0 引言

    APS不是單純的計(jì)劃方法或者系統(tǒng)，而是融合各種先進(jìn)的現(xiàn)代技術(shù)與管理思想的產(chǎn)物。對(duì)APS的貢獻(xiàn)來(lái)自計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能、決策支持系統(tǒng)、工業(yè)工程、物流管理、管理科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)和生產(chǎn)運(yùn)作管理等領(lǐng)域。

    本文試圖追蹤APS的發(fā)展脈絡(luò)，介紹APS的體系框架，并對(duì)APS的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望。

1 伴隨著信息技術(shù)成長(zhǎng)—90年代以前的APS

    自從50年代萌芽到90年代初與ERP-的結(jié)合，APS與信息技術(shù)一同成長(zhǎng)，經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段：

    1.1 APS思想的萌芽階段—20世紀(jì)50年代以前

    高級(jí)排程計(jì)劃的一些主要思想早在計(jì)算機(jī)的存在前就已經(jīng)出現(xiàn)。對(duì)APS貢獻(xiàn)最大的有兩個(gè)方面，一是早在20世紀(jì)初出現(xiàn)的甘特圖（Gannttchart 1917），讓人們可以直觀地看到事件進(jìn)程的時(shí)間表，并且可以進(jìn)行交互式更新。二是運(yùn)用數(shù)學(xué)規(guī)劃模型解決計(jì)劃問(wèn)題。美國(guó)和前蘇聯(lián)都應(yīng)用新的最優(yōu)化線性規(guī)劃技術(shù)解決與戰(zhàn)爭(zhēng)相關(guān)的物流管理問(wèn)題。這些思想和方法對(duì)于APS[的萌芽起到了奠基性的作用。

    1.2 開(kāi)始與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合—50-70年代的APS

    在50年代后期和60年代初期，大公司開(kāi)始配置計(jì)算機(jī)，用來(lái)觀察計(jì)劃有問(wèn)題的部分，優(yōu)化少數(shù)關(guān)鍵性的材料能否平衡對(duì)產(chǎn)品的需求，而且考慮能力約束，或者為產(chǎn)品尋找最低的費(fèi)用路徑。線性規(guī)劃普遍被用，小型的計(jì)劃試算表開(kāi)始出現(xiàn)。這一時(shí)期對(duì)“最優(yōu)化”的定義促進(jìn)了的發(fā)展。

    1.3 企業(yè)個(gè)別開(kāi)發(fā)階段—60年代中期到80年代

    隨著跨國(guó)公司在世界各地的發(fā)展，制造業(yè)問(wèn)題變得越來(lái)越復(fù)雜，需要計(jì)算的變量大小由60年代初期的數(shù)以百計(jì)發(fā)展到80年代末的數(shù)以萬(wàn)計(jì)。雖然線性規(guī)劃等技術(shù)也擴(kuò)展成可以處理更加復(fù)雜的問(wèn)題，但仍然不能滿足企業(yè)的需要。因此，許多公司在內(nèi)部開(kāi)發(fā)他們自己的工具作為主要計(jì)算環(huán)境，另一些公司則在購(gòu)買解決線性規(guī)劃問(wèn)題的程序基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)。這一階段的主要開(kāi)發(fā)語(yǔ)言為Assembler cobol。FORTRAN和pl/i。

    60年代中期，IBM開(kāi)發(fā)了基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解的MRP系統(tǒng)，并在80年代發(fā)展為閉環(huán)MRP系統(tǒng)，除了物料需求計(jì)劃外，還將生產(chǎn)能力需求計(jì)劃、車間作業(yè)計(jì)劃和采購(gòu)作業(yè)計(jì)劃也全部納入MRP，形成一個(gè)封閉的系統(tǒng)。這為80年代MRPII的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。這段時(shí)間，模擬技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入計(jì)劃領(lǐng)域，基于模擬的計(jì)劃工具開(kāi)始在70年代出現(xiàn)，直到70年代中期聯(lián)邦快遞公司的應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)才出現(xiàn)了整體的效果。80年代初，Kell Springfield（輪胎制造商）和Philip MORRIS開(kāi)始應(yīng)用計(jì)劃和排程系統(tǒng)。

