０ 引 言
鋼鐵生產具有在生產組織上成批加工、物流上離散與連續相混合、產品構成上呈分解形式等特點，難于適應快速的市場變化，尤其隨著客戶對產品多樣化、準時化要求的提高，越來越凸顯出了生產組織與客戶需求之間的矛盾。這些矛盾主要體現為：銷售部門從銷售額和市場占有角度出發制訂銷售計劃，為配合銷售計劃生產中往往產能分配不均，不能充分利用產能優勢，輔助設備更換頻繁造成生產成本增加；客戶交貨期無法準確應答，產品交貨常出現拖期和提前的情況，企業靠增加中間產品庫存來緩解這一問題。
為了解決產銷銜接的問題，鋼鐵企業試圖利用信息技術在數據處理及優化計算上的優勢，建立了不同層級的信息系統以制訂合理的鋼鐵生產經營計劃。ＥＲＰ系統應用ＭＲＰ（Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ Ｐｌａｎｎｉｎｇ）和ＭＰＳ（Ｍａｓｔｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）計算物料需求，生成生產計劃，但存在無法獲取并跟蹤生產實績信息等缺點；ＭＥＳ系統通過生產計劃、生產調度、庫存管理、質量管理、設備管理、物料跟蹤等系統功能，對產品訂單、質量、設備、資源等進行全面的動態管理。文獻［１］在對ＥＲＰ與ＭＥＳ銜接問題進行分析的基礎上，提出了鋼鐵企業產銷一體化的系統框架。
隨著ＡＰＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）技術的日漸成熟，其受到鋼鐵企業越來越多的關注［２-３］。鋼鐵企業ＡＰＳ基于約束優化理論，同時考慮市場、產能、庫存、資源、工藝等諸多因素，構建層次性計劃體系，逐層解決產銷一體化要求下的計劃問題。ＡＰＳ彌補了ＥＲＰ編制動態環境下生產計劃的缺陷，且實現了ＭＥＳ在計劃與排程的優化功能［４-５］。鋼鐵企業ＡＰＳ包括４個層次的計劃，分別為：能力計劃、訂單計劃、批量計劃、生產調度［６-７］。其中能力計劃在綜合考慮市場需求、產品的盈利系數、企業生產能力、市場飽和度、運力限制等因素的基礎上，根據合理的優化模型制訂出能夠統籌配置生產資源和生產時間、實現產銷平衡的計劃，用于指導生產計劃和銷售計劃，從而在保證合同滿足率和設備利用率較高的情況下使企業效益最大。由此可知生產能力計劃是實現鋼鐵企業產銷一體化的關鍵環節。
本文以實際工程項目為背景，針對鋼鐵企業基于“產銷一體化”策略的生產能力計劃管理的實際需求，建立數學模型以及ＵＭＬ系統模型，從而輔助決策人員合理地指導生產和銷售過程，提升企業的經營管理水平。
１ 需求分析
鋼鐵企業的生產能力計劃屬于中長期計劃，通過合理配置生產過程中的共享資源，確定計劃期內擬生產的產品以及工藝路徑和產量，同時明確最終產品的銷售市場和銷量，在此基礎上指導生產計劃和銷售計劃的制訂。在產銷一體化的經營策略指導下，生產能力計劃不單純地依據企業的銷售合同或生產能力，而是綜合考慮產銷關系，實現企業效益最大化，因此，系統必須擁有優秀的智能優化算法來確保計算結果的精確性和計算速度的快速性，且良好的人機交互界面是決策人員進行決策和評價的重要保證。基于這種設計思路，產銷一體化策略下的生產能力計劃系統需要以下６個功能模塊。
1.1 盈利能力預測
根據產品的生產和銷售歷史數據，建立能夠綜合評價產品盈利能力的指標體系，給出細分到各區域市場的產品盈利系數，得出產品盈利能力方案。為追求長期效益，需同時考慮特殊產品和特殊客戶等因素，以便制訂出更能符合長期戰略規劃的盈利能力方案。
1.2 生產能力計劃生成
根據決策人員的策略需要，自動編制生產能力計劃的核心子系統。鋼鐵企業實行產銷一體化管理模式的核心是在生產和銷售過程中合理有效地分配資源，追求效益的最大化。在鋼鐵生產中，設備產能和資源總量是限定的，且存在資源流向多對多的關系。因此，如何根據銷售需求和產能工藝限制合理組織生產，選擇產品的最佳工藝路線和銷售市場，這是生產能力計劃生成子系統所要解決的關鍵問題。
1.3 生產能力計劃評價與跟蹤
實現與決策人員直接交互并輔助決策的核心子系統，主要包括以下功能：①對于制訂的生產能力計劃，自動生成生產資源分配平衡圖，直觀展示資源在各個生產線的分配流向關系；②提供生產能力計劃的對比分析模型，從宏觀和微觀角度對生產能力計劃進行分析評價；③為進一步滿足具體需求，決策人員可通過該子系統的人機交互界面直接對計劃進行調整；④實時跟蹤下發計劃的執行情況，識別擾動的非效益因素和人為干擾因素，并采取相應措施。
1.4 生產計劃管理
當生產能力計劃確認下發之后，系統自動生成生產計劃，以指導生產部門有序地組織生產。同時，在生產計劃的執行過程中，通過將實際生產情況實時反饋并加以分析，識別出瓶頸工序，進而對生產情況做出實時調整。
1.5 銷售計劃管理
根據市場需求，基于生產能力計劃編制當期銷售計劃，并指導銷售人員挖掘潛在的客戶群體。在計劃執行過程中，及時反饋銷售情況，并根據運輸成本、客戶群體、人為干預等影響因素的波動，對銷售計劃進行調整，以響應市場的實時變化。
1.6 業務數據接口
用于維護數據編碼與企業其他業務系統之間的一致性，并從生產系統、銷售系統、采購系統、財務系統等ＥＲＰ級系統獲取生產和銷售實績數據，實現企業內部信息的共享。
