Информационные системы

Автоматизированная система оперативно-календарного планирования производства АС ОКПП

Предлагаемое решение позволяет реализовать сквозное автоматизированное календарное и оперативное планирование производства в рамках крупного металлургического предприятия полного цикла. Используемый принцип планирования операций от конечной продукции, до подготовки сырья обеспечивает эффективное производство всех заготовок и материалов строго в необходимом объеме, обеспечивает оптимальную загрузку оборудования с учетом всех технологических правил, особенностей и ограничений каждого охваченного системой производственного процесса. АС ОКПП позволяет реализовать метод производства «под заказ» в условиях металлургического предприятия любого масштаба.

При создании Системы осуществляется индивидуальный учет всех значимых факторов, влияющих на производительность и продолжительность производственного цикла на каждом конкретном производственном участке – особенности складирования и транспортировки материалов, особенности проведения испытаний и оформления сопроводительной документации и т.д. Это обеспечивает адекватность расчетов и работоспособность Системы в целом.

Внедрение системы обеспечивает ритмичную согласованную работу всех производственных участков по всем переделам. При этом достигается существенный экономический эффект за счет сокращения запасов и остатков, точного соблюдения сроков производства и отгрузки коммерческих заказов, своевременного принятия мер при обнаружении незагруженных производственных потоков и многих других факторов.

Система реализована на Магнитогорском металлургическом комбинате. В настоящее время она охватывает переделы выплавки и горячей прокатки предприятия.

Ниже представлено краткое описание решения.

Актуальность применения АС ОКПП на металлургическом предприятии

Несмотря на высокий потенциал современных методик оптимизации производственных планов их применение на практике связано с серьезными трудностями. Сортамент крупного металлургического предприятия насчитывает десятки тысяч позиций, а многие коммерческие заказы являются уникальными. Один и тот же заказ может изготавливаться по альтернативным технологическим маршрутам, которые, в свою очередь, допускают альтернативные параметры полуфабрикатов. В таких условиях оптимизация графиков производства сама по себе является сложной задачей. Причем она должна решаться в динамике, поскольку в ходе длительного производственного цикла неизбежно накапливаются существенные отклонения от плана – нештатные ситуации, несоответствия свойств и т.д. Действительно эффективное планирование требует согласования графиков всех смежных производств и учета сопутствующих факторов – доступности складов, транспорта, подготовки сменного оборудования.

Особенностью современного состояния отрасли стала динамика наполнения портфеля заказов. Зачастую месячный портфель заказов на начало периода заполнен лишь частично и его наполнение происходит уже в течение периода, причем производственные потоки заполняются заказами неравномерно. Это серьезно затрудняет балансировку загрузки производственных мощностей. Для улучшения ситуации чрезвычайно актуальной становится задача приемки малотоннажных, нетиповых и других «неудобных» для производства заказов, однако экономическая эффективность их производства должна тщательно проверяться и обеспечиваться специальными подходами к группировке заказов.

Перечисленные факторы, с одной стороны, значительно усложняют задачу автоматизации планирования, с другой – делают ее решение еще более актуальным, поскольку формирование и оперативная корректировка планов «вручную» с учетом всех нюансов становится крайне сложной задачей.

Особенности решения, обеспечивающие эффективную реализацию

В Системе реализуется принцип последовательной детализации производственных планов в три основных этапа – календарного, среднесрочного и оперативного. Такой подход позволяет на предварительном этапе эффективно сбалансировать потоки продукции и согласовать работу различных переделов предприятия, а затем осуществлять поэтапное формирование среднесрочных и оперативных планов с учетом всех ограничений. Многоэтапный подход обеспечивает работу системы в условиях постепенного (в течении месяца) заполнения портфеля заказов.

Системой осуществляется непрерывное отслеживание текущего состояния производства и постоянная актуализация производственных планов всех уровней на основе фактических данных. Это, в том числе, позволяет поддерживать разумный баланс между жесткими требованиями к соблюдению планов и обеспечением необходимой свободы действий для оперативного управления производством в зависимости от текущей ситуации.

Важную роль в обеспечении возможности реагирования на текущую ситуацию играют отработанные механизмы разделения персональных и групповых прав/ролей отдельных сотрудников и служб предприятия. Выверенная структура приоритетов обеспечивает возможность гибкого изменения планов с целью повышения общей эффективности производства, не допуская при этом злоупотреблений для повышения частных показателей эффективности отдельных подразделений.

Информационное обеспечение

Техническая возможность реализации Системы требует соответствующего информационного обеспечения.

Прежде всего, это наличие достаточно развитого функционала оперативного управления производством (уровень MES). Его средствами осуществляется исполнение оперативных планов производства и контроль фактической производственной ситуации.

