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        河鋼唐鋼新型信息系統架構誕生記

        2019-09-19 08:53:00

          本報通訊員 劉學軍 孫雪嬌 趙振銳

          近年來,為促進企業產業轉型升級,推進企業高質量發展,河鋼唐鋼以高強汽車板生產線建設為契機,充分利用大數據分析、工業互聯網等新一代信息技術,對信息系統架構進行大規模的調整和優化,大力推進智能制造項目建設,深度挖掘信息自動化系統應用價值。

          截至目前,河鋼唐鋼已逐步形成了獨具特色且滿足國家智能制造標準體系建設要求的新型信息系統架構,有效推動了產線效率的提升,為推進產品結構調整提供了強力支撐。河鋼唐鋼“鋼鐵企業智能工廠試點示范”也因此入選工業和信息化部智能制造試點示范項目名單。

         

          背景:為了滿足用戶更高層次的需求

         

          自中央于2015年提出著力加強供給側結構性改革以來,河鋼集團日益深切地體會到:鋼鐵行業依靠大規模粗放式生產、以量取勝的時代已成過去。針對當前存在的落后產能過剩,高質量、高價值產能不足等問題,企業應牢牢抓住消費、服務、高科技這三大要素進行轉型升級。

          河鋼唐鋼高強度汽車板產線的建設,就是要向市場提供中高端的產品供給,滿足用戶更高層次的需求。同時,為適應市場上多品種、小批量、個性化的訂單需求,河鋼唐鋼從企業各個方面的管理入手,加快推進生產組織模式轉變。特別是在信息自動化體系的支撐上,河鋼唐鋼于2014年開始進行整體的信息系統架構調整,圍繞企業發展戰略、運營模式、信息化架構、自動化基礎,以及如何滿足市場需求等問題進行了深入的研究,并拿出了一個整體的解決方案。

         

          架構:信息化體系中層級的銜接更加緊密

         

          2018年,工業和信息化部、國家標準化管理委員會聯合發布了《國家智能制造標準體系建設指南》(以下簡稱《指南》)。《指南》給出了智能制造的一個標準體系:從系統架構層級來看,系統自下而上共分5層,分別為:設備層、控制層、車間層、企業層和協同層;從產品全生命周期來看,包含了產品設計、生產、物流、銷售、服務等一系列的價值創造活動;從智能功能來看,包括了資源要素、系統集成、互聯互通、信息融合和新興業態5個層次。根據這一標準體系,企業需要通過搭建標準層級,實現對產品生命周期的管理,并將其映射到智能功能的各個維度,從而滿足智能制造的建設要求,進而創造出更多的企業價值,實現可持續發展。

          結合《指南》,河鋼唐鋼的信息化架構經過重新改造,對4級ERP(企業資源計劃)系統進行了功能精簡,保留其對于財務、人力、主數據等偏重于靜態、穩定的管理職能,將需要直接參與生產過程的管理職能轉移到3.5級,優化生產組織流程,充分發揮3.5級系統的專業執行管理及智能化設計功能,實現了全局生產計劃排程及全流程可追溯的全面質量管理,滿足了客戶對于產品個性化、定制化的質量要求及交期要求。另外,河鋼唐鋼建立鋼鐵企業工廠數據庫,并將其定位在架構的2.5級,用于為3級以上相關系統提供數據支撐。在總體架構上,3.5級和2.5級的設計,使整個信息化體系中層級的銜接更加緊密,支撐了生產一貫制、質量一貫制的落地,實現了按單生產,將管理重點下沉到對產線的支撐,實現了多品種、小批量式訂單的生產組織,滿足了快速對接市場、響應客戶的需求。

         

          成效:實施事前、事中、事后全方位管理

         

          河鋼唐鋼智能制造支撐體系的價值點主要體現在4個方面:一是促進知識固化,建設了企業核心冶金數據庫,以產品制造全生命周期管理為核心,全面支撐生產及質量管理的一貫到底。二是推進服務型制造,真正實現按單生產,解決了用戶的定制化、個性化與規模化生產之間的矛盾,為企業、客戶創造出更大的價值。三是推進柔性化制造,借由信息系統的技術優勢,促進生產的自組織和快速響應,最大限度合并訂單,降低生產成本,細化成本核算,滿足管理需求。四是推進精益制造,通過建立全流程的質量保障體系,將產品設計與制造集于一體,而信息自動化系統5級剛性連接,則充分保證了產品質量管理的穩定可靠。

