生產排程系統怎麼選?白板、Excel、ERP 排程模組到 APS,中小工廠插單、換線與交期怎麼排

恆遠數位編輯團隊約 11 分鐘閱讀
生產排程系統怎麼選文章封面:白板與 Excel、ERP 排程模組、APS 到客製化,中小工廠插單、換線與交期怎麼排
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生產排程系統負責一件事:把手上的訂單,排進機台和人力真正做得到的時間裡,並且在插單、換線、缺料發生時,很快重排一次,告訴業務新的交期。中小工廠常見的四條路是白板或 Excel、ERP 的排程模組、APS 套裝軟體,以及客製化排程系統;選哪一條,看的是插單有多頻繁、換線有多貴、現場的報工資料回不回得來。

我們估 MES 與工廠系統的案子時,生管最常講的一句話是:「排程表早上排好,十點業務一通電話插單,整張就作廢。」這篇就專講排程,從四條路怎麼比、什麼時候該升級,到插單和換線在系統裡實際怎麼算,最後講排程要的資料從哪來、跟 MES 和 ERP 怎麼分工。

生產排程系統管什麼:訂單、產能、換線和交期一張表看完

先看結論表。排程系統的工作可以拆成五件事,每一件都對應到生管每天在 Excel 上手動做的動作。

排程要做的事

生管現在怎麼做

系統怎麼做

做不好會怎樣

接單排入

看白板估哪台機有空,口頭回業務交期

依途程與標準工時,自動找最早可做的時段

交期是猜的,業務不敢跟客戶講死

產能檢查

憑經驗判斷這週塞不塞得下

依機台、班別、休假算出每天可用工時,超載就標紅

排出來的表根本做不完,加班變常態

換線安排

老師傅記得哪些產品接著做比較快

依換線時間表,把同材質、同模具的單排在一起

一天換線五次,機台一半時間在等

插單重排

整張表重拉,一次花掉一兩個小時

插進去後自動往後推,列出哪些單會延誤

插一張急單,其他三張悄悄延遲

進度回饋

下午走一圈現場問進度

接報工資料,實際進度落後就自動調整

排程跟現場兩套版本,越排越不準

ERP 的教科書把排程放在「計畫層」,MES 放在「執行層」,國際上常用 ISA-95 的分層來切。對中小工廠來說,分層用不著背,記住一個原則就好:排程是把計畫變成現場時刻表的那一步,前面接訂單,後面接報工。

生產排程系統的四條路:白板與 Excel、ERP 排程模組、APS 套裝、客製化

先講怎麼選:二十人以下、產品種類少,Excel 撐得住就先別換;已經有 ERP 而且排程規則單純,先用 ERP 的排程模組;換線成本高、限制條件很多,才值得看 APS;規則特殊、又要跟現場設備和報工接在一起,客製化比較划算。

路線

適用規模

排得到什麼程度

計價模式

主要風險

白板/Excel

單一產線、產品種類少、一位生管就排得完

人排,靠經驗;插單要整張重拉

幾乎零成本,成本在生管的工時

只存在一個人的腦袋,他請假就沒人排

ERP 排程模組

已導入 ERP、以訂單驅動生產、換線不太貴

多半是無限產能排程,先排出日期,產能衝突要人看

通常含在 ERP 授權或加購模組

排得出日期,但機台塞爆了它不會提醒

APS 套裝

多機台、多工序、換線成本高、插單頻繁的工廠

有限產能排程,考量換線、模具、人力、物料等限制

軟體授權或訂閱,加上導入顧問費

主檔(工時、換線矩陣)沒整理好,算出來的表沒人敢用

客製化排程系統

規則特殊、要接現場報工與周邊設備、套裝怎麼調都不合

照工廠的規則寫,從簡單規則開始,逐步加限制

專案報價,依規則數量與要串的系統而定

需求沒講清楚就開工,做出來跟現場對不上

白板與 Excel:排程只在一個人腦袋裡

Excel 排程的好處是誰都會用、改起來最快。問題出在規模變大之後:每張單的工時、換線順序、哪台機今天保養,全部靠生管自己記。中央大學一篇以工業電腦廠為例的論文 〈應用排程自動化於更精準預測訂單交期〉 就提到,原本靠人工經驗預估交期,誤差大,客戶抱怨和溝通成本跟著來,改成用 Excel VBA 自動排程後,交期預測準了不少。這也說明一件事:很多工廠的第一步,光把 Excel 規則化就有感。

