浅谈APS系统在钢铁行业中的应用

范春迎+佟红岩+马一然

【摘 要】近年来，全球钢铁工业进入了持续的衰退期。大部分钢铁公司面临着持续的亏损，行业的平均利润率接近于零。在这种形势下，APS系统成为了各钢铁企业计划及运营质量的关键核心。通过建立完整的冶金规范体系来提升产品质量及管控水平，通过APS对各个分厂及整体产销的协调， 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，从而实现钢铁业整体业绩的进一步提升。

【关键词】APS 信息化 计划管理

APS系统，又名高级计划与排程（Advanced Planning and Scheduling）企业管理软件。APS的主要功能是要将顾客所需的正确的产品能够在正确的时间、按照正确的数量、正确的质量送到正确的地点，并使总成本达到最佳化。借助APS先进的优化算法支撑，企业可以提高按时交货率、降低库存、提高设备利用率及产量、从而灵活的应对各种订单变更及生产异常、加强计划协同能力等。

1 APS系统设计的主要业务流程

全局一体化计划：主要负责订单交期评审与应答、销产转换、主生产计划、铁水需求计划，该计划的最终目标是对各个分厂的日计划提出整体要求。主要对口业务部门为公司生产计划排程部门。

各个工段厂区的一体化作业排产系统：包括钢轧一体化作业排产及冷扎一体化作业排产，对应业务部门为各个分厂的计划部门。

2 APS系统实现的功能

2.1 提高计划管理精度、提升生产管控水平

通过一体化APS平台以及三四级生产系统的配合实现冶金规范体系，可以真正实现 对销售合同、销售订单（包括其产品规范、冶金规范、质量标准要求）、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。在此过程中，生产计划人员可以借助计算机工具解决手工不可能解决的计划难题，同时可以将计划制定中需要考虑的各种细节通过规则的方式告知系统，在指定计划时加以考虑。例如不同产线在生产不同钢种时的生产速度差异、不同产品不同工序之间根据季节变化的冷却时间规则、相同设备在生产不同类型或者规格的产品时所需要发生的设备切换时间规则等。

2.2 提高协同计划能力、增加工厂有效产出

在订单承诺及全局生产计划编制过程中，通过考虑销售订单完整供应链，协调上下游产线生产步调，APS系统可以最大化避免瓶颈漂移，从而避免真正瓶颈资源的产能浪费，增加工厂产出。借助计划优化算法及引擎，可以根据不同工艺路径对不同产线的生产能力提出要求，根据产线生产能力限制为生产订单选择工艺路径，从而平衡产线设备负荷，提高工厂产出。在钢轧一体化作业排产过程中，通过充分考虑连铸与热轧机的生产规程差异，借助优化算法帮助，优化出坯计划与热轧轧制计划协同，保证生产效率及质量要求。同时快速响应各种紧急修磨等质量问题造成的挂单调整、计划调整要求。在冷轧一体化作业排产过程中，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，同时方便计划人员更好的应对紧急订单、重要订单对计划提出的高质量、快速响应的要求。

2.3 提高计划效率以及灵活性

APS系统实施后，在正常情况下，系统可为重要或紧急的销售询单进行快速评审，评审结果及明细信息可清晰地反馈给销售人员进行确认。对于一般的销售询单可以按照批量模式进行评审。因此，整个订单评审效率及质量得到了保证。 另外，生产计划模块为各个用户功能都提供非常直观、友好的用户界面，并且通过业务知识库的管理和维护，把不同计划层次计划问题中需要考虑的各种约束、规则都自动应用到了相关的用户功能中，防止用户手工编制计划中出现的不必要错误。

2.4 提高按时交货水平、满足客户需求

通过考虑销售订单工艺要求、坯料要求以及产线生产能力限制、约束资源能力限制，APS系统可以为销售订单计算确实可行的完工时间。依据该完工时间，生产计划人员可以为销售订单进行准确的交货期应答。 通过作业排产模块，生产计划人员可以控制产线每天的投料订单，以保证产线的作业排产遵循生产计划要求，保证依据销售订单交货期指定的生产订单计划得到执行。通过以销售订单为出发点的全程供应链计划跟踪，结合现场MES生产实绩反馈，APS系统可以对可能影响销售订单交付的情况进行及时的预警。通过每天夜间自动进行的重新生产计划以及日间可以随时触发的自动以及手工计划调整，APS系统可以根据最新情况对计划进行刷新调整，从而保证销售订单的按时交付。

2.5 缩短生产周期、降低在制品库存

控制在制品库存的关键在于控制生产周期，其中受计划影响的部分为工序与工序之间的等待时间以及上下游产线协同。如果能够有效的控制工序的等待时间，就能够降低总的在制品库存。借助APS系统平台，企业可以优化炼钢、热轧、冷轧等内部生产工艺之间协同，减少瓶颈漂移现象以减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坯料平衡，借助优化算法及引擎，系统可自动平衡外卖与供下游坯料的平衡，避免下游冷轧厂断料或坯料积压，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。

2.6 加快余材消耗、提高企业效益

通过密集结合质量判定模块与计划模块，APS系统将余材纳入到自动物料计划过程中，从而提高余材的周转速度。通过质量管控系统（QMS）或MES中质量判定模块，生产中质量有所“缺陷”的余材可以被自动进行降级。对于降级后可以直接销售的成品余材，APS系统可以根据降级后的余材质量等级或基于属性的判断考量，自动将成品余材与销售订单进行关联，对并销售订单的欠量进行扣减。对于降级后不能直接销售的半成品余材，生产计划系统根据其降级后的质量等级，通过正常计划流程，为其分配销售订单。

3 结语

APS系统实现了以市场为导向，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。该系统实施的目的是提升钢铁企业的按时交付业绩、降低在制品库存并提高设备的有效使用率，最终提升钢铁企业运营水平及盈利能力。

参考文献：

[1]魏振.钢铁企业APS系统与MES的整合方案及实现.冶金自动化，2013.5.

[2]邵志芳.钢铁行业高级规划与排程系统研究.企业管理，2013.6.