唐鋼冷軋薄板廠生產中動態計劃排產系統的研究與實現

劉 穎

（河北鋼鐵股份有限公司唐山分公司生產制造部，河北 唐山 063000）

生產計劃作為唐鋼冷軋薄板廠生產管理體系的重要組成，對于整個生產活動的開展起到系統性的調節作用，并可確保生產活動的連續性、產品質量的可控性和交貨期的準確性，從而實現生產效率與成本投入的合理兼顧。

近些年來，我國冷軋薄板行業得到了長足發展，在生產規模、加工能力等方面，形成了明顯的優勢。根據中商產業研究院等機構公布的數據，以冷軋薄板為例，2020 年1 月到11 月間的總產量達到3 450.4 萬t，同比增加2.4%[1]。市場需求穩步增加，這就要求生產企業在制定生產方案的過程中，應當采取更為靈活的計劃模式，以動態化的排產，確保生產企業可以針對市場需求，快速調整物料供應以及加工流程，實現生產體系的完備化。

1 唐鋼冷軋薄板廠生產體系概述

唐鋼冷軋薄板廠從2004 年至2007 年先后投產了酸軋、酸洗、鍍鋅、罩退、平整、重卷等10 余條生產線，可生產罩式退火板、結構級鍍鋅板、深沖鍍鋅板、鍍鋅鋁鎂、環保鈍化和耐指紋家電板、彩涂基板、厚規格熱基鍍鋅板等十幾種冷軋產品，產品質量均達到行業先進水平。

對冷軋薄板廠生產體系進行系統優化梳理，有助于技術人員從整體上精準把握生產流程與生產要求，為后續冷軋薄板廠生產計劃排程系統的設置提供了方向性引導，避免了系統研發的盲目性。

冷軋產品作為目前一種具有高附加值的鋼材產品，被廣泛應用于汽車制造、機械制造等主要領域，為了滿足不同的使用需求，生產企業往往需要對生產流程、加工設備進行混合調配。但是從生產角度來看，冷軋產品涉及熱卷、酸洗等原料，又涉及軋硬、鍍鋅、退火、平整、重卷等不同的加工工藝[2]。與其他鋼材生產不同，冷軋產品生產路徑復雜，根據不同的產品規格、質量要求、交貨日期的不同，需要對工藝做出篩選，一般情況下，普通的冷軋生產企業，其生產工藝可以達到80 種左右。由于原料屬性、加工技術特點具有顯著差異，多數生產企業在計劃調配生產線的同時，往往需要匹配相應的計劃排產體系，以確保在規定的時間周期內，順利完成生產任務。

2 冷軋產品動態計劃排產系統設計思路

考慮到冷軋產品的生產流程較多，工序繁雜，為保證動態計劃排產工作的順利開展，計劃人員需要率先對系統進行整體性的規劃，形成系統框架，推動功能模塊設計、系統硬件組建以及軟件系統調試等工作的順利進行。

冷軋產品生產的特點使得其生產線需要靈活調整，既需要解決串行生產線的均衡生產問題，還需要應對離散計劃問題，以確保相鄰生產工序之間產品規格的混合比達到科學標準，同時避免不同使用周期、加工工藝的約束。在較長的一段時間內，冷軋產品生產企業主要根據工作經驗、依靠人工判斷等方式進行計劃排產等系列工作，但是就從掌握的情況來看，僅僅依靠工作經驗，往往存在生產物料研判差錯率加高、庫存狀況分析不精準等系列問題，影響了整個計劃排查工作的準確性。

為有效解決這一問題，計劃排產人員可以采用現代化技術手段，通過物料結構模型以及優化計劃模型的創建，降低冷軋產品計劃排產過程中對于經驗的依賴程度，實現計劃排產的定向化與定量化[3]。具體來看，物料結構模型主要服務于對產品質量、生產能力的支持，包括產品數據模塊、產品質量模塊，二者相互配合，確保生產計劃與物料供應的有效結合。在產品數據模塊中涵蓋了生產工序、物料清單、物料屬性、產品成本、需求信息、生產能力等信息，數據模塊可以通過將生產需求、物料供應、生產能力等參數進行橫向對比，結合生產工序，指導物料調配，使其符合不同生產任務的使用需求。產品質量模塊是冷軋產品生產管理的基礎，主要涉及產品標準、鋼種管理、質量檢驗等環節，工作人員通過輸入相關的數據，模型可以自動生成動作指令，驅動相關生成模塊進行質量檢驗，以降低不合格品率、非計劃品率等。由于冷軋產品生產工序之間的差異性，計劃排產環節往往需要借助優化計劃模型來協調解決生產能力、產品規格等系列問題，在綜合評估市場價格因素、生產效率、成本支出等各類因素的前提下，實現產能的粗平衡，幫助管理人員進行正確的生產決策。通過對上述動態計劃排產系統功能的整體梳理，進一步細化冷軋產品動態計劃排產系統的服務能力與服務水平。

