合同组卷技术在冷轧MES中的应用

第３９卷第４期　２０１５年７月　冶金自动化　

Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｖｏ１．３９　Ｎｏ．４，ｐ４５—５１　

Ｊｕｌｙ　２０１５　

・企业信息化技术－　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－７０５９．２０１５．０４．００８　

合同组卷技术在冷轧ＭＥＳ中的应用　王晓燕　（上海宝信软件股份有限公司解决方案事业本部，上海２０１９００）　摘要：市场对于冷轧产品的需求具有订货量小、成品单重，，｛、、品种多、规格多的特点。为减少这些不同品种的　小订货量合同在生产过程中产生较多无合同材料而造成的库存和资金占用，对合同组卷技术进一步研发，采　用精细化合同组卷技术模式，将合同按订货单品要求分解成虚拟卷，根据合同组卷规则把虚拟卷分工序组合　进冷卷原料中，实现多路径、多规格的冷轧小订货量合同在一个钢卷上组合加工生产，从而减少无合同材料，　降低库存占用，加快资金周转，提高公司效益。　关麓词：组卷；虚拟卷；构成卷；特异点；轴合同；冷轧；制造执行系统　文献标志码：Ｂ文章编号：１０００　．７０５９（２　５）０￣－－００４５－０７　

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｏｒｄｅｒ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｌｄ　ｌｏｌｌｉｎｇ　ＭＥＳ　ＷＡＮＧ　Ｘｉａｏ—ｙａｎ　（Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ　Ｓｏｌｕｔｉｏｎ　Ｂｕｓｉｎｅｓｓ　Ｇｒｏｕｐ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｂａｏｓｉｇｈｔ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０１９００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｅ　ｍａｒｋｅｔ，ｔｈｅ　ｄｅｍａｎｄ　ｆｏｒ　ｃｏｌｄ　ｒｏｌｌｉｎｇ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｈａｓ　ｔｈｅｓｅ　ｆｅａｔｕｒｅｓ：ｓｍａｌｌ　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｑｕａｎｔｉｔｙ，ｌｉｇｈｔ　ｉｎ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｓｉｎｇｌｅ　ｗｅｉｇｈｔ，ｇｒｅａｔ　ｉｎ　ｖａｒｉｅｔｙ　ａｎｄ　ｎｕｍｅｒｏｕｓ　ｉｎ　ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｒｅ—　ｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｓｔｏｃｋ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｏｃｃｕｐａｔｉｏｎ　ｏｆｆｕｎｄ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　ｎｏｎ－ｏｒｄｅｒ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｂｒｏｕｇｈｔ　ｂｙ　ｓｍａｌｌ　ｏｒｄｅｒｓ，ｔｈｅ　ｏｒｄｅｒ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆｉｎｅ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅ　ｉｓ　ｕｓｅｄ．Ｔｈ￣ｕ＠ｔｈｉｓ　Ｉｎｏｄｅ，ｔｈｅ　ｏｒｄｅｒ　ｐｍｄｕｃｔｓ　ａｒｅ　ｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｔｏ　ｖｉｒｔｕａｌ　ｃｏｉｌｓ，ｗｈｉｃｈ　ａｒｅ　ｒｅｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｏｒｄｅｒ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｒｕｌｅ．Ｔｈｕｓ　ｔｈｅ　ｓｍａｌｌ　ｏｒｄｅｒｓ　ｗｉｔｈ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｐａＩ量ｌｓ　ａｎｄ￣ｐｅｃｉｆｉ—　ｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ａｒｅ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｏｎｅ　ｃｏｉｌ，ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｃｕｔ　ｄｏｗｎ　ｎｏｎ－ｏｒｄｅｒ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　

ｓｔｏｃｋ，ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ　ｔｈｅ　ｆｕｎｄ　ｔｕｒｎｏｖｅｒ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｆｉｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｎｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｏ￣ｅｒ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ；ｖｉｒｔｕａｌ　ｃｏｉｌ；ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｄ　ｃｏｉｌ；ｓｉｎｇｕｌａｒ　ｐｏｉｎｔ；ｂａｓｅ　ｏｒｄｅｒ；ｃｏｌｄ　ｒｏｌｌｉｎｇ；　ＭＥＳ　

