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首钢京唐热轧剪切加工中心MES系统研发

2014/4/23    来源:万方数据    作者:刘木刚  牛巍  刘永超  樊艳伟      
关键字:热轧剪切  MES  研发  
首钢京唐公司热轧剪切加工中心MES系统是首钢京唐公司热轧剪切加工中心工程项目的配套信息化系统。该MES系统采用Flex+J2EE 技术,通过对剪切加工中心生产管理业务的全面梳理和优化,设计了一套具有高度可配置性和可扩展性的架构。文章对该系统的架构和功能进行全面的介绍。实践表明,业务的优化和梳理是信息化系统得以有效发挥作用的重要前提,同样,信息化系统也为生产管理的业务和流程的规范及运转提供了重要的支持和保证。

前言

    首钢京唐钢铁联合有限责任公司目前共建设了2 条热轧带钢生产线。热轧生产线设计能力940 万t/a,每年共438.23 万t 热轧钢卷通过铁路、汽车、海运运出。为了带钢配送满足更多的用户需求、增加带钢产品附加值,公司决定建设热轧带钢剪切加工中心。剪切加工中心共包括1 条30 万t 横切线、1 条40 万t 横切线、1 条酸洗线及1条罩退线。首先进行试生产的是30w万吨横切线。

    热轧带钢剪切加工中心MES 系统(以下简称剪切加工中心MES系统)是热轧带钢剪切加工中心工程的信息化配套工程。配套中心MES系统的核心功能是建立产销一体化系统,把钢铁企业的生产和销售一体化,由信息化系统来综合平衡、优化设定生产销售的模式,由信息化系统来进行生产计划排程,最终目的是实现企业效益最大化。

    剪切加工中心MES 系统另外一个核心功能是质量管理和控制,通过质量标准,质量设计,质量追踪,质量判定,质量分析,实现在线过程质量控制和管理,最大限度地满足客户订单质量要求,支持新钢种的开发,实现产品质量的持续改进。对生产线的横切、罩退、酸洗等各工序进行一贯质量设计,同时根据生产过程数据和实绩数据能够判定生产过程中发生的异常的品质,及时发现产品质量问题,达到对产品质量的全面掌控。

1 工艺简介

    依据市场上越来越多高强板需求,带钢剪切加工中心横切机组需要能够生产出高强钢板。40 万t 横切机组为采用德国SUNDWIG 公司先进技术,可剪切屈服强度1250MPa的高强钢板;30 万吨横切机组由国内自主集成,可剪切屈服强度850MPa钢板;酸洗机组则采用国内最先进的推拉式酸洗技术,生产出高质量的热轧酸洗钢卷;另有罩式退火机组,除生产罩退卷之外,部分罩退卷还作为横切线的原料,可加工为热轧罩退横切板。工艺流程示意图如图1所示。

 图1 工艺流程示意图

图1 工艺流程示意图

2 系统架构

    热轧带钢剪切加工中心MES系统的系统框架如图2所示。

    从纵向上,剪切加工中心MES 分为3 层:分别为生产计划层、作业计划层和生产执行层。上层对下层具有指导作用,层次越高,时间周期越长,层次越低则相反;上层的输出即为下层的输入,下层计划调度不能得到满意解时返回上一层重新调整控制参数进行求解,然后再往下进行,层与层之间构成反馈闭环系统。

    在生产计划层,主要制订生产和质量计划,包含订单管理、生产计划管理。它是以销售订单为原始数据,经过质量设计和材料设计将其转换为生产订单,根据生产订单交货期、物料计划和各主要生产工序的生产能力情况,制订能力计划和短期生产计划。根据生产计划制定能源需求计划。

 图2 剪切加工中心三级系统(MES)的总体架构

图2 剪切加工中心三级系统(MES)的总体架构

    在作业计划层,主要依据生产计划层下达的生产计划,进行各产线排程/排序,制定各产线的作业计划。一般为日班作业计划。作业计划层还包括质量管理的质量跟踪和能源管理的能源平衡计划。

    在生产执行层,把产线排序结果转换为生产指令(PDI)向生产线L2 下达,并收集各种生产实绩信息,该层为在线实时调度系统,需要与

    生产线不断交换信息。实时监控生产过程的各种设备状态、工艺运行参数、计划执行情况、物流情况等,并进行生产状态判断;当发现生产异常或故障时对生产过程进行干预和调整,使生产能够重新顺利进行。

    在生产执行层还包括质量管理的质量判定和能源管理的能源调度。仓库运输管理系统是管理和协调钢卷、板包的库管理,以及相关的运输作业指令,以协作生产执行系统完成物流调度,成品库管理根据ERP 下达的发货计划进行配车和发货。实验室管理系统(LIMS)接收检化验指令,并把检化验结果上传给质量管理模块,进行质量判定。

3 系统功能

    热轧带钢剪切加工中心的生产组织的对象包括两条横切产线,以及酸洗和罩退线,同时在上下游的产线之间还存在协作生产的可能性。在这种情况下,需要由信息系统来协调和帮助业务人员实现对于生产的组织:(1)根据业务规则对订单进行技术展开,为订单选择工艺约束允许的工艺路线和设备。(2)能够对系统内的生产能力进行计划,为订单选择合适的产线,这种选择还应该可以根据生产实际情况的变化进行调整。(3)将产线选择和平衡结果发送给执行系统,由其执行生产。(4)将生产执行的结果与订单进行匹配并将结果反馈给ERP系统

    系统的功能主要包括质量管理、计划管理、生产控制管理、仓储运输和综合管理5个模块。

责任编辑:梁曦
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