钢铁企业的MES信息化整合研究

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摘要：本文首先介绍了MES的有关背景，再在分析MES的作用及特点之后，探讨了如何将MES应用到钢铁企业的信息化整合中，建设基因ERP/mes/PCS3层架的信息集成系统。

关键词：钢铁生产；MES；信息化

中图分类号：TF087 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 15-0000-01

Iron and Steel Enterprise MES Informatization Integration Study

Wang Qingyu

(Chongqing Iron&Steel Group Electronics Co.,Ltd.,Chongqing400081,China)

Abstract:This paper describes the background of MES,then in the analysis of the role and characteristics of MES,the MES of how to apply to iron and steel enterprise information integration,building shelves gene ERP/MES/PCS3 information integration system.

Keywords:Iron and steel production;MES;Informatization

如今，我国国内钢铁行业的信息化建设已经初具规模，个别基础较好的钢铁企业的MES信息化建设已经相当成熟，正有力的推动企业的生产、经营和业务管理。然而，我国大多数的钢铁企业是基础较为薄弱、技术尚不发达的中小型企业，所以我们需要通过企业信息化建设来推动企业生产管理效率的提高和管理模式的改进。

一、钢铁企业MES信息化概述

（一）MES的内涵。MES是美国AMR公司（Advanced Manufacturing Research，Inc.）于20世纪90年代提出的，其全文表述为：Manufacturing execution system，即制造执行系统。MES国际联合会，即MESA对MES的定义为：“MES是指能够通过信息传递整个优化生产过程系统，其涉及从订单下达一直到产品完成的整个生产过程，且当发生实时事件时，MES能对此事件及时的反应和报告，并有效的指导工厂的生产运作过程，从而使企业能够一方面能够提高交货能力，改善物料流通性能，另一方面又能提高生产回报率，同时MES还通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。”

（二）钢铁企业中钢铁生产的特点。钢铁企业的钢铁生产是一种半连续型的生产过程，这是一种介于离散生产过程与连续生产过程之间的半流程半离散状态，有些学者也将其称为混合型企业，其主要特点有：（1）物流特点。钢铁企业一般是多段生产、多段运输、多段存储，物流种类繁多、工序复杂且形式各异，整个过程中所使用的多是大型设备，成本高、操作复杂，工序连接紧密、作业连续性强、对时间及温度要求极高。（2）资金特点。一般钢铁企业投资巨大、资金流动频繁且庞大，而且整个生产过程中原材料成本占产品成本的70%-80%，故资金流动控制复杂，特别是原材料成本控制十分重要。（3）信息特点。钢铁企业的生产过程中涉及大量的特性值，其中包括财务、人事、生产管理等，而且整个生产过程中还需及时的更新信息，故应制定合理的信息管理系统。

（三）MES在钢铁企业中的作用。钢铁行业中，企业资源计划（EPR）与过程控制系统（PCS）是IT技术在钢铁企业中应用的两个不同方面。由于ERP与PCS是由不同的供应商提供的产品，且这些供应商之间提供这些产品时并未进行技术衔接，所以这两套独立发展出来的产品分别具有不同的局限性。如：ERP系统中存在的局限性：上文已说明，钢铁的生产过程是离散与连续并存的多阶段混合式生产过程，其整个生产过程从原材料的投入一直到终端产品的产生存在各不同工序，而且该过程还伴随着物理性质的变化和化学性质的变化。而整个生产过程中既要顾及资源、工序方面的限制，又要考虑温度、能耗及质量偏差调整等因素。所以ERP系统通常无法对此复杂过程进行细致实时的执行管理和获取及利用该过程中的生产实际数据。

PCS中存在的局限性：虽然部分PCS具有制造执行功能，但这只是部分来自不同厂家的产品，并没用形成完整的功能规划及数据统一。所以，PCS衍生的信息系统也很难满足工厂的信息化管理需求。

上述两者的局限性，恰好暴露出上层计划系统与地层控制系统之间生产执行领域的空白。而MES正好能够补足这一不足，其作为工厂内部的管理系统，能够在业务范围内的信息集成中发挥承上启下的作用。

二、钢铁企业中MES信息化应用

MES的信息系统由两方面组成，一方面是软件，包括操作系统，数据库，中间件，通信软件，数据备份管理软件及开发工具软件等；另一方面是硬件，包括服务器，磁盘存储阵列，磁带机等。

从服务器方面来说，各应用服务器及数据库服务器均可以由多台服务器之间的负载均衡或集群技术来执行，并实现应用服务器及数据库服务器的可用性，进而确保MES系统的连续性。

假若数据库存储层中存在单点故障，如磁盘阵列因故障而无法工作是，整个MES系统也就无法再操作下去，应如何解决该问题呢？可以在存储系统中增加一套磁盘阵列，实现两套磁盘阵列的数据同步，即可解决以上问题。虽说两套磁盘阵列能解决以上问题，然而此方案中存在以下三个难点：（1）如何保证两套磁盘阵列的数据完整性；（2）磁盘阵列切换之间的时间差产生的数据丢失问题；（3）数据同步是否会影响在线系统运行的功效。如何解决以上三个难点呢？如，我们可以采用支持异构存储系统的软件技术实现双磁盘阵列的同步，并保证数据的完整，即当我们在数据库服务层完成一项操作时，该软件会在另一磁盘阵列中完成同样的操作，以实现两套磁盘阵列的同步，由于另一磁盘阵列中的数据写入不是有数据库完成，而是由该存储管理软件完成，所以，该数据同步复制操作不会影响MES应用系统的性能。

虽然以上解决了数据写入中的问题，但如果数据库软件本身出现问题，需要打补丁或进行维护时，就需关闭系统，从而影响连续作业。所以，为了解决由数据库本身引起的问题，我们可以采用两套数据库及数据库间的数据同步技术，该技术中，除有两套磁盘阵列外，还具有两套数据服务器，并安装两套同样的数据，数据库存储同步系统。通过以上的整合之后，整个MES系统就能一直保持连续运转了。

三、结语

我国由于各钢铁企业资金状况、技术水平等的不同，各钢铁企业的MES发展状况也各异。以上本文首先探讨了MES系统的概念及其特征，之后通过分析钢铁企业中钢铁生产的特征，本文分析了MES系统在整个钢铁生产过程中的作用，进而讨论了MES在钢铁企业中的软硬件应用，并结合MES系统中经常出现的单点故障，分析了其解决方案。

参考文献：

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