3 冷軋產品動態計劃排產系統功能模塊構建方案

冷軋產品動態計劃排產系統的功能模塊是整個排產系統作用發揮的重要媒介，為確保計劃排產功能的完整性以及可操作性，技術人員需要針對性地完成系統功能模塊的整體設置，以滿足不同場景下的生產計劃工作的開展要求。

3.1 優化系統組織架構

在整個冷軋薄板廠動態計劃排產系統的設計過程中，應當在科學性原則、實用性原則的引導下，以客戶訂單、市場需求、物料供應等為參數，制定臨時性生產計劃，以生產計劃為驅動，組織開展各項加工活動。在生產計劃的推進過程中，基于對加工粗平衡的考量，在系統組織架構優化環節，設立產品生產計劃的優先級，在此基礎上，從排產計劃規則制定、生產作業計劃調整以及生產變更強化等角度出發，實現計劃排產體系的健全完善[4]。

3.2 確立排產計劃規則

冷軋產品動態計劃排產系統在排產規則的確立過程中，應當將銷售計劃、生產計劃納入到體系之中，以實現生產計劃的精準調控。銷售計劃在制定過程中，主要參考客戶需求以及市場變化等相關情況，形成整體性的工作方案。生產計劃則在銷售計劃的基礎上，綜合分析各類因素，以實現冷軋產品生產任務與生產能力之間的平衡、生產任務與物料工藝能力之間的平衡、生產任務與資金占有之間的平衡、生產任務與市場變化趨勢之間的平衡，并在兼顧各類因素的基礎上，實現排產計劃指定的有效性與合理性，避免排產計劃因設定不科學而影響冷軋產品生產效率，延長產品生產周期，產生額外的費用成本。

3.3 調整生產作業計劃

生產作業計劃規則在調整環節，應當根據銷售合同、市場發展趨勢，制定整體性的計劃，例如根據原料的庫存情況、原料使用預測結果來制定。從未安排的合同中，抽取產品規格、技術要求、原料參數一致的項目，組成臨時性的生產作業計劃，以確保生產作業計劃可以順利完成[5]。對于同一批時間交付的合同，可以采取合并生產計劃的方式，形成并聯式的生產作業方案，例如對組合軋機、鍍鋅等基本生產技術工藝進行合理計劃，以確保生產活動的有序開展。結合排產規程，采取先寬后窄、先薄后厚、同鋼種集中排產的方式，進行生產計劃安排。同時結合設備檢修周期及時調整計劃，使設備檢修后可快速投入到冷軋產品生產活動之中。

4 冷軋產品動態計劃排產系統實現路徑

冷軋產品動態計劃排產系統在實現的過程中，生產計劃人員需要整合現有技術資源，在科學性、原則性、實用性原則的引導下，著眼冷軋產品生產特點，采取針對性的技術舉措，有序做好動態計劃排產系統的實現工作，打造完備的技術平臺。

冷軋產品動態調整排產系統在實現環節，可以從銷售計劃、生產計劃、生產變更處理、工藝檔案、質量管理需求出發，設立針對性地功能模塊，系統構成如圖1 所示。

在動態計劃排產系統功能板塊設置環節，根據實際使用需求，設立原料查詢模塊、合同處理模塊、銷售計劃查詢模塊、生產計劃編排模塊、酸洗計劃生成模塊、平整計劃生成模塊、生產計劃修改等模塊，通過這種方式，明確不同模塊的功能定位，生產人員可以根據自身的實際需求，從相應的計劃系統模塊中獲取必要的數據，整合銷售計劃、生產計劃，再組織生產，生產企業可以根據市場變化、銷售計劃，合理優化生產模式，實現生產計劃的科學排產。

5 結語

冷軋產品動態計劃排產系統功能的實現，對于唐鋼冷軋薄板廠生產能力的提升與強化有著極大的裨益。基于現階段冷軋薄板廠加工生產的考量，生產計劃人員需要重視起計劃排產系統的作用，通過模型的設置、硬件的升級以及軟件的優化，持續提升動態計劃排查系統的智能化、精準化、集成化屬性，從而實現冷軋薄板廠生產的整體可控性。