钢铁行业信息化建设

©2005Hewlett-PackardDevelopmentCompany,L.P.Theinformationcontainedhereinissubjecttochangewithoutnotice惠普技术咨询成就企业梦想钢铁行业信息化建设2004年9月3日2议程钢铁行业工艺概述钢铁企业信息化建设钢铁企业信息规划示例©2005Hewlett-PackardDevelopmentCompany,L.P.Theinformationcontainedhereinissubjecttochangewithoutnotice钢铁行业工业概述惠普技术咨询成就企业梦想2004年9月3日4钢铁行业的生产工艺流程2004年9月3日5钢铁行业生产特点钢铁工业的基本生产过程包括采矿、选矿、烧结、炼铁、炼钢、连铸、轧钢，及焦化、制氧、制造耐火材料。钢铁企业的原材料品种少，但最终成品品种规格多达数万种。在生产过程中，一般都有联产品和副产品，如炼焦生产的主要产品为焦炭和煤气，此外还有多达上百种化学产品；在高炉炼铁生产中有高炉粗煤气、高炉煤气灰和水渣等副产品。钢铁企业除了轧制工序可以有多种选择，其它一个特定产品的生产、所需的加工能力和工装设备是专门设定的；工艺路线是固定的；生产加工时间短，产品排队等候加工的队伍短。钢铁产品成本主要由原材料和燃料动力消耗构成，因此生产过程主要专注于物料的数量、质量和工艺参数的控制；钢铁生产的质量控制严格，需要对产品的质量从半成品到产成品进行跟踪，对批次管理要求较高。生产计划控制比较简单，一般通过制造单元的日计划组织计划任务的生产。2004年9月3日62004年9月3日7生产线示例2004年9月3日8国内钢铁企业管理上面临的挑战数据集中管理有效的业务协同预算编制与控制集中财务核算，集中资金管理及时、准确的成本核算优化生产排程，设备管理按定单生产，进行定单的全程跟踪供应链可视库存和采购的集中管理管控一体化管理集团化管理机构庞大效率低下信息失真无法监控成本控制管理粗放成本不准居高不下利润很薄客户忠诚交货周期产品质量订单准确率供应链高库存资源分散反应迟缓生产管理过程数据管理数据分离©2005Hewlett-PackardDevelopmentCompany,L.P.Theinformationcontainedhereinissubjecttochangewithoutnotice钢铁企业信息化建设惠普技术咨询成就企业梦想2004年9月3日10钢铁企业信息化特点1.随着钢铁工业生产的不断发展，对自动化的控制水平和规模均提出了越来越高的要求，从而加速了自动化技术的发展和进步，而采用新的自动化技术装备的企业，能够获得更加显著的技术、经济和社会效益，这是一个循环促进不断发展的过程。2.钢铁工业自动化系统经过多年发展，已日趋复杂和完善。参照国际标准化组织ISO对企业自动化系统模型的建议，钢铁企业自动化系统的结构按功能划分可分解为6级，首先，基础自动化和过程控制，包括生产工艺参数检测与控制装置驱动，生产机组设备控制，生产过程控制。这3级自动化对提高企业产品质量和产量，优化生产过程，提高生产效率，起着最直接的保证作用。上面3级为管理自动化，包括总厂经营管理，分厂管理和车间在线作业管理等。80年代以来，国际上着力发展综合自动化。这种综合自动化是从企业的全局出发，通过对生产所需的各种信息，如控制、调度、管理、经营和决策等功能综合在一起，实现整个企业的生产和管理层层优化和全局优化。综合自动化被认为是现代工业生产的一种先进科学的组织方法和自动化模式。3.人工智能技术主要包括专家系统、模糊控制和人工神经网络等。它已被世界钢铁工业列为本世纪末下世纪初的关键技术，是90年代国际钢铁行业的前沿课题。人工智能技术应用于钢铁企业的产品设计、生产计划、生产控制、过程控制、设备与产品质量诊断等各个方面，如高炉操作专家系统(ALIS)，电炉和连铸神经网络系统，轧钢模糊控制系统，炼钢—连铸—轧钢综合调度专家系统，冷连轧带材厚度精度诊断专家系统，产品发货配车专家系统等。