2000年4月，经福建省人民政府批准改制设立的福建三钢（集团）有限责任公司，是福建省最大的钢铁联合企业。公司现有职工11460人，总资产67.16亿元。1997年以来，三钢围绕“高效低耗、做大做强”的主战略，不断推进企业产权制度和内部各项管理制度的改革，注重技术进步，走内涵和外延扩大再生产相结合的路子，企业实现了跨越式发展。2004年产钢253.69万吨，实现销售收入76.66亿元，利润7.65亿元，经济效益综合指数、总资产贡献率、资本利税率、资本收益率和高炉利用系数、入炉焦比、转炉炉龄、轧钢综合成材率等一批主要经济技术指标连年保持行业领先水平，已跨入全国特大型钢铁企业行列。企业被NIEC(国家信息化测评中心)评为 “2003年度中国信息化五百强企业”之一。

一、信息化背景与企业现状

(一)钢铁行业信息化背景

自上世纪末以来，随着中国加入世界贸易组织、经济体制改革的深入及民营企业的崛起，企业竞争明显加剧。为适应环境的变化、寻求更好的发展，中国企业正在经历着一场变革。在这种背景下，中国企业的信息化建设再次出现高潮，钢铁企业在“以信息化带动工业化，发挥后发优势，实现跨越式发展”的方针指引下，纷纷将信息化纳入企业发展战略。首先吹响信息化号角的是宝钢股份公司， 2002年武钢信息化的成功实施极大地促进了钢铁企业的信息化步伐，全行业的骨干企业近两三年几十亿元的信息化投入、平均不到4年的回报周期，给其它企业树立了榜样。

(二)三钢信息化现状

三钢一向重视计算机技术在改进生产过程方面的应用，现有的生产过程均已实现计算机自动控制，并建立了多个工业控制网络，为企业MES（生产制造执行系统）的实施提供良好的基础。进入新世纪，企业将信息化重点转到全面提升经营管理水平上，并明显加大了信息化建设的投入。从2000年开始，公司投资400多万元进行了全公司内部1000M/ 100M光纤主干网建设，2001年已完成覆盖全公司的企业管理网络建设，并实现企业与互联网的连接。（参见图1：三钢集团网络拓扑图）目前运行在企业网络中的信息系统有：财务管理系统、物流信息系统、设备管理系统、办公自动化、视频会议、档案管理系统、销售管理系统。

图1 三钢集团网络拓扑图

二、信息化整体规划

钢铁企业的信息化是一项技术难、投资大、时间跨度长且涉及多个领域整合的复杂系统工程。三钢在信息化过程中遵循“整体规划、分步实施、重点突破、效益驱动”的方针，坚持效益量化；坚持以财务为中心，用信息技术保证财务、库存、采购集中化；坚持以客户为中心的产销一体化。三钢信息化整体架构按以下四个层次统一规划：

4层架构（由低到高）为——PCS＋MES＋ERP＋DSS。

第一层：生产过程控制系统（PCS）。这一层指的是服务于生产现场的自动控制系统。一般包括PLC、DCS、工业以太网、现场总线等。

第二层：制造执行系统（ＭＥＳ）。这一层是生产过程控制系统（PCS）与第三层企业资源计划系统（ERP）的衔接部分，是钢铁企业实现产销一体化的关键。具体说，这层是一个生产环节或生产作业线(如高速线材厂)的管控一体化系统，上与ERP相接，接收排产计划及生产调度指令；下与PCS相接，向过程控制发出具体控制计划、指令。

第三层是企业资源计划系统（ERP）。这层包括各主要职能管理模块：人力资源管理、财务管理、采购管理、客户关系管理、设备管理、生产计划等。

第四层是建立在管理信息系统之上的决策支持系统（DSS）。该层以知识的管理和获取为核心，通过应用数据仓库和联机分析处理为管理决策提供强有力的支持。

从技术角度来看，企业信息化规划应综合考虑这四个层面信息化步调。在这四个层面中，下层为上层提供数据服务，缺乏下一层的支持，大量数据就需要人工输入，容易出现数据失真、多点重复输入、数据不完备等问题，有违信息化的初衷。三钢的做法是：由下而上逐级完善，三钢信息化第一层(过程控制自动化)已相当完善，目前信息化的重点定位于完善MES。

