⼀⽂带你了解APS排产系统！
我们都想做到智能化⽣产，想将MES系统，但是在开始这些⼯作之前必须要做到的就是先让APS系统应⽤到⽣产过程中，
醉了丽江
01
在许多⽣产管理者眼中，⽣产作业计划是不重要的，如果我们只停留在⼩加⼯作坊的规模，⼤脑就能把⼀个⽉的订单、物料、资源记得清清楚楚，那么⽣产计划排程的必要性确实不太⼤，但事实上，随着⽣产规模的扩⼤，⼈脑已经不可能完成如此⼤数据量的存储功能，这时就到了⽣产管理的Excel时代，许多⽣产管理⼈员对Excel使⽤⾮常熟悉，并乐在其中，但如果要问他计划的详细信息，计划的优劣以及可执⾏性问题，这就遇到了困难，道理很简单，Excel只是将数据的存储从⼤脑移到了电脑，增⼤了容量，却仍然没有实质性的改进，但Excel的存储作⽤却是不⾔⽽喻的，它是⽣产计划排程数据准备的重要⼿段，但Excel相对于⽂本来说只是多了⼀个⽅便操作的表格，并没有严格的⼆维数据关系，这时就到了⽣产管理的ERP/MES时代。 这些基础数据主要包括如下⼏种：
（1）所有产品结构信息。
即⽣产管理中BOM管理，有了产品结构才能⽅便的进⾏订单分解，分解成实际⽣产的任务。
（2）所有产品的制造⼯艺信息。
简单来说，就是要能知道任何⼀个制造任务（如⼀个零件）可以分解为⼏步以及每⼀步之间的逻辑关系，每⼀步⽤到哪些物料、需要哪种设备、需要哪些辅助⼯具，即是⽣产管理中常说的⼯艺流程。 （3）所有使⽤的资源信息。
资源是必备的⽣产主体，没有资源，⽣产⽆从谈起，所以需要对⽣产所需要的全部资源进⾏管理，这⾥所说的资源包含物料、设备、⼯具等。对资源的管理主要是对资源能⼒和成本的管理。
资源的能⼒分为两个⽅⾯，⼀是资源的单位能⼒，即⼀个资源能同时加⼯的⼯序数，⽐如说有些设备只能加⼯⼀道⼯序，⽽有的设备能同时加⼯两道同样的⼯序，那么，这两台设备的单位能⼒是不同的，能⼒的另⼀⽅⾯是资源的数量，如果⼀种设备有同样的五台，另⼀种设备只有⼀台，如果它们的单位能⼒都是相同的话，那么显然，五台的设备能⼒⼤于⼀台的能⼒。这就是⽣产管理中常说的设备能⼒，⽐如有些数控设备是多主轴，可以同时加⼯多个零件，这就是设备的单位能⼒，另⼀⽅⾯资源的数量就是指资源库存了。资源拥有⽣产的能⼒，使⽤能⼒则必定产⽣成本，成本的定义根据资源的
类型决定，⾮消耗性的资源⽤时间定义成本，使⽤的时间越长，消耗的成本越⼤，消耗性资源则⽤消耗的数量进⾏定义，消耗的数量越多，消耗的成本越⼤。
（4）其它信息，包括订单，⽇历等信息。
订单是⽣产计划排程的源头，所以重要性是不⾔⽽喻的，订单主要信息包括数量，交货期等；⽇历是⽣产制造正常进⾏的规则，所以也是必须的数据。
上⾯所列出的数据需要完备性，缺少任意⼀种均不能进⾏有限资源能⼒的排程，同时所有数据也需要准确性，基础数据的准确性决定着计划排程的可执⾏性。
02
如何做⼀个可执⾏的⽣产计划与排程？
在具备了⽣产计划排程的数据条件之后，如何能制定出⼀个可执⾏的计划，成为⽣产计划排程⼈员头痛的问题，因为⾯对纷繁复杂的⼯序逻辑关系，⾯对有限能⼒的资源竞争，再聪明、再有丰富经验的⽣产计划排程⼈员也⽆法准确的计算出每道⼯序的⼯作时间。
这时，⽣产计划排程⼈员总是靠经验出负荷最重的瓶颈设备，再结合优先级按照⼯艺流程的逻辑顺
序将瓶颈设备上的⼯序先进⾏排程，再安排其它上设备上的⼯序，这样制定出的⽣产计划排程代表⽣产计划排程⼈员的经验，但是这并不是⼀个理论可⾏的计划，在因为其本⾝存在着⼀些冲突，实际执⾏中经常需要调度进⾏调整，但由于瓶颈资源始终处于⾼负荷，所以总体上没有太⼤的冲突，但做这样的计划已经需要耗费⽣产计划排程⼈员很⼤的精⼒。 03
如何做⼀个优化的计划排程？
⾸先，⽣产计划排程本⾝具有多样性。
