激烈的競(jìng)爭(zhēng)使制造企業(yè)的訂單呈現(xiàn)多品種少批量、交貨期緊迫的特征。同時(shí)，企業(yè)因缺乏科學(xué)管理而導(dǎo)致物料短缺或大量積壓，甚至變呆變廢；停工待料、加班加點(diǎn)、交貨期延誤等生產(chǎn)亂象難以改觀。如何科學(xué)地安排生產(chǎn)計(jì)劃與進(jìn)料日程，確保既不影響生產(chǎn)，又不造成呆滯料的產(chǎn)生，已成為生產(chǎn)企業(yè)一項(xiàng)非常重要的課題。

    MRP／ERP為制造業(yè)效率的提升做出了重要貢獻(xiàn)。然而，ERP雖然可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)級(jí)資源的計(jì)劃與調(diào)度，但具體到車間生產(chǎn)調(diào)度排程這個(gè)亟待解決的瓶頸問(wèn)題卻無(wú)能為力。高級(jí)計(jì)劃排程(APS)是20世紀(jì)信息技術(shù)與現(xiàn)代管理思想相結(jié)合的產(chǎn)物。企業(yè)、咨詢專家以及研究學(xué)者一致認(rèn)為，一旦建立高效的APS系統(tǒng)，該問(wèn)題將迎刃而解。但是，APS真的是制造企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃的終極解決方案嗎?

    在敏捷生產(chǎn)背景下，客戶需求隨時(shí)發(fā)生或變更。客戶需求的變化將實(shí)時(shí)體現(xiàn)為提前期、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、需求量甚至產(chǎn)品類型的變更，在車間生產(chǎn)過(guò)程中則體現(xiàn)為各種急單、插單、改單、撤單，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)秩序。高效的APS的確可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的生產(chǎn)排程，對(duì)訂單的變化迅速反應(yīng)，但是，這只是一種理想境界：APS實(shí)現(xiàn)的僅僅是車間調(diào)度層次的計(jì)劃與優(yōu)化，但是，對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種復(fù)雜的隨機(jī)變化卻能力有限�；�于產(chǎn)能限制和信息技術(shù)的APS可以作為生產(chǎn)控制的有力工具，但要從實(shí)質(zhì)上改善企業(yè)生產(chǎn)狀況，提高組織績(jī)效，管理理念和管理方法上的變革才是根本措施。也就是說(shuō)，APS的有效性也是建立在健全的管理機(jī)制基礎(chǔ)上的。

1 APS簡(jiǎn)介

    如果把傳統(tǒng)ERP的運(yùn)作比作計(jì)劃經(jīng)濟(jì)，那么以APS為核心的物料流管理，就可比作“市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)”。APS作為制造業(yè)物料流管理的“心臟”，能夠在有限的物料、生產(chǎn)能力的約束條件下，靈活應(yīng)對(duì)訂單的變化，反復(fù)權(quán)衡，以求得到最優(yōu)化的排產(chǎn)計(jì)劃。對(duì)于離散制造業(yè)，APS主要是解決多工序、多資源的優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題；對(duì)于流程制造業(yè)，APS主要是順序優(yōu)化問(wèn)題；對(duì)于流程與離散混合型企業(yè)，APS能同時(shí)解決順序和調(diào)度的優(yōu)化問(wèn)題。而對(duì)于項(xiàng)目管理型企業(yè)，APS則主要解決關(guān)鍵鏈(資源約束)和成本時(shí)間最小化問(wèn)題”。

    APS的基礎(chǔ)輸入包括3個(gè)方面：(產(chǎn)品)主生產(chǎn)計(jì)劃、(設(shè)備)主能力計(jì)劃以及生產(chǎn)狀態(tài)信息輸入／反饋。當(dāng)APS系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)集成之后，主生產(chǎn)計(jì)劃和主能力計(jì)劃將為APS提供基本的輸人數(shù)據(jù)信息，而生產(chǎn)反饋信息則是APS穩(wěn)定運(yùn)行的基本保證。APS的輸出則為優(yōu)化的計(jì)劃調(diào)度方案，具體表現(xiàn)為訂單／工件(在各工作中心)的加工順序、工作中心資源對(duì)各種工件的分配以及各生產(chǎn)資源的運(yùn)行狀態(tài)信息等。圖l所示為APs結(jié)構(gòu)模塊示意圖。

