2011年11月的“冶金管理”杂志，PSI的专家载文指出经过10年信息化建设，中国钢铁企业现在面临新的挑战：挑战之一就是现有系统的不断延伸和功能完善。事实上，中国钢铁企业现在开始考虑一体化计划，据我们所知首钢现在在做一体化计划系统，鞍钢也对一体化计划表达出了浓厚的兴趣，太钢也在考虑建立跨厂的计划系统，越来越多的已经实施了MES系统的钢铁企业正在考虑建立计划系统。
然而，对于一体化计划，通过和企业的沟通，我们发现不同的企业有不同的理解：有些企业认为一体化计划是平衡各厂的产能，有些认为一体化计划必须实现交期承诺，而更多的企业试图去理解年计划/月计划/日计划/班次计划之间是如何协同工作的。
经过40年在钢铁行业和生产管理领域的不懈努力，PSI Metals为钢铁企业提供一体化计划解决方案。在这里我们向大家介绍PSI对一体化计划的理解。
一、“一体化计划”的概念
“一体化计划”顾名思义重点是“一体化”，在PSImetals计划解决方案中，“一体化”意味着所有计划功能之间的集成、计划和执行之间的集成。这样的“集成”包含：
·从时间轴上粗计划到给执行层面下放设定点的集成；
·所有计划功能从销售计划、交期承诺、能力和时间计划、物料需求计划最后到产线计划的集成；
·计划和执行所涉及的部门之间的集成；
·所有生产阶段（从炼铁到精整）和企业管理层面（销售、采购、财务管控）的集成。
图1 显示了涵盖的PSImetals计划的周期和功能：
从图1看出，一体化计划分为三个计划期间，即需求计划、生产计划和产线计划，三个计划期间以共同的工厂模型为核心无缝衔接。
1.需求计划
需求计划通常是在3-12个月范围内基于预测的计划。需求计划是集团公司层面的计划。
需求计划的目标：
·通过协调市场需求和可用生产资源使利润最大化；
·为订单保留产能和物料；
·决定“销售哪些产品、生产哪些产品、采购哪些原材料”；
·为客户订单设定可靠的交期。
2.生产计划
生产计划通常是在1-3个月范围内基于已确认的客户订单的计划。生产计划可以是企业层面的计划，也可以根据企业内部供应链的长短和物流的复杂程度把所有工厂分为几块。
生产计划的目标：
·决定订单什么时候开始生产，每个生产步骤（工序）什么时候启动；
·协调整个内部供应链以及工厂之间的物流；
·提供切合实际的完成订单的预测；
·确保每个订单开始生产前投料的供应。
3.详细的产线计划
详细的产线计划是按照每条产线的约束条件制定具体的基于件次的计划，是单个工厂层面的计划，计划的区间最大为一周。
生产计划的目标：
·优化产能；
·通过避免不顺的计划提高产品质量；
·应对产生的计划偏差。
接下来，我们要对每个计划期间的功能和流程给予更为详细的解释，让大家更好地理解。
二、需求&销售计划
需求计划会预测接下来6-12个月的需求，基于历史数据和已经接收的订单会生成基于“产品家族”的周预测。
图2 PSImetals需求计划
“产品家族”指最终产品的组合，具有相同特性的产品会归类为一个产品家族，比如经历相同工艺路径的产品大类，公用同一个能块计划的产品大类，或者生产提前期类似的产品和生产效率相似的产品。
需求预测的结果是预测订单基于每个产品家族的周需求，这个结果会被“销售计划优化(S&OP)”模块所用。“销售计划优化(S&OP)”模块通过考虑生产工艺路径、工厂日历、产品利润来指定最适合生产订单的工厂，其目标是基于产品家族制定3-6个月的跨工厂周计划（产能计划），并通过考虑预测订单和已接收的订单或者订单需求来优化利润。其预测的产量结果是进行交期承诺的基础，会被运用于“交期承诺(DDQ)”模块。
“交期承诺”是基于“销售计划优化”模块释放的产能预测新客户需求的交期。
图3 PSImetals一体化计划销售计划优化
以上的计划流程在中国钢铁行业内有时被称为3-6月的中长期计划。
三、生产计划
需求计划决定是否接收或者接收哪张订单。而生产计划的目标是考虑基于最优化客户服务和最低成本，针对已接收订单制定生产计划。简单来讲生产计划可以分为三大步骤：
图4 PSImetals生产计划三大步骤
生产计划包含了主计划、物料计划和订单排程，相关的计划信息流如图5所示：
图5 PSImetals生产计划信息流
1.主计划
主计划是基于“销售计划优化”下放的已接收的销售订单和预测订单。主计划的目标是制定整个企业内部供应链上平衡和优化的日生产计划。当然，主计划不光考虑“销售计划优化”模块下放的订单，同时还考虑工艺路径和工厂日历。
图6 PSImetals主计划信息流
主计划必须平衡不同工厂和产线之间的能力，并遵守已经确定的交期。主计划会确定能块计划、产线能力和工艺路径。同时，主计划也会尽可能地遵守“销售计划优化”模块设定的交期，并同时优化产线的能力、减少库存、确保所有产线在开始生产前在制品（投料）到位。另外，主计划还会考虑产线前的库存变化情况，确保能块计划开始前充足的投料。
主计划的结果是生产计划：即每个产品家族在每个工作日每条产线上的生产量， 因而主计划定义了不同产线的生产流量，这些生产流量是订单排程的基础。
2.物料计划
PSImetals“物料计划”模块给予用户智能的、互动的计划决策支持。“物料计划”考虑物料约束、物流和计划的匹配、库存限制以及物流约束，生成在制品库存订单。此模块能灵活匹配物流和计划并优化调整挂料计划。
下图显示了物料计划模块交互挂料的工作流：
图7 交互式物料分配（挂料）
