首鋼京唐公司制造管理系統(tǒng)淺析

摘要：本文介紹了首鋼京唐公司產(chǎn)銷計劃排程系統(tǒng)的架構(gòu)及業(yè)務(wù)流程。該系統(tǒng)以先進(jìn)算法為基礎(chǔ)，優(yōu)化管理層次架構(gòu)，在管理過程中充分考慮了合同、物料、作業(yè)計劃和產(chǎn)能等約束條件，為合同跟蹤、生產(chǎn)過程和物流提供了保障。

關(guān)鍵詞：合同管理；物料管理；作業(yè)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(shè)。經(jīng)過兩年多的建設(shè)，2009年5月21日，首鋼京唐公司的1號5500立方米高爐點(diǎn)火送風(fēng)，標(biāo)志著煉鋼、熱軋、冷軋等關(guān)鍵工序相繼投產(chǎn)，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(chǎn)。隨著企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大和產(chǎn)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(chǎn)。公司設(shè)計年產(chǎn)能達(dá)到了鐵1347萬噸、鋼1370萬噸、鋼材1340.6萬噸的規(guī)模。

在公司原制造單元計劃系統(tǒng)中，采用的是MES+APS/ALS系統(tǒng)，盡管具備分析訂單、分析物料、甘特圖、排序、創(chuàng)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(chǎn)組織模式方面，公司采用統(tǒng)計匯總的方式追蹤合同進(jìn)度，這種方式導(dǎo)致后續(xù)工序的變化無法實(shí)時動態(tài)地傳導(dǎo)至前序工序，使得在客戶催單時無法準(zhǔn)確了解合同生產(chǎn)狀態(tài)。其次，物料生產(chǎn)組織方面，物料信息分散于不同的MES系統(tǒng)中，難以實(shí)現(xiàn)全程追溯，缺乏全生命周期的物料狀態(tài)管理。部分業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)仍需依賴人工錄入或?qū)霐?shù)據(jù)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)落地不夠準(zhǔn)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(chǎn)品，尚未實(shí)現(xiàn)煉鋼、熱軋的集批合并生產(chǎn)，這在一定程度上限制了訂單合并生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)。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(jìn)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(yè)，這不僅增加了工作負(fù)擔(dān)，也影響了計劃編制的準(zhǔn)確性和效率。

為了改善上述痛點(diǎn)，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(fā)產(chǎn)銷制造系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)施區(qū)域涵蓋了公司的主要生產(chǎn)線和區(qū)域，包括一煉鋼、二期煉鋼、連鑄連軋區(qū)域、2250熱軋產(chǎn)線、1580熱軋產(chǎn)線、橫切、1700產(chǎn)線、2230產(chǎn)線、鍍錫區(qū)域、彩涂區(qū)域以及中厚板區(qū)域。通過在這些區(qū)域開發(fā)制造管理系統(tǒng)，旨在全面提升生產(chǎn)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(zhǔn)確性，為公司的持續(xù)發(fā)展和優(yōu)化提供有力支持。

1 京唐產(chǎn)銷制造管理系統(tǒng)簡介

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

在生產(chǎn)組織方面，制造管理系統(tǒng)通過實(shí)現(xiàn)鋼軋一體化和自動組爐組澆，能夠顯著提升生產(chǎn)過程的連貫性和效率。這不僅可以減少生產(chǎn)過程中的等待時間和資源浪費(fèi)，還能確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性。

工藝路徑管理是該系統(tǒng)的另一個重要功能。通過對基地間、工廠間、產(chǎn)線間交叉供料的最優(yōu)工藝路線進(jìn)行規(guī)劃和管理，系統(tǒng)能夠幫助企業(yè)找到最經(jīng)濟(jì)、最高效的生產(chǎn)方式。同時，材料設(shè)計管理功能能夠根據(jù)產(chǎn)品的需求和特性，對原材料進(jìn)行合理選擇和搭配，從而降低成本并提高產(chǎn)品性能。

在生產(chǎn)計劃管理方面，制造管理系統(tǒng)通過能力計劃、動態(tài)全局協(xié)同計劃等功能，實(shí)現(xiàn)了對生產(chǎn)資源的合理分配和優(yōu)化利用。此外，系統(tǒng)還提供了材料設(shè)計、物料跟蹤以及訂單的全生命周期管理等功能，確保生產(chǎn)計劃與訂單需求緊密銜接，提高計劃的執(zhí)行效率和準(zhǔn)確性。

