一、不完整MES系統(tǒng)帶來的缺陷

智能制造的興起，使得大量的企業(yè)實(shí)施和應(yīng)用MES，但是與應(yīng)用ERP所取得的成效一樣，MES在實(shí)際應(yīng)用取得收益，并沒有像所說的那樣成就，似乎并沒有帶來所期待的核心價(jià)值。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的定義，完整的MES系統(tǒng)中應(yīng)用包含11個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊，但是在現(xiàn)實(shí)場景中的MES，并不會(huì)包含11個(gè)模塊的完整系統(tǒng)，尤其是不包含【詳細(xì)調(diào)度】、【分派工作單元】兩個(gè)核心功能時(shí)，MES的價(jià)值是大打折扣了。

1、從信息系統(tǒng)價(jià)值分析

眾所周知，信息系統(tǒng)的價(jià)值，可以從四個(gè)層級(jí)定義：記錄、關(guān)聯(lián)、能見度和輔助決策。輔助決策的功能，是信息系統(tǒng)最重要的功能。記錄、關(guān)聯(lián)、能見度可以說是輔助決策的前置條件，也并不是信息系統(tǒng)的核心價(jià)值，只有輔助決策才是人們最期望得到的價(jià)值。

2、從工廠的本質(zhì)來分析

工廠的本質(zhì)是物料流動(dòng)：是從供應(yīng)商流入并流出至客戶的物料流動(dòng)。而工廠管理的流動(dòng)性管理是核心。信息系統(tǒng)的核心作用必須遷就與此。離開了工廠的物料流動(dòng)、工廠的物料流動(dòng)管理的信息系統(tǒng)，失去了其應(yīng)有的價(jià)值。

而工廠的物料流動(dòng)，涉及到銷售、采購、生產(chǎn)三個(gè)基本環(huán)節(jié)：銷售由CRM承擔(dān)、采購有ERP中的MRP承擔(dān)，生產(chǎn)中的核心是工序工單的優(yōu)化投放，是核心。

就是說，為了保持工廠的流動(dòng)性，我們需要確定最合適的時(shí)間、投放合適的品種、數(shù)量的工序工單，可以滿足客戶的交期需求、同時(shí)滿足資源效率最大化。

但是，大部分的MES中，并沒有具備【詳細(xì)調(diào)度】、【分配生產(chǎn)單元】兩個(gè)模塊，是個(gè)確實(shí)核心功能的模塊。

二、APS算神馬？

APS高級(jí)計(jì)劃和排程，正好承擔(dān)了MES缺失的兩個(gè)功能：詳細(xì)調(diào)度和分配生產(chǎn)單元，承擔(dān)了工序工單的優(yōu)化職能。

APS高級(jí)計(jì)劃和排程，對(duì)工序工單的投放，做到了三點(diǎn)：

1、工廠級(jí)的計(jì)劃、排程和優(yōu)化

一般工廠的計(jì)劃和排程，是分車間的，有不同的計(jì)劃和調(diào)度人員承擔(dān)，采用日調(diào)度會(huì)的機(jī)制進(jìn)行協(xié)同，確保生產(chǎn)計(jì)劃的正確執(zhí)行。

在一般的工廠場景中，PMC強(qiáng)調(diào)的是客戶訂單的準(zhǔn)時(shí)交貨，較少會(huì)考慮生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本等相關(guān)問題。車間調(diào)度員在考慮訂單交期的基礎(chǔ)上，會(huì)適當(dāng)考慮車間的作業(yè)效率和成本，一切以銷售訂單的交期為核心展開。

但是，APS高級(jí)計(jì)劃和排程不同，是基于全廠的考慮，而且在考慮交貨準(zhǔn)交率的基礎(chǔ)上，進(jìn)行在全廠范圍的計(jì)劃、調(diào)度和優(yōu)化，覆蓋范圍更加寬。

2、工序級(jí)的計(jì)劃、排程和優(yōu)化

ERP時(shí)代，大部分的工廠均是基于車間級(jí)的工單進(jìn)行投放控制，或少量的核心設(shè)備或瓶頸點(diǎn)會(huì)考慮工序工單的優(yōu)化。

車間級(jí)的優(yōu)化僅僅可以做到交期維度的優(yōu)化（需要掌握TOC理論，并采用S-DBR的方式進(jìn)行投料控制），很難進(jìn)行設(shè)備的產(chǎn)能優(yōu)化：有限產(chǎn)能、負(fù)荷均衡、工單自動(dòng)分割、生產(chǎn)成本優(yōu)化等。

而APS高級(jí)計(jì)劃和排程，是對(duì)工序工單、全廠級(jí)的計(jì)劃、排程和優(yōu)化，對(duì)產(chǎn)能的高度優(yōu)化就是APS的本質(zhì)，更加厲害的是APS是在考慮物料、產(chǎn)能、工藝路線三個(gè)約束條件下，在滿足銷售訂單交期優(yōu)先的條件下，實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)能優(yōu)化，成本優(yōu)化。

3、實(shí)時(shí)化、仿真化的計(jì)劃、排程和優(yōu)化

手工Excel進(jìn)行車間工單投放時(shí)，很難做到計(jì)劃和排程的實(shí)時(shí)化，而APS高級(jí)計(jì)劃和排程可以做到實(shí)時(shí)化。其實(shí)時(shí)的運(yùn)算頻率取決于APS每次計(jì)劃的時(shí)間：如果每次計(jì)算時(shí)間是1分鐘，則意味著理論上說，一個(gè)小時(shí)可以進(jìn)行60次的計(jì)劃和排程，真正實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)響應(yīng)（實(shí)際上，我們本不需要進(jìn)行那么多次的計(jì)劃和排程，真正下達(dá)的生產(chǎn)計(jì)劃和排程，一般一天一次為最普遍，一天兩次的計(jì)劃和排程，是非常少的了。一天幾次的計(jì)劃和排程，在現(xiàn)實(shí)中很少看到）。

