2011年11月的“冶金管理”雜志，PSI的專家載文指出經過10年信息化建設，中國鋼鐵企業現在面臨新的挑戰：挑戰之一就是現有系統的不斷延伸和功能完善。事實上，中國鋼鐵企業現在開始考慮一體化計劃，據我們所知首鋼現在在做一體化計劃系統，鞍鋼也對一體化計劃表達出了濃厚的興趣，太鋼也在考慮建立跨廠的計劃系統，越來越多的已經實施了MES系統的鋼鐵企業正在考慮建立計劃系統。
然而，對于一體化計劃，通過和企業的溝通，我們發現不同的企業有不同的理解：有些企業認為一體化計劃是平衡各廠的產能，有些認為一體化計劃必須實現交期承諾，而更多的企業試圖去理解年計劃/月計劃/日計劃/班次計劃之間是如何協同工作的。
經過40年在鋼鐵行業和生產管理領域的不懈努力，PSI Metals為鋼鐵企業提供一體化計劃解決方案。在這里我們向大家介紹PSI對一體化計劃的理解。
一、“一體化計劃”的概念
“一體化計劃”顧名思義重點是“一體化”，在PSImetals計劃解決方案中，“一體化”意味著所有計劃功能之間的集成、計劃和執行之間的集成。這樣的“集成”包含：
·從時間軸上粗計劃到給執行層面下放設定點的集成；
·所有計劃功能從銷售計劃、交期承諾、能力和時間計劃、物料需求計劃最后到產線計劃的集成；
·計劃和執行所涉及的部門之間的集成；
·所有生產階段（從煉鐵到精整）和企業管理層面（銷售、采購、財務管控）的集成。
圖1 顯示了涵蓋的PSImetals計劃的周期和功能：
從圖1看出，一體化計劃分為三個計劃期間，即需求計劃、生產計劃和產線計劃，三個計劃期間以共同的工廠模型為核心無縫銜接。
1.需求計劃
需求計劃通常是在3-12個月范圍內基于預測的計劃。需求計劃是集團公司層面的計劃。
需求計劃的目標：
·通過協調市場需求和可用生產資源使利潤最大化；
·為訂單保留產能和物料；
·決定“銷售哪些產品、生產哪些產品、采購哪些原材料”；
·為客戶訂單設定可靠的交期。
2.生產計劃
生產計劃通常是在1-3個月范圍內基于已確認的客戶訂單的計劃。生產計劃可以是企業層面的計劃，也可以根據企業內部供應鏈的長短和物流的復雜程度把所有工廠分為幾塊。
生產計劃的目標：
·決定訂單什么時候開始生產，每個生產步驟（工序）什么時候啟動；
·協調整個內部供應鏈以及工廠之間的物流；
·提供切合實際的完成訂單的預測；
·確保每個訂單開始生產前投料的供應。
3.詳細的產線計劃
詳細的產線計劃是按照每條產線的約束條件制定具體的基于件次的計劃，是單個工廠層面的計劃，計劃的區間最大為一周。
生產計劃的目標：
·優化產能；
·通過避免不順的計劃提高產品質量；
·應對產生的計劃偏差。
接下來，我們要對每個計劃期間的功能和流程給予更為詳細的解釋，讓大家更好地理解。
二、需求&銷售計劃
需求計劃會預測接下來6-12個月的需求，基于歷史數據和已經接收的訂單會生成基于“產品家族”的周預測。
圖2 PSImetals需求計劃
“產品家族”指最終產品的組合，具有相同特性的產品會歸類為一個產品家族，比如經歷相同工藝路徑的產品大類，公用同一個能塊計劃的產品大類，或者生產提前期類似的產品和生產效率相似的產品。
需求預測的結果是預測訂單基于每個產品家族的周需求，這個結果會被“銷售計劃優化(S&OP)”模塊所用。“銷售計劃優化(S&OP)”模塊通過考慮生產工藝路徑、工廠日歷、產品利潤來指定最適合生產訂單的工廠，其目標是基于產品家族制定3-6個月的跨工廠周計劃（產能計劃），并通過考慮預測訂單和已接收的訂單或者訂單需求來優化利潤。其預測的產量結果是進行交期承諾的基礎，會被運用于“交期承諾(DDQ)”模塊。