ERP 排程模組:排得出日期,看不到機台塞車

ERP 的排程多半從交期往回推,依標準前置時間算出開工日。它擅長把工單、物料、採購串在一起,弱點是不少模組預設產能無限,十張單同時排在同一台機上,它照樣給你十個開工日。製造業 ERP 的排程模組能做到哪裡、要不要另外買 APS,我們在 製造業 ERP 怎麼選 拆過,這裡不重複。

APS 套裝:限制條件多的工廠才用得到

APS(Advanced Planning and Scheduling) 的核心是有限產能排程:同時考量機台、人力、模具、物料,排出真的做得到的時間表,插單時算出對其他單的影響。功能最完整,門檻也最高,它需要準確的標準工時、換線時間表和即時進度,這三樣資料不準,演算法再好也只是算得很快的錯誤答案。

客製化排程系統:照你的規則長出來

工廠的排程規則常常很在地:某客戶的單一定先做、某台機只有一位師傅會調、某種料要先烘乾八小時。套裝軟體不一定裝得下這些規則,客製化可以從最痛的兩三條規則先做,再一路加。客製化 APS 專案的決策與報價結構,可以看 客製化 APS 開發指南。我們做過的生產力管理系統,就是從生產可見性和異常管理開始建,先讓老闆看得到現場,再往上長功能。想先問問你的狀況比較適合哪一條路,可以直接加 LINE 問我們。

什麼時候該換掉 Excel 排程:五個升級訊號

出現兩個以上,就該開始規劃生產排程系統;只中一個,先把 Excel 規則化通常就夠。每個訊號都可以用上個月的資料自己算。

升級訊號

怎麼量

什麼程度要注意

代表什麼

插單頻率

上個月有幾張單是排程發布後才插進來

每週都有、而且一插就要整張重排

人工重排的時間已經吃掉生管大半天

換線時間

每天換線次數乘上平均換線時間,除以可用工時

換線佔掉明顯的產能,而且順序全靠老師傅記

排列順序本身就是產能,值得交給系統算

交期延誤率

上個月延誤出貨的單數除以總單數

延誤率逐月上升,或業務開始自己跟客戶加緩衝

排程給的交期已經不可信

報工回不來

排程表上的完工數跟現場實際差多少、隔多久才知道

要到隔天或月底對帳才知道落後

排程跟現場是兩套版本,排再細都沒用

排程只有一個人會

生管請假時,誰能接手排

沒有人接得了,或接手後隔天交期全亂

排程規則沒有寫下來,是公司的單點風險

換線這一項特別容易被低估。精實生產裡的 SMED 快速換模 把換線拆成「停機才能做」和「不停機就能先做」兩類,很多工廠光是把備模、備料移到停機前,就多出可觀的產能。排程系統做的是另一半:把換線次數本身降下來。

我們的看法很直接:中小工廠第一套排程系統,先別追最佳化演算法。插單時能在五分鐘內告訴業務「會延誤哪幾張單」,比算出理論最佳解有用得多。演算法可以之後再換,生管跟業務之間的信任一旦被打壞,很難補回來。

插單、換線與交期:生產排程系統實際怎麼算

排程系統背後就是幾條規則的組合。看 demo 時先搞懂這幾條,才知道廠商講的「智慧排程」到底做了什麼。

排程規則

白話說明

適合什麼工廠

要準備的資料

無限產能排程

只看交期往回推開工日,不管機台塞不塞

產能寬鬆、瓶頸很少的工廠

標準前置時間

有限產能排程

每台機每天只能排到可用工時,超過就往後排

產能吃緊、常加班的工廠

機台行事曆、班別、標準工時

逆排(從交期往回)

從交期倒推最晚開工日,減少在製品堆積

交期明確、不想太早做完囤貨

交期、各站工時

順排(從今天往後)

從現在能開工的時段往後排,算出最早完工日

插單、急單多,要回答業務「最快何時」

目前各機台的排程與進度

換線矩陣

記錄 A 產品換到 B 產品要多久,系統依此排順序

多品項共用機台、換模貴的工廠

每對產品之間的換線時間

凍結區

未來一兩天的排程鎖住,插單只能排在凍結區之後

現場最怕臨時改單的工廠

凍結天數、例外核准規則

瓶頸也要先找出來。限制理論(TOC) 的觀念是整條線的產出由最慢的那一站決定,所以排程先排瓶頸站,其他站跟著瓶頸的節奏走。很多工廠把每一站都排得滿滿的,結果在製品堆在瓶頸前面,交期反而更差。

