1、钢 铁 企 业 MES 中 的 库 存 管 理 系 统李 铁 克 ,杜 景 红(北 京 科 技 大 学 管 理 学 院 ,北 京 100083)摘 要 在 钢 铁 企 业 制 造 执 行 系 统 (MES)的 框 架 下 ,结 合 笔 者 所 在 课 题 组 开 发 的 软 件 系 统 ,探 讨 库 存 管 理 系 统的 基 本 目 标 、 功 能 结 构 和 应 用 要 点 。关 键 词 制 造 执 行 系 统 ;钢 铁 企 业 ;库 存 管 理 ;信 息 系 统中 图 分 类 号 TP273 文 献 标 识 码 B 文 章 编 号 100027059 (2003) 06200542030
2、引 言库 存 管 理 是 对 产 品 实 物 信 息 进 行 跟 踪 和 控 制的 重 要 手 段 ,它 包 括 对 成 品 库 房 和 在 制 品 库 存 的管 理 。 钢 铁 企 业 的 主 流 产 品 具 有 重 量 重 、 体 积 大的 特 点 ,对 在 制 品 库 存 需 要 考 虑 到 产 品 在 存 放 空间 中 的 定 位 、 存 放 空 间 的 限 制 、 合 理 库 存 量 等 问题 。 对 成 品 库 存 还 要 考 虑 对 订 单 信 息 、 产 品 信 息以 及 质 量 信 息 进 行 匹 配 与 核 对 ,对 发 运 方 式 和 配货 方 式 进 行 管 理 。 在
3、 钢 铁 企 业 制 造 执 行 系 统(Manufacturing Execution System ,MES) 的 体 系 结 构中 ,库 存 管 理 系 统 是 重 要 的 组 成 部 分 ,它 分 别 与MES中 的 物 料 跟 踪 系 统 和 质 量 管 理 系 统 ,公 司 级的 销 售 管 理 系 统 ,以 及 下 游 生 产 线 的 MES 等 系 统紧 密 相 关 1 。1 系 统 的 基 本 目 标图 1 是 笔 者 所 在 课 题 组 开 发 的 库 存 管 理 软 件系 统 的 结 构 示 意 图 。 该 系 统 的 基 本 目 标 是 :全 面管 理 产 品 实 物
4、的 信 息 ,对 产 品 入 库 、 出 库 、 退 库 等业 务 进 行 及 时 准 确 地 记 录 和 反 映 ,加 强 库 房 与 其他 部 门 的 业 务 配 合 ;设 立 库 存 台 帐 ,记 录 和 反 映 各种 库 存 处 理 业 务 ,为 相 关 部 门 和 系 统 提 供 详 实 的库 存 信 息 ;实 现 精 确 的 库 位 管 理 ,提 供 灵 活 的 配 货功 能 ,提 高 库 存 管 理 效 率 和 货 物 发 运 效 率 。库 存 管 理 系 统 从 MES 中 的 物 料 跟 踪 系 统 取 得产 品 的 生 产 数 据 ,从 MES 中 的 质 量 管 理 系
5、统 取 得产 品 的 质 检 数 据 ,向 公 司 级 的 销 售 管 理 系 统 提 供入 库 数 据 和 出 库 数 据 以 及 实 际 的 库 存 信 息 ,向 下游 生 产 线 的 MES 提 供 相 关 的 产 品 数 据 。 通 过 这 些外 部 接 口 ,库 存 系 统 可 以 实 现 与 MES 中 其 他 子 系统 的 信 息 共 享 ,与 公 司 级 销 售 管 理 系 统 以 及 下 游生 产 环 节 MES 等 外 部 系 统 的 衔 接 。图 1 库 存 管 理 系 统 的 结 构 示 意 图2 系 统 的 功 能 结 构图 1 所 示 的 库 存 管 理 系 统 包
