冷轧MES质量管理模块的研究

第40卷第6期2016年11月冶金自动化Metallurgical Industry AutomationVol．40No．6，p73－76November2016·经验交流·doi：10．3969/j．issn．1000-7059．2016．06．016冷轧MES质量管理模块的研究韩春芳，刘金军（北京首钢自动化信息技术有限公司信息事业部，北京100041）摘要：质量管理是整个MES中的核心模块，冷轧质量管理主要是对钢卷的力学、化学、表面、外观和磁性能等要求进行检验，根据标准进行判定并提供数据分析。

为了使信息化系统更加健壮，适应多变的业务场景，将MES中的质量管理模块高度可配置化，对于业务规则的变化不需要软件开发人员干预，直接由用户操作，可以很方便地将各项离散的质量判定参数及判定要求维护到系统中，满足了不同类别和品种的冷轧产品在生产管控过程中质量检测多样性及多变性要求，极大提高了冷轧生产工作效率。

关键词：MES；质量管理；冷轧生产线文献标志码：B文章编号：1000-7059（2016）06-0073-04Quality management module research of cold rolling MESHAN Chun-fang，LIU Jin-jun（Information Business Department of Beijing Shougang Automation＆Information Technology Co．，Ltd．，Beijing100041，China）Abstract：Quality management is the core module of the whole MES．The quality management of cold rolling is mainly about testing the requirement of mechanical and chemical properties，surface，ap-pearance and magnetic performence of steel coil，determining the quality of the steel coil according to the standard and providing the data analysis of the result．In order to make the information system more robust and adapt to changeable business scenarios，the quality management module of MES is made highly configurable．Changes of business rules do not need to be interfered by software develop-ers，but directly operate by users，which is fairly convenient to upgrade the discrete quality decision parameters and the requirment of it into the system．This management method meets the requirement for variability in quality test during the production control of cold rolling product with different types，and improves the production efficiency significantly．Key words：MES；quality management；cold rolling production line某大型国企冷轧厂生产线多、品种多、检验项目多、检测频次不统一且随着生产节奏随时在调整，其中需要取样的生产线占总生产线的1/3。

未实施MES［1－2］前存在各专业及岗位工作强度极大、部门间信息传递不及时、上下道机组间物料信息不衔接等问题，主要表现在以下几个方面：每条生产线下线的物料需现场操作人员针对表面、外形等检测结果及对应的缺陷记录工艺卡片及手工台账，导致岗位操作人员工作强度大，手工台账又极容易出现错误；检化验的检测要求由技术室下发技术文件到检验室，部门之间通过文件形式沟通，信息传递不及时；检验人员需熟作者简介：韩春芳（1985—），女，助理工程师；收稿日期：2016-04-19冶金自动化第40卷记不同牌号、不同检测项目的检测要求，由于检测项目多，因此项目的检测频次几乎全部为一卷检测一次，仅有个别检测项目为6卷检测一次，导致检验人员检验压力大且公司成本增加；出现质量异议时，只能人工参考岗位在整个生产过程中记录的工艺卡片与手工台账，每次分析都带来很大工作量，影响工作效率和工作质量，对于技术人员来讲是人力资源的巨大浪费；由于缺少数据分析，很难进行工艺优化，提高产品质量。

为解决以上问题，北京首钢自动化信息技术有限公司于2012年按照一体化质量管控体系要求完成技术质量业务体系建设和系统平台搭建，自主实施分步建设覆盖冷轧生产线的制造执行管理信息平台（MES），实现生产全过程的作业排序、生产执行、质量管理［3－4］、物流管控的高效管理。

按照“集中整体、分层能级”的管控原则，将新建生产线纳入MES平台进行统一管控，实现企业资源的统一集成和高效配置。

1质量管理抽象出的主要业务冷轧生产质量管理抽象出来的主要业务包括：（1）取样规则配置。

配置取样所需规则参数。

（2）主数据维护。

对于质检过程中所需缺陷信息及自动综合判定所依赖的规则数据进行维护。

（3）检化验管理。

包括取样指令生成、对样品进行取样、生成委托单并下发检化验系统（LIMS）、对于LIMS返回的性能结果进行性能赋值判定等。

（4）质量判定。

包括各生产机组表面判定、外观判定、机组间综合判定等。

（5）评审。

对于判定不合格的物料人工给出处置意见。

（6）质保书管理。

根据订单信息与物料对应的检化验实绩及判定结果，按订单要求生成质量保证书数据，并提供质量证明书或说明书的查询和打印预览。

质量管理流程图如图1所示，图中虚线部分表示与质量管理有交互的其他系统管理模块。

PDO—冷轧设备机组上传MES的物料规格及生产工艺信息。

图1质量管理流程图Fig．1Quality management flow chart2质量管理主要功能冷轧质量管理负责对冷轧卷从产出到发货过程中的质量监控，主要包括取样规则配置、自动综合判定、表面检查、理化检验委托、动态质保书打印、报表分析等内容，其中，理化检验委托需要与LIMS交互，只有综合判定合格的物料才允许进入下道机组生产。