插單是最能看出排程系統好壞的情境。下圖是一個中小工廠常用的插單判斷流程,系統要做到的,是讓生管在每一個判斷點都有數字可看。

圖表載入中…

物料這一關常被忽略。排程排得進去,料沒到一樣開不了工,所以排程要能讀到物料需求計畫的結果。物料怎麼算、BOM 和安全庫存怎麼設,可以看 MRP 物料需求規劃 與 庫存管理系統怎麼選。

資料回不來,排程就是空談:報工、稼動與標準工時從哪來

排程系統的準確度,取決於三種資料:標準工時準不準、機台今天能不能用、現場實際做到哪裡。少了任何一樣,系統排出來的表跟 Excel 一樣只是理想狀態。

排程需要的資料

從哪裡來

多久更新一次

沒有會怎樣

標準工時與途程

ERP 或 PLM 主檔,加上報工資料回頭修正

新品上線、工程變更時

每張單的預估時間都偏,交期跟著偏

換線時間

現場實測紀錄,整理成換線矩陣

換模具、改製程時

系統不知道哪些單該排在一起

機台可用狀態

設備保養計畫、停機紀錄、稼動資料

每班或即時

排到正在保養或故障的機台

實際完工進度

掃碼報工、平板報工或設備計數

每站完工或每批完工

落後了沒人知道,排程繼續照原計畫走

物料到位

ERP 的採購與庫存、MRP 結果

每天

排得進去卻開不了工

報工是其中最關鍵的一條。紙本、Excel、掃碼報工到設備自動報工怎麼選,我們在 報工系統怎麼選 比較過;機台實際有多少時間在生產,要看 稼動率計算。稼動率低的工廠,排程常常排得很滿卻做不完,因為表上的可用工時跟機台真正能跑的時間差很多。

資料收集這一段,我們實際串過的是掃碼槍報工、標籤機、溫度感測器,以及用 ESP32 透過 Wi-Fi 和 MQTT 把感測資料送進系統,做法寫在 ESP32 MQTT 實作。要直接讀 PLC 或機台控制器的訊號,這段通常由設備商處理,我們負責接收資料的系統端,把資料整理成排程看得懂的格式。

這一層我們做過:生產力管理系統 是為傳統製造業建的工廠管理系統,重點放在生產可見性、異常管理與產能效益分析,讓現場發生的事情能回到管理者的畫面上。排程要準,就是從這一步開始。如果你們的排程卡在資料回不來,我們很樂意先聽你聊聊現場的狀況,一起看看從哪一段資料先接最划算。

生產排程系統跟 MES、ERP 怎麼分工

一句話分工:ERP 決定要做什麼、做多少、何時交;排程決定哪台機、哪一班、什麼順序做;MES 負責照著做並把實際結果回報。三者的界線在不同工廠會有點移動,但資料方向大致固定。

系統

負責什麼

給排程什麼

從排程拿什麼

ERP

訂單、工單、BOM、採購、庫存、成本

工單、交期、物料到位日

預計完工日,回給業務與採購

生產排程(APS 或排程模組)

機台、班別、順序、換線、插單重排

(本身)

(本身)

MES

派工、報工、在製品、品質、設備狀態

實際進度、停機、良率

每站每班的派工順序

排程放在 ERP 裡還是 MES 裡,各家做法不同。三套系統的完整分工我們在 ERP、MES、QMS 差在哪 整理過,工單和報工兩邊怎麼串可以看 MES ERP 怎麼串接。如果你還在判斷整體要不要上 MES,從 MES 系統完整指南 開始看會比較完整;只想先處理生管的工單、報工與良率,生產管理系統怎麼選 比較貼近。

選廠商時,排程是最容易被 demo 騙到的一塊:示範資料都是乾淨的,換線時間、工時都填好了。看 demo 時請廠商用你們上個月真實的十張單、包含一張插單,現場排一次給你看。挑 MES 與排程廠商的評估表,可以參考 MES 廠商怎麼選;預算怎麼拆,看 MES 系統價格怎麼算。