三、MES项目介绍

2002年，三钢公司与福州大学自动化研究所、厦门大学自动化系联合对三钢（集团）MES项目的主要关键技术进行研究和开发。下面是公司的生产主要特点与信息化应用的情况：

(一)三钢集团生产的主要特点

1. 物资输送复杂：工序内部环节之间、工序之间，火车、汽车、皮带、管道运输纵横交错。一年进出厂的火车运输量达800万吨，汽车运输量达100万吨。

2. 能源消耗量大：年消耗电6亿千瓦时，耗水4000万立方米。

3. 能源输配复杂：厂内二次能源多，如煤气、蒸汽、氧气、压缩空气等。一个单位既是用能单位，同时又以另一种能源形式向外输送能源（如焦化厂用煤，又产出焦炉煤气）。

4. 物资计量多：原料、产品、中间产品的物质表现形式以固体、液体等形态为主，主要通过过磅来确定重量，过磅点多且分散。

5. 能源计量点多：由于能源输配的复杂性，能源计量点多（粗步统计达400个计量点），计量仪表形式多样，数据采集难度大。

6. 质量检验手段多：原料、半成品、成品都以不同的物质形式存在，其质量特征各不相同，需不同的取样、分析方法和试验手段，取样点、分析点分散。

7. 库存管理难度大：钢铁行业的大生产决定了物质大进大出，物质形态不断变化，中间库存量大。按物质品种、产地、批次、质量等级等进行库存管理和工序转移，关系复杂。

8. 设备管理难度大：各生产环节内工艺流程复杂、多样，设备形式各不相同，工业控制技术含量高、投入大。

根据企业的生产特点，三钢规划了自己的MES体系结构。参见图2

图2 三钢集团MES体系结构

(二)各主要功能模块的作用www.fjcio.org

1. 生产过程模型化：是三钢MES流程的核心，根据与该模块相连的其它模块所提供的信息，构造生产控制与管理活动所需要的各种类型的模型。

2. 生产过程管理：包括物流控制与管理、生产成本控制与管理、数据统计、生产调度等功能，是与企业资源管理层的生产计划相对应的功能模块。

3. 生产过程支持系统：提供基于知识和信息的支持，将其它模块送来的数据信息和知识进行加工、处理，形成相应的方法、算法或软件，对MES功能模块提供支持。

4. 基于工艺目标与技术经济指标的过程优化：对流程生产过程中常见的难以用传统意义下的模型来描述的过程参数与工艺目标或技术经济指标之间的关系情况，提供过程参数优化支持。

5. 高级控制：包括用于过程优化控制的多变量先进控制(MAPC)、智能控制方法和算法、支持其它模块的控制活动。

6. 控制接口与信息界面：与过程控制层的各个软硬件相连接，调用DCS或其它过程控制装备中的过程信息，并发出由MES层根据生产计划和生产过程的实际状况作出的控制信息。

7. 实时调度：包括基于模型、基于数据和基于知识的多种动态调度算法，支持生产管理模块发出的实时调度请求。

8. 质量管理：管理生产过程中所有与质量有关的信息，包括从过程控制系统获取的实时过程信息和质检部门的化验质检信息。对生产过程的全程进行质量监测、预报。

9. e安全控制与管理：提供基于数据、模型和知识的生产过程故障诊断和预报、过程故障状态下运行模式的调整组态以及基于远程网络支持的安全事故处理等。

10. e运行操作支持：提供流程生产过程中频繁发生的设备启停操作支持，包括基于远程网络咨询的支持。

11. e设备维护管理：提供重要设备的实时状态监控、设备故障预测、基于远程网络的设备技术咨询和备品采购等支持。

12. 流程模拟：以生产过程模型化模块提供的各类模型为基础，提供MES中各个功能模块运行的可视化流程模拟支持。

13. 资产动态管理：与企业资源管理中静态的资产管理相连接，对生产过程的中间库存和中间产品动态信息进行管理，提供成本和物流控制与管理的信息支持。

(三)项目计划及实施

整个三钢MES计划分两期完成，第一期（2002-2004年）完成如下内容：

1. 三钢MES运行环境的建设。主要为：管理系统与生产过程控制系统之间的网络接口的对接（管理系统的网络已基本建成）；实时数据库及其与关系型数据库的接口的对接。

2. 大宗物流控制与管理子系统的开发应用。对大宗原材料、中间产品、产品的重量和质量进行管理。大宗物流管理子系统将全厂10个磅房进行连网，并将质检部门、运输部门、仓管部门的有关业务集成为一个整体，对大宗原材料、中间产品、最终产品的运输过程、质量检验、重量计量进行跟踪处理。从而有效控制和管理占三钢63%生产总成本的部分。www.fjcio.org

