鋼鐵企業(yè)基于高級排程系統(tǒng)兩化融合管理應用

趙維娜

（河鋼唐鋼公司信息自動化部，河北唐山 063000）

鋼鐵企業(yè)基于高級排程系統(tǒng)兩化融合管理應用

趙維娜

（河鋼唐鋼公司信息自動化部，河北唐山 063000）

面對產(chǎn)能過剩、市場競爭激烈的鋼鐵行業(yè)，實現(xiàn)成本可控、產(chǎn)品按期交付是企業(yè)生存的必備能力。公司通過高級排程系統(tǒng)（APS）將訂單信息、機器設(shè)備、工序待時、運輸耗時、存貨數(shù)量和人工成本等生產(chǎn)要素進行有機整合、整體規(guī)劃，形成了生產(chǎn)定制化、要素柔性化、交付精確化的生產(chǎn)一體化協(xié)同能力，滿足了客戶“快、短、少”的個性化需求。通過整合高級排程系統(tǒng)及其他信息化系統(tǒng)，持續(xù)提升公司的生產(chǎn)成本控制和資金快速流轉(zhuǎn)能力，打造可持續(xù)競爭優(yōu)勢，為實現(xiàn)公司智能制造戰(zhàn)略構(gòu)建堅實的基礎(chǔ)。

銷產(chǎn)轉(zhuǎn)換 兩化融合 余材充當

鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)、經(jīng)濟、資源、勞動力密集型產(chǎn)業(yè)，但同時也是產(chǎn)能過剩最嚴重的行業(yè)之一。2014年，鋼鐵行業(yè)化解產(chǎn)能過剩初見成效，企業(yè)效益有所好轉(zhuǎn)，節(jié)能減排取得新進展。同時，由于下游需求減弱，鋼材價格大幅下跌，企業(yè)資金緊張凸顯等，全行業(yè)仍處于轉(zhuǎn)型升級的瓶頸期。2016年初，世界經(jīng)濟復蘇緩慢，國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展繼續(xù)承受下行壓力。受需求下降影響，國內(nèi)鋼材市場供大于求矛盾突顯，價格競爭日趨激烈；進口鐵礦石價格壟斷進一步上升，環(huán)保壓力也有所加大，鋼鐵行業(yè)困難更加明顯。從總體鋼鐵行業(yè)發(fā)展情況看，2016年鋼鐵行業(yè)面臨的形勢仍然嚴峻。

公司充分意識到產(chǎn)銷一體化是整合企業(yè)整體資源改善運營業(yè)績的重要手段，而高級排程系統(tǒng)是協(xié)同各個分廠計劃及運營質(zhì)量的關(guān)鍵核心。公司通過APS對各個分廠及整體產(chǎn)銷的協(xié)調(diào)，致力于穩(wěn)步提升訂單承諾精度（從“月”提升至“周”）及提高訂單按時交付水平。從而提高對客戶的服務水平，為客戶創(chuàng)造價值，來提升銷售業(yè)績及內(nèi)部生產(chǎn)效率，從而實現(xiàn)唐鋼整體業(yè)績的進一步提升。

1 產(chǎn)銷一體化協(xié)同發(fā)展，精益求精

公司立足發(fā)展的高度全面構(gòu)建全流程一貫制質(zhì)量管理體系，通過產(chǎn)銷業(yè)務流程再造，促成整體質(zhì)量管理的健康運轉(zhuǎn)，改造傳統(tǒng)質(zhì)量管理模式，引導全員樹立質(zhì)量管理新理念，促使產(chǎn)品和質(zhì)量管理實現(xiàn)新的突破，徹底解決用戶最關(guān)心的"質(zhì)量"、"按合同交貨"、"售前售后服務"三個問題，進一步提升集團公司產(chǎn)品的核心競爭力，創(chuàng)造良好企業(yè)信譽。

在原有ERP、MES等系統(tǒng)之上，公司集成了全新的高級排程APS系統(tǒng)、全過程質(zhì)量管理QMS系統(tǒng)、支持冶金規(guī)范落地和質(zhì)量設(shè)計的ODS系統(tǒng)、鋼區(qū)動態(tài)排程MSCC系統(tǒng)，實現(xiàn)了與市場和用戶的無縫銜接、快速反應，全面提升公司生產(chǎn)組織能力和質(zhì)量管理水平，為公司的可持續(xù)發(fā)展提供堅實保障。

