从战略层面到运营层面的PSImetals计划模块

Erdemir的集成计划流程

        从战略生产计划到运营层面的优化和集成供应链管理流程是集成钢铁生产厂面临的主要挑战。在必须平衡几个工厂的生产时，进一步增加了问题的复杂性。钢厂的主要业务目标是提高客户交付能力，同时减少交付周期和库存水平，优化产线利用率，以最低的生产和供应成本维持有竞争力的销售价格。从战略层面到运营层面，在所有计划层面使用PSImetals，使得这些KPI在土耳其Erdemir工厂中得到显著提高。

        作为板材和长钢产品的集成钢铁制造商，Erdemir有相距665 km的两个生产基地。两个工厂均可生产产品。为了实现两个工厂的计划和排程流程的无缝集成，以下业务流程需要纳入整体解决方案。这包括基于历史数据和客户请求生成订单预测的需求预测；在考虑成本、产能和板坯供应需求时，寻找盈利最高的订单分配计划的销售和运营计划；处理产能和活动优化的主计划；用于处理计划同步和净订单计算的订单排程，以及优化涉及活动配置和复杂排序规则的运营排程的产线排程。

        实施的PSImetals解决方案包括可配置的涵盖上述业务流程的计划模块，旨在优化Erdemir供应链的不同计划和排程流程。

项目面临的主要挑战

在项目范围内PSImetals面临的主要挑战：

销售和运营计划：在Erdemir工厂，热轧机的总日产量超过连铸机总产量的50%。为了充分利用HRM产能，需要从Isdemir工厂或外部供应商处购买额外板坯。PSImetals应考虑动态需求和连续浇注能力，确定每周板坯供应需求。

主计划：需要根据客户、生产要求及其对上游/下游产线物料流程的影响来平衡每个工厂的每日物料组合。例如，Erdemir工厂中带钢热轧机的备份活动是在15天的时间内创建的，其中热装燃料箱的整体宽度应会减少。因此，只能在活动结束时生产宽度极小的物料，同时确保相关交付日期。在Isdemir工厂，需要在线棒材轧机上计算额外的直径活动，因为其对钢坯连铸机的计划有直接影响。

订单排程：为提高Isdemir工厂的热装率，热轧机计划和连铸机计划之间需要高度同步。推拉排程策略确保在第一个热轧机排程中识别热装热装燃料箱的机会，并且它们的日期会传输到连铸机（“拉式”）。生成的连铸机计划遵循热轧机热装燃料箱的日期。最后，根据WIP和从生成连铸机序列中预测的物料重新计算热轧机计划（“推式”）。

精确计算未来需求

        为了获得可靠的定量预测，PSImetals需求预测模块基于过去和当前订单的合同订购信息（包括客户、行业领域和产品组信息）生成协作性预测。使用预测树和高级预测聚合/解聚，将未来需求量分配到未来6个月的月度预测中。这些预测订单包括每个产品系列的每周需求量。

        Erdemir使用PSImetals在不同的聚合层级上对未来需求进行更好的预测。可靠的预测配额为销售和运营计划提供更好的输入信息。基于网络的应用程序允许许多用户同时使用，而每个关键客户经理负责其自有的客户。

盈利最高的生产选择

        基于预测订单、已接受订单和订单查询，销售和运营计划确定两个工厂（Erdemir和Isdemir）盈利最高的产能分配计划。PSImetals平衡产能和成本与销售价格，决定订单选择，并在产品系列层级生成6个月的每周物料流程或产能计划。

        用PSImetals对Erdemir的供应链进行建模，同时考虑所有生产单元的交付周期和可用产能，改善按时交付，因此现在交付日期更加可靠。通过优化产能分配、考虑生产工艺路线备选方案以及不同订单/产线生产成本和销售价格，最终排除非盈利订单，提高总利润。

