a.集团公司层:由企业最高决策层综合企业的生产、经营信息,做出生产经营战略决策,制定经营方针,履行集团公司的生产管理、物料和备件调配、采购、销售、财务等功能。
b.分厂层:执行集团公司下达的各项生产经营指令,管理分厂和下属工段的日常工作,控制产品质量,综合统计生产信息。
c.工段层:执行生产计划,监控生产过程,采集和传送现场信息。
d.设备层:维持正常生产,保证产品质量。
在信息系统的设计上,SG-CIMS由办公自动化分系统、管理信息分系统、制造分系统和支撑环境分系统等4个分系统组成。
(4)关键技术
根据SG-CIMS的总体设计和企业的实际需求,拟定的关键技术是:
a.数据自动采集。直接从检测仪表、传感器、PLC等部件上读取现场运行的数据,不能影响系统原有功能,要保证数据的准确性、及时性和一致性,避免人工录入误差。
b.多组织财务体系。实现分公司独立核算和集团公司统一管理的两级财务管理制度,分公司之间调拨实行内部结算和转税操作。
c.分级定尺的库存管理。针对冶金产品品种多、规格多等特点,将成品的分级定尺编入成品库位进行管理,灵活地解决了分级定尺管理的困难。
d.理论重量与实际重量交货并存。沙钢集团的线材产品按照实际重量交货,其他产品按照理论重量交货,为了解决理论重量与实际重量并存的问题,对库存模块开发了专用接口,加入了按照重量结算的方法。
e.订单小数点问题。因为冶金产品是按照重量而不是件数交货,与软件的数据录入规则有矛盾,经过对软件的界面、接口及开发工具的研究,进行适当修改后,达到了业务处理的要求。
(5)集成要点
SG-CIMS根据自身的特点和需求,在如下方面实现了信息集成:
a.实时数据与关系数据库的集成。开发了通信软件,使生产过程中产生的现场实时数据随工艺流程自动传送到MIS的关系数据库中,不需要人工干预。
b.质量与销售的集成。产品质量信息是发货的主要依据和交货的必要保证,企业在引进ERP的基础上,通过二次开发把质量信息加入成品库中,实现了按照客户要求指定发货。
c.废钢计量与废钢业务的集成。废钢收购实施一车一定价和自动计量,再通过网络将数据传送到废钢业务模块,让供应商及时了解每车废钢的等级、扣杂等信息,实现快速准确的结算。
d.分系统间的集成。各分系统的数据都是以统一的设计和要求存放在指定表中,模块之间留有全局接口表,因此,管理信息分系统、制造分系统、办公自动化分系统等能够很方便地进行通信,具有较好的集成性。
e.异构网络互连。SG-CIMS实现了DEC公司的网络和SIEME NSSINECH1网的互连。
(6)实施效果
沙钢集团公司通过实施CIMS工程取得的主要效果是:
a.实现了企业管理思想和管理方法的创新。实施SG-CIMS以后,全厂上下学习计算机集成制造(CIM)哲理,特别是在实施和掌握计算机操作上下工夫,认识到CIM是信息集成技术和管理技术相结合的先进思想。企业通过SG-CIMS把分散的管理功能集成在一起,追求整体优化的目标。
b.促进了企业管理制度的创新。在SG-CIMS实施中建立了一套与信息系统配套的管理制度和文档,修订完善了采购文件、废钢铁接收文件、销售发货程序文件;制定了企业的各类代码文件,使企业各项管理向着适应市场需求、不断完善的现代企业方向发展。
c.取得了明显的经济效益。钢材采购资金由实施前的334.04元/t下降到307.20元/t,下降8.03%;废钢采购资金由1131元/t下降到974元/t,下降了13.88%;压缩库存资金4970万元;清理账外物资3090万元;盘活资金307万元。
8.5发电厂
8.5.1发电厂的信息化工程
(1)发电厂的特点
电力系统主要由发电厂、输电线路、配电系统及负荷4个部分组成,发电机把其他形式的能量转换为电能,电能经变压器变换成适当的电压等级,再经母线由输电线路分送到各个用户。
目前,电力系统广泛采用的有凝汽式电站、热电站、水电站、核电站、抽水储能电站等,正在研究试验的有太阳能、风力、地热、潮汐等新型能源发电站。目前,我国绝大部分地区以火力发电厂为主,以水电站为辅来满足供电需求。我国能源结构中,约75%由火力发电厂提供。本案例以燃煤发电厂为对象叙述发电厂信息化工程。
火力发电厂的生产系统主要包括输煤系统、燃烧系统、汽水系统和电气系统。
煤从储煤厂送到煤粉设备加工成煤粉,然后再送进锅炉,与鼓风机吹进来的空气混合燃烧,对锅炉加热。锅炉产生的新蒸汽进入汽轮机后逐级膨胀做功,驱动发电机发电。
火力发电厂的运行特征可以归纳如下:
a.发电厂的出力与发电量比较平稳,只要发电设备正常,燃料充足,就可以按照额定装机容量发电。
b.发电厂有最小出力的限制,因为负荷太小时锅炉可能出现燃烧不稳定现象。一般,燃煤发电厂的最小技术出力不能低于额定出力的70%~80%,这样就限制了它们的负荷调节能力。
c.发电厂机组启动技术复杂,且需要耗费大量的燃料、电、水,因此,发电机组不宜经常启停。此外,发电机组负荷的调节非常缓慢,只宜承担系统基荷,并保持在接近满负荷的情况下运行,以获得最高的效率和最少的煤耗,中温、中压发电机组在必要时可以承担变动的负荷,但不经济。
d.发电厂属连续型生产,燃煤、水和气等输入系统后,经过一系列化学反应,最终生成电能,整个过程中物料流是连续的,能量流也是连续的,生产在无故障状态下不间断。
e.发电厂的生产目标是按计划、安全平稳、低耗优质地发出电能。在市场经济条件下,“竞价上网”的运行机制将对发电厂产生巨大的压力,因此,发电生产过程的控制和优化、发电机组的最佳经济运行,以及发电过程的生产指挥,就成为发电厂实现上述目标的关键。
(2)发电厂CIMS的层次结构
从概念上划分,发电厂的CIMS的结构层次可以分为5层:经营决策层、信息管理层、生产调度和运行管理层、过程监控层、机组设备控制层,支撑系统为数据库和网络系统。
a.经营决策层:主要作用是为企业生产经营提供决策信息,以及为企业生产经营决策提供辅助决策支持。
b.信息管理层:实现生产计划信息与经营管理信息的集成,对上为决策支持系统提供基本信息支持,对下指挥生产调度和运行管理,使其维持优化工作状态。
c.生产调度和运行管理层:是发电厂日常运行的管理中心,其任务是接受上级部门下达的日调电计划,按照日调电计划进行机组负荷分配,组织生产,实现发电厂经济运行。
d.过程监控层:主要任务是对发电生产过程中直接与生产装置有关的环节(包括制粉系统、锅炉燃烧系统、汽轮机热力系统、电厂冷端系统和电气系统)进行全过程监督和控制,为此,需要对各个环节的信息进行实时采集、传输、存储和处理;过程监控系统的主要功能包括过程优化和协调控制、先进控制、故障预测和诊断、运行状态监控等。