０引言　冷轧产品大类主要包括普通冷轧板带钢、镀　锌钢板、镀锡钢板、彩涂钢板、电工钢板等，规格　品种多达数千种，产品工艺要求也各不相同【１］。　冷轧产品具有原料大、成品单重小、品种多、规格　多、订货量小、加工路径复杂等特点。近年来，国　内钢铁市场呈现供大于求的局面，生产经营形势　严峻，行业竞争激烈，用户小批量、多品种订货成　为常态。为发挥冷轧大生产的效率，将单独的小　订货合同组合成适当的生产订单，对小批量的订　单进行归并集批，实现大批量集中生产，是钢铁　企业提高产能、减少余材、提高效率、降低成本的　有效手段。但是不同加工路径、不同规格、不同　工艺要求的小批量订单往往无法归并集批，这些　

作奢简介：王硗燕（】９７３一），女，工程师；牧稿扫期：２０１４－０４—１３　・４６・　冶金自动化　第３９卷　订单在生产过程中会产生较多的无合同材料，造　成库存和资金的占用，影响企业效益。　面对冷轧大生产与多品种、小订单产品需求　的矛盾，如何将单独的小订货量合同与大的原料　钢卷进行组合，集批生产，从而减少生产余材，提　高生产效率，成为迫切需要解决的问题。为此，　上海宝信软件股份有限公司（后简称宝信）研发　了合同组卷技术，通过在一个原料钢卷中组人多　个合同，实现不同产品、不同规格、不同加工路　径、不同工艺要求的合同生产集批（若存在不同　生产路径的合同，在下道工序不同时，会在当前　工序进行分割，进而分别进行后工序的生产）。　合同组卷技术于２０１０年应用于广州ＪＦＥ钢板有　限公司，该公司主要生产冷轧镀锌汽车用钢板、　家电板及建筑、轻工用板。该公司的订单中，大　部分的合同都具有订货质量小、产品规格及工艺　要求不同的特点，在按一个钢卷对应一个订单组　织生产时会产生很多无合同材料，影响公司经营　效益。合同组卷技术在该公司实施后，实现了单　个原料集批多个订单的生产，最大限度减少了无　合同材料的产出与库存占用，提高了生产效率。　１方案选择　针对小订货量合同较多、品种要求较分散的　生产企业，宝信先后研发了开放式组卷和精细化　组卷２种技术模式。　１．１开放式组卷模式　该模式主要解决单重不同、生产要求相同的　合同共用一个原料卷的需求问题，将不同单重的　合同按照其对原料的占用量进行匹配，在原料上　只记录组人的合同号及各自占用的原料量。机　组产出时，将产出卷实绩与组卷合同进行匹配充　当，不能匹配的产出卷作为余材。例如Ａ原料钢　卷重２５　ｔ，通过开放式组卷功能组入了Ｏ１、０２两　个合同，其中Ｏ１合同（订货单重７．５　ｔ，单重范围　７～８　ｔ）占用Ａ钢卷１５　ｔ，０２合同（订货单重１０　ｔ，　单重范围８—１０．５　ｔ）占用Ａ钢卷１０　ｔ，Ａ钢卷中　只记录其对应的两个合同分别占用１５　ｔ、１０　ｔ。生　产计划下发时，因为两个合同生产要求相同，故　只下发０１合同的生产参数；成品机组产出时，操　作员对包含多合同的钢卷Ａ按照计划单的指示　手工分卷，第１、第２个子卷质量假设为７．５　ｔ，符　合０１合同的订货要求，则自动匹配到Ｏ１合同；　后续子卷产出时假设分割异常，质量为５　ｔ，不符　合０２合同的单重范围，则后续子卷被自动处理　为余材，与０２合同解除匹配关系，０２合同需重　新组入新的原料卷进行生产。　该技术模式的优点是实现代价小，只需要在　ＭＥＳ生产管理模块增加钢卷与多个合同匹配的　组卷功能，并在计划管理和物料实绩模块进行较　少的配套改造就可以实现，其他功能及外围系统　不受影响。