某钢铁行业供应链高级计划管理解决方案.doc

Broner Metals Solutions Broner钢铁行业 供应链高级计划管理解决方案 英国Broner Metals Solutions公司 2003年03月 目　录 Broner PPS系统概述 1 需求管理(Demand Manager) 3 需求建模模块(Demand Modeler) 3 多层次/多维度的产品和市场结构 3 多层次的计划周期 3 销售历史 4 销售预测 4 业务优化模块 (Business Optimizer) 4 “What-if ” 决策支持 5 业务优化模块的特点 5 目标函数 6 约束建模 6 业务优化模块的输出 7 订单谈判 （Order Negotiator） 8 效益： 8 关键特性： 8 实时订单谈判 8 动态计算提前期 8 生产能力和物料预留 8 基于特征的物料选择 8 管理产品组合 9 生产配额/ATP 9 “What-if”情景模拟分析 9 物料计划 （Material Planner） 10 效益： 10 关键特性： 10 基于规格的物料配置 10 原材料需求计划 11 策略性库存 11 过量库存 11 对质量问题的反应 11 “What-if” 情景模拟分析 11 生产计划 （Production Planner） 12 效益： 12 关键特性： 12 多次产品组合优化 12 控制生产成本 12 瓶颈管理 13 同步的产品流 13 未结订单管理 13 “What-if” 情景模拟分析 13 生产作业计划 （Production Scheduler） 14 效益： 14 关键特性： 14 自动计划排程 14 高级计划排程 14 作业计划优化 15 与生产计划模块集成 15 控制生产成本 15 同步的生产作业计划 15 “What-if” 情景模拟分析 16 冶铸轧一体化管理 （Melt Shop Manager） 17 效益： 17 关键特性： 17 基本策略 17 冶铸轧一体化管理模块的功能构成 18 第 iii 页 Broner PPS系统概述 Broner PPS （Production Planning and Scheduling，即：生产计划与排程） 系统是专门针对钢铁冶金行业的业务需求而开发的一套真正意义上的钢铁行业供应链管理（SCM）解决方案。系统涵盖了钢铁企业复杂的生产环境下进行生产计划与作业排程的需求。所有的模块都采用先进的基于约束的运算规则和优化算法，来确定物料和生产能力的配置顺序。而且，这些模块均由参数驱动，这就使得企业的物料配置、能力计划策略和作业排程可以根据工厂的实际要求进行剪裁。 需求建模 — 为企业提供需求预测和主计划的有效手段。用户可以对市场进行不同程度和角度的细分，基于宏观经济因素(例如市场的历史或者未来发展趋势)、地理区域划分、产品分类，进行需求预测或销售计划的编制与修改。 业务优化 — 业务优化模块使用需求预测、供应链模型、采购分布模型来生成优化的销售计划，对供应链的成本、约束要素和市场需求、价格进行综合平衡。 订单谈判 — 借助这个工具，在对客户作出承诺之前，用户可以对新订单对工厂生产能力的影响进行评估，这样做的结果将是更为现实、可行的交货日期承诺，进而，大大提高企业的交货水平和客户满意度。 物料计划 — 确定机件与销售订单之间的配置关系，对于不能满足的销售订单，生成用于生产的原材料净需求计划。系统的物料配置策略对钢卷、板坯等材料尺寸进行优化，这种优化可以基于特定的产品结构进行产品规格的匹配。 生产计划 — 制订详细的中长期有限能力计划。该模块结合详细的资源模型使用多次有限能力计划算法，准确识别工厂供应链的约束，以产品和客户的优先级为基础，优化物料的流动。 