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1、钢铁企业MES中的计划调度系统刘晓强,顾佳晨,孙彦广,崔新莹(冶金自动化研究设计院研发中心,北京100071)[摘要]针对钢铁企业MES中计划调度系统的特点,讨论了计划调度系统的构成和实现,介绍了国内外在该领域的主要产品和研究成果,并分析了研究发展趋势。[关键词]制造执行系统;计划调度;优化[中图分类号]TP27[文献标识码]A[文章编号]100027059(2004)0120022204PlanningandschedulingsystemofMESinironandsteelindustryLIUXiao2qiang,GUJia2chen,SUNYan2
2、guang,CUIXin2ying(AutomationResearchandDesignInstituteofMetallurgicalIndustry,ResearchandDevelopmentCenter,Beijing100071,China)Abstract:Accordingtothespecialitiesofplanningandschedulingsysteminiron&steelindustry,thecon2stituteandimplementationofplanningandschedulingsystemarediscuss
3、ed.Someproductsarementioned.Theresearchtrendsinthisfieldareanalysed.Keywords:manufacturingexecutionsystem;planningandscheduling;optimization0概述制造执行系统(MES)是面向车间级的先进生产管理系统,生产计划调度是其核心功能。MES中的计划调度系统,对应于生产管理的短期计划安排,即实施层次,计划调度主要进行资源优化和计划编排,并为计划的执行和控制提供指导。它位于整个企业计划系统的最低层次,直接控制生产的稳定和有序执行。良
4、好的生产调度能够预先解决生产中的干扰,缩短产品在车间的流动时间,减少在制品库存,保证准时交货1～4。根据企业生产工艺的特点,通常将制造业分成3种类型:连续制造业、离散制造业和介于两者之间的混合企业。典型的钢铁生产介于离散生产过程和连续生产过程之间,属于混合型制造企业。钢铁行业的生产计划与调度有其特殊性5～6:(1)钢铁生产工艺流程从原料投入到最终产品产出,整条物流中多数工序同时兼有物理和化学变化,是高温、高能耗工艺过程,其生产活动存在实时性、连续性和随机性等特点,生产计划调度的复杂性很高。(2)钢铁行业生产的关键是保证生产安全、稳定,物流畅通,最大限度地发挥
5、瓶颈设备的能力,满负荷、优质、高效地生产,主生产计划应着重考虑这一目标。(3)钢铁行业的生产计划和调度不仅要考虑信息流和物料流,还必须考虑能源供应流。其调度决策功能需要对物料和能量提供最佳控制策略,决策应不仅以提高生产效率和降低生产成本为目标,同时还应将节省能源、减少污染等目标考虑在内。(4)在制品的温度和生产时间在过程中的地位非常重要。温度太低,批次不得不重新加热,导致能耗和时间的增加;温度太高,可能会破坏机器。时间过早,机器被占用;而时间过晚,产品的连续性会被破坏。(5)钢铁生产的主要工艺路线和设备基本不变,整个工艺流程有很强的连续性或分段连续性,有时也
6、有多个工艺路线并存。作业/任务持续时[收稿日期2003211228;修改稿收到日期2003212204[作者简介]刘晓强(1972-),男,河北阜城人,工程师,博士,主要从事企业信息化和嵌入式系统方面的技术研究及应用开发。·22·MetallurgicalIndustryAutomation2004No1钢铁企业MES中的计划调度系统间依赖于前序和后续的作业。生产中既有Flow2Shop问题,又有Job2Shop问题。1主要功能MES中生产计划调度系统主要包括生产订单生成、生产计划生成和在线生产调度3部分功能。1.1生产订单生成如何安排生产取决于所接受的销售
7、订单,而销售订单一般是无序且凌乱的,不仅是不同客户,甚至同一客户的订单都可能包含不同规格、不同品种,甚至不同交货期的产品,而钢铁生产线只有集中安排有相应规律性的产品(比如相同钢种,相同规格且具有一定数量)在一段时间内生产才能优化生产工艺,发挥出自身的生产能力,降低生产成本,取得最大效益。MES的生产订单,是销售订单与生产成品之间形成关联对应关系的中间媒介,是生产过程中用于产品跟踪控制管理的标识,生产订单从一定的意义上说是由销售订单分解及综合重组而得,因此生产订单从一开始即与销售订单形成了关联。计划人员集中某段时间的销售订单,例如3天中的所有订单,然后选择品种
8、、规格、数量等因素,根据各因素的关注程度,采用一定的
