李末卓?田偉

摘 要：在鋼鐵產(chǎn)能相對(duì)過(guò)剩的條件下，面對(duì)日益激烈的內(nèi)外部環(huán)境，需要解決產(chǎn)銷平衡中各層面計(jì)劃管理問題，迫切需要構(gòu)建智能生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)解決鋼鐵行業(yè)長(zhǎng)期、中期及短期計(jì)劃產(chǎn)能規(guī)劃問題，進(jìn)而構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、扁平化、柔性化、一體化生產(chǎn)計(jì)劃模式，滿足鋼鐵企業(yè)在高層生產(chǎn)組織中實(shí)現(xiàn)產(chǎn)銷平衡的管理要求，建立起以生產(chǎn)計(jì)劃為龍頭的全局計(jì)劃排產(chǎn)規(guī)則和多品種小批量排產(chǎn)規(guī)則，進(jìn)而推動(dòng)能源效率的提升。同時(shí)為了精益生產(chǎn)水平提升，建立規(guī)范的交期應(yīng)答模型和生產(chǎn)計(jì)劃管理模型，并利用余材充當(dāng)模型最大限度的降低非計(jì)劃品庫(kù)存，最終實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)計(jì)劃；智能排產(chǎn)；精益管理

APPLICATION AND PRACTICE OF FULL-PROCESS PRODUCTION PLANNING MANAGEMENT IN LARGE IRON AND STEEL COMPLEX

Li Mozhuo Tian Wei

（Tangshan Iron and Steel Co.， Ltd. Hegang Group Tangshan 063000，China）

Abstract：In the face of the increasingly fierce internal and external environment under the condition of relatively overcapacity of iron and steel， it is necessary to solve the problems of plan management at all levels in the production and marketing balance， and it is urgent to build an intelligent production plan management system to solve the problems of long-term， medium-term and short-term planned capacity planning in the iron and steel industry， so as to build a networked， flat， flexible and integrated production planning model， To meet the management requirements of iron and steel enterprises to achieve the balance of production and sales in the high-level production organization， establish the overall planning and production scheduling rules with production planning as the leading factor and the multi-variety and small-batch production scheduling rules， and then promote the improvement of energy efficiency. At the same time， in order to improve the level of lean production， establish a standardized delivery response model and production plan management model， and use surplus materials as a model to minimize the inventory of unplanned products， and finally achieve the goal of lean production.

Key words：production planning; intelligent production scheduling; lean management

1 全過(guò)程生產(chǎn)計(jì)劃管理方案總體目標(biāo)

鋼鐵工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，智能制造是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵所在，大力發(fā)展鋼鐵智能制造，建設(shè)鋼鐵強(qiáng)國(guó)，是落實(shí)制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的重要舉措。因此，必須把握變革趨勢(shì)和時(shí)間窗口，充分利用新一代信息技術(shù)，落實(shí)兩化深度融合，推動(dòng)鋼鐵工業(yè)智能升級(jí)，努力搶占新一輪產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)。為了在供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革中實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，需要不斷豐富和完善實(shí)現(xiàn)產(chǎn)銷平衡管理、生產(chǎn)業(yè)務(wù)一體化，進(jìn)而助力企業(yè)降本增效。

2 全過(guò)程生產(chǎn)計(jì)劃管理推進(jìn)過(guò)程存在的主要問題

全過(guò)程生產(chǎn)計(jì)劃管理需要克服諸多困難因素，面對(duì)著手工作業(yè)管理粗放、時(shí)效慢，工序、人員、質(zhì)檢等數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性差導(dǎo)致生產(chǎn)進(jìn)度管控困難；生產(chǎn)訂單多、個(gè)性化需求多、半成品多、訂單交付難等生產(chǎn)排產(chǎn)困難；接到生產(chǎn)任務(wù)時(shí)倉(cāng)庫(kù)材能否充足是否會(huì)造成停工待料等困難；插單、急單、補(bǔ)單、取消訂單無(wú)法應(yīng)付、產(chǎn)線材料管理難、生產(chǎn)難管理等生產(chǎn)變更難題，這些問題交織在一起導(dǎo)致生產(chǎn)管理面對(duì)諸多不確定因素，造成難以實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)管理模式。

3 利用智能化技術(shù)構(gòu)建全過(guò)程生產(chǎn)計(jì)劃管理平臺(tái)

