李末卓　田偉　李長?！●R新光　閆若璞

摘要：制造業(yè)面臨著產(chǎn)業(yè)結構變化帶來的管理革新的嚴峻挑戰(zhàn)，市場已經(jīng)從批量生產(chǎn)向小批量、多品種定制的需求轉變，變革的核心就是要形成小批量、多品種的快速反應能力，實現(xiàn)交期短、低成本、高質量的生產(chǎn)組織保障體系。在嚴峻的外部市場環(huán)境下，在精益生產(chǎn)思想指導下，構建智能生產(chǎn)計劃管理系統(tǒng)解決鋼鐵行業(yè)長期、中期及短期計劃產(chǎn)能規(guī)劃問題，通過實施售價梯次加價重點品種生產(chǎn)組織交付保障能力提升攻關，優(yōu)化備料系數(shù)、實施物料周期性管理等措施，降低中間品等待時間和數(shù)量，最大限度的提升高附加值產(chǎn)品交付能力，消化庫存，提高訂單響應速度，強化成本控制，科學應對更加嚴酷的考驗。

關鍵詞：交付能力；計劃優(yōu)化；精益生產(chǎn)

1 精益生產(chǎn)管理模式總體目標

鋼鐵行業(yè)是國民經(jīng)濟基礎的基礎產(chǎn)業(yè)，隨著行業(yè)發(fā)展的逐步飽和，供需結構面臨著市場競爭環(huán)境帶來的巨大壓力，建立數(shù)字化、智能化、精益化的現(xiàn)代工廠勢在必行，其核心戰(zhàn)略是建立現(xiàn)代化智慧工廠，推行精益生產(chǎn)，提高精益管理能力，進而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量、降低生產(chǎn)成本。在供給側結構改革的推動下，圍繞“滿足客戶需求”和“增加有效供給”等問題，通過對客戶進行分級管理，不斷優(yōu)化產(chǎn)品結構和客戶結構，培育一批具有穩(wěn)定供貨關系的戰(zhàn)略用戶群，通過客戶的優(yōu)化推動產(chǎn)品升級和質量提升，最終實現(xiàn)企業(yè)效益提升。建立高端用戶銷售平臺需要高端的產(chǎn)品交付能力和質量穩(wěn)定性作為支撐，因此建立基于精益生產(chǎn)模式下的梯次加價重點品種交付保障能力和精細化物料管理勢在必行。通過利用信息化數(shù)字技術實現(xiàn)最優(yōu)化備料模型和低庫存運行模式，實現(xiàn)生產(chǎn)組織模式由“批量化生產(chǎn)”向“差異化制造”轉變，最終實現(xiàn)基于數(shù)字化轉型的精益生產(chǎn)管理變革。

2 市場環(huán)境的快速變化助推精益生產(chǎn)管理實施

當前，制造業(yè)面臨著產(chǎn)業(yè)結構變化帶來的管理革新的嚴峻挑戰(zhàn)，市場已經(jīng)從批量生產(chǎn)向小批量、多品種定制的需求轉變，變革的核心就是要形成小批量、多品種的快速反應能力，實現(xiàn)交期短、低成本、高質量的生產(chǎn)組織保障體系。為了滿足日益增長、要求更高且差異性更大的客戶需求，成為世界級的鋼鐵企業(yè)，鋼鐵企業(yè)目前正面臨著巨大的挑戰(zhàn)，為實現(xiàn)精益生產(chǎn)管理目標，需要大幅提升產(chǎn)能利用率、產(chǎn)品質量、交貨能力，從而保證并鞏固其競爭地位，在日益激烈的競爭環(huán)境中擴大市場份額。

在有限產(chǎn)能的條件下，在訂單交付方面注重“公開、公平、公正”，強調(diào)所有客戶一律平等、不分主次都享有同樣的服務。但是，客戶有大小，貢獻有差異，“讓所有客戶滿意”的策略是以增加服務成本、犧牲企業(yè)利潤為代價的，不具備可持續(xù)性。因此在產(chǎn)品交付中必須提升梯次加價重點品種交付保障能力，并且在生產(chǎn)管理過程中控制半成品和在庫非計劃品的數(shù)量，降低庫存資金占用，實現(xiàn)管理過程精益運行。

