КИС
Побывав на Магнитогорском металлургическом комбинате (ММК, www.mmk.ru), автор статьи хотел бы рассказать о некоторых особенностях его автоматизированной системы управления, точнее, о ее производственной части - АСУ “Производство”. Специалисты по ERP (которых трудно удивить большими масштабами проектов) отмечают такие уникальные характеристики системы, как распределенная структура и органичная интеграция с десятками АСУТП, работающих в режиме реального времени.
На ММК организовано многопередельное производство. Так, железная руда сначала попадает на горно-обогатительные фабрики, потом в домнах превращается в чугун, а затем в кислородном конвертере с помощью специальных добавок переплавляется в сталь. Полученные после разлива стали слябы поступают в прокатные цеха, откуда уже выходят металлические листы, трубы, профили, проволока и т. д. - десятки разных видов продукции.
Юрий Ипатов: “Информационная система живет, дышит,
модернизируется. Это непрерывный процесс - диалектика”
В отличие от других металлургических предприятий страны Магнитка работает практически без использования складов сырья и готовой продукции. Поступающее сырье сразу идет на переработку (например, вагоны с железным окатышем - в доменный цех), а произведенный металл грузится в вагоны и тут же отправляется заказчикам.
На огромной площади ММК (около 50 кв. км) расположено более 100 цехов, причем некоторые из них удалены друг от друга на два-три десятка километров. Сырье и полуфабрикаты в железнодорожных вагонах порой движутся по территории комбината до полусуток. Из-за больших расстояний и сложных производственных условий идеальные линии связи между всеми цехами и участками пока построить не удалось. Что касается складов для продукции, появляющейся на промежуточных переделах, то они редко содержат запас более чем на три рабочих дня.
Все перечисленное накладывает на систему управления три критически важных требования: она должна работать в реальном времени, быть распределенной и обеспечивать точное планирование производства в соответствии с имеющимися заказами.
Еще до начала исполнения любого конкретного заказа определяется, в какой плавке кислородно-конвертерного цеха будет изготовлен соответствующий металл и на какой прокатный стан он затем попадет (возможны разные варианты, поскольку некоторые листопрокатные цеха функционально дублируют друг друга). Каждый металлический сляб и рулон имеет свой паспорт. Немного забегая вперед, отмечу, что автоматизированная система ММК позволяет увидеть всю эту информацию и ход выполнения заказа через интрасеть.
Кроме планирования система управления производством решает и другие задачи, в частности, предоставляет оперативную информацию руководителям различных уровней, обеспечивает гарантированное качество готовой продукции, выдерживает сроки исполнения заказов, снижает затраты. Для успешного решения этих задач выработаны пять принципов: однократный ввод информации, многоступенчатый контроль, унификация интерфейсов, возможность автономной работы подсистем, баланс распределенности и централизации.
На ММК используются открытые технологии, что помогает наращивать ИС, не теряя сделанных ранее инвестиций. В структуре системы управления производством выделяют три уровня.
Цеховой уровень охватывает цеховые переделы и агрегаты, склады, участки отгрузки. Здесь собираются сведения о продукции на различных этапах передела, ведется анализ качественных показателей в соответствии со стандартами и требованиями заказчика, формируются инструкции по режимам обработки и отчетная документация по производству. В рамках этого же уровня решаются задачи оптимизации складских операций, создается пакет сопроводительных документов для отгрузки продукции.
Уровень оперативного управления обслуживает диспетчерскую управления производством и планово-диспетчерские бюро цехов. Здесь идет текущее планирование производства, в частности, генерируются заявки на подкат на основании портфеля заказов для каждого цеха.
Верхний уровень автоматизации распространяется на отделы управления производством, контроля и приемки продукции. Сюда поступает информация из АСУ “Заказ” (выполненной на СУБД Oracle), из финансово-бухгалтерской системы (на СУБД Informix), на этом же уровне обрабатываются данные об отгрузке и рекламациях, ведется перспективное планирование производства. Сформированный портфель заказов рассылается в подсистемы двух нижних уровней.
В цехах, на складах и участках применяются АСУТП на различных компьютерных платформах и с операционными системами QNX, Solaris, Linux и MS Windows разных версий. Еще в 1996 г. специалисты АСУ ММК пришли к решению использовать в цеховых АСУТП продукт Sybase ASA (Adaptive Server Anywhere, старое название - SQL Anywhere). Эта реляционная СУБД компании Sybase (www.sybase.ru) не предъявляет особых требований ни к аппаратным ресурсам, ни к квалификации персонала. Но еще важнее то, что существует версия SQL Anywhere для QNX. Именно она позволила выполнить первое из перечисленных выше трех критических требований - обеспечить работу информационных и управляющих систем в реальном времени.
Второе требование - распределенность - сначала поддерживалось с помощью программы Sybase SQL Remote (обмен данными на основе сообщений). В настоящее время эта программа почти везде заменена сервером репликации Sybase Replication Server, осуществляющим автоматический сессионный обмен транзакциями. Серверы репликации связывают между собой подсистемы АСУ “Производство” всех трех уровней, благодаря чему достигается автоматическая синхронизация данных и возможность автономной работы подсистем в течение длительного периода (12 ч и более). Так создается устойчивость АСУ к перебоям в связи, сбоям и отказам, которые конечно же случаются в сложной структуре сети ММК.
Верхний и средний уровни автоматизации производства реализованы главным образом в центре АСУ ММК и в трех вычислительных центрах, обслуживающих южный, центральный и северный блоки цехов. Здесь используются СУБД Sybase Adaptive Server Enterprise на многопроцессорном RISC-сервере Sun и на множестве PC-серверов с Windows NT и Linux.
Выполнить третье критическое требование к системе - точное планирование производства - помогает интрасеть ММК. Связанная с базами данных АСУ “Производство” через сервер динамической публикации Sybase PowerDynamo, она обеспечивает доступ к производственной информации в реальном времени.
Например, через интрасеть можно посмотреть карту загрузки печей, нагревающих слябы перед прокаткой на стане 2000 (см. рисунок). Для каждого сляба указан номер соответствующего производственного заказа. Карта загрузки обновляется в реальном времени, так что легко отследить, когда конкретная заготовка будет нагрета до нужной температуры и отправлена на прокатный стан. И конечно же заказчик, находясь в другом городе, может по Интернету посмотреть, на какой фазе исполнения находится его заказ.
Как отметил директор центра АСУ Юрий Васильевич Ипатов: “Интранет - это инструмент, который дал нам наименьшие затраты при интеграции”. Интранет-технологии позволяют использовать широкий спектр вычислительной техники, не привязываясь к конкретным поставщикам. Однако возможности специалистов ММК ограничены качеством имеющегося сегодня инструментария, в частности для работы с языком Java.
Предполагается, что на следующем этапе развития АСУ “Производство” будет построен полнофункциональный информационный портал предприятия. Надо сказать, что АСУ “Производство” - не единственное детище центра АСУ. Сегодня ИТ-специалисты ММК совершенствуют средства финансового учета и методологию контроля грузопотоков внутри комбината, создают систему управления персоналом на основе Oracle Applications (на ММК работает около 45 тыс. человек).
В будущем руководство ММК планирует шире применять системы принятия решений в производстве. Опыт уже есть: на двух доменных печах несколько лет работает экспертная система доменщика, не только прогнозирующая изменения рабочих параметров печи на несколько часов вперед, но и выдающая рекомендации.
Перед центром АСУ также поставлена любопытная задача - автоматизировать учет при капитальном строительстве и последующей эксплуатации промышленных объектов. Первый подобный опыт будет получен при возведении нового проволочного стана.
