APSS協(xié)會(huì)首席專家顧問 蔡穎
一、分析制造工廠多品種小批量按單生產(chǎn)難題
1. 多品種小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)
多品種小批量生產(chǎn)主要特征為：
多品種并行、資源共享、定單結(jié)果和生產(chǎn)周期的不確定性、物料需求變化多變，導(dǎo)致采購延遲嚴(yán)重。
多品種小批量的按單生產(chǎn)，生產(chǎn)環(huán)境的流程是：
1）接單評(píng)審，如果插單，可能有個(gè)模擬過程。
2）對(duì)非標(biāo)的零件進(jìn)行設(shè)計(jì)，采購，生產(chǎn)。
3）對(duì)一些提前期長零件的預(yù)測計(jì)劃的按單沖消，有約束的物料計(jì)劃和約束的能力的預(yù)排程。
4）對(duì)定單池的里所有定單進(jìn)行規(guī)則優(yōu)化排程，以達(dá)到服務(wù)最大化（交貨期優(yōu)先）
5）跟蹤與執(zhí)行交付，監(jiān)控可以采用可視化定單甘特圖。
2. 多品種小批量評(píng)估分析
主要解決目標(biāo)：
1）縮短交期、及時(shí)交貨
2）準(zhǔn)確靈活的生產(chǎn)計(jì)劃與排程
3）降低物料短缺與改善物料不準(zhǔn)確
分析七個(gè)核心可贏利流程：
1）需求與訂單處理流程
2）工程管理流程
3）生產(chǎn)計(jì)劃與生產(chǎn)控制流程
4）采購計(jì)劃與采購控制流程
5）倉儲(chǔ)與物流管理流程
6）精益生產(chǎn)現(xiàn)狀
7）多品種小批量按單生產(chǎn)模式組織結(jié)構(gòu)適應(yīng)性
3. 制造工廠多品種小批量按單生產(chǎn)主要問題：
需求與銷售處理主要問題：如何更好的管理預(yù)測？如何得到合理的交期？如何提高交貨績效？如何全局的跟蹤訂單的狀態(tài)？
工程管理主要問題：如何更好、更準(zhǔn)的配置客戶化的BOM？如何更快的轉(zhuǎn)化E-BOM到ERP的生產(chǎn)BOM？如何跟有效的控制ECN？如何在工序中調(diào)用工藝文件與圖紙？
生產(chǎn)計(jì)劃與控制主要問題：如何保證交貨期”和“資源瓶頸”及“物料短缺”之間的沖突？如何資源瓶頸與物料瓶頸優(yōu)化排程？如何插單與訂單變更的處理？
采購計(jì)劃與控制主要問題：如何避免物料延遲、缺料？如何供應(yīng)商的管理？如何避免物料時(shí)間與數(shù)量不準(zhǔn)？如何采用JIT/JIS配送計(jì)劃？
庫存管理主要問題：如何避免ERP系統(tǒng)的庫存業(yè)務(wù)與實(shí)物不統(tǒng)一？如何使物料配套并預(yù)警？如何分析組合物料的ABC和FMR分析？如何改善庫存周轉(zhuǎn)率？
精益生產(chǎn)主要問題：交貨期的價(jià)值流分析與改善、標(biāo)準(zhǔn)化、可視化、設(shè)備布局與庫存的布局優(yōu)化。
4. 快速響應(yīng)運(yùn)作組織模式
建立“快速響應(yīng)”項(xiàng)目小組，融合ERP、APS、精益、6西格碼、供應(yīng)鏈管理思想和工具，來縮短交貨期，快速響應(yīng)客戶需求。
二、APS高級(jí)計(jì)劃排程原理
1. 工廠主要存在的問題：
1）交期不準(zhǔn)、訂單延遲；
2）計(jì)劃不準(zhǔn)、產(chǎn)能不夠、物料短缺；
3）浪費(fèi)嚴(yán)重，效率低；
4）庫存不準(zhǔn)、積壓嚴(yán)重，失控；
5）無法精細(xì)成本核算。
2. APS主要解決方案概述
1）需求預(yù)測與S&OP
2）合理的CTP
3）高級(jí)約束計(jì)劃
4）詳細(xì)約束車間排程(與計(jì)劃相互關(guān)聯(lián))
5）多種可視化甘特圖(人機(jī)交互，定義顏色查詢提前或延期)
6）快速重排
7）使用基于規(guī)則或優(yōu)化算法來計(jì)劃排程
8）反復(fù)模擬what if
3. 經(jīng)營中的挑戰(zhàn)
今天，在眾多領(lǐng)域的制造業(yè)者所共同面臨的挑戰(zhàn)和困難是一二十年前所無法想象的，技術(shù)的發(fā)展瞬息萬變，全球化的競爭四處涌現(xiàn)，客戶的需求也上升到幾乎不容許你出錯(cuò)甚至苛刻的水平。要想在這樣的環(huán)境中取得成功，所以制造企業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)是：
1）按需生產(chǎn)：具有高效敏捷的計(jì)劃與排程，能夠接受客戶最后時(shí)刻的修改和客戶訂單的變化
2）快速精益制造：實(shí)現(xiàn)精益企業(yè)的流動(dòng)和6西格碼技術(shù)的質(zhì)量控制；
3）柔性企業(yè)：實(shí)現(xiàn)運(yùn)作過程的柔性，管理結(jié)構(gòu)的柔性，企業(yè)戰(zhàn)略的柔性。
制造企業(yè)的主要目標(biāo)：質(zhì)量高可靠性、交貨周期縮短、準(zhǔn)時(shí)交貨率、降低庫存(周轉(zhuǎn)天數(shù))、降低成本、柔性即靈活性
圖1 企業(yè)管理系統(tǒng)ERP系統(tǒng)的歷史和今天
4. MRP的困境
MRP具有十大缺陷：
1）BOM的模型缺陷
BOM（Bill of Material）只是說明了產(chǎn)品與物料的邏輯與數(shù)量構(gòu)成，沒有反映工序、設(shè)備、資源的使用物料的量和地點(diǎn)位置。
2）預(yù)設(shè)生產(chǎn)提前期的缺陷。生產(chǎn)提前期或提前期偏置不可能預(yù)先假設(shè)的。應(yīng)為影響提前期的因素很多，如批量多少、投入的設(shè)備與資源多少、是否平行移動(dòng)或工序重疊比例、同時(shí)混合生產(chǎn)的品種等。所以生產(chǎn)提前期應(yīng)該是預(yù)計(jì)劃排程的結(jié)果。
3）MPS/MRP是基于無限約束的計(jì)劃。它是假設(shè)資源（機(jī)器、人員、物料）無限的計(jì)劃排程，是不可行的計(jì)劃排程，通過CRP能力需求計(jì)劃分析手工調(diào)整，計(jì)劃與執(zhí)行的落差太大，不能匹配生產(chǎn)車間現(xiàn)場的資源產(chǎn)能與產(chǎn)線節(jié)拍。
4）MPS/MRP/RCCP/CRP計(jì)劃層次之間是順序的手工閉環(huán)。需求計(jì)劃需要RRP檢查能力；MPS需要RCCP來檢查能力；MRP需要CRP檢查能力，只能正向關(guān)聯(lián)，一旦車間設(shè)備等資源能力出現(xiàn)問題，不能反向關(guān)聯(lián)，只能手工來調(diào)整MPS，這就是所謂的閉環(huán)MRP（Close loop MRP），根本不是自動(dòng)閉環(huán)，難以適應(yīng)多品種小批量的變化。
5）不能動(dòng)態(tài)的、滾動(dòng)的計(jì)劃排程車間實(shí)際執(zhí)行時(shí)，一旦沒有按照生產(chǎn)訂單的開工或完工日期完成，不能根據(jù)實(shí)際開工或完工日期來進(jìn)行自動(dòng)的滾動(dòng)計(jì)劃排程。ERP的生產(chǎn)任務(wù)一旦下達(dá)，日期只能手工修改。
6）資源不能可視化的監(jiān)控和調(diào)度管理人員不能使用甘特圖交互運(yùn)作，調(diào)整的效果顯示不直觀和實(shí)時(shí)，必須重新運(yùn)行計(jì)劃（批處理）才能反映出來。
7）不能處理優(yōu)先級(jí)等工廠規(guī)則的插單排程，不能模擬分析工廠不可避免的插單、設(shè)備故障、缺料等意外的情況，不能提供類似what-if的情景分析與模擬等事前計(jì)劃、模擬、及比較分析等功能，幫助計(jì)劃人員做出正確的決策。