由于订单具体灵活的先后顺序，⼯艺流程中存在并⾏流程，资源具有可选、可替换性等因素，⽣产计划排程往往不是唯⼀的，正如让两个⽣产计划排程⼈员做⽣产计划排程，他们做出的计划是不同的，但都可以去⽣产现场执⾏，这就是计划的多样性。
其次，⽣产实际的需求多样化。
企业的不同部门分别从⾃⼰的利益出发对车间调度决策寄予不同的期望：销售部门希望更好地满⾜对客户承诺的交货期；制造部门希望提⾼设备的利⽤率；经营管理部门希望降低成本；企业⾼层希望尽可能的提⾼⽣产资源的利⽤率，产出更多的产品。如果单独按各部门的要求做出的计划肯定是不同的，
⽽且忽略任何⼀个部门的利益对企业整体的发展都是不利的，寻求多⽅利益的合理折中成为⽣产调度对策的关键。
在做出⼀套可⾏⽣产计划排程尚且如此困难，如何能反复权衡计划的优劣并做出最终⽣产现场执⾏的计划呢？很显然，靠⼈脑这时已⽆能为⼒，⽽计算机却有这种处理能⼒。APS软件可提供多⽬标的优化⽅案供⽣产计划排程⼈员反复权衡⽐较，可计算⼀套制造周期最短的⽣产计划排程、⼀套资源利⽤率最⾼的计划、⼀套最能满⾜交货期（延迟订单最少）的计划、⼀套计划成本最⼩的计划，并⽐较每套计划的优劣，然后平衡各⽅利益做出⼀套多种⽬标都能满⾜的综合计划。
04
实际⽣产中的计划排程模式是什么?
计划不如变化快！正如现实总与理想的差异，实际⽣产执⾏与⽣产计划排程有出⼊是正常的也是必然的。⽣产现场是复杂多变的，可能某道⼯序延迟了，也可能某台设备坏了，也可能物料供应晚了等等这些不可预知的突发情况会打乱正在执⾏的⽣产计划排程，那这时要忙碌的就是现场的调度员了，可是调度员⾯对复杂多变的⽣产现场往往⽆能为⼒解决所有问题，调换⼀台可⽤设备解决了设备故障的问题，可是这台临时调⽤设备上⾯的⼯序安排⼜被打乱了，调度员⼜得为这些⼯序计划的错乱⽽奔波了，反复调整反复解决眼前的问题，整个⽣产计划排程被完全打乱，其优化⽬标早已远远低于最初值，
这就是⽣产计划排程⽹络连锁反应给⽣产管理⼈员带来的烦恼。
实际的⽣产调度模式是动态⽣产调度。
⽣产调度分为动态调度和静态调度两⼤类，静态调度是在调度环境和任务已知的前提下的事前调度⽅案。在实际⽣产过程中，虽然在调度之前进⾏了尽可能的符合实际的预测，但由于⽣产过程的诸多因素，如处理单元和物料等资源的变化，难以预先精确估计，往往影响调度计划，使实际⽣产进度与静态调度的进度表不符，需要进⾏动态调整。特别是在市场经济供需变化快速，全球供应链竞争激烈的情况下，没有⼀种预测⽅法能够完全预测⽣产过程的动态变化。
事实上，由于市场需求变化会引起产品订单变化，如产品数量的变化、交货期的变化等；另⼀⽅⾯，⽣产设备故障、能源的短缺和加⼯周期的变化等，都可能使原来的调度不符合实际要求。
为了适应实际⽣产过程的不确定性和随机性，⼀般采⽤周期性的调度和再调度相结合的策略，定义⼀些关键事件，如设备故障、订单改变等，当关键事件发⽣时，⽴即重新调度，这也称为基于事件的调度⽅式；否则，周期性调度，即进⾏所谓的动态调度，或者称为再调度、重调度。动态调度是指在调度环境和任务存在着不可预测的扰动情况下的调度⽅案，它不仅依赖于事前调度环境和任务，⽽且与当前状态有关。
动态调度有两种形式：滚动调度和被动调度。滚动调度是指调度优化时间随着时间的推移，在⼀个接⼀个的时间段内动态进⾏⽣产调度。被动调度是指当⽣产过程发⽣变化，原来的调度不再可⾏时所进⾏的调度修正。被动调度是在原有的静态调度的基础上进⾏的，它的调度⽬标是尽量维持原调度⽔平，性能指标下降越⼩越好。滚动调度既可以在原有的静
静态调度的基础上进⾏的，它的调度⽬标是尽量维持原调度⽔平，性能指标下降越⼩越好。滚动调度既可以在原有的静态调度的基础上进⾏，也可以直接进⾏，其最终⽬的都是在当前优化区域内得到最优或次优调度。
