APS高级计划与排程

APS高级计划与排程蔡颖PMPAPSS协会会长AdvancedPlanningandScheduling高级计划与排程2、APS在制造信息化位置与关系？3、APS的价值？4、APS的难度与挑战什么是APS？•APS:AdvancedPlanningandScheduling高级计划与排程•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最优的生产排程计划；要实现快速排程并对需求变化做出快速反应。•APS具有模拟能力。不论是长期的或短期的计划具有优化，对比，可执行性。•基于内存计算模式,快速反应.•APS系统最初运用是在一个企业的范围内进行计划的运算和优化，但它也被扩展到供应链的计划上，这包括供应商、分销商和出货点的需求。不同的软件供应商选用不同的优化算法搭建自己的高级计划系统软件，需要根据解决不同的问题来决定采用哪种算法引擎。美国APICS协会定义：APS与SCP的分别详细定义：APS（高级计划与排程）功能：•-基于业务规则的资源和物料优化-模拟仿真使用内存驻留技术来提供快速计算和多个“假设”场景-制造过程运作的同步-有限排程（能力的限制）-约束管理-动态提前期计算：基于业务规则和复杂系统-同时考虑物料和能力的约束，以确保两者可用。-惩罚成本管理-使用最小化成本优化工艺路径或设备的使用。无限与有限排程•无限负荷需求只是证明能力的存在。它允许超出可用能力。•有限排程只在可用能力内计划。12416832242341234125}15超过排程可用能力2345424242525131311234567无限有限美国APICS协会定义：APS与SCP的分别详细定义：SCP（供应链计划）功能：-SCV（供应链可视性）直接连结SCEM（供应链事件管理）-战略网络设计-需求计划-供应计划-履约排程-CPFR（协同、计划、预测、补货）-产品生命周期管理工具APS主要解决方案概述1,需求预测与S&OP2，合理的交期承诺CTP3,高级约束计划4,详细约束车间排程(与计划相互关联)5,多种可视化甘特图(人机交互,定义颜色查询提前或延期)6,快速重排7,使用基于规则或优化算法来计划排程8,反复模拟whatifAPS解决方案计划层次时间分钟小时/天周/月季度年完整的供应链计划解决方案供应链智能需求计划与S&OP库存优化供应链和制造计划定单承诺制造排程供应链事件管理协同APS计划引擎CTP能力承诺采采购计划//供供应商提前期资资源APS引擎客客户交期分分销//仓仓储//运运输多多层库存优优化计划13需求预测客户订单购计划应商提前期户交期层库存源销储输APS引擎化计划用可视化的APS实现精益制造APS的主要过程(1)承诺：现在我能为客户合理地承诺做到哪些事情？同时可以考虑物料和能力(2)高级计划：客户今后的需求有可能是什么？什么样的计划能满足客户将来求？即使生产中断我们仍然可以正常工作吗？如何调整和保证我的承诺并达到目标？在计划中作出的更改如何影响每个订单？(3)确认下达生产订单：近期需要下达哪些订单？(4)顺序排程：如何实现数量/日期承诺和的运营目标？在瓶颈上最优化的加工顺序是什么？我们需要对类似的加工需求进行成批加工吗？(5)精益执行：且分析今天需要完成哪些生产订单？应使用哪些资源？在单元生产线上，动态看板的执行。APS的优化算法•优化(Optimization)是用系统的方法,在业务约束基础上,来改善计划或排程.•优化的主要算法有:(1).数学规划(线性和混合整数规划),较适用于战略计划如网络选址,寻源等.(2).启发式算法(约束理论或模拟仿真等),较适用于战术计划或运作计划如生产排程等.(3).基因算法,较适用于有大量的可能方案选择.(4).穷举法是在所有替代的可能的方案寻找,较适用于教简单的供应链.APS的三种模式一,基于模拟仿真模式基于订单任务(Job-based);基于事件(Event-based)二,基于TOC的模式和扩展TOC的建模可以通过有限能力建模基于所有约束,同步化物流.