1 引言
MES系统一般称为制造执行系统，在制造业企业整体信息化架构中起着非常重要的作用。近年来各行各业的MES系统纷纷建设，其中尤以钢铁企业的实施最有特点。
在“十五”和“十一五”期间，我国的钢铁工业取得了举世瞩目的成绩，钢铁企业的信息化投资和建设也超过了历史上任何时期。以往企业一般都只是重视基础自动化和过程自动化的建设，对于MES没有深刻的认识。但是随着高端产线的大规模建设，产品的特殊要求以及市场等外部条件的变化，使得各个企业都开始重视信息化系统的建设，其中的代表就是MES系统的建设。
钢铁企业MES系统最有特点的当属板材的产线。莱钢4300mm宽厚板生产线在建设之初其产品定位就是该领域的高精尖产品。MES系统正是为解决生产管理的种种问题而被采用。
2 系统覆盖范围
莱钢宽厚板MES覆盖宽厚板生产的整个流程。覆盖的业务范围包括从生产订单接收、订单检查与确认、合同处理、原料申请、作业计划编制、现场作业、质检判定、成品发货，直至合同结案为止完整的业务流程。
所涉及的主要业务部门包括销售、技术研发、生产管理、炼钢厂、宽厚板厂、品保部等。其中，炼钢区域管理对象及流程包括从混铁炉铁水预处理开始，经转炉、精炼(LF/RH)、连铸、到板坯切割；然后根据板坯供料去向，分别向下游机组(大型H型钢、宽带轧线、宽厚板轧机)供料为止所有的物流。宽厚板轧钢区域管理对象及流程包括：板坯入库、加热、轧制、钢板剪切、热处理，一直到最终宽厚板成品发货所有的物流。
3 主要功能
莱钢宽厚板MES的主要功能模块包括：销售管理、质量管理、生产计划、炼钢作业计划、宽厚板作业计划、物料跟踪与实绩管理、仓库管理、出厂管理以及设备管理等。分别介绍如下：
1)销售管理 销售管理是宽厚板轧钢MES系统管理的起始端．生产订单管理负责接收从销售系统下达的生产订单信息，并对接收到的生产订单信息进行检查与确认，同时将经过确认的生产订单下发到质量管理模块，然后组织生产，直至合同结案完毕，即整个宽厚板销售合同生命周期的起始和终止端。
2)质量管理 质量管理在生产过程中占有极为重要的地位。MES系统中的质量管理遵循并且强化了一贯质量管理、“标准+α”的原则，使得专业工程师能够根据用户的不同需求，对炼钢、轧钢的各工序进行一贯质量设计，全面跟踪产品质量形成过程，在各个生产阶段对产品进行检验和判定，为用户提供所需的产品及相应的质量保证书。
3)生产管理 生产管理贯彻“按合同组织生产”的管理模式，实现合同精细化管理和动态实时跟踪，最终实现产能、交货期、资源利用率、收得率、余材利用等达到综合效益最大化。涉及的模型有组板、组炉、组浇模型。
4)作业计划管理 现场的作业管理严格按合同组织生产，并遵循所规定的工序计划日期编制作业计划。作业计划的编制对象为炉次、板坯、钢板，其目标为实现平衡物流、控制库存、降低成本。作业计划形成的流程大体相同，都必须经过建池、形成与追加、计划编辑、计划确定等过程。特别地，加热轧制计划在编制的过程中需要进行计划内规程检查；在计划确定后，需要进行同一配辊号下计划间的规程检查。
5)物料跟踪与实绩管理 物料跟踪与实绩管理的主要目的是对物料及库存的动态跟踪与管理，起到实时掌握库存信息，达到降低库存、确保物流畅通的目的。
6)仓库管理 仓库管理主要负责宽厚板轧钢区域所有的库区。管理的主要目标是：减少库存，加快物流，快速准确地跟踪所管理的物料。仓库管理包括板坯库管理、中间库管理、成品库管理及行车管理，支持清盘库业务。
7)出厂管理 出厂管理主要功能包括：产成品物料管理、出厂计划管理、发货管理等。发货作业的对象为宽厚板成品、外卖普通板坯。
8)炼钢出钢计划管理 采用炼钢出钢计划模型，根据连铸预计划，编制出钢计划，根据连铸预计划指令，结合设备运行情况、现场各工序实际事件信号，科学、合理地安排每个制造命令从转炉、精炼，一直到连铸的开始作业时刻、作业时间、结束作业时刻，从而合理、最有效地解决设备冲突，合理调配设备资源，充分发挥最大的设备生产产能，减轻人工调度工作量，避免人工调度效率的不确定性。
9)炼钢综合管理 生产管控，收集生产线生产信息，包括设备、安全、质量、产量等信息，对生产情况进行全方位跟踪，并出具各生产情况报表；成本管控，按炼钢炉号和工艺环节收集生产线生产消耗原料信息，并通过原料价格、计划原料消耗等系统维护后，得出各炉及生产环节的计划生产成本、实际消耗成本信息，供使用人员掌握并监控生产成本情况；安全管控，主要为安全部门发布生产相关安全规程、法律法规等公告，并发布厂内安全生产学习等各类环境及安全信息资料；技术管控，系统维护生产线部分生产环节经济参数，并采集现场实际使用参数与经济参数比较，发现并调整生产环节各参数；设备管控，设备及原料出入库管理、库存管理，跟踪设备及物料库存情况，制定设备检修计划，记录设备故障及维修记录。