APS高級(jí)計(jì)劃和排程另外的一個(gè)強(qiáng)大的功能是What-if，可以做非常多的仿真和模擬，來透明化狀態(tài)改變后的結(jié)果：

第一，模擬優(yōu)化規(guī)則調(diào)整后的KPI變化

APS高級(jí)計(jì)劃和排程，允許每次排程時(shí)間，改變工單下達(dá)規(guī)則和優(yōu)化規(guī)則（交期、產(chǎn)出和財(cái)務(wù)指標(biāo)）和優(yōu)化規(guī)則的組合，模擬KPI的變化，從而判斷是否滿足我們的期望，選擇合適的場景。

第二，模擬銷售訂單的變化

訂單變更、插單是工廠的日常場景，是十分頻繁的操作。APS高級(jí)計(jì)劃和排程，可以快速模擬銷售訂單變更、插單后引起的對(duì)其他訂單交付造成的影響，從而進(jìn)行客戶的評(píng)估。

第三，模擬產(chǎn)能異常的變化

臨時(shí)停機(jī)是生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)場，我們并不知曉臨時(shí)停機(jī)會(huì)對(duì)我們交期有多少的影響：有幾個(gè)小時(shí)訂單會(huì)影響？影響的幅度有多少？

APS高級(jí)計(jì)劃和排程，可以十分準(zhǔn)確、快速（分鐘）模擬設(shè)備故障引起的對(duì)銷售訂單各種不同的影響：幾個(gè)訂單延誤？延誤的時(shí)間大約是多少？

第四，模擬供應(yīng)商來料異常的變化

APS高級(jí)計(jì)劃和排程，一般會(huì)把物料約束細(xì)分到在途、在庫、在制三個(gè)點(diǎn)。模擬供應(yīng)商來料的異常，是APS高級(jí)計(jì)劃和排程的一個(gè)核心功能。由于考慮了在途物料的到貨日作為約束條件，APS高級(jí)計(jì)劃和排程，可以很方便地模擬，因?yàn)榛蚪回洈?shù)量變小、或交貨日延誤造成的銷售訂單的變化：幾個(gè)銷售訂單會(huì)延誤？延誤的天數(shù)會(huì)是多少？

上述四個(gè)的模擬，手工Excel是無法實(shí)現(xiàn)的。

4、結(jié)論：

APS是計(jì)算工序工單的投放時(shí)間，而且是基于工廠級(jí)、工序級(jí)、實(shí)時(shí)級(jí)的工序工單的投放時(shí)間，并做到了交期延誤最少、有效產(chǎn)出最大、資源效率最高和生產(chǎn)成本最低的。

三、APS的選擇

與MES的情況一下，國內(nèi)號(hào)稱APS的也非常多，有個(gè)甚至模擬了手工Excel的手工觸發(fā)的也稱之為APS高級(jí)計(jì)劃和排程，根本沒有What-if功能，或者What-if功能非常弱。

注：可以參看文章：如何選擇一個(gè)好的APS（1-7）

APS高級(jí)計(jì)劃和排程選擇，最簡單的一個(gè)選擇標(biāo)準(zhǔn)，可以從乙方的人天報(bào)價(jià)中判斷：

第一，實(shí)施人天數(shù)

如果一個(gè)APS高級(jí)計(jì)劃和排程的實(shí)施人天，需要300個(gè)人天以上，基本可以判斷現(xiàn)場需要進(jìn)行代碼開發(fā)，則風(fēng)險(xiǎn)是比較大：意味著該APS系統(tǒng)的建模或功能并不完善，需要依據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)整。

這樣的系統(tǒng)，成熟度相對(duì)較低，需要非常小心。

第二，實(shí)施人員的配置

實(shí)施人員中，如果配置了代碼人員，則需要小心。

一般而言，APS高級(jí)計(jì)劃和排程需要與其他系統(tǒng)的互通互聯(lián)，需要與ERP、MES進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的互聯(lián)互通。數(shù)據(jù)庫接口的互通互聯(lián)不需要太大的工作量有幾個(gè)個(gè)人天足夠，而且一般是非現(xiàn)場開發(fā)為主，現(xiàn)場人天工作量較小。

如果配置了現(xiàn)場的代碼人員，意味著可能該APS高級(jí)計(jì)劃和排程，需要按照現(xiàn)場的要求，進(jìn)行重新建模或配置，其可控性可能會(huì)取決于代碼工程師對(duì)業(yè)務(wù)的理解，風(fēng)險(xiǎn)有點(diǎn)大了。