    事實(shí)上，APS是應(yīng)用啟發(fā)式的方法和線性規(guī)劃模型(LP)制定的基于約束的供應(yīng)鏈計(jì)劃，通常不是一個(gè)獨(dú)立的軟件，而是與ERP系統(tǒng)或者是供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)集成在一起的一個(gè)功能模塊。因此APS的重點(diǎn)是基于約束理論對(duì)整個(gè)生產(chǎn)物流系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。一個(gè)企業(yè)要實(shí)施APS至少應(yīng)該MRP或MRPⅡ?qū)嵤┑帽容^完善而且累積有2—3年的時(shí)間，ITEM／BOM等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)完備而且具備較高的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。如果這些基本條件都無(wú)法達(dá)到，APS是很難實(shí)施成功的。

2 主生產(chǎn)計(jì)劃的重要性

    首先需要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品計(jì)劃的重要性。APS是車間作業(yè)層級(jí)的計(jì)劃系統(tǒng)，正常運(yùn)作的基本前提是企業(yè)級(jí)的產(chǎn)品計(jì)劃。作為車間生產(chǎn)的源頭，必須對(duì)主生產(chǎn)計(jì)劃的制定進(jìn)行規(guī)范�，F(xiàn)實(shí)中，對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行快速反應(yīng)的需求導(dǎo)致生產(chǎn)訂單的到達(dá)(以及變更)具有極大的隨機(jī)性。為了保持市場(chǎng)，維持客戶關(guān)系，營(yíng)銷部門(mén)往往會(huì)對(duì)客戶要求，尤其是交貨期和設(shè)計(jì)變更的要求，給予不切實(shí)際的許諾。還是由于市場(chǎng)的這種不確定性，下游裝配部門(mén)往往沒(méi)有一個(gè)具體的產(chǎn)品計(jì)劃，甚至是根據(jù)訂單的到達(dá)隨時(shí)向加工部門(mén)派產(chǎn)。在多品種小批量離散制造企業(yè)，各產(chǎn)品事業(yè)部都根據(jù)自身產(chǎn)品訂單情況向加工車間下達(dá)生產(chǎn)訂單，而且往往不約而同地都強(qiáng)調(diào)任務(wù)的緊急性。加工車間由于產(chǎn)能的限制，根本無(wú)法保證所有訂單的準(zhǔn)時(shí)交付，于是各下游產(chǎn)品事業(yè)部往往會(huì)現(xiàn)場(chǎng)“督導(dǎo)”自己訂單的生產(chǎn)，最終結(jié)果是所有的訂單都處于加工狀態(tài)，但是準(zhǔn)時(shí)交付率很低，造成“雙輸”的結(jié)果。APS雖然可以最大限度地提高排產(chǎn)效率，一定程度上緩解這個(gè)問(wèn)題，但也不可能從根本上解決。

    在這里，企業(yè)相關(guān)部門(mén)構(gòu)成了一個(gè)內(nèi)部供應(yīng)鏈，部門(mén)間的信息交流與溝通協(xié)調(diào)成為解決問(wèn)題的關(guān)鍵。一方面，通過(guò)共享信息，營(yíng)銷部門(mén)可以實(shí)時(shí)了解生產(chǎn)部門(mén)的生產(chǎn)現(xiàn)狀，通過(guò)與客戶協(xié)商與深入溝通。更準(zhǔn)確地了解客戶的需求，提高訂單交付期的合理性，降低需求變更的可能性，可極大程度地減少對(duì)車間生產(chǎn)的沖擊；另一方面，需要營(yíng)銷部門(mén)、相關(guān)產(chǎn)品事業(yè)部以及上游生產(chǎn)加工部門(mén)共同進(jìn)行有效溝通與相互協(xié)調(diào)，合理安排訂單的優(yōu)先級(jí)和生產(chǎn)進(jìn)度，制定有效的主生產(chǎn)計(jì)劃，使車間得以有序生產(chǎn)。

    然而，由于客戶需求的隨機(jī)性，即使與之交流溝通再深入徹底，插單、改單、甚至撤單的現(xiàn)象也不可能完全消除。一旦出現(xiàn)這種情況，必然對(duì)正常作業(yè)造成沖擊，因此必須對(duì)此進(jìn)行有效控制。最直接的預(yù)防手段就是“堵”，即拒絕非正常提前期的訂單，或者對(duì)非正常訂單給予相應(yīng)的懲罰，從而降低其發(fā)生頻率，同時(shí)對(duì)造成的損失進(jìn)行一定的補(bǔ)償。但是，這并不能從根本上解決問(wèn)題，而且也不符合以市場(chǎng)為主導(dǎo)的基本原則。更有的手段其實(shí)還是“疏”，基本手段就是利用“緩沖”，一方面可通過(guò)生產(chǎn)挖潛的途徑，得到計(jì)劃外的產(chǎn)能，使插單可以“見(jiàn)縫插針”地得以安排，但這是不宜推薦的方法；另一方面是在主生產(chǎn)計(jì)劃中考慮到隨機(jī)性的影響，對(duì)每個(gè)產(chǎn)品訂單按照BOM表和產(chǎn)品提前期倒排生產(chǎn)計(jì)劃時(shí)，根據(jù)產(chǎn)品的復(fù)雜度和重要性給予一定的附加提前期(如果隨機(jī)性的影響得以很好控制，附加提前期并不會(huì)表現(xiàn)出來(lái))，相當(dāng)于對(duì)隨機(jī)沖擊給予了一定的“預(yù)應(yīng)力”。這樣做似乎不符合敏捷相應(yīng)的原則，但卻是保證計(jì)劃得以有效執(zhí)行的有力手段。實(shí)際上，在一個(gè)排隊(duì)系統(tǒng)中，這個(gè)方法在除了使隊(duì)列比理想情況稍長(zhǎng)(即計(jì)劃完成期偏長(zhǎng))以外，并不會(huì)產(chǎn)生其他不利，但卻可以實(shí)現(xiàn)有序生產(chǎn)。