8）沒有基于規(guī)則優(yōu)化（如交貨期、最短加工時(shí)間），不支持算法優(yōu)化。沒有生產(chǎn)訂單下達(dá)規(guī)則，如解決哪個(gè)訂單先下達(dá)，如按交貨期，優(yōu)先級(jí)，生產(chǎn)訂單合并與分割等。沒有加工順序規(guī)則如當(dāng)資源不夠用時(shí)，生產(chǎn)訂單和負(fù)荷在排隊(duì)，解決排隊(duì)的順序，如最短加工時(shí)間，最小工序數(shù)等。沒有優(yōu)化選擇規(guī)則：當(dāng)資源需要?jiǎng)討B(tài)選擇加工時(shí)，也就是對(duì)順序規(guī)則從新選擇時(shí)，如最小準(zhǔn)備時(shí)間規(guī)則等。沒有現(xiàn)場調(diào)度資源組成員分配規(guī)則：如當(dāng)須選擇多個(gè)資源，替代資源時(shí)，如最小資源利用率資源。不能支持優(yōu)化算法的多目標(biāo)計(jì)劃：如在滿足交貨期的前提下，延遲訂單最小化、資源負(fù)荷利用最大化、成品、在制品、原料庫存最小化、成本最小化的優(yōu)化的計(jì)劃排程。
9）不能計(jì)算CTP合理的交期（考慮物料、能力、模具、人員等）接到銷售訂單，應(yīng)該根據(jù)物料需求展開與工單排程，再回溯配對(duì)訂單的方式，推算出更準(zhǔn)確的訂單交期，支持業(yè)務(wù)即時(shí)回覆訂單CTP (Capable to promise/produce)的可用量承諾交期與生產(chǎn)能力承諾交期，提高交貨準(zhǔn)確度與客戶滿意度。
10）計(jì)劃排程均不準(zhǔn)確，何來有效的、準(zhǔn)確的庫存計(jì)劃控制。如供貨計(jì)劃JIT/JIS到工位，物料配送計(jì)劃、控制再制品。
5. 為什么生產(chǎn)計(jì)劃排程如此之難？
計(jì)劃排程常出現(xiàn)的問題有：多品種少批量的生產(chǎn)，混合排產(chǎn)難度大；無法如期交貨，太多“救火式”加班；訂單需要太多的跟催；生產(chǎn)優(yōu)先順序頻繁改變，原定計(jì)劃無法執(zhí)行；庫存不斷增加，卻常常缺關(guān)鍵物料；生產(chǎn)周期太長，提前期無限膨脹；生產(chǎn)部門往往成為市場表現(xiàn)不佳的替罪羊……
1）相互沖突的生產(chǎn)計(jì)劃排程的目標(biāo)－滿足客戶交貨期與生產(chǎn)成本之間的矛盾－產(chǎn)能最大化與浪費(fèi)最小化之間的矛盾－庫存成本最小化與客戶需求的矛盾－批量采購與庫存最小化之間的矛盾
2）復(fù)雜多約束的生產(chǎn)現(xiàn)場：復(fù)雜的工藝路徑對(duì)各種設(shè)備的特殊需求各不相同；有限的生產(chǎn)設(shè)備，物料，庫存，人員的約束；小批量多品種的生產(chǎn)模式；精益生產(chǎn)的多品種混排模式；
3）動(dòng)態(tài)變動(dòng)的生產(chǎn)環(huán)境：臨時(shí)訂單改變，緊急插單的需求；產(chǎn)品流程變化，新產(chǎn)品研制流程的不確定性：機(jī)器設(shè)備故障檢修，員工生病請假等。
6. 什么是APS？
APS: Advanced Planning and Scheduling 高級(jí)計(jì)劃與排程
APS: Advanced Planning System 高級(jí)計(jì)劃系統(tǒng)
APS要滿足資源約束，均衡生產(chǎn)過程中各種生產(chǎn)資源；要在不同的生產(chǎn)瓶頸階段給出最優(yōu)的生產(chǎn)排程計(jì)劃；要實(shí)現(xiàn)快速排程并對(duì)需求變化做出快速反應(yīng)。
APS會(huì)同時(shí)檢查能力約束，原料約束，需求約束，運(yùn)輸約束，資金約束，這就保證了供應(yīng)鏈計(jì)劃在任何時(shí)候都有效。并具有模擬能力。不論是長期的或短期的計(jì)劃具有優(yōu)化，對(duì)比，可執(zhí)行性。
基于內(nèi)存計(jì)算模式，快速反應(yīng)：APS系統(tǒng)最初運(yùn)用是在一個(gè)企業(yè)的范圍內(nèi)進(jìn)行計(jì)劃的運(yùn)算和優(yōu)化，但它也被擴(kuò)展到供應(yīng)鏈的計(jì)劃上，這包括供應(yīng)商、分銷商和出貨點(diǎn)的需求。不同的軟件供應(yīng)商選用不同的優(yōu)化算法搭建自己的高級(jí)計(jì)劃系統(tǒng)軟件，需要根據(jù)解決不同的問題來決定采用哪種算法引擎。
排程分為無限與有限：無限負(fù)荷需求只是證明能力的存在。它允許超出可用能力。有限排程只在可用能力內(nèi)計(jì)劃。
1）基于能力約束：有限產(chǎn)能
工廠的實(shí)際產(chǎn)能是有限的：
（1）工人人數(shù)有限；
（2）每個(gè)工人的勞動(dòng)能力有限；
（3）機(jī)器數(shù)有限；
（4）每臺(tái)機(jī)器每天的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間有限；
（5）生產(chǎn)作業(yè)的場地有限、庫房的容納能力有限；
APS用日程表真實(shí)模擬生產(chǎn)資源的可用性安排：比如工人的上下班時(shí)段；機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)、中斷和停工時(shí)段等等。這也反映了實(shí)際生產(chǎn)中的有限產(chǎn)能約束。
2）基于物料約束：物料庫存有限、工廠的物料存貨是有限的、供應(yīng)商在一定時(shí)間內(nèi)的供貨能力是有限的、工廠自身的采購實(shí)力也是有限的（線邊量、現(xiàn)有量、在訂量、采購提前期），因此可供生產(chǎn)的原料并不是取之不盡的，工廠的生產(chǎn)必然受到有限存貨的約束。
圖2 APS計(jì)劃引擎
一般APS軟件都由5個(gè)主要的模塊組成：需求計(jì)劃、分銷計(jì)劃、生產(chǎn)計(jì)劃和排程、運(yùn)輸計(jì)劃、企業(yè)或供應(yīng)鏈分析。
圖3 APS主要模塊
7. APS的歷史與發(fā)展
1）計(jì)算機(jī)出現(xiàn)之前的APS：甘特圖；線性規(guī)劃
2）1950-1960初，計(jì)算機(jī)已出現(xiàn)：線性規(guī)劃優(yōu)化
3）1960中期-1970初計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序的進(jìn)步：復(fù)雜優(yōu)化，人機(jī)交互
4）1980年-APS軟件的出現(xiàn)：約束理論，圖形用戶界面
5）1990年-APS市場繁榮和產(chǎn)品增值：I2等專利產(chǎn)品
6）大多數(shù)ERP供應(yīng)商收購APS公司和開發(fā)APS。
APS產(chǎn)品的功能特征的演變有以下四個(gè)階段：
第一階段的功能特征：人機(jī)交互可視化排產(chǎn)，簡單的有限資源計(jì)算。
第二階段的功能特征：基于各種資源約束優(yōu)化計(jì)算。
第三階段的功能特征：基于多重資源約束優(yōu)化和建模。
第四階段的功能特征：多重資源約束，物料的動(dòng)態(tài)約束，需求計(jì)劃，分銷網(wǎng)絡(luò)配置計(jì)劃，運(yùn)輸計(jì)劃，全局CTP，ATP。
8. APS的優(yōu)化算法
優(yōu)化(Optimization)是用系統(tǒng)的方法，在業(yè)務(wù)約束基礎(chǔ)上，來改善計(jì)劃或排程。優(yōu)化的主要算法有：
1）數(shù)學(xué)規(guī)劃(線性和混合整數(shù)規(guī)劃)，較適用于戰(zhàn)略計(jì)劃如網(wǎng)絡(luò)選址，尋源等；
