钢铁企业产销一体化方案

1、钢铁企业信息化建设产销一体化系统技术方案 Broner Metals Solutions2007年 12月目录1产销一体化解决方案综述21.1系统设计目标21.2关键业务及解决3物料问题3坯料设计问题6订单跟踪问题8有限产能问题10其它需求221.3系统总体构架和流程24综合销售计划系统流程25生产计划系统流程251.4系统集成方案26Broner 销售订单的概念27关于生成计划的生产订单271.5软件平台概述28销售和营运计划：需求管理、业务优化和订单谈判 (ON-ATP)29全局生产计划：物料计划 (MP)、生产计划 (PP) 和订单谈判 (ON-CTP)31生产排程优化：Broner 冶

2、铸轧一体化作业计划32实时的执行系统：热区控制中心 (MSCC)342产销一体化软件系统设计362.1物料计划（MP）模块36物料计划和生产计划基础36MP 主要功能40MP的匹配和净需求生成功能概述40物料计划 MP 的关键特性41物料计划处理的流程42物料计划：物料匹配和净需求生成的过程44MP 物料计划效益462.2生产计划（PP）模块46PP 主要功能48生产计划的基本技术49生产资源 (机组) 的产能模型53计划窗口和时间栏56工序和工序间的时间参数57产能计划流程61锁定的工作64加急计划阶段(Expedite Phase) F165Partition 计划 可选67倒排计划阶段(

3、Backward Planning Phase)69顺排迟交订单的计划阶段(Forward Plan Late Orders)69PP生产计划效益712.3需求管理 (Demand Modeller)72多层次/多维度的产品和市场结构73多层次的计划周期73销售历史74销售预测742.4业务优化：销售和营运计划 (中长期计划)75“What-if “ 决策支持76业务优化模块（BOP）的特点77目标函数77约束建模77业务优化模块的输出782.5交货期管理 ：订单谈判（ON-ATP 和 ON-CTP）79订单录入服务器 (Order Entry Server)79订单谈判 ON-ATP 模块简

4、介80订单谈判 ON-CTP 模块简介82销售订单本管理（Order Book Manager）863项目实施923.1实施策略923.2项目资源和责任: Broner933.3项目资源和责任: 钢铁企业944培训和技术支持964.1培训和知识转移96课堂培训课程96培训客户的业务骨干 (培训师)97在客户单位的产品培训97客户卓越培训客户成功程序974.2系统使用培训974.3技术支持98技术支持体制98软件维护服务 (SMS)985IT 基础设施的要求1015.1系统服务器总体构架1015.2APS 服务器的规格要求1015.3Oracle 数据库服务器建议1025.4客户端 PC 规格1

5、035.5客户机/服务器网络103远程与 Broner的连接1045.6第三方软件的需求104RDBMS104附件一104百睿（Broner）公司介绍104技术方案总结105实施方案总结107预期的效益107附件二108订单类型108附件三 实施案例109冶金行业业绩109宝山钢铁股份有限公司111太钢新炼钢计划和调度系统117巴西 COSIPA130加拿大的 Dofasco1351 产销一体化解决方案综述1.1 系统设计目标为了获得最大的经济效益，通过第一期第一步的实施完毕，产销一体化系统将可以上线运行。以后各实施周期的任务是为了逐渐完善太钢产销一体化系统，将企业的生产和销售以及信息化程度达

6、到一个新的高度，以求信息服务与企业在国际钢铁行业中的位置相匹配。项目第一期：· 通过灵活的材料分配，和提高订单的生产计划安排来降低库存水平和原材料，在制品和成品的资金占用。 · 通过快速的材料和产能的分配，减少订单的评审时间 (从收到订单到释放到车间生产的时间)。· 更好地考虑工厂的约束和目前的订单薄（Order Book）来进一步提高生产计划的履行率。· 更好地考虑工厂的约束和目前的订单薄来缩减制造提前期。· 通过自动的计划过程来缩短制定生产计划所用的时间。· 通过更好的基于工厂的约束和目前的订单薄的计划来提高销售订单的按时完成率。

7、· 通过自动的材料分配和产能分配来缩短订单的处理时间。· 通过自动的数据收集，快速的计划重排 (针对车间的生产波动) 进一步提高销售订单的跟踪能力。 · 通过更好的材料和产能的分配，更好的生产计划帮助太钢的订单交期管理从按月交货向按周交货过渡。· 在订单录入时实时确认订单的交期是否可行。项目第二期：· 通过产品组合和销售/市场决策能力的提升来提高盈利能力。· 通过自动的材料分配和产能分配来更进一步地缩短订单的处理时间。1.2 关键业务及解决1.2.1 物料问题1.2.1.1 物料匹配问题SAP 以 MRP 为基础的计划方式在处理钢铁行

8、业的产品结构和物料匹配方面有一些困难。钢铁行业的客户订单对许多冶炼属性和规格属性存在特殊需求，SAP 在处理此类的特殊需求时需要对 BOM 表作出更改才能实现精确的匹配，然而客户的需求有其不确定性，使得SAP缺乏一个稳定和持久的解决办法。SAP 的 BOM 一般是事先按照一定的特性和分组的规格组距来定义的，下图的例子假设有一个物料号 A356 的硅含量的范围为 0-10单位。某个销售订单现在订购 A356 的产品 1000 吨，但是该订单现在有特殊要求，它要求的硅含量是 0-5。目前库存记录显示的 A356 的库存量是 1200 吨，但是这批库存材料的硅含量是 8 个单位。MRP 在自动运行的