4.钢铁CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制和基础自动化连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局自动化和过程自动化。钢铁工业已基本实现了基础自动化和过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种小批量生产，质优价廉，准时交货。为了提高生产率，节能降耗，减少人员，压缩库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，其技术支持之一就是加强管理，因此必须对现有计算机控制系统进行改造，实现CIMS化。CIMS的建立给钢铁企业带来了巨大的经济效益，提高了企业的竞争力。5.我国钢铁工业为适应市场经济的激烈竞争，将加快发展自动化技术，加强基础自动化和过程自动化，发展计算机综合的自动化系统和人工智能技术，并带动其他自动化技术，如新装备、检测技术、设备诊断等的发展。2004年9月3日11钢铁企业CIMS特点1.钢铁企业是较为典型的混合型企业，混合型企业是指其生产活动中既有流程型特征,又有离散型特征,。在这里,高炉炼铁或转(电)炉炼钢、连续铸造、热带连轧或冷带连轧等每道工序本身都可以看作是一个连续生产过程,但在各个工序间的衔接是靠分离的铁(钢)水罐、铸坯、铸锭、钢卷等实现的。作为企业的宏观运行不仅存在物流平衡和资源(设备等)平衡问题,而且由于是高温作业,还存在温度平衡和时间平衡(列车时刻表)问题。因此,这类企业实现CIMS时,不仅要解决好每道工序的自动化问题,而且要解决好各工序间的所有平衡问题。2.钢铁生产的产品一般是规范化的。根据用户的订货规格,只需从已有的工艺档案中找出其加工工艺方案即可,一般不需要CAD系统。如果各工序自动化系统稳定可靠,产品质量可以保证,那在系统功能集成中遇到的最大难题便是如何面向多品种小批量的大量订货合同而组织生产。这里包括按钢种、规格和交货期的聚类组批;轧制计划、连铸计划与炼钢计划的各种平衡;如何将几个不同的工序视为一个整体,实现一体化管理,做到前后工序计划同步化,物流运行准时化;充分运用高温坯的潜热,取消或减少再加热过程,降低能耗,减少烧损,缩短生产周期,增加企业效益和市场竞争力。3.由此可见,工序的过程控制是系统功能集成的基础与前提。而系统功能集成的技术难点与关键是如何取代或基本取代人的计划与调度功能,这一点已经引起世界各国钢铁行业的关注。鉴于此,可以称此类CIMS为计划调度型CIMS。2004年9月3日12L3:MES制造执行系统L4:ERP管理信息系统供应销售成本设备质量生产库存财务办公自动化人力L5:决策支持数据挖掘经营分析财务分析战略管理L0L1L2传感器PLC实时数据库关系型数据库ERPOA数据仓库钢铁行业信息化5层架构包括生产工艺参数检测与控制装置驱动，生产机组设备控制，生产过程控制等，这些对提高企业产品质量和产量，优化生产过程，提高生产效率，起着最直接的保证作用。MES处在控制层和计划层中间的执行层，它在计划层的控制下，从底层控制系统采集与生产有关的实时数据，并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。包括客户订单管理、采购与库存管理、生产计划管理、财务管理等功能。ERP主要用于优化配置企业的内部资源配置、实现信息流、物流、资金流、业务流与价值流的集成。通过SRM、SCM和CRM以及E-Business实现企业自身同上下游供应链的信息共享和资源整合；同时KM对业务数据进行挖掘、分析、提炼，为企业管理者提供有价值的决策。2004年9月3日13操作系统DatabasesJDBCODBCRLA..