2）啟發(fā)式算法(約束理論或模擬仿真等)，較適用于戰(zhàn)術(shù)計(jì)劃或運(yùn)作計(jì)劃如生產(chǎn)排程等；
3）基因算法，較適用于有大量的可能方案選擇；
4）窮舉法是在所有替代的可能的方案尋找，較適用于教簡單的供應(yīng)鏈。
9. APS的主要過程：
1）承諾：現(xiàn)在我能為客戶合理地承諾做到哪些事情？同時(shí)可以考慮物料和能力；
2）高級(jí)計(jì)劃：客戶今后的需求有可能是什么？什么樣的計(jì)劃能滿足客戶將來求？即使生產(chǎn)中斷我們?nèi)匀豢梢哉９ぷ鲉幔咳绾握{(diào)整和保證我的承諾并達(dá)到目標(biāo)？在計(jì)劃中作出的更改如何影響每個(gè)訂單？
3）確認(rèn)下達(dá)生產(chǎn)訂單：近期需要下達(dá)哪些訂單？
4）順序排程：如何實(shí)現(xiàn)數(shù)量/日期承諾和的運(yùn)營目標(biāo)？在瓶頸上最優(yōu)化的加工順序是什么？我們需要對(duì)類似的加工需求進(jìn)行成批加工嗎？
5）精益執(zhí)行：且分析今天需要完成哪些生產(chǎn)訂單？應(yīng)使用哪些資源？在單元生產(chǎn)線上，動(dòng)態(tài)看板的執(zhí)行。
APS和傳統(tǒng)的生產(chǎn)排程區(qū)別：高級(jí)排程是一個(gè)多重約束的排程，包括更多的排程方法，可視化的拖拉排程，基于能力和相關(guān)能力排程，實(shí)時(shí)的能力承諾CTP和高級(jí)物料計(jì)劃。
10. APS的三種模式
1）基于模擬仿真模式：基于訂單任務(wù)(Job-based)；基于事件(Event-based)。
2）基于TOC的模式和擴(kuò)展：TOC的建�？梢酝ㄟ^有限能力建�；谒屑s束，同步化物流。任何資源均可以定義為瓶頸資源或關(guān)鍵資源及次瓶頸資源。對(duì)瓶頸資源采取雙向計(jì)劃，對(duì)非關(guān)鍵資源采用倒排計(jì)劃。緩沖時(shí)間可以設(shè)置任何在復(fù)雜資源之間。DBR(Drum-Buffer-rope)邏輯是對(duì)關(guān)鍵工序同步化所有資源和物料。
3）基于數(shù)學(xué)建模-基因算法：數(shù)學(xué)建模包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基因運(yùn)算、線性規(guī)劃、進(jìn)化運(yùn)作(ECOP)、漸進(jìn)迭代和人工智能。
11. APS軟件主要的模塊
制造業(yè)APS：高級(jí)計(jì)劃模塊、高級(jí)排程模塊、動(dòng)態(tài)CTP/ATP、高效模擬分析器
12. APS和MRP的區(qū)別
APS是同步的，約束的，優(yōu)化實(shí)時(shí)的計(jì)劃。
MRP是順序的，無約束的，無優(yōu)化的，批處理的計(jì)劃。
圖4 APS和MRP的區(qū)別
13. APS和ERP
圖5 APS和ERP的區(qū)別
圖6 APS和ERP集成
14. APS解決企業(yè)管理難題
問題一：CTP能力可承諾客戶要求交期是否可達(dá)成？
物料的可用量和瓶頸能力可以準(zhǔn)確承諾客戶訂單的交期。對(duì)提高客戶服務(wù)至關(guān)重要。
問題二：是否可接受插單?會(huì)對(duì)已接訂單造成什么影響？
插單是不可避免的，插單勢必導(dǎo)致物料和能力再分配，需模擬分析影響原來訂單的排程。
問題三：在滿足交期情況下是否能力利用率也能達(dá)到最優(yōu)化？
在滿足交期情況下，按一定的約束規(guī)則向后排程和向前排程，優(yōu)化計(jì)劃排程。
問題四：計(jì)劃排程是考慮產(chǎn)能力約束優(yōu)先還是物料約束優(yōu)先？
在現(xiàn)有能力下，考慮物料約束。在現(xiàn)有物料下，考慮能力約束。也可以同時(shí)考慮多重資源的約束。
問題五：產(chǎn)能負(fù)荷是否可以自動(dòng)搜尋替代加工及替代工藝路線？
計(jì)劃產(chǎn)品自動(dòng)分配到生產(chǎn)線和自動(dòng)選擇工作中心。對(duì)調(diào)度人員幫助非常大。
問題六：客戶、供應(yīng)商的頻繁變更，排程應(yīng)如何快速回應(yīng)？
在供應(yīng)鏈的環(huán)境下，必須要實(shí)時(shí)考慮客戶的變化和供應(yīng)商的變化，實(shí)時(shí)分析預(yù)警。
問題七：當(dāng)品種改變時(shí)，物料的約束模擬和動(dòng)態(tài)分配和替換？
通常計(jì)劃會(huì)因各種原因而改變，使品種的變化對(duì)物料的影響最小。能定義替換規(guī)則自動(dòng)計(jì)劃替換物料。
問題八：當(dāng)品種排序時(shí)的模具調(diào)配時(shí)間的優(yōu)化？
在精益生產(chǎn)環(huán)境下，品種的排程順序可以考慮換品種調(diào)配時(shí)間最小。
實(shí)際上，在制造實(shí)踐中，以上問題是不可回避的。從事生產(chǎn)第一線的生產(chǎn)管理者們都知道每天都被這些問題所困擾。那么，我們制造信息化如何應(yīng)對(duì)呢？
15. 按需生產(chǎn)，我們準(zhǔn)備好了嗎？
按需生產(chǎn)，需要重新設(shè)計(jì)供應(yīng)鏈信息化系統(tǒng)，傳統(tǒng)的主生產(chǎn)計(jì)劃和物料需求計(jì)劃的方式，已佷難適應(yīng)按需生產(chǎn)環(huán)境，很多企業(yè)正在轉(zhuǎn)向按需生產(chǎn)環(huán)境。按需生產(chǎn)的最大的挑戰(zhàn)是模擬計(jì)算CTP可以承諾的交貨期和準(zhǔn)時(shí)交貨。不僅需要訂單需求直接進(jìn)入計(jì)劃排程的物料和能力系統(tǒng)，還要和供應(yīng)商互動(dòng)供應(yīng)信息。
1）CTP功能，模擬計(jì)算交貨期。
2）訂單可以設(shè)置優(yōu)先級(jí)，且可以進(jìn)行模擬插單分析
3）計(jì)劃穿透性，從采購的延遲或缺料等異常情況，可以反查到哪個(gè)銷售單。
4）支持訂單成本，也就是先進(jìn)先出FIFO。
5）按單計(jì)劃和復(fù)雜的按單配置等
企業(yè)可以通過使用可視化APS技術(shù)，來模擬交貨的有效性�？焖賰�(yōu)化排程和重排能力。
按需生產(chǎn)，需實(shí)現(xiàn)精益拉式生產(chǎn)系統(tǒng)：
對(duì)工廠重新布局，設(shè)計(jì)具有流動(dòng)拉式節(jié)拍的單元制造系統(tǒng)和互動(dòng)的供應(yīng)商聯(lián)盟，最小化制造提前期，以適應(yīng)快速響應(yīng)客戶需求。如：
1）單元生產(chǎn)方式。布局靈活，距離短，人員少，團(tuán)隊(duì)精神，工作豐富。靈活多變，象細(xì)胞一樣，可以復(fù)制，移動(dòng)。
2）一個(gè)流的節(jié)拍生產(chǎn)方式。象溪流一樣，有節(jié)奏持續(xù)流向市場的海洋，大大減少了中間庫存，和移動(dòng)時(shí)間。
16. 制造業(yè)APS要解決的問題：
1）如何承諾客戶訂單？
2）怎樣制作物料和能力計(jì)劃？
3）車間的生產(chǎn)訂單如何排序？
ATP: 一般情況下，企業(yè)都只能根據(jù)自身的可用存貨（或半成品）來許諾，有多少存貨接多少訂單，沒有可用存貨的話管理者就因?yàn)閾?dān)心違約而不敢接單了。
CTP: 在APS的幫助之下，管理者能經(jīng)準(zhǔn)掌握企業(yè)的生產(chǎn)能力。對(duì)于沒有相應(yīng)可用存貨的訂單，用戶只需在的供需編輯器中輸入訂單的訂貨數(shù)據(jù)，就可按生產(chǎn)能力迅速計(jì)算出企業(yè)能否按時(shí)生產(chǎn)出來，從而決定是否許諾這些訂單。