3 利用智能化技術構建精益制造管理平臺

利用智能化技術以實現(xiàn)用戶端及時交付和質量穩(wěn)定為目標，構建基于信息化技術的梯次加價重點品種交付能力和低庫存運行模式信息化技術支撐平臺。在生產(chǎn)制造系統(tǒng)堅持以用戶為中心，全力落地基于一貫制質量管理信息化保證體系。大力提升公司產(chǎn)品質量穩(wěn)性和用戶滿意度，持續(xù)降低典型汽車板用戶使用不良率，深度挖掘利用智能化技術構建精益制造管理平臺模式，實現(xiàn)與用戶端的真正對接，提升用戶端和制造端的穩(wěn)定性。在生產(chǎn)制造系統(tǒng)深化以合同和成本為中心的生產(chǎn)一貫管理，優(yōu)化鐵鋼生產(chǎn)組織和成本改善，提升瓶頸工序能力，降低現(xiàn)貨發(fā)生量，提升合同交付能力；深化以客戶為中心的質量一貫管理，提升質量一貫管理體系能力，提升產(chǎn)品制造能力，建設最高效率制造能力體系，探索最低成本協(xié)同制造管理平臺。鑄軋一體化件次計劃排產(chǎn)功能［1-2］，如圖1所示。

3.1 依全局生產(chǎn)計劃管控平臺提升梯次加價重點品種交付能力

為提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品交付能力和經(jīng)濟效益，增強企業(yè)綜合競爭力，在精益生產(chǎn)思想的指導下建立以客戶為中心、數(shù)據(jù)為基礎、信息化系統(tǒng)為支撐的精益生產(chǎn)管控系統(tǒng)，形成以SAP（企業(yè)資源管理系統(tǒng)）、APS（高級自動排程系統(tǒng)）、MES（企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)）相互支撐的先進信息化平臺。

以精益生產(chǎn)為中心，按照用戶交期生產(chǎn)要求，通過合理規(guī)劃全局產(chǎn)能計劃，建立整個生產(chǎn)鏈交貨訂單表可靠的預計生產(chǎn)日期，以及預計的交貨日期 （準備發(fā)運/裝車日期）和預期庫存量和計劃生產(chǎn)量，根據(jù)各個工序周轉時間計算交期兌現(xiàn)率并且識別可能的交期延誤。對可能產(chǎn)生延期交付的風險進行預警，報警提示問題。根據(jù)產(chǎn)能資源匹配情況計算產(chǎn)線生產(chǎn)日期，精確規(guī)劃裝車日期并傳送給客戶訂單跟蹤流程，實現(xiàn)全流程訂單的一貫制生產(chǎn)。APS全局系統(tǒng)中進行基于有限產(chǎn)能優(yōu)化的自動銷產(chǎn)轉換，將戰(zhàn)略客戶在普通用戶及其他用戶的訂單中篩選出來進行優(yōu)先處理，同時滿足熱軋的組爐組澆、冷軋的連續(xù)生產(chǎn)工藝規(guī)則，對于生產(chǎn)資源的調(diào)配情況，生產(chǎn)制造部的生產(chǎn)組織人員也可以在系統(tǒng)中進行相應的資源調(diào)整，保證各訂單的均衡生產(chǎn)與發(fā)貨。

為保證對合同執(zhí)行過程進行全面管控，保證合同跟蹤對每一個合同的各工序在庫量、封鎖量、計劃量、通過量、充當量、轉入量、轉出量進行實時跟蹤，并對投料量、產(chǎn)出量、合格量及合同工序欠量進行實時計算。根據(jù)合同工序欠量，確定合同狀態(tài)，掌握合同進程，預測合同交貨期和進行合同超期報警。

在建立生產(chǎn)計劃的過程中綜合考慮系統(tǒng)中的真實訂單，預測訂單，試制訂單，并將限制生產(chǎn)的機組產(chǎn)能、能源供應、物流運力、分品種的產(chǎn)品生產(chǎn)時間各種生產(chǎn)約束進行統(tǒng)籌規(guī)劃，通過優(yōu)化算法，能夠計算出每個機組，每周、日生產(chǎn)訂單、品種以及生產(chǎn)數(shù)量。定義工序作業(yè)標準時間，自動識別各種作業(yè)活動標識時間通過能力，自動優(yōu)化分品種分規(guī)格機時產(chǎn)量，并生產(chǎn)甘特圖指導產(chǎn)能計算，排產(chǎn)中根據(jù)各種限制條件規(guī)劃最優(yōu)工藝路線，平衡所有生產(chǎn)單元可用產(chǎn)能，保證交貨能力，提高客戶服務水平；通過平衡產(chǎn)能，避免瓶頸，對可能出現(xiàn)的瓶頸工序給出報警，縮短等待時間。通過推式排程、拉式排程、推拉排程三種訂單排程策論保證生產(chǎn)運行高效，采用熱裝策略優(yōu)化鑄機排程與軋機排程。

