钢铁企业基于高级排程系统两化融合管理应用

赵维娜

（河钢唐钢公司信息自动化部，河北唐山 063000）

钢铁企业基于高级排程系统两化融合管理应用

赵维娜

（河钢唐钢公司信息自动化部，河北唐山 063000）

面对产能过剩、市场竞争激烈的钢铁行业，实现成本可控、产品按期交付是企业生存的必备能力。公司通过高级排程系统（APS）将订单信息、机器设备、工序待时、运输耗时、存货数量和人工成本等生产要素进行有机整合、整体规划，形成了生产定制化、要素柔性化、交付精确化的生产一体化协同能力，满足了客户“快、短、少”的个性化需求。通过整合高级排程系统及其他信息化系统，持续提升公司的生产成本控制和资金快速流转能力，打造可持续竞争优势，为实现公司智能制造战略构建坚实的基础。

销产转换 两化融合 余材充当

钢铁工业是国民经济的基础产业，是技术、经济、资源、劳动力密集型产业，但同时也是产能过剩最严重的行业之一。2014年，钢铁行业化解产能过剩初见成效，企业效益有所好转，节能减排取得新进展。同时，由于下游需求减弱，钢材价格大幅下跌，企业资金紧张凸显等，全行业仍处于转型升级的瓶颈期。2016年初，世界经济复苏缓慢，国内经济发展继续承受下行压力。受需求下降影响，国内钢材市场供大于求矛盾突显，价格竞争日趋激烈；进口铁矿石价格垄断进一步上升，环保压力也有所加大，钢铁行业困难更加明显。从总体钢铁行业发展情况看，2016年钢铁行业面临的形势仍然严峻。

公司充分意识到产销一体化是整合企业整体资源改善运营业绩的重要手段，而高级排程系统是协同各个分厂计划及运营质量的关键核心。公司通过APS对各个分厂及整体产销的协调，致力于稳步提升订单承诺精度（从“月”提升至“周”）及提高订单按时交付水平。从而提高对客户的服务水平，为客户创造价值，来提升销售业绩及内部生产效率，从而实现唐钢整体业绩的进一步提升。

1 产销一体化协同发展，精益求精

公司立足发展的高度全面构建全流程一贯制质量管理体系，通过产销业务流程再造，促成整体质量管理的健康运转，改造传统质量管理模式，引导全员树立质量管理新理念，促使产品和质量管理实现新的突破，彻底解决用户最关心的"质量"、"按合同交货"、"售前售后服务"三个问题，进一步提升集团公司产品的核心竞争力，创造良好企业信誉。

在原有ERP、MES等系统之上，公司集成了全新的高级排程APS系统、全过程质量管理QMS系统、支持冶金规范落地和质量设计的ODS系统、钢区动态排程MSCC系统，实现了与市场和用户的无缝衔接、快速反应，全面提升公司生产组织能力和质量管理水平，为公司的可持续发展提供坚实保障。

图1

通过APS系统搭建整个信息化系统架构，实现企业信息化与工业化的两化融合。APS系统以市场为导向，以客户为中心，按精益生产管理理念设计产销一体化平台，实现从销售订单评审、销售订单接收、销产转换、公司及各分厂生产计划充分协同的一贯制计划优化建议与管理，对销售合同及生产订单的未来计划情况进行实时动态跟踪。

APS系统对于公司的整体方案由三个子系统方案组成，分别为全局计划系统、钢轧件次系统和冷轧作业系统，三个系统的有机结合成为产销一体化计划平台。其中，全局计划系统总管公司全局，一览当前所有的库存情况以及全部销售订单当前执行状况，以此制定未来生产计划，为钢轧作业系统和冷轧作业系统提供件次级别的机组排程数据。钢轧作业系统和冷轧作业系统分别分管热轧以及冷轧部分的机组排程，在接收到全局计划系统的件次排程要求后，具体为各个件次工序任务分配加工机组和确定加工时间。

