Герхард Каст, Андреас Шифермюллер, Георг Котек, Маркус Хумер Компания AIS Advanced Information Systems GmbH & Co., г. Линц, Австрия

Краткий обзор

Новая система управления складом слябов, разработанная компанией AIS, представляет собой самый современный подход на основе NET-приложений, успешно заменяющий прежние системы подобного рода. Для эффективного применения системы архитектура ПО предоставляет множество разнообразных вариантов конфигурирования, что гарантирует пользователю высокую степень удобства. Основные функции системы обеспечивают ясный и точный обзор продукта, а также удобную связь между приложениями клиента с целью управления материалом. Представленное решение уже проверено на нескольких металлургических предприятиях. Успешный запуск системы на заводах TISCO, Taiuyan (Китай), LISCO, Guangzhou (Китай) и Shougang, Qian'an (Китай) подтвердил компетентность и успех этого нового современного решения.

Мотивация
Основной целью новой системы управления складом слябов (SYM) является выполнение функций интегрированного технического средства для управления слябами в течение всего периода выполнения технологических операций на складе слябов. Такие задачи, как достоверное отражение объема запасов и транспортировка материалов, должны выполняться быстро, точно и оперативно. Управление материальным потоком на основе производственных заданий необходимо для уменьшения количества транспортных операций, что обеспечивает снижение повреждений материала. Работа пользователей зависит от быстрого и постоянного доступа ко всем данным, полученным до и после обработки материалов.
Эти требования должны быть обеспечены удобством системы для пользователя за счет создания простого в применении пользовательского интерфейса, а также легкого и простого взаимодействия с окружающими системами уровня. Представленное ниже решение объединяет в себе топографию склада, управление материально-техническими запасами, управление запросами на транспортировку, управление выполнением транспортировки и технологической обработкой в одной части ПО. В основе решения лежит многолетний опыт компании AIS, накопленный за время участия в нескольких успешных проектах управления складами, прежде всего, во взаимосвязи с системами производственного планирования. Теперь новый подход к ядру системы не ориентирован исключительно на решение, сконцентрированное на базе данных, а заменяет собой устаревшие решения Oracle Forms сложной трехуровневой архитектурой клиент-сервера, написанной полностью на С# под NET-Framework 1.1.
Наш подход к новой системе управления складом слябов позволяет:

• получить 100%-ное представление о материально-производственных запасах;
• оперативно и точно перемещать материалы;
• уменьшить размеры материального ущерба за счет снижения количества перемещений;
• освободить персонал от поиска материала;
• с легкостью в любое время размещать на складе любой сляб;
• получить постоянный доступ к фактическим данным о слябах даже после обработки;
• объем планируемого производства привести в соответствие с запасами слябов.

Таким образом, система улучшит соответствие данных по слябам (и по любой продукции, которую надлежит контролировать), уменьшит затраты и будет способствовать значительному увеличению соотношения «затраты — выгода».

Архитектура системы
Система управления складом слябов состоит из серверной части и набора клиентов. Серверная часть включает в себя базу данных SYM и компонентно-ориентированную бизнес-логику (картриджи), которая загружается при запуске. На рисунке 1 картриджи обозначены буквами от A до J. Каждый картридж соотносится с определенным бизнес-процессом. Картриджи, предполагаемые к загрузке при запуске, можно конфигурировать в файлах инициализации загрузки.

Прямой доступ к информации из базы данных SYM не выполним для всех компонентов, картриджей и клиентов. Каждый доступ к данным проходит через компонент Провайдер данных к компоненту Доступ к данным, который возвращает запрошенные данные Провайдеру данных, который, в свою очередь, снова возвращает их запрашивающему картриджу или клиенту.
Внутренняя связь — от картриджа к картриджу, от клиента к серверу и от сервера к клиенту — осуществляется посредством Брокера запросов. Он получает сообщения и дистанционные обращения к процедуре от компонента Коннектор (соединительное звено), отправляет сообщения и возвращает значение по тому же соединению.
Связь с внешними техническими системами осуществляется не через Коннектор и Брокер запросов, а через картриджи, созданные специально для обработки сообщений и телеграмм от окружающих систем и к ним (уровень 1, уровень 2 …).

Среда технической системы:
SYM взаимодействует с несколькими внешними техническими системами (см. табл.).

Задачи внешних технических систем в среде SYM

Поток данных:
На рисунке 2 изображен поток данных между внешними техническими системами и SYM, при этом потоки данных обозначены латинскими буквами от а до с.

