摘要：文章論述了現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)信息化建設的整體架構，介紹了包鋼煉鋼廠MES系統(tǒng)的實施情況，分析了國內MES系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。 關鍵詞：信息化；MES；鋼鐵 　　鋼鐵冶金是一個離散和連續(xù)混合、既有化學又有物理變化的生產過程。產線長、工序多、設備復雜、工藝線組合多樣是其生產流程的特點[1]，完全靠人工的方式進行管理和控制幾乎是不可能的。一個完整的鋼鐵冶金企業(yè)信息化系統(tǒng)包括橫向、縱向兩個側面。橫向要覆蓋供、產、銷，以及質量、財務、人事、設備維護、項目管理等各個環(huán)節(jié)；縱向能從最底層的生產設備、生產線及物料控制系統(tǒng)，一直向上延伸到企業(yè)的最高決策層。 1 鋼鐵企業(yè)信息化管理系統(tǒng)的構成 　　鋼鐵冶金企業(yè)現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)，通?？捎?層體系架構組成。如圖1所示。 　　圖中：L1為一級系統(tǒng)，即設備控制系統(tǒng)；L2為二級系統(tǒng)，即過程控制系統(tǒng)；L3為三級系統(tǒng)，即車間或廠級制造執(zhí)行系統(tǒng)MES（Manufactu～ng Execu．tion System）；LA為四級系統(tǒng)，即企業(yè)資源計劃系統(tǒng)ERP；L5為五級系統(tǒng)，即企業(yè)間管理系統(tǒng)及決策支持系統(tǒng)。 　　這5層系統(tǒng)相互集成、相互協(xié)調，構成一個完整的企業(yè)信息化管理系統(tǒng)。但目前國內的鋼鐵企業(yè)在過程自動化與資源計劃系統(tǒng)之間卻普遍存在著數字鴻溝，而MES的實施與應用首先要跨越這一鴻溝。 [b]2 EMS在煉鋼企業(yè)的實施與應用 2．1 軟件和硬件配置[/b] 　　針對煉鋼企業(yè)的生產現(xiàn)狀和需求，結合以往多個鋼鐵企業(yè)的項目經驗，我們按照MES的理念“，在打通基礎自動化和三級補充的基礎上，以輔助生產調節(jié)和強化考核為重點開發(fā)了部分M功能。 2．1．1 軟件配置。軟件配置包括：實時數據庫軟件 　　系統(tǒng)（Proficy IHistory V3．0），WEB SERVER 系統(tǒng)（Proficy Portal V2．5），SIEMENS SIMATIC NETV6．3，M icrosoft Visual Studio 2005。2．1．2 硬件配置。硬件配置包括：實時數據庫服務器（DELL 8250），WEB服務器（DELL 2850），網絡交換機Catalyst WS—C2950T 一24，OPC接口機DELL Dimension 4700，SIEMENS CP1613 工業(yè)以太網卡。 2．2 實施過程 　　考慮到實時數據的特點和系統(tǒng)安裝要求，系統(tǒng)以實時數據庫和非實時的關系數據庫為基礎，對生產過程進行實時監(jiān)控與管理。系統(tǒng)的網絡結構如圖2所示。 2．2．1建立實時數據采集系統(tǒng)。煉鋼廠現(xiàn)有的PLC系統(tǒng)均是SIEMENS的s5或S7系列，通過工業(yè)以太網建立SIMATICNETOPC服務器與s5或S7的連接，完成數據的實時采集。 2．2．2 建立實時數據庫系統(tǒng)。① 創(chuàng)建1#、2#、3#、4#、5#轉爐數據集成通道。② 創(chuàng)建6#、7#轉爐數據集成通道。③ 創(chuàng)建大方坯連鑄、大圓坯連鑄數據集成通道。④ 創(chuàng)建南精煉、北精煉、VD 爐的生產數據集成通道。⑤ 創(chuàng)建檢化驗數據集成通道。⑥通過GE的OPC COLLECTOR 完成以上數據通道與GE實時數據庫IHISTORY的無縫連接。 2．2．3與轉爐二級（自動煉鋼模型）連接。建立6#、7#轉爐自動煉鋼數學模型數據交換通道。 2．2．4 檢化驗數據傳輸管理系統(tǒng)。通過串口通訊方式自動采集檢化驗設備中的數據，處理后傳至原三級管理系統(tǒng)。 