鋼鐵行業MES 解決方案——軋鋼篇

軋鋼生產線總體可分為兩部分：軋線、精整線（根據不同產品可能為處理線、剪切線）。軋線主要由加熱爐、開坯機、軋機、控制飛剪等設備組成。精整線根據產成品不同類型可由熱矯、冷矯、定尺鋸（剪）、雙邊剪、剖分剪、打牌機、秤重機、堆垛機、各類冷床、各類臺架、檢查床組成。

鋼材軋制的工藝特點是生產線長度長，所需生產設備（生產單元）數量多，生產路徑復雜。因此在軋鋼生產線上，進行制造執行過程的監控、批次跟蹤、質量控制、質量判定；以及事后質量分析、生產過程分析、生產管理對整個鋼材軋制生產具有至關重要的作用。通過GE Proficy Plant Application 產品，GE可以幫助鋼鐵企業在鋼材軋制過程中實現實時監控、在線質量判定、批次跟蹤、質量分析、過程分析；從而確保產成品質量。

軋鋼工藝流程圖

GE針對軋鋼生產線 MES 解決方案功能模塊如下：

生產排程

接收 ERP 下達的生產計劃（Production Order），并根據產成品規格、工藝要求、當前各個生產單元狀態選擇可用工藝路徑，依次計算出軋機、熱矯、冷矯、冷床、檢查床等生產單元生產排程；計算選取各個生產單元控制參數、產品參數、設備參數質量控制范圍，產生整個生產線的軋制排程（Rolling Schedule）。調度員還可以在計劃甘特圖上進行人工拖拽調整，系統會根據調整進行自動修正甘特圖，實現智能調整。

生產監控與實績

生產監控的數據來源于生產現場的基礎自動化設備，如 PLC、DCS 等，為調度層面和現場操作工提供操作指導。生產監控從對象來看分為三個層次：設備層面、訂單層面、物料層面。

系統在設備層面提供所有設備的生產狀態總覽，對象包括軋機、熱矯、冷矯、冷床、檢查床、定尺鋸（剪）、堆垛機、秤重機以及物流設備，如行車、叉車等。信息包括設備當前狀態、軋制批次信息、工藝控制信息（如出爐溫度、入軋溫度、張力控制、軋機轉速、實際輥徑等）、產成品實際信息（重量、長度、寬度、厚度）。

在生產監視的過程中，當工藝參數、產品參數或設備運行參數超出合格范圍時，系統將自動報警。系統從訂單層面提供所有批次的加工履歷和當前位置，并以操作記錄的形式進行自動存儲，為成本管理和考核管理提供不失真的基礎數據。生產調度員可隨時掌握批次在各區域的關鍵信息，如出爐溫度、入軋溫度、軋機轉速、張力、物料成分等。

停機故障分析

系統可以根據軋鋼廠實際生產情況配置停機故障模型。并根據現場獲得的數據（來自自動化設備以及操作人員錄入）自動停機/ 故障分析報告。 幫助廠級管理人員快速定位主要問題，找到解決問題的關鍵點。

效率分析

系統根據生產狀況、停機時間、物料損耗率、成品合格率自動計算得出各個車間、各個生產線、各個班組的 OEE 數據。OEE 數據將作為考核各班組績效的重要指標。

批次跟蹤

批次跟蹤對于軋鋼區的生產調度非常關鍵。批次跟蹤的信息來源于生產排程。系統根據生產排程自動生成產成品批次，從入加熱爐開始直至產成品下線入庫的過程處理信息為質量追溯、生產分析、成本管理提供了堅實基礎依據。

質量管理

• 產品技術標準管理
  

• 產品質量判定
  

• SPC分析

• 質量統計
  

• 產品回溯

物料及庫存管理

對原輔料料倉進行管理，與板坯庫、方坯庫、成品庫等庫存系統進行集成。通過生產計劃號（Production Order）和產成品編號的匹配，實現產品質量的全過程跟蹤。

考核管理

基于實時采集的不失真的生產數據，形成基于班組的考核報表，考核內容包括產量、工藝（成材率、合格率）、消耗（電、煤氣、冷卻水）、OEE 等內容，為提高產品質量和節能降耗提供幫助。

數據倉庫

GE 的數據倉庫采用強大的數據立方體分析技術，把已經非常強大的報表處理和分析能力又提升到一個新的水平上，幫助用戶輕松獲取整個軋鋼廠的相關生產信息– 通過將實時數據的比特位及字節轉換成關于訂單、資產、生產、質量、產量及更多的有意義智能信息，從而為生產和過程數據提供有意義的參考。GE 的數據倉庫可以對長達數年的來自多個軋鋼廠的整個生產過程每個工序所產生的生產數據（包括各種工藝、質量、設備運行數據）進行各種智能分析，從而幫助企業改進軋制工藝，提高生產運營能力。

通過 MES 的建設，能夠為軋鋼廠帶來如下效益：

• 通過生產排程和生產協調，可以幫助企業快速應對市場變

  化，使企業的生產模式由按庫存生產轉變為按訂單生產。并

  能提高企業訂單按時交割率

• 通過有效的生產批次管理和能源平衡管理，從物流和能源上

  保證軋鋼廠的有序生產

• 通過批次跟蹤，實現生產過程工藝數據的全程動態的顯示和

  加工過程的自動記錄

• 實現產品質量追溯，有助于發現質量問題得根本原因和責任人

• 通過數據倉庫的智能分析，為工藝部門進行工藝改進提供依據

• 通過客觀真實的管理考核，能有效調動員工的工作積極性，有助于操作工提高操作水平，同時，實現節能降耗。通過對生產數據的分析挖掘，能夠幫助企業實現更高層面的管理目標