我公司在吸收与创新基础之上自主研发成功面向钢铁制造流程的MES系统，该系统可完成整个钢铁制程流程（炼、铸、轧三大工序）的生产组织与管理，保证生产过程物流、信息流、资金流同步运行，支持“MTO+MTS”混合生产组织方式，可用常见的ERP套件进行集成，以实现企业的“产销一体、管控衔接、三流同步”的钢铁企业信息化系统建设目标。生产组织以产线有限产能为约束、保证订单交货期前提下、最大化设备产能为目标，系统具有如下特点： 系统采用三层C/S+B/S混合架构，支持多种运行平台，数据安全性高； 支持钢铁企业“以销定产、以产促销”的生产组织策略； 支持板带生产线多品种、小批量、个性化的订货方式下生产组织，支持“标准+a”质量管理方式； 支持铸轧之间多种作业衔接方式，如CCR、DHCR、HCR、专用炉混装等； 基于“件次”的作业计划，并与存货管理系统全面集成；可与常见过程控制系统集成； 采用该系统后可规范企业的管理操作，提高产品质量，降低库存水平，缩短物流周期和产品的生产周期，降低生产成本，提高用户的满意度，使企业适应市场经济条件下生产组织要求，提高企业的综合竞争力，并为ERP系统运行提供支持。

以钢铁企业增产和节能降耗为目标，与沙钢集团进行近10年持续的产学研合作，围绕钢铁生产物料全流程跟踪与优化调度中关键技术问题开展研究。李奇教授团队先后承担了江苏省软件专项项目“钢铁企业物料跟踪与优化调度系统”，江苏省科技支撑计划（工业部分）项目“基于多车间的生产管控与销售集成一体化系统”等课题，以及多项企业技术创新项目。

1）将产品分散在各制造单元不同系统中的质量信息统一集中到一体化质量管控系统中，实现上下游工序全流程质量信息的贯通。以产品质量为中心，收集、整合系统的生产过程数据，实现信息全流程质量信息共享。（2）在全流程数据采集基础上，通过对全流程过程数据的监控、质量异常管理、过程评级、质量追溯、质量分析、质量预测等，保证全流程生产过程受控，促进产品质量持续改进，实现产品质量一贯制；通过数据挖掘算法和数理分析，获取海量数据中蕴含的知识模型和工艺规律，对产线工艺模型进行优化。

