为何越来越多企业引入APS?

日期:2017-11-23 00:00:00   浏览次数 1982



APS(Advanced Planning and Scheduling,高级计划和排程)是一个比较年轻的工业软件。从软件的应用目的和目标来说,APS与其他的软件有很大的不同。比如,财务软件、进销存软件、客户资源管理软件等,主要是利用计算机运算速度快,数据存储、传递、演绎、纠错和交换方便,可以把人的很多工作实现“自动化”。这些软件没有决策功能,只会做我们让它做的事情,不会指挥人来做什么事情。


APS最重要的属性就是它有决策功能,它是否“聪明能干”,就看它的决策好坏了,而它的决策直接关系到企业的生产效率和效益。排程也就是排序。排程就是把企业的资源状况和将要应对的一组任务告诉APS,APS来回答该怎么办,谁(设备、人)来做?做什么?做多少?什么时间做?等等。


APS最初出现在一些流程型工业和专线生产环境。其实,在这些应用场合,APS一点儿也不比人聪明,但是它处理速度快,可以实现自动化,还不会出错。


生产计划调度的复杂程度主要由资源(Resources)、物料清单(BOM)、流程(Process)的情况决定的。比如说,一个厂把资源分为若干条生产线,专门生产若干种不同产品,排程很简单。但是,如果几百种产品混线生产,排程就复杂得多。如果再加上动态的资源(例如模具、工装、人员的约束和变量)、物料结构的复杂性以及特定的一些时间的约束,暂且不说优化的问题,仅仅是排出一个可执行的调度指令就变得异常复杂。


在离散型制造业,呈现出多目标、多约束、动态随机的环境条件,企业生产计划调度是一个极其复杂的大系统问题。如果要应用于实际生产中,排程的困难远远不止像一个零件毛坯,经过车、铣、刨、磨的工序交接就完了。时间、空间、温度、物料的形态、交集、分散等等,具有非常多的约束条件。工序工艺的特定要求可以罗列出成千上万。排程中如果遇到相对重要的约束没有考虑进去,其结果就不可执行。不可能利用一种数学模型应对所有问题。这也就是APS要做到像ERP那样通用性几乎是不可能的。而ERP应用MRP/MRPII这一种方法来应对所有的工业企业计划问题,也恰恰是它在某些项目实施中引起失败的主要原因。


对于APS来说,应对企业千差万别的生产约束条件,能否具有非常强大的、灵活的建模方式是它的主要性能之一,这是解决排程是否可以执行,是否符合企业实际的方法。其次就是它的择优能力,也就是在无穷多的可执行方案中能否找到最优的那个。一般来说,找到一个可执行排程还不算非常难,可能用不了一秒钟。但要择优就太困难了。


排程结果的择优有两个方面的困难。企业的需求是多目标的,并且很多目标相互是矛盾的。比如,完成最多的订单又要缩短订单的生产周期就是矛盾的。择优需要人来决策。确定目标后,就是如何找到最好的工作排序了。排序在数学上就是排列组合。这可以用N!来表示。如果计算机每秒可处理1,000,000序列,我们每分钟最多只能处理11个结果排序。如果给定20个结果排序,找出最优解则需要77147年!实际上,我们排程的可执行解决方案何止是成千上万!这就需要我们常常谈到的“优化算法”。


优化算法问题的探讨过于高深,生产企业根本就不想听,也无须多费口舌。企业用户就看结果。只需要说明的一点,优化算法的实现必须要一个强大的“优化引擎”,优化的过程需要时间,APS不可能在瞬间运算得到优化结果。这将使云计算平台大有作为。


有没有优化运算,直接的结果就是延迟订单数量是多还是少?或者是潜在的20%产能是否挖掘出来。对生产企业来说,这有质的区别,可能正是企业上APS的初衷。


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