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[摘要]本文探讨了MES系统在整个钢铁企业信息化中地位和作用，并论述了钢铁行业MES的核心系统功能。
[关键词]MES钢铁信息化
中图分类号：F416.31 文献标识码：F 文章编号：1009―914X（2013）31―0637―01
一、概述
钢铁行业在长期的信息化实践中逐步认识到，以单元设备或生产过程为对象的过程自动化固然对企业生产十分重要，但对企业发展更为重要的是提高经营管理水平。如何通过综合管理，充分发挥企业的生产能力，减少能源与原料的消耗，合理调配人力资源与生产设备，使企业现有的人力资源和设备最大限度地发挥其作用，是钢铁企业需要着重考虑的问题。钢铁企业已经认识到管理信息化的重大作用，认识到实现企业信息化，最重要的是实现管理的信息化；管理信息化不仅仅是ERP/CRM/SCM等管理软件的应用，更是促进企业管理的重要手段。
二、MES在钢铁企业信息化中的核心地位
一般说来，钢铁企业信息化系统是分层实现的，一般分为五层结构：最上层是企业间的管理决策系统，包括SRM、SCM和CRM等，四级系统是面向整个企业内部管理和计划的ERP系统，三级系统是面向生产和执行过程的MES系统，二级系统是面向生产过程和控制的PCS（过程控制）系统，最低层是生产设备控制系统。钢铁企业信息化系统的典型层次结构如图1所示。
在钢铁行业中，企业历来重视生产过程的自动化控制；在管理信息化方面，以ERP为代表的管理信息系统近年来在钢铁企业也开始了大规模的应用。然而，企业往往忽视了与过程控制层直接相连的成熟的MES系统支撑，造成过程自动化与管理信息化之间的数字鸿沟，导致无法将管理同生产紧密结合，使得ERP系统不能及时地掌握到工厂发生的实际情况。
图1钢铁行业信息化系统层次结构图
MES（Manufacturing Execution System，制造执行系统）以生产过程数学模型为核心，连接实时数据库和非实时的关系数据库，对生产控制层安排生产作业计划，下达生产指令，进而对整个生产过程的物料、质量、设备、成本等内容进行控制。
以生产优化运行为核心的MES运用于钢铁企业，主要解决生产计划的一体化编制和处理，生产过程的动态优化调度，生产成本在线跟踪预测与优化控制，生产过程的计量质量动态跟踪以及设备运行状态监控等一系列问题。它在生产过程控制与管理之间实现无缝链接，从而对生产过程实现全过程高度协调的控制和管理。MES是在ERP与PCS之间的一座桥，起到了承上启下的核心作用。它为管理与过程控制系统之间提供了一个通道，使两者之间有机地构成一个整体，实现信息的无逢链接与共享。MES实现了生产工艺全过程的一体化管理，并对全过程进行优化处理。在特殊情况下，可以保证全流程生产的正常进行，所有有价值的数据还可以得到妥善保存。成功地消除了“数据断层”这一困绕钢铁企业信息化的老大难问题。
MES的核心是集成，通过对企业各种资源的有效集成，将企业的生产和经营集成为一个高效运转，高效自动化的整体。ERP系统可以从MES中获取到生产成本，制造周期以及预计产出时间等实际生产数据；ERP还可以从MES中取得生产订单的实际状态，企业当前的实际生产能力情况，以及企业中生产内容变化的相互约束关系。
PCS过程控制可以利用MES对生产的工艺参数进行优化，基础自动化则可以从MES中获取控制数据或操作指令。当然，MES也需要从ERP或PCS中获取到自身需要的数据，这些数据可以保证MES在生产中的正常运行。
三、钢铁企业MES的核心功能
钢铁企业MES 整体应用功能的设计，要以钢铁企业的行业特色为背景，要有先进的管理理念贯穿其中，贯彻按订单组织生产、全面质量管理的理念，实现全过程的质量管理、计划管理、物料管理以及整个生产订单生命周期的动态跟踪管理，以缩短成品出厂周期以及生产周期，提高产品质量和档次。
钢铁企业的MES系统主要包含以下几个核心功能：
（1）计划管理
钢铁企业MES的作业计划系统应该以产品订单为主线，包括生产订单的转换与分解、产品与设备的指派、作业计划的制定等功能。
（2）物料跟踪
物料跟踪系统的作用是使生产过程可视化，并为生产调度系统提供用以把握扰动因素和动态事件的生产数据。针对各生产工序及各仓库的物料实际信息，收集各工序生产计划的执行实际，进行全厂范围内的物料跟踪。主要包括生产进程跟踪和库内物料跟踪两部分。
（3）库管理
