酒泉钢铁 不锈钢轧钢MES系统技术方案书.doc
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1、酒钢不锈钢炼钢生产计划调度及质量管理和化验室数据管理系统(MES)技术方案书北京冠华宏鑫科技有限公司文档履历操作日期操作人员完成内容备注目 录一、项目背景和涵盖范围11.1 项目背景11.2 涵盖范围21.3 系统功能定位21.4 系统设计原则21.5 系统实施原则31.5.1 采用先进管理模式31.5.2 建立实用的信息系统41.5.3 系统的综合考虑4二、前提条件及项目需求52.1 主要业务需求52.1.1 生产作业计划52.1.2 生产调度62.1.3 质量管理62.1.4 实绩收集62.1.5 库存管理62.1.6 物流跟踪72.1.7 化验室管理72.1.8 统计分析72.2 详细业
2、务需求7三、系统解决方案和目标8四、软件系统设计方案94.1 系统软件功能列表104.2 质量管理系统134.2.1 系统目标134.2.2 标准管理134.2.3 质量设计154.2.4 质量跟踪174.2.5 质量判定194.2.6 质量分析224.2.7 质量管理界面例图234.3 生产计划管理254.3.1 系统目标254.3.2 功能结构图264.3.3 概要说明264.3.4 功能说明264.3.5 生产作业流程说明304.4 炼钢调度354.4.1 系统目标354.4.2 涵盖范围354.4.3 主要业务354.4.4 炼钢调度功能354.4.5 炼钢异常处理374.4.6 炼钢
3、调度界面例图374.4.7具体问题描述及处理方案384.5 物料进程管理394.5.1 系统描述394.5.2 涵盖范围394.5.3 物料进程界面例图404.6 炼钢作业管理系统404.6.1 系统概要404.6.2 功能结构414.6.3 炼钢作业管理424.6.4 炼钢作业界面例图544.6.5 炼钢生产延时及故障管理564.7 库房管理系统604.7.1 系统概要604.7.2 功能结构614.7.3 库管理处理界面例图644.8 生产统计管理644.8.1 系统概要644.8.2 功能结构654.9 化验室数据管理系统674.9.1 系统概要674.9.2 功能结构714.10接口管
4、理754.10.1 系统目标764.10.2 功能结构图764.10.3 概要说明764.10.4 主要功能说明77五、系统开发模式及平台选型845.1 系统开发模式的选择845.2 网络拓扑结构845.3 系统软件平台及采用技术86六、系统安全876.1 系统安全876.1.1 防火墙876.1.2 防病毒876.2 网络管理886.2.1 网络管理系统组成896.2.2 网络管理系统方案906.2.3 数据库安全906.2.4 数据操作安全90七、系统硬件设计917.1 系统配置结构图917.2 硬件产品选型(以设备清单为准)927.2.1 数据库服务器927.2.2 WEB/应用服务器9
5、27.2.3 网络管理服务器 1 台927.2.4 网络防病毒服务器 1 台927.2.5 网络备份服务器 1 台927.2.6 磁盘阵列927.2.7 交换机937.2.8 操作终端937.2.9 开发终端937.2.10 网络打印机937.2.11 针式打印机937.2.12 UPS 不间断电源系统937.3 系统软件937.3.1 数据库服务器操作系统937.3.2 应用服务器操作系统937.3.3 数据库947.3.4 开发工具947.3.5 防病毒软件(网络版)947.3.6 客户机操作系统94一、项目背景和涵盖范围1.1 项目背景酒泉钢铁(集团)有限责任公司(以下简称酒钢)位于万里
6、长城西端、古丝绸之路中段的甘肃省嘉峪关市。酒钢始建于1958年,是国家“一五”期间重点建设项目之一。在形成“采、选、烧”,“铁、钢、材”完整配套的钢铁工业生产体系基础上,以钢铁业为主,延伸兼营资源开发、煤电联产、机械制造、建筑安装、房产开发、建材制品、焊接材料、铁合金、酿酒、种植养殖等多种产业,是西北地区具有较大影响力的钢铁联合企业之一。自1985年起进入中国500家最大工业企业行列,2000年12月,“酒钢宏兴”股票上市交易,2006年完成了股权分置改革。2001年通过ISO14001环境管理体系认证,2004年被国家旅游总局确定为306个“全国工农业旅游示范点”之一。通过“十五”以来大幅度
