APS在智能化制造業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用示范

孫越

摘 要：APS（Advanced Planning and Scheduling），又名高級計劃與排程系統(tǒng)，它的高度靈活性保證了客戶的許多獨(dú)特需求，同時在客戶未來的業(yè)務(wù)發(fā)生變化時，保證了系統(tǒng)橫向和縱向的擴(kuò)展性，確保APS系統(tǒng)始終能夠和客戶“共同成長”，成為客戶的“商業(yè)引擎”。 它拒絕“黑箱”式的系統(tǒng)，提倡“人機(jī)交互”的模式。不僅要滿足唐鋼目前的業(yè)務(wù)需求，并通過最簡潔的方式融入公司現(xiàn)有的IT架構(gòu)和業(yè)務(wù)流程中。保證系統(tǒng)先進(jìn)性，建立統(tǒng)一的產(chǎn)銷一體化計劃平臺，為公司未來的業(yè)務(wù)發(fā)展預(yù)留空間。

關(guān)鍵詞：APS；智能制造；產(chǎn)銷一體化；人機(jī)交互

中圖分類號：TN403 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）01-0026-01

1 背景介紹

從2008年開始，全球鋼鐵工業(yè)進(jìn)入了持續(xù)的衰退期。雖然鋼鐵產(chǎn)品仍然是工業(yè)領(lǐng)域重要的原材料，但是只有少數(shù)的鋼鐵公司能夠獲得預(yù)期的投資回報，大部分鋼鐵公司面臨著持續(xù)的虧損。中國的鋼鐵企業(yè)也面臨著同樣的困境，行業(yè)的平均利潤率接近于零。鋼鐵企業(yè)困境的主要成因在于宏觀的經(jīng)濟(jì)環(huán)境和落后的設(shè)備和技術(shù)與發(fā)展越來越快的智能化趨勢不匹配。雖然單個的生產(chǎn)企業(yè)很難改變這種困境，但單個的企業(yè)可以通過改變產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及管理手段的方式來謀求發(fā)展。由于鋼鐵企業(yè)與其他制造業(yè)的差異，很多在其他制造業(yè)行之有效的策略和方法在鋼鐵企業(yè)并不適用，鋼鐵企業(yè)必須針對自身的特點(diǎn)來制定適合自己的突圍路徑。

整體信息化建設(shè)中的APS系統(tǒng)建設(shè)是鋼鐵企業(yè)應(yīng)用的一個亮點(diǎn)，將計劃排產(chǎn)模塊從SAP系統(tǒng)中分離出來，通過更為科學(xué)的優(yōu)化算法實現(xiàn)自動排產(chǎn)的功能。而產(chǎn)銷一體化是整合企業(yè)整體資源改善公司運(yùn)營業(yè)績的重要手段，其中冶金規(guī)范體系是國內(nèi)大多數(shù)鋼廠所采用的行業(yè)基礎(chǔ)，而APS 系統(tǒng)是區(qū)分各個鋼廠計劃及運(yùn)營質(zhì)量的關(guān)鍵核心。通過建立完整的冶金規(guī)范體系來提升產(chǎn)品質(zhì)量及管控水平；通過對各個分廠及整體產(chǎn)銷的協(xié)調(diào)，提高對客戶的服務(wù)水平，為客戶創(chuàng)造價值，來提升銷售業(yè)績及內(nèi)部生產(chǎn)效率，從而實現(xiàn)公司整體業(yè)績的進(jìn)一步提升。

2 APS在公司智能制造中的地位及功能概述

在積極化解鋼鐵行業(yè)過剩產(chǎn)能的基礎(chǔ)上加快推進(jìn)鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，當(dāng)前推進(jìn)鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重點(diǎn)是加快智能制造發(fā)展。智能制造是制造業(yè)未來發(fā)展的重大趨勢，也是當(dāng)前鋼鐵行業(yè)提質(zhì)增效的重要著力點(diǎn)。公司在配合現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的同時積極組織開展企業(yè)信息化建設(shè)，搭建了以O(shè)DS（工廠數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)）、APS（高級自動排程系統(tǒng)）、QMS（質(zhì)量管控系統(tǒng)）為改建中心的世界先進(jìn)的信息化架構(gòu)。將傳統(tǒng)的SAP系統(tǒng)和MES系統(tǒng)做出相應(yīng)的功能和業(yè)務(wù)調(diào)整，建設(shè)成為了全國唯一一家鋼鐵智能制造企業(yè)的試點(diǎn)。