缺点是只能将不同订货单重、但规格　和工艺要求相同的合同组入同一钢卷，对于不同　规格、不同工艺要求的合同则不能实现合并生　产。　１．２精细化组卷模式　精细化组卷是将不同要求的合同，在合同处　理完成之后，按照订货单重要求分解到一组虚拟　卷（每个最终交付单品称为虚拟卷）中，在各个工　序都可以查询到未组卷的虚拟卷信息和有余材　量的工序原料卷信息（一个钢卷若未组入合同或　者未组满合同，则该钢卷在该工序有余材量），针　对这两部分信息可以人工或自动进行组卷。组　卷时，系统依据事先设定的组卷规则对虚拟卷与　原料卷是否匹配进行检查，若二者的参数符合该　工序组卷规则，则该虚拟卷被组入，如此重复，直　到将需要生产的合同虚拟卷全部组入原料卷或　者不再有满足条件的原料卷可以组人为止。　在该技术模式下，一个原料卷上可以组人多　个生产要求不同的合同，一个合同也可以组入不　同的原料卷中，钢卷与合同是灵活的多对多关　系，组卷后系统精确记录原料卷中每个构成卷与　虚拟卷的具体位置。构成卷是指一个钢卷由多　个合同组卷或在酸轧人口侧进行并卷生产时，造　成卷内因板厚、温度、镀锌量、延伸率等生产规格　不同而产生的不同分段（在生产规格变化点或并　卷焊缝处进行打孔跟踪）　Ｊ。构成卷不赋卷号，　第４期　王晓燕：合同组卷技术在冷轧ＭＥＳ中的应用　只记录序号，库管理仍然按物理卷管理。　该组卷技术在ＭＥＳ中的生产管理模块实　施，要求计划管理、物料实绩和质量管理模块进　行配套开发，并要求过程控制Ｌ２系统能分段控　制钢卷生产工艺并能按生产指示跟踪每个虚拟　卷。组卷确认后合同和原料卷可以释放生产，计　划管理模块以原料卷为对象编制作业计划，但在　向Ｌ２下发生产指令时，会根据组卷信息下发所　有构成卷的工艺控制参数、钢卷内所有合同出口　参数、构成卷内每个虚拟卷的位置以及虚拟卷之　间是否要分割的信息。Ｌ２按照构成卷生产控制　参数控制每段（一个构成卷为一段）的生产，生产　完成后将生产实绩传送给ＭＥＳ，ＭＥＳ物料实绩模　块根据实际的生产情况重新计算每个构成卷、虚　拟卷的位置。另外，生产异常情况可能会造成余　材的产出和虚拟卷的释放，释放的虚拟卷可以继　续组人任意工序的原料卷，释放的余材量可以在　产出后继续进入下道工序的组卷设计。在成品　机组生产时，计划管理模块按照余材最少的原则　重新计算特异点（钢卷在成品机组的分割点称为　特异点，每个特异点对应一个虚拟卷，最后一个　特异点对应尾部切割点，特异点信息从酸轧机组　开始精确跟踪，位置发生变化时重新计算）位置　并下发Ｌ２，Ｌ２按照特异点位置进行分割，物料实　绩模块根据Ｌ２生产实绩处理每个产出成品。在　钢卷生产过程中，质量管理模块以构成卷和虚拟　卷为单位进行封锁、放行等质量处置。　针对广州ＪＦＥ钢板有限公司不同路径、不同　规格、不同工艺要求的小订货量合同在各工序共　享原料钢卷的生产需求，宝信选用精细化的合同　组卷技术模式。以下对精细化组卷技术模式的　设计与实现进行描述。　２　设计实现　２．１合同组卷约束条件及规则　合同组卷前需要由厂里的工艺人员根据工　艺条件制定组卷约束条件，主要有：（１）１个钢卷　中，最多只能有４个构成卷。（２）１个构成卷内　最多包含５个合同，１个钢卷最多包含２Ｏ个合　同。（３）特异点从１开始计算，１个钢卷最多包　含２１个特异点，最少包含２个特异点。（４）酸轧　出口工序之后不能新增和删除构成卷。原料钢　卷与构成卷、合同、产品的构成关系见图１。　

（钢卷）　（构成卷１＞　最大４／钢卷