    1.4 與OPT／MRP/ERP的結(jié)合—80年代的

    在1983年9月5日出版《財(cái)富雜志》上，由領(lǐng)導(dǎo)的“創(chuàng)造力輸出公司”特別引人矚目。他們的產(chǎn)品“最優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)” (Optmal Producyion Technology OPT)，應(yīng)用了一系列處理瓶頸約束的運(yùn)算法則于批處理模式中，在離散型制造業(yè)中獲得了許多客戶。OPT按照其意義又稱為“約束理論”，認(rèn)為一個(gè)組織的輸出受制于其關(guān)鍵瓶頸資源的約束，因此按照解決資源瓶頸約束的思路進(jìn)行計(jì)劃排程。在Goldratt 和i2之后，相繼出現(xiàn)了Numetrix和Chesapeake，這是兩個(gè)提供交互式產(chǎn)品的早期APS供應(yīng)商。

    1984年，AT&T公司的年輕研究員提出了一項(xiàng)新的運(yùn)算法則，用于解決線性規(guī)劃問(wèn)題，所有現(xiàn)代規(guī)劃都吸收了。80年代初期美國(guó)管理學(xué)家(Artificial Intelligence)在MRP的基礎(chǔ)上提出了制造資源計(jì)劃（ManufacturingResource Planning，MRPII），英文縮寫為MRPII ,MRPII把生產(chǎn)、財(cái)務(wù)、銷售、工程技術(shù)、采購(gòu)等各個(gè)子系統(tǒng)集成為一個(gè)一體化的系統(tǒng)。MRPll系統(tǒng)引入了西方標(biāo)準(zhǔn)成本制度的思想和方法，不但加強(qiáng)了產(chǎn)品成本管理，更重要的是，它被用來(lái)有效地規(guī)劃控制企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)。

    1980后期出現(xiàn)了人工智能（Artificial Intelligence AI）和專家系統(tǒng)。公司開(kāi)始把人工智能應(yīng)用到制造計(jì)劃和排程。杜邦公司和IBM積極把人工智能和已存在的APS技術(shù)與應(yīng)用結(jié)合起來(lái)。IBM開(kāi)發(fā)了批處理的排程系統(tǒng)。人工智能對(duì)后來(lái)的基于約束的規(guī)劃和遺傳的運(yùn)算法則在技術(shù)上做出了重要貢獻(xiàn)。80年代后期出現(xiàn)了圖形用戶界面（Graphical User interface GUI）。隨著OSF MOTIF成為圖形標(biāo)準(zhǔn)，交互式圖形用戶界面變成預(yù)測(cè)、計(jì)劃、排程工具的標(biāo)準(zhǔn)。這種技術(shù)上的創(chuàng)新大大提高了APS的市場(chǎng)銷售沖擊力。

2 APS 與供應(yīng)鏈管理—90年代以后的APS

    90年代開(kāi)始，供應(yīng)鏈管理思想逐漸為大型企業(yè)所接受，供應(yīng)鏈管理的軟件系統(tǒng)（Supply Chain mannagement SCMS）開(kāi)始出現(xiàn)，如APS的R3系統(tǒng)中增加了供應(yīng)鏈管理模塊。其實(shí)，早在20世紀(jì)80年代初，美國(guó)咨詢顧問(wèn)就提出了供應(yīng)鏈的概念。物流管理委員會(huì)根據(jù)研究與應(yīng)用的發(fā)展，對(duì)供應(yīng)鏈管理給出新的定義：“供應(yīng)鏈管理是對(duì)從最終用戶直到原始供應(yīng)商的關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程的集成，它為客戶和其他有關(guān)者提供價(jià)值增值的產(chǎn)品、服務(wù)和信息”。供應(yīng)鏈管理涉及跨企業(yè)組織的計(jì)劃系統(tǒng)能夠統(tǒng)一和協(xié)調(diào)企業(yè)間的長(zhǎng)中近期的計(jì)劃，是ERP的核心。

