1. 项目概述

  1.1 项目背景

  柳钢棒线厂下辖五条生产线，具体为三条棒材、两条线材，设计产能为棒材一条100万吨、高线一条60万吨，整体产能为420万吨。

  产品分为棒材和线材两大类，其中棒材产品主要有：普通碳素圆钢、钢筋混凝土用热轧光圆钢筋、优质碳素结构圆钢；线材产品主要有：钢筋混凝土用热轧光圆钢筋盘条、热轧低碳圆盘条、钢筋混凝土用热轧软带肋钢筋、30MnSi热轧管桩钢筋用盘条、优质碳素钢圆盘条、美标盘条。

  棒线生产工艺流程为：加热炉-粗轧-中轧-精轧-水冷-飞剪-冷床

  线材生产工艺流程为：加热炉-粗轧-中轧-精轧-水冷-飞剪-穿水-吐丝-PF

  1.2 项目要求

  以生产计划为驱动，轧制计划为主线，快速组织生产，充分发挥工序能力；及时收集处理生产实绩信息，全面管理每条产线的执行情况，保障生产组织的顺畅；通过准确，全面的质量跟踪管理，为质量分析和优化提供依据，持续改进产品质量，提高产品成材率。通过资源整合、集中管理，构建先进的管理模式和运行机制，增强企业的市场竞争能力。
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  严格监控生产过程，持续改进产品质量

   以产品匹配的生产工艺标准为指导，严格按照其对应的制造标准，对生产全过程实时监控，及时杜绝不合格产品的流转，增强各个生产环节的应变能力。最终实现严格按用户需求组织生产，并保证产品质量得以持续改进。
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  合理组织生成，缩短产品制造周期

  通过合理的计划排程，在满足棒线厂工序工艺约束的基础上保证整体产能的最大化，实现上下工序之间的物流平衡，并能通过实时的动态调整保持生产的正常进行和物流畅通。严格按棒线厂轧制计划合理地组织生产，有效地加快生产节奏，缩短产品的制造周期，实现产品制造周期的最短化。
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  加快库存周转，降低库存量

  通过入库堆垛策略，优化堆放位置，实现入库快捷、出库便利、库存跟踪准确。实时掌握计划、库存、设备等情况，通过合理安排生产、优化生产调度使生产组织顺畅，实现物料快速运转，减少库存积压，降低库存量。
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  降低生产成本，提高企业效益

  通过作业管理实时监控生产全过程，持续改进生产制造标准，提高产品的一次合格率和产品的成材率；及时收集各工序的生产实绩，为成本核算提供基础数据，为降低生产成本和提高企业效益提供决策依据和控制手段。

  2. 项目实施范围

  2.1 物理范围

   柳钢棒线厂生产管理系统实施的物理范围：三条棒材生产线（一棒、二棒、三棒）、两条线材生产线（高一、高二）共五条生产线，每条产线的范围都是从坯料入库开始，到成品下线入库为止的线、棒材产品生产全过程。具体功能涵盖：坯料库、加热炉、主轧线、产品下线、成品库、各种能源介质、主要工艺和设备参数跟踪、质量计算管理、主要备件管理等。

  2.2 业务范围

  柳钢棒线厂生产管理系统涉及的整体业务范围包括：实时数据库、综合集成平台、生产计划管理、来坯库存管理、物料跟踪管理、生产过程监控、成品库存管理、轧辊管理、成本核算、统计与分析等功能。主要针对棒线厂每条产线每个工段进行数据采集、存储、应用、分析及展示，支撑企业生产管理业务需求。

  3. 总体设计方案

  3.1 软件设计方案

  （1） 采用C/S和B/S相结合的技术架构，主程序采用 B/S 架构，生产操作车间采用C/S 架构，基于微软.net平台，windows操作系统开发。 

  （2） 建立关系数据库与实时数据库两个数据中心，关系数据库采用Oracle 11G，实时数据库采用中控软件ESP-ISYS。

  （3） 建立统一的工厂建模与信息集成平台，可实现对基于实时/历史数据库系统的集成，平台具有建立企业资源模型（物料、设备、质量、人员等）的通用工具，所建各应用功能模块基于统一的工厂模型。

  （4） 用户能够根据需要自行进行系统配置，以适应在应用范围、组织结构、用户权限甚至业务流程等方面的变化。

  （5） 不限制用户访问的数量；整个系统有一个统一的权限管理体系，系统权限可配置，支持基于角色的用户验证、基于目录的用户管理等安全策略。

  3.2 网络设计方案

  柳钢棒线厂的一棒、二棒、高线一、高线二等四条生产线的网络已经汇总到一棒生产线的调度室，同时中心机房与一棒生产线和二棒生产线的调度室间也已经实现了网络连接，但是各棒线生产线内部数据采集点和业务应用点间均未构建网络。