生产作业计划 — 使用仿真和优化技术为每台设备生成详细的短期生产作业计划。该模块从生产计划模块接收生产指令进行排程，作业排程中综合考虑每台机器的加工准备时间、操作规程、加工能力和质量要求。作为优化的结果，系统输出的是每台设备详细的同步作业计划，这些作业计划的生成是以适合工厂整体生产效能为出发点的，而不是基于任何单台设备。 冶铸轧一体化管理 — 提供从炼钢、炉外精炼、连铸到热轧的更为详细的生产计划和作业排程能力。该模块采用多种方案，将生产率、生产成本、交货水平、板坯库存和热送热装与生产流程上的技术约束进行平衡。 需求管理(Demand Manager) 需求管理所包含的模块应用于中长计划周期，比如：6个月到5年。虽然这些模块也会将实际订单纳入考虑，但其主要目的还是进行市场分析和战略规划，生成年度计划和投资回报(ROI)分析报告。因此，需求管理套件提供预测工具和基于财务的业务优化器，在计划过程中，对不同的经济、商务和供应链可能情景进行评估比较。 需求管理套件各模块是在汇总层次上进行计划，典型的情况是： 长期计划： 产品大类/销售方式/客户/季度 中期计划： 产品大类/销售方式/客户/月份 需求建模模块(Demand Modeler) 需求建模模块是一个预测和主计划工具，用户可以非常容易地基于宏观经济因素(例如市场的历史或者未来发展趋势)、地理区域划分、产品分类，进行需求预测或销售计划的编制与修改。 需求建模模块可以按用户定义的规则来对市场进行细分定义，比如按照国际/国内客户、行业、产品大类等进行划分。 如果预测数据是在较高层次(例如：行业和产品大类)导入的，需求建模模块能够按照指定的组合方式自动地将这些数据分配到更详细的层次。 多层次/多维度的产品和市场结构 需求建模模块允许用户定义市场和产品的层次结构，而且该层次结构是非常灵活的，用户可以根据需要方便地调整。 市场和产品的层次结构可以让用户所有层次上浏览和修改销售历史、销售预测、销售计划的任何信息，修改一旦进行，所有相关数据同步更新。 多层次的计划周期 需求建模模块支持多年、年度、季度计划等多层次的计划周期，产品大类、市场划分和时间周期的详细程度对于不同的计划期可以有所不同。例如： 长期计划 产品大类/销售方式/客户/季度 中期计划 产品大类/销售方式/客户/月份 短期计划 产品大类/销售方式/客户/星期 这个例子显示的是每个计划期的详细计划，如果需要，用户可以用产品/市场和日历层次结构在更粗的层次上进行计划的浏览和维护。 销售历史 需求建模模块使用一个销售历史数据库记录工厂产品生产的历史情况，数据按照用户指定的产品和市场细分结构和时间单位进行汇总，销售历史数据库还有助于需求预测的生成以及与销售历史数据的对比分析。 销售历史数据库里面保存的信息包括实际订货数量、实际发货数量和平均售价等等。 销售预测 销售预测数据库包含每个细分市场和代表产品(可能是产品组)的需求分布。每个指定的细分市场的需求分布都包含了计划期内每个期间的最大销量、最小销量和销售价格。 系统提供多种工具让用户快速地生成和修改预测数据，对不同的市场可能情景进行分析评价： · 使用电子表格式的功能直接输入不同层次的数据 · 基于历史平均销量和产品组合生成销售预测 · 基于季节需求分布产生销售预测 · 从其它系统导入预测数据 下面的屏幕拷贝显示的是需求建模模块用户界面(GUI)的一个例子，显示的是按照市场细分的销售历史和预测。使用左边的导航树可以察看每个客户、行业、市场的情况。其它的视图还可以显示产品层次结构/时间，浏览/修改销售计划。 业务优化模块 (Business Optimizer) 业务优化模块对供应链的成本、约束要素和市场需求、价格进行平衡。 