    在供應(yīng)鏈管理環(huán)境下，每個(gè)公司執(zhí)行著數(shù)千項(xiàng)活動(dòng)，每一家公司在某些方面都會(huì)涉及與其他公司的供應(yīng)鏈關(guān)系。供應(yīng)鏈管理特別強(qiáng)調(diào)企業(yè)之間的合作與協(xié)同，企業(yè)要想在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取勝，必須加強(qiáng)供應(yīng)鏈合作。因此，與供應(yīng)鏈管理相關(guān)的需求促進(jìn)了90年代APS的發(fā)展。
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    與供應(yīng)鏈管理思想同步發(fā)展的還有計(jì)算機(jī)技術(shù)。90年代初期出現(xiàn)的順序查詢語(yǔ)言對(duì)APS的發(fā)展很有幫助，允許APS工具更動(dòng)態(tài)地和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)交互。逐漸增加的計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的使得成本降低、并導(dǎo)致新的解決方法，而且擴(kuò)大了所解決問(wèn)題的大小和復(fù)雜性。遺傳基因算法、模擬技術(shù)逐步成熟。

    90年初，提出了企業(yè)資源計(jì)劃（Enterprise Resouce Plainning ERP）的概念。其功能標(biāo)準(zhǔn)包括四個(gè)方面：（1）超越MRPII范圍的集成功能；（2）支持混合方式的制造環(huán)境；（3）支持能動(dòng)的監(jiān)控能力，提高業(yè)務(wù)績(jī)效；（4）支持開(kāi)放的客戶機(jī)／服務(wù)器計(jì)算環(huán)境。到90年代中期，APS引起了ERP廠商的注意。主要吸引點(diǎn)有：APS交付規(guī)模越來(lái)越大；每個(gè)用戶支付的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于580；快速增長(zhǎng)的APS市場(chǎng)。因此580廠商也開(kāi)始介入APS。

    90年代中期，廠商把用戶界面轉(zhuǎn)向Windows環(huán)境，或把整個(gè)的應(yīng)用移動(dòng)到環(huán)境。除了提供更加直觀的接口和報(bào)告能力外，新的APS應(yīng)用費(fèi)用更低，計(jì)算機(jī)能力正在以令人驚異的比率增加。

3 APS的主要特點(diǎn)

    進(jìn)入21世紀(jì)，APS與以互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息技術(shù)和以供應(yīng)鏈管理思想為代表的先進(jìn)管理思想相結(jié)合，具有跨越整個(gè)供應(yīng)鏈進(jìn)行計(jì)劃協(xié)調(diào)的能力。APS的主要目標(biāo)是某一指標(biāo)（例如ROB）的總優(yōu)化。這需要預(yù)先假定供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)和其各種不同的資源和邊界情況（例如能力限制）是可見(jiàn)的。因此，APS工具是以供應(yīng)鏈的跨組織模型為基礎(chǔ)的。由于大多數(shù)企業(yè)都采用580作為基本的管理系統(tǒng)，單純應(yīng)用APS的企業(yè)很少。因此APS在很多企業(yè)作為580的補(bǔ)充，用于協(xié)調(diào)物流、開(kāi)發(fā)瓶頸資源和保證交貨日期。APS應(yīng)用各種優(yōu)化技術(shù)，并根據(jù)企業(yè)的商業(yè)目標(biāo)來(lái)改進(jìn)計(jì)劃。