通過需求甘特圖非常直觀地告訴用戶基于現(xiàn)有的資源和生產(chǎn)能力，哪些訂單能按客戶要求的時(shí)間準(zhǔn)時(shí)交貨、哪些需要延遲（只能在客戶要求的最遲交貨時(shí)間之前生產(chǎn)出來）、哪些是基于現(xiàn)有條件怎么也完成不了的，這可以幫助用戶決定是否許諾訂單、如何許諾，既不會(huì)因?yàn)闆]把握而錯(cuò)過訂單也不會(huì)超出自身能力貿(mào)然承諾訂單。
17. APS的三步法：自動(dòng)識(shí)別關(guān)鍵路徑
1）從承諾日期反向開始，并且保留每道工序需要的工作中心的能力和物料。如果所需要的物料是已經(jīng)生產(chǎn)的組件，則同樣從其需求點(diǎn)開始對(duì)其進(jìn)行反向計(jì)劃。如果在此途徑結(jié)束時(shí)，開始日期在計(jì)劃時(shí)間范圍的開始或之后，則繼續(xù)執(zhí)行下一個(gè)訂單。
2）如果反向途徑失敗，則意味著生成的開始日期可能已經(jīng)過去，則從計(jì)劃開始日期保留能力和物料。
3）如果生成的截止日期在計(jì)劃時(shí)間范圍內(nèi)（雖然有可能在承諾日期之后），則完成對(duì)此訂單的計(jì)劃。
圖7 APS的三步法
圖8 CTP流程圖
圖9是需求甘特圖，展示了每個(gè)需求訂單的完成情況，精準(zhǔn)至每個(gè)產(chǎn)品是由哪些工人使用哪些機(jī)器生產(chǎn)出來的、何時(shí)開工何時(shí)完工、使用了多少數(shù)量的哪些原料零件，等等。
圖9 需求甘特圖
18. APS－高級(jí)計(jì)劃
考慮時(shí)間較長的計(jì)劃訂單，部考慮已排程的訂單�？紤]訂單的優(yōu)先級(jí)和客戶到期日，是基于訂單任務(wù)(Job-based)訂單貫穿全部多層物料清單的整個(gè)訂單。它考慮工作中心能夠處理物料和滿足需求的能力。因?yàn)楝F(xiàn)在進(jìn)行順序設(shè)定還為時(shí)過早，所以可以使用準(zhǔn)備時(shí)間的平均值，可以定義緩沖時(shí)間，尤其是在瓶頸設(shè)備上進(jìn)行處理之前，從而能夠允許可能發(fā)生的中斷，最終的結(jié)果是一個(gè)“可排程”的計(jì)劃。
高級(jí)計(jì)劃的邏輯：它是基于訂單的計(jì)劃引擎。它的目標(biāo)是根據(jù)訂單類型（不計(jì)劃過去的需求）和訂單到期日期（可以選擇限制并保留物料不限制能力或同時(shí)限制并保留物料和能力）建立可行的計(jì)劃。要達(dá)到這些目標(biāo)，引擎：在制造清單的全部層次一次計(jì)劃一個(gè)訂單。
APS引擎是如何工作的？
先對(duì)每個(gè)訂單后排程；通過整個(gè)BOM；滿足最小/最大/倍數(shù)；通過工藝路徑；產(chǎn)生計(jì)劃訂單。
決定哪個(gè)供應(yīng)(制造物料和采購物料)，應(yīng)該提供來滿足當(dāng)前的需求(訂單、預(yù)測等)決定什么時(shí)候需要和下達(dá)。
高級(jí)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)了很多主要計(jì)劃概念：
1）物料和能力限制
2）物料和資源保留
3）拉動(dòng)計(jì)劃
高級(jí)計(jì)劃產(chǎn)生的結(jié)果：
1）預(yù)計(jì)訂單完成日期
2）訂單預(yù)計(jì)遲到的識(shí)別
3）計(jì)劃訂單和下達(dá)日期
4）物料短缺、利用率和瓶頸
5）例外消息
高級(jí)計(jì)劃由以下兩個(gè)部分組成：
1）向客戶做出承諾
2）履行承諾。
CTP按訂單依次創(chuàng)建可完成生產(chǎn)計(jì)劃。這意味著客戶可根據(jù)給定的當(dāng)前排程和訂單優(yōu)先級(jí)在幾分鐘內(nèi)告訴客戶公司能夠完成訂單的現(xiàn)實(shí)時(shí)間。這種類型的高級(jí)計(jì)劃使用戶能夠：
1）立即提交并按時(shí)交貨
2）理解優(yōu)先級(jí)、訂單對(duì)和能力更改的影響
3）最小化在制品和存貨數(shù)量
4）最小化快速成本
19. APS高級(jí)計(jì)劃優(yōu)化采購
與生產(chǎn)計(jì)劃同步生成最佳采購計(jì)劃
承接訂單之后，APS立刻就可以幫助用戶制定相應(yīng)的優(yōu)化采購計(jì)劃：
基于用戶輸入的需求訂單計(jì)算出優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃的同時(shí)，可根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃中調(diào)用的采購制定相應(yīng)的采購計(jì)劃，讓用戶清晰地掌握哪些物料不足需要采購以免耽誤生產(chǎn)、哪些物料存貨充足不需要采購。
用戶在執(zhí)行生產(chǎn)計(jì)劃之前就已經(jīng)制定了最佳的采購計(jì)劃，既能充分保障生產(chǎn)任務(wù)的順利完成又節(jié)約了成本和產(chǎn)能。
充分考慮了已訂購但還未到貨的物料供應(yīng)
APS不僅調(diào)用已有的庫存，還充分考慮排程之前訂購的、執(zhí)行生產(chǎn)計(jì)劃期間到貨的采購訂單對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃的影響。（線邊量、現(xiàn)有量、在訂量、采購提前期）
20. APS高級(jí)計(jì)劃優(yōu)化庫存
企業(yè)制定合理庫存量，需要精確計(jì)算，而不能僅憑經(jīng)驗(yàn)估算。
APS把訂單、市場預(yù)測和采購、生產(chǎn)、庫存數(shù)據(jù)結(jié)合起來建立模型，使用模擬技術(shù)，可將庫存值從0至無窮大之間調(diào)整，尋找出既可以滿足市場需求有可以降低庫存的最佳庫存點(diǎn)。
從而在原來經(jīng)驗(yàn)估算庫存量的基礎(chǔ)上再降低庫存量及存貨資金占用量的8%到45%。
圖10 物料圖
用物料圖形式展示排程結(jié)果，幫助企業(yè)直觀的平衡各種能力，來達(dá)到既滿足客戶要求，又盡可能的降低各種物品庫存量的目標(biāo)。
21. 高級(jí)計(jì)劃建模
1）建立資源模型：在工序中使用的資源、資源功能或技能集、資源的可用時(shí)間；
2）計(jì)劃訂單規(guī)則模型：將為其指定計(jì)劃的物料、計(jì)劃訂單的大小限制；
3）提前期和物料工藝模型：工序、提前期、物料。
建立資源組和資源模型：為任何要計(jì)劃的對(duì)象(班組、設(shè)備、夾具、工具甚至貨位) 創(chuàng)建一項(xiàng)資源。僅將限制資源作為關(guān)鍵資源建立模型。超級(jí)資源可以同時(shí)執(zhí)行無限數(shù)量的制造工序，但是僅適用于在班時(shí)間。
資源組：在一道工序所需的所有資源組都具有相同類型時(shí)，決定使用哪一個(gè)每件工時(shí)加工時(shí)間時(shí)使用。
APS高級(jí)計(jì)劃的明顯優(yōu)勢：實(shí)時(shí)、可行的物料和能力、可行的時(shí)間、完全的可視性，延遲，中斷等對(duì)定單產(chǎn)生影響、生產(chǎn)和需求同步、模擬分析。
22. APS-高級(jí)排程
排程(scheduling)系對(duì)未來欲完成的工作給予設(shè)定時(shí)間，即是對(duì)資源分配的一種執(zhí)行方式，它將產(chǎn)能規(guī)劃與整體生產(chǎn)計(jì)劃的結(jié)果(包括設(shè)備、人力與空間等)，分配到各項(xiàng)工作、活動(dòng)、或顧客上，并調(diào)和效率，存貨水準(zhǔn)與服務(wù)水準(zhǔn)三個(gè)互相沖突的目標(biāo)，求取一個(gè)適當(dāng)?shù)钠胶恻c(diǎn)。