·“物料计划”中的分析工具提供了现有库存结构和需求的详细信息；
·“物料计划”中的库存优化功能运行算法匹配所有可用物料和未完成客户订单，生成全局优化的可用物料挂料计划；
·由算法自动生成的匹配结果可以通过人机互动的形式进行核对和调整，并生成物料净需求。
另外，在中/厚板领域和加工中心，PSImetals的物料计划模块还提供了强大的优化功能，以实现板卷订单合并。
物料计划的主要目标：
·提高订单的同质化；
·现有物料和订单的最大化匹配；
·提高后道工序的生产效率；
·增强交期准时率；
·提高物料比配/再匹配的效率；
·降低无法分配的物料率并遵守库存约束条件；
·遵守下游生产物流的需求。
3.订单排程
订单排程有两个目的：一方面提供一个现实的生产订单完成日期的预测(区间为4-6周)，并考虑宏观的生产约束条件，服从主计划按照产品家族排定的量的计划；另一方面，订单排程又会基于瓶颈工序进行排序以优化产能和降低成本。
在这里工厂模型和生产工艺路径和主计划里用到的模式是一致的，所不同的是在这个层面上定义的工艺路径会更详细。系统在进行订单排程时会考虑能块计划、基于件次的在制品库存、在执行的生产计划和详细的工艺路径（生产步骤）。同时，主计划中排定的优化的产线生产计划是订单排程的量的约束。
图8 PSImetals订单排程
基于上述的限制和投入，形成生产每条产线时间上连贯的、基于件次的、粗的件次计划。这个件次计划还是比较粗略的，因为物料件次的排序只运用了简单的规则和层次相对较高的约束条件，比如基于结晶器的能块计划、热轧能块计划，但还并没有考虑到产线具体的约束条件，比如连续两块物料之间的跳跃规则。另外，订单排程会实现跨工厂的计划平衡。
订单排程还把库存优化考虑在内，以优化产线前的库存量。
图9 显示了订单排程没有考虑库存优化情况下的结果：
图10 显示了订单排程考虑了库存优化情况下的结果：
四、详细的产线排序
在PSI计划体系的最后一层，系统会对每条产线在很短的期间内基于在制品库存和产线订单生成最后的产线件次计划。在这里所有的约束条件都会被考虑。除了产线的技术约束条件，产线排序管理器还会尽可能遵守订单排程规定的完成日期。
在产线排序层面，PSImetals计划解决方案尤其关注对于直装和热装的支持。产线排序器中的优化器是基于考虑多个铸机/多流铸机并同时优化热轧计划。下图显示了基于共同优化原则生成的四流铸机的同步计划。
图11 四流铸机的同步优化计划
有的时候在非常特殊的情况下计划需要手工调整。由产线排序生产的计划将是最终机组可执行的计划。
五、ERP/MES/计划系统的集成
PSImetals计划系统可以非常灵活地和客户现有的ERP系统、MES系统集成。通过PSI提供的集成工具PSIintegration可以实现信息交流的无缝集成。如果客户采用的是SAP ERP系统，通过认证接口，集成会更为简易。但无论如何，任何第三方或者定制开发的ERP系统都可以通过标准的途径和接口的定义实现和PSI一体化计划系统的集成。
六、一体化计划的效果
通过一体化计划客户可以实现协同计划，摒弃低效的、纸媒的计划方式，不仅可以减少计划人员，还可以大大降低计划的错误率。
PSImetals计划系统为企业提供了一个强大而全面的计划工具，通过用户不断的运用，可以大大地提高物流和生产的效率。
以下是一些客户实践证明的、运用计划系统的效果：
·产能提高了50％；
·在产能一致的情况下降低在制品库存从而减少资金的占用率；
·通过智能算法瓶颈工序能力提高了25%；
·提高了数据的可靠性；
·计划效率的提高使计划时间大大缩短，同时对计划偏差的处理能力也大大提高，降低了计划的人员成本。
图12 显示了客户发布的通过使用PSImetals计划系统获得的收益和提高：
七、一体化计划推荐实施路径
对于实施一体化计划，PSI对中国钢铁企业有四个建议：
·“战略性的计划，脚踏实地的开始”：当开始一体化计划项目的时候，永远不要忘记最终要实现的目标，但可以从底层的订单排程和生产计划层面开始入手。
·“学习－实践－优化－扩展”模式：全面实施一体化计划是一个一步一步实现的过程。在实施和实践中积累知识，优化现有功能，然后再扩展新的计划功能。
·“一站式解决方案”：计划是一个非常复杂的交互过程，因而建议选择一个能覆盖中长期计划到产线排序的全面的计划工具。一旦选择的计划工具功能不全面，又要选择第二个计划工具去弥补，那么系统之间的集成会让原本就复杂的任务更为复杂和具有高风险。
·“开放的态度”：现阶段中国钢铁企业开始面对市场的竞争，并逐步提高按时、按质量交货的意识。然而，和西方完全开放的市场比较，中国市场还没有真正做到百分百市场调控。因而，西方先进的计划工具中的某些计划理论和最佳实践也许并不完全契合中国钢铁企业现阶段的实际需求。但有一天当市场完全开放后，这些实践也会符合企业的需求，帮助企业做好充分的准备。所以，采取开放的态度，生产竞争是大势所趋，做好了准备就有了成功的很大胜算。
计划是钢铁生产中最复杂的话题之一，此文仅是对PSImetals计划系统的简略介绍，PSI中国公司的计划专家期待与您深入探讨。
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本文标题：PSImetals一体化计划系统简介
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