业务优化模块综合使用需求建模模块的需求预测、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。 需求预测包括了每个细分市场(产品/客户)的最大销量、最小销量和销售价格。业务优化模块会在销售计划中确定一个最优的销量 (在最大销量和最小销量之间) ，其基础是所有细分市场的全部产品组合和供应链的约束因素及成本。 “What-if ” 决策支持 业务优化模块基于供应链各个侧面的通用财务模型，提供所有业务领域的决策支持信息。 比如： 销售决策 · 生成考虑到供应链约束和成本的优化销售计划、销售收入预测 · 基于优化的业务策略设置销售人员的重点目标 · 发现新的市场/客户机会和趋势 · 评价产品组合和定价策略 生产和供应链决策 · 基于优化的销售计划，生成生产、仓储和运输计划和费用预算 · 发现瓶颈环节，指出新增资源、设备和技术的投资需求 · 对供应链配置调整进行评价分析 · 评价库存策略 采购决策 · 生成原材料和半成品的供应计划和费用预算 · 对主要设备大修之前准备库存的“自制与买进”策略进行评价 管理决策 · 提供“What-if”假设情景分析能力，对不同的商务、供应链投资情况进行投资回报(ROI)分析比较 · 按目标要求监控实际的销售和生产情况 业务优化模块的特点 业务优化模块可以基于动态的成本、生产率和投料比模型进行毛利、销售收入、产量的优化。 · 考虑全部市场和供应链变量 · 考虑需求数量和价格 · 生产能力、生产率、投料比和成本 · 运输能力、方式和成本 · 库存约束和成本 · 原材料和半成品的供应情况和成本 · 同产品(Co-product)的数量和毛利 目标函数 用户可以在下列目标函数中作出选择： · 毛利最大化 将最大化总毛利，但同时可能降低产量和销售收入 · 销售收入最大化 将最大化总销售收入，但同时可能降低产量和毛利 · 产量最大化 将最大化总产量，但同时可能降低销收入和毛利 约束建模 业务优化模块允许用户定义详细的市场和供应链约束模型，针对供应链资源和市场需求参数指定最大、最小和目标值。 例如对下述参数定义约束： · 生产设备的可用生产时间和能力 · 运输资源的可用时间和能力 · 库存能力 · 其它时间和能力限制 约束可以定义为： · 硬约束(Hard constraints) – 不能被业务优化模块所打破 · 软约束(Soft constraints) – 如果不能找到解决方案，业务优化模块可以打破这些约束 业务优化模块能够给出提示，告诉用户应该放松哪些约束以提高优化效果。例如下图所示，镀锌机组(GALV)被强调出来，显示它的产能提高将有利于改善整体的优化效果，同时，一些汽车用钢(Auto-Part 1和2)标示出它们的最大或最小预测量已经达到，提高最大或降低最小预测数量也将可以改善整体的优化效果。 业务优化模块的输出 业务优化模块提供一套业务模型的通用报表，包括： · 销售计划与预算(Sales plans and budget) · 生产计划与预算(Production plans and budget) · 运输计划与预算(Transportation Plans and budget) · 采购计划与预算(Purchasing plans and budget) · 库存计划与预算(Inventory plans and budget) · 财务报告(Financial Reports) 通常，客户还会需要定制开发一些报表用于特定的目的，为此，业务优化模块的数据存在开放的Oracle数据库里，用户可以根据需要使用第三方报表工具(比如MS Excel, Promptu, SAS等)进行访问，并编制所需的报表。 