軋管與煉鋼聯(lián)動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

宋青山

（天津鋼管集團(tuán)股份有限公司，天津300301）

1 引言

鋼管的軋制與煉鋼聯(lián)動系統(tǒng)是企業(yè)產(chǎn)銷系統(tǒng)中計(jì)劃環(huán)節(jié)的重要一環(huán)。通過軋制與煉鋼聯(lián)動，將銷售部門提報(bào)的銷售訂單轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)的排產(chǎn)訂單，同時將外購坯、庫存坯和煉鋼的自煉坯等三種物料來源統(tǒng)一的納入到實(shí)際的排產(chǎn)行為中來。通過系統(tǒng)自動抓取符合軋制排程的原料，減少人工的干預(yù)程度，能夠?qū)崿F(xiàn)對銷售合同排產(chǎn)的迅速響應(yīng)，能夠有效地降低管坯的庫存，能夠有效地匹配煉鋼與軋制的生產(chǎn)節(jié)奏，將煉軋生產(chǎn)有效地銜接起來。通過系統(tǒng)的管理，企業(yè)的生產(chǎn)效率能夠獲得提高。

目前的煉軋聯(lián)動機(jī)制，是制造部在接收銷售提報(bào)的生產(chǎn)合同后，主要由計(jì)劃人員對提報(bào)的合同進(jìn)行排產(chǎn)的轉(zhuǎn)化，手動計(jì)算軋制長度、切頭尾，給出所需的坯料長度、斷面、支數(shù)、噸數(shù)等相關(guān)信息，然后管坯利庫人員對坯料需求進(jìn)行利庫的操作，然后再將自煉的信息推向煉鋼計(jì)劃；煉鋼計(jì)劃啟動后，軋制計(jì)劃人員目前無法做到及時有效的獲取煉鋼信息，只能通過手工傳遞EXCEL表格或電話的方式進(jìn)行詢問，不能及時有效的進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)生產(chǎn)節(jié)奏。

為有效地解決煉軋聯(lián)動中存在的人工參與過多，反應(yīng)不夠及時迅速，坯料同軋制制程銜接不夠流暢的問題，開發(fā)了煉軋聯(lián)動系統(tǒng)。通過軋制需求清單同庫存、外購以及自煉的有效結(jié)合，能夠在第一時間將坯料的物料信息情況反饋到軋制計(jì)劃的編排當(dāng)中去，使得軋制制程的編排更加合理有效，同時通過系統(tǒng)的審核和制約，使得軋制制程的編排也更加合理和準(zhǔn)確，減少了軋制計(jì)劃人員的重復(fù)性勞動。

2 項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路、技術(shù)方案

本套系統(tǒng)從實(shí)際應(yīng)用的場景出發(fā)，根據(jù)最終用戶的具體需求，經(jīng)過反復(fù)討論，最終確認(rèn)采用C/S結(jié)構(gòu)的模式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，原因是最終用戶對于前臺數(shù)據(jù)的大量展示和及時響應(yīng)有著嚴(yán)格的要求，因此前臺采用WINDOWS FORM進(jìn)行展示，后臺數(shù)據(jù)庫層采用Microsoft SQL Server 2005，系統(tǒng)的部署和升級采用Click Once技術(shù)，能夠在用戶打開應(yīng)用程序時自動升級到最新的版本。

軋制計(jì)劃人員在編制生產(chǎn)計(jì)劃時對排序調(diào)整的功能要求比較嚴(yán)格，因此系統(tǒng)為少量的順序調(diào)整提供了前臺界面直接拖動以調(diào)整順序，類似EXCEL“剪切”、“粘貼”的友好方式進(jìn)行調(diào)整順序的方式；對于大批量的計(jì)劃順序調(diào)整，提供了導(dǎo)出EXCEL在系統(tǒng)外進(jìn)行操作，然后再重新導(dǎo)入至系統(tǒng)中進(jìn)行排序，大大提高了生產(chǎn)效率。

實(shí)現(xiàn)了軋制長度、軋制成品的噸位、支數(shù)，所需坯料的長度、支數(shù)、噸位的自動計(jì)算，并能夠給出切頭尾、分切等軋制生產(chǎn)參數(shù)的合理建議值。系統(tǒng)從產(chǎn)能井獲取銷售提報(bào)的排產(chǎn)合同后，自動計(jì)算軋制長度、軋制成品噸位、支所，自動計(jì)算所需坯料的長度、支所、噸位等數(shù)據(jù)，通過減少人工干預(yù)的過程，能夠減少計(jì)算出錯的幾率。計(jì)劃人員的職責(zé)從原先的重復(fù)計(jì)算為主，逐步向?qū)徍舜_認(rèn)的職能進(jìn)行轉(zhuǎn)變。切頭尾和分切等生產(chǎn)數(shù)據(jù)是從歷年的實(shí)際生產(chǎn)計(jì)劃中積累而來，通過加權(quán)平均等算法，獲取近期用量最大的值做為本月的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，因而具有較高的準(zhǔn)確性。

