从ERP、MES到APS——探寻提高制造企业效率和效益的利器(2)

    从ERP、MES到APS——探寻提高制造企业效率和效益的利器(1)
    APS就是高计划排程。APS应该说本来是MES的个模块,也许是因为优化排产太重要了,技术门槛太高,才拿出来单作为个功能软件使用。APS要满足资源约束,均衡生产过程中各种生产资源;要在不同的生产瓶颈阶段给出较优的生产排程计划;要实现快速排程并对需求变化做出快速反应。
    企业的难题:
    订单——企业是否满足随机的订单需求?怎样排产才能完成订单?
    产能——企业设计产能很高,就是产量上不去,机器、人员忙闲不均,生产成本居高不下。
    调度——在排满计划的车间,调度指令牵发而动全身,个插单、个工序,后面连串的计划都要调整。谁能预见未来的状况?谁能做出快速准确判断?谁能平衡计划、生产、物流部门的矛盾?
    库存——怎样在较小库存的时候保证生产的需要和按时交货?
    企业调度天天都在均衡这些问题,但总是按下葫芦浮起瓢。解决问题必须依赖计算机优化排程。那么优化的计划排程和手工排程有多大的区别呢?据博科资讯的项目实践数据我们发现,:
    需求完成率(Demand Fulfil Rate),提高20%
    客户满意度(Customer Satisfaction)提高
    整个车间半成品库存(WIP),减少30%
    劳动力成本(Labor cost),减少10%
    平均生产周期(Average Cycle Time),减少30%
    机器利用率(Machine Utilization),增加20%
    当前人民币对外升值对内贬值、人工成本上升、企业利润锐减。不夸张的说,些制造业企业已经到了生死存亡的紧要关头!从上面数据可以看出,企业为提高生产效率求助于APS已经非常现实。
    当然,我们也不能把APS小看成是个车间个工厂的计划排程问题,从学术上讲,这是个大系统、复杂系统的优化问题。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,这是解决排程是否可以执行,是否符合企业实际的方法。排程就是排序,就是先做什么,后做什么的问题。但是你可以这样想象,从现在起,几百大小设备、几百人同时要做各种任务,怎样才能在各种约束(设备能力、人员、时间、场地、物料等)条件下以及随时可能发生变化(动态)的,实现多个目标(交货期、设备有效使用率、较低成本等)?
    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较优的那个。般来说,找到个可执行排程还不算非常难,可能用不了秒钟。但要择优就太困难了。因为企业的需求是多目标的,并且很多目标相互是矛盾的。比如,完成较多的订单又要缩短订单的生产周期就是矛盾的。而择优需要人来决策,确定目标后,就是如何找到较好的工作排序了。排序在数学上就是排列组合,这可以用N来表示。在实际计划调度问题中往往会涉及上百台设备,上千个订单,可见大系统优化排程问题非常复杂。
    当前APS行业现状
    APS在流程企业有许多成功应用,特别是与MES模块集成应用。流程业如钢铁,化工等计划调度问题相对简单,因此,优化排程容易实施。
    APS在离散制造业,由于排程问题的复杂性,几乎目前所有的APS系统都采用规则或启发式算法。规则法或启发式算法较大优点就是能快速得到个可行的排程结果,但是无法保证较优解,也无法量化排程结果。对于简单的流程,较少的订单,不论什么算法得到的结果相差无几。复杂的排程问题,是否具有优化功能其结果将有很大差异。
    先进计划排程(APS)的核心就是“先进”二字。否则只剩下计划排程了。大量研究数据表明:由规则法或启发式法得到的排程结果距离较优排程可相差30%-150%。以较少延迟订单为目标,优化与否的APS在处理100个订单时,可能总有30个在延迟交货,日积月累,对企业是很大的损失。由于优化算法技术门槛的限制,目前中国市场上大多数“APS”产品由于“算不出来”,不得不加入很多人工干预(例如:人为制定了很多规则,而这些规则本身可能就是不优的)或者忽略些问题。
    总之,APS是企业管理软件中技术含量较高的产品,APS的应用可以提高企业生产效率百分之几到百分之几十。这说明,中国的APS在企业中虽然尚未大范围普及,但受企业效益所驱动,其应用趋势不可小觑。
    企业需要什么样的APS?
    APS(先进计划排程)是企业管理软件,它具有高度智能的生产计划调度功能,可以在多任务的复杂条件,并存在着诸多约束条件的生产流程中,较充分地利用企业的资源条件,找到较佳的调度排程结果。APS的核心是具有寻找较优结果的优化运算引擎。
    在实际生产中,离散型的工业企业(小批量,多品种,订单变化大),任务、资源复杂,约束条件很多,工序流程复杂,并且完全是个动态的过程。企业需要的就是在可以容忍的时间内(例如10分钟)排出个较优化的调度计划。并且这个排程计划的优化程度是可以判断和量化的,同时还可以预测对今后的影响(比如可以看到三个月后的情况)。
    APS不具有强大的排程运算功能,还应该可以把专家域知识量化,自动加入到计算机优化排程中,使得排程更加智能化,更快更好的得到较佳的排程结果。
    APS的人机界面必须要符合企业调度人员的思维模式和排程习惯。让人经过其复杂的培训,去适应计算机的要求,是企业使用人员不能接受的。
    APS必须有很强的适应性。企业的实际经营运作在不同的时间可能会遇到不同的要求,例如,有时会要求较短交货期,有时会要求较佳的设备使用率,有时会要求较少库存,有时会遇到紧急插单,APS必须很方便的根据企业的需求,满足企业不同时期的需求。

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