5.7紙/金屬
制造紙和金屬產(chǎn)品的工藝復(fù)雜，需要許多公共MES功能。生產(chǎn)通常由多個(gè)制造步驟組成，其間包括材料的儲(chǔ)存和運(yùn)輸。因此，庫(kù)存管理扮演著重要的角色。制造過(guò)程的特性是工藝混合：初始過(guò)程，如制漿或高爐運(yùn)行是連續(xù)的。隨后是批處理或過(guò)程工序(紙漿準(zhǔn)備，連鑄)。最后一組過(guò)程是離散和面向批處理的，是分開(kāi)而不是聚合生產(chǎn)步驟。
這些過(guò)程的特點(diǎn)是生產(chǎn)成本高和規(guī)模大。輸出常常由半成品構(gòu)成，需要進(jìn)一步的處理。因此，保證交付時(shí)間至關(guān)重要的。由于是時(shí)間密集型生產(chǎn)鏈，預(yù)測(cè)(生產(chǎn)調(diào)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(nèi)部MES組件用于塊或粗糙規(guī)劃。這就對(duì)MES提出了特別的挑戰(zhàn)，必須部分協(xié)調(diào)不同過(guò)程階段。本節(jié)的主要重點(diǎn)針對(duì)最初生產(chǎn)階段。對(duì)于造紙生產(chǎn)，這包括了造紙機(jī)的運(yùn)行到紙卷包裝。對(duì)于金屬生產(chǎn)，重點(diǎn)是熔化車(chē)間的運(yùn)行。
5.7.1典型運(yùn)行概述
客戶(hù)訂單經(jīng)由IT基礎(chǔ)設(shè)施接收，進(jìn)入到系統(tǒng)的第4級(jí)，通常轉(zhuǎn)移到ERP系統(tǒng)。從這些數(shù)據(jù)中，為給定等級(jí)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(shè)施能夠有效和經(jīng)濟(jì)的利用。產(chǎn)品或等級(jí)的轉(zhuǎn)換應(yīng)最小化，由于轉(zhuǎn)換成本通常比較高昂。因此，用MES或手動(dòng)的調(diào)度方法把客戶(hù)訂單轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)工單。
為了盡量減少造紙機(jī)或鋼鐵設(shè)備昂貴的轉(zhuǎn)換時(shí)間，轉(zhuǎn)換通常在生產(chǎn)中執(zhí)行，這就優(yōu)化了生產(chǎn)率。制造過(guò)程生產(chǎn)特定等級(jí)或質(zhì)量的產(chǎn)品。各個(gè)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(guò)程。只有在這個(gè)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(diào)度要求：
a)產(chǎn)品特性由庫(kù)存的編號(hào)(庫(kù)存可用的物品)來(lái)定義，而不是獨(dú)有材料的編號(hào)。這個(gè)規(guī)程可用于這兩個(gè)行業(yè)的客戶(hù)訂單處理。
b)為制造規(guī)劃(尤其是重工業(yè))預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。
c)工單和能力的協(xié)調(diào)(客戶(hù)訂單轉(zhuǎn)換成多個(gè)生產(chǎn)工單)，因?yàn)樯a(chǎn)執(zhí)行需要多個(gè)步驟或階段。中間存儲(chǔ)容量的可用性也必須考慮。
d)確保供應(yīng)商的交付時(shí)間，因?yàn)楫a(chǎn)品往往是中間產(chǎn)品(半成品)，需要進(jìn)一步處理。
e)適應(yīng)客戶(hù)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(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)應(yīng)的裁剪規(guī)劃是產(chǎn)量最大化的關(guān)鍵。在鋼鐵生產(chǎn)的相應(yīng)關(guān)鍵因素是加熱/板坯設(shè)計(jì)。
f)所需組件的維護(hù)，采購(gòu)和可用性規(guī)劃，例如在切割過(guò)程中，輥芯的正確尺寸。
g)與其他任務(wù)調(diào)度的密切協(xié)調(diào)，如儲(chǔ)存或裁剪運(yùn)行的優(yōu)化。
h)關(guān)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(zhǔn)備要求：
a)檢查材料是否可用，如果工廠狀態(tài)令人滿(mǎn)意并且可用，準(zhǔn)備必要的組件。
b)產(chǎn)品轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)備，包括所需設(shè)備。
c)材料運(yùn)輸(輥軸，包裝，廢品)，排空鋼包和容器，并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)量分析(行規(guī)，趨勢(shì)，問(wèn)題)和其它特性，以及可能的詳細(xì)調(diào)度調(diào)整。
生產(chǎn)執(zhí)行要求：
a)監(jiān)視過(guò)程的狀態(tài)。對(duì)于復(fù)雜的流程工業(yè)，生產(chǎn)控制非常重要的。例如，在金屬應(yīng)用中包含多個(gè)溫度和厚度控制器。在造紙機(jī)中，基本的重量，濕度和厚度要連續(xù)測(cè)量，并由兩臺(tái)機(jī)器進(jìn)行橫向控制。
b)早期發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，并支持自動(dòng)數(shù)據(jù)分析。
c)質(zhì)量監(jiān)視使用各種傳感器(在線和離線)檢查多個(gè)質(zhì)量特性。由實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行樣品的收集和分析。
d)對(duì)材料，排放和能源消耗數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤，采集和分析。
e)由人工交互支持計(jì)算機(jī)輔助規(guī)劃和控制系統(tǒng)。
f)在不存在集成平臺(tái)時(shí)，由操作員手動(dòng)分派過(guò)程階段。
g)用起重機(jī)和叉車(chē)進(jìn)行內(nèi)部材料運(yùn)輸。
h)為每個(gè)客戶(hù)訂單編制質(zhì)量文檔，為交付準(zhǔn)備所有文件。
生產(chǎn)評(píng)估要求：
a)用具有高度精密測(cè)量技術(shù)(極端溫度，速度等)的自動(dòng)化質(zhì)量控制系統(tǒng)，以及相應(yīng)的快速過(guò)程信息管理系統(tǒng)(PIMS)/實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)( LIMS)。
b)材料特性和專(zhuān)業(yè)文檔的可用性。生產(chǎn)后，這些內(nèi)容必須已經(jīng)生成，因?yàn)橘|(zhì)量文檔常常是交付的一部分。
c)把多個(gè)質(zhì)量特性與相應(yīng)的客戶(hù)需求進(jìn)行比較，準(zhǔn)備產(chǎn)品被拒絕或進(jìn)一步再加工的可能行動(dòng)。
紙張和金屬制造是重生產(chǎn)過(guò)程。例如，一臺(tái)8米紙寬的造紙機(jī)運(yùn)行的速度是100公里/小時(shí)，每小時(shí)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(shí)。這導(dǎo)致每小時(shí)生產(chǎn)的價(jià)值為40，000到200，000歐元。因?yàn)閮蓚€(gè)行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程都是非常耗能的，所以良好運(yùn)行MES是非常重要的。
5.7.2MES功能支持的運(yùn)行
資源管理
定義管理
詳細(xì)調(diào)度
分派
執(zhí)行管理
數(shù)據(jù)收集
跟蹤
分析