6、 括 入 库 管 理 、 定位 管 理 、 配 货 管 理 、 退 库 管 理 、 出 库 管 理 、 库 存 台 帐管 理 、 库 存 查 询 管 理 、 库 存 报 表 管 理 和 系 统 维 护 等模 块 。(1) 入 库 管 理 模 块 提 供 生 产 入 库 和 质 检 入收 稿 日 期 2003209223作 者 简 介 李 铁 克 (19582) ,男 ,吉 林 长 春 人 ,教 授 ,博 士 生 导 师 ,博 士 ,主 要 从 事 先 进 制 造 管 理 与 生 产 调 度 方 面 的 研 究 与 应 用 工 作 。45MES 技 术 专 栏Metallurgical Indu
7、stry Automation 2003 No 6库 两 个 方 面 的 产 品 信 息 的 自 动 和 手 工 入 库 功 能 。自 动 入 库 是 以 在 线 形 式 ,从 MES 中 的 物 料 跟 踪 系统 和 质 量 管 理 系 统 取 得 产 品 下 线 时 的 生 产 数 据 和质 量 数 据 。 手 工 入 库 则 提 供 了 以 离 线 形 式 录 入 数据 的 人 机 界 面 。(2)定 位 管 理 模 块 提 供 库 位 编 码 管 理 和 产品 位 置 管 理 等 库 存 产 品 的 精 确 定 位 功 能 。 精 确 定位 可 以 有 效 地 利 用 库 存 ,避 免
8、 产 品 混 淆 和 遗 失 ,提高 装 车 发 运 的 效 率 。(3)配 货 管 理 模 块 根 据 产 品 出 库 发 运 方 式的 不 同 ,需 要 将 产 品 按 照 不 同 的 规 则 进 行 组 配 。每 一 个 配 货 组 就 是 一 个 最 小 的 发 运 装 车 单 位 。 配货 管 理 模 块 提 供 进 行 产 品 组 配 的 人 机 交 互 功 能 。(4)退 库 管 理 模 块 提 供 因 质 量 问 题 或 客 户订 单 的 特 殊 要 求 等 而 产 生 的 产 品 退 库 处 理 功 能 。(5)出 库 管 理 模 块 提 供 依 据 客 户 订 单 和 配货
9、 方 案 进 行 产 品 出 库 的 功 能 。 对 于 已 经 配 货 完 毕的 产 品 ,当 其 实 际 出 库 时 ,对 产 品 数 据 作 出 库 标示 ,并 将 相 应 的 数 据 信 息 传 送 给 公 司 级 销 售 系 统 。(6)库 存 台 帐 管 理 模 块 建 立 库 存 台 帐 和 库存 总 帐 。 库 存 台 帐 反 映 了 产 品 库 存 的 明 细 信 息 ,包 括 生 产 信 息 、 质 量 信 息 、 订 单 信 息 、 配 货 信 息 、 出库 信 息 等 。 库 存 总 帐 反 映 了 产 品 库 存 的 汇 总 信息 ,包 括 入 库 信 息 、 出 库
10、 信 息 、 退 库 信 息 、 库 存 信 息等 。(7)库 存 查 询 管 理 模 块 提 供 灵 活 的 库 存 查询 和 统 计 功 能 ,通 过 该 功 能 可 以 随 时 掌 握 库 存 状况 和 其 他 生 产 经 营 信 息 。(8)库 存 报 表 管 理 模 块 提 供 生 产 经 营 管 理所 需 的 各 种 格 式 的 库 存 报 表 和 分 析 报 表 。(9)系 统 维 护 模 块 提 供 包 括 基 本 数 据 编 码的 维 护 、 人 员 权 限 的 维 护 以 及 数 据 库 维 护 等 功 能 。3 系 统 应 用 的 要 点上 述 库 存 管 理 系 统 作
