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2000年4月，經(jīng)福建省人民政府批準改制設(shè)立的福建三鋼（集團）有限責(zé)任公司，是福建省最大的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。公司現(xiàn)有職工11460人，總資產(chǎn)67.16億元。1997年以來，三鋼圍繞“高效低耗、做大做強”的主戰(zhàn)略，不斷推進企業(yè)產(chǎn)權(quán)制度和內(nèi)部各項管理制度的改革，注重技術(shù)進步，走內(nèi)涵和外延擴大再生產(chǎn)相結(jié)合的路子，企業(yè)實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。2004年產(chǎn)鋼253.69萬噸，實現(xiàn)銷售收入76.66億元，利潤7.65億元，經(jīng)濟效益綜合指數(shù)、總資產(chǎn)貢獻率、資本利稅率、資本收益率和高爐利用系數(shù)、入爐焦比、轉(zhuǎn)爐爐齡、軋鋼綜合成材率等一批主要經(jīng)濟技術(shù)指標連年保持行業(yè)領(lǐng)先水平，已跨入全國特大型鋼鐵企業(yè)行列。企業(yè)被NIEC(國家信息化測評中心)評為 “2003年度中國信息化五百強企業(yè)”之一。
一、信息化背景與企業(yè)現(xiàn)狀
(一)鋼鐵行業(yè)信息化背景
自上世紀末以來，隨著中國加入世界貿(mào)易組織、經(jīng)濟體制改革的深入及民營企業(yè)的崛起，企業(yè)競爭明顯加劇。為適應(yīng)環(huán)境的變化、尋求更好的發(fā)展，中國企業(yè)正在經(jīng)歷著一場變革。在這種背景下，中國企業(yè)的信息化建設(shè)再次出現(xiàn)高潮，鋼鐵企業(yè)在“以信息化帶動工業(yè)化，發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，實現(xiàn)跨越式發(fā)展”的方針指引下，紛紛將信息化納入企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。首先吹響信息化號角的是寶鋼股份公司， 2002年武鋼信息化的成功實施極大地促進了鋼鐵企業(yè)的信息化步伐，全行業(yè)的骨干企業(yè)近兩三年幾十億元的信息化投入、平均不到4年的回報周期，給其它企業(yè)樹立了榜樣。
(二)三鋼信息化現(xiàn)狀
三鋼一向重視計算機技術(shù)在改進生產(chǎn)過程方面的應(yīng)用，現(xiàn)有的生產(chǎn)過程均已實現(xiàn)計算機自動控制，并建立了多個工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，為企業(yè)MES（生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)）的實施提供良好的基礎(chǔ)。進入新世紀，企業(yè)將信息化重點轉(zhuǎn)到全面提升經(jīng)營管理水平上，并明顯加大了信息化建設(shè)的投入。從2000年開始，公司投資400多萬元進行了全公司內(nèi)部1000M/ 100M光纖主干網(wǎng)建設(shè)，2001年已完成覆蓋全公司的企業(yè)管理網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，并實現(xiàn)企業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)的連接。（參見圖1：三鋼集團網(wǎng)絡(luò)拓撲圖）目前運行在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的信息系統(tǒng)有：財務(wù)管理系統(tǒng)、物流信息系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、辦公自動化、視頻會議、檔案管理系統(tǒng)、銷售管理系統(tǒng)。
圖1 三鋼集團網(wǎng)絡(luò)拓撲圖
二、信息化整體規(guī)劃
鋼鐵企業(yè)的信息化是一項技術(shù)難、投資大、時間跨度長且涉及多個領(lǐng)域整合的復(fù)雜系統(tǒng)工程。三鋼在信息化過程中遵循“整體規(guī)劃、分步實施、重點突破、效益驅(qū)動”的方針，堅持效益量化；堅持以財務(wù)為中心，用信息技術(shù)保證財務(wù)、庫存、采購集中化；堅持以客戶為中心的產(chǎn)銷一體化。三鋼信息化整體架構(gòu)按以下四個層次統(tǒng)一規(guī)劃：
4層架構(gòu)（由低到高）為——PCS＋MES＋ERP＋DSS。
第一層：生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)（PCS）。這一層指的是服務(wù)于生產(chǎn)現(xiàn)場的自動控制系統(tǒng)。一般包括PLC、DCS、工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線等。
