冶金信息系统(数据库)

时间：2022-12-02 12:30:01 | 来源：信息时代

时间：2022-12-02 12:30:01 来源：信息时代

    冶金信息系统 : 为提高企业生产、管理的效率,融入冶金企业的管理思想、管理模式,集成现有的信息资源,通过流程再造,将信息技术和管理技术有机集成的先进信息系统。它可达到缩短生产周期,加快资金周转,降低生产成本,提高服务水平,获取最佳经济效益的目的。更高级的冶金信息系统还应对信息进行分析、提炼,随时供高层领导及各类技术和管理人员决策使用。
为建成具有一定竞争力的冶金企业,通常必须以客户需求为导向,协同商务、协同竞争为商业运作模式,通过运用现代企业管理技术、信息技术、网络技术和集成技术,达到对整个企业的信息流、物流、资金流、业务流的有效规划和控制。对于一些大型的冶金企业,还必须将企业和客户、供应商、销售商和服务商等合作伙伴连成一个完整的供应链结构,建成一个由客户需求驱动的冶金信息系统。
建设企业信息系统的过程是把企业管理经验、行业经验和信息技术三者有效整合的过程。冶金信息系统的建设是从企业的整体规划开始,进行充分的需求调查和业务分析来定义业务标准; 分析各个部门的流程与管理模式; 分析部门之间的资金流、信息流和物流间的关系,使三者同步、整合。
现以典型的冶金企业为代表,诠释冶金信息系统建设的相关技术内容。冶金企业建设其信息系统的基本步骤是:
第一步,建设企业过程控制系统(procedure control system,PCS)和必需的网络系统,它为冶金企业全面实施信息化打好扎实的基础。
第二步,建设制造执行系统(manufacturing execution system,MES),整合所有生产线的信息资源,实现实时动态的管理目标; 贯彻以财务为中心的思想,夯实企业内部管理的基础; 按客户需求进行质量、生产、冶金工艺过程的全自动设计; 在线采集和实时处理与客户订单相关的所有信息; 全程跟踪和实时监控客户订单的实施进度。
第三步,建设企业资源管理(enterprise resources planning,ERP)系统,实现快速响应的管理目标,完成两个转变,从注重内部资源的管理转向注重外部资源的管理和利用,从企业内部的业务集成转向企业间的业务协同; 实现以客户为中心的经营理念:进一步搞好企业内部产能的动态优化配置;缩短订、交货周期,实现对客户的快速应答; 为客户提供优质服务。
冶金信息系统是随着企业信息化的发展而不断发展的过程。现代的冶金企业信息系统建设通常是以财务为核心,围绕优化生产过程,提高劳动效率,降低生产和管理成本来开发的。图1图示了冶金信息系统分层的功能特性。

图1 冶金信息系统分层架构

冶金信息系统分层架构自下而上从功能上可分为过程控制、过程优化、生产调度、企业管理和经营决策五个层次,生产过程与管理过程明显分开。在冶金企业的生产经营活动中,除了底层的过程控制与上层的企业管理和经营决策外,中间层次很难将生产行为与管理行为截然分开的。因此,涉及大量既有生产性质又有管理性质的信息时,根据该模型就很难明确划分应属于系统的哪个层次,这就造成了冶金信息系统的不同架构类型。
通常,有两种分类方式得到了业界的认可并付诸实施,①将信息系统分成五个层次; ②将信息系统分成PCS、MES、ERP三个层次。
五层架构模式是按照物理层次进行划分,是传统冶金信息系统的架构模式。
第一、第二层是操作层与机组执行层,包括诸如在冶炼、浇铸、成品等生产过程中的基础自动化、过程监控以及程序逻辑控制器(program logic controller,PLC)、作业模型等。目前,大多数冶金企业已基本拥有较为完整的第一、第二层。由于第一、第二层是整个信息系统的基础设施,经常会将第一、第二层合并在一起考虑。
第三层是生产厂命令层,主要关注生产过程的生产资源优化,例如,可进行钢铁生产中的配方优化、冷轧薄板生产中的连铸优化、连轧优化、连铸连轧系统优化及钢卷的裁减优化等。第三层通常支持一个相对独立的生产单元,如,一个炼钢厂、一个热轧厂等,它起到了第四层系统与第二层系统承上启下的作用。
第四层是企业管理层,主要包括企业资源管理(enterprise resources planning,ERP),有时也会将客户关系管理(customer relationship management,CRM)、供应链管理(supply chain management,SCM)等纳入第四层。在第四层,企业建立起了完备的集中式财务、人事、采购、供应链计划管理系统,建立以客户为导向的业务流程,实现资金流、物流、信息流的统一; 在与第三层的集成中保证了统一数据模型的设计原则,重新规划了三级系统,将物料编码管理、质量设计、设备维护、计划编制、成本管理等生产中的核心的业务置于ERP系统中统一管理,以实现其总体成本最低、质量最优的策略。
第五层是决策层,也称为企业商务智能(business intelligence,BI),包括业务分析、商业智能、绩效考评(平衡计分卡)、企业战略管理等。第五层充分利用了第一层至第四层系统中积累的数据,通过数据处理、数据挖掘等技术对企业生产经营的情况作出及时的分析和判断,从而对企业的管理和决策起到支持作用,第五层是随着信息化发展而逐步提升的层次。
三层架构模式是美国AMR(advanced manufacturing research)研究机构通过对大量企业的调查研究,于1989年提出一种更加简单合理的系统架构,即ERP、MES、PCS三层架构。经过多年的理论研究和实践探索,以及计算机技术、软件技术的提高,已逐步成为冶金企业架构配置的主要趋势。这种新型的系统架构是按照生产管理与控制任务的要求和应用功能的分担进行系统配置的,摆脱了以往完全按照物理层次配置控制系统的传统模式。
图2是ERP、MES、PCS三层架构模式及其与传统第一层至第五层架构的对应图示。

