2025/8/121第十三章高級(jí)計(jì)劃與排程

2025/8/12213.1APS概論高級(jí)計(jì)劃與排程系統(tǒng)是利用先進(jìn)的信息科學(xué)及計(jì)劃技術(shù)，例如基因算法(GeneticAlgorithm,GA)、約束理論(TheoryofConstraints,TOC)、運(yùn)籌學(xué)(OperationsResearch,OR)、系統(tǒng)仿真(Simulation)及限制條件滿足技術(shù)(ConstraintSatisfactionTechnique,CST)等，在考慮企業(yè)資源(主要為物料與產(chǎn)能)限制條件與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的控制與派工規(guī)則下，制定可行的物料需求計(jì)劃與生產(chǎn)排程計(jì)劃，以滿足顧客需求及面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)。2025/8/123APS的發(fā)展歷史1.20世紀(jì)50年代以前——APS思想的萌芽階段對(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(Ganttchart,1917)；二是運(yùn)用數(shù)學(xué)規(guī)劃模型解決計(jì)劃問(wèn)題。2.50～70年代的APS——開(kāi)始與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合優(yōu)化少數(shù)關(guān)鍵性的材料來(lái)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。3.60年代中期到70年代——企業(yè)個(gè)別開(kāi)發(fā)階段制造業(yè)問(wèn)題變得越來(lái)越復(fù)雜，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，主要開(kāi)發(fā)語(yǔ)言為Assembler，Cobol，F(xiàn)ORTRAN和PL/1。產(chǎn)生了MRP系統(tǒng)，模擬技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入計(jì)劃領(lǐng)域。2025/8/1244.80年代的APS——與OPT/MRPII/ERP的結(jié)合EliGoldratt領(lǐng)導(dǎo)的“創(chuàng)造力輸出公司”推出產(chǎn)品“最優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)”(OptimalProductionTechnology,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。1984年，AT&T公司的年輕研究員NarendraKarmarkar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)代計(jì)劃策略都吸收了基于Karmarkar’s運(yùn)算法則的解決方法。MRPII出現(xiàn)后，1980后期出現(xiàn)了人工智能(ArtificialIntelligence，AI)和專(zhuān)家系統(tǒng)。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)。80年代后期出現(xiàn)了圖形用戶界面(GraphicalUserInterfaces,GUI)。2025/8/1255.APS與供應(yīng)鏈管理——90年代以后的APS供應(yīng)鏈管理涉及跨企業(yè)組織的計(jì)劃系統(tǒng)，APS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SCM的核心。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SQL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。ERP出現(xiàn)后，到90年代中期，APS引起了ERP廠商的注意。90年代中期，C/S結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向B/S架構(gòu)，計(jì)算成本降低。ERP供應(yīng)商的新一輪的收購(gòu)APS公司和自己內(nèi)部開(kāi)發(fā)APS。2025/8/12613.2APS的功能特色傳統(tǒng)生產(chǎn)計(jì)劃與排程系統(tǒng)的缺點(diǎn)與不足1.