任何资源均可以定义为瓶颈资源或关键资源及次瓶颈资源.对瓶颈资源采取双向计划,对非关键资源采用倒排计划.缓冲时间可以设置任何在复杂资源之间.DBR(Drum-Buffer-rope)逻辑是对关键工序同步化所有资源和物料.三,基于数学建模数学建模包括神经网络、基因运算、线性规划、进化运作(ECOP)、渐进迭代和人工智能APS软件主要的模块制造业APS:-高级计划模块-高级排程模块-动态CTP/ATP-高效模拟分析器什么是制造业APS••APS的优势动态排产模拟仿真插单处理瓶颈分析用科学工具弥补对经验的需求APS的四大基本约束要素物料设备工具/工装人员APS运行原理APS软件主要的模块供应链APS:－网络优化设计－供应链计划－库存计划－需求计划－全局订单承诺－供应链平台－制造排程－运输与配送计划供应链APS软件都由5个主要的模块组成1.需求计划2.分销计划3.生产计划和排程4.运输计划5.企业或供应链分析高级计划排程——甘特图自动编制生产计划自动平衡设备负载模拟中长期生产执行任务自动分派到设备物料、工具生产准备人员自动排班和负载平衡可视化排程订单延期显示插单2013-6-17/Seite27优先级高!推迟第二个订单(221)手动调整计划更换工序分配的机器/工位手动制定开始时间在某一天更改机器/工位的能力定义机器/工位的不可用时间分配不同的人员加班手动调整计划工作中心计划与实际每日负工具计划人员计划APS优化库存计划用物料图形式展示排程结果，帮助企业直观的平衡各种能力，来达到既满足客户要求，又尽可能的降低各种物品库存量的目标。换模工装优化2013-6-17/Seite33••表面处理中的喷涂环节▫瓶颈设备▫非增值环节：颜色的更换APS自动评估各种生产序列下的装备成本，对工单/工序进行合理调度，提高设备的有效利用率ERP排序APS排序更换更换更换更换更换更换好处：1）减少非增值环节，降低实际生产成本2）提高瓶颈设备利用率APS-高级计划排程的运作模式•预见性计划排程．可以给一组订单预先准备优化的排程。•响应性计划排程．可以在多变的环境中适应变化以维护可行的排程。•交互式计划排程．可以用甘特图手工拖拉工序计划。制造工厂的APS采用算法•规则优化•模拟算法•探索法•启发式属于次优解。如：在满足交期前提下，使工厂所有设备负荷均衡或库存最低或成本最低。制造工厂的APS一般采用方法APS三步法：1、先按初定交期倒排，识别瓶颈，并进行优化2、如果不可行，正排推算交期3、再按确定的交期倒排并分解物料计划制造业的APS计划的逻辑需求日期10203040当前日期制造业的APS完成日期当前日期10203040承诺日期CTP承诺APS的三步法:APS-排程：基于资源(Resource-based)并行加工工序将负载分割为在任何序列重叠工序开始时计算的负载大小APS-排程规则分四大类顺序资源组成员选择准备时间选择生产定单下达规则使用示意工序资源1资源组生产定单下达定单下达规则资源分配规则排队顺序规则选择规则四类规则举例1、生产订单下达规则解决哪个订单先下达,如按交货期,优先级等2、顺序规则当资源不够用时,生产订单和负荷在排队，解决排队的顺序，如最小加工时间，最小工序数等。3、选择规则当资源需要动态选择加工时，也就是对顺序规则从新选择时，如最小准备时间规则等。4、资源组成员分配规则当须选择多个资源，替代资源时，如最小资源利用率资源等。APS计划和排程APS是一种新的计划方法•一个新的计划方法:“APS在客户订单输入时,能及时计划:.人力产能.生产设备与工具产能排程.物料需求计划.产生的准确的交货计划满足客户订单．APS和传统的生产排程区别:高级排程是一个多重约束的排程，包括更多的排程方法，可视化的拖拉排程，基于能力和相关能力排程，实时的能力承诺CTP和高级物料计划。1、什么是APS?3、APS的价值？4、APS的难度与挑战超越精益，卓越制造的四位一体1、ERP运作体系;2、APS计划排程体系;3、精益MES执行体系;4、六西格玛质量体系。