首鋼礦業公司計控室項目經理陳中
一、首鋼礦業公司簡介
首鋼礦業公司隸屬于首鋼（集團）總公司，是首鋼重要的原料基地、全國知名的鐵礦產區。 自1959年建礦以來，經過幾十年的生產建設，首鋼礦業公司（以下簡稱“首礦”）已發展成為以采礦、選礦、球團、燒結為主業，兼營礦山裝備制造、礦山技術服務等非礦產業，集生產、科研、開發為一體的特大型現代化礦山企業。
二、MES實施背景
1.首礦數字礦山建設歷程
基于首鋼總公司發展戰略的要求和首礦自身的行業特點與企業特色，在新的歷史時期，首礦提出了建設“數字礦山”的發展戰略。“十五”以來，首礦確定了“一流的礦業、開放的礦山”的發展目標，并堅持以信息化帶動工業化，以工業化促進信息化，走新型工業化道路。
項目初期，首礦提出新上工藝設備必須具備計算機接口的要求，結合日常設備維護、檢修、改造，實現了計量檢測等基礎裝備數字化，以此作為兩化融合的切入點。依靠自主研發，首礦在采礦、選礦、燒結、球團、運輸五個生產工藝流程全面推進數字化，提高自動化水平，形成兩化融合的支撐。經過兩年的時間，首礦分期搭建了網絡，為兩化融合提供了硬件平臺。首礦建設數字礦山的重點是實施ERP和MES系統，變革礦山管理模式，實現了縱向全程貫通、橫向全面集成。在建設數字礦山的過程中，首礦一直以“應用、完善、成效、創新”的八字方針引領數字礦山的建設。
2.五級架構&四級四塊
數字礦山一般采用五級架構模式。一級為數字化儀器儀表，二級為過程控制程序，三級為生產執行系統MES，四級為企業資源計劃系統，五級為決策支持系統。首礦在實施過程中發現，MES是以生產綜合指標為目標對生產過程、操作和管理進行優化和固化的信息系統。MES不僅是二級和四級之間的橋梁，更是一套獨立運行的系統。
多年來，首礦致力于兩化融合，不斷改造和提升傳統產業，率先在2006年底建成了獨具特色的“四級四塊”數字礦山體系，在我國冶金礦山行業實現了歷史性突破。四級架構是從縱向角度對生產和管理信息系統的劃分，是數字礦山建設的基礎和框架。四級架構具體為：一二級為控制層，三級為執行層，四級為管理層。詳情見圖1。
圖1 首礦數字礦山體系的四級架構
四塊是針對礦山特點，從橫向角度對生產和管理信息系統的劃分，是數字礦山建設的重點和主體。四塊，第一部分是地理信息系統GIS，第二部分是MES系統，第三部分是ERP系統，第四部分是辦公自動化OA。詳情見圖2 。
圖2 首礦數字礦山體系的四塊體系
3.成果與榮耀
首礦在冶金礦山行業是第一個嘗試數字礦山建設并取得突破的企業。經過十余年探索實踐和創新，數字礦山建設推動首礦企業自身發生了根本性的變化，在國內同行業起到了示范推廣作用。因此，首礦也收獲了行業的認可，獲得了中企聯“全國企業信息化建設典型示范單位”，中鋼協“現代化管理創新成果一等獎”、“科技進步二等獎”等獎項。
三、MES實施內容
1.MES系統實施過程
MES系統的實施是一個總體規劃、分布實施、重點突破、持續改進的過程。
系統實施前，首礦進行基礎裝備數字化、工業流程數字化以及基礎設施網絡化的工作，對業務流程進行標準梳理。2005年9月，首礦ERP項目正式啟動，同時成立了MES實施團隊。實施MES系統的團隊共17人，是由一把手組成的領導小組帶領業務專家、復合型人才組成的專業實施隊伍。MES實施團隊參加ERP的流程討論、藍圖設計等所有過程，目的是實現公司信息的集成和統一。2006年5月1日ERP系統正式上線，首礦自主開發的MES系統也同步上線。
2.MES系統功能
成功上線的MES系統的架構緊緊結合首礦行業的特點，打通生產，優化生產全過程，連通上下游，實現產供銷一體化。MES系統貫通計劃層與控制層，實現組織、業務、數據的全面集成。具體見圖3。
圖3 首礦MES系統架構
MES系統一期上線的時候，有110個業務功能，涉及到11個工廠，操作人數超過了千人。MES系統包含生產系統、設備系統、質量系統、物流系統等。因為首礦自有鐵路運輸，所以首礦的MES系統中包含運輸系統和物流系統。
MES系統各模塊間以生產系統模塊為中心，質量系統對生產過程進行質量管理，設備系統對生產系統中所使用的設備進行管理，運輸系統對產品進行運輸管理。詳情見圖4。
圖4 MES系統模塊間關系
MES系統重點是生產系統模塊，系統根據從四級獲取的生產訂單，分解到班計劃，采集皮帶秤量或手工錄入量，根據部分磅單量計算投料量和產量，根據質檢結果，扣除水份，上傳干量到四級。
物流系統模塊：根據從四級接收到的采購訂單形成火車運輸接車單，進而形成火運和汽運運輸單，貨物通過檢驗計劃的檢驗后即可收貨給四級。系統根據從四級接收到的銷售訂單（或倒運申請）經過同樣的流程，銷售發貨（或物資轉儲）提交到四級。
質量系統模塊：從四級獲取檢驗計劃，三級中隨著物料移動產生計量單的同時自動產生對應的質檢委托單，完成取樣、制樣、化驗工作，錄入質檢結果，質量結果上傳四級。
質量系統典型流程可見圖5：
圖5 典型流程—貨運采購進廠流程
3.MES系統特點
業務建模立體化：綜合首礦的多種業務管理需求，在以往單一的業務流程建�；A上形成了“工藝路線建模、管理流程建模、決策支持建模三維業務建模體系”。對工藝流程進行縱向貫通，對管理流程進行橫向拓展，進而高度提升系統決策支持能力。