3. 质量管理子系统的开发应用。质量信息包括实时数据库中的实时过程信息和关系型数据库中的化验质检信息，在此采用数据仓库技术对生产过程的全程进行质量监测、预报。质量台账的建立，通过与产品化验室的检验数据的交互，形成质量性能台账，进行性能判定；物料质量跟踪，在生产各环节中对物料质量信息进行管理，主要体现在各工序中原料和产品质量判定，建立物料的质量跟踪台账，并依此进行质量跟踪。在综合质量管理子系统的支持下，公司能够及时对各质量指标进行考核与分析；通过频数分布了解质量动态；铁水、钢水均实现热装热送；产品质量实行炉号管理；网上能随时掌握每批次原材料、中间产品和产品的所有质量数据，并跟踪考核。

4. 生产计划与生产调度子系统的开发应用，主要有：年、月、周、日生产计划及计划完成情况（包括品种、规格、产量）；年、月大宗原、燃材料需求计划，原料消耗及单耗完成情况；生产过程重要事项的通报和调度.

5. 能源管理子系统，它对各分厂的水、电、风、汽等能源消耗信息进行采集、统计、分析，优化能源调度，通过建立能源优化分配模型和集中统一调度，在保证生产的前提下，对能源生产消耗实行动态平衡和实时监控、管理考核。

6. 先进控制与优化控制技术的开发应用，第一期主要用于石灰炉、烧结、炼铁、炼钢四个分厂的关键工序。

7. e安全控制与管理子系统的开发应用。在实时数据库的基础上，借助生产过程模型和知识，对生产过程的故障进行诊断和预报、过程故障状态下运行模式的调整组态，并对基于远程网络支持的安全事故处理等进行支持。第一期主要用于炼钢和炼铁两个分厂。

(四)主要经济效益www.fjcio.org

MES系统对提高企业经营管理水平，促进企业的发展具有较大的经济效益，体现在以下几方面：www.fjcio.org

1. 降低物资库存资金占用金额。根据统计，三钢物资库存资金平均占用额35000万元。借助管理信息系统促进仓库与采购者之间的信息沟通，避免重复采购，可以减少10%的库存，即3500万元的库存资金。(按相同生产规模比较)

2. 利用质量管理系统，加快信息传递，避免劣质原料以次充好进入货场，预计通过原料把关，年可挽回经济损失100万元。

3. 利用质量管理系统将质量信息传递至生产现场指导生产操作，并对生产过程的关键工段采用先进控制，可提高生产效益1%，年钢产量增加2万吨，减少原材料消耗0.5%，增利800万元。

4. 应用能源管理系统加强能源的输配、管理，预计可节能1%，每吨钢降低成本3元，年效益600万元。www.fjcio.org

四、信息化总结www.fjcio.org

信息化是企业全面提升经营管理水平和核心竞争能力的有效工具，是企业将信息技术有效应用于生产、经营、管理的长期系统工程。三钢近几年在应用信息化带动传统产业改造方面进行了大量的探索和实践，取得了一些成绩。总结这几年的信息化工作，我们认为走好企业信息化之路关键在于以下几个方面：www.fjcio.org

（一）在结合企业现状和发展战略的前提下，制定完善和可行的企业信息化规划，以规划指导实施企业信息化。

（二）加强信息化宣传和培训工作，提升全体职工(尤其是管理人员)的信息化意识和信息技术应用水平。www.fjcio.org

（三）要坚持“整体规划、分步实施、重点突破、效益驱动”的方针。

（四）努力培养一支过硬的信息化人才队伍。

我们认为信息化必将为三钢集团的可持续发展提供强劲动力。

本文作者：福建三钢(集团)有限责任公司科技处处长 江善贤