长线材原料库存管理系统设计研究

长线材原料库存管理系统设计研究

李海鹏张晓刘海洋李杰

(河北钢铁集团承钢公司，承德 067002)

摘 要 研究钢铁企业长线材原料库存的系统管理，全面考虑钢铁企业中有多个原料库存分布在不同产线的不同区域中，解决钢轧衔接顺畅，移垛最少，并在多个钢轧匹配的产线在相互调拨钢坯过程中达到移垛最小。全面提高直装、热装率，使得库存管理有效的结合生产计划进行系统管理。

关键词 钢铁企业 生产调度 天车指令 轧制计划

Study on Iron and Steel Enterprises Long-term Raw Material

Inventory Management System

Li Haipeng Zhang Xiao Liu Haiyang Li Jie

(Chengde Iron and Steel, Hebei Iron and Steel Group Company, Chengde, 067002)

Abstract The study of iron and steel enterprises long-term raw material inventory management system, a comprehensive consideration of iron and steel enterprise has multiple raw materials inventory distribution in different production lines in a different area of steel rolling, solve smoothly between stacking at least, shift, and in a number of steel rolling production line in a mutually matched transfer billet process to achieve the minimum displacement pile. Comprehensively improve the straight, hot charging ratio of inventory management, makes the effective combination of production plan management system.

Key words iron and steel enterprise, production scheduling, crane instruction, rolling plan

1引言

钢铁企业中有多个相匹配的炼钢厂和轧钢厂，这些相匹配的炼钢厂和轧线厂之间有衔接两厂之间的、为满足生产前后工序的钢坯缓冲库。这些炼钢厂和轧钢厂的匹配关系往往也不是一对一的，有一对多的，也有多对一的，也有多对多的。例如，一个炼钢厂生产的钢坯供应两个线材生产线，两个炼钢厂生产的钢坯供应一个线材生产线，五个炼钢厂生产的钢坯供应五个线材生产线。管理好这些库存实物，可最大限度地满足钢轧衔接顺畅，实现库存移垛、移库最少，根据生产任务，全面提高直装、热装率，优化轧钢出库上料顺序，提高企业整体生产效率。

2管理问题及实现思路

考虑钢铁企业生产线实际情况，最大限度做好钢轧衔接，利用库存的缓冲，在缓冲期间做好出入库的科学选垛位，并根据规则生成指令执行，最大限度减少移垛量。

李海鹏，承钢自动化部信息中心，138********，xx_ia_lihp@https://www.wendangku.net/doc/1418268181.html,

实现上述目标要从整体考虑，“一体化思想”和“节约能源思想”主要体现在计划从炼钢计划开始就要考虑，一直到轧钢加热炉入炉，由炼钢计划推出下线计划，提前做入库数量、种类和规格的判断，进行入库的操作；在钢轧衔接中最重要的是考虑钢坯滞留时间，快速有序地上料，最大限度节约加热炉煤气消耗，并减少轧线的等待时间。

3系统设计

以某钢厂棒材厂库存、炼钢120t库存为研究对象，对其库存的科学管理做研究，设计系统倒垛模型与库存生产管理方案。实现在库存管理上时常出现的被动倒垛的天车操作，做到整体最优倒垛操作。

从整体上考虑库存管理最优解，首先需要从以下两方面设计考虑：

（1）首先从炼钢考虑一体化计划排产和钢坯库存空间的问题，提前预知下限坯，垛位指定。由于炼钢、轧钢工序不同，订货情况，需要先制定轧钢计划，然后根据这个计划制定炼钢计划，使得计划的考虑要几道工序统一考虑，体现一体化的管理思想。

（2）考虑钢轧衔接、时序问题，提前预知上料计划和热装计划，调整出库时序。由于生产过程各工序之间可能有故障，所以必须要有必要的调整。如果这些调整快速有效，就可以防止生产中断，同时又避免产生过多的库存量，使钢坯适时、适地、适量地流转。

根据以上两方面的考虑再进行库存管理的具体设计方法，主要为:

（1）在钢坯库存垛位管理上进行分类。垛位要合理利用，根据用途分为待上料库、临时库、待处理库、弯坯库等，进行出、入库模型设计时，选择合适的垛位范围。

（2）一体化需求计划设计。进行一体化生产计划量的计算，以提前预算各库存的下线与调拨安排。

（3）动态调整生产方式。直装、热装动态调度，根据现场生产运行实际，进行直装、热装的动态微调，满足实际需求。

（4）作业设备资源计划。天车、过跨移动平板车的利用，充分发挥设备能力。

4系统实现

根据上述的设计方法，首先要解决“炼钢—连铸—热轧”一体化生产计划与调度。由于各分厂工艺条件的限制，中间库存(即钢坯库库存)缓冲，需要既能及时满足生产工序上的需要，同时又节省库存中钢坯作业的成本。

