Проект координировался подразделением «Интегрированная разработка процесса» на AM Вега с привлечением отделов планирования и информатики. Для получения стандартизированных процессов планирования, выходящих за рамки одной производственной площадки, был также привлечен отдел информатики поставщика сырья AM Тубаран. Планирование проекта было выполнено при использовании методики DMADV для ввода новых продуктов и/или процессов (концепция «шести сигм»).

Решение задач с PSImetals

Модуль планирования программ агрегатов системы PSImetals позволяет создавать программы для различных производственных установок в производстве металла. AM Вега создает при помощи PSImetals симуляции и оптимизированные планы очередностей требующих обработки материалов для производственных линий: травливание, холодная прокатка, гальванизация 1 & 2, а также отжиг в колпаковых печах и учитывает при этом различные правила создания последовательности для каждой установки. Внутренние программные модели отражают правила и ограничения производства и распределяют данные в соответствии с имеющимися критериями. Процессом принятия решений можно управлять через существующие приоритеты, появляется возможность предложить оптимальное решение по последовательности задачи полос в обработку.

Для каждой производственной установки выполнена специальная системная конфигурация с учетом соответствующих особенностей:

• Размеры требующих обработки полос
• Типы материала, которые могут быть обработаны на установке
• физические ограничения установки
• обусловленные производственными требованиями назначения, такие как:
  • Приоритет запоздавших или прежде­временных заказов (изготовленные на X дней позже или на Y дней раньше заданного срока)
  • Комбинация требующих дальнейшей обработки рулонов ( например, для подрезки кромок)
  • Установление связей между типами материалов ( например, производство материалов с пониженным качеством поверхности до или после материалов других типов)

Для планирования травильных агрегатов и гальванических установок пользователь задает сортамент или участок производства, который необходимо симулировать. PSImetals создает оптимизированную последовательность, в которой учитываются как можно больше применяемых правил и ограничений. При планировании отжига в колпаковых плечах проектировщик задает количество материала и примерное количество производимых загрузок. После этого система находит наилучшую комбинацию рулонов.

PSImetals учитывает технические и экономические требования для всех установок и сопровождает проектировщика при принятии решений. Если предписания или порядок действий не соблюдаются, появляется автоматическое предупреждение. В специальном представлении данных собираются все критичные предписания, которые упустил проектировщик. Различные графические интерфейсы позволяют пользователю проанализировать список предложенных рулонов и, при необходимости, изменить:

• Отображение спланированного материала
• Отображение доступного для планирования материала
• Добавление, удаление или замена рулонов в симуляциях
• Определение производства одного или нескольких рулонов
• Создание новых симуляций

После завершения всех изменений проектировщик может выдать программу агрегата на исполнение.

Обработка доставленного морским путем из ArcelorMittal Тубаран на ArcelorMittal Вега подката происходит в несколько технологических этапов. Путем травления в ходе непрерывного процесса с поверхности горячекатанных полос удаляется оксидная пленка. Перед травлением полосы свариваются, а после травления у них подрезается кромка. При последующей холодной прокатке уменьшается толщина полос. После прокатки полоса обрабатывается согласно требованиям заказчика двумя различными способами. В процессе гальванизации полосы покрываются тонким слоем цинка или цинка с железом, чтобы повысить устойчивость стали к коррозии. Изделия без покрытия подвергаются термообработке в виде отжига в колпаковых печах для восстановления механических характеристик стали. Во время последующей дрессировки исправляется плоскостность и достигается требуемая шероховатость продукта.

Технические требования

Отдельные установки указанных этапов производства на предприятии ArcelorMittal Вега очень сложны и отличаются техническими ограничениями, такими как габариты установок, или в зависимости от обрабатываемых материалов (ширина, толщина, длина), производственная мощность печей или ограничения сварочного стана  и т.д., из-за чего возникают дальнейшие ограничения в процессе. Кроме того, дополнительными ограничениями являются особые требования заказчика касательно типа материала, качества поверхности и механических характеристик. Чтобы во время планирования производства согласовать ограничения установок с различными требованиями заказчика к производимому материалу, для каждой установки необходимы индивидуальные производственные последовательности, так называемые программы для агрегатов.

Исходная ситуация для планирования

До сих пор создание таких программ последовательности для агрегата производилось через табличные расчеты в Excel в сочетании с принятой на производстве системой управления производством (GPAO). Для этого из базы данных GPAO информация о производимых полосах импортировалась в Excel. После этого программисты вручную планировали последовательность обработки материала, учитывая правила последовательности для каждой линии.

Поскольку у Excel не было системных ограничений при нарушении правил, программистам нужен был многолетний опыт для создания удобных для использования производственных последовательностей.

После создания программ для агрегатов данные вводились программистами вручную в систему GPAO: полоса за полосой, согласно запланированной в Excel последовательности. Далее система GPAO отправляла эти программы в виде производственных заданий в систему 2 уровня.

И создание последовательнострей вручную, и ручной ввод данных были очень трудоемкими. Кроме того, поскольку все понимание производственного процесса протекало в головах программистов, такой подход был очень подвержен ошибкам и малопродуктивен.

Цели методики проектирования

Главной целью проектирования была автоматизация создания программ для агрегатов для участков травления, холодной прокатки, гальванизации и отжига в колпаковых печах. При применении PSImetals в качестве новой системы планирования должны быть достигнуты следующие цели:

• Автоматическое учитывание ограничений агрегатов, производственного процесса и хода обработки при создании последовательности (а  также ширина, толщина, комбинации материалов в зависимости от качества, минимальной и максимальной загрузки по заказам/ по агрегатам)
• Возможность создания программ с управлением по приоритетам с учетом целей, касающихся рентабельности, производства и качества 
• Поддержка программиста при принятии решения через нахождение критических точек ( например, предупреждения при нарушении правил)
• Повышение продуктивности работы планировщиков благодаря более простому и быстрому созданию программ для агрегатов, более жестко стандартизированным процессам и меньшему количеству ручных операций
• Сокращение времени производственного цикла, незавершенного производства (WIP) и запасов готовой продукции, а также снижение количества брака