订单谈判 （Order Negotiator） Broner的订单谈判模块是一个交互式的决策支持工具，它使用详细到分钟的生产能力和物料利用情况数据，为新签或修改的客户订单推算准确的交货时间。 对订单“入口”进行控制是成功地进行生产计划和生产作业计划，有效提高制造水平的一个关键因素。如果在接受客户订单时不考虑其对工厂生产能力的影响，那么整个工厂的工作计划和排产必将遇到极大的麻烦，导致不能按时交货，生产成本居高不下。 通过基于准确而详细的生产计划所推算出的交货日期，一旦接受新的订单，工厂工作负荷将自动平衡。这样在接受新订单的同时给出切实可行的预计交货期，必然可以大大提高按时交货的机会。 效益： v 通过维持可行的工作负荷，提高交货水平 v 通过准时交货，增强客户的购买信心 v 平衡订单接受和生产能力，降低生产制造成本 v 拓展竞争优势的能力 关键特性： 实时订单谈判 订单谈判模块的使用非常简单——用户只要输入产品需求的数量、规格，或者输入订单号码和要求的交货日期。使用这些信息，结合PPS数据库中所存放的生产数据，订单谈判模块能够检查订单的可行性。如果有足够的物料和生产能力，则该订单就会被接受，与此同时，订单谈判模块也将进行必要的资源预留。如果由于生产能力约束存在，使得不可能满足所要求的交货日期，订单谈判模块将会推算出最早的可行交货日期。 动态计算提前期 动态的提前期计算是基于当前的工作负荷、计划的停机时间、生产周期、Campaign和替代工艺路线等参数，并使用与生产计划模块进行产品生产计划同样的有限能力计划技术。 生产能力和物料预留 可用物料和生产能力数据的准确性要通过对每个接受的订单进行预留来保证。如果修改或取消某个订单，则原先预留的物料和生产能力相应地被释放，供其它的订单生产使用。 基于特征的物料选择 用户可以选取正在加工的物料，或者从头开始计划新的物料生产。用户在系统中定义的物料配置规则可以基于产品和物料的规格对物料选择作出建议，用户可以接受系统所作的选择，或者手工从合适的物料中选取。 管理产品组合 在钢铁行业方案中，大多数支持订单“入口”控制的系统只是基于每一时期物料消耗重量的估计（比如：通常是每周多少吨）。实际上，订单“入口”反映的仅仅是客户需求产品组合的大致情况，由于不同的产品所需要的加工时间可能差别非常大，这就有可能导致对可用生产能力的过高或过低的估计。Broner的订单谈判模块能够计算每项产品加工工艺在每台设备上所需的处理时间，销售人员在接受某一订单时，系统可以自动计算出该产品组合对工厂生产能力的影响。 生产配额/ATP 订单谈判模块能够基于用户定义的约束或配额，限制分配给新订单的可用生产能力。该模块根据用户定义的约束对生产能力预留进行监控，如果新接受的订单使得某个约束条件超出，系统会自动给出提示。这些约束条件可以定义得比较粗略（比如：针对某个产品类型或者某部分市场），也可以定义得比较具体（比如：针对某个产品或客户）。 “What-if”情景模拟分析 订单谈判模块的”What-if” 情景模拟分析功能，允许用户在对客户做出承诺之前对接受该项业务的影响进行比较分析。 物料计划 （Material Planner） Broner物料计划模块采用全新的基于规则的物料选择技术，针对当前客户订单作出最为有效的物料配置计划，如果没有足够的物料来满足这些订单的需求，物料计划模块将生成原材料净需求计划，并下达到相应的工厂。 人工进行物料配置是一件相当费时费力的工作，常常跟不上市场需求或工厂生产节奏。而像MRP这样基于计算机的标准系统，在设计上往往是面向一般的应用环境，缺乏满足钢铁厂进行物料有效配置所需的深入、细致的行业知识。 基于对钢铁行业所特有的物料灵活性的深入理解，Broner的物料计划模块能够帮助钢铁企业进行更为有效的物料配置，这将有利于企业提高产能，同时大大降低成品和机件的库存水平，进而降低资金占用和库存成本。 