精益管理的两种方法连续拉动–看板主要消灭浪费–丰田生产系统–零件超市系统–补充系统–订单点系统–JIT(准时化)主要消灭时间延迟广播拉动–APS–TOC(DBR)ERPERPPLMPLMAPSMESAPSMES从优秀到卓越的必由之路精益企业精益供应链生产运作咨询精益供应链协同精益工厂精益ERP：1，支持S&OP销售运作计划2，支持装配线节拍计划3,支持U单元线管理4，支持可视化电子看板5，支持电子按灯预警6，支持JIT/JIS供料ERP，精益，APS组合的关系混合系统P=生产周期D=市场提前期广播拉动PD承诺订单制造/发货履行领域APS与精益接口连续拉动补充触发补充领域拉动式计划批准&寄出生产计划预测,订单动态排程装配线,车间,仓库需求KB计划信息订单信息供应商计划进度供应商采购进度计划工厂生产与进度计划立即确认计划中喂料计划物料分捡配送计划SC发运计划协同预测计划CPFR拉动计划客户需求计划DP批准寄出拉动计划-看板传统MPS/MRP模式APS精益混合管理模式传统计划模式APS+生产的生APS+式益生产精益传统产模精1、什么是APS?2、APS在制造信息化位置与关系？4、APS的难度与挑战制造企业面临的困境•我们很多人身体长期都处于亚健康状态，忽视了三高（高血糖、高血压、高血脂）。•制造企业存在长期亚健康状态，忽视“三高”:1、高交货期2、高库存3、高成本现在工厂主要的问题1，交期不准、插单频繁、订单延迟、2，计划不准、产能不够、物料短缺3，浪费严重，效率低4，库存不准、积压严重，失控5，无法精细成本核算精益大师詹姆斯P.沃麦克：如果你不能迅速把产品开发时间减半,订单交付时间减少75%,生产时间减少90%,那你一定是哪儿做错了.企业管理系统ERP系统的历史和今天制造资源计划MRPII库存管理(订购点法)50年代60年代计划和生产控制-闭环MRP70年代80年代90年代扩展ERP2000年代1,没有按需求;2,没有考虑配套BOM1,无能力约束;2,无物料约束物料计划MRP2,没考虑资金1,MPS/MRP算法(不能适应变化的环境),2,只是工厂内部,没有考虑供应链的协作.1,手工闭会环;理系统;2,没有包含供应链思想企业资源计划ERP1，价值链2，包含最先进的技(APS,MES,CRM,PLM,BI等);MRP的困境MRP十大缺陷BOM（BillofMaterial）只是说明了产品与物料的逻辑与数量构成，没有反映工序、设备、资源的使用物料的量和地点位置。MRP十大缺陷生产提前期或提前期偏置不可能预先假设的。应为影响提前期的因素很多，如批量多少、投入的设备与资源多少、是否平行移动或工序重叠比例、同时混合生产的品种等。所以生产提前期应该是预计划排程的结果。它是假设资源（机器、人员、物料）无限的计划排程，是不可行的计划排程，通过CRP能力需求计划分析手工调整，计划与执行的落差太大，不能匹配生产车间现场的资源产能与产线节拍。MRP十大缺陷需求计划需要RRP检查能力;MPS需要RCCP来检查能力；MRP需要CRP检查能力，只能正向关联，一旦车间设备等资源能力出现问题，不能反向关联，只能手工来调整MPS，这就是所谓的闭环MRP（CloseloopMRP）,根本不是自动闭环，难以适应多品种小批量的变化。车间实际执行时，一旦没有按照生产订单的开工或完工日期完成，不能根据实际开工或完工日期来进行自动的滚动计划排程。ERP的生产任务一旦下达，日期只能手工修改。MRP十大缺陷管理人员不能使用甘特图交互运作，调整的效果显示不直观和实时，必须重新运行计划（批处理）才能反映出来。工厂不可避免的插单、设备故障、缺料等意外的情况，不能提供类似what-if的情景分析与模拟等事前计划、模拟、及比较分析等功能，帮助计划人员做出正确的决策。MRP十大缺陷没有生产订单下达规则，如解决哪个订单先下达,如按交货期,优先级，生产订单合并与分割等。没有加工顺序规则如当资源不够