9、时候会认为这批库存是可以满足该订单的需求的，因此不会再生成相应的生产订单，然而实际上这批材料是不符合销售订单的要求的。SAP 或许能够通过下面的办法解决某个特殊订单的问题，然而该方法的缺陷使 SAP 没有一个稳定和持久的解决办法。方法 1，对客户可能的特殊要求进行预测，尽可能事先将 BOM 定义的非常详尽，该方法有如下的问题：a. 冶金行业的特征属性是非常多的，穷举法会导致涉及的特征属性大大增加，它们的组合则呈现爆炸式增长；b. 每个属性的组距越小，则组合的结果越多，也呈现爆炸式增长；因此事先定义的方法是不可行的。方法2，在接到客户订单后，对 BOM 的结构进行更改，如上例中的 A356 细化

10、定义为 A3561，对应硅的范围为 0-5，A3562，对应硅的范围为 610，然后再运行 MRP。然而该方法的问题是：a. 不能保持一个稳定的 BOM 结构，BOM 是整个 SAP 的基础，频繁地更改 BOM 是不合理的，并且是危险的；b. 根据每个销售订单对 BOM 进行更改是依赖于计划员的决定的，因为特殊需求不可预测，所以不能自动实现，而这样的更改可能引起其它模块的问题而变得非常复杂。频繁的更改 BOM 不是一个好的办法。1.2.1.2 产品号+属性匹配解决物料的精确匹配问题Broner 的物料计划模块通过产品结构 (类似于 BOM) 属性匹配的方式提供一个稳定的精确匹配的解决方案。首先

11、，Broner 的计划系统也会建立产品的层次结构，其概念和 SAP 的 BOM 一致，销售订单 SO#100接入后，系统分两步确定符合它的要求的材料：a. 查找产品 H 的产品结构，系统会发现材料上的产品号 (等于 SAP 的物料号) 为 H，G，B，A，K 的材料是候选的材料；b. 系统会根据销售订单的属性表，逐个对比材料的属性值是否在销售订单要求的范围之内。只有这两步都符合的材料才能分配给该销售订单。销售订单的属性表是可以自由定义的，所以任何客户的特殊需求都可以转换为销售订单的一个属性，这样产品结构 (BOM) 在不发生更改的情况下，就能支持任意的特殊要求。在上例中，材料钢卷 786944

12、3 的产品编号为 B，并且它的厚度为 15 mm，在销售订单要求的1030 mm 之间，系统才能把它分配到该销售订单。1.2.2 坯料设计问题1.2.2.1 坯料设计问题SAP 的 MRP 会层层汇总物料的需求，并逐层对库存材料进行量的匹配。太钢也将该问题称为 “要料设计” 的问题。如下图所示，MRP 先对销售订单 SO1，SO2，SO3和SO4进行合并，并冲减相应库存，从而生成计划生产订单 PO1，PO2和PO3，再对 PO1，PO2和PO3 进行合并，冲减相应库存再生成 PO4和PO5，最后生成 PO6。而 SAP 的合并和冲减库存是只是基于量的方式，在销售订单和生产订单之间，生产订单和生

13、产订单之间是不存在直接的关联关系的，所以由于精确匹配的问题的存在，会导致对前工序要料的不准确，而不准确的原因却消失在这一合并的过程中。因此它的物料计划会表现成：对最终的成品的生产订单大部分是准确，对热轧的中间品的生产订单就出现一些不准确，对板坯，钢坯的生产订单最不准确。钢铁的生产过程是比较不稳定的，特别是炼钢厂有其不稳定的根源，这个是生产工艺固有的，因此是系统必须解决的。然而 SAP 的 MRP 一般不能实现天天重跑来修订计划，所以它会表现成：月初，刚刚跑完 MRP，生产订单的信息是比较准确的，随着生产的进行，它的生产订单的信息就变得不符合生产的实际了。1.2.2.2 全程的材料规格设计解决坯

14、料设计问题坯料设计问题中量的问题主要由精确的匹配来解决。规格问题由 MP 的净需求工艺路线生成部分解决。在下例中，MP 精确地计算出净需求 （在工厂没有材料满足该订单的情况下），MP 会生成从炼钢厂生产的虚拟板坯，包括它和具体规格，和未来的工艺路线，以及各工序的具体规格。1.2.3 订单跟踪问题1.2.3.1 销售订单和生产订单的跟踪问题参见 的示意图，因为 SAP 的合并和冲减库存是只是基于量的方式，在销售订单和生产订单之间，生产订单和生产订单之间是不存在直接的关联关系的，而且销售订单，生产订单在计划时和材料也没有直接的关系，所以生产订单的状态和进度是不可跟踪的，销售订单的生产进度也是不可跟

