夏志明¹，王 懿²，丁 騰¹，張 鑫²，彭順成²，白樹清¹

( 1． 河冶科技股份有限公司 運(yùn)保中心，河北 石家莊 050035; 2． 北京金自天正智能股份有限公司，北京 100070)

摘要: 介紹了河冶科技股份有限公司煉鋼分廠針對(duì)原料工段出入庫(kù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性差、盤庫(kù)所需時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，對(duì)吊鉤秤稱重系統(tǒng)實(shí)施信息化改造的過(guò)程。通過(guò)鋪設(shè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，為配料人員配備手持 PDA，吊鉤秤增加二次儀表等措施，實(shí)現(xiàn)了原料工段稱重?cái)?shù)據(jù)的自動(dòng)采集，改變了庫(kù)存管理流程，庫(kù)存盤點(diǎn)由“每月一結(jié)”到隨時(shí)查詢，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性明顯提高。

關(guān)鍵詞: 吊鉤秤改造; 串口通訊; 信息化管理

0  引言

河冶科技股份有限公司煉鋼分廠原料工段是全公司生產(chǎn)的源頭，它的重要職責(zé)主要是接收、存儲(chǔ)廢鋼、合金等生產(chǎn)原料; 同時(shí)，為后續(xù)冶煉工序配料。

每次配料重量都關(guān)系到后續(xù)工序的產(chǎn)量和質(zhì)量; 而原料的實(shí)際庫(kù)存情況，對(duì)生產(chǎn)是否能夠順利進(jìn)行，也至關(guān)重要。但是原料工段的入庫(kù)/出庫(kù)單據(jù)主要依靠手工填寫; 而每次盤庫(kù)也要依據(jù)這些手工單據(jù)，所以盤庫(kù)時(shí)間長(zhǎng)，數(shù)據(jù)與實(shí)際庫(kù)存容易出現(xiàn)差錯(cuò)，不能讓相關(guān)單位及時(shí)準(zhǔn)確地了解庫(kù)存情況。

為此，河冶科技股份有限公司在實(shí)施“鋼鐵生產(chǎn)智能管控系統(tǒng)”項(xiàng)目之初，就將原料工段吊鉤秤改造作為基礎(chǔ)信息化改造的重要部分。

1 改造主要內(nèi)容

1． 1 改造前原料車間稱重系統(tǒng)狀態(tài)

改造前的原料車間，每次稱重，都要靠配料工觀察原吊鉤秤的隨秤顯示，手動(dòng)記錄稱量值。由于吊鉤秤的隨秤顯示屏太小，而且廢鋼配料需要多次裝卸，導(dǎo)致工人記錄工作繁雜，容易出現(xiàn)記錄錯(cuò)誤情況。另外，物料的流轉(zhuǎn)、出/入庫(kù)管理都需要手工入賬，給原料庫(kù)的日常工作帶來(lái)很大繁雜工作，以及管理上的隱患。

原料工段入庫(kù)工作流程如圖 1 所示。

原料工段配料工作流程如圖 2 所示。

經(jīng)過(guò)對(duì)改造前的入庫(kù)流程進(jìn)行分析，認(rèn)為造成入庫(kù)工作不便利的主要原因有以下 2 個(gè)方面:

( 1) 吊鉤秤稱重?cái)?shù)據(jù)需要人工采集、記錄。

( 2) 所有單據(jù)需要人工整理登記。

鑒于此，以吊鉤秤稱重?cái)?shù)據(jù)自動(dòng)采集為核心，實(shí)施信息化改造，減輕原料工段工作復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。

1． 2 原料工段稱重系統(tǒng)硬件改造內(nèi)容

首先，在原料工段鋪設(shè)了無(wú)線網(wǎng)絡(luò); 為配料人員配備了支持 WIFI 通訊的手持 PDA。

其次，對(duì)原料車間的吊鉤秤進(jìn)行了升級(jí)，增加了二次儀表，使其具備串口通訊能力，并增加串口服務(wù)器，將吊鉤秤二次儀表發(fā)出的通信報(bào)文信號(hào)“一分為二”，一路串口信號(hào)與新增設(shè)的重量顯示大屏相連，便于操作人員觀察，解決了原吊鉤秤的隨秤顯示屏太小，不便于操作人員觀察、記錄難題; 另一路串口信號(hào)通過(guò)串口轉(zhuǎn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，與新鋪設(shè)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相連，將吊鉤秤通信報(bào)文通過(guò)網(wǎng)絡(luò)送至“數(shù)采服務(wù)器”，“數(shù)采服務(wù)器”負(fù)責(zé)解析報(bào)文，從而完成了自動(dòng)采集吊鉤秤稱重的重量值的功能; 然后，“數(shù)采服務(wù)器”將吊鉤秤的實(shí)際測(cè)量值，實(shí)時(shí)傳遞給操作人員的手持 PDA。