  综合安全、技术等各种因素，结合实际经验以及柳钢棒线厂的实际情况，柳钢生产管理系统所运行的网络系统建设采用以下策略：数据采集网和系统应用网均分别独立构建，各棒材生产线和高线生产线内部的数据采集网和系统应用网采用环形网络拓扑结构，在系统服务器组的交换机与办公局域网之间采用硬件防火墙进行隔离，总体网络拓扑结构如下：
  
                       

  3.3 数据采集方案

  柳钢棒线厂PLC/DCS控制系统直接通过上位机采集，具体实现方式为：在PLC/DCS控制系统的OPC Server的上加装网卡，与数据采集环网连接，并设置相应的IP地址通过生产线与中心机房的网络线路使之与实时数据库服务器通讯正常，从而实现数据的采集。

  具体采集拓扑示意图如下：
  
                      

  离散仪表系统数据采集建议方案

  柳钢棒线厂生产管理系统所涉及到的离散仪表主要在于热卡岗位的上冷床温度仪表，仪表为香港上润WP系列数显仪表，该系列仪表支持模拟量和RS232/RS485串口输出，可通过数据采集模块和通讯转换模块实现网络方式的数据采集。

  具体采集拓扑示意图如下：
  
                       

  4. 应用功能模块
  

                      

                                               图4-1 系统总体功能图

  棒线厂生产管理系统功能涉及厂内操作岗位、生产工艺、生产调度、技术质量、机动科、设备、电控车间、仪控车间、计划处、厂级领导，以及负责部门经销公司、总调计划处、计控所计量部门、物资部、设备部等多个部门，旨在通过生产关联系统中的计划管理及物料跟踪模块将厂内计划制定、排产、下达、接收、执行、反馈、质量控制、坯料出入库、成品出入库、过程跟踪、工艺跟踪、生产实绩统计、成本分析有机的结合起来，实现厂内要求的以销定产的经营决策方针，为厂内快速响应订单、合理安排生产、追踪产线物料、控制产品质量提供有力信息支撑。

  4.1 生产计划管理

  针对柳钢棒线厂目前的计划编制与下达的管理模式，生产计划管理将分解成月度生产计划编制、经销公司生产计划编制、棒线作业计划编制3个部分完成棒线厂生产计划的宏观与具体作业的要求。

  由月度计划完成对厂内各产线总体计划要求，计划棒线厂全厂月度经营宏观产能要求，该部分数据体现在月度生产实际汇总统计中。具体生产计划由经销公司下达棒线厂排产进度表，将具体时间周期内的产线排产计划下达到厂内计划处，然后有厂内计划处将产线中的具体计划进行进度排序，形成具体作业计划。在此过程中经销公司可以根据具体销售情况对计划量进行追加和变更。在棒线厂计划处接收到计划追加和变更之后对作业计划进行进一步的完善。作业计划将最终下达到各产线调度处，由调度人员针对生产实际情况对各轧制过程的批次进行计划挂接，由此完成由经营计划──→生产排产计划──→产线作业计划──→生产实际情况──→关联经营计划闭关管理模式，达到计划下达、跟踪、反馈的有效结合。

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  4.2 坯料库存管理

  来坯库存管理主要是对棒线厂生产使用的原料方坯进行管理，完成方坯的入库、出库、盘库、库内操作、库内监控等业务。同时根据垛位原则，系统自动推荐坯料的堆放位置组织入库或者热装入炉，可人工调整。主要规则：按照同批次进行堆放；按照同牌号、同规格进行堆放；堆放层数约束。

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  4.3 物料跟踪管理

  物料跟踪的区域范围从原料库方坯入库开始到打捆称重后结束。在整个跟踪过程中，通过数据库支撑，根据实际轧制顺序、轧件按轧制号、炉批号，进行关联跟踪，依据工序设备的信号跟踪物料的顺序、位置、物料生产时的工艺参数形成物料的生产实绩。线材实现按支进行跟踪管理；棒材在冷床出口之前实现方坯的逐根跟踪，在冷床出口之后按成品收集情况实现坯料的分层跟踪和按捆跟踪。物料跟踪反映了在整个过程区域中轧件的运动。

  对存货信息与物料状态进行管理，根据生产实绩对计划和物料进行相应的处理，设置计划执行状态和物料状态，并对物料生产进行生产履历跟踪，能分品种分规格的对生产结果进行实时统计。

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  4.4 成品库存管理

  成品库存管理主要是对棒线厂生产的产品进行管理，完成成品的入库、出库、盘库、库内操作、库内监控等业务。

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  4.5 调度作业管理

  调度作业管理由各产线调度室操作，包括任务通知单查询，调度原始记录制定。

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  4.6 轧辊管理

  轧辊是轧钢生产的主要工艺设备之一，轧辊管理工作对降低轧辊消耗，合理的采购、储存、使用轧辊，整理分析轧辊的各项技术性能指标有着重要的意义。

  轧辊管理是对从新轧辊入厂开始到轧辊报废为止的整个生命周期的管理，记录轧辊生命周期的各个事件、状态和参数，如原始数据、修磨、使用、储备、报废、位置、轧制量等。

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