第二層：制造執(zhí)行系統(tǒng)（ＭＥＳ）。這一層是生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)（PCS）與第三層企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP）的銜接部分，是鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)銷一體化的關(guān)鍵。具體說，這層是一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)或生產(chǎn)作業(yè)線(如高速線材廠)的管控一體化系統(tǒng)，上與ERP相接，接收排產(chǎn)計劃及生產(chǎn)調(diào)度指令；下與PCS相接，向過程控制發(fā)出具體控制計劃、指令。
第三層是企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP）。這層包括各主要職能管理模塊：人力資源管理、財務(wù)管理、采購管理、客戶關(guān)系管理、設(shè)備管理、生產(chǎn)計劃等。
第四層是建立在管理信息系統(tǒng)之上的決策支持系統(tǒng)（DSS）。該層以知識的管理和獲取為核心，通過應(yīng)用數(shù)據(jù)倉庫和聯(lián)機分析處理為管理決策提供強有力的支持。
從技術(shù)角度來看，企業(yè)信息化規(guī)劃應(yīng)綜合考慮這四個層面信息化步調(diào)。在這四個層面中，下層為上層提供數(shù)據(jù)服務(wù)，缺乏下一層的支持，大量數(shù)據(jù)就需要人工輸入，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)失真、多點重復(fù)輸入、數(shù)據(jù)不完備等問題，有違信息化的初衷。三鋼的做法是：由下而上逐級完善，三鋼信息化第一層(過程控制自動化)已相當(dāng)完善，目前信息化的重點定位于完善MES。
三、MES項目介紹
2002年，三鋼公司與福州大學(xué)自動化研究所、廈門大學(xué)自動化系聯(lián)合對三鋼（集團）MES項目的主要關(guān)鍵技術(shù)進行研究和開發(fā)。下面是公司的生產(chǎn)主要特點與信息化應(yīng)用的情況：
(一)三鋼集團生產(chǎn)的主要特點
1. 物資輸送復(fù)雜：工序內(nèi)部環(huán)節(jié)之間、工序之間，火車、汽車、皮帶、管道運輸縱橫交錯。一年進出廠的火車運輸量達800萬噸，汽車運輸量達100萬噸。
2. 能源消耗量大：年消耗電6億千瓦時，耗水4000萬立方米。
3. 能源輸配復(fù)雜：廠內(nèi)二次能源多，如煤氣、蒸汽、氧氣、壓縮空氣等。一個單位既是用能單位，同時又以另一種能源形式向外輸送能源（如焦化廠用煤，又產(chǎn)出焦爐煤氣）。
4. 物資計量多：原料、產(chǎn)品、中間產(chǎn)品的物質(zhì)表現(xiàn)形式以固體、液體等形態(tài)為主，主要通過過磅來確定重量，過磅點多且分散。
5. 能源計量點多：由于能源輸配的復(fù)雜性，能源計量點多（粗步統(tǒng)計達400個計量點），計量儀表形式多樣，數(shù)據(jù)采集難度大。
6. 質(zhì)量檢驗手段多：原料、半成品、成品都以不同的物質(zhì)形式存在，其質(zhì)量特征各不相同，需不同的取樣、分析方法和試驗手段，取樣點、分析點分散。
7. 庫存管理難度大：鋼鐵行業(yè)的大生產(chǎn)決定了物質(zhì)大進大出，物質(zhì)形態(tài)不斷變化，中間庫存量大。按物質(zhì)品種、產(chǎn)地、批次、質(zhì)量等級等進行庫存管理和工序轉(zhuǎn)移，關(guān)系復(fù)雜。
8. 設(shè)備管理難度大：各生產(chǎn)環(huán)節(jié)內(nèi)工藝流程復(fù)雜、多樣，設(shè)備形式各不相同，工業(yè)控制技術(shù)含量高、投入大。
根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)特點，三鋼規(guī)劃了自己的MES體系結(jié)構(gòu)。參見圖2
圖2 三鋼集團MES體系結(jié)構(gòu)
(二)各主要功能模塊的作用www.fjcio.org
1. 生產(chǎn)過程模型化：是三鋼MES流程的核心，根據(jù)與該模塊相連的其它模塊所提供的信息，構(gòu)造生產(chǎn)控制與管理活動所需要的各種類型的模型。
2. 生產(chǎn)過程管理：包括物流控制與管理、生產(chǎn)成本控制與管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、生產(chǎn)調(diào)度等功能，是與企業(yè)資源管理層的生產(chǎn)計劃相對應(yīng)的功能模塊。
3. 生產(chǎn)過程支持系統(tǒng)：提供基于知識和信息的支持，將其它模塊送來的數(shù)據(jù)信息和知識進行加工、處理，形成相應(yīng)的方法、算法或軟件，對MES功能模塊提供支持。
4. 基于工藝目標與技術(shù)經(jīng)濟指標的過程優(yōu)化：對流程生產(chǎn)過程中常見的難以用傳統(tǒng)意義下的模型來描述的過程參數(shù)與工藝目標或技術(shù)經(jīng)濟指標之間的關(guān)系情況，提供過程參數(shù)優(yōu)化支持。
5. 高級控制：包括用于過程優(yōu)化控制的多變量先進控制(MAPC)、智能控制方法和算法、支持其它模塊的控制活動。