效益： v 如果发现产品质量问题，或是市场需求情况发生新的变化时，系统可以通过快速、自动的物料重新配置来对此作出反应 v 发现尚未分配或过剩的物料 v 生成净需求计划，满足当前订单或者预测的需求 v 充分利用物料配置的灵活性，最大限度地提高交货能力和降低库存水平 v 降低板坯库存 v 确保优先级较高的客户和产品不受缺货和生产线故障的影响 关键特性： 基于规格的物料配置 物料计划模块通过对物料的规格（比如：宽度尺寸、品质等级等等）进行匹配，为每个客户订单选择合适的物料。这大大地简化了定义产品结构的工作，特别是，当需要综合考虑多种物料配置规则时，能够充分利用物料配置的灵活性。 板卷合并和剪切 将钢板/钢卷剪切成为不同的成品，是钢铁行业非常常见的情况。例如，一块连铸板坯可能需要剪切成不同尺寸，随后，这些不同尺寸的板坯又有可能进一步剪切，轧制成不同宽度的钢卷或不同尺寸的钢板。 许多钢厂使用连续酸洗线将热轧钢卷头尾焊接起来，以制造更大的冷轧钢卷或其它的成品钢卷。物料计划模块能够在综合考虑板坯尺寸、设备规格限制和客户订单对钢卷尺寸的要求等多种约束条件，自动地优化钢板/钢卷的合并过程。 原材料需求计划 当收到新的客户订单，或者发现当前订单因产品质量问题发生缺货时，物料计划模块能够及时发现新的物料采购需求，并将采购计划下达到工厂。 策略性库存 持有合理的共用性原材料、半成品库存，可以大大缩短销售提前期。物料计划模块通过为新到的订单自动分配中间库存，并生成补充中间库存的材料采购需求，实现对这种制造策略的全面支持。 过量库存 “过量库存”对企业的经营有着致命的影响，客户的小批量需求和产品质量问题往往会给企业带来过量库存。物料计划模块能够帮助企业随时发现工厂里那些非预测和订单需求的物料，这些有用的信息可以用来制订过量库存控制策略，确保以后少出现，甚至不出现在需要之前就排产的物料。 对质量问题的反应 大多数钢铁厂都会存在不稳定的生产过程，这种不稳定性往往会导致生产的产品不能满足已订货客户特定的质量要求。物料计划模块能够通过从其它优先级较低的订单调配替代产品，或者下达新的生产作业计划，帮助企业解决由此带来的产品短缺问题。 “What-if” 情景模拟分析 快速的物料配置处理能力使物料计划模块不但可以用于对生产的波动作出迅速的反应，也可用作 “What-if” 情景模拟分析工具，以分析替代的物料配置策略。 生产计划 （Production Planner） Broner生产计划模块应用基于约束的多次有限能力计划技术，优化工厂供应链中的短期物料流动。生产计划模块将主要注意力放在拖期订单、瓶颈设备等问题上，并计算生产能力空闲时间，以此来辅助新订单的谈判。 在今天竞争高度激烈的市场环境下，客户订货提前期越来越短、批量越来越小，同时对准时交货也提出了很高的要求。要满足这些要求，同时又要将成本控制在合理的水平以下，是当今钢铁行业企业所面临的一大挑战。因此，投资建设有效的供应链计划和排程工具，成为企业竞争制胜的一大法宝。 Broner生产计划模块是专门针对钢铁行业特殊业务需求开发的供应链管理工具的一部分。通过综合平衡产品组合、瓶颈约束、替代工艺和停机时间等对市场销售的影响，生产计划模块在为企业达到世界级的制造水平提供精确的控制手段中扮演着一个重要角色。 效益： v 优化供应链资源，最大化产销能力 v 通过有限能力计划技术，提升交货水平 v 进行排队时间和工厂发料控制，降低成品库存和机件库存 v 使用“拉式”或倒排计划系统，缩短提前期 v 用最小的库存和最短的替前期，提高资产利用率和客户服务水平 关键特性： 多次产品组合优化 大多数钢铁厂的产品类型都相当复杂，不同产品的加工工艺路线也往往不一样。