在眾多鋼鐵行業(yè)一體化決策系統(tǒng)實(shí)施項(xiàng)目的實(shí)踐中，生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度的復(fù)雜性和對(duì)人工經(jīng)驗(yàn)決策的依賴是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)流程中的常見(jiàn)特點(diǎn)。下面我們通過(guò)一些項(xiàng)目實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明：

需求的多樣性與差異化

需求多樣性：需求來(lái)源多、需求量差異大、需求波動(dòng)大、需求變化多。

需求差異化：不同客戶/同一客戶不同訂單都可能存在定制化要求，需要按單設(shè)計(jì)、按單生產(chǎn)、按單判定、全程掛單。

隨著終端市場(chǎng)的定制化需求增多，從客戶端傳遞到生產(chǎn)端的個(gè)性化需求成倍增長(zhǎng)，對(duì)于不同的客戶或即使是同一個(gè)客戶的訂單，都可能存在定制化的要求，這要求企業(yè)必須具備高度靈活的按單設(shè)計(jì)與生產(chǎn)能力。

市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，亟需提升收益最大化的快速?zèng)Q策能

產(chǎn)銷協(xié)同困境：銷售、采購(gòu)、生產(chǎn)、物流等多方利益博弈，協(xié)同機(jī)制效果差強(qiáng)人意。

數(shù)字化能力：系統(tǒng)工具與數(shù)字化水平總體較低，難以支持統(tǒng)籌內(nèi)外影響因素的收益最大化決策。

在過(guò)往的項(xiàng)目案例中，尤其是擁有多個(gè)生產(chǎn)基地的中大型鋼鐵企業(yè)，時(shí)常面臨需求預(yù)測(cè)不準(zhǔn)導(dǎo)致高缺貨和高庫(kù)存并存。采購(gòu)部門對(duì)市場(chǎng)價(jià)格敏感度不夠，無(wú)法把握最佳購(gòu)材時(shí)機(jī)。生產(chǎn)部門受到設(shè)備維護(hù)、人員配置等因素影響，難以靈活調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃以適應(yīng)銷售需求變化等產(chǎn)銷協(xié)同問(wèn)題。

為了提升收益最大化的快速?zèng)Q策能力，許多鋼鐵企業(yè)都在努力改善產(chǎn)銷協(xié)同機(jī)制并加快數(shù)字化能力建設(shè)。

產(chǎn)品種類龐大且工藝流程復(fù)雜

產(chǎn)品多樣性：牌號(hào)、規(guī)格和用途產(chǎn)品等參數(shù)類型數(shù)量龐大，每種產(chǎn)品都有其特定的生產(chǎn)流程和工藝要求。

工藝流程復(fù)雜：工藝流程包括煉鐵、煉鋼、軋鋼等多個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)之間又存在復(fù)雜的物流交叉供應(yīng)關(guān)系。

企業(yè)生產(chǎn)品種規(guī)格繁多，例如從建筑用鋼到特種合金鋼，每種產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程都極其復(fù)雜且獨(dú)特，涉及煉鐵、煉鋼、連鑄、精整處理等多個(gè)環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)間存在復(fù)雜的物流交叉供應(yīng)關(guān)系。例如，連鑄出來(lái)的坯料可能需要送往不同的生產(chǎn)線（如寬厚板線、薄板線等）繼續(xù)后續(xù)加工。這些不同工序之間存在著密切聯(lián)系，進(jìn)一步增加了生產(chǎn)組織難度。

前后工序產(chǎn)能協(xié)調(diào)難 產(chǎn)品生產(chǎn)周期差異大

產(chǎn)能差異：不同工序的生產(chǎn)能力和設(shè)備配置不同，導(dǎo)致各工序之間的產(chǎn)能存在差異，需要充分考慮各工序產(chǎn)能匹配，避免出現(xiàn)停機(jī)待料或產(chǎn)能不足的情況。

生產(chǎn)周期差異：不同工序的產(chǎn)出都可以作為商品銷售，必須充分考慮生產(chǎn)周期的因素，以確保訂單能夠按時(shí)交付。

在鋼鐵廠的生產(chǎn)流程中，相比前后工序生產(chǎn)能力較弱的工序會(huì)成為瓶頸工序，例如在煉鐵、煉鋼和軋制流程中，煉鋼工序產(chǎn)能較弱，如以最大產(chǎn)能運(yùn)行煉鐵工序，會(huì)導(dǎo)致大量生鐵堆積在煉鋼前等待處理，造成資源浪費(fèi)和生產(chǎn)效率低下。