15、踪的。因为匹配的问题，要料设计不准确的问题和不可跟踪的问题，生产上出现的库存就显得缺乏计划，从而导致库存的问题。1.2.3.2 到件次水平的材料和销售订单的匹配Broner 的 MP 建立每件材料和销售订单的关系， Broner 的 PP 按照有限产能的方式解决物流平衡和可行的生产日程表，PP 可以计算出每件材料的每个工序的生产日程表。这样销售订单的进度是一目了然的。下图为销售订单进度跟踪的典型报表。检查销售订单交付情况计划的最好的办法是画一个“台阶示意图”。台阶示意图是生产量和预定的交付日期的一个表格形状的表示方法。这些数据可以很容易地从生产计划系统的数据表中获得。台阶图对角线下方为提前交货

16、，对角线为正好按时交货，对角线上方为迟交。提前或迟交的天数为对应合同到对角线的距离。台阶示意图突出了那些计划不能按时交货的产品组；显示交付日期计划地太早或者太晚。该示意图也很好的表现了订单登记情况和工厂为了满足订单需求的生产能力的总体概况。查看订单的方式可配置，汇总或看到每个单独的销售订单工作单、销售订单上的交期工作单、销售订单的计划完成日期说明：对角线上正好按时交货，履行客户指定的交货期。对角线以下的，提早完成生产，对角线以上的为迟交的订单，它们到对角线的距离即为提早或滞后的天数1.2.4 有限产能问题1.2.4.1 有限产能计划问题MRP 传统上就是一个无限产能的计划，它不能根据工厂的产能

17、约束和负载的高低来编排生产的日程表。如下图所示，每个生产订单的日程是根据一个静态的提前期倒推的。这导致工厂的生产计划的编定必须由计划员手工完成，这又会导致：a. 整个工艺路线上，各个分厂生产上缺乏足够的谐调，尤其缺乏中期的生产安排的谐调；b. 计划员人工排产是不可能有很长的展望期的，导致生产计划短期化，对未来的生产缺乏预见性和透明性。c. 由于产能消耗的不透明，在接入新订单时不可能预估新订单的交期。1.2.4.2 生产计划 PP 建立优化的全局的有限产能的生产计划生产计划模块(PP)是一个基于约束的有限能力供应链计划模型，它根据工厂中各机组的可用情况和用户选择的参数，为订单分配生产能力。典型情

18、况下，生产计划模块是为计划期间的全部客户定单和预测订单进行中短期计划，并提供工厂供应链各个资源的能力使用情况。生产计划模块的目的是实现自动地计划生产活动。它使用和产能相关的信息，工厂的负荷，生产的约束条件和制造战略以便为每个生产中心生成一个可行的产能计划，并且为每个工作单生成每个生产工序的计划开工日期。生产计划模块的处理流程和输出结果是通过调整计划模块的参数和规则的选择加以控制的。计划调度员利用模块的参数，比如计划时间栏模板和资源的可用性，来控制生产计划。排产规则则用来控制一些排产的因素，比如订单的优先级和产品分组。生产计划模块也能生成一些报表比如产能的消耗情况，机组的资源利用率，发生延迟的订

19、单和库存水平等等。1.2.4.2.1 有限产能计划如下图，实体柱壮所示，PP 不会将超出产能约束的任务排到某一天，而会自动地将负载均衡地分布到机组地可用的时间段。1.2.4.2.2 灵活的排产策略PP 还提供了灵活的配置手段以实现各种排产的策略。PP 支持 JIT 方式的排产，即倒排的方式，材料在赶得上交期的情况下，最晚时刻才生产。好处是库存最小化，缺点是产线可能开工不足。PP 也支持顺排的方式排产，即材料在机组一有产能时就排产，好处是机组的产能利用率高，缺点是库存高因为材料是在第一时间生产出来的。PP 也支持两者的折中排产，如 Partition 的方式，系统先进行顺排，用户可以定义一个订单

20、完成允许的天数，比如 7 天，顺排订单完成的日期在交期提前的7天之内，系统就顺排，如果提得太早，超出了 7 天，系统把它的完成日期设为提前7天的地方再倒排。这样既可以获得较高的机组利用率，也可以避免太高的库存。1.2.4.2.3 分组计划以下以分组计划 (Partition Planning) 进行产能优先分配的举例说明：某个工厂所有的订单可以分为 5 类，每类可以给予一个优先级，优先级的次序是可以配置的，该例中，优先级的次序为 Partition 1 最高，Partition 5 优先级最低。以下为产线示意图：系统先排出 Partition 1 的订单所需要的产能，其经过的产线为黄颜色的部分

21、：该组订单排完后的产能状况如下图：系统再排出 Partition 2 的订单所需要的产能，其经过的产线为黄颜色的部分：该组订单排完后的产能状况如下图：系统再排出 Partition 3 的订单所需要的产能，其经过的产线为青颜色的部分：该组订单排完后的产能状况如下图：系统再排出 Partition 4 的订单所需要的产能，其经过的产线为紫颜色的部分：该组订单排完后的产能状况如下图：系统最后排出 Partition 5 的订单所需要的产能，其经过的产线为桃红颜色的部分：该组订单排完后的产能状况如下图：关键的地方是要平衡好前面公用的机组的产品生产的组合，以防止后端重要产线的断料。1.2.4.2.4

