首鋼京唐公司制造管理系統淺析

摘要：本文介紹了首鋼京唐公司產銷計劃排程系統的架構及業務流程。該系統以先進算法為基礎，優化管理層次架構，在管理過程中充分考慮了合同、物料、作業計劃和產能等約束條件，為合同跟蹤、生產過程和物流提供了保障。

關鍵詞：合同管理；物料管理；作業計劃

0 引言

2005年10月9日，首鋼京唐公司正式注冊成立，隨后于2007年3月12日啟動了一期工程的建設。經過兩年多的建設，2009年5月21日，首鋼京唐公司的1號5500立方米高爐點火送風，標志著煉鋼、熱軋、冷軋等關鍵工序相繼投產，一期一步工程全線貫通。隨后，在2010年6月26日，一期工程全面竣工并投產。隨著企業規模的擴大和產能的提升，二期一步工程于2015年8月21日正式啟動，并于2019年8月1日全面投產。公司設計年產能達到了鐵1347萬噸、鋼1370萬噸、鋼材1340.6萬噸的規模。

在公司原制造單元計劃系統中，采用的是MES+APS/ALS系統，盡管具備分析訂單、分析物料、甘特圖、排序、創建計劃、工廠日歷等功能模塊，但仍存在諸多缺陷。首先，在生產組織模式方面，公司采用統計匯總的方式追蹤合同進度，這種方式導致后續工序的變化無法實時動態地傳導至前序工序，使得在客戶催單時無法準確了解合同生產狀態。其次，物料生產組織方面，物料信息分散于不同的MES系統中，難以實現全程追溯，缺乏全生命周期的物料狀態管理。部分業務節點仍需依賴人工錄入或導入數據，導致數據落地不夠準確和高效。再者，訂單管理模式方面，公司采用成品分級提料和合同分段管理的方式，但對于汽車板這類小訂單、多批次的產品，尚未實現煉鋼、熱軋的集批合并生產，這在一定程度上限制了訂單合并生產的實現。此外，在材料掛單方面，板坯掛單由制造部完成，而加工成品余材掛單由于涉及諸多因素，需人工搜尋合同進行余材匹配，工作量巨大，勞動效率低下。

最后，工序計劃銜接方面，煉鋼澆次計劃的編制仍依賴于大量的手工作業，這不僅增加了工作負擔，也影響了計劃編制的準確性和效率。

為了改善上述痛點，公司在2016年和2017年與上海寶信軟件股份有限公司合作，共同開發產銷制造系統。該系統實施區域涵蓋了公司的主要生產線和區域，包括一煉鋼、二期煉鋼、連鑄連軋區域、2250熱軋產線、1580熱軋產線、橫切、1700產線、2230產線、鍍錫區域、彩涂區域以及中厚板區域。通過在這些區域開發制造管理系統，旨在全面提升生產組織、物料管理、訂單管理、材料掛單以及工序計劃銜接等方面的效率和準確性，為公司的持續發展和優化提供有力支持。

1 京唐產銷制造管理系統簡介

新上線的制造管理系統是一個綜合性的解決方案，旨在優化制造流程、提升生產效率，并確保企業資源的有效利用。針對生產組織、工藝路徑、生產計劃管理、訂單管理以及庫存管理等方面，該系統提供了全面的支持和解決方案。系統分層架構見圖1。

在生產組織方面，制造管理系統通過實現鋼軋一體化和自動組爐組澆，能夠顯著提升生產過程的連貫性和效率。這不僅可以減少生產過程中的等待時間和資源浪費，還能確保產品質量的穩定性和一致性。

工藝路徑管理是該系統的另一個重要功能。通過對基地間、工廠間、產線間交叉供料的最優工藝路線進行規劃和管理，系統能夠幫助企業找到最經濟、最高效的生產方式。同時，材料設計管理功能能夠根據產品的需求和特性，對原材料進行合理選擇和搭配，從而降低成本并提高產品性能。

在生產計劃管理方面，制造管理系統通過能力計劃、動態全局協同計劃等功能，實現了對生產資源的合理分配和優化利用。此外，系統還提供了材料設計、物料跟蹤以及訂單的全生命周期管理等功能，確保生產計劃與訂單需求緊密銜接，提高計劃的執行效率和準確性。

訂單管理是制造管理系統的核心功能之一。通過訂單評審、交期應答、余材充當、訂單分配、訂單調撥以及物料調撥等功能，系統能夠實現對訂單從接收、處理到完成的全面管理。這不僅可以確保訂單按時交付，還能降低庫存成本，提高客戶滿意度。

在庫存管理方面，制造管理系統通過流向管理等功能，實現了對庫存物品的實時追蹤和監控。這有助于企業及時了解庫存情況，避免物料短缺或過剩的情況發生，確保生產過程的順利進行。