循序式計(jì)劃方式進(jìn)行上層的計(jì)劃時(shí)并未考慮下層計(jì)劃的資源，雖然有產(chǎn)能檢查，但是整個(gè)計(jì)劃程序是由上而下的，以至于上層計(jì)劃的結(jié)果無(wú)法作為下層執(zhí)行的依據(jù)。例如，進(jìn)行物料需求計(jì)劃時(shí)并未考慮生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)狀況，以致計(jì)劃結(jié)果并不適于作為現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)排程及派工的依據(jù)。2.功能模塊無(wú)法有效整合系統(tǒng)間無(wú)法做到真正有效整合，使得系統(tǒng)間信息的溝通變得非常困難，通常由計(jì)劃人員來(lái)完成這個(gè)工作。2025/8/1273.排程邏輯上的問(wèn)題無(wú)限能力計(jì)劃，計(jì)劃質(zhì)量不足4.獨(dú)立進(jìn)行需求計(jì)劃與供給計(jì)劃需求計(jì)劃系統(tǒng)與供給計(jì)劃系統(tǒng)（包括物料及產(chǎn)能）都是獨(dú)立進(jìn)行計(jì)劃2025/8/1285.批量式計(jì)劃在現(xiàn)今快速變化的環(huán)境中，這種非即時(shí)反應(yīng)的計(jì)劃方法通常無(wú)法正確掌握實(shí)際的需求與供給狀況，對(duì)于計(jì)劃與決策的品質(zhì)影響很大。6.單點(diǎn)計(jì)劃范圍例如只針對(duì)單一工廠或單一配銷(xiāo)中心進(jìn)行計(jì)劃工作。無(wú)法滿足協(xié)調(diào)多廠與多個(gè)配銷(xiāo)中心的計(jì)劃需求。7.無(wú)法很好地支持決策只能提供簡(jiǎn)單的計(jì)劃功能與產(chǎn)生簡(jiǎn)單的信息，并沒(méi)有提供類(lèi)似what-if、情境分析(Scenarioanalysis)與模擬（simulation）等事前分析或預(yù)防的決策支持工具。2025/8/129APS在排程方面的優(yōu)勢(shì)2025/8/12101.同步計(jì)劃根據(jù)企業(yè)所設(shè)定的目標(biāo)（如最佳的客戶服務(wù)），同時(shí)考慮企業(yè)的總體供給與需求狀況，進(jìn)行企業(yè)需求與供給計(jì)劃，使企業(yè)能夠真正達(dá)到供需平衡的目的。2025/8/12112.考慮企業(yè)資源限制的最佳計(jì)劃運(yùn)用數(shù)學(xué)模型、網(wǎng)絡(luò)模型與模擬方法等先進(jìn)的計(jì)劃技術(shù)與方法，在制定計(jì)劃時(shí)能夠同時(shí)考慮到企業(yè)限制與目標(biāo)，以擬定出可行且最佳化的生產(chǎn)計(jì)劃。2025/8/12123.即時(shí)性計(jì)劃APS系統(tǒng)能夠利用實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)，制定實(shí)時(shí)的計(jì)劃。最新信息科技快速的處理能力，使得計(jì)劃人員能夠?qū)崟r(shí)且快速地處理類(lèi)似物料供給延誤、生產(chǎn)設(shè)備宕機(jī)、緊急插單等例外事件。4.支持決策能力具備what-if、Scenarioanalysis及模擬仿真等工具，這類(lèi)工具可提供規(guī)劃人員進(jìn)行事前模擬分析或事后規(guī)劃結(jié)果的比較分析，以幫助計(jì)劃人員做出正確的決策。例如，決定最適當(dāng)?shù)目稍手Z訂貨數(shù)量（ATP）與時(shí)間。5.供需平衡的計(jì)劃憑借其先進(jìn)的計(jì)劃能力，正確掌握、評(píng)估與有效地計(jì)劃企業(yè)的需求與供給，使得企業(yè)能夠真正達(dá)到供給與需求間的平衡，以提升顧客服務(wù)質(zhì)量、降低存貨與作業(yè)成本。2025/8/1213APS系統(tǒng)功能2025/8/121413.3APS與ERP的系統(tǒng)集成APS與ERP的區(qū)別與聯(lián)系A(chǔ)PS完全根據(jù)實(shí)際資源和能力，來(lái)安排與協(xié)調(diào)客戶需求的每項(xiàng)活動(dòng)。APS能代替ERP的預(yù)測(cè)計(jì)劃、DRP、MPS、MRP、CRP和生產(chǎn)計(jì)劃。APS不能對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行管理，如發(fā)貨、開(kāi)發(fā)票、文檔管理、財(cái)務(wù)、客戶訂單的接收。APS也不能處理數(shù)據(jù)的維護(hù)，如物料主文件維護(hù)、BOM維護(hù)、工藝路徑維護(hù)、供應(yīng)商維護(hù)等。2025/8/1215