最后，操作人員可以在手持 PDA 上，完成將重量值與其對(duì)應(yīng)的物料名稱匹配工作，形成電子入庫(kù)或出庫(kù)單，返回給“煉鋼二級(jí)核心服務(wù)器”; 最終，通過(guò)服務(wù)器上的庫(kù)存管理模塊，實(shí)現(xiàn)原料庫(kù)的實(shí)時(shí)管理、及時(shí)盤庫(kù)的功能。

改造完成后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖 3 所示。

1． 3 改造后稱重工作流程

改造完成后，原料工段的入庫(kù)流程如圖 4 所示。

接料人員通過(guò)手持 PDA，在入庫(kù)過(guò)程中，主要完成以下工作:

(1) 操作人員核對(duì)供貨商的采購(gòu)信息與手持PDA 上的派工單信息是否一致，核實(shí)采購(gòu)單上原料信息與目標(biāo)料位的儲(chǔ)料信息是否符合，核實(shí)質(zhì)檢單的正確和完整性。

(2) 卸料過(guò)程中，操作人員在 PDA 上確認(rèn)每次卸載原料重量( 核實(shí)手持 PDA 上數(shù)據(jù)與大屏顯示值是否一致) ，而由系統(tǒng)自動(dòng)累計(jì)，直到卸載完成。

(3) 操作人員確認(rèn)最終“累計(jì)重量”( 由系統(tǒng)生成) ; 此時(shí)生成電子入庫(kù)單，并上傳服務(wù)器。

服務(wù)器收到“電子入庫(kù)單”后，立即自動(dòng)對(duì)庫(kù)存情況進(jìn)行一次更新，使服務(wù)器中的庫(kù)存信息與實(shí)際庫(kù)存情況相匹配。

原料車間的配料( 出庫(kù)) 流程較改造前，也發(fā)生了根本變化，其流程如圖 5 所示。

配料人員通過(guò)手持 PDA，在配料過(guò)程中，主要完成以下工作:

(1) 配料人員在手持 PDA 上，根據(jù)配料單提示，選擇物料，開始配料。

(2) 配料過(guò)程中，操作人員在 PDA 上確認(rèn)每次獲取原料重量( 核實(shí)手持 PDA 上數(shù)據(jù)與大屏顯示值是否一致) ，而同種原料的重量由系統(tǒng)自動(dòng)累計(jì)，直到配料完成。

(3) 配料人員確認(rèn)最終“累計(jì)重量”( 由系統(tǒng)生成) ; 此時(shí)并不生成最終的電子出庫(kù)單，而是在配料到達(dá)目的地后，由該工序接收工人核實(shí)后，在手持PDA 上確認(rèn)，才生成最終的電子出庫(kù)單，并上傳服務(wù)器。

服務(wù)器收到“電子出庫(kù)單”后，立即自動(dòng)對(duì)庫(kù)存情況進(jìn)行一次更新，保證服務(wù)器中的庫(kù)存信息與實(shí)際庫(kù)存情況相匹配。

至此，可以看到，通過(guò)改造，原料的入庫(kù)及出庫(kù)流程都有了較大的改變，主要體現(xiàn)在吊鉤秤稱重?cái)?shù)據(jù)的“不落地”，以及原料庫(kù)存情況的信息化。

1． 4 原料工段稱重系統(tǒng)軟件功能實(shí)現(xiàn)