项目来源及背景 工业的高速发展带来了物质上的富足、人们生活水平的提高，但同时也对自然环境产生了强烈的扰动，生态指标恶化，对人类生存与健康构成威胁。其中水资源短缺形势更加严峻，世界上已有43个国家和地区缺水(占总面积的60％)，约20亿人用水紧张，10亿人饮用超标水。水体污染明显加重，水资源短缺形势严峻，生态指标逐渐恶化。在20世纪世界人口增加了近3倍，淡水消耗量增加了6倍，其中工业用水增加了26倍，而水资源总量基本保持不变，结果使得人均占有水量急剧下降， 20世纪末人均占有水量减至20世纪初的1/18。正如联合国环境规划署前署长穆斯塔法·拉尔巴所说的那样，水资源短缺将成为21世纪最关键的问题。 钢铁工业属高耗水，高污染的行业，据统计，2004年取水量约为34亿m3，2006年外排废水占全国工业废水的10%。如不采用更加有效的措施，将制约钢产量的进一步扩大（而2006年钢产量突破4亿吨），制约钢铁工业的发展。钢铁工业要实现可持续发展，必须从战略高度出发，节约用水，提高水资源利用效率。 以往，我国工业发展沿袭了发达国家的工业发展模式，尽管经济取得了很大的进步，但是“高投入、高消耗、高污染”的经济发展模式却导致了环境质量的恶化，其中水环境的恶化尤为明显。我国的水环境当前存在的主要问题有三个：一是水资源短缺；二是水污染；三是用水的极大浪费。 多年来，钢铁工业都是从末端治理的角度来处理废水，即污水处理达标后排放，甚至到目前仍有很多企业只看经济效益，未达标即排放，对生态环境造成了不可挽回的影响。随着经济的飞速发展，钢铁企业的大干快上，钢铁工业的废水排放量还要增加，水资源短缺和水质恶化已成为制约钢铁工业发展、破坏生态环境、影响人们生活和身体健康的突出问题。在现有水资源严重短缺的形势下，如果我们既想保持钢铁工业的高速发展，又想节约水资源，把生产对环境的影响降低到最低限度，那我们只有在同样多的，甚至更少的水资源的基础上获得更多的产品和服务。因此，钢铁工业必须从战略高度出发，开发潜力，节约用水。 我国本属资源性缺水国家，长期的重效益、轻环保使得随经济的高速发展带来的后患越来越凸现出来，为此，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出了“十一五”期间：单位国内生产总值能耗降低20%左右；主要污染物排放总量减少10%的约束性指标。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》（2006-2020年）：第二重点领域“水和矿产资源”中的第七优先主题综合节水提出了“重点研究开发工业用水循环利用技术和节水型生产工艺”；第五重点领域“制造业”提出的发展思路是积极发展绿色制造，形成高效、节能、环保和可循环的新型制造工艺。 本项目以工业生态学理论为依据，提出“钢铁工业用水生态化治理”这一概念，指出钢铁工业用水生态化治理就是遵从循环经济的3R原则，在企业（分厂）内部、企业（分厂）之间及社会三个层面进行研究，将源头减量化、过程再循环及末端治理再利用结合起来，以整体性原理为指导，在生态系统水平上进行污水的治理与回用，实现钢铁工业水资源利用的“最大化”、污染物排放的“最小化”。这是实现钢铁工业生态化转向的必然选择，也是建设资源节约型、环境友好型社会的必经之路。 项目基本工艺、技术特点及技术指标 （1）项目基本工艺及关键技术 在现有条件下，根据可靠性原则，开发使用绿色环保型水处理药剂。 高效、绿色的阻垢、缓蚀剂 低毒、高效复合絮凝剂 采用絮凝——生物滤料吸附技术，以废治废，高效除油，回收油品。 应用水夹点技术，辅以高效、绿色水处理技术，合理串接，最大限度地利用二次水资源，实现钢铁工业用水的“生态化”治理。 （2）技术特点 引入生态化治理新思路，对钢铁工业用水实行从摇篮到坟墓整个生命周期的控制； 高效、绿色阻垢缓蚀技术处理循环冷却水，在提高浓缩倍数，降低新水消耗的同时，最大限度地避免传统技术所带来的二次污染问题； 高效絮凝配合高效阻垢缓蚀技术处理钢铁工业浊环水，实现100%回用； 应用高效絮凝——生物吸附过滤技术处理并回用钢铁行业中的含油废水，改善处理效果实现无废水排放，同时回收油品，一举多得； 将水夹点技术应用于钢铁工业水处理与回用过程中，采用循环链接技术，逐级合理串接回用二次水源以达到钢铁工业用水的“生态化”治理。 （3）技术指标 确定合理浓缩倍数值为3.0～4.0，对于易实现废水合理串接与回用系统按下限控制； 工业水重复利用率≥98%； 吨钢新水耗量减少10%～30%； 废水外派量减少10%～30%； 废水处理率100%； 废水处理废水达标率100%； 废水外排废水达标率100%。

利用现有的信息化系统，对产品制造过程的质量数据、工艺参数进行集成和融合，采用统计方法和大数据分析技术，实现产品质量在线监控、诊断、优化、判定与全流程质量追溯分析，提高产品质量的稳定性和成品率。（1）数据采集、预处理与时空融合：从自动化控制系统、MES、ERP、大型仪表采集产品制造过程的重要工艺参数、质量参数、物料参数、判定结果、以及控制系统报警事件等。（2）生产过程与产品质量实时监控：对来自工艺过程实时数据库、产品质量数据库的基础数据，在经过数据转换与重整后，采用相应的数学模型，对生产过程和产品质量进行在线监控，避免出现批量的质量偏差。（3）产品质量分析与预测：对关键过程参数进行符合性分析，预测产品质量，为产品质量在线评级与判定、工艺优化等提供依据。（4）质量全流程追溯与诊断分析：根据物料号追溯产品在整个制造过程中的工艺参数与质量数据。采用质量分析算法进行全流程质量诊断。（5）过程质量在线优化：通过案例方式为生产过程控制的操作人员提供工艺参数调控策略。

