项目制造和按单生产的生产计划模式探讨

项目型制造和按单生产计划模式探讨作者：丁谋一直以来，我们习惯将离散制造的生产模式按MTO、STO、ETO、ATO等区分，但实际上这只是企业从加工提前期以及市场环境的角度描述了对需求订单的不同处理方式。

以往有大量的文章讨论这些不同生产模式在ERP系统上的实现方式，但最核心的东西却基本没变。

基本上都是将所有需求汇总（不同的生产模式有不同的需求处理方式）后直接进入MRP计算后得到生产订单和采购订单，最后按订单采购、加工，入库并完成销售出库。

他们将MRP 描述成了一个万能的炼丹炉，装进去任何材料都能炼成金丹！而对于许多大型装备制造业，包括一些军工企业的主机厂甚至一些一级配套厂，他们并不关心生产方式是MTO还是STO，他们关心的是某型号或某批次产品的加工的全过程管理，而不是将需求装进一个黑匣子，然后拍胸脯说：我的算法肯定没问题，合理的供需计算后，会得到你想要的结果的。

但中间的黑匣子如何让生产计划员放心，又如何让客户放心？加工过程中的质量追溯如何体现？具体某批订单加工进度如何监控？研制和批产混线加工如何区分？我们在本文中将这类企业的生产模式称为项目型制造或按单生产模式，如何实现这类制造模式的科学生产计划管理是本文讨论的重点。

项目型制造和按单生产计划模式的主要特点项目型制造和按单生产并不相同，其中项目型制造并不一定是按单生产，按单生产也不一定是项目型制造。

狭义来解释，项目型制造一般指军工企业中的未完全定型或已定型产品，但单件生产且长生产周期的生产制造模式；广义来说，项目型制造体现在“项目”二字，最显著的是它有与项目相似的特点，即不可重现的一次性任务，本文主要针对狭义的项目型制造模式。

项目型制造计划模式具有如下特点：产品结构和生产工艺不定型，在生产过程中还可能需要随时调整，即工程变更很频繁；对生产过程中的子件，包括某些自制件、外购件，甚至标准件都有严格的要求。

这些要求可能是技术规格、质量等级成份、生产厂家、技术参数等等，因此项目型制造中通常会有“专用件”的概念；生产计划的生产数量、进度要求可能随时调整，在混线生产时优先级也会不停变动；要求计划管理、生产过程连续可控，这既是生产进程的要求，也是质量追溯的要求；由于生产周期长、产品结构复杂，需要在生产过程中随时监控各级子件的完工、到货、缺件情况，以指导生产计划员对计划进行调整；要求对某型号产品涉及的所有子件进行预占，以确保产品及时交付，必要时可以对预占件进行释放；以项目号为纲，将产品“串”起来，以保证该型号的质量、成本、利润的统计与分析；支持代料，因为新型号可能大量借用其他型号子件，因此代料应用会比较普遍。

而一般意义上的按单生产指从接到销售订单开始，对该订单严格控制，但相应的产品并不一定是未定型的，它重点体现在对“销售订单”本身的严格管理。

这一特点在外贸订单中体现较强，其主要生产特点如下：客户比较强势，要求了解其采购订单的所有过程，包括采购、生产、检验、库存等过程细节，即所谓的跟单生产；对产品交付时间要求很严格，不允许有拖期的存在；对子件要求严格，会提出一些个性化要求，包括自制件也包括外购件；允许代料，但代料过程清晰可追踪；要求预占且支持预占释放，对于复杂产品也需要缺件配套管理；质量要求极高，要求全程可追溯，支持召回。

其实按单生产和项目型制造有可能在某一企业中同时存在，即有可能出现严格按单生产的项目型制造订单。

经过分析，从计划模式的角度来看，以上两种计划模式有许多共同点，如：严格的订单过程和质量追溯、对子件的个性化要求、生产过程中的灵活调整、要求预占和预占释放、代料管理等等，这些特点都决定了经典的MRP无法满足生产计划的要求，所以才将这两种计划模式放在一起来讨论这类生产模式的科学解决之道。

