钢铁信息化过程中的物料设计、全流程排产与追踪

钢铁信息化过程中的物料设计、全流程排产与追踪----以XX钢铁为例问题与背景•XX钢铁已经实施了SAPPP（生产管理）、MM（物料管理）、QM（质量管理）、SD（销售与分销）、FICO(财务与成本管理）、BW（数据仓库）等模块。并对炼铁、炼钢、轧钢等产线根据自动化程度的不同分别建立了MES或者计质量系统。初步形成了SAP+MES的钢铁企业信息化体系。•经过一段时间的运行，发现如下方面需要进一步加强，以适应生产部门对信息化的要求。•（1）SAPPP的MPS（物料需求计划）使用的是无限产能模型，不能对产线产能进行约束。•（2)SAP会对相同材质的订单进行合并，是针对某一客户的订单全线追踪带来了困难。•（3）现有排产模型不能对设备检修等异常情况进行灵活处理。•（4）某一产品有多条工艺路线时，无法根据整体产能情况，为产品选择合适的工艺路线。•（5）无法进行交期预测与交期承诺等高级功能。本文针对上述情况提出了新的排产与物料追踪解决方案XX钢铁产销一体化系统技术方案1。XX钢铁产销一体化系统总体2。生产计划系统PPS功能介绍3。作业计划优化PLS功能介绍XX钢铁产销一体化系统技术方案技术交流1。XX钢铁产销一体化系统总体2。生产计划系统PPS功能介绍3。作业计划优化PLS功能介绍ERP系统生产计划系统PPS（Planning+Scheduling)铁前MES钢铁企业产销一体化生产管理体系客户定单定单交货炼钢PLS炼钢WIP热轧PLS热轧WIP冷轧PLS冷轧WIPPLS：作业计划系统；WIP：物流执行跟踪。年季月产能计划生产计划系统PPS（钢后精度到天/每日滚动更新):。第一步：要料设计（物料编码+属性+件次）：根据客户订单计算热轧卷PL，再炼钢坯型PL的要料设计过程。。第二步：有限产能排产：根据各产线产能约束和产线物料均衡约束，动态确定各炼钢/热轧/冷轧产线每天的生产定单PO；。第三步：生产管制：根据生产情况下达PO，并每天根据生产实绩（成品+余材）和新进订单进行动态重排，确保生产计划的实时更新机制。生产计划系统PPS系统功能需求作业计划系统PLS的核心：组炉/组浇/组轧S板坯炉次编制连浇炉次并调整顺序............SS…SS…SSS…SSS…......编制轧辊单位......1.生成炼钢、连铸工序的作业单位（炉次），设定作业顺序，编制满足制约条件（炼钢、连铸工厂）的炉次、尽量减少对小批量订单的计划余材、编制尽量提高连连铸比的连浇炉次（Turndish).2。生成轧钢的工序作业单位（轧次），设定作业顺序，编制加热炉装炉计划（单位是钢坯），尽量提高轧辊工作周期，减少换辊频率(Coffin)。XX钢铁生产计划排程管理现状SOSO核减冷卷PL冷卷PL冷轧MPS热卷PL热卷PL热轧MPS核减热卷PL热卷PL钢坯PL钢坯PLBOM/路径BOM/路径冷轧PO薄MES/MES热轧POSAPMPS生产排程人工按月进行（有限产能）薄MES/MES12453核减XX钢铁分厂看库挂单作业计划编制示意HSMhotchargeplanning原料库存（大）轧制计划1。由于SAP无限产能排产，炼刚/轧钢不能协同下发生产定单PO，分厂经常有单无料，有料无单。2。只能根据PO，看库挂单，给啥吃啥，能干啥干啥。XX钢铁信息化生产管理存在主要问题1。由于SAP套件MRP要料设计不能基于件次和属性，与实际钢铁生产实际配料的不符合，因此销产转换困难；2。由于SAP无限产能排产，使得上下游制造时间完全由人工协调，因此生产库存高、制造时间长；3。由于SAP的生产定单合并后，客户定单和生产定单之间关联切断，无法进行合同跟踪；4。由于SAP排产不能保证每天实时更新，致使计划跟不上变化，后期计划偏离大；5。由于薄MES系统只是支持ERP上线物流数据，作业计划看库挂单，在库存跟踪、合同跟踪、作业计划方面需要扩充功能。XX钢铁产销一体化主要矛盾是解决生产计划问题！！！1。