該系統是一個功能強大、全面覆蓋制造流程的解決方案。通過該系統，企業可以實現對生產組織、工藝路徑、生產計劃管理、訂單管理以及庫存管理等關鍵環節的優化和控制，從而提升生產效率、降低成本并提高市場競爭力。

1.1 生產合同管理主流程

生產合同，即銷售部門下發的期貨合同、預合同（含生產預合同），以及經銷產轉換（合同處理）后釋放至生產部門用于組織生產的合同，是制造型企業日常運營中的核心要素。在首鋼的生產管理中，生產合同的管理遵循“集中一貫”的模式，確保生產流程的順暢與高效。

該模式以銷售訂單為主線，對生產過程的質量、計劃、物料、倉庫、出廠實行全程管理。通過全流程合同跟蹤，企業能夠實時掌控合同的生產進度，確保合同按期完成，滿足客戶需求。

生產合同管理的內容涵蓋了多個關鍵環節，包括產線設計、合同歸并、合同計劃、材料轉用充當、組板設計、材料申請、準發資源管理和合同跟蹤等。這些業務主要由制造部負責，以確保生產流程的順暢與高效。

產線設計是針對冷軋區域多機組、物流交叉情況進行的優化，旨在根據機組專業化分工及過渡料的要求，合理確定合同生產工藝路徑，提高生產效率。

合同歸并是將具有共同屬性的、訂貨量較小的合同，按照歸并原則整合成大合同來組織生產。這一策略有助于組批生產，提高產量，減少余材，簡化管理流程，并更好地適應市場變化。

合同計劃是周期性生產作業計劃的制定，為日生產作業計劃提供依據。通過合理安排生產計劃，企業能夠確保生產資源的有效利用，提高生產效率。

材料轉用充當是根據匹配規則，將物料信息與合同信息比對，通過合理性檢查后進行脫合同和掛合同處理。這一功能主要用于余材、余坯的消化，以及滿足緊急插入合同的交貨期要求，提高物料利用率。

材料申請功能確保在物流平衡的前提下，根據合同計劃的生產要求，將所需板坯按計劃組織到位，以保障合同的按時交付。

合同準發是將產品由生產環節交付銷售環節的關鍵節點。產品完成最后工序、機組的生產和包裝后，經成品綜合判定具備發貨條件，即可進行準發操作。準發計劃的執行需經生產作業部人員核對確認，確保生產與銷售的物料交接準確無誤。

合同跟蹤是實現從銷售合同下發到合同準發等全流程實時、動態跟蹤的關鍵管理業務。通過信息化系統的支持，企業能夠實時掌握合同的執行情況，確保合同按時交貨，提升客戶滿意度。

首鋼的生產合同管理流程體現了集中一貫的管理思想，通過優化各個環節的管理措施，實現了生產流程的高效運轉和合同的按期交付。這一管理模式對于提升制造型企業的競爭力和服務水平具有重要意義。

1.2 材料管理流程

以材料為主線，跟蹤從爐次產出到準發出廠全程所發生的事件，實現尋根溯源。材料管理流程見圖2。

通過實施物料的一貫管理策略，首鋼成功實現了物料的精細化管理。特別是在利用鋼鐵板塊未來的產銷一體化經營管理系統中的物料管理功能時，首鋼實現了從煉鋼（爐次）、連鑄（板坯）、熱軋（板卷）、冷軋（板卷）到中厚板等物料的一貫管理。該系統能夠準確、實時地記錄物料的各工序生產實績信息、工藝質量控制要求以及物料在倉庫中的所有異動信息。這使得業務人員能夠根據需要，對合同材料的整個生產過程進行跟蹤、追溯和分析，從而提高了生產過程的透明度和可控性。

一貫物料管理的核心要求是確保信息的準確性和實時性。準確性意味著所采集的物料基礎信息必須是原始的、未經加工的，應盡量避免人工干預和修改，實現“數據不落地”。實時性則對生產經營決策具有重要影響，因此信息化系統應盡可能直接接收基礎自動化上傳的生產實績，或在第一時間通過人工畫面錄入生產實績，以確保信息的及時性和有效性。

在合同質量設計完成后，各工序中均明確了物料的下工序，即物料的流向。通過作業計劃的下發，物料能夠自動流轉至下一工序。在物料產出、命中并未封鎖的前提下，相關系統（如MES或庫管理系統）將自動生成轉庫駁運作業指令，實現物料的自動配送。為減少物流異常變動和提高物料周轉速度，管理人員應盡量避免不必要的人工干預，確保物料流向的穩定性。

對于生產管理部門而言，在制品庫存管理是物料庫存管理的關鍵環節。在制品庫存控制旨在通過優化生產組織過程，實現低成本、高效益的管理目標。通過調控生產作業計劃，實現公司動態資源的整合與優化，確保各工序生產的持續穩定、物流暢通、庫存經濟、品種結構合理。在制品庫存應盡可能地接近或低于目標值，以提高物流周轉速度和保證生產過程的穩定高效。