APS模塊ERP模塊生產(chǎn)計(jì)劃結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)提供詳細(xì)的計(jì)劃；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)調(diào)整并優(yōu)化進(jìn)行即時(shí)派工；能自動(dòng)處理生產(chǎn)異常根據(jù)MPS提供粗略計(jì)劃；如果生產(chǎn)變化或異常，需手工調(diào)整“計(jì)劃導(dǎo)向”排程，不能滿足要求物料管理根據(jù)詳細(xì)的即時(shí)計(jì)劃，上下游均可做到即時(shí)供貨及降低存貨，能及時(shí)處理異常依BOM及訂單交期計(jì)劃導(dǎo)向計(jì)算基礎(chǔ)物料需求，難以處理異常情況，異?？赡艹霈F(xiàn)。銷(xiāo)售及出貨根據(jù)產(chǎn)能的計(jì)劃（含排程）與物料的計(jì)劃，達(dá)到即時(shí)正確且有效的交期回復(fù)（QuickResponsetoCustomer）根據(jù)訂單交期及基于資源無(wú)限的計(jì)劃邏輯，難以正確回復(fù)客戶交期運(yùn)算邏輯在限制下（生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)）進(jìn)行運(yùn)算，并加入優(yōu)化算法；動(dòng)態(tài)的以計(jì)劃為主進(jìn)行運(yùn)算，不能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)變化而變化；靜態(tài)的2025/8/1216APS解決了ERP無(wú)法解決的動(dòng)態(tài)過(guò)程管理問(wèn)題，它是基于有限資源能力的優(yōu)化計(jì)劃，它將企業(yè)資源能力、時(shí)間、產(chǎn)品、約束條件、邏輯關(guān)系等生產(chǎn)中的真實(shí)情況同時(shí)考慮。靜態(tài)粗略管理和動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)精確管理是ERP和APS之間的最大區(qū)別。2025/8/1217APS的強(qiáng)大功能綜合性：是整個(gè)供應(yīng)鏈的綜合計(jì)劃，協(xié)調(diào)各種計(jì)劃，保證供應(yīng)鏈有關(guān)各企業(yè)、部門(mén)的正常運(yùn)行。最優(yōu)化：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。層次性：供應(yīng)鏈最優(yōu)計(jì)劃涉及不同的時(shí)間跨度、不同的業(yè)務(wù)流程、甚至不同的供應(yīng)鏈成員企業(yè)。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，APS計(jì)劃從不同的緯度描述互相補(bǔ)充。2025/8/1218APS與ERP集成2025/8/1219APS系統(tǒng)的核心部分，大致可以分為兩個(gè)模塊：供需模塊和計(jì)劃模塊。在供需部分，生成生產(chǎn)訂單和采購(gòu)訂單，所產(chǎn)生的生產(chǎn)訂單和采購(gòu)訂單只有數(shù)量和要求的交貨期。真正的投料日期、允諾的交貨日期，都是通過(guò)計(jì)劃模塊，進(jìn)行物料和產(chǎn)能同步計(jì)劃后才確定。2025/8/1220分散數(shù)據(jù)的模式2025/8/1221共用數(shù)據(jù)模式2025/8/1222APS規(guī)劃過(guò)程2025/8/122313.4APS與SCM的關(guān)系供應(yīng)鏈管理有兩大技術(shù)支柱：集成（Integration）和協(xié)同（Coordination）。供應(yīng)鏈的協(xié)同則以3項(xiàng)技術(shù)為基礎(chǔ)：①現(xiàn)代信息和通訊技術(shù)；②過(guò)程標(biāo)定（基準(zhǔn)）——以行業(yè)最佳實(shí)踐企業(yè)的運(yùn)行效果為基準(zhǔn)模板，實(shí)施供應(yīng)鏈改造的企業(yè)向這個(gè)模板看齊；③高級(jí)計(jì)劃與排程技術(shù)（APS）。2025/8/1224通過(guò)整個(gè)供應(yīng)鏈進(jìn)行成本和服務(wù)的優(yōu)化最大化滿足客戶和消費(fèi)者需求比較需求信息、供應(yīng)信息和存在的約束，實(shí)時(shí)地平衡和優(yōu)化需求、供應(yīng)和各種約束。