2．2．5 建立與原三級系統(tǒng)交換數據的通道。將實時數據庫中的生產數據傳人原三級管理系統(tǒng)，取消各工位手工錄入數據的工作，達到數據不落地的目的，保證原三級管理系統(tǒng)數據的準確性和及時性。 2．2．6 生產信息的WEB發(fā)布。將實時生產數據與原三級管理數據進行集成、分析、統(tǒng)計，形成各種生產報表、能源消耗報表、班組考核報表、原材料消耗報表及噸鋼生產成本表等，進行實時發(fā)布。輔助生產調度人員進行排產工作、解決爐機匹配問題。同時，還可以對積累的生產數據進行深度的數據挖掘，以提高操作工藝、降低能耗。 2．3 系統(tǒng)功能 2．3．1 實時數據庫。完成對現(xiàn)場實時生產數據的采集、存儲和管理，是MES系統(tǒng)運行的基礎，是三級進行生產實績統(tǒng)計的數據來源，是煉鋼廠信息化管理系統(tǒng)安全運行的強大的數據基礎。 2．3．2 過程監(jiān)控。如圖3所示，對設備啟停機的進行自動監(jiān)測，自動形成轉爐、精煉和連鑄的調度日志，及時調整作業(yè)計劃，更新并下發(fā)生產指令。 2．3．3 設備停機管理。系統(tǒng)以可視化的方式，監(jiān)測設備運行中的狀態(tài)參數，跟蹤生產線上的物流。 2．3．4 報警管理。實現(xiàn)統(tǒng)一的報警管理，加強對關鍵設備的安全監(jiān)控，進行基于狀態(tài)的預防性設備維護。 2．3．5 班組考核管理。根據實時數據對班組的操作水平進行全面客觀的考核，并完成特定目標的數據組織和分析考核，充分調動員工的積極性。 2．3．6 質量管理。建立每條計劃的實時生產記錄，對鋼水質量進行全面跟蹤，也為后面建立轉爐的自動冶煉模型打下數據基石。 2．3．7 生產報表管理。建立靈活及時的生產報表系統(tǒng)，使得產量、原材料消耗的計量準確、及時。 2．3．8 成本管理。通過自動采集實時數據，為三級系統(tǒng)提供各鋼種動態(tài)成本數據。 2．3．9 數據管理。數據管理功能通過實時數據庫，對實時采集的生產數據進行匯總并長期保存。 2．3．10 數據分析。通過檢化驗系統(tǒng)數據可以為其他功能系統(tǒng)提供支撐服務。此外數據分析系統(tǒng)還可以計算績效指標、進行趨勢分析、發(fā)現(xiàn)數據中的規(guī)律等，進行深層次的數據利用。如圖4所示。 3 主要經濟效益 　　MES提供基礎自動化系統(tǒng)、過程自動化系統(tǒng)無法實現(xiàn)的車間級調度管理功能；提供ERP等管理信息系統(tǒng)無法實現(xiàn)的生產數據的獲取與分析功能，成為車間生產和企業(yè)管理之間的橋梁，對提高企業(yè)經營管理水平，促進企業(yè)的發(fā)展具有較大的經濟效益，體現(xiàn)在以下幾方面：①借助成本管理系統(tǒng)，促進倉庫與采購者之間的信息溝通，避免重復采購，可以減少10％的庫存。按目前情況分析可減少8960萬元庫存資金。②利用質量管理系統(tǒng)，加快信息傳遞，避免劣質原料以次充好進入貨場，預計通過原料把關，年可挽回經濟損失256．6萬元。③利用質量管理系統(tǒng)將質量信息傳遞至生產現(xiàn)場指導生產操作，并對生產過程的關鍵工段采用先進控制，可提高生產效益1％，年鋼產量增加5．2萬噸，減少原材料消耗1．25％，增利2050萬元。④應用能源管理系統(tǒng)加強能源的輸配、管理，預計可節(jié)能1％，每噸鋼降低成本3元，年效益1664萬元。 4 結束語 　　當前,MES在國外知名大型企業(yè)中得到了廣泛的應用，成為這些企業(yè)保持市場競爭優(yōu)勢的重耍手段；但是在國內，大家對IVIES的認識還比較少，MES的應用并沒有得到充分的重視。為提高國內鋼鐵企業(yè)在國際鋼鐵行業(yè)中的競爭力，實現(xiàn)并完善適用于我國鋼鐵企業(yè)應用需求的MES產品勢在必行。 參考文獻 [1] 龔堯．現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)技術（轉爐煉鋼）[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1991．