四、生產(chǎn)過程的衡量和沖突

既然生產(chǎn)過程是“做買賣”的過程，即首先是實(shí)現(xiàn)銷售【賣】，然后依據(jù)銷售【賣】的需求，確定【買】和【做】。

一般在信息系統(tǒng)中【買】和【做】由ERP（企業(yè)資源計(jì)劃）中的MRP（物料需求計(jì)劃）中實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，ERP的MRP運(yùn)算，僅僅可以產(chǎn)生車間級(jí)的工單，而不是工序級(jí)的工單。同時(shí)也產(chǎn)生了采購訂單和委外訂單。ERP的MRP產(chǎn)生的采購訂單、委外訂單實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部車間級(jí)的工單與供應(yīng)商之間的需求關(guān)系，并直接與銷售訂單關(guān)聯(lián)（通過BOM分解），構(gòu)建起了完整的獨(dú)立需求（銷售）與相關(guān)需求（車間級(jí)工單、采購訂單、委外訂單）的系統(tǒng)，同時(shí)還構(gòu)建了廠內(nèi)的車間級(jí)工單、采購訂單、委外訂單之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外部需求的統(tǒng)一（所以說，ERP是信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)）。

【賣】必須要通過【買】和【做】來實(shí)現(xiàn)，最終必須體現(xiàn)在【做】，而【做】需要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)目標(biāo)：

第一，客戶角度：客戶服務(wù)的最優(yōu)化

服務(wù)最優(yōu)化，可以通過兩個(gè)不同的業(yè)務(wù)模式描述：

A、MTO（訂單式）業(yè)務(wù)場景，可以通過準(zhǔn)交率和交貨周期的達(dá)成率來描述。準(zhǔn)交率越高、交貨周期越多，表示客戶服務(wù)水平越高。

B、MTS（備庫式）業(yè)務(wù)場景，可以通過缺貨率和補(bǔ)貨周期的達(dá)成率來描述。缺貨率月底、補(bǔ)貨舟曲越短，表示客戶服務(wù)水平越高。

第二，工廠角度：資源效率最優(yōu)化

資源效率的最優(yōu)化，可以通過流動(dòng)資產(chǎn)效率和固定資產(chǎn)效率兩個(gè)維度來描述：

A、固定資產(chǎn)效率，可以通過固定資產(chǎn)有效產(chǎn)出率來描述。固定資產(chǎn)有效產(chǎn)出率=有效產(chǎn)出/固定資產(chǎn)（可以是凈資產(chǎn)，也可以是總資產(chǎn)）。有效產(chǎn)出=銷售額-BOM成本。

B、流動(dòng)資產(chǎn)效率，最簡單的表達(dá)方式就是庫存周轉(zhuǎn)率。庫存周轉(zhuǎn)率可以用一個(gè)簡易的公司獲得：庫存周轉(zhuǎn)率=當(dāng)月出運(yùn)額/當(dāng)月總庫存（采購單價(jià)計(jì)算，原材料+在制品+產(chǎn)成品）。

對(duì)比第一、第二兩個(gè)指標(biāo)，我們會(huì)馬上發(fā)現(xiàn)，這是一個(gè)非常典型的沖突：

沖突1：高生產(chǎn)效率與高庫存周轉(zhuǎn)率之間的矛盾。高的生產(chǎn)效率需要大批量、連續(xù)不斷低生產(chǎn)，需要高的庫存保障。而高庫存周轉(zhuǎn)率需要小的加工批量和轉(zhuǎn)移批量，需要快速切換品種，自然效率會(huì)受到影響。

沖突2：高準(zhǔn)交率和短交期之間的沖突。高的準(zhǔn)交率自然需要有足夠的緩沖時(shí)間來保障，但是短的交貨周期意味著響應(yīng)客戶時(shí)間變短，管理的難度加大。

沖突3：高準(zhǔn)交率與高效率的矛盾。高的準(zhǔn)交率意味著，一切以客戶的需求（交期）為考量點(diǎn)，必須犧牲作業(yè)效率來及時(shí)響應(yīng)客戶的需求。但是，高效率又不能及時(shí)響應(yīng)客戶的需求，需要對(duì)客戶需求進(jìn)行集批來提高效率。

沖突4：短交期與高庫存周轉(zhuǎn)率的沖突。短的交期，自然需要用高的庫存來做緩沖，而低的庫存狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)短交期則緩沖變小，難度極大。

五、沖突解決的利器 -- APS高級(jí)計(jì)劃和排程

以MTO（訂單式）業(yè)務(wù)場景為例，要做到以下生產(chǎn)的運(yùn)行狀態(tài)：

1）準(zhǔn)交率高

2）交貨周期

3）有效產(chǎn)出最高

4）庫存周轉(zhuǎn)率高

以傳統(tǒng)的模式：ERP或MRP的車間級(jí)工單（顆粒度）、Excel進(jìn)行車間級(jí)工單非優(yōu)化方式來控制生產(chǎn)過程（投放）很難滿足的，所有必須要用APS高級(jí)計(jì)劃和排程軟件進(jìn)行工序級(jí)工單、全工廠統(tǒng)一、基于DBR的實(shí)時(shí)、優(yōu)化投放才可以解決。

六、評(píng)估和選型

（一）評(píng)估依據(jù)

根據(jù)以上論述，只有按照工序級(jí)工單、全廠統(tǒng)一、DBR（鼓-緩沖-繩）進(jìn)行計(jì)劃和排程，才可以做到：準(zhǔn)交率高、交貨期端、作業(yè)效率高、庫存周轉(zhuǎn)率低。

1、工序級(jí)工單

眾所周知，車間級(jí)的工單（ERP稱之為“生產(chǎn)任務(wù)單”、“生產(chǎn)訂單”、“工單”）是一個(gè)成品分解的結(jié)果，是一個(gè)比較粗的概念。也是ERP可以管轄到的顆粒度。

