安鋼信息化系統的研究與集成

安陽鋼鐵股份有限公司 計控處 許 峰 杜麗娜 王 振 李棟國 劉 帥

安鋼信息化系統的研究與集成

安陽鋼鐵股份有限公司 計控處 許 峰 杜麗娜 王 振 李棟國 劉 帥

自2007年3月28日，安陽鋼鐵股份有限公司（以下簡稱安鋼）信息化建設指揮部正式開始實施信息化系統建設工作以來，安鋼信息化系統建設本著“總體規劃、分步驟實施”的方法進行。2008年8月1日，安鋼的ERP（企業資源管理系統）和計質量系統開始同步上線。同年11月1日，2個MES（制造執行系統）也實現了同步上線。隨著實際應用的逐步展開，各系統仍在進一步地完善優化中。

一、系統總體架構

1.系統總體架構。鋼鐵企業是流程型企業，鋼鐵生產是物理變化和化學變化混合的過程，其工藝復雜、生產條件嚴格，并且由多廠聯合生產，生產設備多、自動化程度高，擁有大量的自動化設備。鋼鐵企業的這些特點決定了鋼鐵企業信息化具有其自身的特點，不僅要進行業務層的系統建設，還要考慮底層設備的控制和生產的管理。安鋼信息化系統由以下4級架構組成：企業資源計劃系統、各鋼軋廠MES系統、生產過程控制系統、基礎自動化控制系統。

2.ERP（企業資源管理系統）。安鋼ERP系統引進了SAP（System Aplications and Products in Data Procssing）系統和商業集成化ERP套裝軟件，并采用了鋼鐵行業的通用解決方案，實施了模塊涉及銷售管理（SD）、生產管理（PP）、質量管理（QM）、物料管理（MM）、財務管理（FI）、成本控制（CO）和商務智能（BI）等。ERP面向公司層面的管理活動，關注企業的整體資源平衡和戰略計劃，屬于宏觀層面的內容，但實時性相對較低。銷售、采購、財務、運輸等業務實行一體化集中管理是現代企業發展的必然趨勢，ERP就是公司執行的這些業務的統一平臺，承擔著銷售管理和財務管理、成本管理、運輸管理、發貨管理等功能。

3.MES（制造執行系統）。MES面向具體的生產單元（或區域），根據公司ERP下達的生產訂單編制各個工序作業計劃并組織生產，它關注現場的實際生產作業和各種實物精細的狀態，并對生產線進行動態地跟蹤，及時響應生產過程中發生的各種異?；顒?，因此它的實時性非常高。MES是生產線執行生產以及現場操作的平臺，承擔著生產線的規范管理、質量控制、具體生產組織、合同跟蹤、質量判定、質保書管理、物料跟蹤和發貨作業等功能。

3.計質量系統。計質量物流模塊信息系統涵蓋的領域十分寬廣，包括物流（進廠物流、出廠物流、燒結物流、焦化物流、煉鐵物流、煉鋼物流、軋鋼物流）、生產管理（鐵前生產、煉鋼生產、軋鋼生產）、庫存（原料庫存、中間產品庫存、成品庫存）、檢化驗（原料檢化驗、各分廠過程檢驗）、儲運運輸（進廠運輸、廠內運輸、出廠運輸、汽車運輸、火車運輸）、儲計質量設備（汽車衡、軌道衡、皮帶秤、鋼材秤）等方方面面，包含了安鋼供、產、銷的各個環節。

二、系統功能的劃分

1.ERP與MES的分工。ERP面向公司層面的管理活動，關注企業的整體資源平衡、戰略規劃和財務信息管理，屬于宏觀層面的范疇，實時性相對較低。MES針對各個生產廠，更關注于生產現場資源，即設備、工藝和物料等方面。相對于整個企業來說，MES只提供了1個局部的信息。ERP的核心管理思想就是對整個供應鏈進行管理，主要體現在精益生產、敏捷制造、事先計劃與事中控制，它強調計劃（銷售計劃、生產計劃、采購計劃等）的協調和控制。MES主要進行管理生產的執行，包括生產質量控制、生產作業調度、生產實績反饋等內容?；趯ιa現場管控的需要，MES的管理更加細致。在ERP生產的長期計劃指導下，MES根據底層控制系統采集的生產實時數據，進行短期生產作業的計劃調度、監控、資源配置和生產過程的優化等工作。

2.系統功能劃分。ERP與MES本著一體化系統的設計原則進行劃分，應保證系統業務的邏輯清晰，盡量減少數據傳輸量，避免1個業務的數據邏輯在SAP和MES之間多次來回傳輸，減少SAP的計算量，在保證業務順暢、部門和崗位職責清晰、且能有效生成管理和分析報表數據的基礎上，進行ERP與MES的功能劃分。

