西門子中文MES

1、應(yīng)用MES（生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)），對工廠設(shè)備進行整體優(yōu)化Werner Klein，西門子（中國）有限公司摘要：中國加入世界貿(mào)易組織后，中國的鋼鐵工業(yè)正在面臨挑戰(zhàn)，需要進行更為靈活的生產(chǎn)，滿足產(chǎn)品質(zhì)量方面的更高要求，并進行具有競爭力的成本定位。這些目標(biāo)的實現(xiàn)，只能通過投資具有成本效益的生產(chǎn)線，使用最新的科技才能夠達(dá)到。目前，獨立的工序已經(jīng)實現(xiàn)了自動化，并進行了優(yōu)化，因此很少留有改進的空間。ERP（企業(yè)資源規(guī)劃）系統(tǒng)在總體生產(chǎn)規(guī)劃方面的作用是有限的。對實際工廠設(shè)備狀況的知識，以及生產(chǎn)工序在工藝方面的限制，都是ERP系統(tǒng)所不能提供的。因此，現(xiàn)代工廠設(shè)備需要新的工藝，這是企業(yè)IT的重要內(nèi)容，能夠?qū)⒉煌莫毩?/p>

2、工序聯(lián)系在一起，組成一個最佳的工序鏈，并與自動化建立聯(lián)系，使工序水平達(dá)到管理水平的要求。根據(jù)MESA（生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會）的定義，MES交付的信息能夠優(yōu)化從定單到成品全過程的生產(chǎn)活動。本報告詳細(xì)說明了MES對技術(shù)工業(yè)和典型系統(tǒng)架構(gòu)的不同技術(shù)功能。通過對具有高度精密功能的實際MES進行分析，報告闡述了工廠設(shè)備所有者能夠獲得的益處。MES系統(tǒng)是企業(yè)信息化建設(shè)的重要組成部分中國加入世界貿(mào)易組織后，中國的鋼鐵工業(yè)正在面臨幾個主要的挑戰(zhàn)；它們是：· 更為靈活的生產(chǎn) 鋼鐵工業(yè)的客戶期望在定單執(zhí)行、定單更新方面有更大的靈活性，同時縮短和保證交貨時間。· 產(chǎn)品質(zhì)量方面的更高要求即使在提高產(chǎn)品

3、組合，以向所有客戶提供服務(wù)的情況下，優(yōu)異的產(chǎn)品質(zhì)量也是企業(yè)成功的關(guān)鍵因素。此外，國際質(zhì)量保證還要求對生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品質(zhì)量，進行詳細(xì)而完整的記錄。· 具有競爭力的成本定位具有競爭力的成本定位，對立足于全球鋼鐵市場是至關(guān)重要的。這一目標(biāo)的實現(xiàn)，需要增加生產(chǎn)率、產(chǎn)量和設(shè)備可用性來提高生產(chǎn)力和成本效率。這些目標(biāo)的實現(xiàn)，只能通過高成本效率生產(chǎn)工序方面的投資，并使用最新技術(shù)水平的工藝。目前，獨立的生產(chǎn)線已經(jīng)實現(xiàn)了自動化，并進行了優(yōu)化，因此很少留有改進的空間。另一方面，ERP（企業(yè)資源規(guī)劃）系統(tǒng)在總體生產(chǎn)規(guī)劃方面的作用是有限的。對實際工廠設(shè)備狀況的知識，以及生產(chǎn)工序在工藝方面的限制，都是ERP系統(tǒng)

4、所不能提供的。因此，現(xiàn)代工廠設(shè)備需要新的工藝，這是企業(yè)IT的重要內(nèi)容，能夠?qū)⒉煌莫毩⒐ば蚵?lián)系在一起，組成一個最佳的工序鏈，并與自動化建立聯(lián)系，使工序水平達(dá)到管理水平的要求（水平和垂直整合）。能夠?qū)崿F(xiàn)這一具體任務(wù)的系統(tǒng)叫做MES（生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)）。根據(jù)MESA（生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會）的定義，MES交付的信息能夠優(yōu)化從定單到成品全過程的生產(chǎn)活動。圖（1）顯示了信息處理的垂直和水平滲透：圖（2）顯示了MES在企業(yè)IT內(nèi)的重要地位：MES對冶金企業(yè)的功能作為企業(yè)IT的一項重要內(nèi)容，根據(jù)它在具體工廠設(shè)備環(huán)境中的任務(wù)，以及它的期望益處，MES可以包括不同的功能。圖（3）概括了MES可能具有的功能：備注：這是根