主流ERP系统对项目型制造和按单生产模式的解决方案及不足分析长期以来，企业信息化在生产计划方面着重研究产品BOM和MRP算法，甚至试图靠这两大利器解决各种企业的生产模式问题。

但我们知道，MRP的核心是以降低库存为终极目标，它在计算中以供需平衡得到净需求，然后得到需求订单，进而提出生产和采购建议。

MRP共考虑十三大供应需求来源，它们分别是：1)计划销售量：未达成的销售预测量（预测数量－已受订量）；2)计划生产量：生产计划内的预计生产量（生产计划档的生产数量）；3)计划采购量：采购计划内的预计采购量（采购计划档的采购数量）；4)计划领用量：相关需求的料件需求量，生产计划档上阶主件的元件需求量；5)预计销售量：未结束订单的未销货量（订单数量＋赠品量－已交数量－赠品已交量）；6)预计生产量：未完工工单单头主件未生产量；7)预计进货量：未结束采购单的未进货数量（采购数量－已交数量）；8)预计领用量：工单单身（未完工）料件未领用量（需领用量－已领用量）；9)预计请购量：未更前倨后恭的请购数量（请购单已审核未抛采购单的请购数量）；10)替代他料量：使用取代料件的数量；11)被替代量：由取替代件替代的数量；12)重排增加量：因工单或采购提前交期所增加的数量；13)重排减少量：国工单或采购提前交期所减少的数量；逻辑上，MRP已经考虑了企业中几乎所有的供应和需求来源，理论上说，如果按照MRP 的计算结果去采购、生产就可以满足企业生产管理需要，这也是我们许多顾问对MRP自信的原因。

但是，对于项目型制造和按单生产企业来说，MRP并不适用，它最大的弊病是将所有“物料号”相同的供应放一起，将所有需求放一起，根据时间和提前期比较后得到净需求，因此，它已经将所有需求或销售订单按物料号给一锅烩了。

因此，实际上各大ERP供应商在面对项目型和按生产模式企业时也不得不对MRP算法进行改良以应对企业需求。

目前主流ERP系统在应对这一生产模式企业时基本采取了三种解决方案：一、强行推行标准MRP，依靠说服客户推行MRP，然后靠后期的报表想办法去将销售订单与采购订单、生产订单进行关联查询。

但由于算法上的缺陷，这种解决方案是最差的一种，几乎无法真正应对客户的核心需求，这种解决方案也仅在MRP刚传入中国的前几年有较多的应用，算是三种解决方案中最差的一种。

二、改良版的MRP，对原MRP算法进行调整，在进行供需平衡时增加了项目号或型号约束，使得他们无法跨项目混合计算。

这种改良版的MRP解决了一部分问题，但由于其内核算法并没有改变，在计算时还是依据某一时间段的供需来源进行平衡，如果在后续的采购和生产过程中如果有调整，只能再次计算一次，灵活度很差，对插单、工程变更以及型号产品中的通用件支持都较差；三、LRP( 批次需求计划)，LRP最早于1992年由台湾鼎新公司提出，它从计算逻辑上就改变了MRP的思想，它是以订单为核心，在计算时从订单入手，借此来满足接单生产或项目型生产为主要生产模式的企业在方面的需求--计划、执行、追踪、考核。

随后有许多ERP产品推出LRP模块功能。

最难能可贵的是LRP提出了锁单的概念，也就是通常所说的预占功能。

但是，LRP只是考虑了九大供需来源，基本上解决了外贸跟单生产管理需求，但是对于复杂产品，尤其是装备制造业，或者是项目型制造企业，它没有提出专用件与通用件的解决办法，也没有多级预留配套并通过缺件拉动生产功能，相对MRP，它走向了另外一个极端。

