一种面向冶金行业的MES解决方案

0 引言

钢铁行业是我国重要的基础产业，目前共有钢铁企业上百家，受世界经济高速发展的带动，中国钢铁行业增长迅速，国际地位与日递增。1996 年至今，中国粗钢产量突破年产一亿吨，占世界第一位，且连续13 年居世界第一;我国已成为全球最大的精密无缝管生产国和出口国;我国不锈钢产能和产量早已达到世界第一的规模;2009 年宝钢粗钢产量超新日本制铁跃居世界第二;2008 年中国产钢5 亿吨，占全球粗钢产量的38.4% ，国内粗钢表观消费量4.53亿吨;2008 年我国直接出口折合粗钢6000 万吨，占世界钢铁贸易量的15% 。

钢铁工业的基本生产过程是在炼铁炉内把铁矿石炼成生铁，用生铁水炼成钢，再铸成钢锭或连铸坯，经轧钢等方法加工成各种用途的钢材，钢铁企业的生产活动中既有连续型的特征，又有离散型的特征，整个过程介于离散生产和连续生产之间，是一种半离散半连续型生产过程，具有多样性、复杂性和阶段性等特点。

1 冶金行业的生产特点

1.1 产品多样性

钢铁产品一般是标准化和系列化的产品，对于钢铁其化学成分、机械性能、规格尺寸有相应的国家标准和行业标准;钢铁企业的原材料品种少，但最终成品品种规格多达数万种，产品主要包括各种板材、管材、线材、型材等钢材。

1.2 工艺复杂性

典型的钢铁工业的基本生产过程包括原材料处理、炼铁、炼钢、铸造、轧钢等工艺过程;其生产过程是连续与离散相混合的生产工艺流程，产线长、工序多、设备复杂，而且每一个工序所需物料的属性，检验的条件不尽相同。

1.3 生产过程具有鲜明的阶段性

冶炼阶段以化学变化为主，要求控制产品的化学成分;浇铸、轧制阶段以物理变化为主，要求控制产品的相变和外形尺寸的大小;从生产效益出发，在冶炼阶段要求将制造标准、化学成分相同的产品合炉冶炼，在轧制阶段需要将轧制规格相同的产品进行集中轧制。

与国际上发达国家冶金行业相比较，国内冶金行业在能耗指标、能源利用率、污染物指数上存在较大的差距。例如2006 年我国的钢铁产量达4.18 亿吨，连续十年稳居世界第一，能耗约占全国工业总能耗的11% ，排放的废水和废气约占工业总排放量14% ; 热轧工序能耗国内重点企业平均为96.29kgce/t，国外先进水平为80.28kgce/t， 相差16.01kgce/t。

2 冶金行业MES 解决方案

针对冶金行业的特点、面临的问题和挑战，围绕冶金行业由统一标准规格大宗产品制造模式向大批量个性化订制模式转变，由单一产品刚性制造系统向多产品柔性制造系统转变的实际特点，以“铁前”和“钢后”相结合的质量管控和生产管控为主线，本文提出了一套适应冶金企业的MES 解决方案。