本标准规定了钢铁行业炼钢、连铸、轧钢高级计划排程系统(以下简称 APS)术语、定义和缩略词、模型与系统流程、APS 功能构件、信息交换与接口、测试。
本规范适用于 APS 软件产品的设计、开发、选型和实施,可作为企业选择 APS 的依据
ERP:企业资源计划(Enterprise Resource Planning)
MES:制造执行系统(Manufacturing Execution System)
SCM:供应链管理(Supply Chain Management)
PDM:产品数据管理(Product Data Management)
4 APS 功能构件
4.1系统流程
钢铁企业计划管理分为销售计划、生产计划、作业排程、原料采购、生产调度到出厂交货等部分。生产计划系统位于整个系统的中间层,上接生产订单,下发作业计划给生产调度。APS 流程见图 1。
图 1 APS 流程
4.2功能架构
APS 通常包括 5 个功能构件组。根据生产的需要,本部分定义的 APS 功能构件可以根据实际情况进行选择。APS 功能主要包括基础数据管理、生产订单管理、生产计划管理、作业排程管理和资源管理等。
4.3功能构件
4.3.1基础数据管理
基础数据管理主要包括公共代码管理、标准数据管理、规则管理、安全管理
等功能。
4.3.1.1公共代码管理
公共代码管理模块包括但不限于系统编码类型维护、编码规则维护等功能。
(1)维护代码类型和代码值管理;
(2)维护编码规则,支持各种业务对象编号和单据编号的自动生成。
4.3.1.2标准数据管理
管理制造运行中的各种资源及其能力数据,包括但不限于以下内容:
(1)维护组织机构信息,包括代码、名称、上级组织代码、组织级别、地址等属性;
(2)维护人员信息,包括代码、姓名、出身年月、学历、部门、岗位、工种、资质、联系方式等属性;
(3)维护工作中心信息,包括代码、名称、生产能力等属性;
(4)维护设备信息,包括代码、名称、生产能力等属性;
(5)维护库区信息,包括代码、名称、存储能力、地址等属性;
(6)维护库位信息,包括代码、行号、列号、状态、地址等属性;
(7)支持从外部系统(如 ERP)导入资源数据。
4.3.1.3规则管理
规则管理模块包括但不限于业务参数维护、业务规则维护等功能:
(1)业务参数维护,实现对各业务功能控制参数的集中管理,支持业务场景的选择配置;
(2)业务规则维护,定义满足什么条件时,需要执行什么操作。
4.3.1.4安全管理
系统管理模块包括但不限于基础信息配置、用户管理、权限管理、菜单管理、消息管理等功能。
(1)程序管理:管理程序基本信息(代码、名称等);
(2)用户管理:对系统使用人员进行管理,包括基本信息的录入、修改、禁用、启用 。管理系统使用用户的基本信息;
(3)角色管理:具有相同操作权限的系统使用人员集合,包括角色基本信息的录入、修改,成员增删;
(4)权限管理:系统管理员可根据系统的权限管理功能,对使用人员或角色进行权限设置;
(5)用户角色配置:用户角色配置管理。
4.3.2生产订单管理
生产订单管理主要包括生产订单管理、物料替代管理、订单合并管理、原料需求管理、生产需求管理等功能。
4.3.2.1生产订单管理
接收 ERP 下达的生产订单信息并管理,生产订单信息包括订单基本信息、制造要求信息、产品交付条件。
4.3.2.2物料替代管理
根据生产订单的制造要求信息、产品交付条件等信息,在库存余材产品中匹配符合订单要求的产品,从而减少生产需求量。
4.3.2.3订单合并管理
对具有相同制造要求及交付条件的订单进行合并处理,从而降低生产订单数量,便于生产计划编制与排程。
4.3.2.4原料需求管理
根据生产订单制造要求,自动计算原料的需求信息及需求量。
4.3.2.5生产需求管理
生产订单经过余材替代及订单合并,系统自动计算生产订单的净需求量并进行管理。
4.3.3生产计划管理
