1 鋼鐵行業經營環境的新特點
當前鋼鐵行業所面臨的生產經營環境具有按訂單、多品種、小批量生產的特點。在這種局面下,鋼鐵企業對用戶需求的預測越來越困難,為了減少庫存,節約成本,最有效的運作策略是將傳統以預測為主軸的推式系統改為以需求計劃為主軸的拉式系統。在這種生產模式下,企業的銷售部門應該掌握生產線的實時數據,避免簽訂不合理合同,避免出現合同價格低于生產成本、交貨期無法保證等問題;生產調度人員要及時掌握生產的歷史情況和現時數據,以根據實際產能合并小訂單,制訂科學合理的生產調度計劃;生產部門也需要及時掌握當前的各項訂單情況、生產計劃指令,能夠快速準確地根據銷售合同和調度計劃安排班組生產。
2 ERP在鋼鐵生產和銷售中的作用
ERP是建立在信息技術基礎上,以系統化的管理思想整合企業內部資源,對采購、生產、成本、庫存、銷售、運輸進行計劃,從而達到最優及最佳資源組合,為企業提供決策運行手段的管理平臺。
傳統的鋼鐵企業生產環節柔性差,是不能完全客戶化生產的行業。而ERP系統可通過大量的歷史資料對市場進行預測。客戶對產品的需求也是有一定規格的,客戶對某種產品某種規格每年某月份的需求,可以根據過去5年的歷史數據進行分析。如果過去的5年一直在增加,而這種增加又沒有減緩的趨勢,可以通過平均增長大體估算出需求量。在接到訂單之前,鋼廠就進行一定的生產,接到訂單后再根據客戶的要求將預先生產的半成品或組件加工成最終產品,即采用相對柔性的客戶化生產。
按照一個訂單進行生產,但在中間發現成分出現偏差、而變成另一個鋼種時,可調用ERP,查閱訂單管理,查找是否有與該鋼種相近的訂單。若有,可轉入此單的生產;即使沒有也可以按歷史數據進行分析,以確定最合理方案。ERP的訂單管理提高了這種應對過程中的反應速度。柔性管理大大降低了傳統鋼鐵煉制過程中的余料、廢料。
3 MES的地位與作用
3.1 過程自動化與ERP之間需要MES
在鋼鐵行業ERP中,針對產品的描述項目非常細化,成品和半成品必須有各種特征、屬性的描述。生產過程中有很多不確定因素,必須對整個過程進行控制。鋼鐵工業雖已基本實現了基礎自動化和過程自動化,但都是以單元生產設備為核心進行檢測與控制,生產設備之間缺乏信息資源的共享和生產過程的統一管理。而ERP系統本身難以與基礎自動系統連接,無法對生產數據進行自動管理。而這些管理信息系統在進行生產管理計劃與決策分析時,大量依賴企業生產經營過程中產生的實際數據。為了方便ERP系統運行,實際操作中不得不將大量的生產數據通過紙質報表傳遞,再錄入到管理信息系統。但這種方式傳遞的數據易出錯,效率低,得到的數據滯后于實際生產情況,影響基礎數據的實效性,導致管理信息系統不能及時準確對生產經營進行相關處理和決策。
MES能通過信息的傳遞對從生產命令下發到產品完成的整個生產過程進行優化管理。當實時事件發生時,MES能及時對這些事件做出反應、報告,并用當前的準確數據對其約束和處理。
3.2 MES的功能
3.2.1 橋梁作用
MES以過程數學模型為核心,連接實時數據庫或非實時的關系數據庫,對生產過程進行實時監視、診斷和控制,完成單元整合和系統優化,在生產過程層進行物料平衡,安排生產計劃,實施調度、排產及優化。進而對生產過程的物料流、能量流、質量流、資金流和數據流進行完全監測、分析、控制和優化。