5、據(jù)MESA模型建立的MES功能說明1至11。MES功能1 資源分配這項功能管理各種資源，包括機器、工具、勞動力技能、材料、氣體設(shè)備，以及其它各項內(nèi)容，如開始操作時必須提供的文件。它提供詳細(xì)的資源歷史，保證設(shè)備的正確設(shè)置，并提供實時的設(shè)備狀況。這些資源的管理包括資源的保存和調(diào)度，以滿足操作時間安排方面的目標(biāo)。MES功能2 操作/詳細(xì)的時間安排這項功能根據(jù)與具體生產(chǎn)單位有關(guān)的優(yōu)先級、屬性、特征和/或配方，在操作中對生產(chǎn)順序，如顏色排序的形態(tài)（shape of colour sequencing）或其它特征進行優(yōu)化，從而可以通過正確的順序，使對設(shè)備的調(diào)整降低到最小。系統(tǒng)限制和識別生產(chǎn)路徑并考慮生產(chǎn)的

6、重疊性與并行性，從而計算出精確的時間和設(shè)備負(fù)載并對生產(chǎn)調(diào)度進行調(diào)整。MES功能3 生產(chǎn)單位的調(diào)度這項功能管理生產(chǎn)單位的流動；生產(chǎn)單位的形式有工件（jobs）、定單、批量產(chǎn)品、份額（lots）和工作定單。調(diào)度信息以完成工作所需要的順序提交，并隨著工廠現(xiàn)場事件的發(fā)生進行實時變動。它可以在工廠現(xiàn)場更改預(yù)定的時間表。它還可以提供返工和補救工序，以及使用緩沖管理（buffer management），對生產(chǎn)過程任何一點的工作量進行控制的能力。MES功能4 文件控制這項功能可以控制生產(chǎn)單位必須維護的記錄/表格，包括工作指示、配方、圖紙、標(biāo)準(zhǔn)操作程序、部分程序（零件加工程序？）、批量產(chǎn)品記錄、工程設(shè)計變動通

7、知、班次間的通訊，以及編輯“按計劃角度”和“按制造角度”的信息。它對操作現(xiàn)場下達(dá)指示，包括向操作人員提供數(shù)據(jù)，或向設(shè)備控制裝置提供配方。它還將包括環(huán)境、健康和安全條例的控制和完整性，以及ISO信息，如糾正措施程序。歷史數(shù)據(jù)的存儲。MES功能5 數(shù)據(jù)采集/獲取這項功能提供一個接口鏈接，用來獲取操作中生產(chǎn)（intra-operational production）和參數(shù)數(shù)據(jù)，填寫在生產(chǎn)單位的表格和記錄中。這些數(shù)據(jù)既可以從工廠現(xiàn)場進行人工收集，也可以從設(shè)備中自動收集，并保證數(shù)據(jù)的及時更新。MES功能6 勞動力管理該功能提供工廠員工情況的實時報道。時間和出勤率報告、認(rèn)證追蹤，以及追蹤間接活動（如材料制

8、備或工具間的工作）的能力，為活動成本計算提供依據(jù)。它可以與資源分配互動（1），來決定最佳分配方案。MES功能7 質(zhì)量管理對生產(chǎn)過程中收集的測量數(shù)據(jù)進行實時分析，確保正確的產(chǎn)品質(zhì)量控制，并發(fā)現(xiàn)需要加以注意的問題。它可以建議糾正問題的措施，包括將征兆、措施和結(jié)果聯(lián)系在一起，來確定問題的原因。它還可以包括SPC/SQC（統(tǒng)計過程控制/統(tǒng)計質(zhì)量控制）追蹤，離線檢驗操作的管理，以及實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）分析。MES功能8 過程管理對生產(chǎn)進行監(jiān)測，并進行自動糾正，或向操作人員提供糾正及改進完工前活動的決定支持。這些活動可以是操作中的（intra-operational），并注重于監(jiān)控下的機器或設(shè)備