          幾年來,在智能制造5級架構模式下,河鋼唐鋼重點組織實施了定制化質量設計ODS(操作數據存儲)系統、高級計劃排程系統、全流程質量管理等信息化管理系統,與ERP、MES(制造執行系統)無縫銜接,形成了河鋼唐鋼獨有的智能制造架構體系,并在應用中收到顯著成效。

          定制化質量設計ODS系統的實施,使河鋼唐鋼實現了對銷售接單、合同評審、工藝路線選擇、計劃排產、工藝參數執行、質量檢驗和質量放行的統一管理。

          什么是好的產品質量?隨著市場環境的不斷變化,好產品的定義已經不僅在于質量符合標準,而且在于滿足客戶需求。針對客戶的質量需求進行量身定制的設計,這是信息系統建設的出發點。河鋼唐鋼通過建設定制化質量設計ODS系統,結合企業實際情況,搭建起企業專屬的產品規范數據庫、冶金規范數據庫以及工藝路線系統數據庫,從而協助質量管理人員針對每一個客戶訂單完成產品質量的外部設計,如成分、性能;完成生產工藝參數設計,如軋制溫度,并下傳到自動化層級直接控制生產;完成制造過程的工藝路徑設計,支持后續生產排程。按客戶訂單進行質量設計的做法,使河鋼唐鋼告別了過去“標準符合即合格”的傳統理念,轉變為“客戶適用為最佳”,更好地滿足了客戶需求。

          目前,河鋼唐鋼定制化質量設計ODS系統已經覆蓋冷軋、熱軋產品共1848個,冶金規范2036個,產品和過程特性1165個,參數數據100萬個。

          高級計劃排程系統的搭建,使河鋼唐鋼實現了智能算法優化排程,從而告別了傳統的計劃排程模式。

          傳統架構模式下,生產作業排程是由ERP和MES聯合完成,強調事先預測并嚴格按計劃執行,不考慮生產過程中的各種限制條件。河鋼唐鋼在新的信息系統架構中,搭建了以高級計劃排程系統為核心的產銷一體化管理平臺,通過科學的智能優化算法,動態平衡企業資源,綜合考慮生產過程中的各種限制條件,實現基于有限產能約束下的資源調配。河鋼唐鋼通過對企業物料需求、資源能力、時間約束等情況的實時掌握,能夠預測銷售訂單完工時間,從而為客戶提供準確的交貨期應答服務;通過全局透明的按單追蹤與閉環計劃反饋機制,實現從銷售訂單評審、銷售訂單接收、銷產轉換到生產計劃、作業計劃等產銷作業鏈全過程的一貫制計劃優化管理。

          自高級計劃排程系統使用以來,河鋼唐鋼各分(子)公司重點產品質量和性能指標均有明顯改善,重點訂單兌現率達到95%以上,主體廠訂單兌現率達到100%。

          全流程可追溯質量管理系統的實施,使河鋼唐鋼實現了產品質量的全流程控制。

          最大限度滿足客戶質量需求,一方面涉及產品的規格、品種定制化,另一方面涉及產品質量的穩定可靠。河鋼唐鋼通過構建全流程可追溯質量管理體系,綜合運用在線的質量調控和離線的質量分析兩大技術手段,從質量監控、在線判定、質量追溯、質量趨勢分析、質量缺陷分析等多方面入手,實現產品質量全程可控,對于異常狀態進行實時監控與調整,達到品質最優化,降低廢品率及改判率。同時,該體系徹底改變了企業對質量管理的傳統認知,將質量管理從判定產品是否符合標準向判定生產過程和工藝過程是否符合規范轉變,結合訂單設計系統對質量的先期設計,真正做到了產品質量的事前、事中、事后全方位管理。

          通過全流程質量保障體系的建設,河鋼唐鋼全部系統采集并匹配到鋼卷上的質量數據項達4800余個;出具的質量報告達200余份,實現了全流程可追溯、自動判定和動態的質量規則管理,從對產品的判定轉變為對生產過程合規性的判定,保障了質量穩定性,產品一檢合格率達到96%以上,關鍵工藝參數控制能力達到94%以上。

          《中國冶金報》(2019年09月19日 03版三版)

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