APS在智能化制造业领域的应用示范

孙越

摘 要：APS（Advanced Planning and Scheduling），又名高级计划与排程系统，它的高度灵活性保证了客户的许多独特需求，同时在客户未来的业务发生变化时，保证了系统横向和纵向的扩展性，确保APS系统始终能够和客户“共同成长”，成为客户的“商业引擎”。 它拒绝“黑箱”式的系统，提倡“人机交互”的模式。不仅要满足唐钢目前的业务需求，并通过最简洁的方式融入公司现有的IT架构和业务流程中。保证系统先进性，建立统一的产销一体化计划平台，为公司未来的业务发展预留空间。

关键词：APS；智能制造；产销一体化；人机交互

中图分类号：TN403 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）01-0026-01

1 背景介绍

从2008年开始，全球钢铁工业进入了持续的衰退期。虽然钢铁产品仍然是工业领域重要的原材料，但是只有少数的钢铁公司能够获得预期的投资回报，大部分钢铁公司面临着持续的亏损。中国的钢铁企业也面临着同样的困境，行业的平均利润率接近于零。钢铁企业困境的主要成因在于宏观的经济环境和落后的设备和技术与发展越来越快的智能化趋势不匹配。虽然单个的生产企业很难改变这种困境，但单个的企业可以通过改变产业结构及管理手段的方式来谋求发展。由于钢铁企业与其他制造业的差异，很多在其他制造业行之有效的策略和方法在钢铁企业并不适用，钢铁企业必须针对自身的特点来制定适合自己的突围路径。

整体信息化建设中的APS系统建设是钢铁企业应用的一个亮点，将计划排产模块从SAP系统中分离出来，通过更为科学的优化算法实现自动排产的功能。而产销一体化是整合企业整体资源改善公司运营业绩的重要手段，其中冶金规范体系是国内大多数钢厂所采用的行业基础，而APS 系统是区分各个钢厂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，从而实现公司整体业绩的进一步提升。

2 APS在公司智能制造中的地位及功能概述

在积极化解钢铁行业过剩产能的基础上加快推进钢铁行业转型升级，当前推进钢铁行业转型升级的重点是加快智能制造发展。智能制造是制造业未来发展的重大趋势，也是当前钢铁行业提质增效的重要着力点。公司在配合现代钢铁企业产业结构调整的同时积极组织开展企业信息化建设，搭建了以ODS（工厂数据库系统）、APS（高级自动排程系统）、QMS（质量管控系统）为改建中心的世界先进的信息化架构。将传统的SAP系统和MES系统做出相应的功能和业务调整，建设成为了全国唯一一家钢铁智能制造企业的试点。

APS系统在公司整个信息化系统架构中处于3.5级的位置，起到承上启下的重要作用。围绕集中质量一贯制管理要求，优化管理和业务流程，建立产品规范与冶金规范体系，构建先进的产销一体化系统平台，快速响应市场，高效销产协同，优化计划和执行，为产销、质量管理提供有效支撑。主要实现的业务目标如下：

（1）利用业界先进管理理念及方法优化生产计划。

（2）借助丰富的报表和图形界面来分析计划结果。

（3）通过图形化的界面简单的操作对各产线作业排产以及执行情况进行显示。

（4）提高协同计划能力、增加工厂有效产出。

（5）提高计划效率以及灵活性。

（6）提高按时交货水平、满足客户需求。

（7）缩短生产周期、降低在制品库存。

（8）加快余材消耗、提高企业效益。

主要完成的功能如下：

（1）与其他系统的集成：提供支持APS系统与其他信息化系统所需要的主要接口。

（2）物料计划：基于QMS给出的余材匹配建议（成品与半成品），支持计划员进行手工余材充当。

（3）销产转换：根据ODS给出的可选工艺路径，支持计划员手工或自动选择工艺路径进行销产转换。

（4）有限产能计划：基于有限产能，确定制造订单各工序的计划时间窗口。

（5）制造订单管理：支持计划员对APS自动创建的制造订单进行手工管理，计划员也可以手动进行计划制造订单和物料制造订单的创建和管理。

（6）交期应答：提供人机交互界面，支持计划员手工对意向订单进行交期应答。应用自动全局计划时可以计算出对应的计划交期，计划员可以进行手动确认。

3 APS系统内部架构及功能分析

APS系统分为三个子系统，全局计划系统CP、钢轧一体化系统HM和冷轧一体化系统CM。全局生产计划流程主要支持制造和质量管理部根据实际销售合同以及滚动的主生产计划进一步合理的细分各合同主要工序的开工时间区间，其中将充分考虑各种产能、匹配规则等各种约束，由此进一步进行工艺路径的合理选择，生产批量的动态组合，以及全程合理的在制品库存管控。全局计划系统主要负责与外部系统和APS系统的接口通讯，完成销售订单的自动销产转换及算法优化计算。

而钢轧一体化排程系统和冷轧一体化排程系统主要完成销产转换后的件次计划排序及件次作业计划的下发。同时完成SAP系统和MES系统需要的物料编码匹配功能，保证系统之间的工作衔接和数据流转。其中钢轧一体化排程系统主要服务于连铸和热轧作业排产，冷轧一体化排程系统主要负责冷轧部分的作业计划。三个系统之间密切配合，共同完成APS系统在整个信息化架构中的功能分担，并充分体现了自身的算法优势，减轻了计划员的计算工作量，同时也避免了人工计算的错误。将作业排产任务提升到一个新的阶段。

通过良好的人机交互界面和强大的界面配置功能，大大提高了界面的友好性和可配置的靈活性。根据不同计划员和系统维护人员的作业要求进行个性化的定制，更加体现了系统的高效灵活性。人机界面的改变，将在形体上、观念上、应用场合等方面都有所改变。总体来讲，人机界面的未来发展趋势是六个现代化：平台嵌入化、品牌民族化、设备智能化、界面时尚化、通讯网络化和节能环保化。

4 未来展望

APS系统在公司内部分厂仅包含了不锈钢分公司、热轧部及高强汽车板分厂，通过在这三个工厂的应用，已经充分体现出APS系统的优势所在。在未来的工作中将进一步推广应用到集团其他分厂及子公司，加强集团公司及各个工厂间的协作一致，将整个产业链融合为一体。从铁钢平衡到钢轧平衡再到物流转运，将集团公司的资源做统一规划处理，完成公司智能化信息化的全面升级。

在工业互联网时代，钢铁工业转型是流程制造业智能化的系统工程，要以创新驱动发展为主题，以信息化与工业化深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向。智能制造是新一轮工业革命的核心技术，应该作为钢铁工业转型的制高点、突破口和主攻方向，要从产品、生产、模式、基础4个维度系统推进。其中，智能生态产品是主体，智能生产是主线，以用户为中心的产业模式变革是主题，以CPS（信息物理系统）和工业互联网为基础。

5 结语

互联网的时代已经来临，作为钢铁从业者，作为产业链中的不同身份的参与者，公司积极打造钢铁产业链的闭合生态圈，跨区域、跨品种、跨界融合与合作，实现产业链各方环节的互利共赢。在不久的将来，聚合优势，合作共赢是行业发展的趋势。我们将秉承智能化信息化的发展主题继续积极展开产业结构的整合和调整，通过进一步完善自身并发展推广的模式坚定不移地开创钢铁行业的新时代。endprint