不锈钢：15万吨*3万元=45亿2。碳钢：20万吨*0。5万元=10亿合计人民币45亿元XX钢铁常在生产库存现状XX钢铁产销一体化系统的位置L4：ERP系统L3：薄MES/MES系统产销一体化系统主体目标：L4级把定单关系梳理清楚，L3级把库存物流梳理清楚，联合实现XX钢铁产销一体化。1。自动要料设计：基于物料编码+属性+件次。2。有限产能排产：考虑多产线交叉。3。动态生产管制：必须每日计算更新。4。合同进程跟踪：SO/PO/现场物料的绑定；5。作业计划优化与库存物流监控；6。交期应答CTP；7。合同评审、质量设计；8。立足XX钢铁信息化现状，接口改动最小化。XX钢铁产销一体化系统功能需求1。解决生产系统信息化存在问题，实现对生产物流信息的精确掌控；2。降低生产库存30%；3。交货期按月交货=》按周交货；4。提高按时交货率10%；5。改善生产决策环境：交期/产能/库存综合平衡，确保效益最大化。XX钢铁产销一体化系统实施目标XX钢铁产销一体化系统实施总体步骤建议1：基于BRONER的MP/PP/CTP平台实施生产计划系统PPS，实现自动要料设计/有限产能排产/生产管制功能；2：实施作业计划优化系统，扩充完善各分厂MES/薄MES系统对高级计划排产的支持功能；3：定制开发合同评审、质量设计等功能。XX钢铁产销一体化系统的功能架构ERPSAP/R3TPS系统订单管理进程管理生产排程进程跟踪模型产能计划模型BOM路径替代管理高级排程模型销产定单匹配库存管理生产计划系统（PPS）合同评审生产排程接口集成系统要料设计生产管制数据同步系统一炼钢二炼钢三炼钢新炼钢三轧高线五轧中板热连轧新热连轧六轧冷轧新冷轧型材厂七轧冷轧作业计划系统库存监控系统MES/薄MES质量设计合同跟踪交期应答作业计划系统（PLS）英国BRONER公司简介BronerMetalsSolutions•总部英国伦敦，英钢联CORUS工厂起家；•世界先进的钢铁计划排产专业解决方案品牌；•30年钢铁经验记录，计划排产实施业绩全球第一（50家钢铁企业客户）；•XX钢铁新炼钢MES成功合作，反应良好；•宝钢2003年引进，基于BRONER开发产销系统；•ArcelorMittal选择作为全集团计划排产平台标准。BRONER的客户CaliforniaSteelArcelorMittal以Broner方案建立集团标准•AcerlorMittal–全球最大的钢铁企业–在60个国家进行营运，雇员330000–1亿1千3百万吨的年产量，包括板带和长材•MittalSteel选择Broner作为MES和计划、排产的全球的标准软件供应商–在Mittal全球的生产厂，实施和实现业界的最佳实践–解决方案包含绝大部分的Broner的模块•AcelorMittal的标准化建设还在进行中(2005数据)“经过大面积的对供应商的考察，我们选择了Broner，因为他们的钢铁行业经验和解决方案的专业深度。我们会在全球所有的工厂逐步实施Broner的产品以作为MittalMES和排产的标准解决方案”LeonV.Schumacher,ChiefInformationOfficerforMittalSteelAlgomaSteelInc-CanadaPlanning,SchedulingBaosteel–ChinaPlanning&OrderPromisingCaliforniaSteelIndustries–USAMaterial&ProductionPlanningCorus-UKSales&OperationsPlanning,OrderPromising,Planning&SchedulingCOSIPA–BrazilSales&OperationPlanning,OrderPromising,PlanningandSchedulingCSN–BrazilPlanning,SchedulingDofasco–CanadaSales&OperationsPlanning