訂單管理是制造管理系統(tǒng)的核心功能之一。通過訂單評審、交期應(yīng)答、余材充當(dāng)、訂單分配、訂單調(diào)撥以及物料調(diào)撥等功能，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)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(tǒng)通過流向管理等功能，實(shí)現(xiàn)了對庫存物品的實(shí)時追蹤和監(jiān)控。這有助于企業(yè)及時了解庫存情況，避免物料短缺或過剩的情況發(fā)生，確保生產(chǎn)過程的順利進(jìn)行。

該系統(tǒng)是一個功能強(qiáng)大、全面覆蓋制造流程的解決方案。通過該系統(tǒng)，企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)組織、工藝路徑、生產(chǎn)計劃管理、訂單管理以及庫存管理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的優(yōu)化和控制，從而提升生產(chǎn)效率、降低成本并提高市場競爭力。

1.1 生產(chǎn)合同管理主流程

生產(chǎn)合同，即銷售部門下發(fā)的期貨合同、預(yù)合同（含生產(chǎn)預(yù)合同），以及經(jīng)銷產(chǎn)轉(zhuǎn)換（合同處理）后釋放至生產(chǎn)部門用于組織生產(chǎn)的合同，是制造型企業(yè)日常運(yùn)營中的核心要素。在首鋼的生產(chǎn)管理中，生產(chǎn)合同的管理遵循“集中一貫”的模式，確保生產(chǎn)流程的順暢與高效。

該模式以銷售訂單為主線，對生產(chǎn)過程的質(zhì)量、計劃、物料、倉庫、出廠實(shí)行全程管理。通過全流程合同跟蹤，企業(yè)能夠?qū)崟r掌控合同的生產(chǎn)進(jìn)度，確保合同按期完成，滿足客戶需求。

生產(chǎn)合同管理的內(nèi)容涵蓋了多個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包括產(chǎn)線設(shè)計、合同歸并、合同計劃、材料轉(zhuǎn)用充當(dāng)、組板設(shè)計、材料申請、準(zhǔn)發(fā)資源管理和合同跟蹤等。這些業(yè)務(wù)主要由制造部負(fù)責(zé)，以確保生產(chǎn)流程的順暢與高效。

產(chǎn)線設(shè)計是針對冷軋區(qū)域多機(jī)組、物流交叉情況進(jìn)行的優(yōu)化，旨在根據(jù)機(jī)組專業(yè)化分工及過渡料的要求，合理確定合同生產(chǎn)工藝路徑，提高生產(chǎn)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(chǎn)。這一策略有助于組批生產(chǎn)，提高產(chǎn)量，減少余材，簡化管理流程，并更好地適應(yīng)市場變化。

合同計劃是周期性生產(chǎn)作業(yè)計劃的制定，為日生產(chǎn)作業(yè)計劃提供依據(jù)。通過合理安排生產(chǎn)計劃，企業(yè)能夠確保生產(chǎn)資源的有效利用，提高生產(chǎn)效率。

材料轉(zhuǎn)用充當(dāng)是根據(jù)匹配規(guī)則，將物料信息與合同信息比對，通過合理性檢查后進(jìn)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(jù)合同計劃的生產(chǎn)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(zhǔn)發(fā)是將產(chǎn)品由生產(chǎn)環(huán)節(jié)交付銷售環(huán)節(jié)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。產(chǎn)品完成最后工序、機(jī)組的生產(chǎn)和包裝后，經(jīng)成品綜合判定具備發(fā)貨條件，即可進(jìn)行準(zhǔn)發(fā)操作。準(zhǔn)發(fā)計劃的執(zhí)行需經(jīng)生產(chǎn)作業(yè)部人員核對確認(rèn)，確保生產(chǎn)與銷售的物料交接準(zhǔn)確無誤。

合同跟蹤是實(shí)現(xiàn)從銷售合同下發(fā)到合同準(zhǔn)發(fā)等全流程實(shí)時、動態(tài)跟蹤的關(guān)鍵管理業(yè)務(wù)。通過信息化系統(tǒng)的支持，企業(yè)能夠?qū)崟r掌握合同的執(zhí)行情況，確保合同按時交貨，提升客戶滿意度。

首鋼的生產(chǎn)合同管理流程體現(xiàn)了集中一貫的管理思想，通過優(yōu)化各個環(huán)節(jié)的管理措施，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)流程的高效運(yùn)轉(zhuǎn)和合同的按期交付。這一管理模式對于提升制造型企業(yè)的競爭力和服務(wù)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(chǎn)出到準(zhǔn)發(fā)出廠全程所發(fā)生的事件，實(shí)現(xiàn)尋根溯源。材料管理流程見圖2。