操作系统数据库读写建立器数据库资源管理器数据库任务管理器JVM外观层次应用层次DB服务器层次DB层次基本类操作系统Java虚拟机中间件中间件服务BusinessComponents操作系统微软基本类Java类JVMUserInterfaces用户接口类ViewMOVEXExplorerMvxModelObjectMicrosoftFoundationClassesMvxViewsMvxVisualPartsMvxTypesMvxControls用户接口用户接口类业务组件服务器服务器服务器服务器SAN存储池钢铁应用体系结构2004年9月3日14三级生产制造执行系统是企业信息化的基础和有机组成。生产制造执行系统以分厂生产管理为核心，主要目标是提高产品质量、降低成本，提高产量。主要功能首先是作为分厂级的生产信息管理，起着承上启下的作用，系统根据二级计算机物料跟踪和质量跟踪的结果，实现对分厂生产过程的动态管理，同时根据二级采集的能源消耗统计计算生产成本。接收从ERP系统发送来的生产计划将其转化为作业计划，同时将ERP系统所需要的各种管理数据送到ERP计算机系统。L3MES系统的特点过程控制和数据采集系统强调实时控制逻辑上的精准控制数据的及时反馈强调对来自生产线数据进行存储、传输、运算和分析的能力；2004年9月3日15生产计划管理子系统生产管理子系统实时远程监控子系统库存管理子系统成本核算子系统质量管理子系统设备管理子系统备件管理子系统岗位管理子系统物料跟踪子系统系统安全管理子系统客户机应用系统ODBC接口实时控制服务器过程控制服务器MES数据库公司级ERP服务器通讯接口程序焦化MESL3系统烧结MESL3系统炼钢MESL3系统MES应用系统架构WEB通讯服务器。。。。。。©2005Hewlett-PackardDevelopmentCompany,L.P.Theinformationcontainedhereinissubjecttochangewithoutnotice钢铁企业信息规划示例惠普技术咨询成就企业梦想2004年9月3日17项目的总体思路钢铁公司项目的总体思路：BPR与ERP相结合问题根源的归结总体策略需要在流程层面切实渗透与贯彻IT应用需要及时跟上，支撑流程的运营与创新流程需要优化、填补、明确、创新IT应用：ERP管理提升：BPR结合、并举以客户为中心的流程型企业2004年9月3日18战略流程管理流程运营流程总帐应收应付固定资产项目管理报表合并财务分析ERP-财务薪酬管理招聘管理人事信息绩效考评培训管理ERP-HR个性化门户知识管理工作流管理邮件系统EIP系统故障管理配置管理帐务管理性能管理安全管理营业系统业务支撑系统销售订单管理供应链计划采购管理库存管理ERP/SCM协同环境项目管理文档管理可视化研发CPC市场推广销售管理客户服务管理网上营销百科全书机会管理销售人员管理销售分析CRM/CallCenter数据仓库数据挖掘KPI分析商业智能SEM业务流程IT应用系统支撑选择制约注：SEM——企业战略管理系统，ERP——企业资源计划系统，HR——人力资源管理系统，CRM——客户关系管理系统，SCM——供应链管理系统，CPC——产品协同商务BPR与ERP的关系：流程选择功能，而不是功能制约流程2004年9月3日19钢铁公司项目的目标要求钢铁公司项目的范围、目标要求钢铁公司项目的范围长远目标：企业核心竞争力的提升组织范围：•集团各管理科室•钢铁主线单位•非主体单位相关接口部门流程重组范围：•集团战略流程•钢铁主线流程•与非主体单位的接口流程IT应用范围：•集团应用（财务等）•钢铁主线应用（对具有相同功能的单位，实施1-2个）•与非主体单位的接口应用推进企业整体发展战略推进集团化发展建立优化的流程运作体系建立有力支撑流程运作的配套管理体系取得ERP系统的成功应用2004年9月3日20结合钢铁公司项目目标要求的项目总体策略以流程为切入，在企业整体发展战略的指导下，在项目范围内进行业务流程的优化设计，建立优化的流程运作体系以及有力支撑流程运作的配套管理体系，在此基础上进行企业资源计划（ERP）系统的实施，建立有力支撑流程运营的IT应用平台，同时将与集团非主体单位的接口问题纳入工作范围