,OrderPromising,Planning,SchedulingGerdauAçominas–BrazilPlanning,SchedulingGerdauAçosEspeciais(AFP)-BrazilPlanning,Scheduling,OrderPromisingNisshinSteel–JapanPlanning,SchedulingNipponSteel–JapanPlanning,SchedulingNSSC–JapanPlanningNorandal–USAPlanning,SchedulingUSIMINAS–BrazilSales&OperationPlanning,OrderPromising,PlanningandSchedulingBRONER高级计划排产的客户时间1-3天(按天刷新或实时刷新)1-3月(按日刷新)3-36月(按月刷新)分钟级（实时执行）ERP系统订单承诺ON-ATPON-CTP生产计划(PP)要料设计(MP)产销一体化－公司生产计划冷轧作业计划(PS)运输作业计划(DS)MES－分厂作业计划作业计划编辑(SES)生产工单分派生产工单跟踪仓库管理Level2–过程控制质量管理产销一体化－综合销售计划业务优化(BOP)需求建模(DM)需求协同(DC-NEW)连铸作业计划(CS)热轧作业计划(HS)MES–分厂执行跟踪控制中心(MSCC)通用接口历史数据生产工单执行英国BRONER产销一体化实施平台PPSBRONER产销一体化生产管理体系设计PP：有限产能生产计划分厂精细作业计划（CS/HS/PS）产能计划客户定单库存设备(组炉/组浇/组轧作业计划）MP：要料设计（冷轧卷=》热轧卷=》钢坯）PO（含WO号）XX钢铁产销一体化系统总体结构（基于BRONER）生产管制系统（定制开发）：根据WO规并产生PO，再经SAP下发，并进行生产管制。SAP物料计划MP生产计划PP销售订单BOM+ROUTINGPO实绩（含WO实绩）订单谈判ON-CTP销售询单询单应答质量设计PO（含WO号）PO+WO生产实绩红河谷薄MES系统PSIMES系统生产实绩BRONERMES系统PLS：根据PO+WO进行作业排序，并对PO+WO进行实绩报工。PO+WOPO+WOMES生产实绩813合同评审WOPO实绩WO表（含PO号）BRONER+SAP集成–案例公司集成方式USIMINASSAP-财务(FI),销售和分销(SD),人力资源(HR)客户自开发–工艺路线管理,质量管理,库存管理Broner需求计划,销售和营运计划,合同计划,作业计划,发运计划COSIPASAP-财务(FI),销售和分销(SD),人力资源(HR)客户自开发–工艺路线管理,质量管理,库存管理Broner需求计划,销售和营运计划,合同计划,作业计划,发运计划CaliforniaSteelSAP-财务(FI),销售和分销(SD),人力资源(HR)客户自开发–工艺路线管理,质量管理,库存管理Broner合同计划,作业计划CSNSAP-财务(FI),销售和分销(SD),人力资源(HR),PP,KMATSBroner–合同计划,作业计划,发运计划GerdauSAP-财务(FI),销售和分销(SD),人力资源(HR),PP,MMBroner–合同计划,作业计划ArcelorMittalGalatiSAP-财务(FI),成本(CO),销售和分销(SD),KMATS,MM,QMBroner-合同计划,作业计划,生产跟踪,历史数据管理XX钢铁产销一体化系统技术方案技术交流1。XX钢铁产销一体化系统总体2。生产计划系统PPS要点介绍2-1MP物料计划2-2PP生产计划2-3CTP交期承诺2-4关于生产管制系统开发3。作业计划优化PLS要点介绍物料计划MP流程物料计划MaterialPlannerERP系统销售订单产品结构和工艺路线半成品/成品库存外购热卷/冷卷生产计划ProductionPlanner分配现有库存