5.7紙/金屬

　　制造紙和金屬產(chǎn)品的工藝復雜，需要許多公共MES功能。生產(chǎn)通常由多個制造步驟組成，其間包括材料的儲存和運輸。因此，庫存管理扮演著重要的角色。制造過程的特性是工藝混合：初始過程，如制漿或高爐運行是連續(xù)的。隨后是批處理或過程工序(紙漿準備，連鑄)。最后一組過程是離散和面向批處理的，是分開而不是聚合生產(chǎn)步驟。

　　這些過程的特點是生產(chǎn)成本高和規(guī)模大。輸出常常由半成品構成，需要進一步的處理。因此，保證交付時間至關重要的。由于是時間密集型生產(chǎn)鏈，預測(生產(chǎn)調度)在重工業(yè)中十分重要。企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)系統(tǒng)，外部規(guī)劃模塊或內部MES組件用于塊或粗糙規(guī)劃。這就對MES提出了特別的挑戰(zhàn)，必須部分協(xié)調不同過程階段。本節(jié)的主要重點針對最初生產(chǎn)階段。對于造紙生產(chǎn)，這包括了造紙機的運行到紙卷包裝。對于金屬生產(chǎn)，重點是熔化車間的運行。

　　5.7.1典型運行概述

　　客戶訂單經(jīng)由IT基礎設施接收，進入到系統(tǒng)的第4級，通常轉移到ERP系統(tǒng)。從這些數(shù)據(jù)中，為給定等級收集大概的生產(chǎn)量，例如，每周的生產(chǎn)量，這是為了使生產(chǎn)設施能夠有效和經(jīng)濟的利用。產(chǎn)品或等級的轉換應最小化，由于轉換成本通常比較高昂。因此，用MES或手動的調度方法把客戶訂單轉換成生產(chǎn)工單。

　　為了盡量減少造紙機或鋼鐵設備昂貴的轉換時間，轉換通常在生產(chǎn)中執(zhí)行，這就優(yōu)化了生產(chǎn)率。制造過程生產(chǎn)特定等級或質量的產(chǎn)品。各個產(chǎn)品的模樣僅在后續(xù)階段才出現(xiàn)，例如在紙生產(chǎn)中的切割過程。只有在這個階段，所希望的產(chǎn)品，例如不同尺寸的卷紙或紙張，可能生產(chǎn)出最終的特殊表層。

　　生產(chǎn)調度要求：

　　a)產(chǎn)品特性由庫存的編號(庫存可用的物品)來定義，而不是獨有材料的編號。這個規(guī)程可用于這兩個行業(yè)的客戶訂單處理。

　　b)為制造規(guī)劃(尤其是重工業(yè))預測數(shù)據(jù)。

　　c)工單和能力的協(xié)調(客戶訂單轉換成多個生產(chǎn)工單)，因為生產(chǎn)執(zhí)行需要多個步驟或階段。中間存儲容量的可用性也必須考慮。

　　d)確保供應商的交付時間，因為產(chǎn)品往往是中間產(chǎn)品(半成品)，需要進一步處理。

　　e)適應客戶的訂單。例如，顧客訂了10噸A4的紙，具有特定屬性，用巨型卷軸作為“原料”。在實際生產(chǎn)中，對應的裁剪規(guī)劃是產(chǎn)量最大化的關鍵。在鋼鐵生產(chǎn)的相應關鍵因素是加熱/板坯設計。

　　f)所需組件的維護，采購和可用性規(guī)劃，例如在切割過程中，輥芯的正確尺寸。

　　g)與其他任務調度的密切協(xié)調，如儲存或裁剪運行的優(yōu)化。

　　h)關于生產(chǎn)性能(圖15)的信息。

　　圖15：生產(chǎn)性能信息(OEE)

　　生產(chǎn)準備要求：

　　a)檢查材料是否可用，如果工廠狀態(tài)令人滿意并且可用，準備必要的組件。

　　b)產(chǎn)品轉換的準備，包括所需設備。

　　c)材料運輸(輥軸，包裝，廢品)，排空鋼包和容器，并進行標準清潔。

　　d)確保所需資源的可用性，修正工作分配。

　　e)連續(xù)的質量分析(行規(guī)，趨勢，問題)和其它特性，以及可能的詳細調度調整。

　　生產(chǎn)執(zhí)行要求：

　　a)監(jiān)視過程的狀態(tài)。對于復雜的流程工業(yè)，生產(chǎn)控制非常重要的。例如，在金屬應用中包含多個溫度和厚度控制器。在造紙機中，基本的重量，濕度和厚度要連續(xù)測量，并由兩臺機器進行橫向控制。

　　b)早期發(fā)現(xiàn)潛在問題，并支持自動數(shù)據(jù)分析。

　　c)質量監(jiān)視使用各種傳感器(在線和離線)檢查多個質量特性。由實驗室進行樣品的收集和分析。

　　d)對材料，排放和能源消耗數(shù)據(jù)進行跟蹤，采集和分析。

　　e)由人工交互支持計算機輔助規(guī)劃和控制系統(tǒng)。

　　f)在不存在集成平臺時，由操作員手動分派過程階段。

　　g)用起重機和叉車進行內部材料運輸。

　　h)為每個客戶訂單編制質量文檔，為交付準備所有文件。

　　生產(chǎn)評估要求：

　　a)用具有高度精密測量技術(極端溫度，速度等)的自動化質量控制系統(tǒng)，以及相應的快速過程信息管理系統(tǒng)(PIMS)/實驗室信息管理系統(tǒng)( LIMS)。

　　b)材料特性和專業(yè)文檔的可用性。生產(chǎn)后，這些內容必須已經(jīng)生成，因為質量文檔常常是交付的一部分。

　　c)把多個質量特性與相應的客戶需求進行比較，準備產(chǎn)品被拒絕或進一步再加工的可能行動。

　　紙張和金屬制造是重生產(chǎn)過程。例如，一臺8米紙寬的造紙機運行的速度是100公里/小時，每小時生產(chǎn)(或約1.3噸/分鐘)80噸、基本重量為100克/平方米的紙。鋼坯一般的重量約15到25噸。典型批次(加熱)的重量從120至150噸，鋼鐵廠的典型吞吐量為50至100噸/小時。這導致每小時生產(chǎn)的價值為40，000到200，000歐元。因為兩個行業(yè)的生產(chǎn)過程都是非常耗能的，所以良好運行MES是非常重要的。

　　5.7.2MES功能支持的運行

　　資源管理

　　定義管理

　　詳細調度

　　分派

　　執(zhí)行管理

　　數(shù)據(jù)收集

　　跟蹤

　　分析