特殊鋼企業(yè)生產(chǎn)優(yōu)化調(diào)研報告

張宇航++王超賽++張思雨

摘 要：本文針對多品種、小批量、工藝流程復(fù)雜的特殊鋼煉鋼生產(chǎn)組織管控過程，探索如何運(yùn)用信息化手段來改善現(xiàn)有制約瓶頸，提高生產(chǎn)效率、發(fā)揮關(guān)鍵工序產(chǎn)能，實現(xiàn)特鋼煉鋼生產(chǎn)組織過程的協(xié)同優(yōu)化，實現(xiàn)生產(chǎn)穩(wěn)定、高效。

關(guān)鍵詞：特殊鋼；生產(chǎn)組織；協(xié)同優(yōu)化

1 特殊鋼生產(chǎn)特點(diǎn)

目前，國內(nèi)許多特殊鋼企業(yè)正在進(jìn)行先進(jìn)特殊鋼生產(chǎn)線建設(shè)與完善，通過對特殊鋼生產(chǎn)的關(guān)鍵共性技術(shù)研究開發(fā)和系統(tǒng)集成，優(yōu)化特殊鋼生產(chǎn)流程，實現(xiàn)特殊鋼生產(chǎn)高品質(zhì)化、高效化和低成本化。本文在分析了現(xiàn)有特殊鋼生產(chǎn)流程的技術(shù)特點(diǎn)，以國內(nèi)某特鋼企業(yè)為例，在其現(xiàn)有生產(chǎn)組織的問題分析其現(xiàn)有問題，提出其特殊鋼生產(chǎn)流程的發(fā)展方向。

特殊鋼的生產(chǎn)是一個長周期的生產(chǎn)過程，組織模式相對穩(wěn)定，是質(zhì)量穩(wěn)定、應(yīng)對多樣化市場的基礎(chǔ)。

其主要生產(chǎn)工序主要包含了如下流程：鐵水預(yù)處理→初煉爐-（電弧爐，轉(zhuǎn)爐）→精煉爐（LF、 RH、VD/VOD）→連鑄（小方坯、大方坯、板坯）、模鑄→特種冶煉（電渣、真空電渣、等離子、電子轟擊爐等）→棒線材、板材軋機(jī)。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研分析，整個特鋼生產(chǎn)控制重點(diǎn)有兩個：

一是工序間過程節(jié)點(diǎn)控制；二是實現(xiàn)爐機(jī)最優(yōu)匹配，生產(chǎn)高效。

尤其是其用戶決定了產(chǎn)品的質(zhì)量要求，包括：嚴(yán)格的成分控制、高的潔凈度、合理的夾雜物形態(tài)、高均質(zhì)性、最小的宏觀低倍缺陷、理想的組織形態(tài)和晶粒度、優(yōu)良的表面質(zhì)量。

特殊鋼具有高品質(zhì)和多品種、小批量的特點(diǎn)，因此特殊鋼生產(chǎn)組織的核心，就是解決生產(chǎn)高效和訂單多品種、小批量之間的矛盾，其技術(shù)特點(diǎn)包括了：

①品種范圍寬，規(guī)格多；

②生產(chǎn)工藝流程復(fù)雜；

③工藝兼容性強(qiáng)，定尺、定重多樣化；

④訂單零散，不利于組織高效化生產(chǎn)；

⑤客戶技術(shù)要求多，控制標(biāo)準(zhǔn)多樣化。

在鋼鐵企業(yè)中，煉鋼不僅是提供個性化產(chǎn)品和實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的起點(diǎn)，也是按訂單組織生產(chǎn)和物流策劃的源頭，煉鋼在鋼鐵廠內(nèi)起到承上啟下的關(guān)鍵作用。在特鋼生產(chǎn)工藝中，由于煉鋼具有鐵鋼平衡剛性、工序多、高溫、連續(xù)、快節(jié)奏的特點(diǎn)，如何解析煉鋼各工序的生產(chǎn)匹配關(guān)系，是優(yōu)化生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)組織、簡化工序流程的關(guān)鍵，生產(chǎn)流程的計劃組織安排尤為重要。

