许多企业至今仍然使用Excel进行详细的生产计划编排。对于流程相对统一的小型企业来说，这通常效果较好；但是伴随企业的成长或面对不断变化的客户需求(尤其当满足交货时间变得越来越重要)会导致生产和相关业务流程变得越来越复杂。

现实场景：令人满意的计划越来越难达到，生产过程中容易存在空闲时间，或者机器没有被最佳地进行利用。因此，制造型企业需要依靠诸如计划排程工具高级计划与排程(APS)软件，以改善其日常的计划业务。但是，什么样的企业是真的需要考虑使用计划排程工具APS进行详细计划的呢？

粗计划和详细计划之间有什么区别？

每个制造型企业一般都需要根据物料、资源和交期来计划生产。制造的上游和下游的供应链也需要纳入企业的计划中，以达到最佳的生产流程。

企业的计划通常由粗到细；那么，详细计划的主要任务是什么，要回答这个问题，需要我们理解一下粗计划和详细计划的区别。

粗计划可以理解为总体的订单计划和控制。从供应链的角度来看，该计划包含了处理所有客户订单所包含的从接收订单到产品发货的整个时间段和全部工位(或生产区域)。

详细计划对这些粗略的、精简的粗计划进行分解，以便在车间进行操作实施；并为各工序指定明确的执行日期范围和台位。详细计划依据生产条件编排未来几天和几周的任务，并确定加工顺序。这个过程中，订单被指定优先级并分配给各个台位和机器。

图1 计划工具已成为越来越多制造型企业的绝对必需品。上图为一个计划排程工序Leitstand解决方案

粗计划涵盖中期至长期的计划范围，详细计划则涵盖短期至中期的计划范围。但是，实际上，粗计划与详细计划之间越来越难简单进行分割。在过去，人们根据规划视野的不同，在软件领域中将一方面的生产计划与控制(PPS)或企业资源计划(ERP)，与另一方面的详细计划或制造执行系统(MES)区别开来。

但是，一个计划范围内的更改、偏移或瓶颈其实始终会影响另一个计划范围。如今的软件也越来越多地反映出这一点：ERP + MES的集成，统一的数据库以及一致的功能和流程越来越好地反映了制造型企业的真实情况。详细计划工具也需要有机的与ERP系统进行集成，来共同支撑企业的生产计划业务。

计划排程工具APS特别适合什么样的企业？

当生产过程复杂时，制造型企业通常可以从计划排程解决方案中受益，例如计划排程工具APS。但是生产过程的复杂性到底体现在哪里？可从计划排程解决方案中受益的主要有两类生产过程复杂性：

• ERP提供了复杂的订单结构(例如，生产订单含有大量工序，这些工序又需要进行详细的计划)。

• 计划业务本身很复杂(计划规则和约束)，计划必须根据某些复合目标进行编排，例如“优化工装准备时间”，“同一个客户的订单归集处理”或者“满足交货期限”。

具体而言，成熟的计划解决方案特别适合于具有离散制造特征的企业，尤其是机械和装备制造以及汽车行业的企业，并符合以下情况：

• 生产许多不同种类的产品，产品型号的多样性增加了计划的复杂性

• 生产产品需要大量不同种类的工序；装备制造业就符合这种情况，装备制造企业完成一个订单通常需要200-600道工序

• 在同一机器设备上生产多类型产品，并且它们具有不同的工装准备时间，排产时需要考虑经济性

• 有产能瓶颈或时间相关的约束条件(例如需准时交付)

• 订单数量多到无法再手动计划

制造型企业应用计划排程工具可获得哪些优势？

企业可以使用软件以多种方式简化和优化生产计划业务。但是实际上，计划排程工具APS往往就是最好的选择。这主要是由于以下几个优点：

• 计划排程工具APS使制造过程条理清晰

甘特图形式展示的工序的以及它们之间的箭头连接表达的生产逻辑关系非常易于理解，使复杂的生产可以直观地进行理解。

• 易于使用

可以通过拖放轻松方便地移动生产任务、工序和机器分配。

• 减轻计划员的日常工作

可以根据定义的排程规则编排订单计划，以便计划者可以专注于真正重要的任务，例如消除瓶颈。

• 高效的生产

计划排程工具APS根据有限产能原则编排生产计划。只有消除了超产能情况，才可获得可执行的计划和可靠的交付日期。此外，系统会实时自动监测提前期、交货瓶颈或新的情况。计划的图形表示形式(例如甘特图表)在这里也发挥了其长处，因为可以立即直观地看到产能空余。这样，就可以最佳地利用资源。分配的工序还可以变换台位和机器，比如可以换到负载较轻的台位或机器上。

此外，系统还支持全自动的生产目标(KPI)的优化。但是，请注意，KPI之间可能相互矛盾(例如，遵守交货期限与工装准备时间优化是相矛盾的)。因此，在开始项目实施之前，企业应考虑哪些目标更为重要。

图2 人工智能支持的全自动的生产目标(KPI)的优化

• 失误预防

计划排程工具APS可以代替大量的基于纸张的流程或容易出错的复杂的Excel列表。计划排程工具APS通常与ERP系统集成。这样，系统中所有的数据都集中在一个共有数据库中。并且数据自动从ERP下发，而不再需要手动录入。手动任务和人为失误被大大减少。

