浅述制造信息化的计划规律（by 蔡颖）

浅述制造信息化的计划规律

  by  蔡颖

随着企业制造信息化逐步渗透到计划领域，我们所面临的巨大挑战是计划排程的更精确性，从长期的年度规划到短期的分钟排程。更动态的满足客户的交货，关键资源的优化部署，资源的有效利用，更加灵活的满足新的竞争挑战。笔者欲从计划的角度简要阐述它们的概念和特征。

1.物料需求计划（Material Requirements Planning）

虽然MRP目前在企业很实用，解决大量计算的工作量。MRP根据平均提前期可以计算较精确的物料的计划，但是，它只能产生较粗的生产计划。主要原因是没有基于能力约束来排程。 

2.能力需求计划（Capacity Requirements Planning）

对无限能力计划（Infinite Capacity Planning）来说，它只是反映工作中心的是否超负荷，需要人为的调整主计划。

对有限能力计划（Finite Capacity Planning）来说，使用了工作中心能力限制来平衡负荷，来自动前推或后推计划，这样，会导致车间计划与MRP计划冲突。往前推会影响客户交货，向后推，会影响采购交货。

3.车间排程 （Shop Scheduling）

在车间里的再排程，使用工序能力计划来前推或后推工序的操作时间，这样也会影响交货期，重要的是没有考虑工序的排队和等待时间，而排队和和等待时间是动态的。常常是， 许多计划员为了保险起见，我们把它固定的考虑在工序提前期里。最多也是给一个浮动时间，这样，就会导致任务的提前下达，在制品积压，有会影响提前期，排队时间又会增加，影响了排程的精确性。但是，计划员多用它来分析销售订单的可行性。
  
4.多工厂计划（Multi-Plant Planning）

实际上，很少使用它来同步工厂之间的物流，如果，单一工厂的计划都不太准确的话，用到多工厂就会更糟。它们之间通常用各自的主生产计划MPS和MRP来平衡。

分销需求计划（Distribution Requirements Planning）其实是多工厂计划的变化，它想平衡实际需求或预测需求和网络多地点的库存。在库存之间创立转移订单来补充库存。但是，它和MRP是较松散的配合。对MRP的影响的是市场真正的需求，还是由DRP产生的补充安全库存的需求。

5.供应链计划（Supply Chain Planning）

是平衡整个供应链的计划，考虑企业内外因素，如外部供应商的能力，销售需求点，替换的运输线路和方式，它评估和优化企业的所有资源。产品开发和生产地点，分销设施，建立可信的计划。它需要一个高级计划技术引擎支持。

6.企业计划（Enterprise Planning）

它同步的考虑关键的生产资源，物料需求，首先产生一个可行的计划，然后，通过企业的约束和目标来优化它。它是想取代ERP计划里的RRP，RCCP，MPS，DRP，MRP模式。

7.生产排程（Production Scheduling）

它考虑物料的可用性，详细的能力信息，换装时间最小和目前的工厂的订单优化工厂级的顺序，来满足客户需要日期，它考虑企业整个目标和约束优化，并提供反馈给企业计划定义工厂内部的需求日期与数量。

8.约束（Constraints）

约束是一组限制，规则和目标并控制物理的和财务的可能性来满足业务计划。限制可以包括物料的可用，机器能力的可用，最小化人力的可用。规则可以是客户订单的有先级，瓶颈，最小加工时间等。目标可以是安全库存水平，客户服务水平，销售收入。我们可以交替使用约束，在约束中可以改变计划顺序，可以特别分配加权或值，我们也可以定义是软约束还是硬约束。

9.约束理论（Theory of Constraints）

在计划中的约束不要跟TOC约束理论混淆，约束理论是歌德瓦特博士创立的，它是同步制造的哲学，按照市场需求，用一种系统的方法，达到快速的，平稳的生产物流，用三个简单的全局评价方法，产销量，库存，经营费用，在市场需求和生产约束下的生产达到企业的目标。它的核心思想是存在瓶颈工序或工作中心，最佳计划是基于瓶颈工序的计划。 基于TOC的计划均可以考虑资源，物料，订单和管理策略的约束。TOC的建模可以有限，也可无限能力。可以通过有限能力建模基于所有约束，同步化物流。任何资源均可以定义为瓶颈资源或关键资源及次瓶颈资源。对瓶颈资源采取双向计划，对非关键资源采用倒排计划。缓冲时间可以设置任何在复杂资源之间。DBR（Drum-Buffer-rope）逻辑是对关键工序同步化所有资源和物料。它较适用较复杂的，多层的BOM的离散制造环境。但是，对于混合产品的装配线的优化顺序计划，还是启发算法或数学算法较有效。