生产计划管理对生产进行计划、组织与控制,根据产销情况,对各种资源进行合理的配置和管理,控制生产节奏、平衡物流、减少余材、提高生产效率、降低制造成本。
生产计划管理包括生产材料设计、物料需求计划、产能计划、生产订单跟踪等功能。
4.3.3.1材料设计
根据生产订单的制造标准信息、产品交付条件等信息,进行材料设计,设计内容包括但不限于:
(1)根据生产订单的成品需求计算最佳的坯料原型(标准板坯设计功能、多订单板坯自动设计功能);
(2)HMI 坯料设计功能(包括中间坯设计功能);
(3)样品自动设计功能(取样位置、长度)。
4.3.3.2物料需求计划
根据材料设计结果自动生成物料需求计划。
4.3.3.3产能计划
根据生产订单的制造标准信息、制造资源等信息,自动计算产能,编制产能计划。
(1)提供产销一体化全程所有单元的产能(产能消耗)图景;
(2)为新的客户订单安排产能;
(3)提高炼钢,连铸,热轧,冷轧和完成机组的同步性;
(4)在每个单元控制物流平衡,基于:“最大化机组利用率”或“需求拉动”的哲学 基于销售订单的交期和有限产能的原则,确定每个订单在每个工序的加工日期;
(5)分区计划策略:最大化机组利用率,最小化 WIP 库存/JIT 识别会延迟的订单并重新计算交期。
4.3.3.4生产订单跟踪
接收 MES 系统的作业实绩和生产实绩,以订单为中心管理各工序的生产进程量,提供订单的生产进程状况信息,便于生产计划编排。
4.3.4作业排程管理
作业排程管理包括连铸作业计划、轧钢作业计划、炼钢作业计划、作业调度、运输计划等功能。
4.3.4.1连铸作业计划
基于生产计划、业务规则、基本约束等因素,编制连铸炉次作业顺序,考虑因素应包括但不限于以下内容:
(1)连铸的业务规则和基本约束;
(2)钢种的连浇组;
(3)轧钢厂的业务规则和基本约束;
(4)炼钢、轧钢生产计划。
4.3.4.3轧钢作业计划
基于连铸作业计划、业务规则、基本约束等因素,编制轧钢作业顺序,考虑因素应包括但不限于以下内容:
(1)生产计划订单组及连铸作业计划;
(2)无委托库存板坯;
(3)自动轧制计划排序优先级规则;
(4)基本的炼钢计划、热轧约束和周期;
(5)炼钢、轧钢生产计划。
4.3.4.3炼钢作业计划
基于连铸作业计划、业务规则、基本约束等因素,编制炼钢炉次作业顺序。
4.3.4.4作业调度
监控和协调炼钢和连铸作业计划,实时调度各冶炼机组的作业计划。
4.3.4.5运输计划
依据采购来料、作业计划、工序产出与发货计划等物料需求,编制入库、出库和移库作业计划。仓库作业计划应包括但不限于以下内容:
(1)获取物料移动需求;
(2)确定仓库作业计划类别;
(3)设置计划中的物料顺序;
(4)设置作业时间;
(5)生成仓库作业计划。
4.3.5资源管理
资源管理包括物料管理、设备资源管理、人员管理等功能。
4.3.5.1物料管理
对生产工序中的原料、在制品、产品进行管理,物流管理的内容包括但不限于:
(1)管理原料信息,包括原料种类、名称、状态、质量情况、用途、储位等信息;
(2)管理在制品信息,包括在制品种类、名称、状态、质量情况、用途、储位等信息;
(3)管理产品信息,包括产品种类、名称、状态、质量情况、储位等信息。
4.3.5.2设备资源管理
对设备资源进行管理,跟踪设备和相关工序的运行状态,设备资源管理的内容包括但不限于:
(1)管理检修计划,包括定修计划、年修计划、日修计划等;
(2)跟踪检修实施过程;
(3)管理产线工序、设备故障信息,包括停机设备编号、停机时间、故障原因等。
4.3.5.3人员管理
维护人员的能力资质、所操作设备、工作时间等信息,人员管理的内容包括但不限于:
(1)获取人员基础信息;
(2)管理人员的工作时间;
(3)管理人员的能力水平、资质、KPI 指标。
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