6. 控制接口與信息界面：與過程控制層的各個軟硬件相連接，調(diào)用DCS或其它過程控制裝備中的過程信息，并發(fā)出由MES層根據(jù)生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)過程的實際狀況作出的控制信息。
7. 實時調(diào)度：包括基于模型、基于數(shù)據(jù)和基于知識的多種動態(tài)調(diào)度算法，支持生產(chǎn)管理模塊發(fā)出的實時調(diào)度請求。
8. 質(zhì)量管理：管理生產(chǎn)過程中所有與質(zhì)量有關(guān)的信息，包括從過程控制系統(tǒng)獲取的實時過程信息和質(zhì)檢部門的化驗質(zhì)檢信息。對生產(chǎn)過程的全程進行質(zhì)量監(jiān)測、預(yù)報。
9. e安全控制與管理：提供基于數(shù)據(jù)、模型和知識的生產(chǎn)過程故障診斷和預(yù)報、過程故障狀態(tài)下運行模式的調(diào)整組態(tài)以及基于遠程網(wǎng)絡(luò)支持的安全事故處理等。
10. e運行操作支持：提供流程生產(chǎn)過程中頻繁發(fā)生的設(shè)備啟停操作支持，包括基于遠程網(wǎng)絡(luò)咨詢的支持。
11. e設(shè)備維護管理：提供重要設(shè)備的實時狀態(tài)監(jiān)控、設(shè)備故障預(yù)測、基于遠程網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備技術(shù)咨詢和備品采購等支持。
12. 流程模擬：以生產(chǎn)過程模型化模塊提供的各類模型為基礎(chǔ)，提供MES中各個功能模塊運行的可視化流程模擬支持。
13. 資產(chǎn)動態(tài)管理：與企業(yè)資源管理中靜態(tài)的資產(chǎn)管理相連接，對生產(chǎn)過程的中間庫存和中間產(chǎn)品動態(tài)信息進行管理，提供成本和物流控制與管理的信息支持。
(三)項目計劃及實施
整個三鋼MES計劃分兩期完成，第一期（2002-2004年）完成如下內(nèi)容：
1. 三鋼MES運行環(huán)境的建設(shè)。主要為：管理系統(tǒng)與生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)接口的對接（管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)已基本建成）；實時數(shù)據(jù)庫及其與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的接口的對接。
2. 大宗物流控制與管理子系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用。對大宗原材料、中間產(chǎn)品、產(chǎn)品的重量和質(zhì)量進行管理。大宗物流管理子系統(tǒng)將全廠10個磅房進行連網(wǎng)，并將質(zhì)檢部門、運輸部門、倉管部門的有關(guān)業(yè)務(wù)集成為一個整體，對大宗原材料、中間產(chǎn)品、最終產(chǎn)品的運輸過程、質(zhì)量檢驗、重量計量進行跟蹤處理。從而有效控制和管理占三鋼63%生產(chǎn)總成本的部分。www.fjcio.org
3. 質(zhì)量管理子系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用。質(zhì)量信息包括實時數(shù)據(jù)庫中的實時過程信息和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中的化驗質(zhì)檢信息，在此采用數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)對生產(chǎn)過程的全程進行質(zhì)量監(jiān)測、預(yù)報。質(zhì)量臺賬的建立，通過與產(chǎn)品化驗室的檢驗數(shù)據(jù)的交互，形成質(zhì)量性能臺賬，進行性能判定；物料質(zhì)量跟蹤，在生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中對物料質(zhì)量信息進行管理，主要體現(xiàn)在各工序中原料和產(chǎn)品質(zhì)量判定，建立物料的質(zhì)量跟蹤臺賬，并依此進行質(zhì)量跟蹤。在綜合質(zhì)量管理子系統(tǒng)的支持下，公司能夠及時對各質(zhì)量指標進行考核與分析；通過頻數(shù)分布了解質(zhì)量動態(tài)；鐵水、鋼水均實現(xiàn)熱裝熱送；產(chǎn)品質(zhì)量實行爐號管理；網(wǎng)上能隨時掌握每批次原材料、中間產(chǎn)品和產(chǎn)品的所有質(zhì)量數(shù)據(jù)，并跟蹤考核。
4. 生產(chǎn)計劃與生產(chǎn)調(diào)度子系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用，主要有：年、月、周、日生產(chǎn)計劃及計劃完成情況（包括品種、規(guī)格、產(chǎn)量）；年、月大宗原、燃材料需求計劃，原料消耗及單耗完成情況；生產(chǎn)過程重要事項的通報和調(diào)度.