除了充分利用產(chǎn)能外，為保證訂單交付，還需要綜合考慮產(chǎn)品生產(chǎn)周期及其交叉工序，例如鋼坯作為成品鋼板的中間材料同樣可以作為商品出售，當(dāng)同時(shí)存在鋼坯和鋼板的訂單時(shí)，需要充分考慮產(chǎn)品生產(chǎn)周期來(lái)安排訂單優(yōu)先級(jí)。

生產(chǎn)過(guò)程擾動(dòng)情況多

設(shè)備故障：鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中，設(shè)備故障是不可避免的。設(shè)備故障會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)中斷，影響生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行。

工藝時(shí)間和運(yùn)輸時(shí)間的不確定性：包括原料供應(yīng)不足、運(yùn)輸延誤等，都會(huì)對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行產(chǎn)生不利影響。

在生產(chǎn)過(guò)程中，如果關(guān)鍵設(shè)備如高爐或連鑄機(jī)突發(fā)故障，將直接導(dǎo)致生產(chǎn)線停頓。例如，一次意外的高爐冷卻系統(tǒng)失效不僅會(huì)迫使當(dāng)前批次的鐵水報(bào)廢，還可能需要數(shù)天時(shí)間來(lái)修復(fù)和重新啟動(dòng)高爐，嚴(yán)重影響整個(gè)生產(chǎn)進(jìn)度。

此外，原材料供應(yīng)不穩(wěn)定也可能成為問(wèn)題。比如，由于天氣原因造成港口作業(yè)暫停，使得預(yù)定到達(dá)工廠的鐵礦石延遲交付，進(jìn)而影響到后續(xù)所有依賴于這批原料的生產(chǎn)活動(dòng)。同時(shí)，廠區(qū)內(nèi)不同車間的物料流轉(zhuǎn)如果出現(xiàn)延誤，也會(huì)打亂既定的生產(chǎn)節(jié)奏。

計(jì)劃協(xié)同難度大

訂單協(xié)同依賴經(jīng)驗(yàn)：銷售在接單過(guò)程中，主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，人工對(duì)訂單進(jìn)行交期預(yù)估。缺乏基于整體收益和實(shí)際產(chǎn)能約束的綜合評(píng)估機(jī)制。

鋼軋聯(lián)動(dòng)因素多：煉鋼及熱軋的生產(chǎn)計(jì)劃聯(lián)動(dòng)調(diào)整需要考慮鐵水質(zhì)量、連澆要求、熱軋軋制單元要求、熱裝熱送要求等，頻繁協(xié)同調(diào)整難度大。

缺乏訂單全流程跟蹤能力：訂單跟蹤以手工臺(tái)賬操作為主，依賴人工操作，信息更新及時(shí)性差、效率較低。

缺乏科學(xué)數(shù)據(jù)評(píng)估的銷售需求預(yù)測(cè)、缺乏預(yù)先風(fēng)險(xiǎn)把控的應(yīng)急調(diào)整、缺乏全流程跟蹤的信息流轉(zhuǎn)這些計(jì)劃協(xié)同的痛點(diǎn)都將表現(xiàn)在企業(yè)的訂單交付能力上，進(jìn)而影響企業(yè)盈利。

谷斗方案

針對(duì)上述痛點(diǎn)，谷斗科技形成了一系列行之有效的智能化解決方案，通過(guò)部署資源智能優(yōu)化協(xié)同系統(tǒng)，提升生產(chǎn)效率和降低成本。

業(yè)務(wù)模型靈活配置，搭建一體化決策系統(tǒng)：鋼鐵企業(yè)常涉及到的標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)模型包括供應(yīng)鏈計(jì)劃模型、作業(yè)排程模型、行車調(diào)度模型等，標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)模型對(duì)接已有操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)平臺(tái)（如制造執(zhí)行系統(tǒng) MES、過(guò)程管理系統(tǒng) PES、行車定位系統(tǒng)），對(duì)實(shí)際業(yè)務(wù)場(chǎng)景靈活配置模型規(guī)則，形成打通上下游的一體化決策系統(tǒng)。

訂單全流程跟蹤：供應(yīng)鏈計(jì)劃模型實(shí)時(shí)融合訂單狀態(tài)與生產(chǎn)反饋，持續(xù)更新訂單預(yù)計(jì)交付時(shí)間。它依據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，在產(chǎn)能限制和物料約束下動(dòng)態(tài)跟蹤訂單狀態(tài)，預(yù)判交付風(fēng)險(xiǎn)，幫助計(jì)劃員及時(shí)調(diào)整計(jì)劃，保證訂單交付。