• 重构生产透明度

当制造过程达到一定的复杂度时，生产管理人员可能会很快在当前系统中失去对实际情况的掌握。而诸如计划排程工具APS之类的计划解决方案可以通过生成反映当前生产状态的实际概览并将所有数据在图形化界面中进行汇总展示，提供真实的公开的生产情况，从而重构生产透明度。

• 优化仓储流程

通过计划排程工具APS，企业可以准确地知道何时需要哪种物料(包括委外的物料)。据此，可以优化流程并节省仓储成本。这也适用于另一种方法：比如根据计划，预知交付瓶颈，则可以及时下订单，从而避免生产过程中的物料导致的延误。

• 生产过程更具灵活性

借助计划排程工具APS，可以快速重新编排计划，并且效果可以立即看到。这样可以便捷地重新编排订单计划。旧计划日期将被覆盖，新的结束日期将根据有限能力重新计算。相应的计划调整会自动识别并可以立即启动。

这不仅适用于需对不可预见的事件或故障做出快速反应的情况，也适用于出于经济角度需要做出快速反应的情况；可以优先计划和处理具有高优先级或高利润率的订单。

• 为用户提供结构化的作业指导说明

何时，如何以及由谁在哪台机器上完成什么工序？在哪些台位应该做什么？对物料和工具有什么需求？越来越多的企业正在向其员工提供这种结构化的作业指导，以辅助其作业。这些信息可以轻松地通过系统直接生成。

这是制造过程不复杂或订单结构较简单的企业也使用计划排程工具APS的主要原因，因为这种辅助信息非常有用，而且无论如何都需要对工作任务进行计划编排。

• 商务智能(BI)与报表

计划排程工具APS提供了部分数据源，用于全面的商务智能(BI)解决方案的评估和统计，但其本身也可以提供有非常价值的信息。管理层可以快速了解到：交期是什么时候？问题出在哪里？机器的利用率如何？

结合来自生产数据采集系统的实际反馈，可以通过计划排程工具的图形形式快速识别计划偏差以及优化潜力。当工序实际总是花费比计划更长的时间，则可能必须从根本上解决问题。

• 情景计划模拟

当...时，会怎么样？情景和模拟可帮助企业找到更好的解决办法。通过这种方式可以测试多种方案，并在必要时直接将其纳入计划中。此功能也是培训新员工的好办法，因为他们可以尽情尝试计划编排而不会影响实际生产运营。

实施引入一款详细计划工具需要多久？

计划解决方案的实施周期差别很大。即可以简单到自行配置实施，也可以需要进行大型项目实施。除了制造过程的复杂性，企业的要求也对实施过程起决定性的作用。包括对业务咨询的需求，接口的配置和解决方案的安装方式。但是，与引入ERP系统相比，其实施周期则要短得多。

引入计划排程工具APS有什么前提条件？

在计划排程工具APS中，在某些情况下可以手动输入数据或订单，但这个功能不是设计来这样使用的。各种类型的计划解决方案的运行基础都是结构化的数据管理或者说可以传输、导入到计划排程工具APS的数据结构。比如说，ERP系统可以作为理想的数据源。在此基础上，实施计划排程工具APS可以容易得多。PSI有标准的接口工具，以非常可靠和简单的方式提供数据集成方案。

成功的主要陷阱是什么？

良好的主数据质量和订单数据质量对于计划排程工具(Leitstand)项目的成功至关重要。错误的数据会导致错误的计划。但是，通常也不需要精确到小数点后三位。而是数据必须具有必要的质量。

此外，其他软件项目通用的规则在这里也适用：在实施过程中必须激励员工，消除他们的恐惧感，解释清楚项目带来的好处并实施业务变革管理。

在实施开始之前，企业还必须阐明其目标和要求，并在内部达成一致。每个参与人员都必须清楚，没有一个完美的计划可以实现所有期望的目标。相反，为了在一个方面取得进展，可能必须在另一个方面做出妥协。

写在最后但也很重要的一点是，计划编排自身以及对其进行优化可能非常复杂。因此，企业应预留足够的时间来制定项目中的实际计划规则，并与供应商和公司中的相关关键用户持续进行沟通。

总结：优化的生产过程控制可更好地满足交期

计划工具不能代替计划员，因为人所了解的情况通常比单纯数据能表达的要多得多。当需要快速变更时，则必须调整一些自动化机制。最终的决定必须始终由人做出。

但是，计划员可以从计划排程工具中获得许多好处。无论自动化程度如何，或者计划是手动、半自动还是全自动编排，以下这些都适用：

• 更好地满足交期

• 更灵活的制造过程

• 提供员工作业辅助信息

• 更高的生产效率

• 高透明度

计划解决方案可能的用途和用例的范围是巨大的。从手动计划排程到带有自适应组件和人工智能(AI)的全自动计划，一切皆有可能。企业应该仔细考虑他们的目标和要求是什么，以及要进行哪些改进。可以肯定的是：计划解决方案适合制造业中的每个企业。

原文作者：Frank Hoffmann & Christian Stepper

原文地址：https://www.erp-demo.de/blog/2020/05/27/smartere-feinplanung-in-der-produktion-lohnt-sich-ein-leitstand-fuer-mein-unternehmen/

翻译与编辑：金凯、陈兴

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公众号： APSS高效计划与智能调度排程研究会

微信号： APS_Society

网站： www.itapss.cn

中国很多企业处于亚健康状态，其特征是“三高”即高交期、高库存、高成本。精益生产、MES、APS、供应链优化是消除企业三高的良方，建立高效的计划执行架构体系，实现卓越制造。