摘 要：铁前生产是钢铁企业中长流程制造的典型区域，多数企业通过建立ERP信息系统来加强对铁前生产的管控，但收效甚微。主要原因是生产管理层的作业计划和任务不能很好在作业层执行，本文通过MES与ERP集成的优势分析结合宣钢铁前生产工艺流程，設计并实现了宣钢铁前供产系统。实现焦化、烧结球团、炼铁等生产单元年月日生产计划管理，使得宣钢铁前生产实现全流程24小时管控的闭环管理模式，及各项生产数据的不落地的设计目标。
关键词：铁前；供产；信息化
随着宣钢对铁前ERP及配套数据支撑系统的深入使用，生产管理部门及生产单位对系统的功能需求日益增多，尤其涉及铁前生产订单的管理，数据采集，铁水质量管控等诸多内容，原有数据支撑系统流程再造、功能扩充等方面很难适应企业发展需求。为此，需要设计开发一套满足铁前生产工序要求并能很好与ERP衔接的系统。使生产管理部门可时时掌握生产现场相关数据信息，快捷安排各工序生产，在实现精细化生产的同时，降低了铁前生产成本。
1 钢铁行业ERP与MES集成的优势
钢铁企业中的MES实际上是过程控制级和作业管理级的整合。作业管理中的过程物料平衡、生产计划、调度、排序及优化已经纳入综合营销系统，成为其核心部分。ERP主要根据企业的人、财、物各种资源的状况和产、供、销各个环节的信息，对生产进行合理有效的计划、组织，使生产经营活动协调有序地进行，并对企业的战略计划进行决策。MES根据ERP系统下达的合同计划，通过生产调度、生产统计、成本控制、物料平衡和能源管理过程组织生产，并将各种信息加以采集、传递和加工处理，及时呈报ERP系统。由此可见ERP于MES集成的系统可使管理层命令得到及时高效的执行，管理层也可时时对生产现场进行管控。
2 功能设计
宣钢铁前供产系统主要由：焦化MES系统；烧结、球团MES系统；炼铁MES系统三大部分组成。各模块实现重点的是年、月、日生产计划的安排、变更及下达。由于铁前生产的一体性，铁前供产系统设计为两个部分，即铁前综合管理（APS）和铁前二级单位生产管理（MES）。铁前综合管理包括：配料优化管理模块、铁前生产计划管理模块和铁前综合查询及报表模块。在设计同时需改造现有数据支撑系统，实现与L1/L2级过程控制系统（PLC/DCS/仪器仪表）的集成以及与ERP系统的集成，打通四级系统。实现铁前各系统年度、月度生产计划制定、查询、执行情况跟踪；实现宣钢铁前生产一级计划管制模式和财务成本一级核算体系，实现铁前配料优化和物流精细化跟踪，达到“产能最大化、成本最小化、生产稳定化”的综合优化平衡。
3 主要技术及功能实现
3.1 应用CSLA.NET框架，实现业务、逻辑、数据层分离
系统采用CSLA.NET分布式N层部署的框架，划分为数据存储层、数据访问层、业务服务层、数据交户层、用户界面层5个层次，提供验证规则和业务规则、跟踪对象是否改变、集成授权、子对象的强类型集合、多级撤销能力、用户界面开发者的简单抽象模型、支持数据绑定、对象持久性和对象-关系映射、自定义身份验证等功能，以强大而灵活的业务层，包含了验证，权限，数据门户等标准化的解决方案，使宣钢业务对象更加标准和灵活。它提出了移动对象的概念，使业务对象可以在不同的服务器上物理性的移动，自由进行B/S、C/S等数据访问实现，并提供丰富的用户访问接口实现不同系统业务无缝集成，充分保障系统业务的灵活性、兼容性、可扩展性、安全性。
3.2 入炉配料模型的设计与实现
入炉配料模型以物料平衡计算公式为基本数学模型进行求解。采用数据链接技术把烧结、球团模块中计算结果（价格、成份等）引用过来，实时传递高炉返矿、焦粉成份及价格到烧结、球团模块，实现数据同步运算，保证程序运行的及时性与准确性。通过入炉结构与原料分析，计算出入炉品位及碱度，结果与设定金属量计算出原料单耗，从而推算出生铁成本及实际金属量。同时考虑焦炭和产量的影响对成本进行比较、校正。其中，炼铁模块中物料的入炉价部分采用其他两模块的数值传递结果，保证与烧结、球团成本的同步性。实现宣钢入炉物料平衡，在保证入炉原料各项指标满足高炉生产需求的前提下，通过系统中的模型的分析、计算，确定各种原料的配入比例，降低铁前生产成本。
3.3 生产管控中心的建立实现计划统一管理
系统实现焦化MES、烧结球团MES、炼铁MES年月日生产计划编制及管理，即将统一制定铁前生产计划（包括机组作业计划），并建立时时生产管控中心对铁前生产统一进行生产管控和调度。在铁前供产一体化架构下，生产计划的编制并不是哪一个系统或者模块的单独任务。科学合理的生产计划编制，需要在各个系统内部、各级系统之间进行计划的优化和协调。MES与ERP系统之间、各MES之间的功能集成与分担，改变了原本系统之间相对孤立，通过生产计划的协调，实现各生产单元计划的有效衔接。
4 系统测试
系统测试的硬件配置，采用HP的小型机和PC服务器系列作为系统数据库及WEB服务器，各终端用户使用内存大于2GB、4核CPU的普通计算机。测试范围主要包括：各模块的功能实现、运行情况、性能；图形界面的运行流畅程度；各数据的采集上传速度；接口及网络性能测试等。通过测试，系统实现了生产计划创建与下达的及时率、准确律100%，完成了前期设计要求。
5 结束语
该系统的投入运行，推进宣钢信息化建设工作迈向一个新的台阶。生产现场的各项生产数据的时时上传，增加了公司对生产现场的管控力度，使管理层能够更及时、更准确的得到生产经营一线的数据，使执行层能够随时了解本业务环节内的成本消耗情况和生产实绩，从而使企业自上至下的管理者都能够随时掌握管辖范围内的生产经营实际。使得宣钢铁前生产真正实现全流程24小时管控的闭环管理模式，各项生产数据的不落地的设计目标。
参考文献
[1]王晓丽.宣钢铁前产销系统的实施及应用[J].中国电子商务，2012，（12）：41-42.
（作者单位：河钢宣钢技术中心）