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【摘要】炉管企业在中国起步比较晚，一直以来主要依赖进口，国内的炉管企业比较少，规模大多比较小，因此现代化的管理理念需要快速融入到企业的管理中来提升企业的整体实力。本文讨论炉管企业的流程再造，布局和MES的构架研究，提高企业的竞争力，降低企业成本，提高效率和质量，扩大规模。
【关键词】炉管;钢铁;流程;布局;制造执行系统;MES
近几年，钢铁行业，建材行业，石化行业的蓬勃发展，给炉管企业带来了机遇和挑战，炉管生产是一个离散和连续混合的生产方式。订单呈现多品种小批量的趋势，同时要求准时交货，质优、价廉，服务完善。过去靠人工的方式进行计划，管理和控制无法到达客户的要求，也不利于企业规模的扩大，没有规模化生产的优势，达不到物流，资金流和信息流的统一，不能实现先进管理和科学技术的应用。
现在炉管企业面临的问题：
（1）因为属于钢铁行业，保证生产安全，物流畅通，最大限度的发挥设备和布局的能力。
（2）炉管企业工艺流程比较长，工艺复杂，具有实时性，连续性和随机性，给管理控制带来一定的复杂性。
（3）产品大部分需要自我配套，在制品品种多，配套不合理，造成在制品积压，影响资金流和物流。
（4）2007和2008年炉管用金属和铁合金的价格飞涨，而作为消耗能源的企业，成本的提高也是一种趋势，这就提出了资金流和信息流的运用，以及高效配套的生产才能为企业赢得时间和利润。
因此，要想解决这些瓶颈在流程和厂区布局上就需要优化实现自动化。
在流程和厂区的改造上的几点构想：
炉管产品的基本工艺流程：熔炼→浇铸→抛丸处理→热处理→机械加工→组焊→机械加工。
在这个流程上熔炼常常是流程的瓶颈，一味的加大产能，来解决柔性的问题，显然是不合理的，因此要提出把此流程分解，加出一个精炼过程，改造熔炼为快速熔炼，即改善了环境，又增加了柔性，提高了质量。
厂区在主要布局上，现在多采用分散式布局模式，对于多品种小批量的订单，占用的场地大，人力资源成本高的缺点。特提出以熔炼为中心的“T”型，布置结构，围绕着以节约能源，多样化并行生产，节约人力资源的思想，进行专业化串行生产布局，来实现配套生产和自动化改造。
注：精密铸造是其配套产品
石化和精密铸造产品以及建材钢铁的配套件钢水量（多数小于500Kg）较少，建材玻璃和钢铁产品钢水量（多数大于500Kg）较大，因此电炉布置上从左向右功率吨位逐步提高，根据配套产品结构选用符合要求的特殊功能的或合适的功率和吨位的电炉。这样在流程上也建立了一个良好的工艺工序布局。
原材料进入熔炼中心以前，是精炼中心，以回收料，合金，纯金属进行合金成分的精炼，去除杂质和有害成分，炼出符合要求的多种成分的钢锭。这样可以实现单一成分的批量预配制，提高了效率，降低了人力要求，配料的自动化程度提高，熔炼中心，以经过精炼的钢锭为主要原材料，在良好的操作环境下，进行快速熔炼，以高效率减少金属的烧损率，以及气体保护等措施防止氧化，提高钢水纯净度，成分均匀从根本上保证产品的质量和效率。而且可以快速的转换其他合金的熔炼。
炉管的两个区，流程一致，工艺要求和技术要求不一致，可以同时进行，无论是对于同一条钢铁线的不同要求的功能配置设备，可以按照装配的顺序同时生产（例如：硅钢线上也有炉辊，也有辐射管，炉辊右线走，辐射管左线走，精密铸造配套件向前走），无论是计划安排上还是物流上，都减少了调度的难度，对于紧急的合同，提高了反应能力，增强了客户满意度。
在基础的流程和厂区的布局上进行了改进，也为先进科学的管理搭建了一个平台，为实现车间制造执行系统（MES）做好了铺垫。MESA国际联合会对MES的定义是：“MES能通过信息传递，对从订单下达到产品完成整个的生产过程进行优化管理。当工厂里面有实时事件发生时，MES能对此及时做出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使得MES能够减少企业内部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及时交货能力、改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。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。”[1]以MES（车间执行系统）为核心的，基于ERP/MES/PCS（图1）三层构架的整体信息化方案，使得建立在合理的流程及布局情况下的车间层的管理又上了一个台阶。