2、全廠統(tǒng)一

一般一個(gè)工廠至少可以分為以下顆粒度：工廠--車間--班組--機(jī)臺(tái)（產(chǎn)線、個(gè)人），一個(gè)獨(dú)立的作業(yè)單元，往往是一個(gè)機(jī)臺(tái)、個(gè)人或產(chǎn)線，只有到了作業(yè)的最小單元，系統(tǒng)的優(yōu)化程度才可以高。

3、DBR

DBR是約束理論（TOC）的獨(dú)有概念，是瓶頸管理的方法：D-鼓（指瓶頸），B-緩沖（瓶頸需要一定的緩沖來保護(hù)生產(chǎn)過程），R-繩（根據(jù)緩沖的消耗狀態(tài)拉動(dòng)投料，確保緩沖可以保持瓶頸的連續(xù)生產(chǎn)）。

同時(shí)，TOC認(rèn)為，工廠是一個(gè)完整的系統(tǒng)，是基于物料流動(dòng)的系統(tǒng)，遵循里特定律【W(wǎng)IP（在制品）=TH（產(chǎn)出率）*CT（生產(chǎn)周期）】，且產(chǎn)出率取決于瓶頸產(chǎn)出率。

（二）評(píng)審關(guān)鍵項(xiàng)

【1】基礎(chǔ)理論和發(fā)展歷史

APS起源于TOC理論發(fā)明者高德拉特博士的OPT，則意味著如果開發(fā)者或APS的創(chuàng)始人沒有TOC理論功底，自然其APS不稱之為APS了。

精益生產(chǎn)深入到生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，JIT的概念自然需要植入到APS中，工序工單的JIT投放自然是必須有的。

排程理論的是基礎(chǔ)。TOC和JIT一樣，比較少的考慮了排程的問題，都是屬于粗的車間級(jí)的工單控制方式，而因?yàn)楣に噷傩缘牟煌梢园压ば蚍譃榕渭庸ぁ渭庸蓚€(gè)大類。批次加工（印染、熱處理等）是批量越大越好，而且往往換模或換型時(shí)間很長，單件加工），所以需要專門的理論和建模來解決。美國的學(xué)者在1967年就出版發(fā)行了排程理論，是世界上最早提出、也是最成熟的排程理論。

APS的建模，需要足夠多的實(shí)例磨煉，意味著時(shí)間是一個(gè)非常重要的維度，只有長時(shí)間的積累、深厚的理論做支撐，APS才可以成熟。

結(jié)論1：應(yīng)用什么樣的理論，并是否有足夠長的時(shí)間積累，是判斷是否是一個(gè)好APS的依據(jù)之一

【2】建模

工廠是物料流動(dòng)的系統(tǒng)，受到相依性的限制、流動(dòng)性的制約和變動(dòng)性的影響。而相依性是需要采用數(shù)學(xué)建模的方式來描述工廠的實(shí)際過程。

用數(shù)學(xué)方式描述工廠的運(yùn)行過程，有兩種方式：

其一，定制建模方式

針對(duì)一個(gè)工廠的實(shí)例，進(jìn)行一對(duì)一的建模。或者，建立一個(gè)初步的模型，然后依據(jù)具體的、單個(gè)的工廠實(shí)例進(jìn)行修正，并經(jīng)過多次迭代，以逼近工廠的實(shí)際模型。該種方式有點(diǎn)看不見，但是缺點(diǎn)非常明顯：周期長、建模精度低。需要耗費(fèi)大量的實(shí)施人天來實(shí)現(xiàn)，而且必須經(jīng)過多次迭代來逼近工廠的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。

其二，產(chǎn)品過程模型來建模

工廠的物料流動(dòng)既然是受限于相依性，則產(chǎn)品必然遵循BOM結(jié)構(gòu)和工藝路線，那么只要將每個(gè)產(chǎn)品（成品）的工藝流線描述清晰，并在每個(gè)工序上標(biāo)識(shí)資源（主資源、輔助資源等），并把資源的產(chǎn)能（產(chǎn)量）、工作日歷、工作時(shí)間標(biāo)識(shí)清晰、并確定好每一個(gè)工序（每一個(gè)）的物料輸入和輸出關(guān)系，這樣就可以構(gòu)建了一個(gè)包含物料（起始物料、中間產(chǎn)出、最終成品）、資源（主資源和輔助資源）、工序及工序產(chǎn)能（產(chǎn)出率、工作日歷和工作時(shí)間）并與訂單（動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)）相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)群，并按照客戶滿意程度、工廠效率要求進(jìn)行工序工單投放時(shí)間的計(jì)算，以確定達(dá)到最優(yōu)解。

自然，建立這個(gè)模型的難度在于：

數(shù)據(jù)量多，物料、庫存、工序、工序與資源對(duì)應(yīng)關(guān)系、資源對(duì)應(yīng)關(guān)系、工序與物料關(guān)系等等，五花八門、亂七八糟，沒有科學(xué)的建模背景知識(shí)，根本就不要想搞定。

數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系復(fù)雜：不僅量多，而且互相之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系非常復(fù)雜，就是一個(gè)轉(zhuǎn)移批量、重疊生產(chǎn)兩個(gè)參數(shù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，就足夠的麻煩。

結(jié)論2：產(chǎn)品過程模型的APS建模方式的，才是成熟的建模方式，可以保障實(shí)施周期短、實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)小