煉軋系統(tǒng)與調(diào)度回報(bào)系統(tǒng)、判定系統(tǒng)和庫存系統(tǒng)進(jìn)行了緊密的集成。系統(tǒng)每天定時抓取調(diào)度回報(bào)系統(tǒng)的生產(chǎn)實(shí)績，通過系統(tǒng)自動計(jì)算，對計(jì)劃與產(chǎn)出進(jìn)行對比。如果生產(chǎn)回報(bào)量大于等于計(jì)劃量，則本條計(jì)劃信息自動標(biāo)注完成，自動從待排產(chǎn)列表中消失，同時根據(jù)排產(chǎn)隊(duì)列的計(jì)劃量與產(chǎn)線的小時能力，自動計(jì)算并刷新生產(chǎn)進(jìn)程的任務(wù)時間，實(shí)現(xiàn)任務(wù)的循環(huán)刷新滾動，軋制排產(chǎn)進(jìn)程一目了然，非常清晰。同庫存系統(tǒng)的緊密集成，將符合條件的庫存坯料自動形成裝爐計(jì)劃，計(jì)劃人員對于軋制合同的原料信息一目了然，坯料需求同軋制節(jié)奏緊密的貼合起來，大大提高了計(jì)劃的效率。

系統(tǒng)整體架構(gòu)采用基于微軟公司.NET平臺進(jìn)行構(gòu)建，通過不斷的迭代，使得系統(tǒng)緊貼當(dāng)前的業(yè)務(wù)流程。在設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)之初，就考慮到如何更加有效的方便最終用戶，做到了系統(tǒng)既嚴(yán)謹(jǐn)又靈活多變，以適應(yīng)不同的使用群體。同時由于在桌面開發(fā)領(lǐng)域，微軟的技術(shù)占有絕大部分的市場占有率，因此采用微軟的.NET技術(shù)完成的應(yīng)用也為將來的維護(hù)和擴(kuò)展打下了良好的基礎(chǔ)。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理采用前臺和后臺數(shù)據(jù)庫處理分別完成，前臺界面主要處理諸如數(shù)據(jù)驗(yàn)證，數(shù)據(jù)展示等功能，數(shù)據(jù)存儲以及數(shù)據(jù)計(jì)算等大部分交由后臺數(shù)據(jù)庫完成。這樣通過不同的分層以及職責(zé)分工，將業(yè)務(wù)處理的負(fù)載均衡的平衡于不同的層之間，既能有效的減輕服務(wù)端的壓力，也能有效的對系統(tǒng)進(jìn)行快速維護(hù)，同時對于內(nèi)部的業(yè)務(wù)規(guī)則的調(diào)整也不會影響業(yè)務(wù)人員的正常使用。

3 軋管煉鋼計(jì)劃流程的原理及分析

軋制、煉鋼生產(chǎn)計(jì)劃的流程圖如圖1所示。

圖1 煉軋計(jì)劃流程圖

制造部計(jì)劃科按照公司的產(chǎn)能基本原則，提前給出未來N個月的產(chǎn)能計(jì)劃，對銷售/國貿(mào)公司指導(dǎo)銷售接單，銷售人員錄入合同后，經(jīng)過一些列評審?fù)ㄟ^后，銷售合同能夠得以被正式提報(bào)至制造部，從而進(jìn)入排產(chǎn)隊(duì)列。

所有通過了評審并能夠被提報(bào)至制造部的排產(chǎn)合同，訂單會被分配到生產(chǎn)月和軋管生產(chǎn)機(jī)組，同時也會下發(fā)至熱處理以及管加工的生產(chǎn)合同，以形成工序計(jì)劃。在形成工序計(jì)劃之前，會首先計(jì)算出所需的接箍，形成接箍計(jì)劃，對于短節(jié)和附件，也會進(jìn)行單獨(dú)處理，和管體一樣，形成統(tǒng)一的軋制計(jì)劃，一起進(jìn)入軋制的生產(chǎn)工序計(jì)劃，同時也要確認(rèn)工藝配置，確定出軋管生產(chǎn)的計(jì)劃量。

在進(jìn)入各機(jī)組的軋管生產(chǎn)合同工序時，各個機(jī)組完成作業(yè)計(jì)劃的編排，包括孔型順序，材料設(shè)計(jì)（軋長、目標(biāo)長度、切頭尾、管坯長度、控制壁厚、加投坯、芯棒的最終確認(rèn)等測算)，并且編制日裝爐計(jì)劃等，最后組織軋管的日作業(yè)生產(chǎn)。

