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钢管企业联动生产计划编制方法研究

更新时间:2016-07-05

钢管企业的生产组织首先是根据合同需求进行生产计划编制,然后按照编制好的生产计划下达生产任务,按照生产任务组织原材料领用发放、半成品以及产成品的生产、加工、入库、发货出库。在实际的钢管生产过程中存在多产线、多工序交叉的情况,使得生产计划的编制相对复杂[1-5]

APP(application的缩写),指运行于智能终端设备的第三方应用程序。传统的APP开发较为复杂,针对不同的手机操作系统而不同。以Android为例,需要有应用开发包(Software Development Kit,SDK)、开发环境如MOTODEV Studio for Android,J2ME开发插件等,采用合适的开发语言如Java,进行编程开发。此外,考虑到APP需要适应不同的操作系统,开发者还需要在后期做兼容性测试。

科学合理的生产计划是企业规范、有序、高效生产的根本保证,电炉—连铸—轧制—热处理—加工生产计划一体化联动编制是实现生产计划科学合理的关键因素,5大工序生产计划联动可以减少工序之间的等待时间,充分提高设备产能,降低成本,提高企业竞争力。生产计划编制的难点是算法和经验形成的规则,编制过程中不仅需要考虑来自客户越来越严格的产品质量要求及越来越多的个性化要求,还需要考虑产线产能约束条件,通过对生产订单所经过的各个生产工序占用能力的计算来进行工序能力的平衡,从而制定出同时满足工序设备状况、订单交货期、工序加工标准、物流平衡等条件的生产计划[6-16]

1 基本概念

电炉、连铸、轧制、热处理、加工是钢管生产流程中5大关键工序,它们之间不仅存在物流和资源平衡问题,还存在时间平衡问题。5大工序呈现顺序加工关系,前后工序紧密衔接,前工序是后工序的投料,后工序是前工序的产出。采用一体化联动编制生产计划可以极大地发挥各机组的最大产能,提高产量,缩短作业计划编制周期。

钢管企业生产计划编制的重点集中在电炉到连铸、连铸到轧制、轧制到热处理或加工的计划匹配上,为了满足计划匹配的业务要求和规则,将生产计划的编制分为4个层次,主要有:合同层、工序订单排产层、炉作业计划层、生产实绩层。第三层的炉作业计划层又分为3个分块,主要有:包括电炉炉次计划和连铸浇次计划的炼钢作业计划、轧制装炉计划以及包含热处理和加工线的管加工炉作业计划。

生产计划编制的流程如图1所示。

事实上,根据马斯洛的创造理论[3],以及后来阿玛拜尔等人的研究,创造力并不是天才人物所独有,而是呈现出一个类似于连续性的“波谱”,为每一个健康的人所拥有。在“波谱”的一端可能是天才的创造力,而中间或另一端则是普通大众的一般创造力。创造力是普遍人性的一个基本特点。

实验设备有:光催化反应器(自制);8W高效紫外杀菌灯(深圳市博利达光电科技有限公司);磁力搅拌器(江苏省金坛市环宇科学仪器厂);SX2-4箱式电阻炉(上海市实验仪器总厂);YQ-010A超声波清洗器(上海易净超声波仪器有限公司);CN-201型COD氨氮测定仪(深圳市昌鸿科技有限公司);UV752分光光度计(上海佑科仪器仪表有限公司).

图1 生产计划编制流程

第一层为接受销售提报的合同生成生产订单。生产制造管理部门接收销售提报的合同,在产品规范和冶金规范支撑下进行成分、理化、公差、探伤、加工、水压等交付标准和内控要求的工艺设计,工艺设计还包括包装、喷标、涂漆等附加要求以及制作流程等信息。在进行工艺设计的同时生成生产订单的产品结构(BOM——Bill of Material)。生成的生产订单不仅包括生产产品的数量、质量、规格、交货期要求,还有BOM中的制程、投入物料、产出物料等信息。

旧词新义是指把英语中原有的词汇赋予新的含义成为语义新词。赋予新义的旧词起初只用于英语口语中,后来,根据约定俗成的原则逐渐广泛地用于科技词汇中。大部分词的新义与原义有着某种明显的联系,如:

由2.2推算出的轧管转移长度再推算出轧制长度 L C作为管体长度[4],使用公式(6)~(7)推算管坯单倍尺长度L p

第三层为炉作业计划编制。炉作业计划编制贯彻“按工序排产订单组织生产”的管理理念,根据工序订单确定品种、数量以及工序订单的计划生产时间,编制炉作业计划。炉作业计划的目标是实现平衡物流、控制库存、降低成本。炉作业计划经过编制、调整,形成比较优化的作业顺序并符合机组作业规程,使得各工序生产有序、高效,确保物流顺畅、库存合理。

第四层为炉作业计划下发执行。通过生产实绩的收集,实时反映工序机组物料的产出及消耗信息,对生产过程中的材料进行跟踪。通过生产实绩的收集,确定合同是否需要补量或者关闭。用前工序生产实绩的判定数据触发后工序预作业计划转化为实际作业计划。

2 编制方法

在面对接收的大量客户合同和多条生产线、多工序同时生产作业的情况下,既要均衡生产能力,保证前后工序物料的顺畅,又要满足客户合同按质、按时、按量交货,同时必须考虑成本最低的工序组合,这是生产计划管理的一个难题,这个难题的解决需要结合生产工艺,经验积累,建立相应的模型。目前钢管企业常用的建立模型的方法有:数学模型法,反工序倒推加工线、热处理线、轧管机组管体排产量,用成品长度推算轧管转移长度,用轧管转移长度推算管坯单倍尺长度;人工交互法,通过各个工序之间的最大值和最小值的约束条件,通过专家经验选择产线;多模型、多算法协调工作。

2.1 排产量的计算

钢管企业按整个生产流程将产品结构纵向分为成品管、热处理管、热轧管、连铸坯、钢水等,根据物料的变化情况,分别确定了BOM中每层物料的需求量及该层作业计划的排产量,根据合同层的订货量通过如下的数学公式计算出BOM中下道工序的排产量。

式中N G——管体排产数,支;

平昌冬奥会中国体育代表团共获得82个参赛资格。其中,黑龙江运动员获得41个席位,占50%比例。另外,非正式名单中自由式滑雪空中技巧队有4名替补,其中有我省3人,计入替补运动员中国代表团共有86名运动员参赛,其中包含我省44人。另外,代表团中有5名运动员是经我省输送到外省,计入此5人,我省参赛运动员为49人,占比为56.98%,堪称代表团的绝对主力。对冰雪产业具备一定专业知识和经营管理知识的多功能人才的匮乏[1],同样阻碍了黑龙江省冰雪产业的发展。

教材中的探究性实验是培养学生科学探究能力的重要途径。通过探究性实验,学生可以掌握科学探究的基本思路和方法。例如,“探究环境因素对光合作用的影响”这一开放性实验可以让学生体验科学探究的整个流程[5]。在实验教学中,不仅要重视科学探究的过程,还要重视对实验结果的讨论、交流和展示。例如,在“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中,学生可以拍下典型的照片,进行交流、讨论。科学探究能力的培养正越来越受到重视,在浙江省的生物学高考中,实验占有较高分值,其中实验设计题一般考查探究性实验(表1)。

W P——管体排产量,t;

用相同的原理及公式可以推算出BOM中每一下层的排产量。

W O——订货量,t;

桥梁主体结构的本身承受力不足,主体结构的严重下沉与持续性下沉,位置不符合标准,强烈外力导致的结构不稳定,温度的突然变化导致地基质量下降,都会对桥梁主体结构的性能产生影响。桩基础施工质量不达标,施工机械设施故障,都会加大钢结构桥梁主体结构质量的不足。在桥梁工程施工过程中,桥梁主体有时会因为混凝土的外在压力而发生结构变形问题,产生裂纹与空洞。如果混凝土结构中的钢筋质量不过关,发生错位与折断问题,无疑加大了了桥梁主体结构的安全风险。

X3——烧损系数;

W J——接箍单支质量,t/支;