9、，也可以是操作之間的（inter-operational），即追蹤從一個操作到下一個操作的過程。它可以包括報警管理，以確保工廠的工作人員意識到超出可接受容差的過程變化。它可以通過數(shù)據(jù)采集/獲取，提供智能設(shè)備和MES之間的接口。.MES功能9 維護管理追蹤和指導(dǎo)維護設(shè)備和工具的活動，以確保它們在生產(chǎn)過程中的可用性，并保證定期或預(yù)防性維護以及對直接問題的響應(yīng)（報警）的時間安排。它可以維護過去時間或問題的歷史記錄，以協(xié)助對問題進行診斷。MES功能10 產(chǎn)品追蹤及歸類使工作的位置以及工作的布置始終一目了然。狀況信息可以包括具體的工作人員；按供貨商、批量、序列號、當(dāng)前生產(chǎn)狀況，以及任何報警、返工或其它與

10、產(chǎn)品有關(guān)的例外情況分類的部件和材料。在線跟蹤功能還可以創(chuàng)建一個歷史紀(jì)錄。這項記錄允許對每個終端產(chǎn)品的組件或使用情況進行追蹤。MES功能11 性能分析提供實際生產(chǎn)操作結(jié)果的最新報告，并與過去的歷史紀(jì)錄和期望業(yè)務(wù)成果進行比較。性能結(jié)果包括各種測定數(shù)據(jù)，如資源利用情況、產(chǎn)品單位周期、滿足時間表的情況以及性能的達(dá)標(biāo)情況。還可以包括SPC/SQL（統(tǒng)計過程控制/結(jié)構(gòu)化查詢語言）。提取從不同工作參數(shù)測量功能收集來的信息。這些結(jié)果可以整理成一份報告，或進行在線提交，作為當(dāng)前的性能評估。運輸后勤保障作為材料跟蹤和歸類的組成部分，金屬行業(yè)在生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)中或生產(chǎn)結(jié)束方面的運輸后勤保障，主要涉及堆料場管理。 優(yōu)化

11、和模擬 這項功能雖然不是MESA直接定義的功能，但是對MES的完整性卻是不可缺少的。 材料使用情況方面的過程優(yōu)化，可以通過實施削減方案計算（cutting schedule calculation）等功能加以實現(xiàn)。 一個合理規(guī)劃的、使用適當(dāng)工具的模擬，對試車前或軟件更新后所有MES模塊的測試是不可缺少的。能源管理這項功能雖然不是MESA直接定義的功能，但是對MES的完整性卻是不可缺少的。 在金屬廠，尤其是在液態(tài)/熱鋼階段，要消耗大量的能源。任何能源管理系統(tǒng)的主要目的，是向企業(yè)能源管理人員提供信息和工具，使他們能夠通過能源流動管理，以最為有效的方式降低成本。能源信息實時地提供給所有的工廠設(shè)備，并

12、且采用方便的格式。能源工具應(yīng)該確保最佳的分析、時間安排和計劃，從而能夠制定出能源方案，并保證本地和全球的“peak-shaving”（ 調(diào)節(jié)高峰負(fù)荷）潛力。客戶定單管理這項功能雖然不是MESA直接定義的功能，但是對MES的完整性卻是不可缺少的。這項功能的表現(xiàn)形式獨立于上面的（ERP）系統(tǒng)。它至少可以取代一部分ERP功能，或包括在本報告中。這項功能可以反映客戶-生產(chǎn)商的關(guān)系，以及他們的供貨協(xié)議。因此，與采購和供應(yīng)鏈之間的緊密聯(lián)系是必要的。從技術(shù)上講，這是一個把顧客要求轉(zhuǎn)化為具體生產(chǎn)數(shù)據(jù)的過程。此功能需要一套完整的工藝數(shù)據(jù)和工藝規(guī)則的支持。同時該功能也可以用于平衡原料和成品的定貨量。先進的計劃功能