對于軋管的前端來料管坯，首先進(jìn)行當(dāng)前庫存的利庫操作，核減并形成最終的管坯需求；如果坯料來源是自煉的，那么通過相同的物料碼(鑄坯或鍛坯+斷面+鋼種)進(jìn)行分類匯總，并進(jìn)行鋼種優(yōu)化，向前推送至煉鋼機(jī)組，形成自煉管坯計(jì)劃，組織煉鋼進(jìn)行生產(chǎn)；如果坯料來源是外購的，那么和自煉的處理原則基本相同，即形成同物料的需求訂單，匯總后形成外購坯需求訂單，由銷售公司進(jìn)行對管坯進(jìn)行采購，無論是自煉還是外購坯，由于是通過物料碼和生產(chǎn)合同進(jìn)行定制和關(guān)聯(lián)，一旦通過了判定入庫，那么馬上會觸發(fā)自動裝爐的動作，符合條件的管坯原料和軋制生產(chǎn)的計(jì)劃自動進(jìn)行關(guān)聯(lián)，軋制工序計(jì)劃人員可以及時準(zhǔn)確的掌握坯料的生產(chǎn)、來料情況，以及爐號、長度、庫存等重要信息，對于及時有效的安排調(diào)整軋管生產(chǎn)節(jié)奏有著重要的意義。

軋管生產(chǎn)完畢后，對于軋制半成品，按照下到工序的排產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)入生產(chǎn)環(huán)節(jié)，對于軋制成品，則完成成品繳庫，整個生產(chǎn)過程完畢。對于某些異常的生產(chǎn)情況，主要是由于各種環(huán)節(jié)造成的欠量問題，由計(jì)劃人員通過補(bǔ)量完成，主要可能的情況包括軋制補(bǔ)量、加工補(bǔ)量、成品補(bǔ)量和銷售補(bǔ)量等。

4 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

4.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的建立

煉軋系統(tǒng)所依賴的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括產(chǎn)線孔型斷面基礎(chǔ)表、軋制能力基礎(chǔ)表、產(chǎn)線極限參數(shù)維護(hù)基礎(chǔ)表等。通過基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的建立，減少了人工干預(yù)的成本，同時也大大減少了出錯的幾率。軋制機(jī)組小時能力維護(hù)如圖2所示。

4.2 導(dǎo)入計(jì)劃

制造部計(jì)劃人員從產(chǎn)銷系統(tǒng)的合同接收提報(bào)中獲取尚未下發(fā)的排產(chǎn)合同數(shù)據(jù)，對軋管標(biāo)準(zhǔn)、煉鋼標(biāo)準(zhǔn)、加工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)齊，然后選擇需要進(jìn)入生產(chǎn)制程的排產(chǎn)合同，將其下發(fā)至煉軋系統(tǒng)中去。

計(jì)劃查詢：全公司的所有用戶，都可以通過WEB頁面的方式，對軋制計(jì)劃進(jìn)行查詢和生產(chǎn)跟蹤。

4.3 物料計(jì)算：

根據(jù)排產(chǎn)合同的最低量以及計(jì)劃量，在人工介入之前，系統(tǒng)根據(jù)投料原則，合同情況等綜合考慮，給出軋制產(chǎn)成品的建議值。具體計(jì)算方法為，首先根據(jù)管子外徑壁厚計(jì)算軋制管的單米重，然后單米重乘以目標(biāo)長度為單支管重，利用合同排產(chǎn)量除以單支管重，向上取整為軋制毛管的支數(shù)，此支數(shù)為所需管坯的支數(shù)；利用管坯的單支重乘以投入得管坯支數(shù)為投入坯子重量，之后再反推所需的全部軋制管重量是否符合要求，直至產(chǎn)出的成品管和所需的投坯完全滿足排產(chǎn)合同的最低量和計(jì)劃量的要求。

4.4 計(jì)劃人員對軋制順序進(jìn)行調(diào)整：

為符合實(shí)際的軋制生產(chǎn)順序，需要經(jīng)常對軋制順序進(jìn)行調(diào)整，對于小批量的調(diào)整，可以通過直接拖動行至目標(biāo)位置，或者剪切、粘貼的方式進(jìn)行調(diào)整。

4.5 拆分合并功能：

計(jì)劃人員按照實(shí)際的軋制生產(chǎn)順序和軋制節(jié)奏，對符合條件的生產(chǎn)合同進(jìn)行拆分和合并，以形成新的軋制順序

二級工藝調(diào)整：各軋制產(chǎn)線計(jì)劃人員，可以在各自的權(quán)限范圍內(nèi)，按照產(chǎn)能井的限制原則，對孔型，以及軋制長度、切頭尾，分切，坯料料長、斷面、軋批號等軋制計(jì)劃的重要參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