22、灵活的批次组织Broner 提供 Campaign和Group 两种组批的方式，以实现非常灵活的批次组织。钢铁业的生产方式几乎全部是按批次方式进行的，如炼钢按钢种，断面组织批次，热轧按材料类别组织批次，彩涂线按颜色和花纹组织批次。Campaign 和 Group 的标准是完全按照材料的属性自由定义的，所以 PP 的组批方式非常的灵活。1.2.5 其它需求1.2.5.1 需求作为产销一体化的整体计划系统，太钢还有如下的需求：a. 基于余材和剩余产能，在接入销售订单之前对客户订单要求的交期进行校验；b. 对未来的需求进行预测和分析，并校核产能的实际能力，制定利润或验收最大化的销售计划；c. 基于销

23、售计划，在接入销售订单之前对客户订单要求的产品进行校验；1.2.5.2 其它需求的满足需求描述解决方案基于余材和剩余产能，在接入销售订单之前对客户订单要求的交期进行校验；由 Broner 订单谈判 ONCTP 来实现实时地交期校验。对未来的需求进行预测和分析，并校核产能的实际能力，制定利润或验收最大化的销售计划；由 Broner 的需求建模模块 DM实现需求的预测和建模。由 Broner 的业务优化模块 BOP 实现综合销售计划的制定。基于销售计划，在接入销售订单之前对客户订单要求的产品进行校验；由 Broner的订单谈判 ONATP 模块实现对销售计划的校核。1.3 系统总体构架和流程系统的

24、架构图如下：SAP (由接口程序生成计划生产订单/参考 PP 结果生成生产订单)MES L2钢坯生产订单钢材生产订单钢坯生产订单生产实绩库存信息SAP物料计划 MP生产计划 PP销售订单BOM材料信息MES执行系统库存管理系统钢材生产订单生产实绩MES执行系统建立生产订单和材料匹配关系建议的生产订单和材料匹配关系，生产日程需求建模DM业务优化BOP订单谈判 ON-ATP订单谈判 ON-CTP销售历史销售询单销售询单询单应答询单应答系统集成的流程主要分为两个部分：第一部分是在综合销售计划的部分，涉及的部分包含三个模块，需求建模 DM，业务优化 BOP 和 订单谈判 ONATP；第二部分为生产计划

25、部分，涉及的部分包含三个模块，物料计划 MP，生产计划 PP 和订单谈判 ONCTP。它们的流程简述如下。1.3.1 综合销售计划系统流程这部分的信息流比较简单：1. 从 SAP 系统取得销售历史数据以作为需求预测的基础数据；2. 需求建模 DM 模块建立无约束的需求的预测；3. 业务优化 BOP 模块根据无约束的需求，工厂的能力约束，产品结构等等约束条件，计算出最优化的产品，市场和客户的组合，以实现利润或营收最大化；4. SAP 在录入销售订单前，可以向 Broner 的 ONATP 发询单查询客户订购的产品有没有生产配额，即是否预留了产能；5. Broner ON-ATP 实时返回查询结果

26、给 SAP；收发短信需要接口程序的开发，以实现 SAP 和 Broner 系统的实时通讯。1.3.2 生产计划系统流程从计划到执行的流程描述如下：1. SAP 在录入销售订单前，可以向 Broner 的订单谈判 ON-CTP 模块发出询单，以校验客户的交期是否可以如期达成；2. ON-CTP 实时模拟该订单的生产过程，根据剩余的材料和剩余的产能计算客户的交期是否可行，若不可行，ON-CTP 还会计算出最早的可能的交期；3. 销售订单在 SAP 系统录入；4. 销售订单信息通过接口由 SAP 系统传入 Broner 计划系统；5. 由 SAP 的 BOM / Routing 转换成计划系统需要的

27、产品结构和工艺路线；6. 材料的信息由统一的 MES 接口层提供，MES 接口层再和不同的MES通讯，更多的材料信息由 MES 接口层从太钢的各个制造执行系统和库存支持系统取得；7. 销售订单到材料的匹配在Broner 的计划系统建立，销售订单欠量在各个工序需要的产量在 Broner 的计划系统计算；8. Broner 计划系统建立月度的生产进度安排，具体到每天的安排，可以按天滚动运行；9. 针对头13天或1周的计划，接口程序按照规格钢种等条件汇总生成报表，作为建议的生产订单；10. 建议的生产订单可以送回 SAP 系统，在SAP系统生成计划的生产订单；计划的生产订单由计划员审核通过再下发到各

28、个 MES 系统；11. MES 保存生产订单和虚拟材料或原材料的匹配关系；建议 MES 从接口程序取得原先汇总到计划的生产订单上的材料，以作为挂料的依据；12. 生产执行在太钢的各个 MES 系统完成；13. MES 收集材料生产出来的实绩，确认实际材料到生产订单的关系；14. MES 把已经下发执行的生产订单对应的材料，实际的材料信息送回 MP，生产系统下次计算会重新平衡销售订单的需求和材料的供应；这里已经下发的生产订单如果还没有产出，我们把它们作为有效的供应 (即假定会按时产出)；15. Broner 计划系统识别的余材可以提供给销售部门作重点推销的依据；16. 销售订单对材料的关系在

