生產設計及質量設計是將銷售合同訂貨數據結合特定鋼廠現場機組設備能力，按照一定的算法及規(guī)則，設計出每一個合同在經過的每道機組工序的生產、質量控制數據。針對每個銷售合同，制造系統中既有全程設計的工藝規(guī)格要求，又有分段的機組規(guī)格要求。在生產的不同階段根據不同的工藝規(guī)格參數來進行生產規(guī)格控制，既減少了人工判斷不符合全程設計要求的產品是否可以繼續(xù)為該合同組織生產的判斷過程，又提高了計劃、物料的精細化管理水平。

　　關鍵詞:制造系統,銷售合同,全程生產設計,分段生產設計

　　該制造系統于2008年12月底正式上線運行，全程生產設計作為將銷售合同訂貨要求轉換為合同全程經過工序/機組的生產工藝控制參數過程的重要功能之一，對上海梅山鋼鐵股份有限公司鋼廠的銷售合同按質、按量完成，為“以需求組織生產”的原則提供了準確的參考依據以及強力的信息數據支撐。2017年該廠借制造信息系統升級改造的機會，實現了分段生產設計的功能，進一步提升了生產設計的精細化管理。

　　1分段生產設計概述

　　1.1生產設計概述

　　生產設計是制造管理部在接收到銷售合同室下發(fā)的銷售訂貨合同后，根據銷售合同訂貨要求，訂貨產品對應的冶金規(guī)范、產品規(guī)范要求以及現場機組能力要求等信息，按照一定的算法及規(guī)則，計算出每一個合同在經過的每道機組工序的生產、質量控制數據。生產設計主要解決的是根據每一個訂貨合同的訂貨要求，計算出生產該產品需經過的工序或機組的出入口重量、鋼卷相關的外徑范圍、板坯的寬度范圍等關鍵內容。

　　上述生產設計的結果的主要用途包括如下:(1)每道機組/工序的生產計劃編制時的機組出口規(guī)格(重量、外徑等)控制要求。(2)當前機組/工序產出的物料規(guī)格是否仍可繼續(xù)生產出滿足合同訂貨要求的成品的判斷標準。(3)物料轉用充當時，是否可以把余材或者有合同材料掛到另一個合同上，以進行后續(xù)組織生產的轉用充當規(guī)格判斷標準。(4)當鋼廠現場有外購料、互供料業(yè)務時，每個合同特定工序產品的產品訂貨規(guī)格要求。

　　1.2分段生產設計意義

　　2008年底該鋼廠全程生產設計功能上線后，初步實現了按合同組織生產，全程一貫工序參數控制的要求，該功能已經比較好地滿足了現場精藝制造的要求。但由于該鋼廠前后工序設備能力非全部匹配或者非全部連續(xù)，該鋼廠一個典型的業(yè)務場景是一個合同將經過的3～6道工序/機組，全程生產設計的瓶頸工序通常為第1道工序/機組，即01煉鋼工序，在01煉鋼工序生產完成后，后續(xù)2～5道工序如果還是維持全程設計的計算結果，則這時候機組的出入口重量規(guī)格會由于瓶頸工序的限制導致規(guī)格范圍偏小。

　　但由于瓶頸工序已經通過，如果不考慮瓶頸工序，重新進行生產設計，則結果更優(yōu)，設計能力范圍也更寬。結合上述描述情況，原有的全程生產設計當碰到如下幾種情況時，會存在一定的設計不足:

　　(1)材料產出異常封鎖:每道機組/工序產出后，部分材料(比如熱卷、冷卷)超出全程設計結果的范圍，進而導致在系統對該部分材料進行系統判斷封鎖，等待人工來判定是否需要繼續(xù)在該合同上組織生產。如果進行分段生產設計，不再考慮前道工序，比如01煉鋼工序，用分段生產設計的結果來進行封鎖判斷，則該情況的封鎖量會減少10%～15%左右。

　　(2)轉用充當范圍偏窄:由于全程生產設計的非瓶頸工序出入口規(guī)格都偏窄，降低了對余材物料充當或者有合同物料轉用的準確性，變相提高了余材的發(fā)生率。

　　(3)外購料、互供料訂貨要求不夠準確:由于瓶頸工序對每個合同生產設計結果的限制，導致外購料、互供料的訂貨要求范圍偏窄，不利于外購料、互供料的業(yè)務開展。

　　1.3分段生產設計與全程生產設計的差別分析

　　全程生產設計實現的主要功能是結合合同設計需經過的所有各工序/機組的能力限制，合同訂貨要求，進行規(guī)則匹配匡算，采用上下限值約束收斂的方式，計算出對應每個合同所有經過工序的連續(xù)的出入口規(guī)格能力(重量、外徑等)，并對計算結果信息進行保存，以方便后續(xù)生產作業(yè)的使用。

　　分段生產設計實現的主要功能是在不考慮合同已通過的生產工序/機組的情況下，綜合考慮每個訂貨合同剩下的所有工序/機組能力限制，合同訂貨要求，同樣進行規(guī)則匹配匡算，采用上下限值約束收斂的方式，計算出每個合同所有未通過工序的連續(xù)的出入口規(guī)格能力(重量、外徑等)，并對計算結果信息進行保存，以方便后續(xù)生產作業(yè)的使用。