4 MES系统的软件架构
莱钢宽厚板MES系统平台采用三层架构技术，由后台的数据库服务器和前台应用服务器及其相对应的数据库软件和应用软件组成高可靠、高性能和扩展性强的系统，以确保MES系统在使用中的稳定性和快速响应。相应结果如图1所示。
图1 三层架构
1)交易中间件 交易中间件采用的是Tuxedo，它能有效地整合企业异构C/S系统，实现大规模的关键业务处理和分布式事务管理，从而为企业提供一个可靠、高性能和易维护的三层分布式计算机环境。一个基本Tuxedo系统的组成和工作原理，如图2所示。
图2 通讯中间件原理
①Client向System/T发出查询请求，以找到Server消息队列的地址。
②Client根据找到的入口地址，将请求发送到Server的消息队列。
③Server处理请求，并将结果返回给Client的消息队列。
其中，ATMI(Application Transaction Monitor Intefface)是一种简单且容易定义的API接口，它是BEA Tuxedo提供的一个基于C语言的编程接口，以便用于开发客户程序和服务程序。
System/T是Tuxedo的系统核心，它实现了Tuxedo的所有功能和特征，如C/S数据流管理、服务请求的均衡、全局事务管理、同步/异步服务请求、两阶段提交等。Systenu/T提供了一个类似公告栏的服务，它发布C/S计算机环境中所有服务器、服务、客户机的信息，供其他分布式计算的参与者使用。
2)通讯中间件 为了提高软件的复用度和降低模块间的耦合度，开发出一套建立在TCP/IP Socket上的通信中间软件，通过它可以在网络上实现计算机之间的数据通信。
作为通信中间件，对上层的应用程序提供了统一的编程接口。对用户来说，即使不具备Ethernet和TCP/IP的知识，只要掌握了简单的API接口，就可以和对方的应用程序进行数据通信。
5 系统硬件
1)网络方案 整个网络系统将采用星型网络拓扑结构，选取百兆/千兆的以太网技术进行组网，选用国际知名品牌的网络设备作为组网设备。
建筑物之间采用光缆作为传输介质，建筑物内部采用超五类双绞线传输信息，关键节点采用双链路互联提供了冗余性和可靠性。采用层次化组网结构，把宽厚板轧钢MES主机房作为网络核心层节点，炼钢区域设置一个网络汇聚节点，其余各节点作为接入层节点。各层节点之间互联传输介质为光缆。
2)硬件配置 主节点选取MES主机所在机房。选用2台互为热备的核心交换机。
汇聚节点交换机利用两路光纤分别上连到机房的两台主节点交换机。汇聚节点配置1台WS-C3750-24-FS-S，利用Cisco 3750系列强大的32G背板能力组成汇聚层网络节点。同时配置2块单模千兆适配器GLC-LH-SM，以上连到主节点交换机上。
销售部、国贸公司、生产部、品质保证部、技术资源部、技术研发中心、炼钢厂部、板带厂部分别配置1台WS-C2960-24TC-L交换机，该设备上的24个10/100BASETX端口为楼内L3用户提供接入，配置两块GLC-LH-SM模块，利用单模光纤上连到主机房主交换机。每个现场操作室均作为接入节点，各放置1台Catalyst 2940交换机作为用户接入层交换机。
3)运行环境要求 系统采用成熟的三层架构，数据库采用稳定的Oracle 10g数据库，前台开发工具采用主流的VS.net 2008，数据库和应用服务器均采用IBM的Aix操作系统。交易中间件采用Tuxedo处理业务逻辑。通讯中间件采用自主研发的socket技术。
6 系统运行效果
系统自2009年11月投入运行以来，运行稳定，实现了钢板从订单接收到最终发货为止的全流程跟踪管理，解决了上下工序间协调运作、生产信息及时传递、质量信息与生产紧密结合、成本分析细化的问题，有利于生产管理综合平衡职能的发挥，建立了一个有集中、共享、统一、协调的生产线管理体系。
该系统目前已成为各级管理人员有力的助手，大大降低了管理成本，提高了管理效率。
7 结语
致力于“信息化带动工业化，以工业化促进信息化”，莱钢宽厚板MES系统的建设历程证明，坚持自主创新、勇于实践将给企业带来巨大的效益，在钢铁行业的竞争日益激烈的今天，作为低成本投入、低成本运行、高度系统集成、高度灵活可扩展的MES系统，完全可以满足企业信息化建设个性化的需要，使信息化更好地贴近和服务于企业实际，全面提升企业竞争力。
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本文标题：莱钢宽厚板MES/ERP的开发与应用
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