2 企業(yè)調(diào)研分析

以國內(nèi)某特殊鋼生產(chǎn)企業(yè)為調(diào)研對象，該公司現(xiàn)擁有以焦化、燒結(jié)、高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼、LF及VD爐真空精煉、連鑄、連軋、精整為生產(chǎn)工藝的長流程生產(chǎn)線，和以電爐煉鋼、LF及VD爐精煉、連鑄、連軋、精整為生產(chǎn)工藝的短流程生產(chǎn)線，主要生產(chǎn)裝備均具有行業(yè)先進(jìn)水平。

該企業(yè)2座轉(zhuǎn)爐+6座精煉爐+4座VD爐+4臺連鑄+4條軋線的多種工藝路線組合的生產(chǎn)組織方式，可以說國內(nèi)最多之一，煉鋼軋鋼不能一一對應(yīng)，流程十分復(fù)雜。因此，煉鋼生產(chǎn)計劃如何高效組織成為生產(chǎn)管理的核心工作。

根據(jù)調(diào)研，現(xiàn)有坯型連鑄機(jī)與軋線的對應(yīng)關(guān)系見表1：

通過對該單位現(xiàn)有的訂單進(jìn)行分析，可以看出內(nèi)外貿(mào)訂單均具有以下特點(diǎn)：批量小、品種多、工藝路線復(fù)雜、產(chǎn)品覆蓋范圍廣。因此，以訂單為核心的特鋼煉鋼生產(chǎn)組織是由特鋼的訂單特點(diǎn)所決定的。

作為一家專業(yè)化特鋼生產(chǎn)企業(yè)，主要實行以效訂銷、以銷定產(chǎn)、優(yōu)化排產(chǎn)、生產(chǎn)高效的組織模式。近幾年公司陸續(xù)開發(fā)了異型鋼、退火材、銀亮鋼等新品種和新工藝。隨著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特鋼化升級和不斷開發(fā)新品，工藝越來越復(fù)雜；市場需求每況愈下，訂單批次逐漸縮小，造成生產(chǎn)組織難度越來越大，對精益生產(chǎn)提出了更高要求。而且，傳統(tǒng)批量生產(chǎn)常常存在以下問題：不良品多、搬運(yùn)多、動作浪費(fèi)、在制品多、機(jī)動率低、 機(jī)動性小、交期長、場地大、管理難。結(jié)果導(dǎo)致：高成本、低品質(zhì)、低利潤、反應(yīng)慢、競爭力低、少創(chuàng)新。

從其整個生產(chǎn)流程分析來看，存在以下制約整個企業(yè)發(fā)展的問題：

一是工序之間不配套：連鑄機(jī)與軋制線不連續(xù)，制約生產(chǎn)高效。

二是訂單組合難度大：小批量、多品種、多規(guī)格和高質(zhì)量制約連鑄機(jī)連澆爐數(shù)；頻繁更換產(chǎn)品品種和規(guī)格，導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐實際作業(yè)率下降，遠(yuǎn)低于同類普鋼轉(zhuǎn)爐作業(yè)率。

三是生產(chǎn)效率低：工序間的不匹配，嚴(yán)重制約了整體生產(chǎn)效率的提升，尤其對于不同鋼軋線之間坯材供應(yīng)匹配不當(dāng)時，造成生產(chǎn)計劃的變更，生產(chǎn)效率不能充分發(fā)揮，增加消耗，影響費(fèi)用成本。

四是發(fā)展制約：該特鋼企業(yè)產(chǎn)品和工藝結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了根本性轉(zhuǎn)變，但作為特鋼企業(yè)，其產(chǎn)品檔次和技術(shù)裝備水平有待提升，現(xiàn)有生產(chǎn)手段和工藝裝備不足以滿足高端客戶的需求，均需進(jìn)行必要的技術(shù)改造和裝備配套。在現(xiàn)有廠區(qū)沒有進(jìn)行技術(shù)改造的場地布置條件，這是對處于品種結(jié)構(gòu)進(jìn)軍中高端市場優(yōu)化提升的關(guān)鍵時期的主要制約。