鋼鐵冶金行業的物料種類呈現啞鈴式的特征,即投入的原料種類很多,中間產品如鐵水、鋼水、連鑄坯的種類較少,而經過軋制和其它后道加工后又轉化成為很多不同規格的成品。要實現高效生產并保證正確的數量和合格的質量,在所要求的時間內以最低的成本根據客戶的定單組織加工,需要有一個能夠對整個生產領域內包括計劃、實時監控、以實際結果為導向的定貨以及物料庫存數據等各種因素進行整合的系統。該系統可提高集成生產作業流程的透明度,提高生產能力和成本利用率,并優化設備的使用,而MES系統就具備此功能,它可以起到上下溝通企業管理平臺和現場控制設備的垂直集成的作用,又同時起貫通所有產線,實現全過程一體化產品與質量設計、計劃與物流調度、生產控制與管理的核心作用,是生產企業過程自動化系統與管理信息系統之間的橋梁。
ERP系統需要MES提供的成本、制造周期和預計產出時間等實際生產數據;ERP從MES中取到生產訂單的實際狀態、企業當前的實際生產能力情況以及企業中生產換班的相互約束關系;客戶關系管理模塊的成功報價和準時交貨決定于每個時刻生產的實際情況,所以它必須和MES有密切的聯系;過程控制需要基于MES對產品的工藝參數進行優化;而基礎控制模塊則必須從MES中取到控制數據或操作步驟。
3.2.2 設備維護管理功能
實時監測設備的運行情況和負荷,制定設備的階段性、周期性和預防性的維護計劃,并對突發故障產生響應,提供故障診斷支持;記錄設備的歷史檔案和備品備件管理,方便對設備進行最優化管理與維護。
3.2.3 生產計劃管理功能
依據ERP月度生產計劃和訂單資料,編制周、日班組計劃。該計劃是基于有限能力的生產執行計劃,提供基于指定生產單元相關的優先級、屬性、特征、方法等的作業排序。
MES提供基礎自動化系統、過程自動化系統無法實現的車間級調度管理功能;提供ERP等管理信息系統無法實現的生產數據的獲取與分析功能,是車間生產和企業管理之間的橋梁,能為企業帶來現實或潛在的經濟效益。包括:確切掌握生產狀況,提高交貨準確度,達到產銷配合;正確掌握生產狀況及不良品質追蹤,降低生產成本;對產品生產數據進行管理,方便品質追蹤,提高產品服務質量;有效避免不良操作,提高生產效率;有效利用生產設備,充分發揮產能;正確快速制訂生產決策等。
4 ERP與MES的關系
從鋼鐵企業信息化的任務看,打通訂貨一生產一銷售的關鍵路徑,并在這條關鍵路徑上整合全流程的質量監控(包括計量化驗,質保書生成)、動態成本核算、采購、銷售、運輸、出入廠以及財務管理,就成了綜合營銷系統。這樣的綜合營銷系統再加上設備維修和備品備件管理、人力資源管理、網上辦公和遠程辦公,就是鋼鐵企業ERP。鋼鐵企業中的MES實際上是過程控制級和作業管理級的整合。作業管理中的過程物料平衡、生產計劃、調度、排序及優化已經納入綜合營銷系統,成為其核心部分。ERP主要根據企業的人、財、物各種資源的狀況和產、供、銷各個環節的信息,對生產進行合理有效的計劃、組織,使生產經營活動協調有序地進行,并對企業的戰略計劃進行決策。MES根據ERP系統下達的合同計劃,通過生產調度、生產統計、成本控制、物料平衡和能源管理過程組織生產,并將各種信息加以采集、傳遞和加工處理,及時呈報ERP系統。
ERP是企業資源計劃系統,體現了當今世界上最先進的企業管理理論,并提供了企業作息化集成的最佳方案,MES是生產執行系統,是對冶金行業ERP的有力補充,將ERP與MES相結合作為鋼鐵企業信息化建設的主導內容是正確可行的。