一、系统总体架构
1．系统总体架构。钢铁企业是流程型企业，钢铁生产是物理变化和化学变化混合的过程，其工艺复杂、生产条件严格，并且由多厂联合生产，生产设备多、自动化程度高，拥有大量的自动化设备。钢铁企业的这些特点决定了钢铁企业信息化具有其自身的特点，不仅要进行业务层的系统建设，还要考虑底层设备的控制和生产的管理。安钢信息化系统由以下4级架构组成：企业资源计划系统、各钢轧厂MES系统、生产过程控制系统、基础自动化控制系统。
2．ERP(企业资源管理系统)。安钢ERP系统引进了SAP(System Aplications and Products in Data Procssing)系统和商业集成化ERP套装软件，并采用了钢铁行业的通用解决方案，实施了模块涉及销售管理(SD)、生产管理(PP)、质量管理(QM)、物料管理(MM)、财务管理(FI)、成本控制(CO)和商务智能(BI)等。ERP面向公司层面的管理活动，关注企业的整体资源平衡和战略计划，属于宏观层面的内容，但实时性相对较低。销售、采购、财务、运输等业务实行一体化集中管理是现代企业发展的必然趋势，ERP就是公司执行的这些业务的统一平台，承担着销售管理和财务管理、成本管理、运输管理、发货管理等功能。
3．MES(制造执行系统)。MES面向具体的生产单元(或区域)，根据公司ERP下达的生产订单编制各个工序作业计划并组织生产，它关注现场的实际生产作业和各种实物精细的状态，并对生产线进行动态地跟踪，及时响应生产过程中发生的各种异常活动，因此它的实时l生非常高。MES是生产线执行生产以及现场操作的平台，承担着生产线的规范管理、质量控制、具体生产组织、合同跟踪、质量判定、质保书管理、物料跟踪和发货作业等功能。
3．计质量系统。计质量物流模块信息系统涵盖的领域十分宽广，包括物流(进厂物流、出厂物流、烧结物流、焦化物流、炼铁物流、炼钢物流、轧钢物流)、生产管理(铁前生产、炼钢生产、轧钢生产)、库存(原料库存、中间产品库存、成品库存)、检化验(原料检化验、各分厂过程检验)、储运运输(进厂运输、厂内运输、厂运输、汽车运输、火车运输)、储计质量设备(汽车衡、轨道衡、皮带秤、钢材秤)等方方面面，包含了安钢供、产、销的各个环节。
二、系统功能的划分
1．ERP与MES的分工。ERP面向公司层面的管理活动，关注企业的整体资源平衡、战略规划和财务信息管理，属于宏观层面的范畴，实时性相对较低。MES针对各个生产厂，更关注于生产现场资源，即设备、工艺和物料等方面。相对于整个企业来说，MES只提供了1个局部的信息。ERP的核心管理思想就是对整个供应链进行管理，主要体现在精益生产、敏捷制造、事先计划与事中控制，它强调计划(销售计划、生产计划、采购计划等)的协调和控制。MES主要进行管理生产的执行，包括生产质量控制、生产作业调度、生产实绩反馈等内容。基于对生产现场管控的需要，MES的管理更加细致。在ERP生产的长期计划指导下，MES根据底层控制系统采集的生产实时数据，进行短期生产作业的计划调度、监控、资源配置和生产过程的优化等工作。
2．系统功能划分。ERP与MES本着一体化系统的设计原则进行划分，应保证系统业务的逻辑清晰，尽量减少数据传输量，避免1个业务的数据逻辑在SAP和MES之间多次来回传输，减少SAP的计算量，在保证业务顺畅、部门和岗位职责清晰、且能有效生成管理和分析报表数据的基础上，进行ERP与MES的功能划分。
三、系统集成方案
1．整体集成方案。安钢信息化系统构成主要包括SAPECC6．0、各钢轧厂的MES和计质量系统。MES与各生产线的PCS／DCS之间相互通讯。各个MES之间也在传递数据，如炼轧中板MES向1780 MES传递要料计划，计质量系统负责接收MES的检验委托和检验计划，并将检验结果返回相应的MES。计质量系统向MES发送铁水和原辅料的质量信息，同时接收MES发送的计量委托。MES向PCS／DCS下达生产作业计划并接收生产实绩数据。计质量系统从PCS／DCS接收生产实绩数据。安钢信息化系统整体集成关系如图1所示。
图1 安钢信息化系统整体集成关系