图1企业自动化三层构架
如何利用好MES的巨大优势呢？通过以下（图2）详细的描述，可以看到整个企业的三层计划模型，企业级，分厂级，车间级的计划模块。以粗能力平衡进行客户订单分析和计划的企业级计划；以企业级任务分解订单需求，与起止时间规划的分厂级计划；以分厂级月入库计划，按照时间和流水线分配到工位的车间级计划。在企业级和分厂级采用“推”式管理思想，而车间级结合MES的实时调度采用“拉”式的管理模式，减少在制品和库存，提高资金流动，保证质量和工期。另外，根据炉管企业合金材料的特殊性，加强配料成本的核算和物料的跟踪，防止稀有成分以及价格昂贵的成分的流失或利用不合理。同时合理的利用社会的资源，对非专业或非优势工序进行外协，降低成本，争取更专业更优秀。
MES模型的功能模型，本着“实用，可靠，经济，快速”的原则，对于炉管企业MES大致实现为以下功能：订单管理，生产管理，质量管理，作业计划管理，物料跟踪，设备管理，仓库管理，配料管理，安全管理。用C/S与B/S结合的模式，形成数据流，信息流，直达作业长负责制的终端，按照“工序服从”，“专业搭接”推拉结合的模式，建立以人为中心的管理，实现MES的架构。
本文在对炉管企业MES流程和布局的基层设计，到MES的信息化构架的研究，采用从低到高的优化，以及从高层到基层集成，通过优化的流程，合理的布局，先进的生产计划，实时的调度，物料的跟踪等技术适应炉管企业的多品种小批量的订单式生产方式，实现了客户的满意。对于正在发展中的炉管企业有一定的参考价值。■
【参考文献】
［１］MESA International. Execution-Driven Manufacturing Management for Competitive Advantage. MESA International White Paper Number 5, 1997
［２］马跃，徐然，刘晓冰.钢铁企业先进生产计划和实时生产调度技术研究.制造业自动化［J］，2003，25(3):35-39.
［３］赖丹.基于价值链的钢铁集团公司管理模式优化研究.中国管理信息化［J］,2009,12(13):93-96.
［４］荣岗,张泉灵.MES的现状及发展.自动化博览［J］,2008.(03):14-18.
［５］刘晓冰,卢雁,马跃,蒙秋男.面向MES的特钢企业生产计划管理系统研究.冶金自动化［J］，2005,S1：420-424.
【关键词】炉管;钢铁;流程;布局;制造执行系统;MES
近几年，钢铁行业，建材行业，石化行业的蓬勃发展，给炉管企业带来了机遇和挑战，炉管生产是一个离散和连续混合的生产方式。订单呈现多品种小批量的趋势，同时要求准时交货，质优、价廉，服务完善。过去靠人工的方式进行计划，管理和控制无法到达客户的要求，也不利于企业规模的扩大，没有规模化生产的优势，达不到物流，资金流和信息流的统一，不能实现先进管理和科学技术的应用。
现在炉管企业面临的问题：
（1）因为属于钢铁行业，保证生产安全，物流畅通，最大限度的发挥设备和布局的能力。
（2）炉管企业工艺流程比较长，工艺复杂，具有实时性，连续性和随机性，给管理控制带来一定的复杂性。
（3）产品大部分需要自我配套，在制品品种多，配套不合理，造成在制品积压，影响资金流和物流。
（4）2007和2008年炉管用金属和铁合金的价格飞涨，而作为消耗能源的企业，成本的提高也是一种趋势，这就提出了资金流和信息流的运用，以及高效配套的生产才能为企业赢得时间和利润。
因此，要想解决这些瓶颈在流程和厂区布局上就需要优化实现自动化。
在流程和厂区的改造上的几点构想：
炉管产品的基本工艺流程：熔炼→浇铸→抛丸处理→热处理→机械加工→组焊→机械加工。
在这个流程上熔炼常常是流程的瓶颈，一味的加大产能，来解决柔性的问题，显然是不合理的，因此要提出把此流程分解，加出一个精炼过程，改造熔炼为快速熔炼，即改善了环境，又增加了柔性，提高了质量。
厂区在主要布局上，现在多采用分散式布局模式，对于多品种小批量的订单，占用的场地大，人力资源成本高的缺点。特提出以熔炼为中心的“T”型，布置结构，围绕着以节约能源，多样化并行生产，节约人力资源的思想，进行专业化串行生产布局，来实现配套生产和自动化改造。
注：精密铸造是其配套产品
石化和精密铸造产品以及建材钢铁的配套件钢水量（多数小于500Kg）较少，建材玻璃和钢铁产品钢水量（多数大于500Kg）较大，因此电炉布置上从左向右功率吨位逐步提高，根据配套产品结构选用符合要求的特殊功能的或合适的功率和吨位的电炉。这样在流程上也建立了一个良好的工艺工序布局。