Система SYM соединена с PPS (а) для получения основных данных и производственных маршрутов, а также для отправки в систему данных о слябах и передвижениях материалов. Еще одна связь существует в системе МНЛЗ второго уровня (b), по которой SYM получает производственные планы (а2) и производственные данные. Третье соединение установлено для Уровня 1 МНЛЗ, по которому в SYM поступает информация обо всех автоматических перемещениях материалов, и SYM получает запросы на команды перемещения, которые должны быть исполнены имеющимися в наличии транспортерами.
Что касается клиента, то все пользователи взаимодействуют с SYM путем диалогов, происходящих на этапе визуализации клиентского компьютера, что описано в данной статье в разделе «Интерфейс «клиент — пользователь».

Основные функциональные возможности
В этом разделе рассказывается об основных достоинствах нашей системы управления складом слябов. Под упоминаемыми далее местами хранения имеются в виду участки склада слябов, где могут храниться материалы (слябы).

Линейки
Линейки применяются для описания и ограничения складирования. SYM использует данные линейки для предложения подходящего места складирования каждого сляба. Линейки могут быть либо зафиксированы в соответствии с физическими ограничениями, либо будут зафиксированы позднее на стадии обсуждения проекта. Линейки можно переконфигурировать во время выполнения рабочего цикла. Изменения затронут только последующие расчеты по предложению мест складирования.
Также линейки влияют на результат заказов на перемещение, сформированных вручную, для помощи пользователю при попытке перемещения материала по территории склада слябов.

Отслеживание перемещений материала
Любое перемещение материала, обнаруженное SYM, будет записано, сохранено в базе данных SYM и передано в систему планирования производства. Перемещения материалов распознаются SYM на основании уведомлений от окружающих систем L2 и L1 и управления клиентов в форме либо подтверждения команды на перемещение с терминала крана, либо виртуального перемещения материала на АРМе оператора. Любое перемещение материала, которое выполняется при отсутствии автоматического уведомления, должно быть выполнено через систему SYM, что гарантирует соответствие SYM физическому размещению всей продукции на складе. Это означает, что до тех пор, пока во время производства применяется система, можно гарантировать наличие 100%-ного представления о запасах.

Управление материально-техническими запасами
В основе управления материально-техническими запасами лежит функция отслеживания перемещения материала, предусмотренная в SYM. Для отслеживания перемещений материала SYM полагается на записи данных по любому слябу. Такая запись данных должна быть передана с СС-L2 или введена оператором. В системе SYM предусмотрены все функции для ввоза или вывоза материала со склада слябов или для введения недостающих данных.

Управление расходом материалов
В производственном плане определен производственный маршрут слябов на складе слябов. Производственный маршрут — это последовательность действий по обработке, которые выполняются на складе слябов. Первоначальный производственный план должен формироваться системой PPS, а затем передан в систему SYM при запуске МНЛЗ. В любое время производственный план может быть обновлен через систему планирования производства, а также скорректирован диспетчером (планировщиком) (применяя систему SYM) с учетом фактических нужд производства.
В зависимости от производственного плана команды на перемещение формируются либо автоматически системой SYM, либо оператором с помощью пользовательского интерфейса системы SYM. Если назначением команды перемещения является участок складирования, то на основании линеек SYM определяет место складирования на соответствующем участке складирования. После того как найдено подходящее место складирования, оно передается в управление транспортировкой, которое формирует соответствующие команды для перемещения слябов в это место складирования. Остальные команды на перемещение, например, с участка проверки к весам и маркировщику, задает оператор. В любое время система SYM знает о наличии материала и расположении транспортеров, что позволяет рассчитать оптимальное количество команд на перемещение для того, чтобы достичь определенного местоположения сляба.
Любое перемещение материала в пределах склада слябов, реализуемое системой SYM без взаимодействия с пользователем, основывается на производственном плане.

Обработка
Для корректировки габаритов и качества слябов применяют обработку. На складе слябов выполняются следующие виды обработки: естественное охлаждение, интенсивное охлаждение, проверка, огневая зачистка, резка, взвешивание и маркировка.
Система SYM предусматривает функции:

• добавление/удаление вида обработки;
• изменение последовательности обработки;
• составление перечня слябов, находящихся в очереди на обработку;
• сбор результатов обработки.

Время начала и окончания обработки и ее результаты вводятся оператором и хранятся в базе данных.