“交期承諾”是基于“銷售計劃優化”模塊釋放的產能預測新客戶需求的交期。
圖3 PSImetals一體化計劃銷售計劃優化
以上的計劃流程在中國鋼鐵行業內有時被稱為3-6月的中長期計劃。
三、生產計劃
需求計劃決定是否接收或者接收哪張訂單。而生產計劃的目標是考慮基于最優化客戶服務和最低成本，針對已接收訂單制定生產計劃。簡單來講生產計劃可以分為三大步驟：
圖4 PSImetals生產計劃三大步驟
生產計劃包含了主計劃、物料計劃和訂單排程，相關的計劃信息流如圖5所示：
圖5 PSImetals生產計劃信息流
1.主計劃
主計劃是基于“銷售計劃優化”下放的已接收的銷售訂單和預測訂單。主計劃的目標是制定整個企業內部供應鏈上平衡和優化的日生產計劃。當然，主計劃不光考慮“銷售計劃優化”模塊下放的訂單，同時還考慮工藝路徑和工廠日歷。
圖6 PSImetals主計劃信息流
主計劃必須平衡不同工廠和產線之間的能力，并遵守已經確定的交期。主計劃會確定能塊計劃、產線能力和工藝路徑。同時，主計劃也會盡可能地遵守“銷售計劃優化”模塊設定的交期，并同時優化產線的能力、減少庫存、確保所有產線在開始生產前在制品（投料）到位。另外，主計劃還會考慮產線前的庫存變化情況，確保能塊計劃開始前充足的投料。
主計劃的結果是生產計劃：即每個產品家族在每個工作日每條產線上的生產量， 因而主計劃定義了不同產線的生產流量，這些生產流量是訂單排程的基礎。
2.物料計劃
PSImetals“物料計劃”模塊給予用戶智能的、互動的計劃決策支持�！拔锪嫌媱潯笨紤]物料約束、物流和計劃的匹配、庫存限制以及物流約束，生成在制品庫存訂單。此模塊能靈活匹配物流和計劃并優化調整掛料計劃。
下圖顯示了物料計劃模塊交互掛料的工作流：
圖7 交互式物料分配（掛料）
·“物料計劃”中的分析工具提供了現有庫存結構和需求的詳細信息；
·“物料計劃”中的庫存優化功能運行算法匹配所有可用物料和未完成客戶訂單，生成全局優化的可用物料掛料計劃；
·由算法自動生成的匹配結果可以通過人機互動的形式進行核對和調整，并生成物料凈需求。
另外，在中/厚板領域和加工中心，PSImetals的物料計劃模塊還提供了強大的優化功能，以實現板卷訂單合并。
物料計劃的主要目標：
·提高訂單的同質化；
·現有物料和訂單的最大化匹配；
·提高后道工序的生產效率；
·增強交期準時率；
·提高物料比配/再匹配的效率；
·降低無法分配的物料率并遵守庫存約束條件；
·遵守下游生產物流的需求。
3.訂單排程
訂單排程有兩個目的：一方面提供一個現實的生產訂單完成日期的預測(區間為4-6周)，并考慮宏觀的生產約束條件，服從主計劃按照產品家族排定的量的計劃；另一方面，訂單排程又會基于瓶頸工序進行排序以優化產能和降低成本。
在這里工廠模型和生產工藝路徑和主計劃里用到的模式是一致的，所不同的是在這個層面上定義的工藝路徑會更詳細。系統在進行訂單排程時會考慮能塊計劃、基于件次的在制品庫存、在執行的生產計劃和詳細的工藝路徑（生產步驟）。同時，主計劃中排定的優化的產線生產計劃是訂單排程的量的約束。
圖8 PSImetals訂單排程
基于上述的限制和投入，形成生產每條產線時間上連貫的、基于件次的、粗的件次計劃。這個件次計劃還是比較粗略的，因為物料件次的排序只運用了簡單的規則和層次相對較高的約束條件，比如基于結晶器的能塊計劃、熱軋能塊計劃，但還并沒有考慮到產線具體的約束條件，比如連續兩塊物料之間的跳躍規則。另外，訂單排程會實現跨工廠的計劃平衡。
訂單排程還把庫存優化考慮在內，以優化產線前的庫存量。
圖9 顯示了訂單排程沒有考慮庫存優化情況下的結果：