將需求信息更準(zhǔn)確地傳遞給上游企業(yè)由于實(shí)時(shí)、雙向的重計(jì)劃能力，計(jì)劃員有能力執(zhí)行各種模擬以獲得優(yōu)化計(jì)劃并達(dá)到實(shí)時(shí)響應(yīng)，從而及時(shí)提供決策支持信息。促進(jìn)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和新產(chǎn)品的推出新產(chǎn)品的引進(jìn)必須與需求、能力計(jì)劃、供應(yīng)能力集成，并在供應(yīng)鏈上有效地傳遞，縮短產(chǎn)品周期。多約束、硬（軟）約束、計(jì)劃的相互影響關(guān)聯(lián)。2025/8/122513.5APS發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用展望與供應(yīng)鏈管理更加緊密結(jié)合。應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。大企業(yè)到中小企業(yè)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。而結(jié)合行業(yè)與產(chǎn)品特點(diǎn)、各具特色的高級(jí)計(jì)劃系統(tǒng)將是APS的發(fā)展趨勢(shì)。2025/8/1226存在問(wèn)題外部應(yīng)用環(huán)境條件還不完全成熟。我國(guó)企業(yè)的供應(yīng)鏈管理還處于發(fā)展階段。制造業(yè)ERP還未普及。APS與ERP的整合還有待完善。價(jià)格昂貴。2025/8/1227案例一

利用VisaulAPS高級(jí)技術(shù)優(yōu)化ERP應(yīng)用背景A公司經(jīng)常收到客戶的查詢，問(wèn)及他們的訂單完成情況、加工進(jìn)度過(guò)程以及預(yù)期交貨信息B公司是一個(gè)汽配廠家，業(yè)務(wù)量大、批次小、頻率高。由于不能及時(shí)了解訂單可能的交貨期，經(jīng)常用快遞運(yùn)送產(chǎn)品，每月費(fèi)用高達(dá)上百萬(wàn)元人民幣ERP是一種基礎(chǔ)的管理工具APS根據(jù)訂單的優(yōu)先級(jí)自動(dòng)計(jì)算CTP，獲取準(zhǔn)確的交貨期，優(yōu)化排程技術(shù)縮短了提前期2025/8/1228可視化技術(shù)工程主文件不僅使產(chǎn)品的物料清單可視，而且工藝路線也是可視，讓工程設(shè)計(jì)人員非常清晰地看到生產(chǎn)該產(chǎn)品所需要的所有工序、工序間的先后邏輯關(guān)系以及各工序上加工的物料。銷(xiāo)售部門(mén)能夠清楚了解其成本構(gòu)成情況，并可按各種方式設(shè)計(jì)報(bào)價(jià)；生產(chǎn)的進(jìn)程情況將以進(jìn)度條的方式在卡片上顯示出來(lái)2025/8/1229APS（1）外部約束，又可分為物料約束（指原材料的采購(gòu)提前期和數(shù)量約束）和外協(xié)約束（指外協(xié)加工的時(shí)間）；（2）內(nèi)部約束，主要為車(chē)間資源的約束。多種計(jì)劃策略，如基于有限能力還是無(wú)限能力；是否考慮物料和外協(xié)的約束；如果要考慮插單，則可以定義生產(chǎn)訂單的優(yōu)先級(jí)；可以將車(chē)間資源檢修等例外情況也考慮進(jìn)去，指定生產(chǎn)訂單前向排產(chǎn)或后向排產(chǎn)等基于甘特圖的排產(chǎn)模式可以讓生產(chǎn)主管非常清晰地看到各工序的使用情況，并可在計(jì)劃中拖拉進(jìn)度條來(lái)調(diào)整計(jì)劃，非常直觀2025/8/1230某中藥企業(yè)的供應(yīng)鏈計(jì)劃優(yōu)化問(wèn)題提出上百億元的營(yíng)收規(guī)模，在全國(guó)有近10個(gè)生產(chǎn)基地、20多個(gè)倉(cāng)庫(kù)，產(chǎn)品和原料達(dá)到了2000多種淡旺季明顯，制造模式以備貨為主，產(chǎn)品與生產(chǎn)基地生產(chǎn)線相互交叉，中藥提取時(shí)間長(zhǎng)，整個(gè)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)和產(chǎn)品生產(chǎn)復(fù)雜度均較高2021年公司銷(xiāo)售勢(shì)頭持續(xù)高漲，但供應(yīng)鏈各層級(jí)協(xié)同困難；供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)完全依賴(lài)線下數(shù)據(jù)表格傳遞，爆倉(cāng)導(dǎo)致倉(cāng)儲(chǔ)和調(diào)撥成本劇增2025/8/1231谷斗科技公司的資