3 發(fā)展建議

3.1 引入精益生產(chǎn)的理念。利用信息化技術(shù)打造符合企業(yè)自身生產(chǎn)特點(diǎn)的生產(chǎn)組織管控模式。

“一個流”生產(chǎn) （one piece flow） 是精益生產(chǎn)方式的核心思想之一。從現(xiàn)有生產(chǎn)流程，以鐵素的流程為核心，按照“周密計劃、監(jiān)控異常、快速反應(yīng)、及時調(diào)控、流程優(yōu)化、精準(zhǔn)高效”的管控思路，建立從大宗原料平衡、鐵前配比、鐵鋼、坯材、材收貨、材入庫、材出庫七大平衡為基礎(chǔ)的“一個流”精益生產(chǎn)管控信息化系統(tǒng)。

通過生產(chǎn)工藝路線的數(shù)字化、訂單合理組合優(yōu)化，實現(xiàn)煉鋼排產(chǎn)不斷優(yōu)化。煉鋼內(nèi)部流程的優(yōu)化，重點(diǎn)做好計劃產(chǎn)量完成、坯型分配，滿足對客戶訂單的承諾交貨日期。鐵、鋼的生產(chǎn)會出現(xiàn)階段性的不平衡時，通過動態(tài)調(diào)整鑄鐵量的生產(chǎn)組織形式，來達(dá)到鐵、鋼的階段性平衡。內(nèi)部從一個流平衡重點(diǎn)監(jiān)控4臺連鑄機(jī)對應(yīng)的軋線坯型匹配生產(chǎn)，確?？傮w坯材平衡。

從煉鋼生產(chǎn)計劃及運(yùn)行控制上，要遵循以下原則：一是爐機(jī)對應(yīng)、溫降最小、拉速決定流量、連澆，追求有序、高效、穩(wěn)定、低耗的生產(chǎn)組織模式。二是嚴(yán)格推行周計劃到日，日生產(chǎn)計劃的編制由煉鋼調(diào)度室排產(chǎn)員負(fù)責(zé)，根據(jù)各工序反饋的設(shè)備運(yùn)行、質(zhì)量要求、技術(shù)協(xié)議等各項信息，編制當(dāng)天生產(chǎn)計劃。

3.2 謀劃新工藝布局和布置，確保流程最優(yōu)、成本最低，突出流程的合、分、順。

3.2.1 合

功能相同或相近的不影響主線的設(shè)施合并，減少周轉(zhuǎn)次數(shù)、減少周轉(zhuǎn)距離、減少物流干擾；上下游工序在距離上盡量縮短，合并布置，減少物流距離。

3.2.2 分

存在物流干擾的設(shè)施分開布置，減少干擾、優(yōu)化配置、提高專業(yè)化水平、確保高效率運(yùn)行。

3.2.3 順

物質(zhì)流順暢、界面技術(shù)無干擾；能量流能級匹配合理、提高效率、減少消耗和浪費(fèi)；信息流及時、準(zhǔn)確、全面。

新的廠區(qū)布局要充分考慮上下工藝的匹配，將鐵前與煉鋼工藝流程匹配更加緊湊，充分體現(xiàn)生產(chǎn)高效，實現(xiàn)企業(yè)流程最優(yōu)、效益最大化。

4 結(jié)束語

該企業(yè)通過內(nèi)部的創(chuàng)新改革和產(chǎn)品升級，從服務(wù)用戶、品種開發(fā)、增加利潤等方面起到了積極的作用，但隨著用戶的個性化需求的增加，勢必對生產(chǎn)高效產(chǎn)生越來越大的影響。特鋼生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)積極采用成熟先進(jìn)的工藝技術(shù)，進(jìn)行工藝裝備升級，優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程和布局，實現(xiàn)特鋼生產(chǎn)各工序的連續(xù)、緊湊、高效、流暢，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提升產(chǎn)品質(zhì)量和檔次和品種規(guī)格拓展延伸，進(jìn)一步做專做精做優(yōu)特鋼產(chǎn)品，打造專業(yè)化、高效率的現(xiàn)代化特鋼企業(yè)。