通過實(shí)施物料的一貫管理策略，首鋼成功實(shí)現(xiàn)了物料的精細(xì)化管理。特別是在利用鋼鐵板塊未來的產(chǎn)銷一體化經(jīng)營管理系統(tǒng)中的物料管理功能時，首鋼實(shí)現(xiàn)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(tǒng)能夠準(zhǔn)確、實(shí)時地記錄物料的各工序生產(chǎn)實(shí)績信息、工藝質(zhì)量控制要求以及物料在倉庫中的所有異動信息。這使得業(yè)務(wù)人員能夠根據(jù)需要，對合同材料的整個生產(chǎn)過程進(jìn)行跟蹤、追溯和分析，從而提高了生產(chǎn)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(zhǔn)確性和實(shí)時性。準(zhǔn)確性意味著所采集的物料基礎(chǔ)信息必須是原始的、未經(jīng)加工的，應(yīng)盡量避免人工干預(yù)和修改，實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)不落地”。實(shí)時性則對生產(chǎn)經(jīng)營決策具有重要影響，因此信息化系統(tǒng)應(yīng)盡可能直接接收基礎(chǔ)自動化上傳的生產(chǎn)實(shí)績，或在第一時間通過人工畫面錄入生產(chǎn)實(shí)績，以確保信息的及時性和有效性。

在合同質(zhì)量設(shè)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(yè)計劃的下發(fā)，物料能夠自動流轉(zhuǎn)至下一工序。在物料產(chǎn)出、命中并未封鎖的前提下，相關(guān)系統(tǒng)（如MES或庫管理系統(tǒng)）將自動生成轉(zhuǎn)庫駁運(yùn)作業(yè)指令，實(shí)現(xiàn)物料的自動配送。為減少物流異常變動和提高物料周轉(zhuǎn)速度，管理人員應(yīng)盡量避免不必要的人工干預(yù)，確保物料流向的穩(wěn)定性。

對于生產(chǎn)管理部門而言，在制品庫存管理是物料庫存管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在制品庫存控制旨在通過優(yōu)化生產(chǎn)組織過程，實(shí)現(xiàn)低成本、高效益的管理目標(biāo)。通過調(diào)控生產(chǎn)作業(yè)計劃，實(shí)現(xiàn)公司動態(tài)資源的整合與優(yōu)化，確保各工序生產(chǎn)的持續(xù)穩(wěn)定、物流暢通、庫存經(jīng)濟(jì)、品種結(jié)構(gòu)合理。在制品庫存應(yīng)盡可能地接近或低于目標(biāo)值，以提高物流周轉(zhuǎn)速度和保證生產(chǎn)過程的穩(wěn)定高效。

在滿足生產(chǎn)作業(yè)計劃正常編制、確保機(jī)組生產(chǎn)運(yùn)行和物流暢通的前提下，制造部負(fù)責(zé)制定各工序的在制品庫存控制限額（包括上限、下限和目標(biāo)值）。通過調(diào)控各機(jī)組的生產(chǎn)作業(yè)計劃，使各工序在制品庫存盡可能地接近或低于目標(biāo)值，從而實(shí)現(xiàn)庫存的優(yōu)化管理，為公司生產(chǎn)經(jīng)營總目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供有力保障。

1.3 生產(chǎn)作業(yè)計劃管理流程

公司年度生產(chǎn)經(jīng)營計劃確定后，為確保生產(chǎn)有序進(jìn)行，需結(jié)合不同階段的市場情況和生產(chǎn)條件，將生產(chǎn)任務(wù)依次落實(shí)到每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并據(jù)此編制生產(chǎn)作業(yè)計劃。生產(chǎn)作業(yè)計劃是一系列生產(chǎn)準(zhǔn)備和工序生產(chǎn)指令的總和，旨在完成合同任務(wù)并維持生產(chǎn)秩序的正常進(jìn)行。它根據(jù)公司年度生產(chǎn)經(jīng)營計劃和訂貨要求，明確各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)任務(wù)，為日常生產(chǎn)運(yùn)作提供組織依據(jù)。首鋼京唐具有產(chǎn)品線全面工序復(fù)雜的特點(diǎn)，針對每個主工序進(jìn)行作業(yè)計劃編制，工序計劃分工見圖3。

作業(yè)計劃根據(jù)計劃期的長短，可分為月度生產(chǎn)作業(yè)計劃、周生產(chǎn)作業(yè)計劃（或合同計劃）和日生產(chǎn)作業(yè)計劃（含日分班生產(chǎn)作業(yè)計劃）。這些計劃之間存在著緊密的相互關(guān)系，上位計劃作為下位計劃的依據(jù)，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(chǎn)作業(yè)計劃的編制工作由銷售部門牽頭負(fù)責(zé)。五個專業(yè)管理系統(tǒng)，包括設(shè)備、能源、技術(shù)、主輔原燃料、生產(chǎn)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(jīng)公司審定后下達(dá)執(zhí)行。

