APS經(jīng)過(guò)十多年的蟄伏和修煉，不論是從技術(shù)角度還是市場(chǎng)角度已經(jīng)逐步走向成熟。本文從APS屬性的學(xué)術(shù)角度，分析了APS的一些特性，僅作為企業(yè)用戶選型的參考思路。
一、APS的基本屬性
APS（Advanced Planning and Scheduling 高級(jí)計(jì)劃和排程）是一個(gè)比較年輕的工業(yè)軟件。從軟件的應(yīng)用目的和目標(biāo)來(lái)說(shuō)，APS與其他的軟件有很大的不同。比如，財(cái)務(wù)軟件、進(jìn)銷存軟件、客戶資源管理軟件等，主要是利用計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度快，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳遞、演繹、糾錯(cuò)和交換方便，可以把人的很多工作實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)化”。這些軟件沒(méi)有決策功能，只會(huì)做我們讓它做的事情，不會(huì)指揮人來(lái)做什么事情。
APS最重要的屬性就是它有決策功能，它是否“聰明能干”，就看它的決策好壞了，而它的決策直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)效率和效益。排程也就是排序。排程就是把企業(yè)的資源狀況和將要應(yīng)對(duì)的一組任務(wù)告訴APS，APS來(lái)回答該怎么辦，誰(shuí)（設(shè)備、人）來(lái)做？做什么？做多少？什么時(shí)間做？等等。
APS最初出現(xiàn)在一些流程型工業(yè)和專線生產(chǎn)環(huán)境。其實(shí)，在這些應(yīng)用場(chǎng)合，APS一點(diǎn)兒也不比人聰明，但是它處理速度快，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，還不會(huì)出錯(cuò)。
生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度的復(fù)雜程度主要由資源（Resources）、物料清單（BOM）、流程（Process）的情況決定的。比如說(shuō)，一個(gè)廠把資源分為若干條生產(chǎn)線，專門生產(chǎn)若干種不同產(chǎn)品，排程很簡(jiǎn)單。但是，如果幾百種產(chǎn)品混線生產(chǎn)，排程就復(fù)雜得多。如果再加上動(dòng)態(tài)的資源（例如模具、工裝、人員的約束和變量）、物料結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及特定的一些時(shí)間的約束，暫且不說(shuō)優(yōu)化的問(wèn)題，僅僅是排出一個(gè)可執(zhí)行的調(diào)度指令就變得異常復(fù)雜（生產(chǎn)調(diào)度員多么不容易！這也證明計(jì)算機(jī)太認(rèn)真，丁是丁卯是卯；不像人那么靈活，有錯(cuò)誤也沒(méi)有關(guān)系，到現(xiàn)場(chǎng)再臨時(shí)調(diào)整）。
在離散型制造業(yè)，呈現(xiàn)出多目標(biāo)、多約束、動(dòng)態(tài)隨機(jī)的環(huán)境條件，企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度是一個(gè)極其復(fù)雜的大系統(tǒng)問(wèn)題。如果要應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中，排程的困難遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止像一個(gè)零件毛坯，經(jīng)過(guò)車、銑、刨、磨的工序交接就完了。時(shí)間、空間、溫度、物料的形態(tài)、交集、分散等等，具有非常多的約束條件。工序工藝的特定要求可以羅列出成千上萬(wàn)。排程中如果遇到相對(duì)重要的約束沒(méi)有考慮進(jìn)去，其結(jié)果就不可執(zhí)行。不可能利用一種數(shù)學(xué)模型應(yīng)對(duì)所有問(wèn)題。這也就是APS要做到像ERP那樣通用性幾乎是不可能的。而ERP應(yīng)用MRP/MRPII這一種方法來(lái)應(yīng)對(duì)所有的工業(yè)企業(yè)計(jì)劃問(wèn)題，也恰恰是它在某些項(xiàng)目實(shí)施中引起失敗的主要原因。
對(duì)于APS來(lái)說(shuō)，應(yīng)對(duì)企業(yè)千差萬(wàn)別的生產(chǎn)約束條件，能否具有非常強(qiáng)大的、靈活的建模方式是它的主要性能之一，這是解決排程是否可以執(zhí)行，是否符合企業(yè)實(shí)際的方法。其次就是它的擇優(yōu)能力，也就是在無(wú)窮多的可執(zhí)行方案中能否找到最優(yōu)的那個(gè)。一般來(lái)說(shuō)，找到一個(gè)可執(zhí)行排程還不算非常難，可能用不了一秒鐘。但要擇優(yōu)就太困難了。