13、該功能不是MESA（MES協(xié)會）直接定義的功能，但是對于完整的MES系統(tǒng)是必要的。它的表現(xiàn)形式取決于上級管理系統(tǒng)（ERP）。該功能為工廠所有的生產(chǎn)單元制定長期生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)能力計劃。因此，可以詳細(xì)編排出客戶定單的交付日期，從而平衡工廠的全部生產(chǎn)資源。數(shù)據(jù)倉庫該功能不是MESA直接定義的功能，但是由于必須對數(shù)據(jù)進行長期保存（可以達(dá)10年），所以對于完整的MES系統(tǒng)而言，該功能是必要的。這些數(shù)據(jù)可以用于日后的數(shù)據(jù)評估（如：統(tǒng)計、工藝研究、客戶投訴）。同時長期數(shù)據(jù)存儲也是一種法律義務(wù)。MES系統(tǒng)結(jié)構(gòu)除了MES系統(tǒng)功能，另一個重要問題是MES系統(tǒng)成熟的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如果下列的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要求不能被滿足，所有的

14、MES系統(tǒng)功能將無任何價值可言。· 高性能系統(tǒng)（軟件和硬件）設(shè)計必須能夠?qū)崟r響應(yīng)其任務(wù)的要求（實時響應(yīng)能力）建議：o 多處理器環(huán)境o 充足的內(nèi)存o 正確的系統(tǒng)參數(shù)和數(shù)據(jù)庫參數(shù)o 高速網(wǎng)絡(luò)o 瘦服務(wù)器軟件設(shè)計· 高可靠性由于冶金企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)的要求，為避免生產(chǎn)波動甚至由于系統(tǒng)錯誤造成的停產(chǎn)，必須采取措施使系統(tǒng)更為可靠。建議：o 重要硬件的冗余，如：供電，硬盤及其控制器，處理器o 使用人工或自動故障恢復(fù)策略，如：備用系統(tǒng)，集群系統(tǒng)o 數(shù)據(jù)安全，如：有效的備份策略，硬盤鏡像（RAID）· 硬件和軟件的可測量性和可維護性MES系統(tǒng)必須易于在基礎(chǔ)投資上進行經(jīng)濟的擴展。鑒于此

15、，較高的初次安裝的投入是必要的。建議：o 選擇在過去生產(chǎn)線的操作中向上和向下兼容性穩(wěn)定的硬件和軟件提供商o 硬件和軟件必須易于擴展由于每個MES系統(tǒng)都處理著大量的數(shù)據(jù)，擁有一個先進的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是很重要的。在使用奧拉克爾公司的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（RDBMS）時，這一優(yōu)勢很突出。在類似冶金行業(yè)的連續(xù)作業(yè)環(huán)境的作業(yè)中該數(shù)據(jù)庫的威力得到了證實。現(xiàn)代的數(shù)據(jù)庫正如我們所期望的那樣是以關(guān)系概念為基礎(chǔ)的，因為象表格這樣的數(shù)據(jù)庫對象通過定義關(guān)系可以進行互相鏈接（如：外國的密鑰）關(guān)系數(shù)據(jù)庫的實時功能通過使用事件驅(qū)動機制得以發(fā)揮。這些事件驅(qū)動機制，如數(shù)據(jù)庫觸發(fā)和警告能夠使數(shù)據(jù)庫在發(fā)生類似數(shù)據(jù)電報或操作員輸入這樣的事件

16、時，促使應(yīng)用軟件即刻產(chǎn)生反應(yīng)。此外，在實物和邏輯上對數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用進行合理設(shè)計對確保實時運作很有必要。用于移動服務(wù)器接入的無線通訊在工廠里有許多工作場所無法在固定地點設(shè)置客戶機，或設(shè)置后無法使用。過去，操作員不得不離開工作場所而來到有固定安裝的人機接口客戶機進行通訊。從工作場所到集線器管理接口客戶地的不適當(dāng)?shù)男畔鬏?，如電話、書面通知等，造成了時間的浪費甚至是數(shù)據(jù)的丟失。用先進的移動設(shè)施武裝起來的現(xiàn)代的無線通訊方式，使得操作者能夠在廠內(nèi)的任何地方都能夠在不耽誤工作的情況下使用MES進行通訊。應(yīng)用舉例：·維護·質(zhì)量檢查·料場管理·材料輸入調(diào)度·生