圖1

通過APS系統(tǒng)搭建整個信息化系統(tǒng)架構(gòu)，實現(xiàn)企業(yè)信息化與工業(yè)化的兩化融合。APS系統(tǒng)以市場為導向，以客戶為中心，按精益生產(chǎn)管理理念設(shè)計產(chǎn)銷一體化平臺，實現(xiàn)從銷售訂單評審、銷售訂單接收、銷產(chǎn)轉(zhuǎn)換、公司及各分廠生產(chǎn)計劃充分協(xié)同的一貫制計劃優(yōu)化建議與管理，對銷售合同及生產(chǎn)訂單的未來計劃情況進行實時動態(tài)跟蹤。

APS系統(tǒng)對于公司的整體方案由三個子系統(tǒng)方案組成，分別為全局計劃系統(tǒng)、鋼軋件次系統(tǒng)和冷軋作業(yè)系統(tǒng)，三個系統(tǒng)的有機結(jié)合成為產(chǎn)銷一體化計劃平臺。其中，全局計劃系統(tǒng)總管公司全局，一覽當前所有的庫存情況以及全部銷售訂單當前執(zhí)行狀況，以此制定未來生產(chǎn)計劃，為鋼軋作業(yè)系統(tǒng)和冷軋作業(yè)系統(tǒng)提供件次級別的機組排程數(shù)據(jù)。鋼軋作業(yè)系統(tǒng)和冷軋作業(yè)系統(tǒng)分別分管熱軋以及冷軋部分的機組排程，在接收到全局計劃系統(tǒng)的件次排程要求后，具體為各個件次工序任務分配加工機組和確定加工時間。

2 APS系統(tǒng)與外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊及內(nèi)部流程處理

如圖1所示。

APS系統(tǒng)作為整個產(chǎn)銷一體化的核心內(nèi)容，將負責從接收客戶訂單或詢單開始，直至最終現(xiàn)場生產(chǎn)完畢、包裝入庫前的整個計劃協(xié)同流程，其業(yè)務流程需跨越從ERP到MES的生產(chǎn)信息化系統(tǒng)。它主要負責接收由SAP系統(tǒng)發(fā)出的訂單信息，并依照ODS系統(tǒng)的設(shè)計數(shù)據(jù)，結(jié)合當前的產(chǎn)能負荷，給出詢單應答；同時針對實際銷售訂單通過自動與手工結(jié)合的方式進行銷產(chǎn)轉(zhuǎn)換，創(chuàng)建主生產(chǎn)計劃，并以此下發(fā)給件次作業(yè)排產(chǎn)系統(tǒng)，待計劃員精細調(diào)整后下發(fā)給MES執(zhí)行。

當系統(tǒng)從ODS接收到銷售訂單及工藝路徑組信息后，計劃員可以通過系統(tǒng)中的物料計劃模塊，根據(jù)當前系統(tǒng)中收到的MES系統(tǒng)發(fā)送的物料信息，進行成品余才充當操作。將庫存物料中滿足訂單需求的成品直接做發(fā)貨指令來滿足訂單需求。當成品不能完全滿足該訂單需求時，計劃員在庫存物料中選擇物料可以進行下一步加工來滿足訂單需求，即半成品余才充當。這樣做可以最大化地降低庫存物料，也可以及時滿足訂單的交貨期需求。當余才充當完畢后訂單還有凈需求的時候，進行計劃銷產(chǎn)轉(zhuǎn)換，創(chuàng)建計劃制造訂單。制造訂單創(chuàng)建完成后進行拆解，并下發(fā)給熱軋和冷軋件次系統(tǒng)，由件次系統(tǒng)進行件次計劃在工序機組上的細致排序，形成件次生產(chǎn)計劃下發(fā)給MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)。其中連鑄計劃有所不同，是由鋼軋件次系統(tǒng)下發(fā)給鋼區(qū)動態(tài)排程系統(tǒng)（MSCC）。當生產(chǎn)完成后，件次計劃的完成情況會由MES系統(tǒng)反饋給APS的全局計劃系統(tǒng)，便于APS系統(tǒng)進行訂單的跟蹤和管理。