三、系統集成方案

1.整體集成方案。安鋼信息化系統構成主要包括SAP ECC6.0、各鋼軋廠的MES和計質量系統。MES與各生產線的PCS/DCS之間相互通訊。各個MES之間也在傳遞數據，如煉軋中板MES向1780 MES傳遞要料計劃，計質量系統負責接收MES的檢驗委托和檢驗計劃，并將檢驗結果返回相應的MES。計質量系統向MES發送鐵水和原輔料的質量信息，同時接收MES發送的計量委托。MES向PCS/DCS下達生產作業計劃并接收生產實績數據。計質量系統從PCS/DCS接收生產實績數據。安鋼信息化系統整體集成關系如圖1所示。

2.ERP與MES的集成。根據產銷一體化的思想，ERP從接收銷售訂單開始，根據合同要求和圖像標準進行設計。然后制訂工序計劃，生成作業指示，并在調度系統確認后將其傳給作業管理系統。作業管理系統將其下發PCS（過程控制系統），PCS根據作業指示進行生產，并將作業實績返回作業管理系統（包含質量實績和消耗實績）。作業管理系統根據作業實績進行質量管理和進程管理，作業完畢后進行入庫管理。最后由生產廠根據銷售發貨計劃，進行成品發貨出廠。系統主要業務流和數據流集成如圖2所示。

3.ERP與計質量系統的集成。計質量系統根據采購訂單進行原、輔料的入廠收貨，并將產生的計量和檢驗數據上傳ERP進行采購結算。計質量系統根據下達的生產訂單進行各生產單元的生產，將生產數據和物料調撥數據上傳ERP進行成本核算。計質量系統從接收交貨單開始，經過倉儲揀配，最后由發貨單位員工將發貨信息和銷售過賬信息上傳ERP。計質量購進廠的業務流和數據流如圖3所示。

4.系統通訊技術的集成。ERP與MES間的通訊采用XI作為集成通訊平臺，MES與XI之間采用Web Service協議，通過SOAP message進行通訊。XI與SAP之間采用XI協議，通過ABAP Proxy進行通訊。MES和計質量系統之間采用Web Service進行通訊。MES與PCS之間的通訊采用TCP/IP Socket協議。

三、系統集成產生的問題與解決方案

1.ERP成本核算方式對生產的影響。目前，在采用SAP作為平臺實施ERP的鋼鐵企業中，對于主要產品成本的核算均采用基于生產訂單的成本核算。生產訂單是產品成本核算的載體，因此對于生產訂單的收貨和發料信息的處理，將決定計算出來的產品成本能否滿足管理的要求。鋼鐵企業鐵前的產品品種單一，不需要進行嚴格的質量判定處理，但生產中的帶出品比較多；鋼后產品品種復雜多樣，對產品的質量管理要求很高?；谏鲜鎏攸c，鐵前產品采用多版本混合成本的核算方式，生產訂單主要針對不同的產品采用了多版本生產訂單。生產訂單的收貨與發貨只需滿足在會計期間（按月組織核算成本）內，對帶出品的處理采用聯產品或者副產品的處理方式。但對于鋼后，MES根據ERP下達的生產訂單組織生產，鋼軋產品下線后需要根據其物理性能、化學成分和表面質量狀況進行質量判定，因為鋼軋產品的生產周期較短，因此鋼鐵企業的ERP大都沒有采用在制品的核算方案，通常采用2步移動的方式來處理，即先按原物料確認收貨，如有改變則改判后調撥入銷售庫房，否則直接調撥入銷售庫房。

2.物流信息的實時性。物流信息是信息化系統的基礎，物流信息除了要滿足財務成本核算和生產的需求外，還要盡可能保證生產物流與系統信息的同步，盡可能保證系統實時庫存的準確。鋼鐵企業的很多大宗原燃料是含水物料，含水物料在ERP中一般按干基進行收發存管理，而大宗原燃料的現場庫存管理和出入庫計量都是按濕基進行管理，濕基的含水量很難在短時間內測出。因此，為了能夠實時地更新ERP庫存，需要對濕基量進行系統庫存評估。

3.系統產量的問題。在鋼鐵企業生產經營活動中，涉及對各單位的效益評價以及公司各項經濟技術指標的持續優化，產量指標的計算和應用是其中一項重要的基礎管理指標。ERP產量可分為訂單產量和報工確認量。訂單產量的統計以生產訂單的收貨量為基礎，根據合格品的計產原則進行統計；報工確認量是按照產出的計產原則來進行統計。在確定系統計產原則時應充分明確兩者之間的關系，最理想的方案是能夠將兩者的統計結果統一起來。報工確認量真實地反映了當期投入和產出的實際情況，可作為公司成本核算和技術經濟指標計算的重點依據；訂單產量符合合格品計產原則，可作為質量分析和行業報表的統計依據。

安鋼信息化系統項目在建設過程中吸收了大量先進的管理理念，同時，緊密結合安鋼的實際情況，突出實用效果，實現了“集中管理、協同作業、產銷一體、管控銜接、三流同步”的管理模式。隨著系統的投入運行，安鋼又逐步規范了生產管理方式，建立了面向流程的集成化管理運行機制，并且制定了“一級核算、集中管理、分層控制”的財務管理模式。