确保板坯供应

        为了充分利用Erdemir的HRM产能，需要从外部供应商处购买额外的板坯。在购买额外的板坯之前，所有现有板坯均需充分分配到订单中。PSImetals中的库存优化涵盖了板坯库库存分配，并为订单分配最佳板坯。每日，产生的分配均作为输入信息提供给主计划、订单排程和产线排程流程

        使用PSImetals钢材现已分配到所需流程，可提高效率、透明性和交期日绩效。已固定分配/重新分配流程，并提高其质量。库存中未挂单的板坯有所减少，因此订单完成情况也有所修正。

改进的准时交付

        考虑到每个工厂承诺的订单需求，PSImetals按产品系列生成1至2个月的每日总计划，该计划分别优化每个工厂的负载平衡，同时考虑交付能力、库存水平和产线生产量要求。其他投入包括WIP库存、冻结运行生产流程、产品系列工艺路线、特定生产限制（月末数量目标、装运限制等）以及特定产线的活动计算。每条产线上产生的每日产品流程均作为订单排程的输入信息。

        由于更好地平衡了所有生产单元的可用产能，避免出现了瓶颈情况，所以缩短了交付时间，并改进了按时交付。监控若干个KPI，可提前发现即将出现的问题，例如库存过载、产能问题或某些订单的到期日问题。由于中间产品和最终产品的库存水平得到更好的控制，因缺乏物料或空间而导致的计划外延迟的数量减少。

可靠的生产日期

        源于每条产线的日常产品流程，PSImetals订单排程为每条产线生成4至6周的物料层级大致计划，并同步至整个工厂。系统还考虑了可能导致超过交期日几天的分散的高层级技术限制（例如带钢热轧机的支承辊活动）。订单排程为整个订单簿提供实际的交付日期预测，并提供订单的可靠生产日期作为产线排程的输入信息。

        由于PSImetals结合瓶颈产线、重型工艺或特定活动（如连铸机和热轧机）的特殊工艺限制，HSM热装燃料箱序列以及模具和中间包杯序列的可见性提高。此外，通过及早识别热装机会并将其设定为详细排程的目标，热装率得以提高。最后，对客户的订单跟踪流程进行改进。

优质的产线排程

        为了为下一个班次或近几天的每条产线生成最佳物料层级详细计划，PSImetals考虑了所有技术限制，如钢种转换、宽度跳跃等，并努力遵守从订单排程中收到的目标订单生产日期。事实上，PSImetals算法自动生成的计划非常接近于发送到生产部门的计划，有时只需要一些人工版本来处理非常特殊的场景。产线排程可直接发送给生产人员用于执行。

        由于使用PSImetals生成产线排程的高自动化层级，创建计划所需的时间减少。在紧急情况下，可迅速创建一个可行的计划来防止产线中断。由于所有规则集均标准化，因此非常容易使用新的排程器，且在违反规则的情况下，图形和文本警告有助于理解和解决问题。

集成的供应链

        自2011年秋季以来，所有PSImetals计划的功能均已成功用于日常业务中。该解决方案整合了Erdemir的整个供应链，在从战略层面到运营层面的不同业务流程之间建立了明确的交互关系。此外，该解决方案可协调需求和销售计划流程，增加利润以及增加两个工厂之间的协同作用。现在，每个工厂均可以更加自动化、透明和高效的方式运营，为未来的事件提供更多可见性，并给予计划部门充足时间来执行模拟和分析结果。随着技术专业知识转移到所有用户均可使用的PSImetals中，人员瓶颈已减少。最后，Erdemir通过使用PSImetals，其计划和排程KPI显著提高，如客户服务、库存水平和计划质量。

作者:

Zafer Uysal & Ahmet Gümüs, Production Planning Department EREĞLİ DEMİR ve ÇELİK FABRİKALARI T.A.Ş. Kdz.Ereğli/Zonguldak, Turkey 
Nazmi Sarikaya, İsdemir Production Scheduling Chief İskenderun Iron & Steel Co. İskenderun/ HATAY, Turkey 
Robert Jäger & Mehmet Kaya, PSI Metals