系統設計模塊化：系統設計遵循“功能獨立，高內聚低耦合”原則，通過模塊化設計可以獲得獨立的模塊、獨立的功能。系統開發更加容易，且有利于系統的順利實施。
軟件研發平臺化：將MES看作一個企業信息化管理的平臺，該平臺由生產、質量、設備等各個業務子系統構成。使其擁有統一的界面、統一的授權、統一的接口。進而MES系統更具可拓展性、具有更強的適應性，更加易于維護。
4.MES深度應用
從2006年到現在大約10年的時間，首礦對MES系統進行不斷的完善、擴展和提升。系統完善主要是對工藝流程的新增或者改造，以及對主體設備狀態進行自動轉移。工藝流程的改造重點是通過ERP系統與物資終身管理平臺集成，實現了從采購計劃到物資報廢的全生命周期管理。主體設備狀態自動轉移通過設備管理完成，MES對設備壽命周期全過程進行科學管理，實現設備長周期穩定運行。
在系統應用過程中，首礦發現MES系統存在欠缺，因此提出“三大平臺”和“四大平衡”的概念。“三大平臺”指物資終身管理與核算系統 、集團化管理信息系統 ，礦業公司技術管理平臺。“四大平衡”指礦業公司電平衡系統、礦業公司水平衡系統、礦業公司質量平衡系統及礦業公司金屬平衡系統。首礦的消耗主要是水和電兩大塊，所以針對這塊又進行了一些擴展。把水電數據采集上來，通過系統進行數據的實時分析。通過水電平衡這個系統，大大降低了首礦水電的消耗，以及過程中的損耗。
同時隨著數據的逐漸積累，數據的分析應用越來越重要，首礦加強了MES系統數據挖掘的應用。過去專業管理是遇到問題解決問題，現在通過數據挖掘分析，提高了專業管理精細化水平，已經逐步向發現問題解決問題、提出問題解決問題轉變。為公司的專業管理、領導決策提供有力支持。
四、MES應用效果和體會
1.提升管理水平
生產管理：利用MES系統強化了計劃執行和物流流轉的精準性。一是實現了采選球燒幾大生產組織工序之間銜接環節信息的實時掌控。二是實現了主要生產工序主要生產信息的動態掌控。三是實現了物流流轉有序、準確、高效。首礦提出了“四個命中”，即在“規定的時間”，將“規定的質量”和“規定的重量”的物料到達“規定的地點”。
質量管理：MES系統實現了質量管理流程化、精細化，提升質量控制能力。一是改變原來質量各專業部門職能分割的局面，轉為流程式管理。二是系統自動生成檢驗批，使一線工作人員在系統中自動獲取檢驗任務。三是做到質和量一一對應，提供數據分析，促進專業管理水平提升。球團礦、燒結礦月平均品位波動范圍控制在目標值的±0.01%以內，大大提升了質量管控水平。
設備管理：通過MES的應用實現點檢定修工作流程化、標準化，形成了點檢到隱患，隱患到檢修，檢修再到點檢的閉環管理。首礦的隱患處理率提高了11%，故障發生頻率降低了46.56%。
2.提高管理效率
系統能夠實時、動態反映生產、計量、質量、物流等數據，可以隨時查詢和應用。數據和信息從最基層的計量、質檢、設備獲取或系統自動生成，保持數據和信息的及時性、準確性，增加業務響應速度。借助MES，各級領導、管理人員從大量的、重復性的、低管理含量的工作中解脫出來，工作效率大大提高。
3.加強管理基礎
系統包含大部分的標準化工作、定額工作、計量工作、信息工作等管理基礎工作，為管理基礎提供信息化手段。MES提供標準化的業務流程，并為技術標準、各類定額提供真實有效的數據支撐。MES提供豐富的查詢及分析功能，提供產供銷各類信息，增加數據的利用率。通過MES的實施，各單位業務更加清晰，崗位職責更加明確，相應的管理的標準化和規范化日趨明顯。
4.加快成果轉化
首礦經過多年的信息化建設，積累了大量的礦山自動化、信息化實踐經驗和成果，體現了多年的技術創新和管理創新，形成了完整的數字礦山解決方案，培養和鍛煉了一支既懂管理又懂信息化、既懂現場工藝又懂自動化的專業隊伍。
5.MES實施體會
落實 “一把手工程”，是MES項目成功的關鍵。如果沒有一把手推動，MES項目是沒法推動的。因此，從上到下一把手都要成為MES項目的領導者、推動者和實踐者。
轉變觀念，管理變革，是MES項目成功的思想基礎。MES實施過程中必須有堅定不移的信心，把更新思維方式貫穿始終，推進綜合配套改革和創新。
強勢推動，完善機制，是MES項目成功的保障。首礦建立了企管處、信息辦、計控室三位一體的管理體系，將信息化應用納入每一名職工的崗位責任制。
深入應用，注重成效，是MES項目成功的重點。首礦實施MES過程中始終把深入應用放在第一位，不斷解決企業經營生產管理中的問題，持續進行完善、創新，取得成效。
以我為主，全員參與，是MES項目成功的不竭動力。首礦通過MES系統的實施造就了一支對專業管理有深刻理解的IT隊伍，培養出一支了解信息技術的專業管理隊伍，以及運用計算機開展工作的操作隊伍，廣大職工的智慧源泉被激活，這是MES項目成功的不竭動力。
本文根據首鋼礦業公司計控室項目經理陳中在第十屆中國制造業MES應用年會上的發言整理而成，未經本人確認。
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