29、Broner 计划系统跟踪；生产订单的进度在 MES 系统跟踪；1.4 系统集成方案首先，建议开发一个专门的系统接口层次，以处理：1. 从 SAP 抽取数据，转换为 Broner 所需的格式；2. 从 Broner 的计划结果生成计划生产订单所需的数据，并且写回到 SAP 系统，并生成计划生产订单；3. 形成一个统一的材料信息层，集成各个 MES 和各个仓库的材料信息；其次，SAP 的集成技术：1. 可以采用集成的接口平台；2. 可以采用 SAP BAPI 的接口标准编制接口程序；1.4.1 Broner 销售订单的概念Broner 用销售订单的实体定义一个确定的产品，确定的数量和确定的交期的

30、一个生产需求。所以一个 Broner 的销售订单实体只能有一个产品号，技术上可以对应为 SAP 的一个销售订单行。因为 Broner 的销售订单实体实质反映的是对成品的一个生产需求，所以如果 SAP 运行顶层的 MPS，则生成的顶层的生产订单也可以导入 Broner 系统生成对应的 Broner 销售订单。1.4.2 关于生成计划的生产订单在前面的系统集成流程中，计划的生产订单可以预先生成，这样 SAP 生成生产订单后，SAP 和各个 MES 的集成接口可以基本保持不变 (优点)。但因为生产订单是预先生成，所以可能有情景需要对生产订单进行修订，然而生产订单的修订在 SAP 是不允许的。我们这里

31、也介绍另一个集成的变种，也是 Broner 的国外客户采用的方式 （COSIPA，Mittal）。主要的目的是供太钢参考，具体的集成方式和流程还需要在项目初期讨论确定。MESL2钢坯生产订单钢材生产订单钢坯生产订单生产实绩库存信息SAP物料计划 MP生产计划 PP销售订单BOM材料信息MES执行系统库存管理系统钢材生产订单生产实绩MES执行系统制定作业计划并下发建立生产订单和材料匹配关系建议的生产订单和材料匹配关系，生产日程需求建模DM业务优化BOP订单谈判 ON-ATP订单谈判 ON-CTP销售历史销售询单销售询单询单应答询单应答生产订单在下发作业计划时才生成生产订单返送 SAP该方式和前面

32、的集成方式非常类似，重要的不同在与：计划的生产订单不是预先提前生成，而是在 MES 制定了作业计划，并下发作业计划时才生成生产订单，并送回 SAP，如炼钢的生产订单是下发浇次计划时才生成。这种方式的好处是材料和生产订单的关系是非常确定的，而且在计划系统， MES 系统和 SAP 系统保持一致，而且作业计划下发时生产状况已经非常明确，稳定性非常好。缺点是可能需要更改 MES 和 SAP 的接口。1.5 软件平台概述Broner 提供的方案完全可以满足太钢产销一体化计划系统的需求。 我们建议的解决方案是经过了实践验证的，并业已在多家和太钢差不多规模的钢铁企业成功实施。 Broner 可以提供计划，

33、排程和执行的一体化系统，其体系结构如下，我们按四个层次做进一步的简述：1.5.1 销售和营运计划：需求管理、业务优化和订单谈判 (ON-ATP) Broner 提供的需求管理，业务优化和订单谈判 ONATP 是销售和营运计划层次的工具，也称为综合产销计划或综合销售计划等等。它的主要目的在于帮助太钢预测市场的需求，确定何种产品和市场的组合能实现最大的利润，以及在订单录入的时候确保接入的订单最符合综合产销计划。该层次的计划为长期的计划，一般计划的展望期为 13 年，计划的控制单元为月，公司或计划员按月和季度评审计划与实际是否吻合，并决定做出调整与否。该层次的计划一般覆盖整个公司所有的生产设施和所有

34、的产品。业务优化模块综合使用需求管理模块的需求预测、供应链模型、采购分布模型来生成优化的销售计划。模型中涵盖了整个供应链中所有的重要财务和经营要素。用户可以对不同的经济环境，市场或营运的策略进行模拟和分析，以最终选择最具盈利性的产品和市场的组合。业务优化的核心的输出是综合销售计划，该销售计划基于最优的产品和市场的组合，同时也满足生产制造的约束和限制。组合销售计划是客户订货结构优化控制的基础，订单谈判 ATP 在每个销售订单录入的时候可以校核该销售订单是否符合销售计划。1.5.2 全局生产计划：物料计划 (MP)、生产计划 (PP) 和订单谈判 (ON-CTP) 全局生产计划的输入为太钢目前整个

35、销售订单薄，这一层计划的目的在于：为所有的销售订单确定物料分配和需求，确定所有订单 (订单所分配的材料) 的生产日程。计划可以采用不同的优化的策略，如确保尽可能多的订单按时完成的同时，提高机组的产能利用率，缩减订单履行的提前期等等。生产计划的输出包含：§ 纵向 所有销售订单的供应计划，到每件材料在每个工序的计划生产日期；§ 横向 所有机组在计划期内的产能负载，可用产能，占用产能和剩余产能的全局的图景；生产计划是全局的，它包含太钢所有的重要的产线。集成的，一体化的计划能大大提高从炼钢到下游机组的整体物流的平衡和协调，以提高订单的按时完成率，生产率，机组的利用率，并且削减库存水