在滿足生產作業計劃正常編制、確保機組生產運行和物流暢通的前提下，制造部負責制定各工序的在制品庫存控制限額（包括上限、下限和目標值）。通過調控各機組的生產作業計劃，使各工序在制品庫存盡可能地接近或低于目標值，從而實現庫存的優化管理，為公司生產經營總目標的實現提供有力保障。

1.3 生產作業計劃管理流程

公司年度生產經營計劃確定后，為確保生產有序進行，需結合不同階段的市場情況和生產條件，將生產任務依次落實到每個生產環節，并據此編制生產作業計劃。生產作業計劃是一系列生產準備和工序生產指令的總和，旨在完成合同任務并維持生產秩序的正常進行。它根據公司年度生產經營計劃和訂貨要求，明確各生產環節的生產任務，為日常生產運作提供組織依據。首鋼京唐具有產品線全面工序復雜的特點，針對每個主工序進行作業計劃編制，工序計劃分工見圖3。

作業計劃根據計劃期的長短，可分為月度生產作業計劃、周生產作業計劃（或合同計劃）和日生產作業計劃（含日分班生產作業計劃）。這些計劃之間存在著緊密的相互關系，上位計劃作為下位計劃的依據，而下位計劃則是對上位計劃的保證。上位計劃指的是計劃期較長的計劃，而下位計劃則是指計劃期較短的計劃。

月度生產作業計劃的編制工作由銷售部門牽頭負責。五個專業管理系統，包括設備、能源、技術、主輔原燃料、生產等，分別提出計劃方案。銷售部門綜合平衡各方案后，匯總編制初案，并經公司審定后下達執行。

周生產作業計劃同樣由銷售部門主導編制，作為月度生產作業計劃的具體執行計劃，它日常生產組織的行動指南。其核心任務是嚴格按照合同組織生產，確保合同的順利完成。

在編制周生產作業計劃時，需遵循以下要求：首先，將生產任務細化到具體合同，確保上工序滿足下工序的用料需求；其次，充分利用設備能力，實現均衡生產、物流暢通和物料平衡，通過下工序向上工序提出用料申請和生產平衡，形成前后工序連續的生產體系；最后，充分考慮生產操作和工藝技術的要求，提升產品質量，降低生產成本，確保完成月度生產作業計劃所規定的各項指標。

對于煉鋼、熱軋、冷軋、厚板等生產作業，制造部需在周生產作業計劃的指導下，從公司整體角度出發，編制各機組的生產作業計劃，包括煉鋼作業計劃、熱軋作業計劃、冷軋作業計劃、厚板作業計劃等，以確保生產過程的協調性和高效性。

2 實施后的效果

本系統自2019年5月實施以來，運行狀況基本穩定，并已取得了顯著的效果。具體表現在以下幾個方面：

2.1 合同導向的生產組織

通過本系統的實施，生產管理、技術管理、銷售管理、出廠管理等部門能夠根據自身需求，對合同從訂單接受到發貨、結算的全過程進行細致跟蹤和管理。這不僅確保了按時、按質、按量、按地點準確交貨，提升了用戶服務體驗，同時也顯著增強了企業的核心競爭力。

2.2 一貫計劃管理的實施

一貫計劃管理的實施，有效地提升了生產管理水平。這主要體現在以下幾個方面：首先，公司能夠準確、全面、實時地把握計劃執行情況；其次，為全面實現按合同組織生產提供了可能，真正實現了按合同要求組織生產的目標；最后，為公司范圍內快速進行物流平衡和庫存管理提供了便利。

2.3 生產精細化管理的實現

本系統實現了對每一個合同、每一個計劃、每一個物料的精細化管理，并對這些合同、計劃、物料進行了全程動態跟蹤和控制。這種精細化管理方式，使得生產過程更加透明、可控，為企業的持續發展提供了有力支持。

3 結語

在制造業領域，制造管理系統的引入與應用對于提升生產效率、優化資源配置以及增強企業競爭力具有至關重要的作用。本文所描述的制造管理系統自實施以來，已經取得了顯著的效果。通過該系統，企業實現了以合同為導向的生產組織，確保了按時、按質、按量完成生產任務，提升了用戶滿意度。同時，一貫計劃管理的實施強化了企業對生產計劃執行情況的實時把控，為實現合同化生產提供了可能。

更為值得一提的是，該系統還實現了生產精細化管理，從每一個合同、計劃到物料都進行了全程動態跟蹤和控制，使得生產過程更加透明、可控。這種管理方式不僅有助于減少生產中的浪費，還能提升資源利用效率，進一步降低成本，增強企業的市場競爭力。

綜上所述，制造管理系統的實施與應用為企業帶來了顯著的經濟效益和社會效益。未來，隨著技術的不斷進步和市場的不斷變化，制造管理系統將繼續發揮重要作用，推動企業實現更高效、更精細的生產管理，為企業的持續創新與發展提供有力支持。