【3】約束條件

工廠的生產(chǎn)運(yùn)行一定受到約束的。一個(gè)好的APS至少要受到三個(gè)方面的約束：

其一，產(chǎn)能資源的約束

ERP的MRP是基于提前期的無限產(chǎn)能計(jì)算，所以在實(shí)際的運(yùn)行中只能參考而不能精確。而工廠實(shí)際的運(yùn)行過程，必然會(huì)受到有限產(chǎn)能的限制，尤其是瓶頸資源的產(chǎn)能限制。所以，只有基于瓶頸資源的產(chǎn)能的生產(chǎn)計(jì)劃和排程，才是科學(xué)的。基于瓶頸資源的排程，在瓶頸前為倒排（JIT），而瓶頸后為順排（推動(dòng)，先進(jìn)先出），確保自制件的順利流動(dòng)。

其二，物料的約束

工廠的生產(chǎn)運(yùn)行必然受到物料的約束。在物料約束中，首先需要考慮的是外購或委外件的約束，意味著，APS排程時(shí)，需要考慮在庫量、在途量（在途量需要考慮數(shù)量、時(shí)間兩個(gè)維度）。在考慮外購和委外的同時(shí)，還需要考慮在制品量（數(shù)量、時(shí)間、轉(zhuǎn)移批量、重疊加工、產(chǎn)能約束等）的開工和完成等不同因素，確保最終產(chǎn)品的產(chǎn)出滿足客戶服務(wù)需求和工廠運(yùn)行的效率要求。

其三，工藝路線和加工路徑的約束

在具體的生產(chǎn)環(huán)境中，不僅僅是一個(gè)工藝路線，可能會(huì)有一條或多條工藝路線，其加工路線更是無數(shù)。尤其是，在印染、熱處理、鍛壓、沖壓、線材加工等工藝環(huán)節(jié)中，需要將加工批量與設(shè)備的加工量進(jìn)行匹配、不同的訂單負(fù)荷與設(shè)備產(chǎn)能匹配，以確保工序成本總和的最優(yōu)化，

結(jié)論3：只有同步考慮“產(chǎn)能”、“物料”、“工藝路線”三者約束條件的APS，才是完整的APS

【4】優(yōu)化規(guī)則

按照以上討論，生產(chǎn)運(yùn)作過程的目標(biāo)是：準(zhǔn)交率高、交貨周期短、資源效率高、庫存周轉(zhuǎn)率高。要達(dá)成上述的目標(biāo)，需要進(jìn)行工序工單投放的優(yōu)化，如何優(yōu)化是關(guān)鍵問題了。

其一，優(yōu)化的基礎(chǔ)條件 

根據(jù)以上討論，工廠中有物料、工序、資源三種最基本的因素，要資源效率高，自然是要依據(jù)物料和工序與資源的對(duì)應(yīng)關(guān)系來做優(yōu)化。

結(jié)論4：如果可以根據(jù)“物料分組”、“工序?qū)傩浴迸c資源的產(chǎn)出關(guān)系來做優(yōu)化的，肯定是一個(gè)好的APS產(chǎn)品

其二，優(yōu)化項(xiàng)目的科學(xué)性

工廠的優(yōu)化總目標(biāo)是4項(xiàng)：準(zhǔn)交率高、交貨期端、作業(yè)效率高、庫存周轉(zhuǎn)率低。細(xì)分這些項(xiàng)目，其大類有三個(gè)：

第一，是交貨期

第二，產(chǎn)出和產(chǎn)量

第三，是成本和費(fèi)用

細(xì)分優(yōu)化欄目是一個(gè)高級(jí)的專業(yè)技術(shù)，不是一個(gè)非專業(yè)人員可以搞定的，或許很多人員連這些專業(yè)名詞都不清楚。

結(jié)論5：優(yōu)化目標(biāo)項(xiàng)明確的APS是好APS

其三，配置型 Vs 定制型優(yōu)化

大家知曉，一個(gè)工具只有長時(shí)間的使用，才可以圍繞這個(gè)工具的特征，進(jìn)行持續(xù)的改善和提高，而且工廠的持續(xù)改善沒有止境（根據(jù)工廠物理學(xué)的描述，絕大部分的工廠都在非常差的狀態(tài)下運(yùn)行，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)成最優(yōu)狀態(tài)運(yùn)行），所以持續(xù)改善是關(guān)鍵。配置型優(yōu)化，是工廠可以基于本身的業(yè)務(wù)特征、產(chǎn)品組合、資源的狀態(tài)進(jìn)行即時(shí)的調(diào)整，并進(jìn)行KPI對(duì)比，以逐步達(dá)到最優(yōu)的狀態(tài)。

定制型的優(yōu)化正好相反，確定初始的優(yōu)化狀態(tài)后，不能依據(jù)工廠運(yùn)行狀態(tài)的變化而持續(xù)優(yōu)化，需要APS供應(yīng)商上門服務(wù)，即時(shí)性和持續(xù)改善均比較差。

結(jié)論6：配置型優(yōu)化可以實(shí)現(xiàn)即時(shí)優(yōu)化和KPI比較，實(shí)現(xiàn)持續(xù)優(yōu)化

【5】計(jì)劃和排程功能

其一，工序工單釋放規(guī)則

離散型制造業(yè)的計(jì)劃策略，基本是“追逐式”策略，是或基于銷售訂單的交貨日期（MTO場景）、或基于庫存的目標(biāo)水平（MTS場景）。其工單的投放方式有三種：

基于物料可得性的順排，即有物料就開始投料生產(chǎn)。

基于交貨日期需求的倒排，即需要投料的時(shí)候才生產(chǎn)。

基于瓶頸的前推后拉模式（DBR），在瓶頸前倒排，確保瓶頸產(chǎn)出率，瓶頸后順排，確保物料順暢流動(dòng)。

三種方式中，DBR的排產(chǎn)（計(jì)劃和排程）是最優(yōu)的，不浪費(fèi)瓶頸的產(chǎn)能，也不積壓庫存，確保了生產(chǎn)效率和庫存周轉(zhuǎn)率的平衡。