5. 能源管理子系統(tǒng)，它對各分廠的水、電、風(fēng)、汽等能源消耗信息進行采集、統(tǒng)計、分析，優(yōu)化能源調(diào)度，通過建立能源優(yōu)化分配模型和集中統(tǒng)一調(diào)度，在保證生產(chǎn)的前提下，對能源生產(chǎn)消耗實行動態(tài)平衡和實時監(jiān)控、管理考核。
6. 先進控制與優(yōu)化控制技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，第一期主要用于石灰爐、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼四個分廠的關(guān)鍵工序。
7. e安全控制與管理子系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用。在實時數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，借助生產(chǎn)過程模型和知識，對生產(chǎn)過程的故障進行診斷和預(yù)報、過程故障狀態(tài)下運行模式的調(diào)整組態(tài)，并對基于遠程網(wǎng)絡(luò)支持的安全事故處理等進行支持。第一期主要用于煉鋼和煉鐵兩個分廠。
(四)主要經(jīng)濟效益www.fjcio.org
MES系統(tǒng)對提高企業(yè)經(jīng)營管理水平，促進企業(yè)的發(fā)展具有較大的經(jīng)濟效益，體現(xiàn)在以下幾方面：www.fjcio.org
1. 降低物資庫存資金占用金額。根據(jù)統(tǒng)計，三鋼物資庫存資金平均占用額35000萬元。借助管理信息系統(tǒng)促進倉庫與采購者之間的信息溝通，避免重復(fù)采購，可以減少10%的庫存，即3500萬元的庫存資金。(按相同生產(chǎn)規(guī)模比較)
2. 利用質(zhì)量管理系統(tǒng)，加快信息傳遞，避免劣質(zhì)原料以次充好進入貨場，預(yù)計通過原料把關(guān)，年可挽回經(jīng)濟損失100萬元。
3. 利用質(zhì)量管理系統(tǒng)將質(zhì)量信息傳遞至生產(chǎn)現(xiàn)場指導(dǎo)生產(chǎn)操作，并對生產(chǎn)過程的關(guān)鍵工段采用先進控制，可提高生產(chǎn)效益1%，年鋼產(chǎn)量增加2萬噸，減少原材料消耗0.5%，增利800萬元。
4. 應(yīng)用能源管理系統(tǒng)加強能源的輸配、管理，預(yù)計可節(jié)能1%，每噸鋼降低成本3元，年效益600萬元。www.fjcio.org
四、信息化總結(jié)www.fjcio.org
信息化是企業(yè)全面提升經(jīng)營管理水平和核心競爭能力的有效工具，是企業(yè)將信息技術(shù)有效應(yīng)用于生產(chǎn)、經(jīng)營、管理的長期系統(tǒng)工程。三鋼近幾年在應(yīng)用信息化帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造方面進行了大量的探索和實踐，取得了一些成績?？偨Y(jié)這幾年的信息化工作，我們認為走好企業(yè)信息化之路關(guān)鍵在于以下幾個方面：www.fjcio.org
（一）在結(jié)合企業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展戰(zhàn)略的前提下，制定完善和可行的企業(yè)信息化規(guī)劃，以規(guī)劃指導(dǎo)實施企業(yè)信息化。
（二）加強信息化宣傳和培訓(xùn)工作，提升全體職工(尤其是管理人員)的信息化意識和信息技術(shù)應(yīng)用水平。www.fjcio.org
（三）要堅持“整體規(guī)劃、分步實施、重點突破、效益驅(qū)動”的方針。
（四）努力培養(yǎng)一支過硬的信息化人才隊伍。
我們認為信息化必將為三鋼集團的可持續(xù)發(fā)展提供強勁動力。
本文作者：福建三鋼(集團)有限責(zé)任公司科技處處長 江善賢 福建三鋼(集團)有限責(zé)任公司計算機中心副主任 李 堅 | 