7、调整产品结构和快速建设发展,形成了嘉峪关本部、兰州榆中和山西翼城三大钢铁生产基地,集团公司铁、钢、材综合产能达到800万吨/年(其中不锈钢60万吨),技术装备水平进入国内同行业先进行列。酒钢不锈钢项目建成于2005年10月,是酒钢公司产品结构调整战略重点建设项目之一,工程总投资50亿元。现有不锈钢炼钢、不锈钢热轧和不锈钢冷轧三大生产工序,是国内少数拥有从炼钢、热轧到冷轧完整配套的不锈钢生产线。目前具备年产65万吨不锈钢钢坯、60万吨不锈钢热轧带钢、35万吨不锈钢热轧退火酸洗带钢和18万吨冷轧退火酸洗带钢的生产能力。现已能够成熟生产E01(201)、E02(202)、SUS304、SUS304L
8、、SUS316、SUS316L、SUS430、SUS410、SUS410S、SUS420J1、SUH409L、SUH409Li等钢种,并自主研发经济型不锈钢钢种。酒钢公司在无锡、佛山、天津设有三个不锈钢产品销售公司,产品主要销售至华南和华东、华北地区。1.2 涵盖范围本方案涵盖范围铁水接受、铁水预处理、脱磷转炉、电炉、AOD转炉2座、LF精炼炉2座、连铸机2座及钢坯库管理等。其图示为:系统涵盖范围(图1-1)1.3 系统功能定位重点需做好生产计划管理,做准生产物流及库存管理,做优质量管理,检化验管理。1.4 系统设计原则方案设计遵循以下原则:先进性:采用先进的IT 技术和先进管理理念,设计开发
9、一套先进的炼轧一体化的生产管理系统,保证系统的先进性。安全性:通过用户使用授权管理和网络安全方面的合理设计,保障数据和系统的使用安全,同时通过加强系统和数据的备份工作,使系统安全性在有限的投资内得到最大的保证。可靠性:系统应从应用实际出发,通过对软件开发过程的控制,使软件的可靠性得到保证。整体性:系统的开发必须从炼钢轧钢区域的全局出发,仔细分析各工序的需求,以实现系统的整体目标。系统设计应面向应用,同时考虑与上级系统和L2 级之间的接口。从得到订单开始,将生产计划、作业管理、质量管理、生产成本管理等业务结合起来,实现信息流与物流同步,数据统一、集中和共享。灵活性:对外部接口有良好的信息交换能力
10、,对内部系统有良好的互联与兼容能力,对用户提供充分的扩展能力,系统有较强的应变能力以适应炼钢、轧钢生产和工艺方面的变化。实用性:系统以炼钢、轧钢一体化生产管理的实际要求出发,包括对铁水预处理,转炉、精炼炉、连铸、加热炉和轧钢等工序全过程信息管理。系统功能实用,不做表面文章。互联性:考虑到目前新建炼钢、轧钢区域每个工序的自动化系统都将配置过程计算机系统,因此要求酒钢不绣钢厂MES 系统与L2 的接口具有较强的伸缩性。标准化:采用统一软件开发过程来控制软件的开发周期,即将软件开发分为6 个工作流程,即需求分析、基本设计、详细设计、编程、调试和投运。通过标准化的开发过程管理来保证软件开发的质量。1.
11、5 系统实施原则1.5.1 采用先进管理模式根据目前国际先进的管理理念,在酒钢原有的管理模式的基础上,结合我们对生产管理理念的理解和开发经验共同建立生产管理系统的管理模式。为不绣钢厂的生产管理提供完善的管理手段。采用以流程管理模式为主,兼顾部门管理需要的模式。1.5.2 建立实用的信息系统利用北京京冠华宏鑫科技有限公司在钢铁领域的开发经验,结合原有的管理经验建立符合酒钢不锈钢厂生产线生产管理要求的MES系统。使该系统能尽快投入运行,发挥实际效果。1.5.3 系统的综合考虑系统设计时,综合考虑系统的可靠性、安全性、正确性和适应性,保证系统能安全可靠,正确及时地对信息进行采集、处理、存贮和传送。二
12、、前提条件及项目需求酒钢不锈钢项目建成于2005年10月,是酒钢公司产品结构调整战略重点建设项目之一,工程总投资50亿元。现有不锈钢炼钢、不锈钢热轧和不锈钢冷轧三大生产工序,是国内少数拥有从炼钢、热轧到冷轧完整配套的不锈钢生产线。目前具备年产65万吨不锈钢钢坯、60万吨不锈钢热轧带钢、35万吨不锈钢热轧退火酸洗带钢和18万吨冷轧退火酸洗带钢的生产能力。现已能够成熟生产E01(201)、E02(202)、SUS304、SUS304L、SUS316、SUS316L、SUS430、SUS410、SUS410S、SUS420J1、SUH409L、SUH409Li等钢种,并自主研发经济型不锈钢钢种。2.