图2 相应架构对应图示

(1) 过程控制系统(PCS)层:按照Fisher Rosemount控管一体化的策略,过程管理能力的过程控制概念,PCS层具备三个方面的主要功能,即过程控制、设备管理、业务管理和执行。①过程控制不仅能有效和可靠地完成各种控制任务,覆盖常规PLC的所有功能,它还能实现“任意地点的控制”,即用户能够把控制功能下装到现场设备或系统中执行。这样,既能加快回路信号响应,改善调节品质,又能减轻控制系统负担,同时增加了系统的分散度,提高了系统可靠性。②设备管理的主要功能是对过程中运行的现场设备进行在线的监测和诊断。所有任务都不需到环境恶劣或危险的现场,仅需在控制室、维护车间完成。③业务管理和执行是指对生产计划的接受和执行。
PCS是计算机技术与自动控制技术结合的产物,是实现工业生产自动化,优质、高产、低耗,提高工业企业经济效益的重要技术手段。
冶金生产是典型的流程制造工业,冶金企业进行信息系统的建设,PCS首先解决了冶金生产过程的自动化,并为MES、ERP的实施提供了基础。
(2)制造执行系统(MES)层:MESA International(MES国际联合会)是以宣传MES思想和产品为宗旨的贸易联合会,它为了帮助其成员组织在企业界推广MES制定了一系列研究、分析和开发计划。MESA协会白皮书(MESA White Paper No.6,1997)对MES系统作如下的定义: ①MES系统在产品从工单发出到成品产出的过程中,扮演生产活动最佳化的信息传递者。②当事件发生变异时,借着实时正确的信息、生产执行系统规范、原始工作情况、资料反应及回馈,作出快速的响应以减少无附加价值的生产活动,提升工厂生产过程的效率。③MES改善生产条件及准时出货、库存周转、生产毛利及现金流量效益,并且MES也在企业与供应链之间提供一个双向的生产信息流。
MES在相应信息系统中起到了承上启下的作用,也是信息系统是否成功的关键因素之一。典型企业的MES可以归结为,上下连通现场控制设备与企业管理平台,实现数据的无缝连接与信息共享;前后贯通整条生产线,实现全生产过程的一体化产品与质量设计、计划与物流调度、生产控制与管理等,从而实现整个企业信息的综合集成(见图3)。

图3 MES作用图示

(3)企业资源规划(ERP)层: 来源于制造资源计划(manufacturing resources planning,MPRII),除加强了MRPII的各种功能外,更加面向全球市场,所管理的企业资源更多,支持混合式生产方式(分散生产与流程生产),管理覆盖面更宽,进入了企业供应链管理。从企业全局角度进行经营与生产计划,是制造业企业的综合的集成经营系统,也是集成化的企业管理软件系统。
ERP面向市场,能够对市场快速响应,强调了供应商、制造商与分销商间的新的伙伴关系。ERP强调企业流程与工作流,通过工作实现对企业的人员、财务、制造与分销间的集成,支持企业过程重组,支持后勤管理,使得企业的资金流、物流、信息流更加有机地结合,支持多种方式,即分散制造业与流程生产过程。此外,ERP使企业必须更注意市场营销和客户服务、客户关系,其重点发生转移。销售、服务、经营等客户关系管理(CRM)成为重点。企业战略管理(strategic enterprise management,SEM)产品,客户关系管理(CRM)、供应链管理(SCM)、基于Internet的电子商务等都已是ERP的内容。
信息化总体规划与具体业务流程相结合,形成了相应企业的管理与信息架构,总之,冶金信息系统的分层结构较好地解决功能分担的问题。业务发展及行业整合使得冶金企业必须解决跨地域分布时的集中管理与运作,同时冶金企业也在进行从推式生产转向拉式生产的经营模式,从而要求冶金企业要建立起供应链管理机制,并实现整个供应链的实时可视性,采购与储运管理的灵活性,响应客户需求与交货周期的敏捷性,发现市场需求加快新产品从研发到上市的高效性。
冶金信息系统的实施,企业可以切实地提升管理水平,提高生产效率,使企业在激烈的市场竞争中处于领先的优势。具体作用表现在:
(1)提升管理理念,有助于强化客户导向思想;树立供应链管理思想和流程控制思想,实现从会计核算向财务管理的转变。
(2)优化管理模式,集中物资采购与供应商管理,实现库存信息共享,降低资金占用; 整合财务管理,将多个独立核算单位合并: 实行标准成本管理,即时计算实际发生的成本,并与标准成本比较,对产生的差异进行分析,达到对成本动态控制的目的。
(3)实现信息共享,提高工作效率。信息系统实现了财务会计、固定资产、成本、采购、库存、销售、计划、生产和质量等职能岗位的信息共享,可随时查询、快速决策。
(4)强化基础管理,促进业务公开化、规范化。堵塞管理漏洞,杜绝暗箱操作,提高成本核算的准确度,比较真实地反映企业的成本状况。
(5)建立企业长远发展的基础平台,通过搭建的管理运营平台为企业的经营管理和今后的竞争发展奠定基础性的平台。在此平台上,企业拥有更强劲的执行力、更敏捷的运作力和更具优势的竞争力。随着系统的持续改进,企业可以进行管理模式、业务流程的持续优化,有计划地步入自我完善的良性循环过程中。