    APS的強(qiáng)大功能主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

    （1）綜合性。APS是整個(gè)供應(yīng)鏈的綜合計(jì)劃，從企業(yè)、企業(yè)的供應(yīng)商、供應(yīng)商的供應(yīng)商到企業(yè)的客戶、客戶的客戶。計(jì)劃范圍不限于生產(chǎn)，還包括采購(gòu)、分銷、銷售等一系列計(jì)劃。這些計(jì)劃分為長(zhǎng)期、中期和期三個(gè)時(shí)間段，分別對(duì)應(yīng)戰(zhàn)略計(jì)劃、戰(zhàn)術(shù)計(jì)劃和執(zhí)行計(jì)劃。APS協(xié)調(diào)各種計(jì)劃，保證供應(yīng)鏈有關(guān)各企業(yè)、部門的正常運(yùn)行。

    （2）最優(yōu)化。APS定義了各種計(jì)劃問(wèn)題的選擇、目標(biāo)和約束，采用線性規(guī)劃等數(shù)學(xué)模型，使用精確的或啟發(fā)式的優(yōu)化算法，保證計(jì)劃的優(yōu)化。供應(yīng)鏈計(jì)劃的可行方案數(shù)量巨大，想通過(guò)簡(jiǎn)單枚舉來(lái)找到最優(yōu)方案是不可能的，甚至要找到一個(gè)可行的方案都很困難。在這種情況下，可應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)的數(shù)學(xué)方法來(lái)支持計(jì)劃流程。線性規(guī)劃或網(wǎng)絡(luò)流算法能找到精確的最優(yōu)解，然而，大多數(shù)組合問(wèn)題只能通過(guò)啟發(fā)式算法（heuritics）來(lái)計(jì)算近似最優(yōu)解（局部最優(yōu)）。APS計(jì)劃的優(yōu)化思想和企業(yè)資源計(jì)劃（580）計(jì)劃有很大不同。580強(qiáng)調(diào)計(jì)劃的可行性，只限于生產(chǎn)和采購(gòu)領(lǐng)域，只考慮能力約束而不做優(yōu)化，在大多數(shù)情況下甚至不考慮目標(biāo)函數(shù)，因此是一個(gè)運(yùn)作層面的連續(xù)計(jì)劃系統(tǒng)。而APS試圖在直接考慮潛在瓶頸的同時(shí)，找到跨越整個(gè)供應(yīng)鏈的可行最優(yōu)計(jì)劃。

    （3）層次性。供應(yīng)鏈最優(yōu)計(jì)劃涉及不同的時(shí)間跨度（長(zhǎng)期、中期、短期）、不同的業(yè)務(wù)流程（采購(gòu)、制造、分銷等）、甚至不同的供應(yīng)鏈成員企業(yè)，由于需求的不確定性，不可能一次優(yōu)化所有的計(jì)劃。而層次計(jì)劃折衷考慮了實(shí)用性和計(jì)劃任務(wù)之間的獨(dú)立性，對(duì)于不同的計(jì)劃采用分層次優(yōu)化的方法。

    層次計(jì)劃的主要思想是把總的計(jì)劃任務(wù)分解成許多計(jì)劃模塊（即局部計(jì)劃），然后分配給不同的計(jì)劃層，每一層都涵蓋整個(gè)供應(yīng)鏈，但層與層之間的任務(wù)不同。在最頂層只有一個(gè)模塊，是企業(yè)范圍的、長(zhǎng)期的、但卻是粗略綜合的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃。層次越低，計(jì)劃涵蓋的局部受到的限制越多，計(jì)劃時(shí)間范圍越短，計(jì)劃也越詳細(xì)。在層次計(jì)劃系統(tǒng)的同一計(jì)劃層中，供應(yīng)鏈各局部計(jì)劃之間通過(guò)上一層的綜合計(jì)劃來(lái)協(xié)調(diào)。各計(jì)劃模塊被水平和垂直信息流連接在一起，上層計(jì)劃模塊的結(jié)果為下層計(jì)劃設(shè)定了約束，而下層計(jì)劃也將有關(guān)性能的信息（如成本、提前期、使用率等）反饋給上一層次的計(jì)劃。