大規(guī)模定制是實(shí)現(xiàn)鋼鐵智能制造的重要組成部分，制定具有柔性的生產(chǎn)計(jì)劃是鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制的核心和關(guān)鍵。大規(guī)模定制是指能夠以大規(guī)模生產(chǎn)的成本實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多樣化、個(gè)性化的定制，這對(duì)企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃的編制工作提出了更高的要求，提高生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)效率及準(zhǔn)確度成為是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)管理的核心與難點(diǎn)[1-2]。

3.1 依托智能化計(jì)劃管理平臺(tái)建立全過(guò)程生產(chǎn)計(jì)劃管理模式

公司統(tǒng)一規(guī)劃供應(yīng)鏈計(jì)劃，通過(guò)策劃產(chǎn)品成本信息、售價(jià)信息、產(chǎn)品能源消耗構(gòu)成、廠內(nèi)廠外運(yùn)輸路徑、銷售預(yù)測(cè)等因素編制整體年度、月度供應(yīng)鏈計(jì)劃，并輸出市場(chǎng)策略、利潤(rùn)評(píng)估、成本測(cè)算、能源計(jì)劃、運(yùn)輸計(jì)劃、原料計(jì)劃、鐵水計(jì)劃、銷售計(jì)劃等一系列結(jié)果和任務(wù)。

生產(chǎn)制造部門建立統(tǒng)一資源調(diào)撥平臺(tái)并依據(jù)信息化的支撐來(lái)組織全局化生產(chǎn)，根據(jù)多廠多基地、多法人的生產(chǎn)格局，統(tǒng)籌規(guī)劃全局生產(chǎn)計(jì)劃，全局生產(chǎn)計(jì)劃需要考慮跨廠、跨公司資源調(diào)撥與排產(chǎn)，并輸出資源配置結(jié)果，經(jīng)濟(jì)與質(zhì)量、產(chǎn)能最佳平衡的生產(chǎn)工藝路徑和排產(chǎn)計(jì)劃。建立完成全過(guò)程生產(chǎn)計(jì)劃管理功能架構(gòu)[3-4]，如圖1所示。

3.2 依托智能化計(jì)劃管理平臺(tái)建立詢單控制管理模式

戰(zhàn)略客戶在客戶管理系統(tǒng)進(jìn)行詢單，產(chǎn)銷平臺(tái)系統(tǒng)及時(shí)響應(yīng)，并根據(jù)詢單信息及時(shí)跟蹤詢單的進(jìn)展情況，在詢單的整個(gè)過(guò)程中給客戶直觀快速的體驗(yàn)，抓住用戶，防止因?yàn)樵儐螣o(wú)反應(yīng)流失用戶?？蛻敉ㄟ^(guò)詢單功能錄入信息，需要包括基本的品種、鋼種、規(guī)格、特殊需求、性能、表面、交期、價(jià)格等信息，并且支持在APP上輸入上述詢單信息，可以跟蹤詢單進(jìn)程和結(jié)果。在執(zhí)行詢單過(guò)程中，首先需要將客戶輸入的詢單內(nèi)容進(jìn)行處理，然后去成熟訂單庫(kù)進(jìn)行搜尋，如果成熟訂單庫(kù)有此類訂單并且滿足其特殊需求，直接返回詢單結(jié)果，如果沒有搜到，將聯(lián)合銷售、技術(shù)中心、制造等部門進(jìn)行詳細(xì)的確認(rèn)，并將結(jié)果匯總給銷售部門，銷售部門根據(jù)匯總的實(shí)際結(jié)果再與客戶進(jìn)行溝通。

3.3 依托智能化計(jì)劃管理平臺(tái)建立訂單評(píng)審和交期應(yīng)答控制管理模式

在執(zhí)行訂單評(píng)審過(guò)程中，由于銷售過(guò)程中會(huì)面對(duì)許多個(gè)性化的客戶需求，所以在確定客戶訂單時(shí)必須進(jìn)行訂單的技術(shù)評(píng)審和供期評(píng)審，財(cái)務(wù)評(píng)審，以確定該訂單是否可以正常接單。該評(píng)審是由營(yíng)銷管理部門牽頭管理，協(xié)同技術(shù)部門和生產(chǎn)部門、財(cái)務(wù)部門共同完成。訂單評(píng)審流程包括質(zhì)量、客戶信譽(yù)度、價(jià)格、交期、成本的評(píng)審，該功能把質(zhì)量、價(jià)格、成本、交期評(píng)審流程進(jìn)行串聯(lián)，最終是建立高效的評(píng)審體系，將訂單評(píng)審時(shí)間縮短在3天內(nèi)。