11、 为 MES 的 子 系 统 之 一 ,实 际 应 用 在 邯 钢 薄 板 坯 连 铸 连 轧 (CSP) 生 产 线 的管 理 业 务 中 。 该 生 产 线 由 连 铸 连 轧 主 线 和 平 整 分卷 车 间 构 成 。 平 整 分 卷 是 连 铸 连 轧 主 线 的 后 续 生产 车 间 ,连 铸 连 轧 主 线 产 品 的 一 部 分 进 入 成 品 库 ,另 一 部 分 进 入 平 整 分 卷 车 间 的 中 间 库 。 因 此 ,库存 管 理 的 对 象 包 括 在 制 品 库 存 和 产 成 品 库 存 。 在库 存 管 理 系 统 的 运 用 过 程 中 ,当 产 品 入 库
12、 时 来 自各 相 关 系 统 的 生 产 信 息 、 质 量 信 息 以 及 订 单 信 息都 同 时 进 入 库 存 管 理 系 统 ,形 成 图 2 所 示 的 库 存台 帐 。 库 存 台 帐 建 立 了 产 品 实 物 信 息 与 质 量 判 定图 2 库 存 台 帐 界 面 示 例55钢 铁 企 业 MES 中 的 库 存 管 理 系 统冶 金 自 动 化 2003 年 第 6 期结 果 、 订 货 客 户 、 订 货 合 同 号 等 信 息 之 间 的 关 联 ,这 些 信 息 构 成 库 存 管 理 系 统 应 用 的 核 心 与 基 础 。通 过 库 存 管 理 系 统 的
13、应 用 ,在 加 强 客 户 订 单 与 产品 实 物 的 匹 配 、 降 低 产 品 库 存 量 、 控 制 中 间 产 品 流向 、 提 高 库 位 利 用 和 配 货 管 理 的 效 率 、 为 相 关 部 门提 供 产 品 实 物 信 息 等 方 面 取 得 了 显 著 的 效 果 。4 结 束 语在 MES 的 信 息 集 成 环 境 下 ,库 存 管 理 系 统 不但 可 以 从 其 它 系 统 获 取 必 要 的 信 息 、 提 高 库 存 管理 业 务 的 自 动 化 程 度 和 管 理 精 度 ,而 且 能 够 向 外部 系 统 提 供 产 品 实 物 信 息 、 对 相 关
14、 的 生 产 经 营 过程 提 供 支 持 。 本 文 结 合 作 者 的 课 题 组 开 发 的 软 件系 统 及 其 实 际 应 用 经 验 ,探 讨 了 库 存 管 理 系 统 的结 构 和 作 用 ,其 内 容 对 建 立 和 运 用 钢 铁 企 业 MES中 的 库 存 管 理 系 统 具 有 指 导 意 义 和 参 考 作 用 。参 考 文 献 1 李 铁 克 ,张 文 新 ,崔 建 双 . 钢 铁 企 业 制 造 执 行 系 统 的 体系 结 构 J . 冶 金 自 动 化 ,2003 ,27 (4) :18221.编 辑 :初 秀 兰 (上 接 第 44 页 )应 溶 液 )达
15、 到 生 产 工 艺 要 求 的 PH 值 非 常 困 难 。 为此 ,根 据 废 酸 在 中 和 罐 内 与 石 灰 乳 反 应 的 时 间 特性 ,编 制 特 定 的 算 法 ,自 动 控 制 石 灰 乳 管 道 阀 门 的开 度 ,从 而 控 制 中 和 罐 内 溶 液 的 PH 值 ,其 程 序 方框 图 如 图 2 所 示 。图 2 中 , S P 为 中 和 罐 内 溶 液 PH 值 的 设 定 值 ,PV 为 测 量 值 , 为 可 调 整 的 PH 值 偏 差 量 , 为 中和 剂 石 灰 乳 管 道 阀 门 开 度 变 化 量 。 控 制 算 法 里 使用 了 两 个 定 时
16、 器 ,即 定 时 器 1 和 定 时 器 2 ,定 时 器 1设 置 定 时 时 间 5 min ,定 时 器 2 设 置 定 时 时 间 5 s。因 为 稀 酸 和 石 灰 乳 中 和 反 应 时 间 较 长 ,所 以 必 须在 中 和 罐 内 溶 液 的 PH 值 达 到 设 定 值 之 前 就 增 加或 减 少 石 灰 乳 的 剂 量 ,即 调 整 石 灰 乳 管 道 阀 门 开度 (即 所 谓 超 前 调 节 ) ,并 且 阀 门 开 度 应 在 一 定 的时 间 内 维 持 不 变 。 例 如 , S P 设 为 7 ,如 果 这 时 PV S P - ,则 管 道 阀 门 开 度