1．项目的简单概述 钢铁行业生产物流的优化重点在于，通过对钢铁行业的物流进行诊断，制定物流优化整合方案，指导企业进行现代物流管理创新。 钢铁企业生产物流优化研究项目通过建立物流优化与整合的数字模型，将各个生产企业的原燃料采购、生产过程的半成品转移及产品销售至用户的全过程进行系统优化；通过物流优化数学模型，使整个物流达到最优化的程度，实现钢铁企业物流管理的整体创新。 2．项目来源 钢铁工业是国家的支柱产业。为了提高企业的产量和效益，降低生产成本，莱芜钢铁公司和太原钢铁公司提出了钢铁生产物流的优化战略。在现有客观条件下从全局高度对整个生产系统的资源进行合理配置，以达到均衡生产、降低库存、及时供给、降低成本的目的。 太原钢铁公司新建不锈钢生产线一条，为了达到合理的规划、设计，使新建项目达到较优的程度，太钢采用仿真建模和优化的方法，对生产线进行了规划研究。 3．项目的研究内容和优化重点 根据钢铁生产物流现状，生产物流优化的重点，应该是那些与生产及物流管理相关问题。具体从以下几个方面优化钢铁企业的生产物流： （1）通过“建立和完善生产物流优化指标体系”和“生产计划优化”，解决企业生产经营计划和作业计划中存在的问题； （2）强化“生产及物流控制”，解决钢铁企业生产作业计划优化编制、物流跟踪、生产调度等方面的问题； （3）采用实用拉动式库存管理方法及原则，改进企业多级库存管理； （4）以运输成本和服务水平作为运输方式选择的依据，并以此进行科学的运输决策优化； （5）建立物资供应管理信息系统，解决物资供应及备件管理方面的问题；（6）建立钢铁企业面向仿真的模型和数字物流仿真系统，对钢铁生产物流进行可视化仿真

对钢铁企业制造执行管理系统（MES）中的订单数据、生产计划数据、作业计划数据、生产过程数据、生产实绩数据、质量数据、设备状态数据、库存数据等进行全面管理。包括完整的数据结构、数据分析功能、数据共享机制，以及与生产过程系统（PCS）的接口、与企业资源计划（ERP）系统的接口。

电磁搅拌两相电源拓扑结构及大电流快速跟踪控制方法，解决了其快速换相的难题，将大电流电磁搅拌换相时间从国外2秒缩短到1秒，使连铸钢水搅拌次数增加了10%。提出的整体式克莱姆环形绕组电磁搅拌辑结构、磁场定向控制、多电源同步控制技术，解决了电磁搅拌辘漏磁、搅拌力相互抵消的国际难题。首创我国兆瓦级方圆坯电磁搅拌电源系统，填补了国内空白。2007年研制出我国首套1.7m 宽厚板坯高密度磁场多辗搅拌系统，与国外领先的ROTELEC公司产品相比，电磁搅拌力提高120%，能效比提高140%。研制出世界首套2.8m 、350mm 辊式板坯电磁搅拌系统，在南京钢铁成功投运，使我国进入该领域世界领先行列。

苯乙烯单体是一种重要的有机化工原料，主要用于聚苯乙烯(PS)、ABS树脂、丁苯橡胶、 不饱和树脂等产品的生产。相对来说国内苯乙烯生产装置规模偏小，优化运行技术在苯乙烯行 业的应用相对落后，缺乏国际竞争力。为了改变这一现状，本项目综合应用化学工程技术、建 模技术、计算机应用技术、数据分析处理技术及优化技术，针对乙苯脱氢制苯乙烯工业生产装 置的实际情况，开展烷基化制乙苯过程的机理建模、烷基化产物精馏过程的机理建模、乙苯脱 氢制苯乙烯反应过程的机理建模、乙苯脱氢制苯乙烯产物精馏过程的机理建模、以及基于上述 模型的工业装置关键工艺参数操作特性研究，完成苯乙烯装置在线优化运行技术的研发；并通 过工业装置实际应用，在满足装置约束的前提下，使得生产装置更加接近于约束边界的条件运 行，实现装置运行过程中物耗和能耗的降低与生产效益的最大化。此外，开发了优化系统的界 面，操作人员在浏览器端就可以按要求输入优化系统所需的参数，提交完毕后，优化系统会根 据输入的参数计算出优化值。根据系统给出的优化操作值，调整现场的相关参数指导了苯乙烯 全流程的调优，实现了装置的节能降耗。 该项目在齐鲁石化20万吨/年乙苯/苯乙烯装置上实施以后，烷基化反应产物分离过程蒸汽 消耗降低了2.7%，乙苯脱氢反应过程蒸汽消耗降低了2.6%，脱氢反应产物分离过程蒸汽消耗降 低了2.1%，综合能耗降低2.3%，各项技术和经济指标达到了令人满意的效果，经过技术科经济 核算，可净创直接经济效益425.6万元/年。