圖10 顯示了訂單排程考慮了庫存優化情況下的結果：
四、詳細的產線排序
在PSI計劃體系的最后一層，系統會對每條產線在很短的期間內基于在制品庫存和產線訂單生成最后的產線件次計劃。在這里所有的約束條件都會被考慮。除了產線的技術約束條件，產線排序管理器還會盡可能遵守訂單排程規定的完成日期。
在產線排序層面，PSImetals計劃解決方案尤其關注對于直裝和熱裝的支持。產線排序器中的優化器是基于考慮多個鑄機/多流鑄機并同時優化熱軋計劃。下圖顯示了基于共同優化原則生成的四流鑄機的同步計劃。
圖11 四流鑄機的同步優化計劃
有的時候在非常特殊的情況下計劃需要手工調整。由產線排序生產的計劃將是最終機組可執行的計劃。
五、ERP/MES/計劃系統的集成
PSImetals計劃系統可以非常靈活地和客戶現有的ERP系統、MES系統集成。通過PSI提供的集成工具PSIintegration可以實現信息交流的無縫集成。如果客戶采用的是SAP ERP系統，通過認證接口，集成會更為簡易。但無論如何，任何第三方或者定制開發的ERP系統都可以通過標準的途徑和接口的定義實現和PSI一體化計劃系統的集成。
六、一體化計劃的效果
通過一體化計劃客戶可以實現協同計劃，摒棄低效的、紙媒的計劃方式，不僅可以減少計劃人員，還可以大大降低計劃的錯誤率。
PSImetals計劃系統為企業提供了一個強大而全面的計劃工具，通過用戶不斷的運用，可以大大地提高物流和生產的效率。
以下是一些客戶實踐證明的、運用計劃系統的效果：
·產能提高了50％；
·在產能一致的情況下降低在制品庫存從而減少資金的占用率；
·通過智能算法瓶頸工序能力提高了25%；
·提高了數據的可靠性；
·計劃效率的提高使計劃時間大大縮短，同時對計劃偏差的處理能力也大大提高，降低了計劃的人員成本。
圖12 顯示了客戶發布的通過使用PSImetals計劃系統獲得的收益和提高：
七、一體化計劃推薦實施路徑
對于實施一體化計劃，PSI對中國鋼鐵企業有四個建議：
·“戰略性的計劃，腳踏實地的開始”：當開始一體化計劃項目的時候，永遠不要忘記最終要實現的目標，但可以從底層的訂單排程和生產計劃層面開始入手。
·“學習－實踐－優化－擴展”模式：全面實施一體化計劃是一個一步一步實現的過程。在實施和實踐中積累知識，優化現有功能，然后再擴展新的計劃功能。
·“一站式解決方案”：計劃是一個非常復雜的交互過程，因而建議選擇一個能覆蓋中長期計劃到產線排序的全面的計劃工具。一旦選擇的計劃工具功能不全面，又要選擇第二個計劃工具去彌補，那么系統之間的集成會讓原本就復雜的任務更為復雜和具有高風險。
·“開放的態度”：現階段中國鋼鐵企業開始面對市場的競爭，并逐步提高按時、按質量交貨的意識。然而，和西方完全開放的市場比較，中國市場還沒有真正做到百分百市場調控。因而，西方先進的計劃工具中的某些計劃理論和最佳實踐也許并不完全契合中國鋼鐵企業現階段的實際需求。但有一天當市場完全開放后，這些實踐也會符合企業的需求，幫助企業做好充分的準備。所以，采取開放的態度，生產競爭是大勢所趨，做好了準備就有了成功的很大勝算。
計劃是鋼鐵生產中最復雜的話題之一，此文僅是對PSImetals計劃系統的簡略介紹，PSI中國公司的計劃專家期待與您深入探討。
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本文標題：PSImetals一體化計劃系統簡介
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