库管理包括对成品和在制品的库内管理。对在制品需要考虑到产品在库存空间中的定位、库存空间的限制、合理库存量等方面的问题。对成品还要考虑对客户订单信息、产品信息和质量信息的匹配与核对。其主要功能包括入库管理、库内移库管理及出库管理三部分。
（4）质量管理
钢铁企业MES中的质量管理包括在线处理、离线处理和统计分析等3个方面的内容。主要是管理和维护质量标准数据表。对各种原料、在制品和成品等物料进行表面质量以及力学性能的判定和管理；并对成品进行最终判定，根据此判定结果对物料作相应处理，如合格、降级、判废。同时，MES还要收集生产各阶段的质量相关数据。
（5）发货管理
发货管理主要是根据ERP下达的发货计划，以及发运方式和配货方式，编制准发计划。根据准发计划向指定车队申请请车计划。根据车辆到达实际释放准发计划，并打印发货标签和质保书。
（6）工序成本管理
主要完成厂内各工序的生产成本统计核算管理，工序成本主要包括备件、辅助材料、能源、工资、财务费用等。
（7）设备管理
实时监测设备的运行情况和负荷，并产生设备的阶段性、周期性和预防性的维护计划，并对突发故障产生响应，提供故障诊断支持；记录设备的历史档案和备品备件管理，方便对设备进行最优化管理与维护，并实现设备管理与作业计划管理的同步与协调。
（8）数据管理与分析
MES能够对生产数据进行汇总并长期保存，这些生产数据既是MES运行的基础，也是ERP层所需生产实际数据的来源。而数据分析功能可以为其它功能系统提供支撑服务，还可以计算绩效指标、进行趋势分析、发现数据中的规律等深层次的数据利用。
四、总结
在钢铁企业的信息化建设中，为了实现流畅的数据流和信息流，必须利用MES系统实现生产一体化集成，从而对全公司各分厂的生产过程进行有效计划和控制，内容到炉次、浇次、坯次、轧次，时间到小时/分钟，并以此进行实时动态调度。MES系统能实现更好的产能优化，更快的生产效率，更短的生产周期。依据生产订单，MES系统能很好的实现公司产能的最大化。因而，开发出适应于我国钢铁企业的MES软件产品，实现PCS－MES－ERP的紧密集成，进而提出我国钢铁行业MES的技术规范与实施标准来，对提升我国钢铁行业信息化的水平，增强与国际先进企业的竞争力，都具有着重要的意义。
参考文献
[1] 李慧莹 吴大荀 柴天佑，钢铁企业制造执行系统研究，冶金自动化，2003年第5期
[关键词]MES钢铁信息化
中图分类号：F416.31 文献标识码：F 文章编号：1009―914X（2013）31―0637―01
一、概述
钢铁行业在长期的信息化实践中逐步认识到，以单元设备或生产过程为对象的过程自动化固然对企业生产十分重要，但对企业发展更为重要的是提高经营管理水平。如何通过综合管理，充分发挥企业的生产能力，减少能源与原料的消耗，合理调配人力资源与生产设备，使企业现有的人力资源和设备最大限度地发挥其作用，是钢铁企业需要着重考虑的问题。钢铁企业已经认识到管理信息化的重大作用，认识到实现企业信息化，最重要的是实现管理的信息化；管理信息化不仅仅是ERP/CRM/SCM等管理软件的应用，更是促进企业管理的重要手段。
二、MES在钢铁企业信息化中的核心地位
一般说来，钢铁企业信息化系统是分层实现的，一般分为五层结构：最上层是企业间的管理决策系统，包括SRM、SCM和CRM等，四级系统是面向整个企业内部管理和计划的ERP系统，三级系统是面向生产和执行过程的MES系统，二级系统是面向生产过程和控制的PCS（过程控制）系统，最低层是生产设备控制系统。钢铁企业信息化系统的典型层次结构如图1所示。
在钢铁行业中，企业历来重视生产过程的自动化控制；在管理信息化方面，以ERP为代表的管理信息系统近年来在钢铁企业也开始了大规模的应用。然而，企业往往忽视了与过程控制层直接相连的成熟的MES系统支撑，造成过程自动化与管理信息化之间的数字鸿沟，导致无法将管理同生产紧密结合，使得ERP系统不能及时地掌握到工厂发生的实际情况。
图1钢铁行业信息化系统层次结构图
MES（Manufacturing Execution System，制造执行系统）以生产过程数学模型为核心，连接实时数据库和非实时的关系数据库，对生产控制层安排生产作业计划，下达生产指令，进而对整个生产过程的物料、质量、设备、成本等内容进行控制。