原材料进入熔炼中心以前，是精炼中心，以回收料，合金，纯金属进行合金成分的精炼，去除杂质和有害成分，炼出符合要求的多种成分的钢锭。这样可以实现单一成分的批量预配制，提高了效率，降低了人力要求，配料的自动化程度提高，熔炼中心，以经过精炼的钢锭为主要原材料，在良好的操作环境下，进行快速熔炼，以高效率减少金属的烧损率，以及气体保护等措施防止氧化，提高钢水纯净度，成分均匀从根本上保证产品的质量和效率。而且可以快速的转换其他合金的熔炼。
炉管的两个区，流程一致，工艺要求和技术要求不一致，可以同时进行，无论是对于同一条钢铁线的不同要求的功能配置设备，可以按照装配的顺序同时生产（例如：硅钢线上也有炉辊，也有辐射管，炉辊右线走，辐射管左线走，精密铸造配套件向前走），无论是计划安排上还是物流上，都减少了调度的难度，对于紧急的合同，提高了反应能力，增强了客户满意度。
在基础的流程和厂区的布局上进行了改进，也为先进科学的管理搭建了一个平台，为实现车间制造执行系统（MES）做好了铺垫。MESA国际联合会对MES的定义是：“MES能通过信息传递，对从订单下达到产品完成整个的生产过程进行优化管理。当工厂里面有实时事件发生时，MES能对此及时做出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使得MES能够减少企业内部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及时交货能力、改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。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。”[1]以MES（车间执行系统）为核心的，基于ERP/MES/PCS（图1）三层构架的整体信息化方案，使得建立在合理的流程及布局情况下的车间层的管理又上了一个台阶。
图1企业自动化三层构架
如何利用好MES的巨大优势呢？通过以下（图2）详细的描述，可以看到整个企业的三层计划模型，企业级，分厂级，车间级的计划模块。以粗能力平衡进行客户订单分析和计划的企业级计划；以企业级任务分解订单需求，与起止时间规划的分厂级计划；以分厂级月入库计划，按照时间和流水线分配到工位的车间级计划。在企业级和分厂级采用“推”式管理思想，而车间级结合MES的实时调度采用“拉”式的管理模式，减少在制品和库存，提高资金流动，保证质量和工期。另外，根据炉管企业合金材料的特殊性，加强配料成本的核算和物料的跟踪，防止稀有成分以及价格昂贵的成分的流失或利用不合理。同时合理的利用社会的资源，对非专业或非优势工序进行外协，降低成本，争取更专业更优秀。
MES模型的功能模型，本着“实用，可靠，经济，快速”的原则，对于炉管企业MES大致实现为以下功能：订单管理，生产管理，质量管理，作业计划管理，物料跟踪，设备管理，仓库管理，配料管理，安全管理。用C/S与B/S结合的模式，形成数据流，信息流，直达作业长负责制的终端，按照“工序服从”，“专业搭接”推拉结合的模式，建立以人为中心的管理，实现MES的架构。
本文在对炉管企业MES流程和布局的基层设计，到MES的信息化构架的研究，采用从低到高的优化，以及从高层到基层集成，通过优化的流程，合理的布局，先进的生产计划，实时的调度，物料的跟踪等技术适应炉管企业的多品种小批量的订单式生产方式，实现了客户的满意。对于正在发展中的炉管企业有一定的参考价值。■
【参考文献】
［１］MESA International. Execution-Driven Manufacturing Management for Competitive Advantage. MESA International White Paper Number 5, 1997
［２］马跃，徐然，刘晓冰.钢铁企业先进生产计划和实时生产调度技术研究.制造业自动化［J］，2003，25(3):35-39.
［３］赖丹.基于价值链的钢铁集团公司管理模式优化研究.中国管理信息化［J］,2009,12(13):93-96.
［４］荣岗,张泉灵.MES的现状及发展.自动化博览［J］,2008.(03):14-18.
［５］刘晓冰,卢雁,马跃,蒙秋男.面向MES的特钢企业生产计划管理系统研究.冶金自动化［J］，2005,S1：420-424.