　　從上述功能描述中可以看出，分段生產設計可以概括為全程生產設計的進一步提升跟優(yōu)化，分段生產設計是在結合已通過工序的情況下進行的生產設計。分段生產設計允許根據某道工序來獲取更精準的、不考慮已通過的各工序的各機組生產出入口規(guī)格信息。分段生產設計實現后，將從根本上解決前述的3個全程生產設計存在的不足，從而更有效地提高生產設計的準確性。

　　2分段生產設計流程

　　分段生產設計是全程生產設計的進一步提升優(yōu)化，本文將按照標準輸入、輸出以及計算邏輯處理過程來描述分段生產設計的內容、流程以及推理思路。

　　2.1分段生產設計輸入

　　我們結合一個樣例合同，來演示分段生產設計的具體流程。合同號:T7S0000059，產品類型為電鍍錫產品。

　　(1)訂貨合同的訂貨需求每個訂貨合同的訂貨信息中，包括訂貨品種、訂貨規(guī)格(比如訂貨重量、訂貨單重最小值、訂貨單重最大值)等信息。

　　(2)訂貨合同的加工工序/機組信息制造管理部產品工藝室在接收到銷售合同后，會根據每個合同匹配出對應的產品規(guī)范碼、冶金規(guī)范碼、最終用途碼等信息，同時質量設計會設計出該合同可生產加工的加工途徑碼(每位合同加工途徑碼代表需要經過的機組信息)。

　　(3)機組能力信息每個合同在質量設計的時候已經處理出了合同加工途徑信息，即合同加工途徑碼，通常加工途徑碼用17位0或非0來進行標識，經過的就標識非0，并用相應的數值來標識經過的機組。比如本合同中的一條加工途徑碼為“90010001010010000”，相應經過的機組號為“S009-H001-C102-C112-C117”。對于該合同，在這條合同加工途徑碼進行生產設計的時候，會結合相應的經過機組，并對機組能力進行設計與計算，通常包括煉鋼工序、熱軋工序、冷軋工序。在具體的系統設計過程中，一般將這些現場的具體能力值進行靜態(tài)表數據維護。

　　2.2分段生產設計計算方法

　　冷軋合同分段生產設計大致計算步驟:

　　(1)根據訂貨合同，由質量設計確定該合同所需要經過的各工序。

　　(2)根據每個訂貨合同下的每個合同加工途徑以及設定的起始工序/機組，計算各后續(xù)工序相應機組的能力限制，確定合同對應材料在成品機組出口的重量范圍。

　　(3)根據訂貨單重信息及合同對應材料在成品機組出口重量范圍，確定分切數的范圍。

　　(4)從最小分切數到最大分切數，執(zhí)行冷軋分段生產設計循環(huán)操作，某一分切數下，該分段工序下冷軋合同相應規(guī)格推算成功，則分段生產設計成功。

　　(5)建立該冷軋合同各分段工序/機組相應的質量、生產數據，包括合同相應工序的分段出入口重量信息、推薦分切數等。

　　2.3分段生產設計輸出

　　結合上述2.1及2.2描述的分段設計輸入內容以及計算方法，可計算出每個合同每個加工途徑每個機組/工序的分段入口最大重量、最小重量及分段出口最大重量、最小重量信息。以前述合同為例。分析這個合同分段生產設計與全程生產設計的具體結果可以看出，C102機組全程生產設計的出口材料重量范圍為11.23～15.588t，分段生產設計的出口材料重量范圍為10.255～16.408t，該合同下08工序/C102機組的分段生產設計，由于不考慮前道機組相應的機組能力限制，出口范圍更廣。

　　根據上述分段設計的計算方法描述，每道工序的出入口規(guī)格都根據工序進行了更優(yōu)化的計算，相比全程生產設計通常結果范圍更大。結合上述描述，分段生產設計可以解決前述的幾個問題:材料產出異常封鎖;轉用充當范圍偏窄;外購料、互供料訂貨要求不夠準確。

　　3結語

　　分段生產設計在制造管理系統實現后，冷軋訂貨合同在制造管理系統中既進行了全程生產設計又進行了分段生產設計。分段生產設計實施后，在“以合同組織生產”的實際生產過程中，完成了如下目標:

　　(1)保證合同各工序產品的按質、按量組織生產。

　　(2)減少物料產出后以往按全程規(guī)則進行封鎖，導致封鎖過多，后續(xù)需要人工在系統中確認是繼續(xù)生產還是確實不滿足合同后續(xù)生產，物料從合同上脫料的過程。減少了人力的大量浪費，提升了工作效率。

　　(3)提高余材物料充當或者有合同物料轉用的準確性，物料可轉用或充當的可選擇范圍更廣，更有效地控制現場余材，降低余材產生率。

　　(4)為合同前道工序的外購料或者互供料提供更精準的原料規(guī)格要求，為提升客戶合同的完成情況提供堅實可靠的保障。

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