為保證梯次加價重點品種交付，在APS系統(tǒng)中客戶分級管理，在APS全局系統(tǒng)計劃平臺中設計關鍵技術目標，圍繞目標在件次系統(tǒng)、鋼軋MES系統(tǒng)、冷軋MES系統(tǒng)中分別做顯示，用于指導產(chǎn)能優(yōu)化和各工序機組的排產(chǎn)優(yōu)先，尤其在自動計劃中按照客戶優(yōu)先等級進行排產(chǎn)。在系統(tǒng)中最優(yōu)先考慮銷售訂單交期，在同一交期下優(yōu)先考慮客戶等級高的客戶，固定銷售訂單等級，隨市場運營進行不斷優(yōu)化和調(diào)整。將訂單賦予不同權重指標，在全局系統(tǒng)的基于有限產(chǎn)能的自動排產(chǎn)優(yōu)化中將戰(zhàn)略客戶充分進行權限管理，優(yōu)先排產(chǎn)［3-4］。建立客戶分級管理信息管控管理圖，如圖2。

3.2 依托智能化計劃管理平臺建立準時化生產(chǎn)模式

生產(chǎn)計劃是生產(chǎn)過程的組織與協(xié)調(diào)的根本，圍繞低成本運行主線，強調(diào)計劃執(zhí)行嚴肅性，狠抓計劃剛性落實。在APS系統(tǒng)中通過建立重點品種優(yōu)先生產(chǎn)策略，在生產(chǎn)過程中以客戶分級訂單和計劃需求為基礎，從資源配置、工藝路線優(yōu)化、生產(chǎn)過程控制、質量控制，直到產(chǎn)品發(fā)貨，實施全工序、全流程的監(jiān)控管理，以高質量的生產(chǎn)過程組織，剛性落實生產(chǎn)計劃［5-6］。

生產(chǎn)計劃的準確性對庫存變化有加大影響，為解決排產(chǎn)與庫存的變化邏輯關系，在全局計劃系統(tǒng)中通過先進的計劃規(guī)則算法及把握市場準確需求信息，提升計劃制定的準確性，在此基礎上采用計劃執(zhí)行力度率進行監(jiān)控，監(jiān)控指標趨于，降低異常因素對計劃執(zhí)行的影響。設定生產(chǎn)凍結期，凍結期內(nèi)計劃不允許變動，并監(jiān)控計劃的執(zhí)行情況，及時調(diào)整后續(xù)計劃，保證物料資源及時補充進入后續(xù)計劃循環(huán)。優(yōu)化生產(chǎn)管理水平，在APS全局系統(tǒng)中實行“生產(chǎn)時刻表”運行模式，提高工序運行及時性。在此基礎上結合不同鋼種對每個環(huán)節(jié)所需時間的差異，逐爐倒推計算各工序點起止時間，制定出不同鋼種標準工序作業(yè)周期和工序間標準運輸時間，同時固化到自動排程系統(tǒng)，實現(xiàn)準時化生產(chǎn)。實踐表明，煉鋼區(qū)的生產(chǎn)周期大幅縮短，從高爐出鐵到鑄坯產(chǎn)出整個生產(chǎn)過程由原來3個多小時，縮短為兩個多小時，生產(chǎn)周期壓縮近1個小時；LF爐精煉延長時間（即超出標準作業(yè)時間以外的時間）已由14分鐘以上，縮短到5分鐘以內(nèi)。在改善鋼水質量的同時，精煉電耗和電極消耗顯著降低。

3.3 依托智能化計劃管理平臺優(yōu)化產(chǎn)能資源分配

為了保證全局產(chǎn)能平衡，在APS 全局系統(tǒng)中建立產(chǎn)能計劃模型，協(xié)助生產(chǎn)管理人員完善產(chǎn)能規(guī)劃及時、準確完成生產(chǎn)任務，為實現(xiàn)經(jīng)營目標、獲取利潤奠定基礎。APS全局產(chǎn)能計劃能支撐以客戶需求為導向的多變的市場環(huán)境的需要，并成本分析納入生產(chǎn)作業(yè)計劃決策過程中，推動了以成本為核心的生產(chǎn)經(jīng)營思想。根據(jù)月生產(chǎn)計劃，APS資源計劃系統(tǒng)客戶分級、成本最低結構提出當月大宗物料需求，物料采購部門結合庫存和市場組織采購，在生產(chǎn)過程中，由生產(chǎn)管理部門根據(jù)生產(chǎn)計劃進行資源配置。通過資源采購、庫存結構、資源配置的統(tǒng)籌計劃與管理，保障各類資源物流暢通，提高物料周轉速度，優(yōu)化庫存結構和數(shù)量，避免庫存積壓［7-8］。

