APS在智能化制造業領域的應用示范

孫越

摘 要：APS（Advanced Planning and Scheduling），又名高級計劃與排程系統，它的高度靈活性保證了客戶的許多獨特需求，同時在客戶未來的業務發生變化時，保證了系統橫向和縱向的擴展性，確保APS系統始終能夠和客戶“共同成長”，成為客戶的“商業引擎”。 它拒絕“黑箱”式的系統，提倡“人機交互”的模式。不僅要滿足唐鋼目前的業務需求，并通過最簡潔的方式融入公司現有的IT架構和業務流程中。保證系統先進性，建立統一的產銷一體化計劃平臺，為公司未來的業務發展預留空間。

關鍵詞：APS；智能制造；產銷一體化；人機交互

中圖分類號：TN403 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）01-0026-01

1 背景介紹

從2008年開始，全球鋼鐵工業進入了持續的衰退期。雖然鋼鐵產品仍然是工業領域重要的原材料，但是只有少數的鋼鐵公司能夠獲得預期的投資回報，大部分鋼鐵公司面臨著持續的虧損。中國的鋼鐵企業也面臨著同樣的困境，行業的平均利潤率接近于零。鋼鐵企業困境的主要成因在于宏觀的經濟環境和落后的設備和技術與發展越來越快的智能化趨勢不匹配。雖然單個的生產企業很難改變這種困境，但單個的企業可以通過改變產業結構及管理手段的方式來謀求發展。由于鋼鐵企業與其他制造業的差異，很多在其他制造業行之有效的策略和方法在鋼鐵企業并不適用，鋼鐵企業必須針對自身的特點來制定適合自己的突圍路徑。

整體信息化建設中的APS系統建設是鋼鐵企業應用的一個亮點，將計劃排產模塊從SAP系統中分離出來，通過更為科學的優化算法實現自動排產的功能。而產銷一體化是整合企業整體資源改善公司運營業績的重要手段，其中冶金規范體系是國內大多數鋼廠所采用的行業基礎，而APS 系統是區分各個鋼廠計劃及運營質量的關鍵核心。通過建立完整的冶金規范體系來提升產品質量及管控水平；通過對各個分廠及整體產銷的協調，提高對客戶的服務水平，為客戶創造價值，來提升銷售業績及內部生產效率，從而實現公司整體業績的進一步提升。

2 APS在公司智能制造中的地位及功能概述

在積極化解鋼鐵行業過剩產能的基礎上加快推進鋼鐵行業轉型升級，當前推進鋼鐵行業轉型升級的重點是加快智能制造發展。智能制造是制造業未來發展的重大趨勢，也是當前鋼鐵行業提質增效的重要著力點。公司在配合現代鋼鐵企業產業結構調整的同時積極組織開展企業信息化建設，搭建了以ODS（工廠數據庫系統）、APS（高級自動排程系統）、QMS（質量管控系統）為改建中心的世界先進的信息化架構。將傳統的SAP系統和MES系統做出相應的功能和業務調整，建設成為了全國唯一一家鋼鐵智能制造企業的試點。

APS系統在公司整個信息化系統架構中處于3.5級的位置，起到承上啟下的重要作用。圍繞集中質量一貫制管理要求，優化管理和業務流程，建立產品規范與冶金規范體系，構建先進的產銷一體化系統平臺，快速響應市場，高效銷產協同，優化計劃和執行，為產銷、質量管理提供有效支撐。主要實現的業務目標如下：

