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原料工段出入庫數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性差、盤庫所需時(shí)間長等問題，對吊鉤秤稱重系統(tǒng)實(shí)施信息化改造的過程。通過鋪設(shè)無線網(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)的自動采集，改變了庫存管理流程，庫存盤點(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)際庫存情況，對生產(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/出庫單據(jù)主要依靠手工填寫; 而每次盤庫也要依據(jù)這些手工單據(jù)，所以盤庫時(shí)間長，數(shù)據(jù)與實(shí)際庫存容易出現(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/入庫管理都需要手工入賬，給原料庫的日常工作帶來很大繁雜工作，以及管理上的隱患。

原料工段入庫工作流程如圖 1 所示。

原料工段配料工作流程如圖 2 所示。

經(jīng)過對改造前的入庫流程進(jìn)行分析，認(rèn)為造成入庫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，對原料車間的吊鉤秤進(jìn)行了升級，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“一分為二”，一路串口信號與新增設(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; 另一路串口信號通過串口轉(zhuǎn)無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，與新鋪設(shè)的無線網(wǎng)絡(luò)相連，將吊鉤秤通信報(bào)文通過網(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應(yīng)的物料名稱匹配工作，形成電子入庫或出庫單，返回給“煉鋼二級核心服務(wù)器”; 最終，通過服務(wù)器上的庫存管理模塊，實(shí)現(xiàn)原料庫的實(shí)時(shí)管理、及時(shí)盤庫的功能。

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，原料工段的入庫流程如圖 4 所示。

接料人員通過手持 PDA，在入庫過程中，主要完成以下工作:

(1) 操作人員核對供貨商的采購信息與手持PDA 上的派工單信息是否一致，核實(shí)采購單上原料信息與目標(biāo)料位的儲料信息是否符合，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)生成電子入庫單，并上傳服務(wù)器。

服務(wù)器收到“電子入庫單”后，立即自動對庫存情況進(jìn)行一次更新，使服務(wù)器中的庫存信息與實(shí)際庫存情況相匹配。

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

配料人員通過手持 PDA，在配料過程中，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單，并上傳服務(wù)器。

服務(wù)器收到“電子出庫單”后，立即自動對庫存情況進(jìn)行一次更新，保證服務(wù)器中的庫存信息與實(shí)際庫存情況相匹配。

至此，可以看到，通過改造，原料的入庫及出庫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，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( 不帶符號和小數(shù)點(diǎn))

皮重: 6 位數(shù)字( 不帶符號和小數(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“煉鋼二級服務(wù)器”對吊鉤秤狀態(tài)的監(jiān)視以及維修管理提供了在線監(jiān)測手段。

2 改造后效果驗(yàn)證

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

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

其次，通過改造，改變了庫存管理流程，降低了庫存管理人員的勞動強(qiáng)度，將原來的庫存轉(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，通過改造，提高了庫存信息、物料流轉(zhuǎn)信息更新的“時(shí)效性”; 實(shí)現(xiàn)了原料工段的庫存盤點(diǎn)“實(shí)時(shí)化”; 盤庫周期已經(jīng)從“每月一結(jié)”，變成現(xiàn)在的庫存情況可以隨時(shí)查詢，采購部也可以根據(jù)實(shí)績庫存，而不是根據(jù)月結(jié)庫存制定采購計(jì)劃，減小廢鋼采購周期，降低了庫存成本，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)行車無人駕駛，料倉精確定位等功能，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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