头脑风暴2011动态调度必须符合实时性要求，所以更关⼼在线计算能⼒问题。为了能够在有效的时间内得到⼀个较为合理的调度，⼀般希望将问题的规模减少，在⼀个较⼩时间段的问题空间内，得到⼀个较好的解。因此，⼤多数采⽤启发式⽅法和基于预测的滚动化⽅法。
⼤多数动态调度由加⼯时间的变化引起，少数由订单的变化和设备故障等引起。对于由加⼯时间的变化⽽引起的动态调度，由于批量的加⼯顺序⼀般是根据最早的最优（或者可⾏）调度设定好的，在这种情况下，⼀般不再需要重新分配批量和加⼯顺序，只是调整各加⼯任务的加⼯起始时间，尽量得到⼀个较优的调度，或者保持原有调度的性能指标。
⽀持动态⽣产调度是APS软件的核⼼功能之⼀，也是APS理论⾛向实践应⽤的关键技术！APS采⽤基
于内存的快速计算能实时响应各种现场不可预测的扰动，计算由扰动引起的连锁反应，实时⽣成新的⽣产计划排程以适应现场变化。
05
英文关键词⽣产作业计划的作⽤是什么？
⽣产计划排程是⽣产管理中的核⼼⼯作，或许很多⼈不同意这个观点，只是因为这个观点的前提是⽣产计划排程在⽣产管理中真正起到了作⽤，⽬前国内制造业的现状还不能体现出⽣产计划排程的真正作⽤，所以也没有⼈认为它是最核⼼的⼯作，但为何⽣产计划排程却引起了⽣产管理⼈员的重视？随着⽣产规模的扩⼤，设备增多，订单不停变化，成本压⼒，客户对交货期的要求越来越短，这些种种原因导致了⽣产管理复杂度不断上升，导致现场往往顾此失彼，最终消耗更多的资源，付出更多的成本，却仍然不能满⾜客户的需求。这些原因终使⽣产管理⼈员认识到⽣产计划排程的重要性，好的计划可让⽣产有条不紊的进⾏，有利于提⾼资源利⽤率，降低⽣产经营成本。
⽣产计划排程的作⽤是多个维度的。
（1）⼯序，⽣产调度的最⼩单位，在没有⽣产计划排程时，因为没有具体的⼯序开始、结束时间，⽣产调度是盲⽬的，同时也导致资源准备和资源配送的盲⽬性。这对想要实现精细化管理的企业来说⽆疑是难以接受的。
（2）设备，⽣产制造的主要载体，有些设备贵重，折旧费⾼昂，需要⽇夜⼯作提⾼其利⽤率，有些设备功能特殊，其它设备不可替代，也需要尽最⼤的能⼒⼯作才能确保⽣产任务。如果没有详细的⽣产作业计划，⽆法预估资源的利⽤率和负荷，⽆法让瓶颈设备发挥出最⼤的能⼒。远山的红叶主题曲
物料，成品的来源，物料的采购时间是能否确保交货期的最重要因素，因为设备故障可以更换设备来临时调整，重要的⼯序可以调整优先级让其它⼯序让路来保证交货期，但是如果物料⽆法按时就位，那么⼀切努⼒的机会都没有，所以对物料的到货情况进⾏预测，并准确预测⽣产现场何种物料将在何时短缺是⾮常重要的，⽽详细⽣产作业计划可以提供对物料的库存预测和管理。
（3）降低库存，库存关乎资⾦的占⽤，是企业的负担，如何降低库存，⼀直是⽣产管理⾯对的难题。⾯对⼀批订单，需要多少资源，库存现在的情况能否满⾜？不满⾜还需要采购多少？何时采购？这些都⽆从得知，也就是说，对于库存的管理是被动的，所以也就⽆法实现库存控制。这种情况下，只能靠经验将库存保持⼀定的库存量，保证库存量就占⽤了流动资⾦，这就与追求零库存的⽣产管理理想背道⽽弛了。
详细的⽣产作业计划能够预测资源的使⽤情况，可以预测哪道⼯序在何时使⽤哪些资源，何时再释放哪种资源，这样就预测了资源在每⼀个时刻的动态库存状态，可以发现资源库存降为零的时刻，并预先做好准备在这些时刻补充资源，按照⽣产计划排程进⾏资源的准备，可以将库存保持在接近于零的⼀个很低的⽔平。
（4）精细成本管理，许多企业的成本管理只能是⽉末年末的成本统计，这个⽉消耗了多少物料，设备折旧了多少这些都是⽉末统计得知的，所做的⼯作只是事后收集数据的过程，成本产⽣于⽣产过程，产⽣于资源的消耗，如果没有准确的⽣产过程记录，成本的计算将⽆从谈起，⽽⽣产作业计划能给出准确的⼯序开始、结束时间，⼯序所⽤到的资源，也就是说在⽣产执⾏之前就能准确的预测出每道⼯序的所消耗的成本，有了这种预测，就可以在⽣产之前就进⾏⼀些成本规划，进⽽进⾏成本控制，形成成本计划，这样就可以跟成本统计进⾏⽐较，做到真正的精细成本管理。