4.1钢坯入库优化决策

为连铸出来钢坯下线选择一个合理的垛位（哪个区的哪个垛位），使得钢坯堆垛合理。便于后续钢坯的入库以及热轧计划中上料出库时的钢坯提取。

4.2钢坯出库优化决策

为热轧的（或混装、冷装）轧制单元的钢坯从合适的钢坯集合中挑选一个序列的钢坯，使得这些钢坯是符合轧制计划要求的倒垛最少的序列。

4.3系统设计

采用计算机技术实现集成的模拟库存管理的仿真系统。

4.4实际区域垛位考虑内容

分析120t炼钢与棒材厂钢坯库存分布情况。如120t有自己的BC跨钢坯库，棒线有AB跨钢坯库，用来分配到各轧线库和接收其他地方的来源的钢坯，同时棒线还有其他各线的库存，如一棒钢坯库、二棒钢坯库、一高线钢坯库、二高线钢坯库、连轧钢坯库、中宽带钢坯库。以120t连铸下线钢坯为例，可以下线到

120t自己的BC跨钢坯库，也可以直接送到二高线实现直装，期间要系统自动记录入、出BC跨钢坯库，系统自动记录入、出二高线钢坯库，用来统计炼钢产量和轧钢消耗，并提供炼钢厂和轧钢厂的各库存钢坯数量核对。

4.5设计管理模型需要考虑的内容

4.5.1 入库选择垛位原则

为了有效节省库存的空间，充分利用设备资源和钢坯自身的属性，钢坯入库必须遵循一定的堆放规则，主要有以下几个方面:

（1）选择各自区域中的垛位。根据入库钢坯的来源和钢坯属性的不同，钢坯分别放入待上料区、临时区、待处理库、弯坯库、回炉区等，或者是“0垛位区”，作为直接轧制和热装的入库策略。

（2）同规格同材质的板坯堆放在一起。按照具有相同长度、宽度、厚度(均在允许的公差范围内)，具有相同的硬度（牌号相同或相近）组，其他，一些质量数据进行排序，把它们堆放在一起，减少倒垛次数。

（3）允许有一定的混合坯堆垛。有些钢坯数量少，但规格、材质不同，如果按照上述基本堆垛规则做入库，将会占用很多的库区垛位，而每个垛位上钢坯又很少。这使得钢坯库空间利用大大降低，同时也会给后序的入库、出库操作的倒垛带来麻烦。因此允许有一些混合坯的堆放，但这些钢坯的量要控制适度。

4.5.2 确定出库规格要求

在轧制计划单元编制过程中，根据工艺对轧辊等设备的要求，需要在同一轧制计划单元中，对不同钢坯按照一般性原则进行库存区域的定点堆放，均匀上料节奏，减少天车远距离作业，把有工艺要求的常规钢坯放置在靠近出库辊道或出库口位置。

4.5.3 堆垛的高度限制

首先钢坯库跺位高度限制在物理设计上有硬性要求，在实际中考虑减少倒垛量，在保证维持一定钢坯库存量的前提下，也尽量要低垛位放置。因为对一个较高垛位抽取最下面的钢坯，倒垛量会将随着高度的增加而增加。

4.5.4 不同库区垛位设置标准

如库存垛位中第一层（最底层）放置规则（方向、材质、规格要求，是否可以出库），为了放置稳固是否有逐级减少的放置要求。

此外，连需考虑生产计划中对成品规格优先轧制的顺序要求、天车能力（对于某种规格一吊可以吊几支，一层放几支）。

4.6库存管理实现系统支撑

系统数据表设计有以下4类：

（1）模型计算参数类表，包含由用户初始设定或由实践核定后的一些常数参数。

（2）钢坯属性类表，包含相关的出、入库计划钢坯，连铸计划下线钢坯属性表，这些表提供了钢坯的牌号、规格、任务、计划、炉号、跟踪等重要的钢坯属性。

（3）钢坯库存属性类表，包含了钢坯属性和其对应库区垛位属性的关系。

（4）计划指令类表，包含模型计算后执行操作，由入库指令集计划、出库指令集计划和相应的历史指令操作。

以上4类表相互关联，形成一个整体，按照系统的各个功能模块相互关联，支撑系统运行和计算。

4.7入、出库模型的计算

由以上4类表的系统支撑，实现入、出库模型的计算。

4.7.1入库决策模型

入库决策模型必须满足入库决策原则，按照下线计划，按照钢坯库存属性类表，进行库区垛位的确定。在模型中引入模型计算参数类表和计划指令类表的相关规则,在入库模型中体现轧制计划，即同一轧制单元的钢坯放在相同或者相近的库区垛位，方便出库。模型求解分三步：第一步根据规则查出可选堆放垛位，第二步求出最佳垛位，第三步根据规则推算出生成计划倒垛操作指令。

计算出入库计划后（即天车入库的操作指令），系统根据现场指令执行情况，进行顺序执行。如果遇到异常情况，进行入库指令的动态调整进行优化后再进行。

4.7.2 出库决策模型

类似入库模型，在模型中根据轧制的上料计划，进行出库钢坯选择，同样分三步进行：根据上料钢坯对出库坯的属性要求，第一步根据规则查出可选堆放垛位，第二步求出最佳垛位，第三步根据规则推算出生成计划倒垛操作指令。对调拨类型的钢坯按照规则进行调拨出库。

5结论

本文研究了钢铁企业钢坯库的管理，全面提升钢坯原料库存的管理效率。设计中全面考虑库管理在钢铁企业实际工艺规则的要求，分析相关业务流程和工艺特点以及多个钢轧衔接的复杂情况下系统设计实现方法。本设计在实践应用中得到了很好的管理效果，大大提升了生产效率，并有效跟踪钢坯动态流向，为分析产品质量也提供了追述保证。

参考文献

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