17、 增 大 一 个 变 化 量 ,且在 定 时 器 1 的 作 用 下 阀 门 开 度 在 5 min 内 维 持 不变 ,以 便 增 加 中 和 罐 内 石 灰 乳 的 剂 量 ,让 中 和 罐 内溶 液 加 速 反 应 ,使 溶 液 PH 值 趋 向 于 设 定 值 ;如 果这 时 PV S P + ,则 管 道 阀 门 开 度 减 小 一 个 变 化量 ,同 样 在 定 时 器 1 的 作 用 下 阀 门 开 度 在 5 min内 维 持 不 变 ,以 减 小 中 和 罐 内 石 灰 乳 的 剂 量 ,使 溶液 PH值 趋 向 于 设 定 值 。 算 法 中 定 时 器 2 的 作 用是
18、协 调 定 时 器 1 的 工 作 ,使 其 按 一 定 频 率 循 环 工作 。废 酸 的 中 和 控 制 采 用 本 算 法 ,完 全 满 足 了 相应 工 艺 环 节 的 生 产 要 求 ,同 时 ,为 后 续 工 艺 的 稳 定生 产 奠 定 了 良 好 的 基 础 。3 结 语本 系 统 由 太 钢 完 成 ,于 2002 年 12 月 投 入 生 产运 行 ,运 行 结 果 表 明 ,分 布 式 的 PLC 废 酸 综 合 治 理自 动 控 制 系 统 运 行 稳 定 可 靠 ,维 护 方 便 ,故 障 率低 ,处 理 后 的 废 酸 各 项 指 标 完 全 符 合 国 家 规 定
19、 的标 准 。 本 系 统 具 有 一 定 的 推 广 价 值 。参 考 文 献 1 朱 善 君 ,翁 樟 . 可 编 程 序 控 制 系 统 原 理 应 用 维 护M. 北 京 :清 华 大 学 出 版 社 ,1993. 852100.2 李 开 . 现 代 可 编 程 控 制 器 M. 北 京 :科 学 出 版 社 ,1999. 502120.3 刘 元 扬 ,刘 德 溥 . 自 动 检 测 和 过 程 控 制 M. 北 京 :冶 金工 业 出 版 社 ,2000. 30250.4 李 志 宏 ,杜 娟 ,王 延 明 . 电 弧 炉 电 极 升 降 PLC 控 制 系统 设 计 及 应 用
20、 J . 控 制 工 程 ,2002 ,9 (6) :49251.5 徐 平 ,文 海 伟 ,阮 学 斌 ,等 . 多 级 分 布 式 过 程 控 制 系 统在 人 造 板 厂 的 应 用 J . 控 制 工 程 ,2002 ,9 (6) :32233.编 辑 :沈 黎 颖 本 刊 启 事为 了 更 好 地 宣 传 优 秀 论 文 和 项 目 ,请 作 者 随 时 向 我 们 提 供 您 文 章 介 绍 的 工 程 或 科 研 项 目 的 下 列 有 关 信 息 : (1) 获 奖 情况 (国 家 、 省 、 部 级 奖 )及 证 书 复 印 件 ; (2)基 金 项 目 证 书 复 印 件 ; (3)产 生 的 经 济 效 益 (最 好 以 财 务 部 门 核 算 为 准 ) 。同 时 ,把 对 冶 金 自 动 化 的 建 议 和 意 见 及 时 反 馈 给 我 们 ,以 便 我 们 更 好 地 改 进 工 作 。 我 们 将 定 期 刊 登 上 述 信 息 。 冶 金 自 动 化 杂 志 社65钢 铁 企 业 MES 中 的 库 存 管 理 系 统Metallurgical Industry Automation 2003 No 6