Также важнейшим условием эффективной работы АС ОКПП является внедрение на предприятии эффективной системы управления производственной нормативно-справочной информацией (НСИ), позволяющей на основе наследования данных ERP создать и сопровождать контент справочников и нормативов, детализированных до уровня, применяемого в оперативном управлении производством. Для этих целей компания Аусферр предлагает развертывание собственного специализированного решения – Корпоративной системы управления НСИ (КСУ НСИ).

КСУ НСИ разработана для управления НСИ крупного металлургического предприятия и поддерживает ведение широкого набора нормативной информации, необходимой для целей оперативного планирования – производительность и регламенты работы агрегатов, различные технологические ограничения агрегатов, правила чередования позиций сортамента, нормативы и правила складирования, отгрузки и многое другое.

Архитектура системы

АС ОКПП включает три основные подсистемы - долгосрочного календарного планирования, среднесрочного календарного планирования, оперативного планирования. Подсистемы последовательно решают задачи формирования и детализации производственных планов на основе единой корпоративной базы НСИ и поступающих исходных данных. Параметры поступающих заказов принимаются из корпоративной информационной системы. Из средств управления ТОиР принимаются графики плановых ремонтов и простоев.

Структура решения

Сформированные графики производства передаются к исполнению в системы оперативного управления производством (MES). Система поддерживает постоянную связь с уровнем MES, отслеживая этапы исполнения заказов и непрерывно актуализируя данные о текущем состоянии производства и оборудования, наличии материалов на складах, доступности транспорта, подготовке сменного оборудования и т.д. Средствами системы актуальные фактические данные передаются на корпоративный уровень управления.

Функционал календарного планирования

Подсистема осуществляет распределение заказов по технологическим маршрутам и расчет суточных норм для каждого технологического звена с учетом их ограничений и плановых простоев.
На основании полученного перечня коммерческих заказов Система в автоматизированном режиме формирует производственные заказы. Специализированные средства работы с коммерческими заказами обеспечивают их оперативную обработку и группировку по настраиваемым параметрам. Система осуществляет необходимое разделение крупных заказов и объединение мелких заказов с формированием плавок/партий оптимального объема. Результатом является постоянно актуализируемая матрица распределения заказов по суточным квотам каждого производственного участка. Она позволяет оперативно контролировать сбалансированность загрузки производственных потоков и своевременно принимать меры по приоритетному наполнению заказами недогруженных потоков.

Последовательность размещения заказов определяется очередностью принятия и их приоритетами. Для уже размещенных в плане заказов определяются прогнозируемые даты производства и отгрузки по переделам. При расчете модель опирается на нормативные длительности обработки, технологические и транспортные задержки каждой конкретной позиции сортамента. В результате проводится уточнение и перераспределение даты обработки заказов по переделам.
Исходя из суточных квот и графика ремонтов формируются предварительные планы установки сменного оборудования. При этом система перераспределяет заказы в смежных сутках с целью оптимального использования ресурсов сменного оборудования.

Стадия среднесрочного планирования

По мере наполнения суточных квот реальными заказами проводится расчет графиков работы агрегатов с учетом полного набора технологических правил. Необходимость отдельного уточняющего этапа связана с тем, что на длительном горизонте планирования данная процедура может выполняться некорректно в случае неполного портфеля заказов и в условиях накапливающихся отклонений.

Главной функцией среднесрочного планирования является согласование работы переделов выплавка – прокатка. При этом учитываются такие особенности, как «горячий» посад в печи. Среди дополнительных функций можно выделить определение «дефицитного» сортамента для перестроек и выделение немонтируемых заказов.

Функционал оперативного планирования

На основании календарного плана система осуществляет построение сменно-суточных заданий для каждого производственного агрегата, планирует загрузку складов, внутренние транспортные операции и отгрузку готовой продукции. Автоматически формируются контактные графики производства, детализированные до отдельных единиц продукции и полуфабрикатов.

Реализованы средства непрерывного мониторинга текущей ситуации и инструменты тонкой настройки графиков для их оперативной корректировки в пределах допустимых для исполнения календарного плана.

Система отслеживает не только ход выполнения каждого заказа, но и контролирует его соответствие предъявляемым требованиям. Возникающие в производстве остатки учитываются как «свободное» наличие и приоритетным образом используются при выполнении текущих или вновь поступающих заказов. Реализованы механизмы переназначения продукции с заказа на заказ с автоматическим учетом всех требований.

Актуальная информация о выполнении заказов, простоях, состоянии оборудования, складов и транспорта передается на уровень календарного планирования. При накоплении отклонений или истечении заданного периода времени происходит автоматический пересчет и корректировка планов всех уровней.

Яндекс.Метрика