0 、引言

宣鋼公司信息化主體由 L3 級 MES 系統和 L4級 ERP 系統共同構成,L4 級 ERP 系統由采購、生產、銷售、財務等模塊構成; L3 級 EMS 系統由物流執行系統、生產執行系統、能源管理等系統構成,能夠實現生產、物流、能源的集中一貫制管理,為 ERP系統提供精細化數據支持。而計量 L2 系統、檢化驗 L2 系統、數據采集 L2 系統、能源采集 L2 系統、運輸 L2 系統等則從 L1 級系統中采集實時數據,支撐 L3/L4 系統運行。為了加強對鋼后產品質量管理,開發了產銷系統質量模塊,并入宣鋼信息化系統管理中。

1、 宣鋼鋼后產銷質量模塊系統框架

宣鋼企業信息化主體系統與鋼后質量模塊系統框架相同\\(圖 1\\) ,均以厚三薄四為設計總原則,通過流程優化,接口變更,可使原有 ERP 質量功能大部下移到 MES 計量檢化驗系統,減少接口數據的往復傳遞和系統判斷流程?，F有質量設計、煉鋼鐵水檢驗、鋼坯檢驗、軋鋼鋼材檢驗、數據采集、鋼種改判工序已全部在鋼后產銷系統質量模塊實現。在產銷系統運行后,將最終的產品質量數據由接口傳到 ERP系統,為財務、成本等業務模塊提供數據。宣鋼的鋼后質量管理主要功能分為冶金規范庫、質量設計、質量判定、質量檢化驗、數據采集以及與其他子系統\\(物流及生產系統\\) 集成等幾大部分。

1. 1 冶金規范庫模塊

冶金規范庫標準結構包括: 質量標準\\(國家標準、內控標準、特殊要求\\) 、制造標準\\(預處理規范、轉爐規范、吹氬規范、精煉規范、連鑄規范和軋鋼規范\\) 和基礎數據\\(檢驗項目、檢驗方法、定性代碼、缺陷代碼、使用決策、取樣中心、檢驗中心、生產工作中心、組批標準、改判標準、取樣標準、鐵水預處理規范、轉爐規范、吹氬規范、精煉規范、連鑄規范和軋鋼規范\\) ,各設計項目之間的關系如圖 2 所示。

通過冶金規范庫的建立,實現了由鋼材生產訂單到鋼坯的反推算原料計算,鋼種合并冶煉; 實時監控生產過程中工藝參數的變更; 質量異常情況的全程跟蹤等功能。冶金規范庫作為產銷系統的主數據,為生產設計、工藝過程監控、原料推算、成品判定、鋼種改判等諸多功能提供基礎數據依據。

1. 2 質量模塊的質量設計

質量設計是質量模塊設計的核心部分,質量設計以鋼材物料號為線索,通過宣鋼自定義鋼坯與鋼材的關系,實現了由銷售訂單到生產鋼坯訂單的系統直接計劃推算。同時生產訂單下達時與質量設計鍵進行匹配,將檢驗計劃傳遞到每一軋制批次、冶煉爐次,在采集系統將化驗、試驗數據采集到數據庫后與檢驗計劃進行實時驗證,控制其成品質量。質量設計的關鍵在于由鋼材向鋼坯匹配關系的唯一性,如不唯一則無法實現鋼材向鋼坯的反推算。為此,該系統通過主鍵進行了唯一性控制,并對物料進行唯一性驗證?？紤]到實際運行過程中因成分、性能、尺寸范圍引起的質量設計實時變更與大訂單相對穩定的關系,在系統中增加質量設計鍵定時執行功能解決了這一問題,同時對之前執行的檢驗計劃與批次的匹配關系進行了歷史記錄,確保了實績數據與檢驗計劃執行情況的精確匹配與跟蹤。

1. 3 質量模塊的質量判定及檢化驗設計

鋼后產銷系統把具有相同屬性值的物料或產品定義成批次,由于鋼坯鋼材的特殊管理方式,宣鋼以支數\\(件次\\) 為最小管理單元。件次在該系統中是庫存管理的最小單位,所有用件次進行管理的物料,在物流過程\\(如投料、收貨、移庫、盤庫等\\) 中都要細化到具體的件次。件次的應用有利于產品的追溯和跟蹤,可實現從客戶到銷售、從銷售到軋材、從軋材到煉鋼等各個環節的追溯,有利于對產品庫存的細分管理\\(可以根據批次屬性值對產品進行查詢\\) 。