4.6 裝爐計(jì)劃：

系統(tǒng)自動抓取坯料資源池中的軋制合同坯料，按照原則進(jìn)行自動匹配，能夠第一時間將坯料準(zhǔn)備信息推送至軋管計(jì)劃人員，使其能夠根據(jù)坯料情況，對軋制順序的調(diào)整能夠靈活準(zhǔn)確，裝爐計(jì)劃如圖3所示。

4.7 全部利庫功能：

各產(chǎn)線計(jì)劃人員通過利庫或者利計(jì)劃，對庫存或計(jì)劃原料進(jìn)行計(jì)算和處理，最大限度的實(shí)現(xiàn)軋管所需原料的整理和收集，通過信息系統(tǒng)的支持，應(yīng)對生產(chǎn)過程的快節(jié)奏變化。

4.8 工藝變動維護(hù)通知：

通過系統(tǒng)的支持，軋制產(chǎn)線計(jì)劃員能夠每次在登錄系統(tǒng)的同時，獲取最新的一級工藝變更通知。

4.9 工藝人員審核：

圖2 軋制機(jī)組小時能力

圖3 裝爐計(jì)劃

在工藝人員審核中，軋制各廠工藝人員主要對芯棒直徑這一重要的軋制參數(shù)進(jìn)行審核和修訂，以確保生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

4.10 外購坯的實(shí)現(xiàn)：

對于軋制原料的來源是外購坯的，首先由系統(tǒng)按照物料碼相同的原則，即坯料分類：鑄坯或是鍛坯+斷面+鋼種分別進(jìn)行分類匯總，匯總出需要坯子的總量，這里的需坯總量指的是按照投料原則計(jì)算出的投坯量加上加投坯的總量，再減去已經(jīng)利庫的坯子重量，所得數(shù)據(jù)為需要向外購坯提出的數(shù)量。處理原則如下，首先同一物料碼的坯料進(jìn)行分類匯總，其次要首先對外購坯需求進(jìn)行利余量，此余量為外購坯對外采購訂單的在途余量，即外購坯在入庫質(zhì)檢完成前的利余量，外購坯入庫完成后的為庫存余量，不是訂單余量，庫存余量由計(jì)劃人員在裝爐環(huán)節(jié)進(jìn)行完成。利在途余量的意義在于盡量減少對外采購訂單的形成，并且提高管坯自動裝爐的效率，減少人工干預(yù)的成本。對于沒有余量可利的外購坯，形成外購坯坯需求訂單，最終外購坯需求訂單轉(zhuǎn)化成外購坯采購訂單，對外進(jìn)行采購，外購坯采購訂單在完成采購，最終質(zhì)檢合格入庫時會觸發(fā)自動裝爐事件，對于滿足同一物料碼且采購合同號能夠與排產(chǎn)合同相匹配的，系統(tǒng)自動進(jìn)行裝爐操作，原則是生產(chǎn)日期靠前的優(yōu)先，自動裝爐完成后，各廠計(jì)劃人員可以在排產(chǎn)合同行下看到采購坯的來料情況，例如定尺長度，爐號信息，倉庫庫位等，在實(shí)際生產(chǎn)的前期，形成倒運(yùn)計(jì)劃，由物流人員將實(shí)際管坯從離線管坯庫倒運(yùn)至在線管坯庫，完成了外購坯從需求到采購、判定、入庫、上線在內(nèi)的無縫銜接和流轉(zhuǎn)，

圖4 外購坯管理

外購坯管理如圖4所示。

5 應(yīng)用效果及結(jié)論

煉軋聯(lián)動計(jì)劃系統(tǒng)，充分考慮到最終用戶的不同特點(diǎn)，從設(shè)計(jì)到最終實(shí)現(xiàn)都嚴(yán)格遵循軟件工程的理論和最佳實(shí)踐的原則，界面功能豐富，能夠滿足各層次用戶的使用。通過系統(tǒng)的理論計(jì)算，在提取銷售合同的同時，迅速給出軋制長度、切頭尾、分切、坯料長度、斷面等重要的軋制信息，通過系統(tǒng)和庫存、煉鋼計(jì)劃、質(zhì)檢判定的緊密集成，坯料信息及時準(zhǔn)確的反饋至軋制排產(chǎn)中來，為更加合理有效地組織軋制工序的生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的信息化支撐。

[1]李建祥，唐立新，吳會江.熱軋鋼管主生產(chǎn)計(jì)劃模型與算法研究[J].2005,20(5):459-465

[2]在線文獻(xiàn):道客巴巴http://www.doc88.com/p-0778392360170.html