西门子钢铁行业mes解决方案
西门子钢铁行业m e s
解决方案
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
应用MES（生产执行系统），对工厂进行整体优化
摘要：
中国加入WTO以后, 中国的钢铁工业面临诸多挑战, 如更加灵活的生产, 更苛刻的质量要求以及具备竞争力的成本。这些目标只有通过投资具有成本效益的生产线，使用最新的科技才能够达到。
目前，独立的生产线的自动化水平和优化程度已经很高，进行进一步改进的空间非常有限。而ERP（企业资源策划）系统仅局限于总体生产计划的编制，并没有考虑设备的实际状态和生产线的工艺约束。因而现代化的工厂需要通过使用最新技术，联合多个独立的生产线组成一个优化的生产链并连接基础自动化级,过程级与管理级。根据MESA（制造执行系统协会）的定义，MES是对从下达订单到生产出最终成品的生产过程进行优化的信息系统。
本文详细描述了钢铁工业MES系统的不同功能模块和典型的系统结构。通过分析一个具有成熟功能的实际案例，揭示了MES系统为工厂的所有者带来的效益。
正文
MES系统是企业信息化建设的重要组成部分
中国加入世界贸易组织后，中国的钢铁工业正在面临几个主要的挑战；它们是：
更为灵活的生产
钢铁工业的客户期望在定单执行、定单修改方面有更大的灵活性，同时缩短和保证交货时间。
产品质量方面的更高要求
对于所有客户的复杂产品结构，卓越的产品质量是企业成功的关键因素。同时，国际质量标准要求详细而完整的产品生产质量文档。
具有竞争力的成本定位
具有竞争力的价位是能够在国际化的钢铁市场中生存的重要因素。这必须通过以提高生产率，设备作业率为手段，提高产量和经济效益才能够达到。
所有这些目标，只有通过投资具有经济效益的生产线并使用最新科技才能够实现。
目前，独立的生产线的自动化程度和优化水平已经很高，进一步改进的空间非常有限。另一方面，ERP （企业资源策划）系统局限于总体生产计划的编排，而没有考虑设备的实际运行状态和生产线的工艺约束。
因而现代化的工厂需要现代科技作为企业信息化建设的重要组成部分，联合多个独立的生产线构成生产链（水平集成），并连接生产层与管理层（垂直集成）。完成这项特定任务的系统称为MES系统（制造执行系统）。
根据MESA（制造执行系统协会）的定义，MES是对从下达订单到生产出最终成品的生产过程进行优化的信息系统。
图（1）信息的水平集成与垂直集成
图（2）MES系统在企业信息化建设的重要地位：
用于冶金企业的MES功能
作为企业信息建设的重要组成部分，MES系统包含多种不同的功能。功能的取舍，取决于特定的工厂环境以及所期望的效益。
图（3）MES系统功能概貌
备注：这是根据MESA模型建立的MES功能说明1至11。
MES功能1 －资源分配
这项功能管理各种资源，包括机器、工具、劳动力技能、材料、气体设备，以及其它各项内容，如开始操作时必须提供的文件。它提供详细的资源历史，保证设备的正确设置，并提供实时的设备状况。这些资源的管理包括资源的保存和调度，以满足操作时间安排方面的目标。
MES功能2 －操作/详细排产
这项功能根据与具体生产单位的优先级、属性、特征和/或配方，在操作中对生产顺序，如颜色排序的形态或其它特征进行优化，从而可以通过正确的顺序，使对设备的调整降低到最小。系统限制和识别生产路径并考虑生产的重叠性与并行性，从而计算出精确的时间和设备负载并对生产调度进行调整。
MES 功能3：分配生产单元
系统以任务，订单，炉次，批次以及生产指令对生产物流进行管理。调度信息以生产序列的形式呈现并依据生产实绩进行实时调整。MES有能力改变
以下达的计划，重新生产，补救生产以及通过缓冲区管理来实时控制生产线负载。
MES功能4 －文件控制
这项功能可以控制生产单位必须维护的记录/表格，包括工作指示、配方、图纸、标准操作程序、零件加工程序、批量产品记录、工程设计变动通知、班次间的通讯，以及编辑“按计划角度”和“按制造角度”的信息。它对操作现场下达指示，包括向操作人员提供数据，或向设备控制装置提供配方。它还将包括环境、健康和安全条例的控制和完整性，以及ISO信息，如纠正措施程序。历史数据的存储。
MES功能5 －数据采集
这项功能提供一个接口链接，用来获取中间产品和参数数据，填写在生产单位的表格和记录中。这些数据既可以从工厂现场进行人工收集，也可以从设备中自动收集，并保证数据的及时更新。
MES功能6 －劳动力管理
该功能提供工厂员工情况的实时报道。包括记录员工的考勤情况及时间、资格跟踪，而且可以记录员工的非直接工作，如材料准备、工具间工作等。这些都可以作为动态成本核算的依据。该功能可以与资源分配软件（1）协同工作，以达到最佳的人力资源分配。
MES功能7 －质量管理
系统从生产过程采集实时测量信息，并对其进行分析以确保严格的产品质量控制，同时鉴别潜在的质量问题。系统可以提示问题纠正方案，包括相关现象，行为以及原因的诊断。同时可以包括SPC/SQC以及对实验室信息管理系统（LIMS）中的离线质量检验和分析进行跟踪和管理等功能。
MES功能8 －生产管理
对生产进行监控并自动纠正或提示操作员纠正生产中存在的问题以改善生产线的在调节性。这些调节重点着眼于受监视和控制的设备，并逐次跟踪。系统可以管理报警以确保工厂人员了解可能导致超差的生产变更。该功能通过数据采集功能，提供MES与智能设备的接口。