排程結(jié)果的擇優(yōu)有兩個(gè)方面的困難。企業(yè)的需求是多目標(biāo)的，并且很多目標(biāo)相互是矛盾的。比如，完成最多的訂單又要縮短訂單的生產(chǎn)周期就是矛盾的。擇優(yōu)需要人來(lái)決策。確定目標(biāo)后，就是如何找到最好的工作排序了。排序在數(shù)學(xué)上就是排列組合。這可以用N！來(lái)表示。如果計(jì)算機(jī)每秒可處理1,000,000序列，我們每分鐘最多只能處理11個(gè)結(jié)果排序。如果給定20個(gè)結(jié)果排序，找出最優(yōu)解則需要77147年！實(shí)際上，我們排程的可執(zhí)行解何止是成千上萬(wàn)！這就需要我們常常談到的“優(yōu)化算法”。
優(yōu)化算法問(wèn)題的探討過(guò)于高深，生產(chǎn)企業(yè)根本就不想聽，也無(wú)須多費(fèi)口舌。企業(yè)用戶就看結(jié)果。只需要說(shuō)明的一點(diǎn)，優(yōu)化算法的實(shí)現(xiàn)必須要一個(gè)強(qiáng)大的“優(yōu)化引擎”，優(yōu)化的過(guò)程需要時(shí)間，APS不可能在瞬間運(yùn)算得到優(yōu)化結(jié)果。這將使云計(jì)算平臺(tái)大有作為。
有沒(méi)有優(yōu)化運(yùn)算，直接的結(jié)果就是延遲訂單數(shù)量是多是少？或者是潛在的20％產(chǎn)能是否挖掘出來(lái)。對(duì)生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，這有質(zhì)的區(qū)別，可能正是企業(yè)上APS的初衷。
二、如何來(lái)選擇APS
1、PK的方式
APS是一個(gè)優(yōu)化的排程調(diào)度工具，歸根結(jié)底，APS追求的是企業(yè)生產(chǎn)效率的提升，而不是替代人工排程。如何驗(yàn)證呢？對(duì)于APS用戶來(lái)說(shuō)，檢驗(yàn)衡量的最簡(jiǎn)單的方法就是，拿出過(guò)去某一個(gè)月實(shí)際生產(chǎn)計(jì)劃的歷史數(shù)據(jù)，指定一個(gè)優(yōu)化指標(biāo)序列，讓若干APS軟件供應(yīng)商排一下。可以提出一個(gè)目標(biāo)序列，例如：第一滿足訂單最少延遲；第二滿足最大設(shè)備使用率；第三滿足最短訂單生產(chǎn)周期等。企業(yè)只要給APS供應(yīng)商提供統(tǒng)一的基本數(shù)據(jù)和必須的約束條件即可。有些數(shù)據(jù)（例如標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)）不是十分準(zhǔn)確也沒(méi)有關(guān)系，差不多就行了。必要時(shí)，可以請(qǐng)APS供應(yīng)商到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研。因?yàn)樯a(chǎn)企業(yè)的計(jì)劃調(diào)度專家已經(jīng)非常有經(jīng)驗(yàn)了，一看排程結(jié)果就能知道這個(gè)APS是否適合自己的企業(yè)應(yīng)用，通過(guò)對(duì)比就知道各個(gè)供應(yīng)商的結(jié)果有什么區(qū)別。讓幾家APS供應(yīng)商PK，客戶坐等結(jié)果再分析論證。
企業(yè)用戶根據(jù)實(shí)際需求還可以提出一些苛刻的目標(biāo)。比如，給出足夠的訂單，要求結(jié)果將一些相對(duì)瓶頸設(shè)備的使用率逼近100％；某些訂單的生產(chǎn)周期不得超過(guò)多少天，等等。太簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)和需求就沒(méi)有PK的意義了。即使這些目標(biāo)不能實(shí)現(xiàn)，APS供應(yīng)商也必須給出讓人信服的原因。
排程結(jié)果是否符合并滿足企業(yè)需求是選擇APS最重要的條件，企業(yè)生產(chǎn)效率的提升主要依賴與此，同時(shí)這也是APS技術(shù)含量的體現(xiàn)。在可視界面上的其他需求（報(bào)表、甘特圖等）都屬于次要需求。
2、客戶的適應(yīng)能力
生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度絕不是精度越高越好。理論上，APS可以實(shí)現(xiàn)排程到分秒不差，可以排到每一個(gè)人每個(gè)設(shè)備的每個(gè)動(dòng)作。這只對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線有意義。
我國(guó)企業(yè)的管理水平參差不齊。不客氣地說(shuō)，很多工業(yè)企業(yè)的管理水平可能還達(dá)不到一百年前泰勒所在的年代。對(duì)于一些以農(nóng)民工為主的工業(yè)企業(yè)，能把訂單跟住，能夠?qū)崿F(xiàn)班組、工作中心級(jí)別的信息流和物質(zhì)流的同步就非常不錯(cuò)了。所以，企業(yè)選擇APS并不是越高級(jí)越好，可以選擇比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的APS。
各個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理的復(fù)雜性差距很大。有些企業(yè)，產(chǎn)品品種不多，專線生產(chǎn)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備資源很少，工藝簡(jiǎn)單，人工排程和APS排程的結(jié)果不會(huì)有太大差距。這種情況下，利用APS可以大大降低人工的工作強(qiáng)度，也能避免一些低級(jí)錯(cuò)誤。這種企業(yè)也沒(méi)有必要選擇太昂貴的APS。