2 APS系统与外部系统数据通讯及内部流程处理

如图1所示。

APS系统作为整个产销一体化的核心内容，将负责从接收客户订单或询单开始，直至最终现场生产完毕、包装入库前的整个计划协同流程，其业务流程需跨越从ERP到MES的生产信息化系统。它主要负责接收由SAP系统发出的订单信息，并依照ODS系统的设计数据，结合当前的产能负荷，给出询单应答；同时针对实际销售订单通过自动与手工结合的方式进行销产转换，创建主生产计划，并以此下发给件次作业排产系统，待计划员精细调整后下发给MES执行。

当系统从ODS接收到销售订单及工艺路径组信息后，计划员可以通过系统中的物料计划模块，根据当前系统中收到的MES系统发送的物料信息，进行成品余才充当操作。将库存物料中满足订单需求的成品直接做发货指令来满足订单需求。当成品不能完全满足该订单需求时，计划员在库存物料中选择物料可以进行下一步加工来满足订单需求，即半成品余才充当。这样做可以最大化地降低库存物料，也可以及时满足订单的交货期需求。当余才充当完毕后订单还有净需求的时候，进行计划销产转换，创建计划制造订单。制造订单创建完成后进行拆解，并下发给热轧和冷轧件次系统，由件次系统进行件次计划在工序机组上的细致排序，形成件次生产计划下发给MES生产执行系统。其中连铸计划有所不同，是由钢轧件次系统下发给钢区动态排程系统（MSCC）。当生产完成后，件次计划的完成情况会由MES系统反馈给APS的全局计划系统，便于APS系统进行订单的跟踪和管理。

当出现紧急订单或者订单信息调整时，相关运维人员会通过SAP对应的接口信息发送给APS全局计划系统，便于计划员进行生产计划的调整。当公司进行定修时也会通过SAP系统将定修计划发送给APS系统，便于APS系统进行产能的计算。当现场出现生产问题或者需要拒绝APS生产计划时，会通过MES给APS的计划反馈接口将信息传递给APS系统，便于APS系统进行相应的计划调整。

3 信息化与工业化的两化融合，进一步提升公司服务水平

通过近两年的实施与积累，APS系统配合SAP、ODS、QMS、MES构成的冶金规范体系，公司实现了对销售合同、销售订单、生产订单、生产计划、作业计划、合同跟踪的全过程一体化计划管控，达到了很好的使用效果。

公司提高计划管理精度、提升生产管控水平。APS系统通过业务知识库的管理和维护，把不同计划层次计划中需考虑的约束、规则自动应用到了相关的用户功能中，防止手工编制的不必要错误。同时在复杂的计划决策上，系统提供自动或者半自动的功能，帮助用户解决手工难以计算的复杂难题，真正达到对计划与生产的精细管控。

同时，通过APS系统公司提高了协同计划能力，增加了工厂有效产出。全局计划系统通过考虑销售订单完整供应链，协调上下游的生产步调，避免真正瓶颈资源的产能浪费。同时借助APS计划优化算法引擎，系统可以自动优化选取工艺路径，配平工厂的能力，从而平衡设备负荷，提高工厂产出。而在一体化排产中，系统充分考虑工序与设备的联动，最大化保证需要连续生产的工序间协同（例如出坯与热轧）；此外通过对大量异质化工序的自动归并，提高了设备的批量通过能力，提高工厂的实际产出。

此外，公司借助APS计划平台，缩短了生产周期、降低在制品库存，优化了炼钢、热轧、冷轧等内部生产工艺之间协同，减少瓶颈现象以降低不必要的在制品库存。特别对应热轧计划中的外卖与供下游的热轧物料平衡，借助优化算法引擎，系统能自动平衡外卖与供下游物料的平衡，避免下游冷轧厂断料或积压，从而加速整个生产供应链上库存流动速度，降低在制品库存及生产周期。

4 结语

信息化与工业化的融合是现阶段钢铁行业改革创新的趋势，而APS作为信息化现代工厂的必备条件，能够极大地提升企业的生产效率和管控水平。通过结合先进的多目标约束优化算法，APS能够面向订单，排定出更加贴近工厂实际能力的有限产能计划，并以此为基础，跟踪指导全流程的生产活动，以达到生产制造与市场需求的平衡，帮助企业在新一轮的竞争中赢得市场与先机。

赵维娜（1985—），女，河北廊坊人，程师，大学科，研究方向：冶金自动化工。