淺談APS系統在鋼鐵行業中的應用

范春迎+佟紅巖+馬一然

【摘 要】近年來，全球鋼鐵工業進入了持續的衰退期。大部分鋼鐵公司面臨著持續的虧損，行業的平均利潤率接近于零。在這種形勢下，APS系統成為了各鋼鐵企業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APS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，從而實現鋼鐵業整體業績的進一步提升。

【關鍵詞】APS 信息化 計劃管理

APS系統，又名高級計劃與排程（Advanced Planning and Scheduling）企業管理軟件。APS的主要功能是要將顧客所需的正確的產品能夠在正確的時間、按照正確的數量、正確的質量送到正確的地點，并使總成本達到最佳化。借助APS先進的優化算法支撐，企業可以提高按時交貨率、降低庫存、提高設備利用率及產量、從而靈活的應對各種訂單變更及生產異常、加強計劃協同能力等。

1 APS系統設計的主要業務流程

全局一體化計劃：主要負責訂單交期評審與應答、銷產轉換、主生產計劃、鐵水需求計劃，該計劃的最終目標是對各個分廠的日計劃提出整體要求。主要對口業務部門為公司生產計劃排程部門。

各個工段廠區的一體化作業排產系統：包括鋼軋一體化作業排產及冷扎一體化作業排產，對應業務部門為各個分廠的計劃部門。

2 APS系統實現的功能

2.1 提高計劃管理精度、提升生產管控水平

通過一體化APS平臺以及三四級生產系統的配合實現冶金規范體系，可以真正實現 對銷售合同、銷售訂單（包括其產品規范、冶金規范、質量標準要求）、生產訂單、生產計劃、作業計劃、合同跟蹤的全過程一體化計劃管控。在此過程中，生產計劃人員可以借助計算機工具解決手工不可能解決的計劃難題，同時可以將計劃制定中需要考慮的各種細節通過規則的方式告知系統，在指定計劃時加以考慮。例如不同產線在生產不同鋼種時的生產速度差異、不同產品不同工序之間根據季節變化的冷卻時間規則、相同設備在生產不同類型或者規格的產品時所需要發生的設備切換時間規則等。

2.2 提高協同計劃能力、增加工廠有效產出

在訂單承諾及全局生產計劃編制過程中，通過考慮銷售訂單完整供應鏈，協調上下游產線生產步調，APS系統可以最大化避免瓶頸漂移，從而避免真正瓶頸資源的產能浪費，增加工廠產出。借助計劃優化算法及引擎，可以根據不同工藝路徑對不同產線的生產能力提出要求，根據產線生產能力限制為生產訂單選擇工藝路徑，從而平衡產線設備負荷，提高工廠產出。在鋼軋一體化作業排產過程中，通過充分考慮連鑄與熱軋機的生產規程差異，借助優化算法幫助，優化出坯計劃與熱軋軋制計劃協同，保證生產效率及質量要求。同時快速響應各種緊急修磨等質量問題造成的掛單調整、計劃調整要求。在冷軋一體化作業排產過程中，通過對大量異質化工序的自動歸并，提高了設備的批量通過能力，同時方便計劃人員更好的應對緊急訂單、重要訂單對計劃提出的高質量、快速響應的要求。

2.3 提高計劃效率以及靈活性

APS系統實施后，在正常情況下，系統可為重要或緊急的銷售詢單進行快速評審，評審結果及明細信息可清晰地反饋給銷售人員進行確認。對于一般的銷售詢單可以按照批量模式進行評審。因此，整個訂單評審效率及質量得到了保證。 另外，生產計劃模塊為各個用戶功能都提供非常直觀、友好的用戶界面，并且通過業務知識庫的管理和維護，把不同計劃層次計劃問題中需要考慮的各種約束、規則都自動應用到了相關的用戶功能中，防止用戶手工編制計劃中出現的不必要錯誤。

2.4 提高按時交貨水平、滿足客戶需求

通過考慮銷售訂單工藝要求、坯料要求以及產線生產能力限制、約束資源能力限制，APS系統可以為銷售訂單計算確實可行的完工時間。依據該完工時間，生產計劃人員可以為銷售訂單進行準確的交貨期應答。 通過作業排產模塊，生產計劃人員可以控制產線每天的投料訂單，以保證產線的作業排產遵循生產計劃要求，保證依據銷售訂單交貨期指定的生產訂單計劃得到執行。通過以銷售訂單為出發點的全程供應鏈計劃跟蹤，結合現場MES生產實績反饋，APS系統可以對可能影響銷售訂單交付的情況進行及時的預警。通過每天夜間自動進行的重新生產計劃以及日間可以隨時觸發的自動以及手工計劃調整，APS系統可以根據最新情況對計劃進行刷新調整，從而保證銷售訂單的按時交付。

2.5 縮短生產周期、降低在制品庫存

控制在制品庫存的關鍵在于控制生產周期，其中受計劃影響的部分為工序與工序之間的等待時間以及上下游產線協同。如果能夠有效的控制工序的等待時間，就能夠降低總的在制品庫存。借助APS系統平臺，企業可以優化煉鋼、熱軋、冷軋等內部生產工藝之間協同，減少瓶頸漂移現象以減低不必要的在制品庫存。特別對應熱軋計劃中的外賣與供下游的熱軋坯料平衡，借助優化算法及引擎，系統可自動平衡外賣與供下游坯料的平衡，避免下游冷軋廠斷料或坯料積壓，從而加速整個生產供應鏈上庫存流動速度，降低在制品庫存及生產周期。

2.6 加快余材消耗、提高企業效益

通過密集結合質量判定模塊與計劃模塊，APS系統將余材納入到自動物料計劃過程中，從而提高余材的周轉速度。通過質量管控系統（QMS）或MES中質量判定模塊，生產中質量有所“缺陷”的余材可以被自動進行降級。對于降級后可以直接銷售的成品余材，APS系統可以根據降級后的余材質量等級或基于屬性的判斷考量，自動將成品余材與銷售訂單進行關聯，對并銷售訂單的欠量進行扣減。對于降級后不能直接銷售的半成品余材，生產計劃系統根據其降級后的質量等級，通過正常計劃流程，為其分配銷售訂單。

3 結語

APS系統實現了以市場為導向，以客戶為中心，按精益生產管理理念設計產銷一體化平臺，實現從銷售訂單評審、銷售訂單接收、銷產轉換、公司及各分廠生產計劃充分協同的一貫制計劃優化建議。該系統實施的目的是提升鋼鐵企業的按時交付業績、降低在制品庫存并提高設備的有效使用率，最終提升鋼鐵企業運營水平及盈利能力。

參考文獻：

[1]魏振.鋼鐵企業APS系統與MES的整合方案及實現.冶金自動化，2013.5.

[2]邵志芳.鋼鐵行業高級規劃與排程系統研究.企業管理，2013.6.