將吊鉤秤的稱重信號(hào)數(shù)字化是此次改造的一個(gè)重要內(nèi)容，也是改造成功與否的重要基礎(chǔ)。改造后，吊鉤秤匹配的二次儀表以 ASCII 碼字符串的報(bào)文形式，每秒對(duì)外發(fā)布一次吊鉤秤的狀態(tài)信息，其中不僅包括實(shí)時(shí)重量，還包括歷史重量等重要信息，所以是否能夠準(zhǔn)確解析這些信息對(duì)此次改造至關(guān)重要。為此，在“數(shù)據(jù)采集服務(wù)器”上，專門編寫了一個(gè)接口程序，解析吊鉤秤二次儀表發(fā)送的報(bào)文( 表 1) 。

其中:

＜ STX ＞ : ASCII 起始符( 02H)

狀態(tài)字:

A: Bit0 ～ 2，表示小數(shù)點(diǎn)位置; Bit3、4，表示稱重值分度因子; 其他保留。

B: Bit0，毛重/凈重，0 為毛重，1 為凈重; Bit1，顯示值符號(hào)，0 為正，1 為負(fù); Bit2，0 為正常，1 為超載;

Bit3，0 為穩(wěn)定，1 為動(dòng)態(tài); Bit4，0 為 t，1 為 kg; Bit5，保留; Bit6，1 為儀表上電。

C: Bit3，1 為有打印命令; Bit4，1 有擴(kuò)展顯示; 其他 Bit 為保留位。

吊鉤秤顯示重量: 按二次儀表預(yù)先設(shè)定，為毛重或凈重，6 位數(shù)字( 不帶符號(hào)和小數(shù)點(diǎn))

皮重: 6 位數(shù)字( 不帶符號(hào)和小數(shù)點(diǎn))

＜ CR ＞ : ASCII 碼回車符( 0DH)

＜ CKS ＞ : 報(bào)文校驗(yàn)

報(bào)文解析程序的流程如圖 6 所示。

該程序投入運(yùn)行后，運(yùn)行穩(wěn)定，對(duì)報(bào)文解析正確，不但為手持 PDA 提供了準(zhǔn)確的稱量數(shù)據(jù)，還使“煉鋼二級(jí)服務(wù)器”對(duì)吊鉤秤狀態(tài)的監(jiān)視以及維修管理提供了在線監(jiān)測(cè)手段。

2 改造后效果驗(yàn)證

首先，通過(guò)改造，不但實(shí)現(xiàn)了原料工段的稱重?cái)?shù)據(jù)的自動(dòng)采集功能，而且實(shí)現(xiàn)了原料工段庫(kù)存管理的信息化。通過(guò)“數(shù)據(jù)不落地”，減少了“人為”疏忽造成的庫(kù)存信息錯(cuò)誤，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，每月“平庫(kù)”即庫(kù)存總量和( 爐料消耗 + 庫(kù)存剩余量) 的實(shí)績(jī)誤差大幅度減小，準(zhǔn)確性平均提高了 4% 左右。

其次，通過(guò)改造，改變了庫(kù)存管理流程，降低了庫(kù)存管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，將原來(lái)的庫(kù)存轉(zhuǎn)運(yùn)/接受人員由 3 ～ 4 人，減少到 2 人，實(shí)現(xiàn)了降本增效、提高工作效率的目的。

最后，通過(guò)改造，提高了庫(kù)存信息、物料流轉(zhuǎn)信息更新的“時(shí)效性”; 實(shí)現(xiàn)了原料工段的庫(kù)存盤點(diǎn)“實(shí)時(shí)化”; 盤庫(kù)周期已經(jīng)從“每月一結(jié)”，變成現(xiàn)在的庫(kù)存情況可以隨時(shí)查詢，采購(gòu)部也可以根據(jù)實(shí)績(jī)庫(kù)存，而不是根據(jù)月結(jié)庫(kù)存制定采購(gòu)計(jì)劃，減小廢鋼采購(gòu)周期，降低了庫(kù)存成本，為進(jìn)一步的原料工段精細(xì)化管理奠定了基礎(chǔ)。

3 進(jìn)一步的改善空間

此次改造，雖然使河冶科技煉鋼分廠原料工段的管理在信息化方面取得了較好的進(jìn)展，但是仍然存在較大的提升空間。例如，利用日趨成熟的 RFID技術(shù)以及行車定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)行車無(wú)人駕駛，料倉(cāng)精確定位等功能，實(shí)現(xiàn)原料車間的真正意義上的“智能化”、“精細(xì)化”管理。

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