17、產(chǎn)使用準(zhǔn)備長期數(shù)據(jù)儲備由于國際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提高，每個產(chǎn)成品和中間生產(chǎn)步驟，相關(guān)的數(shù)據(jù)都需要進行存儲，并且能夠在長時間內(nèi)方便使用。為達(dá)到此目的，在MES中必須融入適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)倉庫概念。概念需求如下：·從生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫到倉庫數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)傳輸必須迅速而持久。·存儲數(shù)據(jù)的工具要便捷、能夠觀測和記載。為達(dá)到此目的，一個重要的問題就是在倉庫數(shù)據(jù)庫存儲大量數(shù)據(jù)的方法。為能夠性能良好地接入表格內(nèi)容中的一部分，推薦使用數(shù)據(jù)庫表格分區(qū)功能將數(shù)據(jù)庫的表格內(nèi)容細(xì)分為不同的邏輯區(qū)域。西門子MES業(yè)績西門子為中國提供MES系統(tǒng)以有20多年歷史。寶鋼的2030毫米的冷軋鋼廠和2050毫米的熱軋鋼廠的FLS系統(tǒng)是

18、中國鋼鐵行業(yè)中最早的計算機管理系統(tǒng)。珠江和包頭最新的CSP廠也裝備了西門子的MES. 寶鋼的軋板廠和梅山鋼鐵公司煉鋼廠也與我們簽訂了新的定單。所以，西門子不僅可以通過在世界各地的成功案例，也可以通過在中國的業(yè)績顯示其在MES系統(tǒng)上的豐碩經(jīng)驗。下面通過描述一個大型復(fù)雜的MES系統(tǒng)，揭示西門子是如何實施MES系統(tǒng)，來滿足客戶要求：在位于德國uisburg的蒂森克虜伯鋼廠（Thyssen-Krupp-Stahl）公司的新的薄帶鋼連鑄機和軋鋼廠作為大規(guī)模電氣設(shè)備供貨的一部分，西門子公司工業(yè)系統(tǒng)及技術(shù)服務(wù)集團連鑄與熱軋部為坐落于德國Duisburg的蒂森克虜伯鋼廠（Thyssen-Krupp-Stahl

19、）公司的薄板坯連鑄連軋廠設(shè)計并實施了MES系統(tǒng)。1999年4月2日，MES開始調(diào)試兩個月之后，就產(chǎn)出了第一卷帶鋼。工廠布局· 共用中間包的二流連鑄機以及420噸鋼包· 配備有運輸輥道的再加熱爐· 七架軋機· 加速冷卻與層流冷卻· 一臺旋轉(zhuǎn)卷取機和兩臺單一卷取機· 打包機和打號機· 鋼卷庫西門子提供的MES主要功能 · 詳細(xì)排產(chǎn)基于遺傳基因算法的排產(chǎn)模塊把一系列的用戶定單轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)計劃。制定生產(chǎn)計劃時已經(jīng)考慮了大量的計劃約束。這些約束包括用戶定單的約束，工廠設(shè)備約束和連鑄連軋工藝的特殊要求。· 緊急計劃當(dāng)生

20、產(chǎn)出現(xiàn)緊急情況（如：連鑄斷流，非計劃換輥，澆鑄耽擱等等）時，原有的生產(chǎn)計劃將不能繼續(xù)。這時，緊急計劃模塊必須適當(dāng)?shù)恼{(diào)整計劃，以最佳的策略繼續(xù)進行生產(chǎn)。· 質(zhì)量管理系統(tǒng)在各個生產(chǎn)階段連續(xù)分析和記錄產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)生產(chǎn)條件改變時，具有重新分配客戶定單的能力，以滿足產(chǎn)品的質(zhì)量要求。· 維護管理包括完整的軋輥間管理（包括：軋輥修磨，軋輥裝配，換輥，軋輥磨損記錄等）和對中間包、結(jié)晶器和扇形段等重要設(shè)備的管理。· 產(chǎn)品跟蹤和產(chǎn)品的宗譜從鋼水的接收直至成品的發(fā)送，系統(tǒng)對爐次、板坯、鋼卷進行連續(xù)的跟蹤。所有與原料和生產(chǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)將被記錄。· 生產(chǎn)實績分析提供大量報表，歸檔生