1）約束排程是實(shí)時(shí)的，集成的，基于內(nèi)存計(jì)算引擎
2）它用于車間訂單工序的排程
3）它是基于事件的有限排程，意味是實(shí)時(shí)的考慮目前的負(fù)荷和能力，和材料供應(yīng)。
4）它支持不同的優(yōu)化方法，考慮基于規(guī)則的資源和工序選擇如最小閑散時(shí)間和盡可能的遲考慮排序的相關(guān)性(大小， 顏色等)
APS-高級(jí)排程的運(yùn)作模式：
1）預(yù)見性排程：可以給一組訂單預(yù)先準(zhǔn)備優(yōu)化的排程。
2）響應(yīng)性排程：可以在多變的環(huán)境中適應(yīng)變化以維護(hù)可行的排程。
3）交互式排程：可以用甘特圖手工拖拉工序計(jì)劃。
高級(jí)排程的類型：混合模式排程Mixed-model scheduling、基于節(jié)拍排程Rate-based scheduling、同步控制Synchronous control、工序排程Operations scheduling、項(xiàng)目排程Project scheduling。
APS-高級(jí)排程建模：物料、工藝路徑、生產(chǎn)訂單、班次，班次例外，假日、資源，資源組、規(guī)則。
圖11 APS-排程的工藝路徑
圖12 APS-排程規(guī)則
排程的基本參數(shù)：
資源：生產(chǎn)安排中使用到的設(shè)備或者人力等，它可能是一個(gè)獨(dú)立單元或者是一組性能相同的單元組成的工作中心，根據(jù)性質(zhì)不同可細(xì)分為：
1）主要資源：完成一項(xiàng)工作的主要資源，如機(jī)器等
2）次要資源：輔助主資源完成工作的其他資源，如設(shè)置人員，模具等
3）外協(xié)資源：執(zhí)行外加工服務(wù)的供應(yīng)商
4）用戶：通�？衫斫鉃榭蛻襞c原材料供應(yīng)商
5）庫存：把物料的庫存作為一個(gè)約束來看待，在生產(chǎn)計(jì)劃時(shí)考慮其制約關(guān)系。
工藝路線：為生產(chǎn)某一個(gè)物料(成品)而經(jīng)過的所有的工藝工序(工作中心)。
工序接續(xù)方式：根據(jù)工序間的關(guān)系，有些工作必須是前工序完成后工序才能開始，有些工作是前工序開始一段時(shí)間就可以開始下一工序的工作等多種接續(xù)方式，滿足各種工藝要求。
工作日歷：描述正常工作天數(shù)， 開始時(shí)間， 班次， 資源的在班時(shí)間。例外日歷是描述假日或工休等。
生產(chǎn)訂單：一個(gè)任務(wù)或生產(chǎn)的數(shù)量，時(shí)間、數(shù)量、優(yōu)先級(jí)是制造訂單的三要素。
正向排程：盡量從最早可分派時(shí)間從第一個(gè)工序開始分派，從第一工序的下達(dá)日期按每一個(gè)順序向前計(jì)劃開始日期。
逆向排程：從最后工序中離交貨期盡可能近的日期開始向后分派，從最后一個(gè)工序和工作的需要的完成日期向后計(jì)劃每一個(gè)加工工序的完成日期。
瓶頸資源雙向：基于訂單的優(yōu)先度或者訂單的指定的方向進(jìn)行正向或者逆向的排程方式。
加工時(shí)間計(jì)算：可依據(jù)主資源、最長的資源、最長的副資源來安排計(jì)劃。
移動(dòng)時(shí)間：有移動(dòng)時(shí)間最小值和最大值，可定義下工序在前工序完成后的開始時(shí)間范圍。例如：熱處理后的半成品需要冷卻半小時(shí)才能開始，可定義移動(dòng)時(shí)間最小值為30分鐘；一些食品加工之后必須8小時(shí)內(nèi)包裝，可定義移動(dòng)最大時(shí)間為8小時(shí)。
資源量：定義給定的資源量是每一天的每一班可用的小時(shí)和有多少個(gè)能力單元期間可用。 如， 工作中心有3臺(tái)機(jī)器，每天運(yùn)行8小時(shí)，所以工作中心有24小時(shí)的能力。計(jì)劃安排的時(shí)候可選擇安排到一臺(tái)機(jī)器或者按資源量分派。根據(jù)不同的班次，可能資源能也不一致，比如一工作中心[白班]有100人同時(shí)作業(yè)，[晚班]只有50人作業(yè)，那么可根據(jù)班次的資源量設(shè)置工作日歷。
資源順序規(guī)則：工作存在多個(gè)候選資源時(shí)，可根據(jù)資源的優(yōu)先或者評(píng)價(jià)值或者出現(xiàn)順序來決定資源的使用。
下達(dá)規(guī)則：根據(jù)分派規(guī)則來決定訂單安排的優(yōu)先順序，比如以交貨期或者優(yōu)先級(jí)為順序安排訂單。
資源選擇規(guī)則：對(duì)候選資源參照評(píng)價(jià)式指定的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，如制造時(shí)間最小、設(shè)置時(shí)間最小、等待時(shí)間最小等等。根據(jù)評(píng)價(jià)值的大小來決定資源的使用。
資源凍結(jié)：所謂資源凍結(jié)就是占用資源而不能安排其他工作。比如：一個(gè)儲(chǔ)罐里裝紅色油漆，用3個(gè)小時(shí)而完成了本工作，但是在下一道涂裝工序里需要用該儲(chǔ)罐里的油漆并且大概需要5小時(shí)。那么在儲(chǔ)罐里裝完油漆之后也5個(gè)小時(shí)之內(nèi)不能安排其他工作。此時(shí)可以使用資源凍結(jié)。
資源緩沖時(shí)間：所謂資源緩沖時(shí)間就是為了保證瓶頸資源的正常云轉(zhuǎn)而在瓶頸資源上設(shè)置的緩沖時(shí)間。緩沖時(shí)間是在TOC理論里保護(hù)瓶頸資源的重要手段之一�？梢栽O(shè)置前緩沖時(shí)間和后緩沖時(shí)間。
排列順序優(yōu)化：所謂排列順序控制就是控制在指定資源上的工作的先后順序。切割材料的時(shí)候，在滿足交貨期的情況下，要盡量從長度短的開始切割。在涂裝工序里，在滿足交貨期的情況下，我要盡量從顏色淺的開始刷漆。
外設(shè)置：不停止主設(shè)備或者可以忽略主設(shè)備的停止時(shí)間的情況下，在外部所進(jìn)行的設(shè)置工作。不影響主生產(chǎn)設(shè)備的情況下可以完成工作，所以可以提高設(shè)備的利用率。
內(nèi)設(shè)置：為了完成某個(gè)工作而所需的準(zhǔn)備工作，比如設(shè)備的調(diào)試等。跟外設(shè)置相比，進(jìn)行內(nèi)設(shè)置時(shí)候必須停止主生產(chǎn)設(shè)備，而外設(shè)置不用停止主生產(chǎn)設(shè)備情況下完成準(zhǔn)備工作。
23. 高級(jí)排程如何工作？
按客戶要求排產(chǎn)：當(dāng)今的制造業(yè)，面向訂單生產(chǎn)和無存貨理念成為主流，客戶往往不是簡單地要求工廠生產(chǎn)出來一定數(shù)量的產(chǎn)品就可以了，而是對(duì)交貨時(shí)間、批次、數(shù)量有嚴(yán)格的要求。
1）交貨時(shí)間
既不能太晚，這樣會(huì)影響生產(chǎn)進(jìn)度和銷售；也不能太早，這樣會(huì)產(chǎn)生庫存成本。一般地，客戶的訂單里需要寫明三個(gè)時(shí)間：“要求時(shí)間”、“最早時(shí)間”、“最遲時(shí)間”，分別表征約定交貨時(shí)間、最早交貨時(shí)間、最遲交貨時(shí)間。
2）是否允許延遲交貨
如果客戶在給定一個(gè)交貨時(shí)間之外又給了一個(gè)最遲期限，則該訂單是允許延遲交貨的，如果客戶要求必需在約定的時(shí)間準(zhǔn)時(shí)交貨則該訂單是不允許延遲交貨的。這些要求都可以在APS的供需編輯器中設(shè)定。
