基于mes的特钢行业生产计划管理系统研究

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1、基于MES的特钢行业生产计划管理系统研究

2、第11引言中国的钢铁工业已经作为一个重要的基础产业进入相对平稳的发展期与成熟期，企业的发展路子已经从提高产量转变为精益管理的新时代。精益管理的核心是编制一个科学合理的生产计划指导生产，由于钢铁行业的生产过程兼有连续和离散的性质，它有别于石油、化工的连续生产过程，也有别于机械行业的离散制造过程，是介于二者之间的混合型生产过程，因此，带来了钢铁行业计划编排和调度工作的复杂性。目前，国外关于钢铁计划和调度有很多的研究组织和软件产品，如Visual8公司的V8_Steel，AIS公司的SteelPlanner，SIME

3、NS公司的SIMATICIT中的详细排产模块等。V8_Steel用于连铸和热轧流程，需要有准确的生产运行数据支持；SteelPlanner能够生成连铸、轧钢和各种钢材的加工序列，并提供了人机交互接口；SIMATICIT中的详细排产模块能基于一个完全并且相当复杂的约束和规则产生一个完成当前合同的最优方案。而国内专门开发用于钢铁生产的计划调度软件产品不多见，有一些专门的计划调度软件系统，但未形成商业化的产品，主要研究各种优化模型和优化算法。通过对国内外相关软件和算法的研究，结合中国特钢企业的特点，设计了应用于特钢行业的生产计划管理系统，并已投入应用，取得了

4、明显的效果。2特钢行业生产现状我国的特钢企业是包括炼钢、轧制、成材三大主要工艺阶段的混合型制造企业，在传统生产模式下，特钢企业生产计划有以下特点：(1)多牌号（不锈钢、弹簧钢、轴承钢、模具钢、合金工具钢、高速工具钢、合金结构钢、碳素工具钢、碳素结构钢）、多规格（型材、板材、钢丝、光亮材、冷拔材），产品品种繁多、单种产品批量小，临时插入的合同较多，使得排产困难。(2)企业上层制定的中长期计划和生产车间生产设备之间存在信息的断层，下层的生产实际信息无法反映到上层计划，计划与实际生产脱节。(3)上游分厂的生产没有对应到具体的合同，合同跟踪不及时，无法准确得知

5、合同生产情况。(4)各分厂间信息交流不畅，下游分厂只是根据提料单来安排生产，实际生产过程中的扰动只能在本分厂内部解决，不能有效共享信息和资源。根据特钢企业的上述特点，建立了三层生产计划体系结构，在此基础上设计和实现了基于MES的特钢企业生产计划管理系统，并在某一大型特钢企业得到实施。3基于MES的特钢企业生产计划管理系统的建立3.1特钢行业MES特点MES是为了保证产品的质量、数量、交货期，有效地使用工厂资源，综合管制工厂资源活动的系统。即提供从订单入口到成品的一系列生产活动的可见度信息，并且利用当前的精确数据随时指导、发起、响应并报告工厂的活动，通过

6、双向的通讯，提供整个企业和供应链的生产活动的关键信息。其定义为“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间面向车间层的管理信息系统”。MES为操作人员(管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源的当前状态，能够改善企业运营资本的投资回报率，改善物料的流动性能，还能够通过双向的直接通信在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。在生产计划方面的主要功能有：(1)根据上层制定的宏观计划，各分厂做出每日作业计划，以MRPII和JIT相结合的模式具体指导生产。(2)对生产过程进行监控，及时地对意外事件做出反应，进行实时调度。(3)对合同生产情况进

7、行实时跟踪。一般ERP计划，管理粒度比较粗，只能下达部件级的生产计划，即使达到了零件级，但是由于数量繁多，计划的实用性和可行性较差，而特钢企业设备相对较少，加工工序也相对较少，所以在MES计划的制定过程中可以对传统MES模式进行改进，将ERP的部分计划功能涵盖进来，将计划的粒度细化，可以一次实现工序级的作业计划，减少计划的制定次数，方便动态调度的实现，提高了计划的准确性，达到提高计划的控制能力目标。3.2系统结构把特钢企业MES中生产计划管理系统分解为三层结构：生产任务生成、生产计划生成和在线计划与生产调度。其模型图如图1所示。3.3功能设计3.3.1

8、生产任务生成生产任务生成包括生产任务导入和形成虚拟生产号。销售导入的合同都是凌乱和无序的，包含了不同的交货期，不同品种，不同规格的各种产品，把从销售导入的合同分类导入为要排产的生产任务。然后按照相似的标准、钢号、交货状态等归类为相同的虚拟生产号，一个虚拟生产号代表一类产品，具有相同的工艺路线及检验项目，这样可以简化排产，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。3.3.2生产计划生成(1)生产计划制定首先对本月所有的生产任务编制坯料计划，坯料计划显示出按照既定工艺路线每个分厂每道工序上的加工任务量，之后进行静态调度，均衡设备生产能

9、力和合同的实际情况，编制月计划。编制月计划主要是要完成生产任务的组炉和组批，在炼钢分厂，尽量集