21、產(chǎn)實績（如：生產(chǎn)詳情，質(zhì)量，產(chǎn)量，成材率和損失）。· 庫存管理應(yīng)用三維定位系統(tǒng)，在庫區(qū)內(nèi)對所有鋼卷自動進行跟蹤。系統(tǒng)自動生成運輸指令，以優(yōu)化庫區(qū)內(nèi)和發(fā)貨（通過卡車和火車）時的物流。 · 數(shù)據(jù)倉庫由于客戶要求完整的質(zhì)量文檔，所有與質(zhì)量有關(guān)的重要數(shù)據(jù)必須在數(shù)據(jù)倉庫里儲存一年以上。這些數(shù)據(jù)能夠通過與線數(shù)據(jù)庫相同的HMI工具進行訪問。另外，用戶可以使用本系統(tǒng)對生產(chǎn)線進行分析，并尋找改進方案。·文件控制通過有限制的網(wǎng)頁瀏覽器向操作者提供諸如工作狀態(tài)、安全防衛(wèi)說明、使用手冊、管理筆記等文件。計劃與時間安排細(xì)目計劃與時間安排的目標(biāo)是為廠制定出三班倒最優(yōu)生產(chǎn)計劃。該系統(tǒng)通過利用客

22、戶指定的供貨日支持以定單為依據(jù)的生產(chǎn)。計劃的依據(jù)是當(dāng)期的定單庫的平均值，以及未來的低優(yōu)先級的定單。該平均值包括用于儲存的定單。從該定單平均值包括對庫存產(chǎn)品的定單。根據(jù)該平均值，作為西門子重要部分的程序計劃者編制了包括雙流連鑄機的計劃程序、爐次、板坯等內(nèi)容在內(nèi)的一個或多個連鑄、連軋程序（）。程序計劃者考慮了許多技術(shù)限制條件，如除定單屬性的種類外，還考慮了鋼等級的分組、軋制寬窄、換輥等。該生產(chǎn)程序只有在程序計劃者的努力下，才能夠使得鋼廠、連鑄機、軋鋼機在最佳組合狀態(tài)下運作。否則，對個別裝置的單獨計劃一般情況下將會導(dǎo)致生產(chǎn)流程的實質(zhì)的性能損失，而無法達(dá)到最佳的生產(chǎn)狀態(tài)。程序計劃員（）區(qū)分了兩種不同的

23、計劃模式：標(biāo)準(zhǔn)計劃為生產(chǎn)創(chuàng)造新的連鑄連軋程序圖顯示了全自動標(biāo)準(zhǔn)計劃圖：用戶可通過不同的參數(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)計劃，這兩個重要參數(shù)是：連鑄連軋程序型：根據(jù)如下參數(shù)選擇不同特點的連鑄連軋程序：反映結(jié)晶器寬度范圍、板坯的厚度、帶鋼寬度范圍、主要帶鋼厚度范圍（在軋制壽命結(jié)束時）、中間軋制變化（有無）、按連鑄連軋程序減少的最大允許板坯寬度及每個程序的最大爐次等連鑄連軋程序參數(shù)。連鑄組：選擇一組鋼等級，能夠在一個程序統(tǒng)一澆鑄。連鑄組通過主表對話框進行定義程序計劃者使用不同的數(shù)學(xué)方法找到關(guān)于生成程序的總“成本”的最佳連鑄連軋程序。該成本用于實例設(shè)置時間，模具變化、結(jié)晶器變化、換輥、澆鑄次序、切頭需要的廢料。用戶可以制

24、定、比較、選擇最適合的計劃方案。圖顯示軋制程序的原則。每個豎條代表一個計劃板坯信息技術(shù)和工廠解決方案圖顯示軋制程序。每個豎條代表一個計劃板坯緊急計劃當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時，如連鑄斷流、非計劃換輥等時，程序計劃者能夠更新原編制的生產(chǎn)程序。不同的對話框針對實際的工廠情況促使操作員將緊急計劃的成果最大化。操作員可以選擇不同的參數(shù)。緊急計劃在程序計劃員的操作下自動生成。圖顯示緊急計劃情況下，對話框的實例。有關(guān)材料跟蹤的詳細(xì)情況 材料跟蹤的目的是，向任何終端客戶提供全廠范圍的在TSCR廠用于生產(chǎn)的材料的狀態(tài)和當(dāng)前地點的概況信息。這些材料是：· 爐次· 板坯· 帶卷材料跟蹤同樣告知