Управление перемещением
Команды перемещения запрашивает система SYM либо оператор. Команда перемещения содержит следующую информацию: исходное положение, конечный пункт и количество слябов.
В зависимости от имеющихся в наличии транспортных средств и источника команды перемещения система SYM определяет, какой (какие) кран(ы) следует применить для перемещения слябов в конечный пункт. Для каждого задействованного крана формируется заказ на перемещение. Этот заказ поступает на терминал крана, отображается крановщику и затем выполняется и учитывается крановщиком.
Управление перемещением состоит из следующих функций:

• формирование заявок на перемещение: создать команду на перемещение (и при желании передать ее предпочитаемому крану);
• формирование заказа на перемещение: определить команды на перемещение по заказу на перемещение;
• визуализация исполнения заказов на перемещение. Отображается статус заказов на перемещение и транспортировку;
• удаление команды перемещения: удалить команду перемещения и все соответствующие заказы на передвижение;
• отмена команды перемещения: прекратить исполнение команды перемещения, которое уже началось.

Инвентаризация
Если команды на перемещение выполняются не так, как было указано, или если оператор не учел исполнение команды на перемещение, то графическое изображение запасов склада не будет соответствовать действительности.
При инвентаризации оператор сравнивает графическое изображение запасов с фактическими запасами. Если он обнаруживает различия, то необходимо скорректировать графическое изображение. Участки складирования корректируются с помощью виртуального перемещения материалов; изменяется положение сляба без его физического перемещения. Корректировка не относится к линейкам — графическое изображение запасов корректируется всего лишь для соответствия действительности и поддержания реального отображения настоящего местоположения слябов.

Интерфейс «клиент – пользователь»
По сравнению со старыми системами управления складом слябов, например, ORACLE Forms, для которых было необходимо огромное количество окошек и полей ввода для определения или перемещения материалов, система SYM предлагает графический интерфейс пользователя, разделенный на графическое отображение склада слябов и таблицы внизу экрана для взаимодействия с данными по материалам. На рисунке 3 представлен примерный диалог обзора склада слябов пользовательского интерфейса системы SYM.
Визуализация системы SYM эффективно помогает операторам. Представленные диалоговые возможности корректируются путем файлов инициализации, которые формируются при настройке системы. Каждое АРМ клиента можно сконфигурировать для предоставления различного набора функциональных возможностей. Можно ограничить доступ к вкладкам или даже определенным колонкам редактируемых полей в окошках.
Особые характеристики визуализации:

• графическое изображение всего склада слябов;
• увеличение/уменьшение изображения и виды склада;
• отображение количества слябов и статус каждого участка складирования, мощности для обработки и транспортеры;
• поддержка технологии перетаскивания «drag and drop» — если применимо;
• диалоги поиска, соответствующие контексту приложения;
• отображение новой информации и аварийных сигналов: оператор получает уведомление о событиях (стандартное выполнение деятельности) и аварийных сигналах (непредвиденные события);
• визуализация статуса взаимодействия с другими системами;
• поддержка многоязычности.

Пользователь может получить доступ к следующим вкладкам и параметрам:

• Обзор склада слябов (предоставляет возможность формирования команды на транспортировку, перемещение материальной собственности и управление обработкой материалов).
• Команды перемещения (отображает все создаваемые в настоящее время и активные команды транспортировки с их соответствующими заказами на перемещение по каждому виду транспорта (кран) и позволяет прервать выполнение команды. В отличие от других, вкладки, относящиеся к заказу транспортировки, содержат только окошки с таблицами, не отображая обзора склада слябов).
• Задания (предполагает обзор всех формируемых, активных и выполненных видов обработки (заданий) по каждому материалу на складе слябов. Этот обзор предоставляет функциональную возможность извлечения данных пользователем для определения специальных видов обработки определенного состояния в нужный момент времени).
• Ресурсы (позволяет управлять участком складирования. Оператор всегда может изменить свойства, относящиеся к проверке линейки, во время выполнения программы).
• Материально-технические запасы можно перераспределить по складу простым перетаскиванием материала мышкой («drag and drop»), при этом удаление и перемещение материалов в ячейках автоматически фиксируется в системе.

По заказам клиентов два комплекта конфигурации стали стандартными:

• Администратор-Оператор:содержит полный набор вкладок и функциональных возможностей.
• Диспетчер: содержит выбранный набор вкладок и функциональных возможностей, применяемых для нужд работы в определенной рабочей среде.
• Конфигурация крана: содержит только одну вкладку для приемки заявок на перемещение, а также для поднятия и размещения материалов.

Пользовательские интерфейсы Администратора и Диспетчера сконфигурированы таким образом, чтобы отобразить, по крайней мере, одну вкладку с графическим изображением склада слябов, как представлено на рисунке 3. Терминалы кранов содержат только функциональные возможности перемещения материалов на настоящее или выбранное место склада.
На рисунке 4 представлен пользовательский интерфейс крановщика.

Дополнительные материалы:   SteelPlanner - Решения для повышения производительности производства