    （4）平衡性。需求的不確定性使計(jì)劃與現(xiàn)實(shí)之間存在偏差，因此必須進(jìn)行控制，如果偏差過(guò)大，計(jì)劃就要重新修改。APS計(jì)劃從不同的緯度描述互相補(bǔ)充的功能性計(jì)劃，APS計(jì)劃模型通過(guò)年度、月度、周、日直至小時(shí)、分的多層計(jì)劃，綜合考慮戰(zhàn)略計(jì)劃、戰(zhàn)術(shù)計(jì)劃和運(yùn)作計(jì)劃，力圖減少不確定性對(duì)計(jì)劃的影響。APS的主要組件有三個(gè)：供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)；供應(yīng)鏈計(jì)劃；戰(zhàn)術(shù)／運(yùn)作計(jì)劃。其中供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)屬于長(zhǎng)期、戰(zhàn)略性的，供應(yīng)鏈計(jì)劃界于戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)之間，而戰(zhàn)術(shù)／運(yùn)作計(jì)劃處理日常計(jì)劃的優(yōu)化問(wèn)題。目前，企業(yè)信息系統(tǒng)一般以作為主體構(gòu)架，主要解決企業(yè)內(nèi)部管理問(wèn)題；而ERP與APS作為補(bǔ)充和完善，主要解決企業(yè)之間的計(jì)劃協(xié)調(diào)問(wèn)題，見(jiàn)圖1。

圖1  APS／SCM與ERP

    APS是SCM的核心，它能代替ERP的預(yù)測(cè)計(jì)劃、DRP、MRP、CRP和生產(chǎn)計(jì)劃。APS不能對(duì)業(yè)務(wù)管理如貨物的接收、原料的消耗、發(fā)貨、開(kāi)發(fā)票、文檔管理、財(cái)務(wù)、生產(chǎn)定單下達(dá)、采購(gòu)定單下達(dá)，客戶定單的接收。APS也不能處理數(shù)據(jù)的維護(hù)如物料主文件維護(hù)、維護(hù)、工藝路徑維護(hù)、貨源和設(shè)備的維護(hù)、能力表及供應(yīng)商、客戶、資源的優(yōu)先級(jí)的維護(hù)。

4 APS發(fā)展趨勢(shì)與我國(guó)APS應(yīng)用展望

    二十一世紀(jì)是信息時(shí)代，經(jīng)濟(jì)全球化步伐日益加快。作為代表當(dāng)今先進(jìn)管理思想的高級(jí)計(jì)劃排程系統(tǒng)，APS的發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：

    （1）與供應(yīng)鏈管理更加緊密結(jié)合。和生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)不同，APS以企業(yè)整體水平的資產(chǎn)收益率等將來(lái)，小巧靈活的APS系統(tǒng)將為中小企業(yè)的計(jì)劃優(yōu)化服務(wù)。

    （2）集成化與分散化。計(jì)劃系統(tǒng)的發(fā)展早期是處理分散、單一的問(wèn)題，到APS階段則成為各種計(jì)劃技術(shù)與方法的系統(tǒng)融合，體現(xiàn)了計(jì)劃思想的高度集成。然而，由于現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的復(fù)雜性，如不同的行業(yè)與產(chǎn)品特點(diǎn)、不同的企業(yè)規(guī)模等，對(duì)一些企業(yè)來(lái)說(shuō)，采用龐大完整的APS系統(tǒng)并不是最佳選擇。而結(jié)合行業(yè)與產(chǎn)品特點(diǎn)、各具特色的先進(jìn)計(jì)劃系統(tǒng)同樣是APS的發(fā)展趨勢(shì)。

    （3）與項(xiàng)目管理結(jié)合。由于消費(fèi)者個(gè)性化需求的日益增長(zhǎng)，產(chǎn)品大量生產(chǎn)的時(shí)代即將過(guò)去，需要對(duì)以前根據(jù)批量生產(chǎn)形成的管理理論進(jìn)行反思，大規(guī)模定制就是個(gè)性化產(chǎn)品生產(chǎn)的有益嘗試。個(gè)性化產(chǎn)品就是一個(gè)個(gè)項(xiàng)目，項(xiàng)目管理必將成為20世紀(jì)管理學(xué)的重要組成部分。因此，APS應(yīng)該與項(xiàng)目管理結(jié)合，形成企業(yè)整體的計(jì)劃管理系統(tǒng)。