2．ERP与MES的集成。根据产销一体化的思想，ERP从接收销售订单开始，根据合同要求和图像标准进行设计。然后制订工序计划，生成作业指示，并在调度系统确认后将其传给作业管理系统。作业管理系统将其下发PCS(过程控制系统)，PCS根据作业指示进行生产，并将作业实绩返回作业管理系统(包含质量实绩和消耗实绩)。作业管理系统根据作业实绩进行质量管理和进程管理，作业完毕后进行人库管理。最后由生产厂根据销售发货计划，进行成品发货出厂。系统主要业务流和数据流集成如图2所示。
图2 系统主要业务流和数据流集成
3．ERP与计质量系统的集成。计质量系统根据采购订单进行原、辅料的入厂收货，并将产生的计量和检验数据上传ERP进行采购结算。计质量系统根据下达的生产订单进行各生产单元的生产，将生产数据和物料调拨数据上传ERP进行成本核算。计质量系统从接收交货单开始，经过仓储拣配，最后由发货单位员工将发货信息和销售过账信息上传ERP。计质量购进厂的业务流和数据流如图3所示。
图3 计质量采购进厂的业务流和数据流
4．系统通讯技术的集成。ERP与MES间的通讯采用xI作为集成通讯平台，MES与xI之间采用Web Service协议，通过SOAP message进行通讯。xI与SAP之间采用xI协议，通过ABAP Proxy进行通讯。MES和计质量系统之间采用WebService进行通讯。MES与PCS之间的通讯采用TCP／IP Socket协议。
三、系统集成产生的问题与解决方案
1．ERP成本核算方式对生产的影响。目前，在采用SAP作为平台实施ERP的钢铁企业中，对于主要产品成本的核算均采用基于生产订单的成本核算。生产订单是产品成本核算的载体，因此对于生产订单的收货和发料信息的处理，将决定计算出来的产品成本能否满足管理的要求。钢铁企业铁前的产品品种单一，不需要进行严格的质量判定处理，但生产中的带出品比较多；钢后产品品种复杂多样，对产品的质量管理要求很高。基于上述特点，铁前产品采用多版本混合成本的核算方式，生产订单主要针对不同的产品采用了多版本生产订单。生产订单的收货与发货只需满足在会计期间(按月组织核算成本)内，对带出品的处理采用联产品或者副产品的处理方式。但对于钢后，MES根据ERP下达的生产订单组织生产，钢轧产品下线后需要根据其物理性能、化学成分和表面质量状况进行质量判定，因为钢轧产品的生产周期较短，因此钢铁企业的ERP大都没有采用在制品的核算方案，通常采用2步移动的方式来处理，即先按原物料确认收货，如有改变则改判后调拨人销售库房，否则直接调拨入销售库房。
2．物流信息的实时性。物流信息是信息化系统的基础，物流信息除了要满足财务成本核算和生产的需求外，还要尽可能保证生产物流与系统信息的同步，尽可能保证系统实时库存的准确。钢铁企业的很多大宗原燃料是含水物料，含水物料在ERP中一般按干基进行收发存管理，而大宗原燃料的现场库存管理和出入库计量都是按湿基进行管理，湿基的含水量很难在短时间内测出。因此，为了能够实时地更新ERP库存，需要对湿基量进行系统库存评估。
3．系统产量的问题。在钢铁企业生产经营活动中，涉及对各单位的效益评价以及公司各项经济技术指标的持续优化，产量指标的计算和应用是其中一项重要的基础管理指标。ERP产量可分为订单产量和报工确认量。订单产量的统计以生产订单的收货量为基础，根据合格品的计产原则进行统计；报工确认量是按照产出的计产原贝 来进行统计。在确定系统计产原则时应充分明确两者之间的关系，最理想的方案是能够将两者的统计结果统一起来。报工确认量真实地反映了当期投入和产出的实际情况，可作为公司成本核算和技术经济指标计算的重点依据；订单产量符合合格品计产原则，可作为质量分析和行业报表的统计依据。
安钢信息化系统项目在建设过程中吸收了大量先进的管理理念，同时，紧密结合安钢的实际情况，突出实用效果，实现了“集中管理、协同作业、产销一体、管控衔接、三流同步’’的管理模式。随着系统的投入运行，安钢又逐步规范了生产管理方式，建立了面向流程的集成化管理运行机制，并且制定了“一级核算、集中管理、分层控制”的财务管理模式。
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本文标题：安钢信息化系统的研究与集成
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