在利用智能化計(jì)劃平臺(tái)進(jìn)行交期應(yīng)答過(guò)程中，根據(jù)詢單信息和生產(chǎn)能力和供應(yīng)鏈、銷售配額信息，給出交期評(píng)估結(jié)果。在線交期應(yīng)該可根據(jù)不同的規(guī)則和要求分為快速交期應(yīng)答和精確交期應(yīng)答來(lái)滿足不同的在線交期應(yīng)答要求[5-7]。用戶需求實(shí)時(shí)與資源計(jì)劃進(jìn)行匹配，按加工中心、客戶、產(chǎn)品組、周期展開銷售資源，并根據(jù)客戶錄入的詢單及訂單，按加工中心、客戶、產(chǎn)品組、周期匹配銷售資源計(jì)劃，并實(shí)時(shí)給出相應(yīng)的承諾交期。同時(shí)，計(jì)劃員可以依據(jù)實(shí)際訂單接訂的情況，對(duì)銷售資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以更靈活的支持詢單的在線交期應(yīng)答。

為了保證市場(chǎng)需求，開展快速交期應(yīng)答模式，除了基于銷售資源的實(shí)時(shí)交期承諾以外，同時(shí)基于能力校驗(yàn)的交期應(yīng)答功能，該模式的交期應(yīng)答可以結(jié)合當(dāng)前各工序已被占用的能力，采用優(yōu)化算法自動(dòng)進(jìn)行工序能力校驗(yàn)，并給出對(duì)應(yīng)的訂單預(yù)計(jì)交期。

在精確交期應(yīng)答方面，根據(jù)實(shí)現(xiàn)基于訂單全局能力平衡后得到的訂單計(jì)劃結(jié)果，系統(tǒng)支持為每個(gè)生產(chǎn)訂單預(yù)排其最佳的建議交期，該建議交期可幫助銷售人員或客戶實(shí)時(shí)掌握每條訂單基于當(dāng)前生產(chǎn)情況的最新計(jì)劃，提前預(yù)知與掌控可能存在的交付風(fēng)險(xiǎn)。

3.4 依托智能化計(jì)劃管理平臺(tái)建立全局訂單計(jì)劃控制管理模式

在全局訂單計(jì)劃管理業(yè)務(wù)中，根據(jù)可用成品庫(kù)存及中間品庫(kù)存信息，全局訂單計(jì)劃綜合規(guī)劃每個(gè)銷售訂單的交貨期要求，以每個(gè)銷售訂單的全工藝產(chǎn)線為基礎(chǔ)進(jìn)行上下游的全局訂單計(jì)劃，確定每個(gè)訂單每個(gè)工序的具體生產(chǎn)時(shí)間，確定各生產(chǎn)中心每日每周對(duì)應(yīng)的訂單、工序生產(chǎn)計(jì)劃要求，同時(shí)規(guī)劃出相應(yīng)的能源需求和運(yùn)輸?shù)扔?jì)劃，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源流和運(yùn)輸資源的平衡[8]。

物料計(jì)劃業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的物料進(jìn)行實(shí)時(shí)管控。在生產(chǎn)過(guò)程中不可避免的將產(chǎn)生超產(chǎn)、過(guò)渡材等非計(jì)劃物料，科學(xué)匹配非計(jì)劃物料的使用，可有效降低庫(kù)存，提高生產(chǎn)效率和庫(kù)存周轉(zhuǎn)率。集批計(jì)劃針對(duì)特定要求產(chǎn)線，允許計(jì)劃人員手工設(shè)置集批順序，由系統(tǒng)根據(jù)訂單情況進(jìn)行自動(dòng)填充匹配，并實(shí)時(shí)展示對(duì)應(yīng)KPI便于計(jì)劃人員調(diào)整。

在現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行層面推行件次計(jì)劃管理，件次計(jì)劃包含鋼軋作業(yè)計(jì)劃排產(chǎn)、冷軋作業(yè)計(jì)劃排產(chǎn)，同時(shí)具備對(duì)排產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整功能。