但是，在很多場景下，瓶頸的浮動(dòng)的而非固定，這樣就造成了實(shí)際生產(chǎn)的困難。所以一個(gè)優(yōu)秀的APS軟件，在固定瓶頸場景采用DBR方式，在浮動(dòng)瓶頸場景用JIT（倒排、有限產(chǎn)能、自動(dòng)平衡產(chǎn)出）方式實(shí)現(xiàn)效率和庫存的優(yōu)化。

結(jié)論7：只有具備順排、倒排、瓶頸排程的APS軟件，才是成熟軟件

其二，便捷的排程處理

標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)排產(chǎn)過程如下：

→①建立工廠實(shí)例模型

→②導(dǎo)入動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)

→③生產(chǎn)一組假定（設(shè)置排產(chǎn)條件）

→④生成初步排程

→⑤手工調(diào)和優(yōu)化

→⑥生產(chǎn)現(xiàn)狀確定和排程確定

→⑦發(fā)布和執(zhí)行，直到下一次排產(chǎn)觸發(fā)。

一般而言：

①、②是系統(tǒng)完成的③、④、⑤是需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)整的，⑥是在系統(tǒng)輔助下人工判定、⑦是系統(tǒng)完成（APS與MES對(duì)接，發(fā)布至MES即可）。

所以，③、④、⑤、⑥項(xiàng)的處理，成為判斷一個(gè)APS的重要依據(jù)。

便捷的排程處理，可以考慮三點(diǎn)：

第一，緩沖設(shè)置

可以便捷地設(shè)置緩沖位置、緩沖大小的是好的APS，需要考慮因素如下：

庫存緩沖：是否可以根據(jù)工序位置、工序的投入和產(chǎn)出設(shè)置庫存緩沖（安全庫存和最高庫存）？

資源緩沖：是否可以根據(jù)資源位置、資源的狀態(tài)設(shè)置緩沖（工廠整體和單個(gè)資源設(shè)置緩沖及緩沖大小）？

結(jié)論8：可以方便設(shè)置庫存緩沖、時(shí)間緩沖的APS，是好的APS

第二，工序工單處理

是否可以工序工單資源的錨定和時(shí)間的鎖定？，是否可以并批和拆批（尤其是依據(jù)資源的加工量自動(dòng)拆分匹配）？是否可以資源甘特圖的拖拽？

結(jié)論9：只有實(shí)現(xiàn)工單錨定/鎖定、并實(shí)現(xiàn)拖拽的APS，是真的APS

第三，資源處理

配置型的APS必然適應(yīng)多種工廠的實(shí)際場景：流程性、離散型和半流程/離散型場景，而在流程性、半流程/離散性場景中的“罐”的處理是一個(gè)十分典型的。

APS的資源處理中，還需要處理“有限產(chǎn)能”、“無限產(chǎn)能”。工廠內(nèi)部的資源往往是有限產(chǎn)能的，而且有限產(chǎn)能的資源，還往往有“主資源”、“輔助資源”組成，而且輔助資源往往不僅僅是一種，而是多種。比如注塑場景，有的場景主資源是注塑機(jī)，更多的時(shí)候是注塑模具和注塑工。在大型機(jī)械設(shè)備制造場景，可能總裝的工位、總裝鉗工是主資源，是重要的約束資源。

工廠中往往會(huì)有委外的場景，尤其是涉及到電鍍、電泳等表面處理的，更是需要委外來解決的。而委外的場景，一般是通過設(shè)置無限產(chǎn)能+委外前置周期的方式來模擬。

結(jié)論10：可以實(shí)現(xiàn)多產(chǎn)能資源的優(yōu)化的APS是好APS

【6】APS高級(jí)功能

其一，單工廠/多工廠/單用戶/多用戶

APS高級(jí)計(jì)劃和排程，從供應(yīng)鏈覆蓋程度區(qū)分，分為基于供應(yīng)鏈的APS和基于工廠的APS。基于供應(yīng)鏈的APS，其重點(diǎn)在計(jì)劃短，保證工廠不缺料；基于工廠的APS，是基于工廠確定訂單環(huán)境下的計(jì)劃和排程。工廠需要基于管理的目標(biāo)、范圍選擇合適的APS產(chǎn)品和供應(yīng)商。

基于工廠的APS，也區(qū)分為單工廠、多工廠的。一般而言，多工廠的排程其難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過單工廠的，不僅資源數(shù)量更加多、開放的工序工單更加多，其約束的程度和協(xié)同的難度更加大。

結(jié)論11：多工廠的APS難度更大，要求更高。

APS高級(jí)計(jì)劃和排程，還有單用戶和多用戶之分。單用戶的APS，僅僅一個(gè)可以操作和查看。如果其他用戶需要模擬操作或查看，或遠(yuǎn)程登錄客戶端、或用發(fā)布的數(shù)據(jù)進(jìn)行MES報(bào)表處理后查看，顯然使用的便捷程度受到較大的影響。

多用戶的APS，一般設(shè)置為一個(gè)主排程員，控制整個(gè)工廠的排程，其余的用戶，可以實(shí)時(shí)登錄和查看生產(chǎn)計(jì)劃和排程、生產(chǎn)進(jìn)度的狀態(tài)，以即時(shí)了解生產(chǎn)現(xiàn)狀。