3 APS處理過(guò)程的控制與維護(hù)

    當(dāng)APS系統(tǒng)的基本輸入得到有效管理，下一個(gè)問(wèn)題就是如何有效控制APS的處理過(guò)程了。首先，合理的主生產(chǎn)計(jì)劃涉及到主能力計(jì)劃等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的維護(hù)問(wèn)題。如果ERP系統(tǒng)中設(shè)備能力、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與技術(shù)參數(shù)、工藝路線等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏必要的持續(xù)的維護(hù)，信息與實(shí)際情況出現(xiàn)較大偏差，那么由此得出的生產(chǎn)計(jì)劃顯然是無(wú)效的。APS之所以可實(shí)現(xiàn)車間級(jí)計(jì)劃調(diào)度，就是因?yàn)槠淇紤]了設(shè)備、工藝等現(xiàn)實(shí)能力約束，因此，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的維護(hù)具有重要意義。很多企業(yè)在花巨資上了ERP、PDM、CAPP甚至APS之后，仍然不能得到期望的績(jī)效改善，很重要的原因之一就是系統(tǒng)中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)沒(méi)有得到及時(shí)可靠的維護(hù)。信息系統(tǒng)的可靠性很大程度上取決于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，由于客戶定制、產(chǎn)品創(chuàng)新及其他各種原因，企業(yè)實(shí)際產(chǎn)品種類會(huì)不斷發(fā)生變化，相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)必須及時(shí)在系統(tǒng)中進(jìn)行更新并有效地管理，而這一工作往往涉及多個(gè)部門(mén)和多方面的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，工作量很大。

    另外，APS的運(yùn)行必須得到車間生產(chǎn)狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)支持。高效的調(diào)度排產(chǎn)方案只是一個(gè)中間結(jié)果，不能只得到一個(gè)排產(chǎn)方案就不管其實(shí)施了。事實(shí)上，APS的作用集中體現(xiàn)在其“動(dòng)態(tài)”上：滾動(dòng)排程和實(shí)時(shí)監(jiān)控／反饋，并不僅僅是人工調(diào)度的“電腦化”。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)與外部市場(chǎng)一樣充滿了隨機(jī)性，設(shè)備狀態(tài)也處于實(shí)時(shí)變化之中，理想的APS系統(tǒng)應(yīng)該包括實(shí)時(shí)且可視化的設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、高效實(shí)時(shí)計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)，甚至包括刀／夾具管理系統(tǒng)以及自動(dòng)加工程序編制系統(tǒng)等一系列功能模塊。另外，從決策支持的角度要求，還應(yīng)該向數(shù)據(jù)挖掘工具提供接口。實(shí)現(xiàn)這些功能，一方面是要求有相應(yīng)的設(shè)備支持(例如具備雙向通信功能的數(shù)字化加工中心)以實(shí)現(xiàn)調(diào)度指令的發(fā)送接收和設(shè)備技術(shù)參數(shù)和生產(chǎn)狀態(tài)信息的采集與傳遞；另一方面。當(dāng)APS系統(tǒng)對(duì)車間生產(chǎn)流程進(jìn)行合理優(yōu)化之后，必然要在生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)中得以體現(xiàn)。因此，基于作業(yè)流的生產(chǎn)組織形式及具有多種技能的生產(chǎn)與管理人員則成為APS實(shí)施的更重要的軟件要求。畢竟實(shí)施結(jié)果才是我們真正需要的。