3）是否完整裝運(yùn)
根據(jù)客戶要求同一個(gè)訂單里的產(chǎn)品一次性交付還是可以分批次交付，APS可制定相應(yīng)的最佳生產(chǎn)計(jì)劃。
多訂單整體優(yōu)化：優(yōu)化交貨時(shí)間不同且存在不同優(yōu)先級(jí)別和生產(chǎn)方式的多訂單情形，比如某工廠2月份有三個(gè)訂單需要生產(chǎn)：
·訂單1：10個(gè)閥門，2月20日13：00：00交貨，最多允許延遲三天，優(yōu)先級(jí)別為3；
·訂單2：20個(gè)拐頭，2月27日14：00：00交貨，不允許延遲，優(yōu)先級(jí)別為2；
·訂單3：15個(gè)轉(zhuǎn)向器，2月25日9：30交貨，延遲或提前均不能超過1小時(shí)，優(yōu)先級(jí)別為1。
把這三個(gè)訂單的交貨時(shí)間、時(shí)限和優(yōu)先級(jí)分別納入優(yōu)化范疇，從而得出該工廠2月份的最優(yōu)生產(chǎn)方案，而不是只能分別計(jì)算出這三個(gè)訂單的最優(yōu)生產(chǎn)方案
自動(dòng)識(shí)別瓶頸：APS能準(zhǔn)確地找出這些瓶頸資源，以便用戶準(zhǔn)確而高效地提升整體產(chǎn)能。
1）可以人為設(shè)定瓶頸
2）自動(dòng)識(shí)別瓶頸：
在按照客戶訂單命令生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，最合理的使用現(xiàn)有生產(chǎn)資源后，出現(xiàn)的負(fù)載最高的生產(chǎn)資源和操作是瓶頸。
瓶頸有兩類，生產(chǎn)資源和操作。操作瓶頸是指不可更改的關(guān)鍵操作，生產(chǎn)資源瓶頸是指負(fù)載最高的設(shè)備資源。瓶頸是隨產(chǎn)品變化而變化的，它是優(yōu)化計(jì)算時(shí)的出的。
資源和物料替代：
1）資源替代
資源組功能用于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)資源的替代，比如機(jī)器1和機(jī)器2都可以進(jìn)行操作A，二者是相互替代的。我們就可以創(chuàng)建一個(gè)資源組B，它有兩個(gè)成員：機(jī)器1和機(jī)器2，我們可以分別給它們設(shè)定各自執(zhí)行操作A所需的時(shí)間、各自的批量倍數(shù)以及二者的優(yōu)先級(jí)，排產(chǎn)時(shí)優(yōu)先使用優(yōu)先級(jí)高的成員。
2）物料替代
該功能由物料組實(shí)現(xiàn)，物料組中的成員是可以相互替代的，用戶也可給各成員設(shè)定優(yōu)先級(jí)，APS優(yōu)先使用優(yōu)先級(jí)高的成員，優(yōu)先級(jí)高的成員耗盡之后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)起用優(yōu)先級(jí)低的成員進(jìn)行替代。
訂單和資源優(yōu)先級(jí)
1）訂單和產(chǎn)品優(yōu)先級(jí)
用戶可設(shè)定各訂單或產(chǎn)品的優(yōu)先級(jí)別，在無法全部按時(shí)交貨的情況優(yōu)先保障優(yōu)先級(jí)高的訂單和產(chǎn)品。
2）資源和物項(xiàng)優(yōu)先級(jí)
資源（物項(xiàng)）集中各成員資源（物項(xiàng)）的優(yōu)先級(jí)是不同的，用戶可根據(jù)實(shí)際偏好設(shè)定相應(yīng)的優(yōu)先值。
資源多元能力
事實(shí)上，一個(gè)資源在同一時(shí)間里并不是只能執(zhí)行一個(gè)任務(wù)，也就是說資源的能力有可能是多元的，比如某臺(tái)多功能機(jī)器就可以同時(shí)執(zhí)行多個(gè)操作。另外，實(shí)際生產(chǎn)中通常把執(zhí)行同一個(gè)任務(wù)的同一種生產(chǎn)資源編為一個(gè)工作組/工作中心，這個(gè)工作組就可以看作是一個(gè)多元能力資源，如果其中的單個(gè)成員在同一時(shí)間里只能執(zhí)行一個(gè)任務(wù)，那么該資源的能力數(shù)值就是成員數(shù)。能力單位，用戶可以輸入大于1的數(shù)值來表示該資源是多元能力的。
工具排程
在生產(chǎn)過程中，某些工序上需要用到一些附加的輔助器具，例如模具和夾具等。保證工序開始時(shí)確實(shí)有可用的工具。
工具計(jì)劃的主要目標(biāo)是：對(duì)生產(chǎn)工具進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的定義；根據(jù)工具狀態(tài)及有限性，制定切實(shí)可行的生產(chǎn)計(jì)劃；根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃，給出各件工具的計(jì)劃使用安排
工具計(jì)劃的步驟：
1）工具的定義：相同功能的工具被劃分到同一個(gè)功能組中，工具的可用性由有效期與工序狀態(tài)共同決定
2）工作訂單的工具需求
3）工具計(jì)劃結(jié)果的調(diào)整
人力排程
需要不同工種的操作人員。某些員工具備多種生產(chǎn)技能，而且即使在同一個(gè)工種內(nèi)部，人員與產(chǎn)品之間也存在著優(yōu)先級(jí)關(guān)系，即每位員工有最擅長的產(chǎn)品。
根據(jù)各工種的人數(shù)以及員工與產(chǎn)品之間的優(yōu)先級(jí)關(guān)系，合理的安排日程，確保工序開始時(shí)，具有足夠的人力資源可以使用。
人力排程功能的主要目標(biāo)是：對(duì)各分廠的員工以及工種進(jìn)行定義與管理；根據(jù)各工種的人數(shù)以及工序?qū)しN的要求計(jì)算工序的計(jì)劃開始時(shí)間；給出每位員工的每次值班的任務(wù)清單；給出每位員工的計(jì)劃負(fù)荷率；根據(jù)精確計(jì)劃結(jié)果，統(tǒng)計(jì)每班對(duì)不同工種在人數(shù)上的要求，以便合理的調(diào)配人力資源。
人力排程的步驟：
1）人員與工種的定義
每個(gè)工種可以分配給不同的人員，每個(gè)人也可以具備多個(gè)工種
2）工作訂單的工種需求清單
在制定精確生產(chǎn)日程時(shí)，自動(dòng)根據(jù)工種中的人數(shù)，每人的值班時(shí)間等因素對(duì)各工序的開始與結(jié)束時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。
3）人力資源計(jì)劃的調(diào)整
在完成人力資源計(jì)劃后，通過人力資源計(jì)劃甘特圖展示每位員工在計(jì)劃區(qū)間內(nèi)的計(jì)劃值班任務(wù)清單，以及計(jì)劃負(fù)荷量。
生產(chǎn)計(jì)劃人員可以通過以下方式對(duì)人力資源計(jì)劃進(jìn)行手工的調(diào)整：將指定工序分配給指定的員工進(jìn)行生產(chǎn)；設(shè)定指定人員的非正�？捎脮r(shí)間段；在調(diào)整之后對(duì)計(jì)劃進(jìn)行刷新，自動(dòng)根據(jù)計(jì)劃結(jié)果，對(duì)計(jì)劃的其它的部分進(jìn)行重排。
中途緊急插單
一定時(shí)期內(nèi)整個(gè)工廠的生產(chǎn)計(jì)劃都排好并付諸執(zhí)行之后，如果忽然接到新的訂單或者原客戶的追加訂單，那么管理者就遇到了一個(gè)非常棘手的問題。中途緊急插單，不接的話不但影響利潤還會(huì)丟失客戶，接的話又不知是否能生產(chǎn)出來，可能存在很大的違約風(fēng)險(xiǎn)。