D K——轧管控制外径,mm;

D max——订货量差上限,t;

D min——订货量差下限,t;

W M——管体单位长度质量,kg/m;

(2)在质量方面,因路桥施工过程中涉及很多隐蔽工序,这些工序的质量能否得到保证,关键在于按照设计要求与现行规范来完成所有工序,并在此基础上落实三检制,即班组内自检、班组间互检和交接检查,把好质量大关,完成验收并确认合格后,才能正式进入到下一道工序当中,经过逐层检查与严格把关,保证工程整体质量[2]。

S K——轧管控制壁厚,mm(合同壁厚,结合公差标准计算);

L G——排产成品单支长度,m/支;

建棚应选在避风向阳、地势平坦、灌排方便、光照和通风条件好的地块。采用全钢架大棚骨架,整体要牢固,防止倾斜坍塌。大棚棚顶呈拱形,棚高2.0~2.5米,宽6~10米,长度不限,以作业方便为准。

J J——机紧后管端至接箍中心的距离;

X2——排产系数,由产线和日期组成的基础数据表得出。

X1——排产系数;

2.2 轧管转移长度计算

轧管转移长度主要与螺纹类型和合同要求的成品长度上限与下限的差值有关,由这2个因素确定轧制加长长度上限是100 mm或者230 mm,轧制加长长度下限为20 mm或者150 mm。

轧管转移单倍管体长度上下限=(成品管体长度上下限+轧制加长长度上下限+热处理加长长度-接箍J值)×变径率。成品管体长度极限由轧管产线基础数据表的静态数据得到。

2.3 管坯单倍尺长度计算

第二层是工序排产订单确认。生产订单下发生成工序排产订单,工序排产订单考虑了合并生产订单的情况,在第二层需要对工序排产订单的轧制组、热处理组和加工组等属性进行确认,同时还需要确认可选钢种的范围、炼钢标准、轧管标准、坯料来源、坯分类、轧制长度、铸坯定尺等内容。工序排产订单还有一个任务是对工序订单的生产时间进行排序。依据工序订单的交货期、生产周期以及订单的紧急程度高低,确定工序订单生产的开始时间,依据工序订单的排产量和所选产线小时能力进行该工序订单耗时的计算,从而得到下一个工序订单的生产开始时间。5大工序订单的排产以轧管工序排产为核心,前推电炉、连铸排产计划,后推热处理和加工线排产计划。

式中L g——连轧后轧管长度,m;

L p——铸坯单倍尺长度,m;

G p——铸坯单位长度质量,kg/m;

D g——轧管外径,mm;

2013年8月到2017年2月选择在我院进行诊治的结肠癌合并肠梗阻患者144例,纳入标准:临床资料收集完整;患者知情同意本研究;病理结果确诊为结肠癌合并肠梗阻;无手术禁忌症;研究得到医院伦理委员会的批准。排除标准:妊娠与哺乳期妇女;神经内分泌肿瘤、间质瘤、恶性黑色素瘤患者;急诊病例患者。其中男性80例,女性64例;年龄39~84岁,平均年龄(56.22±4.19)岁;临床分期:Ⅰ期80例,Ⅱ期40例,Ⅲ期24例。

W G——排产成品单支质量,t/支;

D p——管坯断面直径,mm。

通过BOM所表达的二维空间,产品结构清楚地体现了客户最终要求的成品从原料投入到加工为成品的全过程。加上相应的公式计算,从第一层合同层就可精确地计算出第三层作业计划层物料的排产量、加工管体长度、管坯长度和加工时间。

3 炉作业计划联动编制流程

对工序排产订单进行具体落实,就是炉作业计划编制,5大工序联动炉作业计划编制分为3个分块:第一分块炼钢作业计划,第二分块轧制装炉计划,第三分块管加工炉计划。

5大工序联动计划编制是通过把每个工序作业计划分为预计划编制和实际作业计划编制来实现的,预计划编制从电炉工序起,按该工序排产订单的BOMID(物料清单标志)的下道工序编制预计划,当上道工序的生产实绩产出物料判定时,自动将下道工序的预计划转为实际计划。