3.4 依托智能化計劃管理平臺建立動態(tài)平衡生產(chǎn)組織模式

從公司全局出發(fā)，以效益最大化為目標，在APS系統(tǒng)的全局管理和訂單管理模塊根據(jù)客戶分級、產(chǎn)線收益或貢獻情況、設備狀況進行資源平衡和動態(tài)調(diào)整，實行高保低控的綜合資源平衡模式，提高整體效益。利用APS系統(tǒng)工序資源平衡模型對月度資源進行平衡與分配，實現(xiàn)有效資源的效益最大化，通過模式實現(xiàn)月計劃結構優(yōu)化，根據(jù)產(chǎn)線的貢獻情況，模型利用算法將產(chǎn)能資源投向貢獻大的產(chǎn)線。根據(jù)市場各品種的效益，不斷優(yōu)化月度計劃的品種結構，合理安排結構品種，確保經(jīng)營績效目標實現(xiàn)。

在生產(chǎn)計劃實際執(zhí)行過程中，加強計劃執(zhí)行過程中的訂單效益動態(tài)監(jiān)控，按照效益排序對資源進行過程再配置。在生產(chǎn)組織過程中，利用APS產(chǎn)能分析模塊，將產(chǎn)能在不同產(chǎn)線訂單間進行資源動態(tài)配置，優(yōu)先安排訂單量多且貢獻大的資源匹配產(chǎn)線。在生產(chǎn)計劃執(zhí)行過程中，不斷收集信息，加強訂單貢獻過程監(jiān)控，動態(tài)調(diào)整產(chǎn)線計劃，建立和完善計劃結構過程監(jiān)控體系。加強生產(chǎn)過程中的結構監(jiān)控，確保各產(chǎn)線品種結構比例。密切關注鋼鐵市場形勢變化，保證計劃結構與品種的兌現(xiàn)時效性，根據(jù)品種盈利情況動態(tài)調(diào)整計劃結構。按照效益優(yōu)先的原則，將型材產(chǎn)線、熱板產(chǎn)線、退火產(chǎn)線、鍍鋅產(chǎn)線按階段性的收益排序，確定鐵水、坯料資源的優(yōu)先保證順序，保證總體效益最佳；根據(jù)市場動態(tài)效益分析，階段性調(diào)整型材產(chǎn)線、熱板產(chǎn)線、退火產(chǎn)線、鍍鋅產(chǎn)線的生產(chǎn)負荷，生產(chǎn)組織過程中形成高保低控的資源控制新模式［9-10］。

3.5 依托智能化計劃管理平臺提高物料倒運效率

鋼鐵長流程管理的物料平衡非常復雜，各生產(chǎn)單元由于所處位置不同，生產(chǎn)過程中，工藝方面連續(xù)與離散流程混雜交替、產(chǎn)線間交叉委托生產(chǎn)、資源能源的平衡沖突等等，都需要大量的物料倒運來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行。冷軋與熱軋區(qū)間物料倒運不僅需要考慮環(huán)保限行、天氣等因素，還需要考慮生產(chǎn)、資源、交貨期等平衡問題。在APS件次計劃排產(chǎn)系統(tǒng)中，通過實施預排產(chǎn)模式，迅速生成未來生成計劃序列，通過系統(tǒng)反推要料計劃，將要料計劃發(fā)送至物流的庫區(qū)管理系統(tǒng)，庫區(qū)管理模塊接收生產(chǎn)排產(chǎn)系統(tǒng)下發(fā)的生產(chǎn)作業(yè)計劃及上游工序下發(fā)的倒運作業(yè)計劃，庫存區(qū)按照要料計劃向下游工序倒運物流，并設置運量目標進行目標值管理。物料倒運的綜合管理是加強對物料倒運過程控制管理，規(guī)范倒運流程，提高物料倒運效率，實現(xiàn)精益物流。

4 結語

隨著供給側結構性改革的逐步深化，產(chǎn)品競爭已經(jīng)從單純的價格競爭轉變成全方位的競爭，迫切需要企業(yè)不斷提升產(chǎn)品質量和交付能力，同時降低企業(yè)的經(jīng)營成本，進而實現(xiàn)精益管理模式。通過實施構建以精益生產(chǎn)模式為基礎的梯次加價重點品種交付保障能力建設，培育一批與與企業(yè)戰(zhàn)略相對應的高端客戶群，推動了生產(chǎn)組織模式由“批量化生產(chǎn)”向“差異化制造”轉變，。通過規(guī)范管理運行模式，強化過程管控，完善管理流程，建立了科學完整的管理模式，形成了持續(xù)長效的運行機制，使產(chǎn)品結構調(diào)整和企業(yè)效率、效益得到快速提升，梯次加價重點品種交付率長期維持在99.5%以上，實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)對客戶的精準響應，庫存平均水平較項目實施前平均降低15%以上，客戶滿意度和公司精益壓力得到進一步改善，為精益生產(chǎn)管理模式的落地打下來堅實的基礎，助推了智能工廠的早日實現(xiàn)。

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