月度計(jì)劃（主計(jì)劃）與日計(jì)劃（日排程計(jì)劃）聯(lián)動(dòng)：綜合物料、設(shè)備、人力等眾多生產(chǎn)約束條件，在月度計(jì)劃的指導(dǎo)下尋求最大化效益的排程方案。兩者數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)互通，生產(chǎn)計(jì)劃排程方面，系統(tǒng)能根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃自動(dòng)且準(zhǔn)確地排程。通過(guò)跟蹤生產(chǎn)實(shí)績(jī)和生產(chǎn)過(guò)程中的異常情況，系統(tǒng)將基于規(guī)則輸出調(diào)整計(jì)劃，由計(jì)劃員人工確認(rèn)之后進(jìn)行計(jì)劃的更新。

生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控與多場(chǎng)景模擬：系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)物料與生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，事前預(yù)警并動(dòng)態(tài)調(diào)整計(jì)劃，保證生產(chǎn)連續(xù)性。通過(guò)高效算力，支持多場(chǎng)景模擬，可視化展示結(jié)果參數(shù)，為計(jì)劃人員提供效益最大化的決策參考。

行車調(diào)度優(yōu)化：行車調(diào)度模型對(duì)接行車定位系統(tǒng)，結(jié)合調(diào)度規(guī)則模擬真實(shí)業(yè)務(wù)場(chǎng)景，自動(dòng)生成優(yōu)化的行車調(diào)度計(jì)劃。系統(tǒng)將調(diào)度計(jì)劃輸出至行車作業(yè)終端，指導(dǎo)行車實(shí)際執(zhí)行，并從行車定位系統(tǒng)收集行車任務(wù)反饋，持續(xù)滾動(dòng)更新行車調(diào)度計(jì)劃，進(jìn)行可視化展示。

快速響應(yīng)的計(jì)劃更新：高性能響應(yīng)式內(nèi)存驅(qū)動(dòng)引擎能夠快速響應(yīng)需求變化、規(guī)則變化等，實(shí)時(shí)更新模型運(yùn)行及其輸出的計(jì)劃結(jié)果，使系統(tǒng)具備靈活性，同時(shí)運(yùn)行穩(wěn)定。

產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

智能決策與靈活的人工干預(yù)

保留人工決策的靈活性，同時(shí)利用算法提高決策的準(zhǔn)確性與效率。例如，在某鋼鐵項(xiàng)目中，系統(tǒng)自動(dòng)采集更新數(shù)據(jù)，運(yùn)用算法實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)尋優(yōu)，智能排產(chǎn)優(yōu)化、資源動(dòng)態(tài)調(diào)度，替代人工反復(fù)編排。同時(shí)，系統(tǒng)保留人工干預(yù)通道，在滿足設(shè)定生產(chǎn)規(guī)則的前提下，計(jì)劃員可以手動(dòng)調(diào)整計(jì)劃，在保證生產(chǎn)效率的同時(shí)保留人工決策的靈活性。

多場(chǎng)景模擬與可視化展示

平臺(tái)支持與采購(gòu)、生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)物流等管控系統(tǒng)信息互通，進(jìn)行多場(chǎng)景模擬，可視化展示關(guān)鍵指標(biāo)滿足情況及關(guān)鍵規(guī)則是否違背，供計(jì)劃員選擇最優(yōu)決策。例如，在某鋼材廠中需求訂單發(fā)生變化，系統(tǒng)模擬在不同的訂單優(yōu)先級(jí)規(guī)則下，輸出的熱軋作業(yè)備貨計(jì)劃的結(jié)果，以圖表形式直觀對(duì)比各計(jì)劃結(jié)果之間的差異。

靈活穩(wěn)定的系統(tǒng)架構(gòu)

“平臺(tái)+模型”將業(yè)務(wù)與技術(shù)解耦，兩者能夠在互不影響的情況下各自更新。平臺(tái)提供數(shù)據(jù)接口與用戶現(xiàn)有的產(chǎn)品平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成，支持模型靈活調(diào)整的同時(shí)，保證數(shù)據(jù)安全和運(yùn)行穩(wěn)定。例如，應(yīng)對(duì)產(chǎn)線建設(shè)、產(chǎn)線改造、規(guī)則變更等涉及系統(tǒng)配置層面的變化，平臺(tái)采用響應(yīng)式內(nèi)存驅(qū)動(dòng)引擎支持業(yè)務(wù)和算法模型的在線更新，在保證原有模型穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)進(jìn)行新建或修改。

通過(guò)與眾多知名鋼鐵企業(yè)的合作，谷斗科技不僅驗(yàn)證了系統(tǒng)在復(fù)雜生產(chǎn)環(huán)境中的適應(yīng)性和有效性，也為未來(lái)拓展更多類似項(xiàng)目積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。