2．1取样规则配置取样规则配置用于物料PDO产出时，依据设备机组、产品类型、钢种等信息，读取生产订单内控参数中的检验参数要求（PDO产出分组过程中必须保证有订单），结合取样规则配置中对不同测试项的取样规则要求生成取样计划及检测要求并选择共享母卷上某部分质量检测数据。

·47·第6期韩春芳，等：冷轧MES 质量管理模块的研究通过对取样规则动态配置，可灵活控制生产线是否生成样品信息，系统支持随生产变化灵活调整测试项的检测频次、是否头尾检测及对母卷的复制要求等，当有新牌号或新生产线时，只需要按生产要求配置相关取样规则即可。

取样规则配置功能满足了整个冷轧生产线不同类别和品种的产品在生产过程中对质量检测的多样性和多变性要求，设定了可配置、可扩展的质量主数据，将离散的质量判定参数及判定要求，通过一定的有机组合产生无尽的规则变化及要求，更方便进行质量管理。

PDO 产出时，依托PDO 信息及取样规则配置主数据生成取样信息，样品生成流程见图2。

是取样机组执行取样计划Y结束N设备机组PDI 下发产线排序PDO 产出取订单或机组测试项测试项在头/尾生成测试项取样频次生成样品PDI —MES 下传给冷轧设备机组的生产指令。

图2样品生成流程图Fig．2Sample flow chart2．2自动综合判定自动综合判定主要用于过程产品在机组间流转时对物料的质量进行把控，质检判定过程中会涉及物料摘单及包装方式的改变。

可参与自动综合判定的处置意见包括15种，如表面、外形、磁性能、横向厚差、性能等，每种处置意见可对应9个质量等级。

自动综合判定规则由质检专业人员按产品在各工序的质量检测要求，通过前台界面直观、便捷地进行灵活配置，当配置的处置意见都有检测结果时，系统根据自动综合判定规则对过程产品自动给出综判结果，作为过程产品能否进入下道工序生产的依据。

2．3表面检查表面检查用于岗位操作人员在钢卷下线后对钢卷表面质量进行的判定，为便于用户操作及考虑一些实际业务，在系统中设计了以下功能。

（1）按用户权限显示物料。

例如连退岗位无法看到上道工序的产出物料，为避免岗位间误判，快速定位本机组物料，同时考虑让用户了解当前物料上道工序的产出情况，系统支持显示物料上道机组的缺陷及质检信息，但不允许更改。

（2）过程产品自动表面检查。

该功能主要针对冷轧所有过程产品在质量检查过程中［5］，系统针对物料缺陷信息，通过追溯表规则计算，自动给出物料的处置意见（合格或评审）及判定原因并自动触发综合判定。

也可据现场实际情况，人工修改表面处置意见及对应的判定原因，人工干预时以人工录入为主。

该功能不仅减少了人工实际操作失误，对物料的管理也更加精准。

（3）分机组显示缺陷。

由于冷轧生产线多、缺陷种类多，因此，对物料录入缺陷信息时，需要在缺陷主数据中选择缺陷名称，虽然系统有首字母匹配缺陷名称功能，但录入信息时，其中一部分缺陷非本机组缺陷，导致岗位使用不便，容易出错。

为此，质量模块设计了分机组显示缺陷功能，只需将细化后的缺陷编码在机组缺陷主数据管理页面按机组配置完成，系统即可根据物料对应的机组自动显示维护的缺陷信息。

缺陷分机组显示功能便于快速定位本机组缺陷信息，避免因人工误操作添加本机组外缺陷信息的情况。

2．4理化检验委托质量设计主要是将客户的订货要求转换为指导工厂生产的生产订单，完成订货标准+特殊需求的内部产品标准设计、企业生产判定的目标值及内控标准设计、企业生产的工艺路线及工艺控制参数PDI 即制造标准设计等。

理化检验委托主要是根据订单质量设计的内控标准，在PDO 产出后，针对生成的样品，取·57·冶金自动化第40卷样委托给LIMS，通过下达取样指令和试验要求，接收从LIMS收集的检化验实绩，为质量判定、质保书打印做好铺垫。