炼铁厂MES系统工序能耗及成本模块的研究与应用

    针对钢铁行业日趋智能化的形势，稀土钢炼铁厂开发铁区MES系统，为整个铁区生产线的生产管理、质量管理、物流精确掌握、资源优化配置提供坚实的信息管理平台，同时满足包钢集团公司现代化生产管理的要求。通过MES系统的搭建，使铁区高炉、烧结、球团各生产区域的数据得以整合。如进一步对数据进行加工计算，可以生成铁区各产品的成本情况。因此，需要MES系统中设计成本模块来分析铁区各物料的工序能耗及成本数据。

1 成本模块设计

    成本模块主要分为：成本项管理模块，工序能耗模块，成本明细模块，成本对比及分析模块。

    1.1 成本项管理模块

    成本项管理模块的主要功能是对各成本物料项目的单价、单位、折标煤系数、单位用量计划和单位成本计划的设定。同时，对于仓储、人工、折旧等固定费用进行录入。通过在成本项管理界面进行录入，完成高炉、烧结、球团各区域成本物料项目信息的录入，确定各物料项目的物料类型（消耗或回收），为工序能耗及成本明细的计算提供基础数据支持。

    1.2 工序能耗模块

    工序能耗模块是通过获取各生产区域动力介质的消耗与回收实物量，燃料的消耗量，各区域的产量和折标煤系数计算出各物料项目的单耗和工序能耗数值。分别对高炉铁水、烧结矿、球团矿3种产品，针对每种产品不同的动力介质与燃料项目进行工序能耗的计算。

    1.3 成本明细模块

    成本明细模块是针对高炉、烧结、球团3种不同的产品，获取产量和各物料的实物量，计算每种成本物料的单位用量，单位成本和乘以单价后的成本额，最终计算出单位制造成本总和及总成本额。每种产品分别通过原主材料、燃料、辅助材料、动力介质、回收项、生产人工工资、仓储费用、折旧费用共七大类进行计算制造成本。成本明细模块分别包括日成本明细，周成本明细和月成本明细3个子项。

    1.4 成本对比及分析模块

    成本对比模块主要是针对各产品的成本明细，选择时间范围来进行不同时间成本数据的对比功能。通过了解单位成本较低时的物料实物量，掌握原主材料，燃料，辅助材料的对应消耗数据情况。另外，通过与计划值进行对比，明确各物料量的超跌情况。成本分析模块是将成本明细数据从列表形式转化为饼状图、柱状图的形式，更加直观的分析各成本大类的占比情况，指导操作人员及时做出相应调整，保证各生产区域的顺行高产。

2 成本相关取数程序设计

    由于工序能耗的动力介质数据需要从动力厂获取，所以需要通过编写取数程序实现这些数据的采集与计算并插入到工序能耗表中。取数程序使用C#语言，Visual　Studio 2015开发工具。

    ①通过与动力厂做接口将动力厂动力介质数据取回到MES系统数据库中。②开发工序能耗取数程序将动力介质基础数据进行计算加工并插入到工序能耗表中。工序能耗取数程序具体实现过程如下：①获取每日各产品的产量数据；②从动力介质表中读取物料名称，获取各物料实物量，并判断物料的物料类型（消耗或回收）和成本类型；③从成本项管理表中读取折标煤系数，单价数据；④通过产量及各物料实物量及折标煤系数，计算各物料的单耗及工序能耗数值；⑤整理各物料的相关数据，插入工序能耗表中。

3 成本模块软件设计

    成本模块包含工序能耗列表，成本明细列表，成本对比分析展示和成本项管理。使用JAVA语言，Eclipse开发工具进行开发。

    ①开发成本项管理页面，实现各物料项目基础数据的设定。②在程序中定时执行生成成本明细数据。通过读取工序能耗表中动力介质数据，从各区域MES系统中获取产量、原主材料、燃料和辅助材料的消耗量，从成本项管理中获取仓储、人工、折旧数据来计算并生成每日成本明细并存储。③开发工序能耗和成本明细展示页面，实现工序能耗和成本明细日报、周报、月报的列表展示。④开发成本对比分析页面，通过使用ECharts工具，实现成本明细数据的图表展示。

4 结束语

    本课题是根据包钢稀土钢炼铁厂的智能化发展策略，通过设计MES系统中的成本模块，实现厂内部成本环节的分析与控制，更好地保证生产的稳定高效，同时也为包钢集团的降本增效工作做出贡献。