APS系統(tǒng)在公司整個信息化系統(tǒng)架構(gòu)中處于3.5級的位置，起到承上啟下的重要作用。圍繞集中質(zhì)量一貫制管理要求，優(yōu)化管理和業(yè)務(wù)流程，建立產(chǎn)品規(guī)范與冶金規(guī)范體系，構(gòu)建先進(jìn)的產(chǎn)銷一體化系統(tǒng)平臺，快速響應(yīng)市場，高效銷產(chǎn)協(xié)同，優(yōu)化計劃和執(zhí)行，為產(chǎn)銷、質(zhì)量管理提供有效支撐。主要實現(xiàn)的業(yè)務(wù)目標(biāo)如下：

（1）利用業(yè)界先進(jìn)管理理念及方法優(yōu)化生產(chǎn)計劃。

（2）借助豐富的報表和圖形界面來分析計劃結(jié)果。

（3）通過圖形化的界面簡單的操作對各產(chǎn)線作業(yè)排產(chǎn)以及執(zhí)行情況進(jìn)行顯示。

（4）提高協(xié)同計劃能力、增加工廠有效產(chǎn)出。

（5）提高計劃效率以及靈活性。

（6）提高按時交貨水平、滿足客戶需求。

（7）縮短生產(chǎn)周期、降低在制品庫存。

（8）加快余材消耗、提高企業(yè)效益。

主要完成的功能如下：

（1）與其他系統(tǒng)的集成：提供支持APS系統(tǒng)與其他信息化系統(tǒng)所需要的主要接口。

（2）物料計劃：基于QMS給出的余材匹配建議（成品與半成品），支持計劃員進(jìn)行手工余材充當(dāng)。

（3）銷產(chǎn)轉(zhuǎn)換：根據(jù)ODS給出的可選工藝路徑，支持計劃員手工或自動選擇工藝路徑進(jìn)行銷產(chǎn)轉(zhuǎn)換。

（4）有限產(chǎn)能計劃：基于有限產(chǎn)能，確定制造訂單各工序的計劃時間窗口。

（5）制造訂單管理：支持計劃員對APS自動創(chuàng)建的制造訂單進(jìn)行手工管理，計劃員也可以手動進(jìn)行計劃制造訂單和物料制造訂單的創(chuàng)建和管理。

（6）交期應(yīng)答：提供人機(jī)交互界面，支持計劃員手工對意向訂單進(jìn)行交期應(yīng)答。應(yīng)用自動全局計劃時可以計算出對應(yīng)的計劃交期，計劃員可以進(jìn)行手動確認(rèn)。

3 APS系統(tǒng)內(nèi)部架構(gòu)及功能分析

APS系統(tǒng)分為三個子系統(tǒng)，全局計劃系統(tǒng)CP、鋼軋一體化系統(tǒng)HM和冷軋一體化系統(tǒng)CM。全局生產(chǎn)計劃流程主要支持制造和質(zhì)量管理部根據(jù)實際銷售合同以及滾動的主生產(chǎn)計劃進(jìn)一步合理的細(xì)分各合同主要工序的開工時間區(qū)間，其中將充分考慮各種產(chǎn)能、匹配規(guī)則等各種約束，由此進(jìn)一步進(jìn)行工藝路徑的合理選擇，生產(chǎn)批量的動態(tài)組合，以及全程合理的在制品庫存管控。全局計劃系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)與外部系統(tǒng)和APS系統(tǒng)的接口通訊，完成銷售訂單的自動銷產(chǎn)轉(zhuǎn)換及算法優(yōu)化計算。