導入生產排程系統的順序:先把資料做準,再談自動排程

最穩的做法是分三段走,每一段都讓生管先用得到東西。

階段

做什麼

生管拿到什麼

這一段的完成條件

規則化

把工時、換線時間、排程優先順序寫下來,整理主檔

排程規則從一個人腦袋變成文件與資料表

第二個人照規則能排出差不多的表

看得見

接報工資料,畫出甘特圖與每台機負荷

每天早上看得到誰落後、哪台機塞車

排程與現場差距能在當天被發現

自動排

加入有限產能、換線矩陣、插單試排

插單時幾分鐘內知道會延誤哪些單

生管與業務願意依系統給的交期回客戶

  • 先挑一條產線試:選瓶頸最明顯的那條,效果最容易被看見。
  • 換線時間要實測:老師傅說的換線時間常常偏樂觀,用碼表量一週再填。
  • 留給生管覆寫的權限:系統排出來的順序要能手動調,調整原因記下來,下一版規則就從這些紀錄改。
  • 定期回頭修標準工時:用報工資料每月比對一次,偏差大的品項更新主檔。

工廠整體從 Excel 走到 MES 的三個階段,可以搭配 工廠管理系統怎麼選 一起看,排程通常落在第二到第三階段之間。

ℹ️我們做過這件事

恆遠是會寫程式的工程團隊,目前有 40+ 件企業客製案落地在用。製造現場這一塊,我們做過生產力管理系統,協助傳統製造業建立生產可見性、異常管理與產能效益分析;掃碼槍報工、標籤機、溫度感測器、ESP32 透過 MQTT 送資料進系統,這些我們都實際串過。PLC 與機台通訊一般由設備商負責,我們負責接收資料的系統端。如果你也在想「我們的插單和換線規則放進系統會長什麼樣子」,我們很樂意先聽你聊聊現在的排法,也可以直接加 LINE 把上個月的排程表丟過來。

ℹ️我們怎麼看

我們判斷,未來幾年中小工廠的排程會從「一個人排」走向「系統先排、人來調」,但演算法不會是勝負關鍵,資料才是。報工回得來、換線時間量得準的工廠,用簡單的有限產能規則就能把交期講準;資料回不來的工廠,買再貴的 APS 也只會得到漂亮但沒人信的甘特圖。所以我們做排程時,會先接報工、先做看得見,再加自動排。給老闆一個判斷方法:拿上個月的出貨紀錄,算延誤率和插單張數;延誤率在上升、插單每週都有,就值得開始規劃,否則先把 Excel 規則寫下來就好。

生產排程系統常見問題

Q生產排程系統和 APS 是一樣的東西嗎?

APS 是生產排程系統裡功能最完整的一種,特色是有限產能排程與考量多種限制條件。生產排程系統是比較廣的說法,ERP 的排程模組、客製化的排程工具、甚至規則化的 Excel 都算。中小工廠不一定需要完整的 APS。

Q已經有 ERP,還需要另外買生產排程系統嗎?

先看 ERP 的排程模組是不是有限產能。如果它只會從交期往回推開工日、看不到機台負荷,而你們的插單和換線又很頻繁,就需要排程系統補上這一段。產能寬鬆、品項少的工廠,ERP 模組通常就夠。

Q插單一來整張排程就亂,系統能解決嗎?

系統能做到的是插單試排:先算出插進去後哪些單會被往後推、會不會延誤,讓業務和生管在答應客戶前就看到代價。再搭配凍結區規則,未來一兩天的排程不輕易變動,現場就不會被頻繁改單打亂。

Q換線時間要怎麼放進排程系統?

把每兩個產品之間的換線時間整理成換線矩陣,例如同材質換顏色十分鐘、換模具一小時。系統依矩陣把換線時間短的單排在一起。換線時間要用現場實測值,經驗估計通常偏樂觀。

Q排程系統一定要接機台嗎?

不一定。多數中小工廠先用掃碼或平板報工把進度回傳,就能讓排程跟上現場。要直接讀機台訊號時,PLC 那一段通常由設備商處理,系統端再接收資料。先把報工做準,比一開始就接機台實際。

Q導入生產排程系統要多久?

要看主檔整理得乾不乾淨、規則有多少條、要串幾套系統。標準工時、換線時間、途程沒有整理好之前,開發再快也排不準,建議先完成規則化,再估自動排程的開發時程。

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