結(jié)論12：多用戶的APS是成熟的APS，用戶的便捷程度高

其二，What-if

APS的應(yīng)用場景為“高變動(dòng)性”、“高復(fù)雜性”場景，低變動(dòng)性、不復(fù)雜的場景用Excel或MES中定制一個(gè)模塊即可。在高變動(dòng)性的場景，一般需要兩個(gè)基本功能：

第一，CTP（可承諾交期）

所有的訂單式（MTO）的業(yè)務(wù)場景，都會(huì)碰到一個(gè)具體的問題：客戶在下達(dá)一個(gè)訂單前，需要工廠確實(shí)是否可以交貨？或可以按照何種日程交貨？尤其在插單、急單的情況下，這個(gè)問題變得非常突出。

一個(gè)優(yōu)秀的APS軟件，可以即時(shí)拷貝一個(gè)實(shí)例數(shù)據(jù)，進(jìn)行新增銷售訂單的交期模擬，快速回復(fù)客戶：是否可以在客戶規(guī)定的日期內(nèi)交貨？不能交貨時(shí)，延誤多少天（最終交貨日）？

結(jié)論13：CTP是APS的標(biāo)準(zhǔn)功能，沒有CTP就不是APS

第二，KPI模擬

工廠的運(yùn)行是一個(gè)持續(xù)改善的過程，我們需要不斷地改變交期、產(chǎn)出和財(cái)務(wù)指標(biāo)的優(yōu)化項(xiàng)組合，來實(shí)現(xiàn)在遷就客戶服務(wù)水平（準(zhǔn)交率高、交貨期短）的情況下，實(shí)現(xiàn)資源效率最大化和產(chǎn)出最優(yōu)化。

所以，一個(gè)優(yōu)秀的APS軟件，可以依據(jù)拷貝的一個(gè)實(shí)例數(shù)據(jù)，并通過改變交期、產(chǎn)出和財(cái)務(wù)指標(biāo)的優(yōu)化項(xiàng)，模擬出工廠運(yùn)行的KPI指標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)持續(xù)改善。

結(jié)論14：經(jīng)過交期、產(chǎn)出、財(cái)務(wù)指標(biāo)的優(yōu)化，可以進(jìn)行KPI指標(biāo)模擬的APS產(chǎn)品，是好產(chǎn)品

第三、異常模擬

工廠是一個(gè)“供應(yīng)商→工廠→客戶”的物料流動(dòng)過程，這個(gè)過程中必然會(huì)受到雙向的“牛鞭效應(yīng)”的影響：

客戶需求的變化，對(duì)產(chǎn)能和供應(yīng)商的影響

供應(yīng)商的異常，同樣對(duì)產(chǎn)能和客戶需求造成了影響

產(chǎn)能的變化，對(duì)供應(yīng)商的供應(yīng)、客戶的需求均產(chǎn)生了影響。

一個(gè)好的APS軟件產(chǎn)品，分別或綜合地對(duì)“客戶訂單需求變化”、“工廠本身產(chǎn)能變化”、“供應(yīng)商來料變化”進(jìn)行模擬和分析，確定這種或多種的變化，對(duì)未下達(dá)的工序工單、銷售訂單造成了那些影響、影響的幅度有多大、對(duì)工廠的KPI有多大的影響等等。

結(jié)論15：只有充分的異常模擬分析的APS軟件，是好軟件

【7】集成和引擎

其一，集成

數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用至今已經(jīng)十分成熟，一般而言一個(gè)好的APS系統(tǒng)其數(shù)據(jù)必然儲(chǔ)存于與數(shù)據(jù)庫中，需要計(jì)算時(shí)下載到內(nèi)存中計(jì)算。APS的數(shù)據(jù)分為兩種，一種是導(dǎo)入數(shù)據(jù)，一種是發(fā)布數(shù)據(jù)：實(shí)現(xiàn)以下的運(yùn)算邏輯：

導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫（動(dòng)態(tài)或靜態(tài)數(shù)據(jù)）→APS計(jì)算引擎（優(yōu)化規(guī)則）→發(fā)布數(shù)據(jù)庫（排程結(jié)果）。尤其是導(dǎo)入數(shù)據(jù)，因?yàn)閿?shù)據(jù)來源雜（ERP、MES或Excel），有數(shù)據(jù)庫時(shí)，其數(shù)據(jù)處理的便捷程度會(huì)更加好。

結(jié)論16：配置合理的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)邏輯，方便集成的APS是好APS

其二，引擎

APS的計(jì)算量十分巨大，以一個(gè)常見的印染工廠為例，其需要計(jì)算量為：開放的車間級(jí)工單量約1500條、工序數(shù)量約15個(gè)、資源數(shù)量約300個(gè)、物料編號(hào)約20,000個(gè)、顏色編碼約300,000個(gè)，需要優(yōu)化的項(xiàng)目約6-10個(gè)（溫度與換缸時(shí)間、顏色與換缸時(shí)間等）、批次管理等，如果沒有好的計(jì)算引擎，其運(yùn)算時(shí)間會(huì)很慢。

由于工廠是一個(gè)相依性的環(huán)境，屬于建模運(yùn)算，只能是單線程的計(jì)算，不僅對(duì)硬件的依賴程度較高，更是需要優(yōu)秀的數(shù)學(xué)建模、算法和程序設(shè)計(jì)，才可以保證。而且APS需要十分穩(wěn)定，不得有大異常，否則就是生產(chǎn)停產(chǎn)一條路。

