唐钢冷轧薄板厂生产中动态计划排产系统的研究与实现

刘 颖

（河北钢铁股份有限公司唐山分公司生产制造部，河北 唐山 063000）

生产计划作为唐钢冷轧薄板厂生产管理体系的重要组成，对于整个生产活动的开展起到系统性的调节作用，并可确保生产活动的连续性、产品质量的可控性和交货期的准确性，从而实现生产效率与成本投入的合理兼顾。

近些年来，我国冷轧薄板行业得到了长足发展，在生产规模、加工能力等方面，形成了明显的优势。根据中商产业研究院等机构公布的数据，以冷轧薄板为例，2020 年1 月到11 月间的总产量达到3 450.4 万t，同比增加2.4%[1]。市场需求稳步增加，这就要求生产企业在制定生产方案的过程中，应当采取更为灵活的计划模式，以动态化的排产，确保生产企业可以针对市场需求，快速调整物料供应以及加工流程，实现生产体系的完备化。

1 唐钢冷轧薄板厂生产体系概述

唐钢冷轧薄板厂从2004 年至2007 年先后投产了酸轧、酸洗、镀锌、罩退、平整、重卷等10 余条生产线，可生产罩式退火板、结构级镀锌板、深冲镀锌板、镀锌铝镁、环保钝化和耐指纹家电板、彩涂基板、厚规格热基镀锌板等十几种冷轧产品，产品质量均达到行业先进水平。

对冷轧薄板厂生产体系进行系统优化梳理，有助于技术人员从整体上精准把握生产流程与生产要求，为后续冷轧薄板厂生产计划排程系统的设置提供了方向性引导，避免了系统研发的盲目性。

冷轧产品作为目前一种具有高附加值的钢材产品，被广泛应用于汽车制造、机械制造等主要领域，为了满足不同的使用需求，生产企业往往需要对生产流程、加工设备进行混合调配。但是从生产角度来看，冷轧产品涉及热卷、酸洗等原料，又涉及轧硬、镀锌、退火、平整、重卷等不同的加工工艺[2]。与其他钢材生产不同，冷轧产品生产路径复杂，根据不同的产品规格、质量要求、交货日期的不同，需要对工艺做出筛选，一般情况下，普通的冷轧生产企业，其生产工艺可以达到80 种左右。由于原料属性、加工技术特点具有显著差异，多数生产企业在计划调配生产线的同时，往往需要匹配相应的计划排产体系，以确保在规定的时间周期内，顺利完成生产任务。

2 冷轧产品动态计划排产系统设计思路

考虑到冷轧产品的生产流程较多，工序繁杂，为保证动态计划排产工作的顺利开展，计划人员需要率先对系统进行整体性的规划，形成系统框架，推动功能模块设计、系统硬件组建以及软件系统调试等工作的顺利进行。

冷轧产品生产的特点使得其生产线需要灵活调整，既需要解决串行生产线的均衡生产问题，还需要应对离散计划问题，以确保相邻生产工序之间产品规格的混合比达到科学标准，同时避免不同使用周期、加工工艺的约束。在较长的一段时间内，冷轧产品生产企业主要根据工作经验、依靠人工判断等方式进行计划排产等系列工作，但是就从掌握的情况来看，仅仅依靠工作经验，往往存在生产物料研判差错率加高、库存状况分析不精准等系列问题，影响了整个计划排查工作的准确性。

为有效解决这一问题，计划排产人员可以采用现代化技术手段，通过物料结构模型以及优化计划模型的创建，降低冷轧产品计划排产过程中对于经验的依赖程度，实现计划排产的定向化与定量化[3]。具体来看，物料结构模型主要服务于对产品质量、生产能力的支持，包括产品数据模块、产品质量模块，二者相互配合，确保生产计划与物料供应的有效结合。在产品数据模块中涵盖了生产工序、物料清单、物料属性、产品成本、需求信息、生产能力等信息，数据模块可以通过将生产需求、物料供应、生产能力等参数进行横向对比，结合生产工序，指导物料调配，使其符合不同生产任务的使用需求。产品质量模块是冷轧产品生产管理的基础，主要涉及产品标准、钢种管理、质量检验等环节，工作人员通过输入相关的数据，模型可以自动生成动作指令，驱动相关生成模块进行质量检验，以降低不合格品率、非计划品率等。由于冷轧产品生产工序之间的差异性，计划排产环节往往需要借助优化计划模型来协调解决生产能力、产品规格等系列问题，在综合评估市场价格因素、生产效率、成本支出等各类因素的前提下，实现产能的粗平衡，帮助管理人员进行正确的生产决策。通过对上述动态计划排产系统功能的整体梳理，进一步细化冷轧产品动态计划排产系统的服务能力与服务水平。

