打破以生产厂为主的传统管理方式,建立了产销一体化、按订单组织生产的新管理模式,带动业务流程的再造和标准化及机构的重组,实现扁平化的生产管理系统理念。
·在研制过程中,应用数据流分析方法,对L3系统体系模型结构、车间自动化整体系统数据结构分析设计,解决了该系统设计的关键问题。从设计角度主动解决了复杂大系统的各个子系统之间通信问题。
我们提出的模型从管理范围包含炼钢、轧钢工序,功能上函盖了从定单开始到产品发货的全范围。按照该模型设计的生产管理系统可在ERP投入运行前独立运行,ERP投入运行后可方便接入。成本大大降低。有很大的推广价值。近年来,该系统已在多个工厂获得应用。