淺談APS系統(tǒng)在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用

范春迎 佟紅巖 馬一然

（河鋼集團唐鋼公司信息自動化部，河北唐山 063000）

淺談APS系統(tǒng)在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用

范春迎 佟紅巖 馬一然

（河鋼集團唐鋼公司信息自動化部，河北唐山 063000）

近年來，全球鋼鐵工業(yè)進入了持續(xù)的衰退期。大部分鋼鐵公司面臨著持續(xù)的虧損，行業(yè)的平均利潤率接近于零。在這種形勢下，APS系統(tǒng)成為了各鋼鐵企業(yè)計劃及運營質(zhì)量的關(guān)鍵核心。通過建立完整的冶金規(guī)范體系來提升產(chǎn)品質(zhì)量及管控水平，通過APS對各個分廠及整體產(chǎn)銷的協(xié)調(diào)， 提高對客戶的服務(wù)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)鋼鐵業(yè)整體業(yè)績的進一步提升。

APS 信息化 計劃管理

APS系統(tǒng)，又名高級計劃與排程（Advanced Planning and Scheduling）企業(yè)管理軟件。APS的主要功能是要將顧客所需的正確的產(chǎn)品能夠在正確的時間、按照正確的數(shù)量、正確的質(zhì)量送到正確的地點，并使總成本達到最佳化。借助APS先進的優(yōu)化算法支撐，企業(yè)可以提高按時交貨率、降低庫存、提高設(shè)備利用率及產(chǎn)量、從而靈活的應(yīng)對各種訂單變更及生產(chǎn)異常、加強計劃協(xié)同能力等。

1　APS系統(tǒng)設(shè)計的主要業(yè)務(wù)流程

全局一體化計劃：主要負(fù)責(zé)訂單交期評審與應(yīng)答、銷產(chǎn)轉(zhuǎn)換、主生產(chǎn)計劃、鐵水需求計劃，該計劃的最終目標(biāo)是對各個分廠的日計劃提出整體要求。主要對口業(yè)務(wù)部門為公司生產(chǎn)計劃排程部門。

各個工段廠區(qū)的一體化作業(yè)排產(chǎn)系統(tǒng)：包括鋼軋一體化作業(yè)排產(chǎn)及冷扎一體化作業(yè)排產(chǎn)，對應(yīng)業(yè)務(wù)部門為各個分廠的計劃部門。

2　APS系統(tǒng)實現(xiàn)的功能

2.1提高計劃管理精度、提升生產(chǎn)管控水平

通過一體化APS平臺以及三四級生產(chǎn)系統(tǒng)的配合實現(xiàn)冶金規(guī)范體系，可以真正實現(xiàn) 對銷售合同、銷售訂單（包括其產(chǎn)品規(guī)范、冶金規(guī)范、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求）、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。在此過程中，生產(chǎn)計劃人員可以借助計算機工具解決手工不可能解決的計劃難題，同時可以將計劃制定中需要考慮的各種細(xì)節(jié)通過規(guī)則的方式告知系統(tǒng)，在指定計劃時加以考慮。例如不同產(chǎn)線在生產(chǎn)不同鋼種時的生產(chǎn)速度差異、不同產(chǎn)品不同工序之間根據(jù)季節(jié)變化的冷卻時間規(guī)則、相同設(shè)備在生產(chǎn)不同類型或者規(guī)格的產(chǎn)品時所需要發(fā)生的設(shè)備切換時間規(guī)則等。

2.2提高協(xié)同計劃能力、增加工廠有效產(chǎn)出

在訂單承諾及全局生產(chǎn)計劃編制過程中，通過考慮銷售訂單完整供應(yīng)鏈，協(xié)調(diào)上下游產(chǎn)線生產(chǎn)步調(diào)，APS系統(tǒng)可以最大化避免瓶頸漂移，從而避免真正瓶頸資源的產(chǎn)能浪費，增加工廠產(chǎn)出。借助計劃優(yōu)化算法及引擎，可以根據(jù)不同工藝路徑對不同產(chǎn)線的生產(chǎn)能力提出要求，根據(jù)產(chǎn)線生產(chǎn)能力限制為生產(chǎn)訂單選擇工藝路徑，從而平衡產(chǎn)線設(shè)備負(fù)荷，提高工廠產(chǎn)出。在鋼軋一體化作業(yè)排產(chǎn)過程中，通過充分考慮連鑄與熱軋機的生產(chǎn)規(guī)程差異，借助優(yōu)化算法幫助，優(yōu)化出坯計劃與熱軋軋制計劃協(xié)同，保證生產(chǎn)效率及質(zhì)量要求。同時快速響應(yīng)各種緊急修磨等質(zhì)量問題造成的掛單調(diào)整、計劃調(diào)整要求。在冷軋一體化作業(yè)排產(chǎn)過程中，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，同時方便計劃人員更好的應(yīng)對緊急訂單、重要訂單對計劃提出的高質(zhì)量、快速響應(yīng)的要求。