（1）利用業界先進管理理念及方法優化生產計劃。

（2）借助豐富的報表和圖形界面來分析計劃結果。

（3）通過圖形化的界面簡單的操作對各產線作業排產以及執行情況進行顯示。

（4）提高協同計劃能力、增加工廠有效產出。

（5）提高計劃效率以及靈活性。

（6）提高按時交貨水平、滿足客戶需求。

（7）縮短生產周期、降低在制品庫存。

（8）加快余材消耗、提高企業效益。

主要完成的功能如下：

（1）與其他系統的集成：提供支持APS系統與其他信息化系統所需要的主要接口。

（2）物料計劃：基于QMS給出的余材匹配建議（成品與半成品），支持計劃員進行手工余材充當。

（3）銷產轉換：根據ODS給出的可選工藝路徑，支持計劃員手工或自動選擇工藝路徑進行銷產轉換。

（4）有限產能計劃：基于有限產能，確定制造訂單各工序的計劃時間窗口。

（5）制造訂單管理：支持計劃員對APS自動創建的制造訂單進行手工管理，計劃員也可以手動進行計劃制造訂單和物料制造訂單的創建和管理。

（6）交期應答：提供人機交互界面，支持計劃員手工對意向訂單進行交期應答。應用自動全局計劃時可以計算出對應的計劃交期，計劃員可以進行手動確認。

3 APS系統內部架構及功能分析

APS系統分為三個子系統，全局計劃系統CP、鋼軋一體化系統HM和冷軋一體化系統CM。全局生產計劃流程主要支持制造和質量管理部根據實際銷售合同以及滾動的主生產計劃進一步合理的細分各合同主要工序的開工時間區間，其中將充分考慮各種產能、匹配規則等各種約束，由此進一步進行工藝路徑的合理選擇，生產批量的動態組合，以及全程合理的在制品庫存管控。全局計劃系統主要負責與外部系統和APS系統的接口通訊，完成銷售訂單的自動銷產轉換及算法優化計算。

而鋼軋一體化排程系統和冷軋一體化排程系統主要完成銷產轉換后的件次計劃排序及件次作業計劃的下發。同時完成SAP系統和MES系統需要的物料編碼匹配功能，保證系統之間的工作銜接和數據流轉。其中鋼軋一體化排程系統主要服務于連鑄和熱軋作業排產，冷軋一體化排程系統主要負責冷軋部分的作業計劃。三個系統之間密切配合，共同完成APS系統在整個信息化架構中的功能分擔，并充分體現了自身的算法優勢，減輕了計劃員的計算工作量，同時也避免了人工計算的錯誤。將作業排產任務提升到一個新的階段。

通過良好的人機交互界面和強大的界面配置功能，大大提高了界面的友好性和可配置的靈活性。根據不同計劃員和系統維護人員的作業要求進行個性化的定制，更加體現了系統的高效靈活性。人機界面的改變，將在形體上、觀念上、應用場合等方面都有所改變。總體來講，人機界面的未來發展趨勢是六個現代化：平臺嵌入化、品牌民族化、設備智能化、界面時尚化、通訊網絡化和節能環保化。

4 未來展望

APS系統在公司內部分廠僅包含了不銹鋼分公司、熱軋部及高強汽車板分廠，通過在這三個工廠的應用，已經充分體現出APS系統的優勢所在。在未來的工作中將進一步推廣應用到集團其他分廠及子公司，加強集團公司及各個工廠間的協作一致，將整個產業鏈融合為一體。從鐵鋼平衡到鋼軋平衡再到物流轉運，將集團公司的資源做統一規劃處理，完成公司智能化信息化的全面升級。

在工業互聯網時代，鋼鐵工業轉型是流程制造業智能化的系統工程，要以創新驅動發展為主題，以信息化與工業化深度融合為主線，以推進智能制造為主攻方向。智能制造是新一輪工業革命的核心技術，應該作為鋼鐵工業轉型的制高點、突破口和主攻方向，要從產品、生產、模式、基礎4個維度系統推進。其中，智能生態產品是主體，智能生產是主線，以用戶為中心的產業模式變革是主題，以CPS（信息物理系統）和工業互聯網為基礎。

5 結語

互聯網的時代已經來臨，作為鋼鐵從業者，作為產業鏈中的不同身份的參與者，公司積極打造鋼鐵產業鏈的閉合生態圈，跨區域、跨品種、跨界融合與合作，實現產業鏈各方環節的互利共贏。在不久的將來，聚合優勢，合作共贏是行業發展的趨勢。我們將秉承智能化信息化的發展主題繼續積極展開產業結構的整合和調整，通過進一步完善自身并發展推廣的模式堅定不移地開創鋼鐵行業的新時代。endprint