Hüttenwerke Krupp Mannesmann GmbH
Optimierte Zeitpläne für die Just-in-Time Stahlproduktion
Alexey Nagaytsev, Ludger Theile, Jürgen Abelt
HKM CI-M / 2.7.2013 2
Hüttenwerke Krupp Mannesmann GmbH
Optimierte Zeitpläne für die Just-in-Time Stahlproduktion
Inhalt
Kurzvorstellung der HKM
Einführung in die Problemstellung
Vorstellung des Lösungsansatzes
Diskussion
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Optimierte Zeitpläne für die Just-in-Time Stahlproduktion
Unternehmenskennzahlen 2012
Rohstahl
Gesamtbelegschaft
Umsatz
5,2 Mio. t
~ 3.000 Mitarbeiter
~ 2,8 Mrd. €
50 % ThyssenKrupp Steel Europe AG
Hüttenwerke Krupp Mannesmann GmbH
30% Salzgitter Mannesmann GmbH
20% Vallourec & Mannesmann Tubes S.A.S.
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Versandstruktur 2012
Brammen Röhrenrund
180 mm Ø
220 mm Ø
240 mm Ø
270 mm Ø
310 mm Ø
370 mm Ø
406 mm Ø
Twin
800 – 2100 mm
800 – 2100 mm
325 – 670 mm
Hüttenwerke
Krupp Mannesmann
GmbH
Bramme
[1.000 t]
Gesellschafter Rund
[1.000 t]
3.246 ThyssenKrupp Steel
Europe
91
811 Salzgitter Mannesmann 202
- Vallourec & Mannesmann
Tubes
781
4.057 Summe 1.073
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Stahlherstellung
5 Quelle: Wirtschaftsvereinigung Stahl
Kohle Koks
Kalk
Sinter
Eisenerz
Peletts
Schrott
Hochofen
Konverter Pfanne
Stranggießanlage
Stahlherstellung
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Zentrales Dispositionssystem (operativ)
Sequenz
Schmelze
Fertigungsplan
Angießplan
Istzeit-Linie
Konflikt
Drehturmzeit (begrenzt variabel)
Angiesszeitpunkt
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Liefertermine und Restriktionen müssen eingehalten werden
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Optimierte Zeitpläne für die Just-in-Time Stahlproduktion
Herausforderungen
Ein kombinatorisches Optimierungsproblem muss gelöst werden
Unterschiedliche Restriktionen müssen eingehalten werden
Sich verändernde Zielvorgaben müssen verfolgt werden können
Die Antwortzeiten sollen kurz sein
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Funktionsweise des Optimierungsmoduls
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Genetischer Algorithmus für Verwaltung der Reihenfolgen
Initialisierung
Selektion
Kreuzung Mutation
Kombination
Ziel erreicht?
Global Optimization Toolbox
TSP – Demo
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Bewertungsfunktion
Bewertung eines Plans ist eine beliebige aus den Zeitreihen ableitbare Kombination von Kennzahlen
Beispiel:
Das Hauptziel ist die Maximierung des Durchsatzes (Auslastung der Konverter) in einer Bewertungsperiode
Wenn das Hauptziel erreichbar ist, dann werden Nebenziele verfolgt:
Eine definierte Vergleichmäßigung der Produktion soll erreicht werden
Mehr Schmelzen mit ausgewählten Eigenschaften sollen eingeplant werden
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Integration des Optimierungsmoduls in das bestehende Dispositionssystem
Entwicklungsrechner
MATLAB®, PCT, GOT
Dispositionssystem
Produktionssystem
JBoss 5
JavaBuilder MDCS
16 Workers
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Einsatz des Optimierungsmoduls
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Optimierte Zeitpläne für die Just-in-Time Stahlproduktion
Fazit
Die Erstellung von den Produktionspläne für variable Zeiträume ist möglich
Alle Restriktionen (auch zeitlich gesteuert) sind variabel einsetzbar
Es sind unterschiedliche Ziele verfolgbar
Die gewünschten Sollkennzahlen werden erreicht
Die Antwortzeiten liegen im von Anwender akzeptablen Bereich
Die erzeugten Pläne sind von Anwender durchaus akzeptiert
Aber:
Die Optimierungsmöglichkeit ist zurzeit noch nicht in Standardprozessabläufe integriert