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济宁无缝钢管生产中ERP和APS整个系统研究【摘要】苏州普实软件专注制造业软件 15 载，提供“拥抱世界级管理,成就幸福企业”的世界级产品和解决方案。1 无缝钢管生产流程及其生产中ERP的限制 1.1无缝钢管生产工艺流程介绍 钢管有多种分类方法，从加工制造的角度可分为焊接钢管和无缝钢管。本文以无缝钢管生产中的计划与调度问题作为研究对象。由于无缝钢管的生产计划与调度与其生产工艺紧密相关，因此，熟悉其生产工艺流程能够便于准确实施生产计划与调度。 无缝钢管生产工艺通常由热变形处理和冷处理构成。热变形处理是钢坯在高温条件下持续进行加工形成毛管，用到的设备包括穿孔机、连铸机和张力减径机。冷处理过程也称为精整过程，是指在正常条件下毛管加工为成品钢管的过程，工艺过程包括冷却、矫直、切割、探伤等。无缝钢管的加工方法有很多种，分为热轧、冷轧、冷拔，但多数客户订单要求热轧工艺。无缝钢管的热轧工艺流程如图1所示，依次经过管坯切割(折料)、加热炉加热、实心管坯穿孔、延伸机轧薄管壁、热轧工序、加热炉再次加热、精轧环节，最后加工为成品无缝钢管。?图1 无缝钢管生产工艺流程图 上述无缝钢管热轧工艺流程的管理与控制在现实中都是通过信息系统来实现。钢铁企业的信息系统主要包括公司级系统(ERP)、车间级系统(MES)和生产线控制系统(PCS)。而钢铁企业的各级生产系统并不是孤立存在的，系统之间要完成信息的交互。因此，有必要把各系统作为一个集成系统看待，而集成系统的表现形式为系统间功能的分担和数据信息交互。??1.2无缝钢管生产过程中ERP系统的限制 钢铁企业的无缝钢管生产是面向订单的生产方式，这种生产方式要求企业能够实现最少库存量和履行客户交货期。为了完成库存和交货期的要求，需要详细的生产计划与调度方案。但钢铁企业的ERP系统主要包括订单管理、销售和运作计划、主生产计划、产品管理等模块，对于详细的生产计划与调度方案不能提供很好的支持。 钢铁企业ERP系统中主生产计划模块只能完成粗略产能计划，粗略产能计划只能了解关键资源的能力需求，比较关键资源的可用性，总体掌握关键资源的情况，并没有细分出关键资源如何利用。除了粗略产能计划ERP系统中还有其他能力计划工具，如能力需求计划和物料需求计划。能力需求计划可以确定更详细的劳力和机器数量来满足主生产计划的要求，但是如何完成主生产计划的坯料设计、生产组批、作业调度等功能，却不能给出详细的描述。钢铁企业ERP系统中计划工具的使用依赖于资源无限能力假设，如果某一资源被负荷使用，那么原计划将无法合理执行。 以上所述的详细生产计划和调度能够通过高级计划与调度系统(APS)实现，因此，有必要将APS系统引入钢铁企业。但是现有ERP系统功能与APS系统的部分功能有重合之处，如何使ERP系统和APS系统进行融合，形成一个整合系统，是无缝钢管生产计划与调度得以精确实施的关键。2 APS系统介绍及其与ERP系统的关系 APS即高级计划与调度系统，美国运营管理协会(APICS)对APS的定义是：任何能够利用高级算法完成有限能力调度、资源计划、预测、需求管理的优化和仿真的计算机程序。这些技术在一系列约束和业务规则要求下，提供实时计划与调度、决策支持、可承诺交货量和可承诺交货能力。APS系统是一套面向企业的具有高级计划与优化调度功能的软件解决方案，重点解决企业生产管理中的生产计划与调度问题。 APS系统与ERP系统在功能上有根本差别：APS系统根据现有实际资源和生产能力，安排与协调顾客要求的各项活动，形成符合实际情况的计划时间表。APS系统基于优化算法和规划算法在短时间内计算物料需求情况，随时答复客户询问的“可否生产”或“多久生产”等问题。而ERP系统是根据假设的无限资源能力来安排生产计划，当生产计划在执行过程中产生问题时，再通过有限资源能力作适当调整，这样无法保证初始生产计划的准确性。可见，APS系统和ERP系统具有不同的计划方式，而无缝钢管生产模式是根据订单进行排产，在复杂约束条件下达到最小库存和交货期履行，因而，APS系统能够完成无缝钢管生产“客户需求与企业运作同步”的要求。 APS系统应用到无缝钢管生产中并不是要取代ERP系统的功能。APS系统是在ERP系统基础上，通过ERP系统存储的基础数据完善需求、供给及产能规划，进一步强化ERP系统中以传统MRP规划逻辑为主的生产计划与调度功能，协助计划人员做出同步的、最有效益的生产计划，进而作为接收订单的依据。 APS系统考虑潜在瓶颈资源试图找到可行的近似最优解，但是最终决策是靠有经验的计划人员做出。APS系统的目的是为复杂生产过程和实时生产决策搭建一座桥梁，APS系统的目标是通过仿真和优化自动计算出可行解。可见，APS系统在实施过程中需要与企业内部供应链的各环节发生信息传递和交互，所以，APS系统与