以生产优化运行为核心的MES运用于钢铁企业，主要解决生产计划的一体化编制和处理，生产过程的动态优化调度，生产成本在线跟踪预测与优化控制，生产过程的计量质量动态跟踪以及设备运行状态监控等一系列问题。它在生产过程控制与管理之间实现无缝链接，从而对生产过程实现全过程高度协调的控制和管理。MES是在ERP与PCS之间的一座桥，起到了承上启下的核心作用。它为管理与过程控制系统之间提供了一个通道，使两者之间有机地构成一个整体，实现信息的无逢链接与共享。MES实现了生产工艺全过程的一体化管理，并对全过程进行优化处理。在特殊情况下，可以保证全流程生产的正常进行，所有有价值的数据还可以得到妥善保存。成功地消除了“数据断层”这一困绕钢铁企业信息化的老大难问题。
MES的核心是集成，通过对企业各种资源的有效集成，将企业的生产和经营集成为一个高效运转，高效自动化的整体。ERP系统可以从MES中获取到生产成本，制造周期以及预计产出时间等实际生产数据；ERP还可以从MES中取得生产订单的实际状态，企业当前的实际生产能力情况，以及企业中生产内容变化的相互约束关系。
PCS过程控制可以利用MES对生产的工艺参数进行优化，基础自动化则可以从MES中获取控制数据或操作指令。当然，MES也需要从ERP或PCS中获取到自身需要的数据，这些数据可以保证MES在生产中的正常运行。
三、钢铁企业MES的核心功能
钢铁企业MES 整体应用功能的设计，要以钢铁企业的行业特色为背景，要有先进的管理理念贯穿其中，贯彻按订单组织生产、全面质量管理的理念，实现全过程的质量管理、计划管理、物料管理以及整个生产订单生命周期的动态跟踪管理，以缩短成品出厂周期以及生产周期，提高产品质量和档次。
钢铁企业的MES系统主要包含以下几个核心功能：
（1）计划管理
钢铁企业MES的作业计划系统应该以产品订单为主线，包括生产订单的转换与分解、产品与设备的指派、作业计划的制定等功能。
（2）物料跟踪
物料跟踪系统的作用是使生产过程可视化，并为生产调度系统提供用以把握扰动因素和动态事件的生产数据。针对各生产工序及各仓库的物料实际信息，收集各工序生产计划的执行实际，进行全厂范围内的物料跟踪。主要包括生产进程跟踪和库内物料跟踪两部分。
（3）库管理
库管理包括对成品和在制品的库内管理。对在制品需要考虑到产品在库存空间中的定位、库存空间的限制、合理库存量等方面的问题。对成品还要考虑对客户订单信息、产品信息和质量信息的匹配与核对。其主要功能包括入库管理、库内移库管理及出库管理三部分。
（4）质量管理
钢铁企业MES中的质量管理包括在线处理、离线处理和统计分析等3个方面的内容。主要是管理和维护质量标准数据表。对各种原料、在制品和成品等物料进行表面质量以及力学性能的判定和管理；并对成品进行最终判定，根据此判定结果对物料作相应处理，如合格、降级、判废。同时，MES还要收集生产各阶段的质量相关数据。
（5）发货管理
发货管理主要是根据ERP下达的发货计划，以及发运方式和配货方式，编制准发计划。根据准发计划向指定车队申请请车计划。根据车辆到达实际释放准发计划，并打印发货标签和质保书。
（6）工序成本管理
主要完成厂内各工序的生产成本统计核算管理，工序成本主要包括备件、辅助材料、能源、工资、财务费用等。
（7）设备管理
实时监测设备的运行情况和负荷，并产生设备的阶段性、周期性和预防性的维护计划，并对突发故障产生响应，提供故障诊断支持；记录设备的历史档案和备品备件管理，方便对设备进行最优化管理与维护，并实现设备管理与作业计划管理的同步与协调。
（8）数据管理与分析
MES能够对生产数据进行汇总并长期保存，这些生产数据既是MES运行的基础，也是ERP层所需生产实际数据的来源。而数据分析功能可以为其它功能系统提供支撑服务，还可以计算绩效指标、进行趋势分析、发现数据中的规律等深层次的数据利用。
四、总结
在钢铁企业的信息化建设中，为了实现流畅的数据流和信息流，必须利用MES系统实现生产一体化集成，从而对全公司各分厂的生产过程进行有效计划和控制，内容到炉次、浇次、坯次、轧次，时间到小时/分钟，并以此进行实时动态调度。MES系统能实现更好的产能优化，更快的生产效率，更短的生产周期。依据生产订单，MES系统能很好的实现公司产能的最大化。因而，开发出适应于我国钢铁企业的MES软件产品，实现PCS－MES－ERP的紧密集成，进而提出我国钢铁行业MES的技术规范与实施标准来，对提升我国钢铁行业信息化的水平，增强与国际先进企业的竞争力，都具有着重要的意义。
参考文献
[1] 李慧莹 吴大荀 柴天佑，钢铁企业制造执行系统研究，冶金自动化，2003年第5期