25、了生產(chǎn)單位的狀況并顯示了一個挑選重要工序的價值。但它不意味著取代由工序區(qū)域計算機為它們所分別負(fù)責(zé)地區(qū)提供的詳細(xì)的材料跟蹤。一些詳細(xì)的過程計算機跟蹤圖像的詳細(xì)信息可以從用于總的材料跟蹤的MES中得到。在TSCR廠中，總的材料跟蹤根據(jù)地點來區(qū)別：· 鋼廠的預(yù)計爐次 · 連鑄機· 再加熱爐· 軋機包括冷卻區(qū)和卷取機· 傳送帶· 檢查地· 鋼卷場地模塊保持了一個基于從加工區(qū)，或由對話框或標(biāo)簽讀取器進行的材料特性的輸入而獲得的信息的跟蹤圖像。另外，工廠操作人員能夠通過在生產(chǎn)過程中對不規(guī)范反應(yīng)的對話框來糾正跟蹤形象。圖（13）所示為ME

26、S材料跟蹤的原則上的結(jié)構(gòu)computer inter processes: 計算機界面過程correction dialog: 糾正對話框heat data: 爐次數(shù)據(jù)thin slab data: 薄板數(shù)據(jù)strip and coil data: 帶和鋼卷數(shù)據(jù)material tracking image: 材料跟蹤圖像tracking dialog: 跟蹤對話框圖（14）顯示了TSCR廠的一個典型材料跟蹤對話框：宗譜的詳細(xì)情況為了擁有材料的全部歷史和使用情況的信息，就必須建立一個材料的家譜。設(shè)想由某種材料的編號開始，可以向前或向后看到與材料相關(guān)的材料加工和其他事件?？梢韵蚯盎蛳蚝罂吹脚c材料

27、相關(guān)的材料加工和其他事件。這種視域包括實際情況中帶有材料編號的材料的確實際部分的分開、切片和統(tǒng)一。 家譜是用于在如下情況中爐次/鋼卷的組合和切割的：· 1 到 n 個關(guān)系· n 到 1個關(guān)系· n 到 m 個關(guān)系關(guān)系的每一個部分在實際材料編號的情況下可以有不同的歷史數(shù)據(jù)。鋼卷場地管理的細(xì)節(jié) 在捆扎、稱重和標(biāo)注后，已加工的熱鋼卷通過特殊的鋼卷卡車被運往附近的鋼卷場地。鋼卷場地包括兩個大廳。一個大廳里有兩個起重機，另外一個有一個起重機。大廳被分成排和空地以將鋼卷裝成兩層。我們的MES鋼卷場地管理具有如下功能：· 由鋼卷機的批發(fā)商店到發(fā)送地，在鋼卷場地區(qū)域范圍

28、內(nèi)進行所有鋼卷的管理和跟蹤。· 在存放區(qū)域內(nèi)生成、監(jiān)督和管理至起重機和交叉調(diào)度的運輸定單· 監(jiān)督和管理使用火車和卡車的發(fā)送起重機和交叉調(diào)度由PLC來控制，并裝有用于自動確定鋼卷的位置的x/y/z調(diào)節(jié)位置度量系統(tǒng)。圖（14）顯示，在一排中排成兩個垂直層的一個鋼卷場地跟蹤對話框。質(zhì)量管理的細(xì)節(jié)西門子MES質(zhì)量信息系統(tǒng)（QIS）通過對探測到的質(zhì)量偏差來告知已加工的產(chǎn)品的質(zhì)量并在線控制質(zhì)量。這樣它就能決定爐次、板坯或鋼卷是否達(dá)到了設(shè)計的質(zhì)量規(guī)格。質(zhì)量信息系統(tǒng)有如下的目標(biāo)：質(zhì)量信息:通過回答如下問題反映爐次、板坯和鋼卷的質(zhì)量：· 一個爐次、板坯或鋼卷的加工價值是什么？