但在加工工艺的开始部分，每一类产品的加工路线又通常会共享某些设备，比如：铸机、热轧机和酸洗设备。由于更长的加工工艺往往能够给产品带来更高的附加值，而这同时又有可能意味着加工过程中成倍增加的约束和瓶颈问题，对这些问题的综合平衡解决就需要通过对共享设备的产品生产组合进行很好的计划和排程。 生产计划模块的多次优化功能确保了工厂中的所有约束条件都能纳入考虑，从而加速根据产品和客户的优先级组织产品生产的进程。多次优化功能与Campaign和Partition计划紧密结合，可以保证所有的约束都将按照生产率最大化的原则进行计划。 将订单和预测的需求相结合，主要是用于进行生产能力计划，而不是根据市场估计所作的理想化产品组合计划。生产计划模块通过对每台设备生产每个订单产品所需的实际加工时间进行建模，消除因产品组合生产所可能带来的能力计划潜在错误。 控制生产成本 许多钢铁生产线在从一种产品向另一种产品切换时，都需要花费大量的时间和成本进行设备的调整准备。为了有效控制成本，可以将具有相同生产特征的订单放在一起生产。这种订单的“分组”在不对交货和库存控制造成危害的情况下是可以接受的。 生产计划模块支持产品类型（比如：合金成分、等级、涂层种类等等）和加工工艺（比如：热处理）的分组。在需要对各组产品生产的产量、时间和顺序进行更多的控制时，就要结合Campaign计划。 瓶颈管理 生产计划模块有针对性地解决潜在的能力约束，比如瓶颈或负荷不足的生产设备。”What-if”情景模拟分析能够避免可能的问题在生产中变成现实。 通过从每个订单的承诺时间开始进行倒推计划，生产计划模块能够发现“真正的”瓶颈所在——也就是没有足够能力满足订单和预测需求的时间段。瓶颈管理工具包括，尽量缩短生产准备时间，通过库存来缓冲，将加工负荷转移到替代设备，或者使用外包的办法。如果所有这些方法都无法保证按时交货，则有关订单将按照顺推方式进行计划。 同步的产品流 对于完成每个订单所需的每一步操作，在生产计划中都会生成一个作业时间。作业时间表明了订单必须被排产的时间段（或称为时机，window of opportunity），以确保按时完工。这个时间段会传递到Broner系统的生产作业计划模块和炼钢车间作业计划模块进行详细的作业排程和相关的物料安排。 未结订单管理 由于供应链中的意外事件或约束因素，或者是因为详细的作业计划遗漏的原因，那些不能按照承诺的时间进行计划的订单将被看作是未结订单。这些订单将通过顺推计划确定一个新的交货日期。 “What-if” 情景模拟分析 生产计划模块在设计上充分考虑了运行性能的要求，能够在短短的几分钟对全部订单重新计划一遍。这个能力可以用于对意外的生产波动在线作出反应，比如设备故障或重大质量问题。在离线的情况下，”What-if”情景模拟分析可以帮助企业找到替代的制造工序，或是进行外包与自产策略的对比分析，或是用以确定全员劳动生产率水平。 生产作业计划 （Production Scheduler） Broner生产作业计划模块应用高级优化和仿真技术，为钢铁厂里的每台设备生成短期的并行作业计划。该模块提供快速的工厂作业计划排程能力， 同时能够对计划中的和计划外的生产波动进行核算，以保证最低的成本和至优的客户服务水平。 今天，面向客户的生产环境越来越要求缩短提前期，降低生产成本，提高生产率。要想达到这些目标，并同时实现高水平的客户服务和良好的库存控制水平，成为钢铁行业企业所面临的一大挑战。因此，要想在此环境下取得成功，企业就需要投资构建高效的有限能力计划和排程工具。 Broner 生产作业计划模块是专门针对钢铁行业复杂的加工工艺和多样化的产品生产而开发的供应链管理工具的一部分。通过应用优化和仿真技术，平衡考虑工厂的生产作业约束与生产成本和商务上的优先级，生产作业计划模块在为企业达到世界级的制造水平提供精确的控制手段中扮演了一个关键角色。 