36、平和缩短制造提前期。在物料计划和生产计划中， Broner 系统会自动给销售订单匹配最合适的材料， 材料不足，Broner 系统会自动生成净物料需求，如计划生产的板坯，外购坯/卷等。Broner 系统完成物料分配之后，针对整个订单薄执行全局的产能计划。产能计划包括了所有的产线，识别出产能的瓶颈，和每个机组的利用率。 该产能计划也是销售订单录入控制，和计算每个销售订单交期的基础。当销售订单录入时，Broner 订单谈判CTP 系统会计算出可以承诺的交期，因此每个销售订单可以按时完成的机会大大提高。 Broner 计划系统可以和订单录入系统和生产管理系统集成使用，以取得最新的库存信息和最新的订单信

37、息。在这个阶段生成的生产计划也是优化排程 (作业计划) 的最主要的输入数据。生产计划会计算出每件材料 (每件板坯，钢卷，钢板) 在每个机组的计划生产日期，优化排程 (作业计划) 模块在此基础上制定作业计划。计划系统一般是每天都运行的，以生成接下来 4 12 周的滚动的生产计划。每天，计划员也可以使用系统进行各种 “what if” 的模拟分析，以评估各种不同的生产和经济的脚本，或者生成周计划或月计划。1.5.3 生产排程优化：Broner 冶铸轧一体化作业计划Broner 全系列的作业计划解决方案可以优化每个机组的生产次序以最小化生产成本。Broner 冶铸轧一体化作业计划套件包含了针对连铸机

38、，冶炼区，热轧轧机，冷轧和成品线 (如退火线，酸洗线，冷轧轧机，镀锌线，精整线等) 专门的专业的作业计划工具。 Broner 冶铸轧一体化作业计划系统和生产计划也实现计划和排程的一体化， 所以 Broner 的作业计划系统和生产计划充分集成，以平衡生产计划制定的面向客户服务的生产优先级和生产管理制定的面向制造生产率/成本的优先级。作业计划系统每班运行一次，或按照需要就运行 (如处理生产异常或处理质量异常)，以生成未来24 48 小时的作业序列。我们在冶炼区包含了独特的作业计划和实时监控工具热区控制中心 (MSCC)。MSCC 提供和 L2 接口使计划员可以连续的在线监控和协调冶炼和热轧的作业计

39、划，实时识别作业计划的冲突和潜在的冲突，并帮助计划员实时调度各冶炼机组的作业计划。在项目的第一期的物料计划，生产计划和订单谈判实施，稳定之后，实施优化排程 (作业计划) 系统可以实现计划和排程的一体化，即和计划系统实现无缝的集成。作业计划的优化可进一步提高第 4 钢轧总厂的物流同步。当作业计划实现和生产计划的一体化，我们才能说作业计划和生产计划是匹配一致的，这是 CTP 确定的可承诺的交期的另一关键，同时也是确保承诺的交期得以兑现的关键。1.5.4 实时的执行系统：热区控制中心 (MSCC) 我们在冶炼区包含了独特的作业计划和实时监控工具热区控制中心 (MSCC)。MSCC 提供和 L2 接口

40、使计划员可以连续的在线监控和协调冶炼和热轧的作业计划，实时识别作业计划的冲突和潜在的冲突，并帮助计划员实时调度各冶炼机组的作业计划。2 产销一体化软件系统设计3.1 对 Broner 软件平台做一个概述，从 3.2 开始对各个模块做一个简介。2.1 物料计划（MP）模块2.1.1 物料计划和生产计划基础生产计划的编定包含两个主要的部分：1. 制定材料到销售订单的分配关系；材料包括成品材料，半成品的材料。对特定的销售订单，若匹配的材料不足以满足销售订单的需求，计算需要从炼钢厂制造或外购的材料的净需求。2. 按有限产能的原则，为所有的已匹配了销售订单的材料分配生产能力；战略储备订单客户真实的销售订

41、单销售订单需求预测订单材料分配和净需求生成产品和产品阶层结构材料信息工作订单订单和材料的匹配关系机组信息 业务规则产能计划材料的生产日程机组的负载1. 销售订单Broner 的系统用销售订单来表示一个具体的生产的需求，销售订单可以是：· 客户已经确定的，真实的订单：客户已确认了产品、订货量、交期；· 战略储备订单（Inventory orders）：生产出来的产品作为库存，目前是没有客户订单的，但可以配给将来的销售订单；· 预测订单：由于客户订单的不足，计划人员为了确保产能的利用，可以生成预测的订单；如果客户的系统对销售订单会做一些附加的处理而生成生产订单，Bro