因此，简单的说，LRP提出了针对外贸跟单的一种生产计划解决模式，但依然无法完全解决项目型生产模式遇到的问题。

项目型和按单生产计划模式的信息化解决思路要满足项目型和按单生产计划模式的需求，重点是给出满足该计划模式的计划编制逻辑。

通过对以上三种现阶段主流解决方案的分析，我们可以将它们取长补短，借鉴LRP算法逻辑，但同时支持“专用件”和“通用件”的规划，以支持企业中的研制与批产的混线生产；通过以往改良版的MRP所提供的多级配套、缺件拉动思想，对生产订单进行实时调整，以灵活应对实际生产过程中的变化；支持代料管理，将LRP九大供需求来源扩展到十三大供需来源。

理论上我们可以借鉴以往经验和成熟思路，但实际上在真正形成软件系统时，不仅仅计划编制逻辑本身的算法需要调整，更重要的是与该逻辑相对应的基础数据也要进行扩展，因为这种计划模式已经颠覆了传统MRP管理方式，以往可以满足MRP需要的数据信息已不能支撑这种计划模式的要求，某些LRP功能又过于单一和呆板，要调整也需要大量基础数据的支撑，而不仅仅对计划逻辑的调整。

因此，这也是为什么当前许多企业管理软件并没有很好解决这一计划模式的重要原因之一，最多是对原MRP算法进行改良，因为整个计划模式的改变涉及的范围极广，除非重新开发一套产品。

因此，下面将从基础数据和计划逻辑两方面阐述项目型和按单生产计划模式的解决思路。

一、计划模式所需要的基础数据支撑为了支撑项目型和按单生产计划模式，涉及到的基础数据至少包括物料编码基础属性、工程数据、库存管理相关数据以及采购管理相关数据，如果后续的成本管理以及财务需要按项目去核算，还会涉及到这些功能模块的数据调整，但本文将不再叙述，大家可以参照库存和采购管理相关数据的说明去对照。

物料基础属性除了一般ERP系统中所包括的编码、名称、规格、技术条件等属性外，还必须包括质量等级的范围、成份范围等属性，这主要是用于在某项目中设计人员指定某型号必须选用哪个质量等级和成份的物料，这些属性必须在物料基础数据中有一个可选范围的定义。

工程数据主要包括两部分：产品BOM和工艺数据。

产品BOM数据与一般ERP产品相比调整较大，为了与前端的PDM系统一致，同时也为了满足按项目和按单管理的计划模式，产品BOM数据应该有一个标准BOM和其他以项目号为关键字的项目BOM，或称为订单BOM、型号BOM。

型号BOM中将包括许多个性化要求，主要包括BOM子件代料规则、是否专用件、是否指定生产厂家、指定何生产厂家、是否不必按单跟踪等属性。

图１：编制生产计划所需要的主要基础数据与逻辑关系在计划排产运算时，系统会以需求订单（销售订单）信息为基础，依据需求订单提供的信息去匹配对应的BOM数据和物料基础信息，将这些信息一起提供给计划排产模块。

产品工艺数据调整不太大，只需要增加“项目号”属性，以满足由于不同项目（型号）的不同而对其中某些工艺有特殊要求。

这也与PDM系统匹配，形成型号工艺。

库存管理和采购管理相关数据中必须包括质量等级、成份、生产厂家、项目号（供专用件使用）等属性，这些属性要贯穿在采购、库存管理的业务单据和相关台账、查询统计功能中。

二、生产计划的运算逻辑这是整个解决方案的核心，它决定了生产计划的优劣和可行性，是优化项目制造和按单生产计划模式的关键所在。

由于在实际的生产企业中存在批次和项目型混合生产的情况，这样在进行生产计划排产时势必就会遇到诸如按项目号优先排产、专用件独立排产和通用件优化排产等问题。

基于企业的需求并总结其他解决思路的优点，我们可以通过两次计算得到我们需要的排产结果。