結(jié)論17：快速的運(yùn)算速度是APS高水平引擎的直接體現(xiàn)，引擎的穩(wěn)定、可靠是重要的衡量指標(biāo)

七、結(jié)語

1、工廠的本質(zhì)是物料的流動(dòng)，物料流動(dòng)受到相依性限制、流動(dòng)性制約和變動(dòng)性的影響。

2、工廠管理的本質(zhì)是物料的流動(dòng)性管理。是【做、買、賣】，其邏輯是【賣】是獨(dú)立需求，【買】和【做】是相關(guān)需求，其中【做】的核心是【工單】的投放。

3、工廠的運(yùn)行需要從外部“客戶服務(wù)水平”來衡量：準(zhǔn)交率高、交貨周期短、缺貨率低、補(bǔ)貨周期短。也需要從內(nèi)部“資源效率”來衡量：資源效率高、庫存周轉(zhuǎn)率高、有效產(chǎn)出高、成本和費(fèi)用低。但是外部指標(biāo)之間、內(nèi)部指標(biāo)之間、外部和內(nèi)部指標(biāo)之間是沖突的，手工無法優(yōu)化，需要APS軟件工具基于工序工單、全廠統(tǒng)一和基于瓶頸資源來進(jìn)行優(yōu)化。

4、選擇一款好的APS軟件，是實(shí)現(xiàn)“在遷就客戶服務(wù)水平下，實(shí)現(xiàn)工廠產(chǎn)出和收益最大化”的唯一手段。選擇一個(gè)好的APS軟件，需要從以下六個(gè)維度考慮：

其一，是理論基礎(chǔ)和發(fā)展歷史

TOC（約束理論）、JIT（準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)）、TOS（排程理論）是APS的基礎(chǔ)支撐理論，不掌握以上理論的APS軟件，應(yīng)該說是“偽”APS軟件。

另外，APS需要長期的實(shí)踐和理論的結(jié)合，短期和不長時(shí)間的APS產(chǎn)品，其成熟度有待考證。

其二，建模

定制、半定制的建模存在周期長和精度低的缺陷，只有基于產(chǎn)品過程模型的建模方式，是快速、準(zhǔn)確仿真工廠實(shí)例的最好辦法，也是最短時(shí)間、最高精度的辦法。

其三，約束條件

工廠運(yùn)行是在一定的預(yù)算約束下的，不是無限制的資源應(yīng)用。只有充分考慮物料、產(chǎn)能、工序三個(gè)基本約束，并建立相互的制約關(guān)系的APS軟件，才是一個(gè)成熟的、可執(zhí)行的軟件。

其四，優(yōu)化規(guī)則

工廠的運(yùn)行是物料、工序和資源協(xié)同的過程，促進(jìn)物料的流動(dòng)，所以只有將物料、工序與資源的完美結(jié)合，才是優(yōu)化的本質(zhì)。

而且可以根據(jù)工廠運(yùn)行的最終目標(biāo)：遷就客戶服務(wù)水平下的資源效率和產(chǎn)出優(yōu)化。其優(yōu)化目標(biāo)項(xiàng)，可以是標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目的權(quán)重、優(yōu)化項(xiàng)目的組合來實(shí)現(xiàn)，并需要便捷地設(shè)置和調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)持續(xù)改善。

其五，計(jì)劃和排程

計(jì)劃和排程是兩個(gè)目標(biāo)不同的管理動(dòng)作，也是互相影響的管理過程。排程的規(guī)則、工單處理、資源處理、緩沖的設(shè)置等等均對(duì)計(jì)劃和調(diào)度員會(huì)有明確的影響。便捷的處理方式和排產(chǎn)結(jié)果呈現(xiàn)，可以方便地協(xié)助主計(jì)劃員（調(diào)度員）實(shí)現(xiàn)科學(xué)的計(jì)劃和調(diào)度，從而大大提高生產(chǎn)效率和客戶滿意度。

其六，高級(jí)功能

多工廠、多用戶、高速M(fèi)RP、What-if等功能，可以實(shí)現(xiàn)工廠計(jì)劃和調(diào)度的導(dǎo)航控制，以增加工作運(yùn)作的科學(xué)性和透明度，確保工廠按照科學(xué)的方式運(yùn)行，

其七，集成和引擎

智能制造系統(tǒng)是一個(gè)集成化的系統(tǒng)，APS需要與ERP、MES等其他信息系統(tǒng)的集成，與ERP和MES不同的是，APS是一個(gè)功能性大于管理型的軟件，是確定工序工單投放這個(gè)單一功能的軟件，其集成性是一個(gè)重要的考慮點(diǎn)。同時(shí)，因?yàn)檫\(yùn)算的數(shù)量巨大，運(yùn)算速度對(duì)可使用性的影響較大，運(yùn)算速度快是另外一個(gè)重要的考慮點(diǎn)。

總之，智能制造是趨勢(shì)，智能制造是未來已經(jīng)成為制造業(yè)的普遍共識(shí)，而工廠運(yùn)作中的核心點(diǎn)是生產(chǎn)計(jì)劃和排程。生產(chǎn)計(jì)劃和排程中，工序工單的投放是確保客戶服務(wù)水平高、資源效率和產(chǎn)出高的核心。且且APS就實(shí)現(xiàn)了這樣一個(gè)功能，從這點(diǎn)上說，APS是信息系統(tǒng)中的核心子系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)高服務(wù)水平、高效率和產(chǎn)出的不二之選。