爐次澆次設(shè)計(jì)中全局訂單協(xié)同計(jì)劃規(guī)劃出精確到生產(chǎn)訂單、天的生產(chǎn)計(jì)劃，并可實(shí)現(xiàn)對(duì)煉鋼計(jì)劃的進(jìn)一步細(xì)化，計(jì)算出每天的澆次、爐次計(jì)劃。 鑄軋一體化件次計(jì)劃排產(chǎn)功能[3-4]，如圖2所示。

熱軋計(jì)劃對(duì)于熱連軋排實(shí)物坯的情況，當(dāng)建立好熱連軋軋制單元之后，為避免庫(kù)存物料倒垛，對(duì)庫(kù)存物料和生產(chǎn)訂單之間的掛單關(guān)系進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于熱連軋排虛擬坯的情況，當(dāng)組建立好熱連軋軋制單元之后，通過(guò)調(diào)整澆次順序、澆次內(nèi)出坯順序以及和生產(chǎn)合同的對(duì)應(yīng)關(guān)系，保證煉鋼出坯順序能夠?qū)ι蠠徇B軋軋制順序，提升直裝比例。

冷軋計(jì)劃排產(chǎn)前提供豐富靈活的待排工序過(guò)濾實(shí)現(xiàn)對(duì)庫(kù)存品物料的科學(xué)匹配；排產(chǎn)過(guò)程中系統(tǒng)提供規(guī)則違反提前預(yù)警或限制，最佳可用設(shè)備提示；排產(chǎn)后提供規(guī)則違反提示、實(shí)時(shí)KPI以及對(duì)后續(xù)工序的影響。同時(shí)系統(tǒng)提供強(qiáng)大的自動(dòng)優(yōu)化算法，在綜合規(guī)劃設(shè)備生產(chǎn)允許規(guī)則、設(shè)備停機(jī)時(shí)間、生產(chǎn)速度等規(guī)則的前提下，為各設(shè)備選擇可排工序，為各設(shè)備編制物料生產(chǎn)順序，并滿足設(shè)備利用率的最大化，上下游工序間的協(xié)調(diào)等要求，支持全流程預(yù)排產(chǎn) 。

作為件次計(jì)劃的補(bǔ)充，為了提升現(xiàn)有庫(kù)存的周轉(zhuǎn)率，根據(jù)訂單的成品和半成品要求，結(jié)合中間庫(kù)和成品庫(kù)存的相關(guān)信息進(jìn)行，余材的充當(dāng)，提高訂單的生產(chǎn)效率，有效降低庫(kù)存和帶出品。

3.5 依托智能化計(jì)劃管理平臺(tái)建立多品種小批量的生產(chǎn)組織模式

通過(guò)建立合理的組爐組澆規(guī)則，按照鋼種連澆規(guī)則進(jìn)行訂單最大程度進(jìn)行合并生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率；提高服務(wù)水平；規(guī)劃精準(zhǔn)材料設(shè)計(jì)方案，以最小帶出品和最小廢品率為目標(biāo)；降低生產(chǎn)、庫(kù)存與銷售成本。設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程成本測(cè)算機(jī)制，合理測(cè)算生產(chǎn)帶出與銷售帶出的成本附加和訂單生產(chǎn)過(guò)程成本，保證各個(gè)工序連續(xù)生產(chǎn)、均衡生產(chǎn)、均衡交貨，在生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)過(guò)程中按照各個(gè)工的等待時(shí)間、物流流轉(zhuǎn)時(shí)間合理安排庫(kù)存數(shù)量[9-10]。

為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)訂單排產(chǎn)科學(xué)規(guī)劃訂單切片管理，將訂單細(xì)分成件次，煉鋼一爐多訂單的生產(chǎn)模式，訂單組爐組澆，雙機(jī)四流根據(jù)訂單來(lái)調(diào)整不同的斷面，滿足訂單多樣化的需求，提高交期能力和生產(chǎn)組織水平。規(guī)劃庫(kù)存倒垛策略和運(yùn)輸策略，增強(qiáng)煉軋的生產(chǎn)銜接控制和降低運(yùn)輸約束對(duì)生產(chǎn)的影響。完善計(jì)劃回收自動(dòng)機(jī)制，形成計(jì)劃與實(shí)際生產(chǎn)的實(shí)時(shí)互動(dòng)，對(duì)事故情況下的計(jì)劃未執(zhí)行或者計(jì)劃未完成等情況能夠自動(dòng)處理并滾動(dòng)形成新的件次計(jì)劃。逐步推進(jìn)和完善預(yù)排計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)對(duì)上游計(jì)劃的拉動(dòng)，給各個(gè)前置工序提供更長(zhǎng)準(zhǔn)備時(shí)間，實(shí)現(xiàn)各個(gè)工序均衡生產(chǎn)并實(shí)時(shí)調(diào)整，滿足熱裝、直裝的生產(chǎn)節(jié)奏要求。