鋼后產銷系統中質量模塊的質量判定既可以對批次,也可以對件次進行判定。一般鋼坯因化學成分、鋼材因物理性能造成的不合格品以整批次方式執行; 由于表面質量原因則以件次\\(支\\) 為條件進行判定,實現對批次中某一件\\(支\\) 鋼材\\(坯\\) 進行系統控制,而不影響其他物料的入庫及轉儲。質量判定由質量部門結合現場情況在系統內執行,設計時考慮到鋼坯化學成分判定的實時性,以系統內的檢驗計劃為控制條件,符合檢驗計劃要求的爐次直接由系統自動判定合格,而不符合要求的爐次則需要人工干預進行改判或判廢處理。

1. 4 質量模塊的數據采集

數據采集是質量模塊運行的基礎,鋼后數據主要來源于鋼坯化驗、鋼材檢驗的測試數據。尤其是鋼坯化驗具有數據量大、實時性強、周期短的特點,過去由人工逐批錄入數據的方式已不再適應現代化生產組織的需求,宣鋼此次采用自動采集為主、手工錄入為輔的原則進行數據收集。鋼坯生產爐次信息由生產模塊在爐次澆鑄時的自動順序產生,并向質檢系統發出質檢委托。與此同時,化驗室根據煉鋼廠風動送樣樣品的樣號在光譜儀中錄入樣號進行分析,樣號根據編碼特定規則由爐次號加樣品位置、樣品類型組成; 在化學分析進入光譜儀數據庫后,由采集程序定時采集并與產銷系統中質檢委托的內容進行實時匹配,按照樣品類型發送到相關部門。

1. 5 質量模塊與其他子模塊集成交互設計

1. 5. 1 質量模塊與生產模塊的交互

軋鋼生產由產銷生產系統根據生產訂單信息、排產計劃信息、質量設計鍵信息做相關物料的質量設計。質量設計完成后由生產系統創建生產訂單,并分解下達軋鋼作業計劃,然后執行作業計劃在成品下線入庫。在執行作業計劃成品下線時根據物料、取樣工作中心發送質檢委托,如果存在改掛訂單業務時,不能發送質檢委托,只能在改掛業務完成后發送質檢委托。

煉鋼生產計劃根據軋鋼質量設計結果合并同鋼種、同標準的軋鋼生產訂單,創建煉鋼生產訂單,生產訂單掛接軋鋼質量設計結果的其中一個作為煉鋼生產訂單執行的質量設計結果。質量設計完成后生產系統創建生產訂單,并分解下達煉鋼作業計劃,然后執行作業計劃\\(接收鐵水、倒罐站、混鐵爐、預處理、轉爐、氬站、精煉、連鑄\\) 。在執行作業計劃時根據鋼種,取樣工作中心發送質檢委托。質量系統在接收質檢委托時,根據鋼種,取樣工作中心找取樣標準、工藝路線、設計結果,產生質檢信息\\(圖 3\\) 。全部數據收集后做結果報出\\(圖 4\\) ,在報出時根據質量設計結果的判定標準\\(圖 5\\) 和定性代碼做自動判定及使用決策。

1. 5. 2 質量模塊與物流模塊的交互

在鋼后產銷系統的運行中,物流業務與質檢業務息息相關,相輔相成,始終貫穿于整個業務流中。

煉鋼工序對檢驗站已報出的質檢單系統做自動判定業務,判定不合格為待判材,由檢驗站做人工判定業務,只有合格才能收貨入庫,不合格材做改判或收副產品業務。實際物流發生時在系統內填加轉儲單進行轉儲業務,同時形成電子鋼卡將所有物料信息自動集成并向下道工序傳遞。

軋鋼工序由于存在緊急放行業務,實物下線時已經入軋鋼成品庫\\(圖 6\\) 。并且已經轉到物流成品庫,在設計時質量系統內軋鋼成品庫中下線材是質量鎖定狀態,自動轉儲入物流庫,物流成品庫只能揀配但不能撿配數據上傳和發貨過賬,這樣同時保證了物流與質量相互制約且滿足現場 PDA 手持掃描發貨的需求\\(圖 7\\) 。對不合格品由系統自動判定限制物流的轉儲動作,限制在生產廠庫中,必須在實物確認后人工進行干預入庫。

2、 結語

宣鋼鋼后產銷系統質量模塊經過需求調研、藍圖設計、測試、試運行、上線運行以來,已成為公司信息化系統的主要業務單元。鋼后質量系統為公司的生產、銷售、財務、統計等方面提供了大量及時準確的數據,同時與其他模塊的業務相輔相成,共同為宣鋼的信息化發展奠定了穩固的基礎。