幫助用戶妥善處理這類插單難題：盤點(diǎn)好計(jì)劃的執(zhí)行情況之后用戶把新訂單輸入APS，立刻就可使用APS計(jì)算出能否插單以及插單后的最佳生產(chǎn)方案。
動(dòng)態(tài)排程：實(shí)時(shí)修正計(jì)劃
APS制定的生產(chǎn)計(jì)劃下達(dá)執(zhí)行之后，很可能在中途出現(xiàn)執(zhí)行偏差或者原先的工序、工藝路線、需求訂單等出現(xiàn)變化，這種情況下如果繼續(xù)執(zhí)行后面的計(jì)劃往往就不是最優(yōu)的了，偏差較大時(shí)甚至?xí)䦟?dǎo)致無法繼續(xù)執(zhí)行后面的計(jì)劃。這就需要APS軟件能基于偏離的事實(shí)，對(duì)原計(jì)劃進(jìn)行修改，在保持已執(zhí)行部分不變的情況下計(jì)算出使總體最優(yōu)的后續(xù)計(jì)劃。動(dòng)態(tài)排程功能可以很好地解決插單、變更訂單產(chǎn)品的時(shí)間或數(shù)量、變更工藝路線、變更庫存、變更供應(yīng)的時(shí)間或數(shù)量等問題。
圖13 排程方法縮寫
24. APS詳細(xì)功能
APS產(chǎn)品的功能特征的演變有以下四個(gè)階段：
第一階段的功能特征：人機(jī)交互可視化排產(chǎn)，簡單的有限資源計(jì)算；
第二階段的功能特征：基于各種資源約束優(yōu)化計(jì)算；
第三階段的功能特征：基于多重資源約束優(yōu)化和建模；
第四階段的功能特征：多重資源約束，物料的動(dòng)態(tài)約束，需求計(jì)劃，分銷網(wǎng)絡(luò)配置計(jì)劃，運(yùn)輸計(jì)劃，全局CTP，ATP。
第一階段的功能特征：人機(jī)交互可視化排產(chǎn)，簡單的有限資源計(jì)算。
1）向前，向后和雙向的訂單的加載計(jì)算。
2）可以定義簡單加載規(guī)則如按完成日期排序和設(shè)定優(yōu)先級(jí))
3）工序間的人機(jī)交互拖拉，編輯，批量分割
4）根據(jù)資源和時(shí)間對(duì)單獨(dú)工序加鎖/解鎖
5）可以按工序的最早開始日期或訂單的最早完成日期計(jì)算。
6）可以人機(jī)交互的替換，增加工序，交互處理故障，計(jì)劃維修。
7）可以處理單一的加工工序，平行工序，可以對(duì)工序的單一資源進(jìn)行約束
8）根據(jù)物料，時(shí)間，批量的生產(chǎn)率來排生產(chǎn)計(jì)劃
9）可以對(duì)有限資源和無限資源或單個(gè)班次或假日來計(jì)劃排程
10）可以在工作中心里自動(dòng)選擇資源，用戶也可以定義資源
11）可以顯示圖形，文本，報(bào)表，可以訂單跟蹤，甘特圖，等待表。
第二階段的功能特征：基于各種資源約束優(yōu)化計(jì)算。
1）用戶可以定制、配置數(shù)據(jù)、菜單、報(bào)表；
2）可以按工序和計(jì)劃增加約束使用率；
3）具有換裝時(shí)間距陣的排序，可以選擇最小化換裝時(shí)間；
4）具有計(jì)算批量，計(jì)算運(yùn)輸批量和自動(dòng)重復(fù)和自動(dòng)停止訂單的功能；
5）具有CTP(能力可用量)的查詢；
6）可以自動(dòng)連接其它軟件。
第三階段的功能特征：基于多重資源約束優(yōu)化和建模。
1）具有每個(gè)工序的多重約束；
2）基于當(dāng)前工序的子工序的約束；
3）可以使用優(yōu)先資源選擇規(guī)則；
4）最大工序跨度和間隔，也可以延遲到下一個(gè)工序；
5）可以計(jì)算在每個(gè)加工過程的順序和平行批量；
6）可以對(duì)裝配線的建模和子裝配線建模。
第四階段的功能特征: 多重資源約束，物料的動(dòng)態(tài)約束，需求計(jì)劃，分銷網(wǎng)絡(luò)配置計(jì)劃，運(yùn)輸計(jì)劃，全局CTP，ATP。
1）提供強(qiáng)大的模擬功能，支持多種生產(chǎn)情景的模擬分析；
2）能夠處理復(fù)雜的、多級(jí)別的BOM運(yùn)算；
3）支持多工廠級(jí)別的現(xiàn)貨可承諾交貨數(shù)量運(yùn)算（ATP）和計(jì)劃可承諾交貨數(shù)量運(yùn)算（CTP）；
4）能夠合理分派生產(chǎn)任務(wù)單、降低生產(chǎn)等待時(shí)間、提高瓶頸資源的利用率；
5）通常包含了行業(yè)運(yùn)用的業(yè)務(wù)實(shí)際，從而保證和加快高級(jí)計(jì)劃系統(tǒng)的實(shí)施；
6）具有同各種ERP系統(tǒng)間集成，保證物料信息數(shù)據(jù)的更新；
7）優(yōu)化供應(yīng)鏈需求計(jì)劃，分銷配置計(jì)劃，運(yùn)輸計(jì)劃。
25. APS現(xiàn)在面臨的挑戰(zhàn)：
1）APS運(yùn)用和發(fā)展的的三個(gè)重要因素是1，速度性能；2，集成性；3，可視化圖。
2）在性能方面：APS計(jì)算方式采用針對(duì)多核的并行計(jì)算方法，將使APS的計(jì)算速度達(dá)到革命性的突破。
3）在集成方面：對(duì)異構(gòu)系統(tǒng)的集成方式已經(jīng)從點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的集成達(dá)到平臺(tái)集成總線的方式。
4）在可視化圖形方面：可以采用大型游戲的三維圖形模擬仿真技術(shù)，改變了傳統(tǒng)的平面甘特圖模式。
5）通用化的APS產(chǎn)品很難面面俱到解決各行業(yè)的問題，而且越是考慮的行業(yè)多，越會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)參數(shù)很多，使用難度加大，系統(tǒng)友好性變差，計(jì)算效率降低，最終實(shí)施效果變差。
6）傳統(tǒng)的排程軟件很難發(fā)展壯大。APS軟件可以整合了工藝BOM、物料需求計(jì)劃、高級(jí)排程、產(chǎn)能預(yù)測、發(fā)運(yùn)計(jì)劃、甚至現(xiàn)場管理等一系列附加功能的綜合體。
7）APS軟件一定要是平臺(tái)化、可快速客制化修改。生產(chǎn)管理本來就復(fù)雜多變，精細(xì)化的生產(chǎn)就更是復(fù)雜多變。如果不能快速客制化修改，則很難解決好客戶的實(shí)際問題。
8）APS高級(jí)排程解決之道就是APS集成MES，未來很可能會(huì)取代ERP中傳統(tǒng)的計(jì)劃、生產(chǎn)模塊。
三、基于ERP的APS、MES、精益生產(chǎn)結(jié)合模式
圖14 ERP，精益，APS組合的關(guān)系
ERP+精益方式：一般針對(duì)企業(yè)的生命周期分成長型企業(yè)、成熟企業(yè)、挑戰(zhàn)精益企業(yè)。
1、ERP成長企業(yè)（財(cái)務(wù)物流）：強(qiáng)化基礎(chǔ)管理。精益思想的培訓(xùn)。5S和現(xiàn)場管理。
2、ERP成熟企業(yè)（財(cái)務(wù)物流＋計(jì)劃）：有限約束計(jì)劃、VSM，單元流，看板，推拉結(jié)合。
3、ERP精益企業(yè)（財(cái)務(wù)物流＋計(jì)劃＋車間MES）：節(jié)拍均衡，有限約束計(jì)劃，電子動(dòng)態(tài)看板、車間跟蹤執(zhí)行，市場拉動(dòng)式供應(yīng)鏈優(yōu)化系統(tǒng)。
圖15 APS+精益生產(chǎn)
四、如何利用APS縮短交貨期
通過APS高級(jí)計(jì)劃排程，滿足資源約束，均衡生產(chǎn)過程中各種生產(chǎn)資源；在不同的生產(chǎn)瓶頸階段給出最優(yōu)的生產(chǎn)排程計(jì)劃；實(shí)現(xiàn)快速排程并對(duì)需求變化做出快速反應(yīng)。