10.计划可承诺（Available to Promise）

为了取得成功，必须对客户的需求作出最快的反应，并让他了解您的能力。快而准的订货保证是能留住现有客户和吸引新客户的关键。 ATP已扩展到订货承诺的能力（Capacity To Promise），它使订货承诺更快，更准确，更灵活，也扩展到可赢利能力承诺（Profitable To Promise），它使销售人员在任何地点接受销售单时，可随时分析可赢利性。 现在可供订货量（ATP）可以细分为：成品ATP，能力CTP，系列产品ATP，零件，原材料ATP，渠道ATP，可发货能力承诺（Delivery To Promise），大多数公司都喜欢CTP的概念，因为它可以实时，连续的对新的客户订单承诺精确的日期和数量。

11.优化（Optimization）

是用系统的方法，在业务约束基础上，来改善计划或排程。

优化的主要算法有：

（1）数学规划（线性和混合整数规划），较适用于战略计划如网络选址，寻源等。
（2）启发式算法（约束理论或模拟仿真等），较适用于战术计划或运作计划如生产排程等。
（3）基因算法，较适用于有大量的可能方案选择。
（4）穷举法是在所有替代的可能的方案寻找，较适用于教简单的供应链。

12.物料约束和替代计划（Material Constrains and Substitution Planning）

静态物料约束规则（Static Material Constrains）：利用可用量清单，最早开始的订单和被分配的物料，随着物料业务，订单日期的延迟，或变化，系统会自动调整或显示订单的变化。

动态物料约束规则（Dynamic Material Constrains）：当计划建立时，动态分配物料，允许重新分配物料到另外的一个订单，它可以处理物料的有效期，变化的产出率，和减少在制品等实际问题

动态物料替换规则（Dynamic Substitution）：用自定义的替换规则来更精确控制复杂物料替换计划。

13.看板计划（Dynamic Kanban Planning）

看板计划（DKP）是指看板的数量和每一个看板的大小。以满足需求变化的需要。 它可以达到生产与Takt 时间（客户需求速率）同步，物料的连续流动与平衡的运作，作单元式厂房布局，补充信号或看板，其重点是消除非增值活动。较适用于精益制造的企业。

14.建模（Modeling）

通过计算机计划软件对特别的制造环境的客户进行客户化的过程，如建立约束，规则，目标和不同算法的选择。建模是计算机计划的最重要方面之一，模型可以考虑资源约束，公司的目标，分销的限制，客户的优先和其它影响计划排程决策的因素。它还需要特别咨询专家来帮助企业建立模型，测试模型，培训等。

15.准备和顺序（Set ups and Sequencing）

准备包括换产品，换工装模具，换生产线时间等，计划排排程不仅要考虑零件与零件之间的准备时间关系，所消耗的成本，客户的需求来优化顺序。这比较适合于混合生产线的顺序计划，多品种的，小批量或一个流的生产计划。

16.信息技术（Technology）

实际上，很多应用都受到计算机技术的限制，现在，信息技术一可以支持整个计划引擎，模型，数据库保留在常驻内存里，计算速度可以一分钟，秒内来计划排程。可以支持一次完成计划与排程的计算。可以支持网络计算，提供不同的计划引擎针对不同的计划与排程问题。引擎之间可以独立，也可以交互传递。如ERP的MRP计划引擎和高级计划APS引擎的数据传递。也提供图形建模工具，采用图形界面和可拖拉的图形计划版以易于计划员使用。

17.实施（Implementation）

尽管计划排程的实施比较复杂，只要掌握系统的方法，也可以较顺利完成。这里列出几个步骤：（1）有软件供应商评估客户的需求。（2）决定和现存的计划环境的结合点。（3）对关键用户进行初次培训。（4）由咨询顾问帮助建立模型。（5）建立数据接口程序和可能的客户化程序。（6）准备数据。（7）根据实际计划环境培训。（8）上线。

几乎每一个管理者都认为更实时的，更精确的决策支持信息是非常重要的。制造信息化的计划系统不仅是决策支持信息，而且，以成为每一个生产者的每天的执行系统。每一个制造商在他们的工业领域应该考虑用什么方法来迎接剧烈竞争的挑战。

本文由作者向AMT提供
作者联系方式：ycai@fs.com

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