2.3提高計劃效率以及靈活性

APS系統(tǒng)實施后，在正常情況下，系統(tǒng)可為重要或緊急的銷售詢單進行快速評審，評審結(jié)果及明細(xì)信息可清晰地反饋給銷售人員進行確認(rèn)。對于一般的銷售詢單可以按照批量模式進行評審。因此，整個訂單評審效率及質(zhì)量得到了保證。 另外，生產(chǎn)計劃模塊為各個用戶功能都提供非常直觀、友好的用戶界面，并且通過業(yè)務(wù)知識庫的管理和維護，把不同計劃層次計劃問題中需要考慮的各種約束、規(guī)則都自動應(yīng)用到了相關(guān)的用戶功能中，防止用戶手工編制計劃中出現(xiàn)的不必要錯誤。

2.4提高按時交貨水平、滿足客戶需求

通過考慮銷售訂單工藝要求、坯料要求以及產(chǎn)線生產(chǎn)能力限制、約束資源能力限制，APS系統(tǒng)可以為銷售訂單計算確實可行的完工時間。依據(jù)該完工時間，生產(chǎn)計劃人員可以為銷售訂單進行準(zhǔn)確的交貨期應(yīng)答。 通過作業(yè)排產(chǎn)模塊，生產(chǎn)計劃人員可以控制產(chǎn)線每天的投料訂單，以保證產(chǎn)線的作業(yè)排產(chǎn)遵循生產(chǎn)計劃要求，保證依據(jù)銷售訂單交貨期指定的生產(chǎn)訂單計劃得到執(zhí)行。通過以銷售訂單為出發(fā)點的全程供應(yīng)鏈計劃跟蹤，結(jié)合現(xiàn)場MES生產(chǎn)實績反饋，APS系統(tǒng)可以對可能影響銷售訂單交付的情況進行及時的預(yù)警。通過每天夜間自動進行的重新生產(chǎn)計劃以及日間可以隨時觸發(fā)的自動以及手工計劃調(diào)整，APS系統(tǒng)可以根據(jù)最新情況對計劃進行刷新調(diào)整，從而保證銷售訂單的按時交付。

2.5縮短生產(chǎn)周期、降低在制品庫存

控制在制品庫存的關(guān)鍵在于控制生產(chǎn)周期，其中受計劃影響的部分為工序與工序之間的等待時間以及上下游產(chǎn)線協(xié)同。如果能夠有效的控制工序的等待時間，就能夠降低總的在制品庫存。借助APS系統(tǒng)平臺，企業(yè)可以優(yōu)化煉鋼、熱軋、冷軋等內(nèi)部生產(chǎn)工藝之間協(xié)同，減少瓶頸漂移現(xiàn)象以減低不必要的在制品庫存。特別對應(yīng)熱軋計劃中的外賣與供下游的熱軋坯料平衡，借助優(yōu)化算法及引擎，系統(tǒng)可自動平衡外賣與供下游坯料的平衡，避免下游冷軋廠斷料或坯料積壓，從而加速整個生產(chǎn)供應(yīng)鏈上庫存流動速度，降低在制品庫存及生產(chǎn)周期。

2.6加快余材消耗、提高企業(yè)效益

通過密集結(jié)合質(zhì)量判定模塊與計劃模塊，APS系統(tǒng)將余材納入到自動物料計劃過程中，從而提高余材的周轉(zhuǎn)速度。通過質(zhì)量管控系統(tǒng)（QMS）或MES中質(zhì)量判定模塊，生產(chǎn)中質(zhì)量有所“缺陷”的余材可以被自動進行降級。對于降級后可以直接銷售的成品余材，APS系統(tǒng)可以根據(jù)降級后的余材質(zhì)量等級或基于屬性的判斷考量，自動將成品余材與銷售訂單進行關(guān)聯(lián)，對并銷售訂單的欠量進行扣減。對于降級后不能直接銷售的半成品余材，生產(chǎn)計劃系統(tǒng)根據(jù)其降級后的質(zhì)量等級，通過正常計劃流程，為其分配銷售訂單。

3　結(jié)語

APS系統(tǒng)實現(xiàn)了以市場為導(dǎo)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。該系統(tǒng)實施的目的是提升鋼鐵企業(yè)的按時交付業(yè)績、降低在制品庫存并提高設(shè)備的有效使用率，最終提升鋼鐵企業(yè)運營水平及盈利能力。

［1］魏振.鋼鐵企業(yè)APS系統(tǒng)與MES的整合方案及實現(xiàn).冶金自動化，2013.5.

［2］邵志芳.鋼鐵行業(yè)高級規(guī)劃與排程系統(tǒng)研究.企業(yè)管理，2013.6.