29、83; 在爐次的化學(xué)分析中有無非限制價值？· 有了實際分析價值的鋼板，可以達(dá)到哪一個鋼級別？· 在板坯和鋼卷的生產(chǎn)中有無非限制價值？· 在板坯和鋼卷中的非限制價值在哪里？· 板坯和鋼卷中可能的質(zhì)量缺陷在哪里 質(zhì)量控制:在生產(chǎn)過程中對質(zhì)量偏差的在線反應(yīng)：· 在生產(chǎn)線上的不同控制點評估爐次、板坯和鋼卷的質(zhì)量。· 根據(jù)生產(chǎn)定單的要求比較已有的質(zhì)量度量方式。· 在出現(xiàn)偏差時，要求從模塊再制作器上對爐次、板坯和鋼卷進行在線的重新應(yīng)用，而這個模塊再制作器可能最終導(dǎo)致對后續(xù)加工步驟的生產(chǎn)指令的在線更新。再制作器根據(jù)適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)指令搜索數(shù)據(jù)庫

30、，并把他們分派到材料處，將更新的生產(chǎn)指令送到輔助的加工區(qū)域計算機。圖（15）顯示了一個反映不同加工價值的趨勢對話框服務(wù)器的硬件配置服務(wù)器的軟件配置蒂森克虜伯鋼廠（Thyssen-Krupp-Stahl） 的使用效果· 提高了產(chǎn)量最優(yōu)的生產(chǎn)計劃編排，最合理地利用了工廠設(shè)備，從而提高了產(chǎn)量并縮短了產(chǎn)品的交貨周期。· 彈性的生產(chǎn)只有我們先進的計劃編排工具才能夠使工廠處理大量的客戶定單以及復(fù)雜的計劃約束條件。眾多不同的客戶定單能夠被優(yōu)化處理，而通過人工進行相同的工作幾乎是不可能的。· 對于緊急情況的快速反應(yīng)MES的緊急計劃實施工具配合最新的HMI系統(tǒng)，通過降低生產(chǎn)事故和物

31、料損失，提高了設(shè)備的連續(xù)生產(chǎn)能力。· 增加效益由于質(zhì)量管理系統(tǒng)能夠自動重新匹配客戶定單，從而減少了無定單庫存。先進的庫存管理系統(tǒng)降低了流動資金的占用和物流成本。· 更高客戶滿意度通過縮短交貨周期和提高交貨質(zhì)量，降低了客戶投訴。· 增加生產(chǎn)訣竅完整的數(shù)據(jù)存儲和分析工具，使工廠人員能夠更好的了解生產(chǎn)過程并對其進行改良。重要事實· 由于認(rèn)識到投資能夠迅速得到回報，TKS公司決定從工廠開始生產(chǎn)就實施MES系統(tǒng)。· 從一開始實施MES系統(tǒng)起，用戶的觀點就是“沒有西門子，我們就無法使工廠運轉(zhuǎn)。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，我們只能全線停止生產(chǎn)”·下面的事實可

32、以說明客戶的滿意度：自從MES系統(tǒng)投入運行，西門子又從該客戶陸續(xù)得到定單，要求為系統(tǒng)增加更多的功能，對整體生產(chǎn)線進行更多的優(yōu)化。Reference List of MES:客戶國家設(shè)備類型年資源配置計劃、時間安排、調(diào)度文件控制獲取數(shù)據(jù)質(zhì)量管理工藝最優(yōu)化維修管理t追蹤、宗譜、料場性能分析定單管理先進的計劃數(shù)據(jù)倉庫寶山中國CRM1988XXXXXXXX寶山中國CRM1990XXXXXNovo Lipetzk俄羅斯CRM1991XXXXXXXThyssen KTN德國CRM1995XXXXXXXXMagnetogorsk俄羅斯CRM1996XXXXXXXXXXElgiloy美國CRM1997XXXXXANSDK埃及CRM2000XXXXXXXXXHeartland Steel美國CRM2000XXXXXXXXXCSN巴西CRM2000XXXXXXRautaruukki芬蘭CRM2001XXxVega Usinor巴西CRM2001XXXXXXXXXXXAbu Zaabal埃及CRM2002XXXXXX寶山中國HRM1989XXXXXXXXVitkovice捷克板材軋機, 精整作業(yè)線1990XXXXXX客戶國家設(shè)備類型年資源配置計劃、時間安排、調(diào)度文件控制獲取數(shù)據(jù)質(zhì)量管理工藝最優(yōu)化維修管理t追蹤、宗譜、料場性能分析定單管理先進的計劃