13、1 主要业务需求2.1.1 生产作业计划是面向销售定单/生产订单(成品)的旬、日生产作业计划;旬、日生产作业计划是执行层计划,销售处以月产能计划为依据接单(销售合同),考虑成品库存情况,向生产处下发生产订单(成品),生产部综合月生产订单情况,按旬制定炼钢以后的各个生产工序的作业计划,作业计划的制定在不同的工序要遵循不同的组织生产规则,以达到最好的效益,还要充分考虑前后工序物流的平衡和衔接,由于影响计划执行的因数很多,因此作业计划的调整是经常的,经过调整物流达到新的平衡,以保证对客户按时、按质、按量交货的订单承诺。各个生产工序按旬/日作业计划进行组织生产。 l 计划的编制l 余材充当l 重点工序
14、产能检查及平衡l 作业计划的变更l 生产作业计划要遵循计划优化原则l 建立计划与销售定单的关系l 满足对客户按时、按质、按量交货的订单承诺l 炼钢/板坯连铸、炉卷轧机日作业计划l 日作业计划的编制、作业排序l 日作业计划的变更、调整2.1.2 生产调度为了强化对生产过程监控、生产计划执行的管理和控制,它是集生产管制、质量监控、设备监控为一体的生产调度指挥系统,负责生产过程监控、计划调整、事故处理,统一协调全厂公司的生产活动。为将来建立公司级的调度管理做准备。l 生产作业指令下达l 日/班作业计划的确认l 作业计划调整l 生产过程的实时监控l 计划执行条件查询l 生产事故记录2.1.3 质量管理
15、充分发挥ERP 质量管理功能,三级系统为辅助;实现质量标准、质量设计、在线收集质量信息和检化验实绩、质量判定、质量跟踪与分析、质保书管理、异议管理等功能。2.1.4 实绩收集实时收集各工序生产作业计划执行实绩以及生产异常事件、设备异常事件等相关信息,包括投入、产出、报工以及生产消耗信息、质量信息,以支持ERP 的成本核算。2.1.5 库存管理对物料进行出入库、放置、盘存、消耗等进行管理,包括板坯库管理、成品库(包括在途、厂外东库)管理,对物料进行出入库、放置、盘存等管理,细化到具体库位;对物料的放置、移动、倒垛等作业进行优化、管理。支持ERP 的发货管理。板坯库管理考虑无线终端管理,能够直接给
16、吊车系统下达作业指令。2.1.6 物流跟踪管理范围涵盖不锈钢厂炼钢、炉卷生产线全过程。物流跟踪系统以生产工艺流程为核心,包括工厂生产管理、质量管理等方面的功能,实现与二级计算机系统/底层自动化系统和MES之间的双向信息集成,二级接收MES下达的生产作业指示,向MES 系统反馈生产、质量等信息,读取或接收相应的数据,并进行分析。二级实时收集生产事件、设备状况、物料状况等信息并传送给MES 系统;物流跟踪,对产线状况、设备运行状态、以及计划、订单的执行进度等进行跟踪监测。2.1.7 化验室管理管理范围涵盖从钢水进厂到成品出库的所有检化验活动。检化验为工艺提供快捷准确的检测数据,用于炉前快速分析和数
17、据快速反馈。并完成对二级系统,生产计划系统的数据传输任务。化学成分分析数据是炼钢过程中的重要数据。及时准确地在各炼钢环节及岗位(炼钢炉,精练炉,连铸,废钢加料)显示从光谱仪或其他仪器上采集的化学成分分析结果可加快炼钢速度,保证质量,降低炼钢成本。2.1.8 统计分析基于车间、机组、班组的日报、班报等的统计分析,收发存报表。2.2 详细业务需求详细业务需求将在对酒钢不锈钢厂进行详细业务需求调研后出具。三、系统解决方案和目标构筑与销售、发货系统紧密关联的开放型的生产管理系统。生产通知书、质量、生产数据库的综合统一及业务代码体系标准化。以使用者为中心,进行作业标准管理和生产管理核心业务的管理。 质量