1）通過有限能力自動(dòng)設(shè)定生產(chǎn)排程到秒和分鐘的動(dòng)態(tài)提前期，改變無限能力的固定提前期為天的生產(chǎn)排程。可以有效的縮短生產(chǎn)交貨期。
2）通過分割制造訂單，縮短制造提前期。
3）通過分割工作使其分派到別的資源上，可以縮短制造提前期。
4）通過工序的接續(xù)方法，縮小批量，使各工序的工作重疊分派，由此，縮短了制造提前期，
5）通過設(shè)定前準(zhǔn)備和后準(zhǔn)備時(shí)間的連接點(diǎn)，來縮短制造提前期。
6）通過有效的作業(yè)人員的排程，來提高生產(chǎn)力，來縮短制造提前期。
7）通過對(duì)瓶頸中心的優(yōu)化排程，前工序向后推分配，將后工序前推分配。提高生產(chǎn)力，來縮短制造提前期。
8）通過先進(jìn)的數(shù)學(xué)約束優(yōu)化算法，來優(yōu)化生產(chǎn)過程，縮短了制造提前期。
五、如何實(shí)施APS系統(tǒng)
1. 如何實(shí)施用可視化的APS實(shí)現(xiàn)精益制造：
當(dāng)精益運(yùn)作拓展到敏捷供應(yīng)鏈的按需生產(chǎn)時(shí)，使得物料最終客戶的需求所拉動(dòng)快速客戶反應(yīng)時(shí)，將會(huì)給企業(yè)帶來巨大利益，但是，實(shí)施所需要的投入和精力也是巨大的。
實(shí)現(xiàn)APS的一般三個(gè)步驟：
1）實(shí)現(xiàn)無約束物料，無約束能力的計(jì)劃
2）實(shí)現(xiàn)約束物料，約束能力的計(jì)劃
3）實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的計(jì)劃：優(yōu)化單一目標(biāo)：最大化交貨率、最大化庫存周轉(zhuǎn)率、最大化收益率、多目標(biāo)加權(quán)優(yōu)化。
2. 實(shí)施APS需準(zhǔn)備的資料：
1）設(shè)備基本資料（機(jī)臺(tái)、產(chǎn)線等）：主要包括：工作中心代號(hào)、工作中心名稱、效率指數(shù)、資源組與替代關(guān)系等。
2）產(chǎn)品工藝與BOM資料：主要包括：完成品品號(hào)、工藝、首選工作中心、前置工時(shí)、標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)與產(chǎn)量、分批加工批量數(shù)、工序損耗率、物料用量、物料損耗率等。
3）依賴資源：工裝，模具，夾具，刀具等
4）客戶優(yōu)先級(jí)：給每個(gè)客戶一個(gè)優(yōu)先級(jí)，用于排程時(shí)優(yōu)先服務(wù)大客戶。
5）班次：班次是每天連續(xù)的工作時(shí)間段。
6）設(shè)備工作日歷：用于定義每個(gè)設(shè)備在每一天的工作時(shí)間。
7）工人基本資料：工人代碼與班組成員與技能，
8）與ERP對(duì)接：包括品號(hào)料號(hào)、庫存、生產(chǎn)單等。
3. 實(shí)施APS的重要原則
遵守7個(gè)重要原則：具有正確的期望非常重要，同時(shí)采用主要的計(jì)劃原則也至關(guān)重要。
原則1：對(duì)重要的資源建立模型。
在為資源建立模型時(shí)，應(yīng)控制受約束資源的數(shù)量。記住80/20規(guī)則-20% 的資源或物料會(huì)引起80% 的問題。將注意力集中在妨礙你關(guān)注重要問題的事情上。避免建立過于復(fù)雜的模型。這有助于讓您建立能夠正常運(yùn)行的系統(tǒng)并避免注意力的分散。
原則2：做出現(xiàn)實(shí)的承諾
實(shí)時(shí)地承諾和保留。為“保障訂單”保留能力，而限制接受的訂單數(shù)量。如果必須在無法驗(yàn)證可行性的情況下接受訂單，應(yīng)確保必須每日檢查瓶頸工序及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在問題的區(qū)域。
原則3：最小化批量設(shè)定和順序設(shè)定
分配時(shí)合并批次。分配時(shí)決定生產(chǎn)單的順序。試著考慮時(shí)間和周轉(zhuǎn)率，不僅僅是數(shù)量和準(zhǔn)備時(shí)間節(jié)省。
原則4：修改流程，而不要修改訂單
重點(diǎn)是分析發(fā)現(xiàn)潛在問題，而不是加速訂單發(fā)貨。每日檢查瓶頸和遲到訂單，及時(shí)預(yù)見問題。
原則5：持續(xù)更新狀態(tài)
及時(shí)準(zhǔn)確地記錄人工和物料處理。及時(shí)地關(guān)閉作業(yè)訂單。建立切實(shí)可行的工作中心能力模型。保持工藝和物料清單的準(zhǔn)確性。建立切實(shí)可行的采購物料提前期模型。維持正確的存貨水平。
原則6：到期下達(dá)生產(chǎn)訂單
盡可能晚些下達(dá)。但仍然需要一些閑置時(shí)間使無法預(yù)料的資源故障或物料發(fā)貨延遲引起的風(fēng)險(xiǎn)降低到最小限度，但是不要因?yàn)榫哂虚e置資源而提前下達(dá)。遵守高級(jí)計(jì)劃創(chuàng)建的排程計(jì)劃下達(dá)生產(chǎn)訂單。不要通過提前提供的車間訂單對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行再評(píng)審，從而限制能力或預(yù)計(jì)需要。
原則7：保持統(tǒng)一
需要每個(gè)人都遵守所有這些原則。
在國外這些原則已經(jīng)過成功使用APS系統(tǒng)的客戶的驗(yàn)證。他們發(fā)現(xiàn)為獲得一個(gè)固定過程所花費(fèi)的大部分時(shí)間用在了改變?nèi)藗兊乃季S方式上，即讓人們習(xí)慣使用一些主要的計(jì)劃原則。實(shí)施這些原則對(duì)于成功地使用APS計(jì)劃排程非常重要，將這些原則應(yīng)用到實(shí)際的業(yè)務(wù)中。
4. APS實(shí)施方法
盡管計(jì)劃排程的實(shí)施比較復(fù)雜，只要掌握系統(tǒng)的方法，也可以較順利完成。這里列出幾個(gè)步驟：
1）有軟件供應(yīng)商評(píng)估客戶的需求
2）決定和現(xiàn)存的計(jì)劃環(huán)境的結(jié)合點(diǎn)
3）對(duì)關(guān)鍵用戶進(jìn)行初次培訓(xùn)
4）由咨詢顧問幫助建立模型
5）建立數(shù)據(jù)接口程序和可能的客戶化程序
6）準(zhǔn)備數(shù)據(jù)
7）根據(jù)實(shí)際計(jì)劃環(huán)境培訓(xùn)
8）切換上線
我們在運(yùn)用APS的系統(tǒng)時(shí)，也不能大而全。每一個(gè)企業(yè)的類型和計(jì)劃難度不一樣。如物料驅(qū)動(dòng)型企業(yè)（組裝），其計(jì)劃的重點(diǎn)是物料約束。對(duì)產(chǎn)能驅(qū)動(dòng)型企業(yè)（加工），其計(jì)劃重點(diǎn)是能力約束。對(duì)優(yōu)化的追求，也不能太理想化，滿意取代最優(yōu)。現(xiàn)場動(dòng)態(tài)變化復(fù)雜業(yè)務(wù)可以用可視模擬技術(shù)來取代優(yōu)化算法求解。
本文根據(jù)蔡穎在第十二屆管理信息化高級(jí)研修班上的發(fā)言整理，經(jīng)本人確認(rèn)！
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本文標(biāo)題：APS高計(jì)劃與排程原理
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