當出現(xiàn)緊急訂單或者訂單信息調(diào)整時，相關(guān)運維人員會通過SAP對應的接口信息發(fā)送給APS全局計劃系統(tǒng)，便于計劃員進行生產(chǎn)計劃的調(diào)整。當公司進行定修時也會通過SAP系統(tǒng)將定修計劃發(fā)送給APS系統(tǒng)，便于APS系統(tǒng)進行產(chǎn)能的計算。當現(xiàn)場出現(xiàn)生產(chǎn)問題或者需要拒絕APS生產(chǎn)計劃時，會通過MES給APS的計劃反饋接口將信息傳遞給APS系統(tǒng)，便于APS系統(tǒng)進行相應的計劃調(diào)整。

3 信息化與工業(yè)化的兩化融合，進一步提升公司服務水平

通過近兩年的實施與積累，APS系統(tǒng)配合SAP、ODS、QMS、MES構(gòu)成的冶金規(guī)范體系，公司實現(xiàn)了對銷售合同、銷售訂單、生產(chǎn)訂單、生產(chǎn)計劃、作業(yè)計劃、合同跟蹤的全過程一體化計劃管控，達到了很好的使用效果。

公司提高計劃管理精度、提升生產(chǎn)管控水平。APS系統(tǒng)通過業(yè)務知識庫的管理和維護，把不同計劃層次計劃中需考慮的約束、規(guī)則自動應用到了相關(guān)的用戶功能中，防止手工編制的不必要錯誤。同時在復雜的計劃決策上，系統(tǒng)提供自動或者半自動的功能，幫助用戶解決手工難以計算的復雜難題，真正達到對計劃與生產(chǎn)的精細管控。

同時，通過APS系統(tǒng)公司提高了協(xié)同計劃能力，增加了工廠有效產(chǎn)出。全局計劃系統(tǒng)通過考慮銷售訂單完整供應鏈，協(xié)調(diào)上下游的生產(chǎn)步調(diào)，避免真正瓶頸資源的產(chǎn)能浪費。同時借助APS計劃優(yōu)化算法引擎，系統(tǒng)可以自動優(yōu)化選取工藝路徑，配平工廠的能力，從而平衡設(shè)備負荷，提高工廠產(chǎn)出。而在一體化排產(chǎn)中，系統(tǒng)充分考慮工序與設(shè)備的聯(lián)動，最大化保證需要連續(xù)生產(chǎn)的工序間協(xié)同（例如出坯與熱軋）；此外通過對大量異質(zhì)化工序的自動歸并，提高了設(shè)備的批量通過能力，提高工廠的實際產(chǎn)出。

此外，公司借助APS計劃平臺，縮短了生產(chǎn)周期、降低在制品庫存，優(yōu)化了煉鋼、熱軋、冷軋等內(nèi)部生產(chǎn)工藝之間協(xié)同，減少瓶頸現(xiàn)象以降低不必要的在制品庫存。特別對應熱軋計劃中的外賣與供下游的熱軋物料平衡，借助優(yōu)化算法引擎，系統(tǒng)能自動平衡外賣與供下游物料的平衡，避免下游冷軋廠斷料或積壓，從而加速整個生產(chǎn)供應鏈上庫存流動速度，降低在制品庫存及生產(chǎn)周期。

4 結(jié)語

信息化與工業(yè)化的融合是現(xiàn)階段鋼鐵行業(yè)改革創(chuàng)新的趨勢，而APS作為信息化現(xiàn)代工廠的必備條件，能夠極大地提升企業(yè)的生產(chǎn)效率和管控水平。通過結(jié)合先進的多目標約束優(yōu)化算法，APS能夠面向訂單，排定出更加貼近工廠實際能力的有限產(chǎn)能計劃，并以此為基礎(chǔ)，跟蹤指導全流程的生產(chǎn)活動，以達到生產(chǎn)制造與市場需求的平衡，幫助企業(yè)在新一輪的競爭中贏得市場與先機。

趙維娜（1985—），女，河北廊坊人，程師，大學科，研究方向：冶金自動化工。