18、管理业务功能标准化 - 质量设计、质量跟踪、质量判定、质量保证。工序管理业务功能最佳化 日作业指示、生产管制。 构筑客户生产通知书进程和交货期信息的在线管理体系。 构筑前后工序作业部门,以及管理部门之间的信息共享体系。 连接2级系统的各工序在线作业指示及实绩管理。 建立以使用者为中心的作业/分析信息管理体系。系统目标:l 加强计划信息与实绩信息的联系,提高生产及质量管理水平。l 通过在线作业, 提高业务处理速度,确保每天都能完成生产实绩的最终处理。l 除手工作业模式 ,提高作业数据的可靠性。l 通过提供丰富的作业实绩分析信息, 提高生产率。l 建立按客户管理交货期的客户服务基础。l 采用一些国
19、外先进的生产管理方式提高生产管理水平。l 提高生产数据记录的全面性及准确性。l 以操作简单为原则。l 争取实现操作控制室无纸操作。l 提高处理生产异常的应变能力。为炼钢生产管理队伍提供一套计划,执行,监督及分析的有利工具。四、软件系统设计方案系统创建质量标准和制造规范,通过接收或录入计划生产的钢坯规格、钢种和特殊要求等必要信息进行炼钢的质量设计,匹配炼钢的质量标准和制造规范。对质量设计完成的钢坯计划进行炉次设计、浇次设计、并生成ERP的离散任务,上传ERP系统。设计完成后将设计结果发送到炼钢调度。炼钢调度根据生产现场的实际情况调整生产计划的生产顺序,将生产计划的设计结果转化成炼钢作业指示下达到
20、炼钢作业管理系统,炼钢将作业指示下达到生产工艺设备的二级系统。同时作业管理系统进行炉次、坯次的物流跟踪,并收集一,二级系统的生产工艺数据、质量信息、生产实绩和相关三级系统中的检化验数据等,分别传送到质量管理模块、生产统计模块、进程管理模块,并且系统将生产实绩按照ERP离散任务传送到ERP系统当中。系统软件总体流程见下图:系统软件总体流程(图4-1)系统的主要功能模块包括:质量管理、进程管理、生产数据统计、生产计划、生产调度、炼钢作业管理、材质检验管理、库管理、与ERP系统接口、与计量检化验系统接口等。4.1 系统软件功能列表序号子系统功能模块功能概要1质量管理1. 质量标准管理 质量标准信息
21、炼钢、连铸制造规范 外观判定标准 取样标准 质量标准版本管理2. 质量设计 设定质量规格标准 设定生产规范标准 确认质量设计3. 质量跟踪 质量跟踪标准管理 质量异常判断 质量异常材措施 物料质量跟踪查询 发送检验委托书4. 质量判定 成份化验实绩判定 外观判定 综合等级判定 发行检验认证书 发行质保书5. 质量分析 连铸钢坯质量分析2生产计划管理1. 炼钢生产计划 钢种炉次重量标准管理 连浇炉数标准管理 接收钢坯计划 炉次编制 连浇炉次编制 计划调整 切割计划时间计算 生成ERP离散任务2. 炼钢调度 作业计划调整(顺延,增删) 作业指示执行查询、调整与修改 整炉改判 计划取消 异常情况处理
22、3物料进程管理 计划所处各工序状态查询 物料库存总计查询 物料库存现状查询 物料状况详细查询 余材降级4炼钢作业管理1 转炉作业执行 受铁倒灌实绩处理 铁水预处理实绩处理 转炉实绩处理 合金微调实绩处理 原料使用实绩管理 辅料投入实绩管理 炼钢厂设备运转实绩管理 钢包管理2精炼作业执行 CAS实际处理 LF实绩处理 辅料投入实绩管理 设备运转实绩管理3连铸作业执行 浇铸实绩处理 切割实绩处理 设备运转实绩管理4异常管理 缺号、保留处理 钢水反送处理 钢坯下线处理 设备异常处理5钢坯库管理 钢坯堆垛共同管理 堆放区设定 库图管理 位置信息管理 堆放位置变更 堆放信息查询 进出库管理 编辑查询入库
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