制造执行系统(MES)在钢铁行业中的应用本文阐述了目前国内钢铁行业对MES系统的需求，以及MES系统在钢铁企业的产销一体化系统建设中的重要地位。并以马钢信息化建设中的MES系统为例。阐述了钢铁行业的MES的系统功能，设计理念和实施建议。一、MES产生的背景自上世纪八十年代以后，伴随着消费者对产品的需求愈加多样化，制造业的生产方式开始由大批量的刚性生产转向多品种少批量的柔性生产：以计算机网络和大型数据库等IT技术和先进的通讯技术的发展为依托，企业的信息系统也开始从局部的、事后处理力，式转向全局指向的、实时处理方式。在制造管理领域出现了JIT、LP、TOC等新的理念和方法并依此将基于定单的生产扶正、进行更科学的预测和制定更翔实可行的计划：在企业级层面上，管理系统软件领域MRPⅡ以及OPT系统迅速普及，直到今天各类企业ERP系统如火如荼的进行；在过程控制领域PLC、DCS得到大量应用也是取得高效的车间级流程管理的主要因素。可以说企业信息化的各个领域都有了长足的发展，但是在工厂以及企业范围信息集成的实践过程中，仍然难以解决这一瓶颈带来的各种问题：在计划过程中无法准确及时地把握生产实际状况，另一方面则在生产过程中无法得到切实可行的作业计划做指导；工厂管理人员和操作人员难以在生产过程中跟踪产品的状态数据、不能有效地控制在制品库存，而用户在交货之前无法了解定单的执行状况。产生这些问题的主要原因仍然在于生产管理业务系统与生产过程控制系统的相互分离，计划系统和过程控制系统之间的界限模糊、缺乏紧密的联系。针对这种状况。1990年11月，美国的调查咨询公司AMR首次提出MES的概念，为解决企业信息集成问题提供了一个被广为接受的思想，就是我们今天要谈的制造执行系统。二、钢铁行业对MES的需求钢铁企业的产和销是一对矛盾的统一体。从市场销售来看，必须实现按订单生产，并充分考虑订单多品种、小批量的特点，以及其他个性化的客户需求，争取最广泛的细分市场；从生产角度来看。如此的生产方式则很难释放出企业的产能，达到产量的最大化。而在钢铁企业，如果不实现产能最大，只是一味地按订单生产，追求每一个客户的满意，必然增加企业生产成本，降低经济效益。因此，如何在产能和订单之间达到平衡，成为每个钢铁企业面临的关键问题。解决上述问题的关键是要依靠制造执行系统(ManufacturingExecutionSystem，MES)由信息系统来综合平衡，优化设定生产销售的模式，并进行生产计划排程，最终实现企业效益最大化。美国先进制造研究机构(AdvancedManufacturingResearch，AMR)提出了企业三层集成模型，即计划层[制造资源计划(ManufacturingResourcePlanning，MRPⅡ)，企业资源计划(EnterpriseResourcePlanning，ERP)]、执行层(MES)和控制层(ProcessControlSystem，PCS)，而制造执行系统协会(MESAssociation，MESA)对MES给出的定义是：MES能通过信息传递，对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂里有实时事件发生时，MES能对此及时做出反应和报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这样，如何利用MES，在计划层系统和控制层之间构建起信息的桥梁，成为钢铁企业系统集成的关键问题。三、钢铁行业制造执行系统的核心地位在钢铁企业里通常将应用统分成4个等级，如图1所示。点击图片查看大图四级系统是企业资源计划系统(ERP)位于最上层用于企业管理层：三级系统即制造执行系统位于四级系统的下面用于工厂车间作业管理层；二级系统即过程控制系统位于三级系统的下面用于设备的过程控制：一级系统即基础自动化用于操作控制层。钢铁企业的工艺流程习惯上被划分成“铁前”和“钢后”两个区域。前者主要包括烧结、竖炉、焦化、高炉等车间；后者主要包括转炉、连铸、轧钢等车间。针对钢铁企业这种离散与连续并存、多阶段混合式的生产制造行业，MES系统在钢铁企业信息化建设中显得尤为重要。MES的核心地位可以体现在四个方面：1)最为优化可行的计划与生产控制因为MES最具有行业特征，与工艺设备结合最紧密，从而得到最优化可行的订单管理，计划管理，生产管理，以及对产品进行质量管理，库存管理等。2)实时生产数据处理数据是MES的基础与生命，MES的数据不仅要具有完整性，还有具有实时性、时序性。按生产的工序管理，实时的收集生产实绩。所有的生产实绩的集合就构成了一个现实工厂的生产模型。3)应对突发事件的实时处理对突发的异常处理提供手段，对计划进行动态调整，提供数据的后备录入手段。4)生产状态的实时监控可以监控设备的运作状况，能源消耗，产品的质量等情况。四、钢铁行业制