3 冷轧产品动态计划排产系统功能模块构建方案

冷轧产品动态计划排产系统的功能模块是整个排产系统作用发挥的重要媒介，为确保计划排产功能的完整性以及可操作性，技术人员需要针对性地完成系统功能模块的整体设置，以满足不同场景下的生产计划工作的开展要求。

3.1 优化系统组织架构

在整个冷轧薄板厂动态计划排产系统的设计过程中，应当在科学性原则、实用性原则的引导下，以客户订单、市场需求、物料供应等为参数，制定临时性生产计划，以生产计划为驱动，组织开展各项加工活动。在生产计划的推进过程中，基于对加工粗平衡的考量，在系统组织架构优化环节，设立产品生产计划的优先级，在此基础上，从排产计划规则制定、生产作业计划调整以及生产变更强化等角度出发，实现计划排产体系的健全完善[4]。

3.2 确立排产计划规则

冷轧产品动态计划排产系统在排产规则的确立过程中，应当将销售计划、生产计划纳入到体系之中，以实现生产计划的精准调控。销售计划在制定过程中，主要参考客户需求以及市场变化等相关情况，形成整体性的工作方案。生产计划则在销售计划的基础上，综合分析各类因素，以实现冷轧产品生产任务与生产能力之间的平衡、生产任务与物料工艺能力之间的平衡、生产任务与资金占有之间的平衡、生产任务与市场变化趋势之间的平衡，并在兼顾各类因素的基础上，实现排产计划指定的有效性与合理性，避免排产计划因设定不科学而影响冷轧产品生产效率，延长产品生产周期，产生额外的费用成本。

3.3 调整生产作业计划

生产作业计划规则在调整环节，应当根据销售合同、市场发展趋势，制定整体性的计划，例如根据原料的库存情况、原料使用预测结果来制定。从未安排的合同中，抽取产品规格、技术要求、原料参数一致的项目，组成临时性的生产作业计划，以确保生产作业计划可以顺利完成[5]。对于同一批时间交付的合同，可以采取合并生产计划的方式，形成并联式的生产作业方案，例如对组合轧机、镀锌等基本生产技术工艺进行合理计划，以确保生产活动的有序开展。结合排产规程，采取先宽后窄、先薄后厚、同钢种集中排产的方式，进行生产计划安排。同时结合设备检修周期及时调整计划，使设备检修后可快速投入到冷轧产品生产活动之中。

4 冷轧产品动态计划排产系统实现路径

冷轧产品动态计划排产系统在实现的过程中，生产计划人员需要整合现有技术资源，在科学性、原则性、实用性原则的引导下，着眼冷轧产品生产特点，采取针对性的技术举措，有序做好动态计划排产系统的实现工作，打造完备的技术平台。

冷轧产品动态调整排产系统在实现环节，可以从销售计划、生产计划、生产变更处理、工艺档案、质量管理需求出发，设立针对性地功能模块，系统构成如图1 所示。

在动态计划排产系统功能板块设置环节，根据实际使用需求，设立原料查询模块、合同处理模块、销售计划查询模块、生产计划编排模块、酸洗计划生成模块、平整计划生成模块、生产计划修改等模块，通过这种方式，明确不同模块的功能定位，生产人员可以根据自身的实际需求，从相应的计划系统模块中获取必要的数据，整合销售计划、生产计划，再组织生产，生产企业可以根据市场变化、销售计划，合理优化生产模式，实现生产计划的科学排产。

5 结语

冷轧产品动态计划排产系统功能的实现，对于唐钢冷轧薄板厂生产能力的提升与强化有着极大的裨益。基于现阶段冷轧薄板厂加工生产的考量，生产计划人员需要重视起计划排产系统的作用，通过模型的设置、硬件的升级以及软件的优化，持续提升动态计划排查系统的智能化、精准化、集成化属性，从而实现冷轧薄板厂生产的整体可控性。