42、ner 的销售订单也可以从客户系统的生产订单转化而来。2. 材料的分配和净需求的生成物料计划将目前已有的材料尽可能匹配给当前销售订单。当没有足够的材料满足当前需求时，物料计划将生成原材料的净需求，再对其进行产能计划。物料计划通过冶金企业内部材料固有的灵活性，实现材料的有效匹配，将有利于提高综合收得率、产能，并降低成品和在制品库存，以降低库存成本。3. 产品和产品阶层结构产品和产品阶层结构是物料计划的基础，类似于 ERP 系统的物料清单。材料到销售订单的分配主要基于：· 材料的产品编号和销售订单的成品的产品编号是否在同一产品阶层上 (类似于产品间的树性的关系) ；· 属性值是

43、否匹配钢铁行业的产品结构呈现典型的 “V” 型结构。4. 材料信息无论是物料计划还是生产计划，材料都是必须的。材料包括成品的材料和半成品的材料(板坯、热卷等)。材料信息的粒度，建议到件次，即材料具体到每一件板坯，每个热卷，冷卷和成品。材料的信息要由 MES 系统来提供。5. 工作单在 Broner 系统里，每件材料用一个工作单 (Works_Order) 来表示，一个工作单可以代表一个生产完成的成品材料，一件生产过程中的在制品材料，或计划要生产的虚拟材料。6. 产能计划Broner 的生产计划模块(PP)是一个基于约束的有限能力供应链计划模型，它根据工厂中各机组的可用情况和用户选择的参数，为订

44、单分配生产能力。在产能计划中，系统给所有分配了销售订单的工作单分配产能，排定生产日程计划。没有匹配销售订单的工作单 (余材) 则不安排产能，即不计划对余材做进一步的加工，除非把它分配到了合适的销售订单。7. 生成的计划：材料的生产日程和机组的负载材料的生产日程：每个销售订单的每件材料的每个工序的计划生产日期。机组的负载：在计划期内，每个时间栏(一个时间栏时产能安排的时间单元，可以定义为周，几天，一天等) 的产能负载，包括每个时间栏里安排的材料。2.1.2 MP 主要功能物料计划（MP）是一个基于规则的物料匹配系统，它主要用于有效地将工厂中的库存材料分配给客户合同，如果没有足够的库存材料满足当前

45、合同的需求，MP模块将生成原料的净需求，并释放到排程计划中。MP的主要功能包括：· 将在制品匹配给客户合同· 产生新的物料工作单· 对母板坯、钢卷制成的板、卷进行切割优化· 针对质量问题以及客户合同变更后的重新匹配· 计算原料的净需求· 确定剩余库存，并为降级品提供匹配机会· 产能What-if分析。匹配过程是将合适的库存材料按照冶金属性和规格属性或者预先定义的产品阶层图中的产品代码匹配给销售合同。系统实施可以从钢种（规格）大类中的属性替代和匹配关系入手，然后进一步将选择匹配内容扩大到各个冶金或者质量参数。MP模块可以随时运

46、行，典型的运行模式是在接受新的合同或合同变更以及诸如报废、储存损耗等异常情况下，一天运行一次。2.1.3 MP的匹配和净需求生成功能概述MP运用以下两个功能：· MP匹配功能，将接收的新合同与库存中的板坯、钢卷进行匹配· 当没有足够的库存材料满足合同需求时，产生合同对应新的板坯、钢卷净需求量。MP每次运行时，具有对库存材料执行重新匹配的功能。重新匹配过程考虑实际的收得率、质量问题，以及合同的接受、合同取消和合同属性、合同交货期的变更等因素。重新匹配过程可能会受到指定合同、库存材料的锁定设置的制约，当设置锁定匹配时，MP不会将锁定的材料匹配给其他的合同。2.1.4 物料计划

47、MP 的关键特性基于规格分配的材料选择: 物料计划为每个销售订单选择合适的材料，诸如宽度、厚度和质量代码。这将大大简化产品结构的定义工作，结合使用材料分配规则，实现材料的全程灵活分配。 原材料需求计划：当接受到新的销售订单时，或由于质量问题造成现有销售订单材料短缺，物料计划能够发现采购新材料的需要，并释放下达至生产单元。 战略库存：通过封锁生成的库存材料、已经加工了的材料，能够显著缩短销售订单的订交货周期。物料计划通过自动分配中间库存给新到的销售订单，并生成净需求材料以补充中间品库存，以支持此种生产战略。 余材的识别：由于最小批量或质量问题会造成工厂中产生多余库存，物料计划能够区分出这些材料不

48、能满足当前销售订单以及预测销售订单订单。这些信息将有助于对多余材料采取进一步的处置，在所需对应材料的销售订单未到时，以确保不排入作业计划。 对质量问题的反应: 很多冶金生产不稳定，将导致生产出来的产品不能满足潜在客户的特定需求。物料计划将优先级低的其他销售订单中寻找替代材料或生成净需求，来解决造成的材料短缺。 模拟分析: 分配处理是非常快捷的，可以针对生产异常做出快速反应，或利用“模拟分析”工具来分析不同的材料分配战略2.1.5 物料计划处理的流程销售订单描述了对某一最终产品的需求，物料计划就是采用最有效的方法以满足销售订单需求。工作单代表生产过程中或已生产完毕的某件材料。计划流程是基于优先级