效益： v 通过详细生产作业计划与供应链系统的集成，提高客户服务水平 v 在不造成交货水平下降或是增加库存的前提下，降低生产成本 v 通过物料流的同步，缩短提前期 v 避免人工进行生产作业计划时可能忽略的能提高作业计划水平的机会 v 快速的全厂范围作业计划排程 v 自动化的作业计划排程 关键特性： 自动计划排程 人们往往认为，在钢铁行业自动生成生产设备的详细作业计划清单，远远超过了生产作业计划软件的能力。目前大多数系统是依靠计划板 （Planning Board） 等交互式工具，人工地对生产作业计划进行细化，然后下达到车间进行生产作业。 Broner的生产作业计划模块在进行复杂生产设备（比如：冷轧机、涂层机等）作业计划排程方面具有相当强的能力，通过该模块作出的作业计划几乎可以不加修改直接下达到车间进行生产作业。Broner的这种能力让用户可以充分利用计算机的强大功能，不必人工干预就可以更好地作出切实可行的生产作业计划排程。 高级计划排程 要能够持续地进行切实可行的生产作业计划排程，需要对工厂中每台设备的生产作业成本、约束因素的详细信息进行复杂的运算和处理。Broner生产作业计划模块由一套非常全面的排程算法和规则构成，通过必要的剪裁，完全能够适应钢铁厂常见设备生产排程和作业次序安排的独特要求。该模块对生产作业规程、设备参数和约束与销售订单的优先级进行平衡考虑，生成一个生产成本低、交货水平高的生产作业计划。 以下是生产作业计划模块提供的部分标准功能： v 热轧机 v 初轧机 v 厚板轧机 v 酸洗机组 v 冷轧机 v 罩式退火炉 v 连续退火炉 v 平整机 v 涂层机组 v 镀锌机组 v 镀锡机组 v 分卷机组 v 纵剪机组 v 线材轧机以及轧管机 v 包装机组 v 运输资源 以及更多…… 作业计划优化 生产作业计划模块基于对设备的所有可选加工准备方案的综合评估，进行订单排产。用户可以通过加权分析方法对生产成本、生产率和生产计划的一致性进行综合平衡，以解决经营要求与生产作业要求可能存在的冲突。该模块基于当前库存、计划库存以及用户定义的权重，对每种设备加工准备可选方案进行比较分析，生成订单生产作业计划，以实现这些要素之间的最佳平衡，机器和设备的寿命最大化，作业计划中的冲突最小化。 与生产计划模块集成 要以较低的库存水平确保较高的客户服务水平，要求企业做到生产计划系统和生产作业计划系统之间的紧密集成。Broner生产计划模块为生成作业计划模块提供对每台设备进行订单排产的可行时间段（window of opportunity），这个时间段的长短因设备和产品而异，比如：可以对加工频率比较低的产品定义比较长的可行时间段。生产作业计划模块会尽量将所有的订单在生产计划模块建议的时间段内进行排产，如果有一些订单无法排产，则由生产计划模块重新做计划。 控制生产成本 许多钢铁生产线在从一种产品向另一种产品切换时，都需要花费大量的时间和成本进行设备的调整准备。为了有效控制成本，可以将具有相同生产特征的订单放在一起生产。这种订单的“分组”在不对交货和库存控制造成不利影响的情况下是可以接受的。 生产作业计划模块可以基于材料及其宽度、厚度、成分、等级、热处理类型等加工特点，有效地对订单进行分组和排序。订单分组和排序的数量可以由用户以产品组合为基础确定，同时，各组的顺序还可以根据有关参数或者与顺序相关的加工切换成本来安排。 同步的生产作业计划 Broner生产作业计划模块同时为工厂中的每一台设备生成详细作业计划，这种同步性使得排产过程能够考虑已经完成排序和等待排序的物料，以此为基础对订单进行排产。 随着企业对降低库存的要求越来越强烈，工厂中各个设备作业计划之间的相关性和衔接性进一步提高，生产作业计划模块必须能够不断提高对整个工厂物料流的控制，而不仅仅是考虑每台设备当前所面临的库存。 “What-if” 情景模拟分析 与生产计划模块一样，生产作业计划模块在设计上充分考虑了运行性能的要求，能够在短短的几分钟对全部订单重新计划一遍。此能力可以用于对意外的生产波动在线作出反应，比如设备故障或重大质量问题。在离线的情况下，”What-if”情景模拟分析可以帮助企业找到替代的制造工序，或是进行外包与自产策略的对比分析，或是用以确定企业全员劳动生产率水平。 冶铸轧一体化管理 （Melt Shop Manager） Broner冶铸轧一体化管理模块采用基于约束遗传算法的生产作业排程技术，为炼钢厂提供详细的生产计划和作业排程能力。冶铸轧一体化管理模块主要用于提高从炼钢、炉外精炼、连铸到热轧的生产效率。 对板坯连铸的生产率和质量提高的不断追求，迫使企业越来越强调对连铸设备的精确生产作业排程。此外，再加上对热送热装以及更为准确的交货时间的要求，企业势必面临着异常复杂的生产作业计划挑战。重要的是，所有这些都必须在很短的时间内做出反应。 Broner冶铸轧一体化管理模块是专门为钢铁/冶金行业开发的工具之一，该模块采用多种方案，将生产效率、生产成本、交货水平、板坯库存和热送热装与生产流程上的技术约束进行平衡，根据企业的业务目标，作出最佳选择。 效益： v 快速编制成本低、技术上可行的浇铸作业顺序计划 v 提高炼钢设备的生产效率 v 减少因钢材等级和宽度变化所要求的备用库存板坯数量 v 提高交货水平 v 降低板坯库存 v 增强对浇铸和轧制要求变化的反应能力 关键特性： 基本策略 v 为用户提供计划控制策略（比如：生产效率、交货水平以及板坯宽度变更策略）. v 明确计算交货日期 （1） 炼钢和炉外精炼 v 平衡钢水的使用 v 明确瓶颈约束 （2） 板坯连铸 v 多铸机配置 v 多铸坯流处理能力 v 可变宽度浇铸 v 不同铸坯宽度控制 v 宽度变更规则 v 等级变更规则 v 中间包寿命和可用性管理 v 同等级板坯分组 v 最小、最大加热次数 v 自动创建板坯库存（比如：为了完成加热，或者是宽度、等级的变化） v 将窄尺寸板坯合并浇铸为宽板坯 （3） 热轧 v 热送热装策略 v 冷装轧制、热装轧制混合处理能力 v 对热轧排程规则的重视（比如：质量约束、规格变化等） 冶铸轧一体化管理模块的功能构成 冶铸轧一体化管理模块在三个层次上运行：板坯分组计划，详细作业计划，在线作业调整。 （1） 板坯分组计划 板坯分组计划子模块从生产计划模块接收需要在2~3个星期内完成的浇铸或热轧生产指令，然后为每台铸机生成一个详细的中间包作业次序。在计划中，综合考虑等级提高、板坯组合、等级变化和板坯存放时间，给出优化的中间包尺寸。 （2） 详细作业计划 该功能生成未来1~2天的详细浇铸和热轧作业顺序，充分考虑生产流程上的技术约束，并可以遵循特定的用户定义策略。 （3） 在线作业调整 在线作业调整（On-line Co-ordination, OLC） 模块能够用一个实时的甘特图，显示当前的热量状态和作业计划。它能够对近期的变化和偏差作出迅速反应，使得用户能够轻松而便捷地重新进行作业排程。如果偏差较大，要求的不仅仅是作业计划的细小调整，则在线作业调整将对发生冲突的部分作出标记，允许用户手工对作业计划进行修改，或者重新进行作业计划排程。 在线调整模块由用户以交互的方式执行，对生产过程的开始时间、加热时间进行修改，有关信息也可以由L2系统提供。然后，在线作业调整模块自动对生产作业计划进行重新计算，以减少等待（“空转”）时间，并解决任何由于原作业计划延迟所带来的问题。 在线调整模块还包括下列可选实时子模块： v 温度建模 v 起重机作业排程 v 钢包管理 1/16/2024 第18 页