3.6 依托智能化計(jì)劃管理平臺(tái)建立最大化熱裝熱送生產(chǎn)組織模式

從營(yíng)銷過(guò)程開始策劃，合理策劃規(guī)模品比例，增大規(guī)模品熱裝熱送比例，最大限度集中生產(chǎn)，減少熱坯下線數(shù)量。

推動(dòng)構(gòu)建智能化板坯排隊(duì)控制模型，科學(xué)策劃板坯連鑄過(guò)程以及鑄軋界面的溫度場(chǎng)變化規(guī)律，實(shí)施兩臺(tái)連鑄機(jī)四流生產(chǎn)同時(shí)匹配的剪切序規(guī)則，以及不同鑄坯的等待序、鑄坯溫降、鑄坯溫度分布；構(gòu)建四流連鑄機(jī)鑄軋界面的板坯排隊(duì)模型，優(yōu)化鋼坯從剪切到加熱爐的輸送路徑，減小鑄坯溫降，鑄軋界面連鑄板坯的保溫工藝。

構(gòu)建以提高連續(xù)化率為目標(biāo)的鑄軋流程動(dòng)態(tài)協(xié)同規(guī)則庫(kù)。制定鑄軋界面板坯從剪切到加熱爐的排產(chǎn)工藝規(guī)則，綜合考慮鋼種、板坯尺寸、生產(chǎn)工藝、軋輥預(yù)熱、訂單產(chǎn)量、熱裝冷裝、鋼坯位置、輸送時(shí)間、軋制周期等因素；根據(jù)工藝庫(kù)規(guī)則，實(shí)施不同條件下板坯組合排產(chǎn)控制模型。

實(shí)施鑄軋工藝制度優(yōu)化及相關(guān)影響方案，利用新板坯庫(kù)的大數(shù)據(jù)信息，科學(xué)總結(jié)不同工藝庫(kù)板坯的生產(chǎn)規(guī)律和特性、板坯的混合加熱策略及工藝優(yōu)化；研究加熱制度對(duì)性能的影響及適合熱裝熱送的鋼種，不同鋼種加熱熱履歷變化對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響；合理設(shè)計(jì)板坯在鑄軋區(qū)段工藝變化對(duì)鋼材性能穩(wěn)定性控制技術(shù)，不同工藝參數(shù)對(duì)產(chǎn)品性能指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不同板坯的排產(chǎn)組合對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性的影響。

4 結(jié) 語(yǔ)

隨著對(duì)精益生產(chǎn)要求的日益提高，依靠智能化技術(shù)對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行管理，成為企業(yè)提升設(shè)備生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)水平的必然選擇。企業(yè)越來(lái)越感覺到生產(chǎn)計(jì)劃管理思想與信息化的融合對(duì)于培育企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要性，該全流程智能生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)充分融合了最先進(jìn)的信息化架構(gòu)理念和現(xiàn)代企業(yè)的管理，能夠滿足日益復(fù)雜和多變的生產(chǎn)運(yùn)行外部環(huán)境，具有良好的可靠性、擴(kuò)展性、安全性，該系統(tǒng)的成功運(yùn)用必將對(duì)整個(gè)流程型企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃管理提升啟到巨大支撐作用，全過(guò)程生產(chǎn)計(jì)劃管理實(shí)施后，生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行率提升到6%以上，整個(gè)流程運(yùn)行效率提升30%以上，隨著對(duì)系統(tǒng)深度使用生產(chǎn)計(jì)劃策略水平逐年提升，成本管控更加精確，為智能化工廠推進(jìn)奠定了重要基礎(chǔ)，使企業(yè)能夠處于更有利的競(jìng)爭(zhēng)地位。

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