攀钢热轧MES设计与实现
3.4.4 过程质量分析
根据过程质量数据,绘制相应的直方图,为分析制造过程中存在的问题提供依据,管理对象为板坯或热卷。
3.5 生产实绩管理
生产实绩管理主要包含实绩收集和实绩变更管理。实绩收集主要收集在制品在轧制和精整作业过程中产生的实绩,并上传产销系统;实绩变更主要完成对收集在制品在轧制和精整作业过程及入库后发生的实绩变更信息,并上传产销系统。
3.6 发货管理
接收准发计划、确认准发单据、准发材料吊销和准发红冲、接收L4发货计划电文、计划强制结束、编制发货清单、填写装车实绩、生成码单、生成承运单、计划强制结束、打印厂内承运单、打印出厂码单。
3.7 轧辊管理
轧辊是热轧板厂的主要生产设备,实时动态掌握轧辊信息对于生产计划的制定具有重要意义。轧辊管理是对轧制过程中使用的粗轧工作辊、精轧工作辊、粗轧支承辊、精轧支承辊及立辊、平整辊、卷取夹送辊等各类轧辊从计划、入库、磨削加工、到上机使用直至报废整个生命周期信息进行计算机化管理。核心功能包括轧辊入库管理,轧辊质量判定管理,轧辊磨削实绩管理,轧辊配辊管理,轧辊轧制实绩管理,轧辊报废管理。
3.8 流程监视和调度管理
流程监视根据各工序生产实绩情况及工序作业情况,提供全厂的生产流程监视画面,对各工序作业情况、物料流动情况、工序作业衔接情况、主要设备运行状况等进行实时动态监视,以便优化调度流程生产,调度管理统计各机组运行情况和产量,记录各机组运行日志,绘制各机组运行趋势图。
3.9 生产实绩管理
生产实绩管理包括轧线、平整、纵切、1#横切和2带横切的实绩信息管理,每条产线的功能类似,其主要功能包括计划材料详细信息的显示(如材料信息、控制参数、理化特性等)、计划回退、材料吊销、材料在轧线工序跟踪、表判和质量记录、取样、实绩变更和实绩上传。
4 MES接口信息模型
热轧板厂MES系统作为集团整体产销的重要支撑系统,与整体产销、炼钢MES系统、冷轧MES、热轧产线PCS等众多系统之间存在接口,热轧MES接口信息模型如图3所示。MES与各系统的接口是MES系统与外部系统进行正常信息交互和数据共享的基础,关系到MES系统乃至整体产销系统的成败。热轧MES系统与外部系统接口数据交换采用电文交换和数据库表交换两种形式进行,下面进行介绍。
图3 MES接口信息模型
热轧MES系统与炼钢MES系统、冷轧MES系统的数据交换采用开发的通讯组件L3COMM,与检化验L2系统采用开发通讯组件L2COMM,与整体产销的数据交换使用保信软件提供的XCOM组件。L3COM、L2COM以XCOM组件为基础,进行了二次封装,使得更加适合于MES系统开发。L3COM、L2COM对程序开发人员透明,程序人员无须了解过多的开发细节。L3COM、L2COM、XCOM均采用电文方式交换数据,电文的格式采用文本文件配置,且事先由各系统接口人员共同定义。配置文件不能随意改动,否则可能会引发通讯故障。
热轧板厂MES系统与热轧产线PCS系统间的数据交换采用接口表的形式进行。交换的数据分为上传数据和下传数据。其中,生产实绩、物料跟踪、质量信息等由PCS上传MES,计划、取样、作业控制参数等信息由MES下传到PCS系统。上传数据与下传数据原理相似,下面仅给出上传数据的原理。当现场实绩数据产生时,PCS需要向接口表写入数据,在写入数据之前,PCS首先检查标志位数据,如果标志位数据为0(表示实绩数据已被MES获取),此时,PCS可以向接口表写入实绩数据,在写接口表之前,PCS先将标志位置为1(表示PCS正在向接口表写入数据),然后将实绩数据写入接口表,数据写完之后将标志位置为2(表示PCS将数据完全写入接口表,MES可以获取接口表的数据),MES轮询标志位,当发现标志位置为2时,MES马上将标志位置为3(表示MES正在从接口表获取数据),然后读取接口表的数据,当数据读取完成后MES将标志位置为0。如果标志位长时间不发生变化,系统将显示通讯出现故障,同时PCS将实绩数据进入队列,待故障恢复后,重新传送。
5 数据库系统
数据库系统作为MES系统的数据存储中心,其稳定性和效率对MES系统具有重要作用。在综合考虑了所有数据库管理系统特性之后,热轧选用Oracle9i作为数据库服务器。
热轧MES系统作为ERP与PCS的中间桥梁,必须保证数据库服务器的高可用性,因此,热轧数据库采用了Oracle双机集群系统。数据库服务器选用两台HP高档微机服务器,存储设备选用SAN存储器。数据服务器和存储设备通过一台千兆光纤交换机相连,该交换机为数据库服务器与存储设备专用,从而避免了外部网络可能带来的网络风暴和信息阻塞。采用双机集群系统后,可以有效地实现两台服务器的负载均衡,加快数据服务器的处理能力,同时避免一台数据库服务器宕机后,出现MES系统崩溃的情况。
6 结论
应用COM+技术、面向对象编程技术、组件化编程技术设计并实现了攀钢热轧MES系统,该系统的建立取得了以下成果:
1)消除了“自动化孤岛”,实现了生产数据的实时共享和生产过程的远程监控;
2)简化业务流程和业务操作方式,实现了各工序的无缝衔接,消除了手工数据传递,提高了信息的实时性与准确性,降低了操作人员的劳动强度;
3)各级管理部门能够及时、准确地获取各种生产数据,为进一步数据挖掘和业务分析建模奠定了基础;
4)完成了MES系统和整体产销系统的无缝集成,使得生产管理模式由人工粗放式管理转变为系统精细化管理,提高了生产管理水平和生产效率。
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