49、排序的每一个销售订单，查找库存中能够满足销售订单的工作单或者生成新的净需求工作单。计划结果的基本输出是生成反映销售订单和工作单间的链接状况。每次运行物料计划时，任何前一次运行时已创建的销售订单和工作单链接，仍会被考虑，这样，物料计划运行时，库存材料已匹配给某一个销售订单，在下次物料计划运行后可能会匹配给另外一份销售订单。 主要步骤1.初始化：装载数据2.实施封锁3.销售订单排序4.选中目前优先级最高的销售订单5.确定匹配选项6.分配材料/生成净需求7.应用质量收得率8.匹配锁定的工作订单9.属性计算10.输出工作订单和销售订单的匹配关系11.输出未匹配销售订单的工作单1. 物料计划模型初始化，

50、装入系统所必须的全部数据；2. 任何被封锁的销售订单和工作单都不进行以下处理步骤。 3. 剩余的销售订单按照应用的排序规则进行优先级排序。4. 在销售订单排序中，从优先级的最高销售订单开始逐份选择销售订单进行分配。5. 当物料计划提交后，根据选择的销售订单分配开关进行计划处理。 6. 根据销售订单分配开关，工作单进行下列情况之一的处理： · 仅分配工作单 · 仅生成净需求工作单 · 先分配再生成净需求 关于分配和净需求生成的描述见后。当分配和净需求生产完成后，进行下述处理： 7. 分配新生成的工作单，并要检查质量收得率。 8. 分配剩余的锁定工作单，一并处理分配过

51、量的工作单，如果锁定的工作单果满足销售订单要求则按步骤6.进行分配。9. 属性值计算（如果有的话） 10. 基于选择的分配开关，一旦销售订单的需求得到满足或者不再有可供分配的工作单时，将输出销售订单的分配结果以及相应的工作单。继续从次优先级销售订单开始，循环执行上述步骤。 11. 所有的销售订单都得到满足时，输出未分配掉的工作单。 2.1.6 物料计划：物料匹配和净需求生成的过程上节的第六步这里再展开描述。每个销售订单是只分配物料，只生成净需求，还是先分配再生成是由销售订单的匹配选项定义的。2.1.6.1 物料分配的步骤当仅仅选择分配或者先分配后生成净需求开关时，物料计划执行材料到销售订单的匹

52、配过程，具体步骤如下： 分配材料/生成净需求分配材料生成净需求A1 产品阶层图的展开A2 应用选择标准A3 工作订单优先级排序A4 按优先级次序选择工作单A5 检查合同一致性A6 单重优化A7 生成工艺路线A8 分配到销售订单A1 分配给销售订单的产品必须是产品阶层图中的产品，符合产品要求的相关工作单进行列表处理。 A2 选择能够应用的筛选规则，减少被选择来分配的工作单个数，以加快模型的处理速度，这是可选项目。 A3 按照所选择应用的规则进行工作单优先级排序，被锁定的工作单赋予最高的优先级。A4 选择优先级最高的工作单。 A5 被选的工作单进行销售订单加工路径一致性检查，尤其当工作单对应为产品

53、组时，这种检查是非常必要的（以减少工作单个数直至数量可控）。 如果从工作单列表中选出的工作单是锁定的，则直接进行A8步骤的处理，如果选出的工作单通过了销售订单加工路径一致性检查，则进行后续两个步骤的处理。如果选出的工作单未能通过一致性检查，直接返回到A4，继续选择后续的工作单。 A6 考虑加工工艺限制，检查规格并进行规格优化。如果允许分割，则在本工序进行分割的处理，如果工作单违反了加工工艺限制，或不能满足规格限制要求，该工作单将会被剔除，直接返回到A4，继续选择后续工作单。 A7 针对仅分配的工作单生成剩余的后续加工路径，但和净需求工作单中的路径生成不同。 A8 工作单分配到当前销售订单。 如

54、果销售订单还未被满足，如果列表中还有工作单，则循环继续从A4开始。 当选择先分配后生成净需求时，一旦没有可以分配的工作单，循环将从主要处理顺序的步骤7开始执行。 2.1.6.2 净需求生成步骤 当销售订单的匹配选项为“仅生成净需求”或“先分配后生成净需求”时，将从主处理顺序的步骤6开始运行净需求生成的流程。 分配材料/生成净需求生成净需求材料分配G1 产品阶层图的展开G2 应用单重优化G3 生成工艺路线G4 分配到销售订单G1 用来满足销售订单的产品必须是产品阶层图中的产品。 G2 考虑加工工艺限制，检查规格并进行规格优化。如果允许切割，则在进行切割的处理。 G3 生成新的工作单的工艺路线。 G4 生成的工作单分配给当前的销售订单，从主计划顺序的步骤7继续开始循环。2.1.7 MP 物料计划效益物料计划所实现的主要效益概括如下：· 针对出现质量问题的材料，以及新的、或变化的市场条件，实现快速地再分配。· 区分出未分配材料、多余材料。· 为满足当前销售订单、预测销售订单订单，生成净需求。· 强化材料的灵活性，最大限度地提高交期表现、降低库存水平。· 降低库存。· 保护高优先级客户，避免产品缺口和其他操作问题。2.2 生产计划（PP