    雖然APS可顯著改善車間生產(chǎn)狀況，但顯然也不是說(shuō)用了它一切排程問(wèn)題都已解決。事實(shí)上，作為APS算法基礎(chǔ)的現(xiàn)有計(jì)劃排程算法是很難與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)完全對(duì)應(yīng)的：離散制造企業(yè)在制工件品種少則幾百，多則幾萬(wàn)，而且是典型的Job．shop問(wèn)題，再?gòu)?qiáng)大的算法也很難實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的實(shí)時(shí)理想計(jì)算。因此從本質(zhì)上看，APS系統(tǒng)只是一種輔助決策工具，向車間計(jì)劃調(diào)度人員提供可行的或者比較滿意的排程方案，其有效運(yùn)行需要經(jīng)驗(yàn)豐富的生產(chǎn)管理人員進(jìn)行控制、維護(hù)，以及對(duì)輸出結(jié)果的正確判斷與執(zhí)行。

4 APS輸出結(jié)果的執(zhí)行保障

    APS系統(tǒng)的有效運(yùn)行，主生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行非常關(guān)鍵。一旦主生產(chǎn)計(jì)劃和車間排產(chǎn)計(jì)劃都已做出，接下來(lái)就是嚴(yán)格執(zhí)行了。APS在生產(chǎn)過(guò)程中的核心作用是資源調(diào)度與計(jì)劃安排，但一旦安排確定、任務(wù)下達(dá)，其執(zhí)行結(jié)果如何則不是APS所能控制的了。車間生產(chǎn)混亂的主要原因之一就是計(jì)劃執(zhí)行不力。由于通過(guò)APS得到的調(diào)度計(jì)劃是一個(gè)優(yōu)化后的“相對(duì)合理的”生產(chǎn)計(jì)劃，如果在生產(chǎn)中不能有效執(zhí)行，其最終結(jié)果與優(yōu)化前的效果就沒(méi)有區(qū)別了。即使進(jìn)度的異�？梢匝杆俚胤答伒紸PS系統(tǒng)中，并動(dòng)態(tài)地重新得出新的排程，但如果每次得出的優(yōu)化結(jié)果不能保證有效執(zhí)行，即使能做到實(shí)時(shí)排產(chǎn)也是沒(méi)有意義的。而且，排產(chǎn)方案變化過(guò)于頻繁，本身就是影響生產(chǎn)的另一個(gè)重要原因。

    企業(yè)內(nèi)部供應(yīng)鏈同樣要做到信息流與物料流的同步。APS系統(tǒng)中，指令、信息可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳遞，但物料流要做到同步控制則需要更多的制度保障。為了保證計(jì)劃的有效執(zhí)行，物料供應(yīng)／外協(xié)管理就顯得尤其重要。前面提到的由于市場(chǎng)變化引起的插單改單是一個(gè)客觀現(xiàn)實(shí)，另外，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，由于各種各樣的原因，加工中心也可能對(duì)下達(dá)的任務(wù)不能按進(jìn)度完成，如物料短缺．工藝路線的不合理，工時(shí)核算中的矛盾，工序間銜接的不及時(shí)，公用設(shè)施(如稀缺刀具夾具，叉車等轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備，圖紙等)的等待等。一方面，工件需要經(jīng)過(guò)多工序多設(shè)備加工，各工序間能否實(shí)現(xiàn)流暢銜接將極大影響到生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行效率；另一方面，對(duì)供應(yīng)商／外協(xié)商的管理與評(píng)估則是物流平穩(wěn)度的重要保障。在制造企業(yè)中，由于物料供應(yīng)或者外協(xié)加工造成的物流停滯在很多時(shí)候成為企業(yè)流程不暢的關(guān)鍵原因。前者解決的是物料流的流速問(wèn)題，而后者則是確保為內(nèi)部物料流提供穩(wěn)定“水源”的問(wèn)題。要從根本上解決這些問(wèn)題，一方面是通過(guò)高效APS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)合理調(diào)度，另一方面，需要強(qiáng)有力的管理措施／制度來(lái)保障APS的正常有效運(yùn)行，如以物料流為中心規(guī)范化制造加工流程，加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程控制，建立以目標(biāo)管理為基礎(chǔ)的績(jī)效管理體系和物質(zhì)激勵(lì)與精神激勵(lì)相結(jié)合的員工激勵(lì)機(jī)制等。

5 結(jié)束語(yǔ)

    基于約束理論與優(yōu)化理論的APs極大程度地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)ERP系統(tǒng)對(duì)車間級(jí)作業(yè)計(jì)劃的不足。讓離散制造企業(yè)擺脫了車間生產(chǎn)混亂的局面。但是，APS的有效運(yùn)作必須得到其他各方面的有力支持。只有當(dāng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入得到良好的管理與維護(hù)、系統(tǒng)處理過(guò)程得到合理控制、系統(tǒng)輸出結(jié)果指令能夠有效執(zhí)行，APS才能真正發(fā)揮期望的作用，成為繼ERP之后制造企業(yè)的又一個(gè)效率之源。

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本文標(biāo)題：APS：制造業(yè)瓶頸的終極ERP解決方案

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