APS高級排程系統助力鋼鐵行業邁向工業4.0

趙維娜

摘 要：基于《中國制造2025規劃》綱要，鋼鐵行業逐步展開智能制造的全面改革，以客戶為中心，輻射整個供應鏈， APS高級排程系統解決“在有限產能條件下，交期產能精確預測、工序生產與物料供應最優詳細計劃”的問題。通過制定優化的生產計劃，將實績與計劃結合，徹底解決工序生產計劃與物料需求計劃難做的問題。

關鍵詞：余才充當；銷產轉換；制造訂單；件次計劃；智能制造

中圖分類號：F270.7 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）05-0010-01

1 背景介紹

“中國制造2025”是在新環境下，中國政府立足國際產業變革大勢，作出的全面提升中國制造業發展質量和水平的重大戰略部署。其根本目標在于改變中國制造業“大而不強”的局面，通過10年努力，使中國邁入制造強國行列，為到2045建成具有全球影響力的制造強國奠定堅實基礎。而鋼鐵行業在此次重大改革的十大任務之一，與德國工業4.0對接，逐步邁向工業智能制造。

公司通過APS系統將訂單信息、機器設備、工序待時、運輸耗時、存貨數量和人工成本等生產要素進行有機整合、整體規劃。實現了生產定制化、要素柔性化、交付精確化的生產一體化協同能力，滿足了客戶“快、短、少”的個性化需求。在各決策層相互協同，以關鍵績效為導向，逐步優化各項資源計劃來滿足終端需求。

2 APS高級排程主要系統簡介

APS高級自動排產功能主要包括以下9點：（1）公司級生產計劃生成：自動銷產轉換、智能的主生產計劃生成、交期管理、生產計劃下發。（2）余材充當：可以匹配中間庫和成品庫的余材和相應的銷售訂單匹配。（3）物流和發貨計劃：包括上游和下游的物流與倉儲的全供應鏈計劃。（4）作業排產管理：鋼區調度系統、鋼軋聯動排產管理、熱軋冷軋的件次一體化排產。（5）生產反饋調整：生產異常計劃調整、改單插單計劃調整。（6）跟蹤及分析：訂單計劃情況跟蹤和預警、計劃信息的報表分析。（7）生產關鍵指標管理：生產關鍵指標分析。（8）基礎數據及知識庫管理：數據管理、參數管理、生產規則維護、設備狀態管理。（9）用戶管理：用戶信息管理和用戶權限管理。

3 APS系統業務流程梳理

APS高級排產系統主要由四大模塊：交期評審、銷產轉換、主生產計劃、作業排產。其中交期評審、銷產轉換及主生產計劃模塊主要在全局計劃系統中完成，作業排產主要在件次系統中完成。件次排產系統分為鋼軋件次排產系統和冷軋件次系統兩個部分。

交期評審模塊主要針對意向訂單做虛擬排產，根據有限產能約束和虛擬生產工藝路徑，得到可滿足的交期，如果交期滿足訂單要求，則反饋給資源調度系統ERP，將意向銷售訂單轉換為正式銷售訂單進行正式銷產轉換排產。當虛擬排產后得到的交期不能滿足訂單交期要求時將可滿足的交期反饋給ERP系統，由銷售人員與客戶進行溝通最終確定交期，并達成訂單是否生產的最終方案。

銷產轉換模塊主要負責將銷售訂單轉換為制造訂單和件次計劃。當正式的銷售訂單達到APS系統后，計劃員可以基于MES給定的物料庫存信息做余才充當。首先進行成品的余材充當，盡可能直接利用成品滿足銷售訂單；然后計劃員基于QMS的自動或手動半成品余材匹配信息，手工脫掛單，盡量利用半成品繼續深加工以滿足銷售訂單需求，進一步降低庫存。接著在銷產轉換決策中，對于銷售訂單仍然存在的欠量，創建全流程計劃制造訂單，同時也考慮直接使用外采坯作為原材料滿足計劃制造訂單對鋼坯的需求，達到生產總量、機器產能、物料供應以及銷售訂貨量各方面之間的一個平衡。

生產計劃模塊主要是負責將銷產轉換完成的連鑄制造訂單進行組爐組澆，熱軋制造訂單進行熱軋軋程的組建，冷軋制造訂單進行冷軋軋程及生產工藝規則的匹配。完成制造訂單的組織和拆解，將制造訂單拆解為件次計劃。

作業排產系統模塊主要負責件次計劃的排序工作，將主生產計劃產生的各個件次計劃任務按生產規則及工藝路徑要求和設備生產要求安排到適合的生產設備上。當生產計劃由計劃員確定后手動下發給生產執行系統MES組織實際生產。

4 系統實施效果總結

APS系統的應用和實施將公司銷售訂單準時交付率由月提高到周。當正式訂單到達APS系統后，系統根據當前的產能情況及工藝產線對應的生產規則，迅速分析出了該訂單的最優生產路徑、出貨時間以及所需耗材，然后開始智能排產，使生產計劃控制非常精確。緊接著對應下發計劃到生產執行系統MES，指導自動化設備組織實際生產。當意向訂單到達APS系統時可以進行虛擬排產計劃，將訂單是否可按時交付進行準確估算。

當銷售訂單進行銷產轉換排產時，可以充分利用庫存物料進行成品和半成品的余才充當，有效降低庫存的同時進一步提高訂單的準時交付率，加速資金的快速流轉，提升客戶滿意度水平。

全流程按單生產，進一步提升訂單的管理水平，訂單按工序及生產工藝路徑有效約束產能，全流程透明化跟蹤處理和數據追蹤，提升公司智能制造水平，為公司智能工廠建設創造有利條件。

5 結語

對于中國的制造業而言，轉型實際上是從工業3.0傳統的工廠轉型到4.0的智能工廠。“中國制造2025”的核心目標定義為智能制造，由智能制造再延伸到具體的工廠而言，就是智能工廠。智能制造和智能工廠是工業4.0的兩大目標，由APS高級排程系統為核心的信息化系統和架構建設，為公司的智能制造開辟了新的平臺，提供了有力的支撐，使公司向工業4.0的智能工廠建設邁出有力的一步。