钢铁行业高级计划排程系统(APS)规范(功能篇)

注意:以下内容为征求意见稿









钢铁行业高级计划排程系统(APS)规范



1范围

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。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的引用必不可少。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 19892.1—2005 批控制第 1 部分:模型和术语(IEC 61512-1:1997, IDT)

SJ/T 11666.1—2016 制造执行系统(MES)规范 第 1 部分:模型和术语

SJ/T 11666.8—2016 制造执行系统(MES)规范 第 8 部分:测试ISO/IEC 19501:2005 信息技术 开放式分布处理 统一建模语言 (UML)
3 术语、定义和缩略词

3.1术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1.1

高级计划排程系统 Advanced Planning and Scheduling System

高级计划排程系统是一种基于供应链管理和约束理论的先进计划与排产工具,包含了大量的数学模型、优化及模拟技术,为复杂的生产和供应问题找出优化解决方案。
3.1.2

生产订单 work order

根据用户订单,为便于生产进行归并、配置加工路径及工艺质量控制参数而形成的一种文件。
3.2缩略语

下列缩略语适用于本文件。

APS:高级计划排程(Advanced Planning and Scheduling) 


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。