而鋼軋一體化排程系統(tǒng)和冷軋一體化排程系統(tǒng)主要完成銷產(chǎn)轉(zhuǎn)換后的件次計劃排序及件次作業(yè)計劃的下發(fā)。同時完成SAP系統(tǒng)和MES系統(tǒng)需要的物料編碼匹配功能，保證系統(tǒng)之間的工作銜接和數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)。其中鋼軋一體化排程系統(tǒng)主要服務(wù)于連鑄和熱軋作業(yè)排產(chǎn)，冷軋一體化排程系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)冷軋部分的作業(yè)計劃。三個系統(tǒng)之間密切配合，共同完成APS系統(tǒng)在整個信息化架構(gòu)中的功能分擔(dān)，并充分體現(xiàn)了自身的算法優(yōu)勢，減輕了計劃員的計算工作量，同時也避免了人工計算的錯誤。將作業(yè)排產(chǎn)任務(wù)提升到一個新的階段。

通過良好的人機(jī)交互界面和強(qiáng)大的界面配置功能，大大提高了界面的友好性和可配置的靈活性。根據(jù)不同計劃員和系統(tǒng)維護(hù)人員的作業(yè)要求進(jìn)行個性化的定制，更加體現(xiàn)了系統(tǒng)的高效靈活性。人機(jī)界面的改變，將在形體上、觀念上、應(yīng)用場合等方面都有所改變?？傮w來講，人機(jī)界面的未來發(fā)展趨勢是六個現(xiàn)代化：平臺嵌入化、品牌民族化、設(shè)備智能化、界面時尚化、通訊網(wǎng)絡(luò)化和節(jié)能環(huán)?；?。

4 未來展望

APS系統(tǒng)在公司內(nèi)部分廠僅包含了不銹鋼分公司、熱軋部及高強(qiáng)汽車板分廠，通過在這三個工廠的應(yīng)用，已經(jīng)充分體現(xiàn)出APS系統(tǒng)的優(yōu)勢所在。在未來的工作中將進(jìn)一步推廣應(yīng)用到集團(tuán)其他分廠及子公司，加強(qiáng)集團(tuán)公司及各個工廠間的協(xié)作一致，將整個產(chǎn)業(yè)鏈融合為一體。從鐵鋼平衡到鋼軋平衡再到物流轉(zhuǎn)運(yùn)，將集團(tuán)公司的資源做統(tǒng)一規(guī)劃處理，完成公司智能化信息化的全面升級。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代，鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型是流程制造業(yè)智能化的系統(tǒng)工程，要以創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展為主題，以信息化與工業(yè)化深度融合為主線，以推進(jìn)智能制造為主攻方向。智能制造是新一輪工業(yè)革命的核心技術(shù)，應(yīng)該作為鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型的制高點(diǎn)、突破口和主攻方向，要從產(chǎn)品、生產(chǎn)、模式、基礎(chǔ)4個維度系統(tǒng)推進(jìn)。其中，智能生態(tài)產(chǎn)品是主體，智能生產(chǎn)是主線，以用戶為中心的產(chǎn)業(yè)模式變革是主題，以CPS（信息物理系統(tǒng)）和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

互聯(lián)網(wǎng)的時代已經(jīng)來臨，作為鋼鐵從業(yè)者，作為產(chǎn)業(yè)鏈中的不同身份的參與者，公司積極打造鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈的閉合生態(tài)圈，跨區(qū)域、跨品種、跨界融合與合作，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈各方環(huán)節(jié)的互利共贏。在不久的將來，聚合優(yōu)勢，合作共贏是行業(yè)發(fā)展的趨勢。我們將秉承智能化信息化的發(fā)展主題繼續(xù)積極展開產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的整合和調(diào)整，通過進(jìn)一步完善自身并發(fā)展推廣的模式堅定不移地開創(chuàng)鋼鐵行業(yè)的新時代。endprint