本文则在对企业战略管理、企业总体经营战略、企业生命周期等相关理论进行总体简单概述的基础上,结合河南省许昌市胖东来商贸集团由创业期转向企业成长期以及企业成长后期这两次经营战略调整的经验教训,提出了企业的首要发展目标是成为一个长寿企业,而非把企业做大做强,即企业首先要致力于成为一个500年的企业,而非成为世界500强。文章在此观点上,进一步提出了企业实现长期可持续发展的一些对策和建议。

3.1 炼钢作业计划编制

3.1.1 管坯需求生成

按照电炉、铸造制作流程一致,投入物料码一致,钢种索引码一致,工序监制一致,单倍坯长一致的原则合并轧制工序订单的管坯需求。外购坯和自炼坯需求各自分别进行合并处理。

3.1.2 生成电炉炉次计划和连铸浇次计划

用炼钢产线一个浇次所允许的最大炉数乘以出钢量上限减去单浇次头尾损失得到单浇次最大的冶炼订单量,当选定炼钢工序订单的冶炼吨数合计不大于单浇次最大的冶炼订单量时用选定订单冶炼吨数合计计算单浇次冶炼炉数,生成炉次计划和浇次计划。

3.2 连铸计划生成时触发轧制装炉预计划

连铸计划生成时计算铸坯的倍尺数、倍尺长度、倍尺支数,同时触发生成轧制装炉预计划。依据连铸计划的属性与轧制工序订单的合同号、钢种、断面、定尺相同的原则,自动生成轧制装炉预计划,并计算出预计划装炉支数和重量。生产实绩管理中精整入库后,自动将连铸的炉号、支数、重量写入轧制装炉预计划中,连铸坯判定后,轧制装炉预计划转为实际装炉计划。

此项目所开发的变频电动机,转速范围较宽,最高转速较高,达2 000 r/min,因此必须进行临界转速的计算。

3.3 轧制装炉计划下发时触发加工作业计划

轧制装炉计划下发时触发后工序(热处理或者加工线)的预计炉作业计划,轧管生产实绩中精整入库质量判定时确认后工序(热处理或者加工线)的预计炉计划转为实际生产作业计划。

4 应用效果

目前,天津钢管制造有限公司从满足钢管制造生产需求出发,建立了从电炉、连铸、轧制、热处理、加工共5个大工序4个层次3个分块的多条产线、多工序交叉的一体化联动生产计划模型,将从炼钢到管加工的多条产线全部纳入系统管理,整个过程充分考虑了交货期、产品质量、成材率、成本等各个方面因素,实现了一体化联动生产计划,为企业创造了准时制生产环境。

5 参考文献

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[16]马军强,王茹,陈勇,等.MES系统在鞍钢无缝钢管厂的应用[J].钢管,2012,41(1):75-81.

●简 讯

天津钢管集团股份有限公司成功举办钛合金油管应用成果鉴定及推广会 [发布日期:2018-01-15] 日前,由天津钢管集团股份有限公司(简称天津钢管)和中石化西南油气分公司主办、中国船舶重工集团公司第七二五研究所协办的钛合金油管应用成果鉴定及推广会在四川省成都市召开。来自中石化集团总部、国内各大相关油田、科研院校50多位代表参加了会议。会上,天津钢管代表就钛合金油管研发、生产和油田应用等进行了总体汇报,并针对专家评审组提出的问题进行详细回答。专家组经过评议一致认为,天津钢管开发的钛合金油管满足超深、高温、高腐蚀气田使用工况要求,达到了国际先进水平,建议推广使用。

(摘自:TPCO天管在线)

南京钢铁股份有限公司“一种低压缩比热轧9Ni钢厚板及其制造方法”获中国专利奖优秀奖 [发布日期:2018-01-17] 日前,南京钢铁股份有限公司“一种低压缩比热轧9Ni钢厚板及其制造方法”获中国专利奖优秀奖,钢铁行业共有8项专利获得第十九届中国专利奖优秀奖。

李玉柱
《钢管》 2018年第01期
《钢管》2018年第01期文献

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