    盡管APS具有強(qiáng)大的功能，非常適合于供應(yīng)鏈整體計(jì)劃問(wèn)題的解決，但在我國(guó)企業(yè)管理實(shí)際中，APS應(yīng)用仍然存在很多需要解決的問(wèn)題：

    （4）外部應(yīng)用環(huán)境還不具備條件。APS功能的發(fā)揮主要在供應(yīng)鏈管理上，而我國(guó)企業(yè)的供應(yīng)鏈管理還停留在非常初級(jí)的階段，企業(yè)對(duì)于供應(yīng)鏈競(jìng)爭(zhēng)的意識(shí)還很模糊，因此，APS難以找到真正的用武之地。其次，APS需要全社會(huì)企業(yè)間的網(wǎng)絡(luò)通訊基礎(chǔ)設(shè)施的支撐，而我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還不夠完善，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用水平還很低，這些都阻礙了APS的應(yīng)用。

    （2）企業(yè)內(nèi)部信息化基礎(chǔ)薄弱。APS的運(yùn)行需要有ERP／MRPII/CRM等系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)支持，而國(guó)內(nèi)大中型企業(yè)采用上述系統(tǒng)的比例不足20％（有些企業(yè)雖然也稱之為ERP，但充其量只能算是 MIS)�；�本的內(nèi)部管理信息化問(wèn)題尚未解決，應(yīng)用缺乏基礎(chǔ)。

    （3）APS與ERP的整合還有待完善。目前,!2等公司提供的APS系統(tǒng)可以與ERP結(jié)合，但只限于SAP等少數(shù)產(chǎn)品。和MRPII不同，ERP沒(méi)有嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)范，這就使得APS不能和廣泛的ERP系統(tǒng)結(jié)合。因此，國(guó)內(nèi)大部分企業(yè)實(shí)際上還不能實(shí)現(xiàn)APS與ERP系統(tǒng)的結(jié)合。

    （1）價(jià)格昂貴。一套ERP軟件系統(tǒng)需要幾十甚至百萬(wàn)美元，相關(guān)硬件與網(wǎng)絡(luò)投資也很昂貴。近年來(lái)，我國(guó)加入WTO以后，與跨國(guó)公司的合作項(xiàng)目大大增加，帶來(lái)了世界先進(jìn)的管理思想。隨著我國(guó)社會(huì)信息基礎(chǔ)設(shè)施的日益完善、企業(yè)信息化水平的逐步提高，可以預(yù)言，未來(lái)三到五年內(nèi)，APS在我國(guó)的應(yīng)用將開(kāi)始進(jìn)入實(shí)質(zhì)性階段。

5 結(jié)論

    APS高級(jí)計(jì)劃排程系統(tǒng)是20世紀(jì)后50年發(fā)展起來(lái)的革命性管理技術(shù)，融合了現(xiàn)代新技術(shù)與先進(jìn)的管理思想，是計(jì)算機(jī)技術(shù)與管理思想的結(jié)晶。APS繼承了MRPII/ERP等技術(shù)方法，與ERP系統(tǒng)集成，著重解決跨企業(yè)計(jì)劃優(yōu)化問(wèn)題，成為今天計(jì)劃的核心。APS具有綜合性、最優(yōu)化、層次性與平衡性四大特征。由于信息基礎(chǔ)設(shè)施落后、企業(yè)信息化程度很低，APS系統(tǒng)應(yīng)用在我國(guó)還有很長(zhǎng)的路。

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本文標(biāo)題：ERP系統(tǒng)高級(jí)排程計(jì)劃APS發(fā)展綜述

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