党史博览（5）⽣产仿真，⽣产仿真简单的说就是⽤逻辑模型模仿实际的⽣产过程。反复进⾏试排程，就是反复模拟⽣产过程，从各个⽅⾯进⾏仿真预测，以得到最符合实际需要的⽣产计划排程。仿真⼯序的加⼯时间，何处加⼯，所⽤哪些资源，资源使⽤的分布如何，这些可以从总体上模拟⽣产执⾏时的情况，评估当前⽣产状态，改善⽣产管理。
另外，动态排程与排程试算，许多⼈将这两者混为⼀谈，甚⾄许多APS软件也⽤排程试算等于动态排程的思想进⾏宣传，其实这两者有着本质的区别。
排程试算是反复进⾏重新排程试计算，是在各种不同条件下的预排程，是提前进⾏的试计算，是为了在实际⽣产之前确定⼀套最好的排程⽅案；⽽动态排程是指⼀次排程⽅案的局部调整，具体是计划在执⾏过程中因为⽣产实际情况发⽣改变⽽进⾏的适应改变的调整计算，这种调整计算是为了响应某些环境扰动，对于已经完成的计划不会改变，⽽对于没有完成⽽受环境影响的计划需要进⾏调整。
动态排程主要是由于⽣产中出现⼀些异于计划的情况，这些情况主要有⼏下三种：
⼯序⾃⾝的调整。
包括⼯序时间的调整，⼯序交货期的调整，⼯序数量调整，⼯序所使⽤资源，⼯序优先级等。⼯序⾃⾝调整的情况⼀般出现在⼀定的时间周期内要进⾏⽣产实际与计划的⽐对，如果出现了偏差，则进⾏调整。
资源的调整。
包括增加、减少资源，改变资源数量，改变资源⽇历。有⽣产过程中经常会出现资源异常情况，⽐如设备故障就是最常见的例⼦，还有如某些⼯具推迟到货等等情况均属于资源调整。
插单、删单是⽣产管理中最常见的异常情况。
当⽣产正在进⾏的时候，由于客户的追加订单，经常会有紧急的插单，或是⼀些⽣产报废的原因也可能造成重新插单，客户的退单是造成⽣产删单的主要原因。由于频繁的插单、删单，⽣产计划排程经常会被打乱成⾯⽬全⾮，这时APS的动态排程、实时调整的功能就显得异常重了。
智投分析⼀个⽣产计划排程在实际执⾏过程中，经常会遇到许许多多临时性的调度，即所谓What If中的If，如
设备故障，急件插单等，这样迫使⽣产实际情况偏离了原计划，这时APS能否及时、动态地响应这种临时性的调度就显得特别关键，即需要⽤APS的动态排程来回答What，设备故障后此设备上原计划安排的任务如何处理？哪些是可以替换它的设备？许多依赖此设备上任务的⼀些后续任务影响如何？这些都是需要APS的动态排程来回答。
当然，响应这些⽣产中的扰动有许多不同的策略，有些基于这些事件实时计算调整，有些是基于⼀定的周期全局进⾏环境状态更新与计划调整，这种策略在⽣产管理上也称为“滚动排程”。
⾯对业务需要及⽣产环境的不断变化，APS通过常驻内存的⾼速计算，迅速得出这种改变所带来的复杂连锁反应，实时取得现场的更新数据，并实时动态的调整、更新计划排产，以达到计划与执⾏的⼀致性。实际⽣产不可能完全按照⽣产计划排程执⾏，这是正常的，也是现实的，如果APS不具备动态排程的能⼒，不能实时响应业务变化与实际执⾏扰动的需求，那么可以想像这样的⽣产计划排程根本不能指导实际⽣产，APS做出的⽣产计划排程还有什么实际意义？所以APS动态排程是APS从理论⾛向实践的关键技术。
APS动态排程的实质是随需⽽变、柔性计划，以实现⾯向业务变化的What If敏捷响应。
精⼯云APS：
APS能够帮助企业快速制定符合各种⽣产约束条件（⼈机料法环）、满⾜计划⽬标与策略的、优化的详细⽣产作业计划，实现缩短制造提前期，削减库存，提⾼交货期的遵守，有效的实现客户的利益增长。加快企业的⼯业化进程、实现中国制造换道超车。
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