APS 智能调度系统：优化钢铁及Rolling制造

APS（Advanced Planning and Scheduling，先进计划与排程）智能调度系统是一种基于先进优化算法，旨在解决复杂生产环境中资源约束和多目标优化问题的智能化生产计划与调度解决方案。特别是在钢铁、轧辊制造这类流程复杂、多品种、小批量、定制化特征显著的行业中，APS系统发挥着至关重要的作用。

核心功能与特点

基于约束的精细化排程

系统在排程时会综合考虑各种强制约束，如：

• 工艺模型： 遵循产品特定的生产工艺路线和工序要求。
• 资源与产能： 考虑设备、产线、人员的可用时间、生产能力、效率等限制（如工厂日历、班组计划、停机时间）。
• 物料约束： 确保所需原料、半成品在正确的时间和地点可用，并考虑库存情况。
• 辅助资源： 如模具、工装等的可用性和冲突避免。
• 时间约束： 如订单交货期、工序间的缓冲时间等。
• 品质约束： 满足特定的质量要求。

通过精确建模实际生产约束，确保计划的可执行性。

多目标优化与智能决策

APS系统不仅仅是满足约束，更重要的是在约束范围内寻求最优或近优的生产方案。常见的优化目标包括：

• 满足交货期： 最大化订单准时交付率。
• 提高设备利用率： 平衡各设备负载，最大化OEE（设备综合效率）。
• 降低成本： 通过优化顺序减少切换成本、能耗等。
• 缩短生产周期（WIP）： 减少在制品库存，加快物流周转。
• 控制库存水平： 避免不必要的物料堆积。
• 减少换型/切换时间： 将相同或相似属性（如料号、模具、颜色）的产品安排在一起生产。
• 优先级管理： 优先处理紧急订单或重要客户订单。

系统允许用户根据实际业务需求，灵活配置和调整优化规则及优先级，例如中钢邢机实现了设备利用率最大、交货期最短、成本最优、重点产品优先等不同排产模型。

先进算法与灵活规则

• 采用先进的优化算法（如启发式算法、运筹学算法等）来处理复杂的排程问题。
• 提供灵活的排程规则配置，如工序级的排序方式、拆分合并规则、产能平衡策略、设备选择优先级等。
• 具备动态调整能力，能够接收生产现场的实时反馈信息（如设备故障、实际产量），实现计划的滚动优化和调整。

系统集成与数据驱动

• APS通常与MES（制造执行系统）、ERP（企业资源计划）、LIMS（实验室信息管理系统）等系统集成，实现数据的互联互通。
• 以实时生产数据（如设备状态、在制品信息、库存数据）为基础，确保排程依据的准确性。
• 通过数据分析，支持计划状态评估、瓶颈识别、库存分析、物料需求计划（MRP）计算等功能。

实施效益（参考案例）

• 提升生产效率与准时性： 如中钢邢机生产准时化率提升至96%，设备OEE提升至87%，交货期缩短20%。
• 降低生产成本： 如中钢邢机吨产品综合成本降低3%。
• 优化资源利用： 有效平衡各产线负荷，协调多工序生产，减少等待时间。
• 提高计划准确性与响应速度： 快速响应订单变化和生产异常，减少人工排程工作量和错误率。
• 支撑精益化管理： 为生产过程的标准化、精细化管控提供数据支撑和决策依据。

总之，我们引入APS智能调度系统通过对生产约束的精确建模和多目标的智能优化，能够显著提升钢铁及相关制造企业生产计划的科学性、准确性和效率，是实现精益生产和智能化管理的关键工具之一。