周生產(chǎn)作業(yè)計劃同樣由銷售部門主導(dǎo)編制，作為月度生產(chǎn)作業(yè)計劃的具體執(zhí)行計劃，它日常生產(chǎn)組織的行動指南。其核心任務(wù)是嚴(yán)格按照合同組織生產(chǎn)，確保合同的順利完成。

在編制周生產(chǎn)作業(yè)計劃時，需遵循以下要求：首先，將生產(chǎn)任務(wù)細(xì)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(shè)備能力，實(shí)現(xiàn)均衡生產(chǎn)、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(chǎn)平衡，形成前后工序連續(xù)的生產(chǎn)體系；最后，充分考慮生產(chǎn)操作和工藝技術(shù)的要求，提升產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，確保完成月度生產(chǎn)作業(yè)計劃所規(guī)定的各項指標(biāo)。

對于煉鋼、熱軋、冷軋、厚板等生產(chǎn)作業(yè)，制造部需在周生產(chǎn)作業(yè)計劃的指導(dǎo)下，從公司整體角度出發(fā)，編制各機(jī)組的生產(chǎn)作業(yè)計劃，包括煉鋼作業(yè)計劃、熱軋作業(yè)計劃、冷軋作業(yè)計劃、厚板作業(yè)計劃等，以確保生產(chǎn)過程的協(xié)調(diào)性和高效性。

2 實(shí)施后的效果

本系統(tǒng)自2019年5月實(shí)施以來，運(yùn)行狀況基本穩(wěn)定，并已取得了顯著的效果。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1 合同導(dǎo)向的生產(chǎn)組織

通過本系統(tǒng)的實(shí)施，生產(chǎn)管理、技術(shù)管理、銷售管理、出廠管理等部門能夠根據(jù)自身需求，對合同從訂單接受到發(fā)貨、結(jié)算的全過程進(jìn)行細(xì)致跟蹤和管理。這不僅確保了按時、按質(zhì)、按量、按地點(diǎn)準(zhǔn)確交貨，提升了用戶服務(wù)體驗(yàn)，同時也顯著增強(qiáng)了企業(yè)的核心競爭力。

2.2 一貫計劃管理的實(shí)施

一貫計劃管理的實(shí)施，有效地提升了生產(chǎn)管理水平。這主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，公司能夠準(zhǔn)確、全面、實(shí)時地把握計劃執(zhí)行情況；其次，為全面實(shí)現(xiàn)按合同組織生產(chǎn)提供了可能，真正實(shí)現(xiàn)了按合同要求組織生產(chǎn)的目標(biāo)；最后，為公司范圍內(nèi)快速進(jìn)行物流平衡和庫存管理提供了便利。

2.3 生產(chǎn)精細(xì)化管理的實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對每一個合同、每一個計劃、每一個物料的精細(xì)化管理，并對這些合同、計劃、物料進(jìn)行了全程動態(tài)跟蹤和控制。這種精細(xì)化管理方式，使得生產(chǎn)過程更加透明、可控，為企業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供了有力支持。

3 結(jié)語

在制造業(yè)領(lǐng)域，制造管理系統(tǒng)的引入與應(yīng)用對于提升生產(chǎn)效率、優(yōu)化資源配置以及增強(qiáng)企業(yè)競爭力具有至關(guān)重要的作用。本文所描述的制造管理系統(tǒng)自實(shí)施以來，已經(jīng)取得了顯著的效果。通過該系統(tǒng)，企業(yè)實(shí)現(xiàn)了以合同為導(dǎo)向的生產(chǎn)組織，確保了按時、按質(zhì)、按量完成生產(chǎn)任務(wù)，提升了用戶滿意度。同時，一貫計劃管理的實(shí)施強(qiáng)化了企業(yè)對生產(chǎn)計劃執(zhí)行情況的實(shí)時把控，為實(shí)現(xiàn)合同化生產(chǎn)提供了可能。

更為值得一提的是，該系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)精細(xì)化管理，從每一個合同、計劃到物料都進(jìn)行了全程動態(tài)跟蹤和控制，使得生產(chǎn)過程更加透明、可控。這種管理方式不僅有助于減少生產(chǎn)中的浪費(fèi)，還能提升資源利用效率，進(jìn)一步降低成本，增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭力。

綜上所述，制造管理系統(tǒng)的實(shí)施與應(yīng)用為企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場的不斷變化，制造管理系統(tǒng)將繼續(xù)發(fā)揮重要作用，推動企業(yè)實(shí)現(xiàn)更高效、更精細(xì)的生產(chǎn)管理，為企業(yè)的持續(xù)創(chuàng)新與發(fā)展提供有力支持。