有些企業(yè)，具有明顯的瓶頸設(shè)備（主資源）。不論是用APS或者是ERP中的MRP都能實(shí)現(xiàn)企業(yè)的需求。
有一點(diǎn)需要強(qiáng)調(diào)。精益管理是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。一些企業(yè)目前管理水平只能適應(yīng)比較粗的管理，采用功能簡(jiǎn)單的APS是可以的。但是，當(dāng)企業(yè)管理水平提升以后，APS是否能夠適應(yīng)新的需求環(huán)境是必須要考慮的。
一個(gè)優(yōu)秀的APS，應(yīng)該體現(xiàn)先進(jìn)的管理理念并將這一理念在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程得到貫徹實(shí)施。在APS的系統(tǒng)下運(yùn)行，企業(yè)能夠不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，不斷解決問(wèn)題，不斷提高企業(yè)的管理水平。而這些要求的實(shí)現(xiàn)，應(yīng)該由生產(chǎn)企業(yè)自行實(shí)施，而不是必須隨時(shí)要軟件供應(yīng)商提供幫助。
3、是手工自動(dòng)化？還是利用人工智慧？
在大型工業(yè)企業(yè)，生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度專家是企業(yè)的寶貴財(cái)富。在多年的生產(chǎn)實(shí)踐中，他們積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。這些經(jīng)驗(yàn)絕不是用某些軟件就能替代的。換句話說(shuō)，如果軟件系統(tǒng)不能吸收企業(yè)的專家經(jīng)驗(yàn)（用專業(yè)一點(diǎn)的說(shuō)法是：量化專家經(jīng)驗(yàn)），那么，這個(gè)APS可能不會(huì)得到比這些專家更好的結(jié)果。
受到ERP解決方案模式的影響，國(guó)內(nèi)外一些APS供應(yīng)商根據(jù)工業(yè)企業(yè)普遍性的問(wèn)題設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)模板（標(biāo)準(zhǔn)化建模），再根據(jù)客戶的需求做一些個(gè)性化的輸出表格方面的外圍開發(fā)。這種建模方式必須對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)需求和約束做出簡(jiǎn)化或者近似，同時(shí)很難吸收專家經(jīng)驗(yàn)。從這一方面講，不要指望APS有非常成熟的模板可以套用。相對(duì)ERP來(lái)說(shuō)，APS的二次開發(fā)量應(yīng)該多很多，企業(yè)調(diào)研也更加細(xì)致。尤其是，在軟件系統(tǒng)中對(duì)于專家經(jīng)驗(yàn)的量化工作得到體現(xiàn)。沒(méi)有這些條件，APS的排程優(yōu)化問(wèn)題無(wú)從談起。
企業(yè)多年形成的管理模式包括一些細(xì)節(jié)都是有其合理性的。APS必須適應(yīng)企業(yè)并在原有基礎(chǔ)不斷改善；而不是企業(yè)適應(yīng)APS，一開始就要求企業(yè)做出某種改變。比如，企業(yè)生產(chǎn)中的各種報(bào)表，APS應(yīng)該完美地適應(yīng)企業(yè)的習(xí)慣。這一點(diǎn)與ERP的實(shí)施非常不同。
三、關(guān)于APS展現(xiàn)形式
倒排和正排：
一些市場(chǎng)上的APS具有倒排和正排的選擇功能。首先，這個(gè)不應(yīng)該是用戶需要選擇的功能。軟件愛(ài)怎么排都行，用戶只關(guān)心結(jié)果。其次，理論和實(shí)踐都已經(jīng)證明，倒排（JIT）必須以足夠的設(shè)備資源能力為前提，只有流水作業(yè)或者產(chǎn)能非常豐富的時(shí)候，倒排才是可選擇的。優(yōu)化排程目標(biāo)是挖掘最大產(chǎn)能和降低成本。到底是采用正排？倒排？混合排？是“整體解決方案”確定的，而不是要客戶選擇的。
人工干預(yù)：
看到排程結(jié)果（甘特圖）有些不滿意的時(shí)候，局部拖動(dòng)甘特圖，試圖對(duì)排程結(jié)果進(jìn)行改善，并體現(xiàn)人工干預(yù)。在十年前，這個(gè)方法在歐美地區(qū)應(yīng)用很多。這是因?yàn)椋?dāng)時(shí)運(yùn)籌學(xué)的成果還不能支持復(fù)雜生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的計(jì)劃調(diào)度運(yùn)算。現(xiàn)在，在歐美地區(qū)這個(gè)方法早就棄用了。能否支持全局優(yōu)化是APS升級(jí)換代的一個(gè)標(biāo)志。
1、甘特圖拖動(dòng)并立即重新排程，它的前提是排程運(yùn)算必須非常快，否則人們?nèi)蟽勺Ь蜔┝恕Ｇ懊嬉呀?jīng)說(shuō)過(guò)了，找出千千萬(wàn)萬(wàn)可執(zhí)行解中的一個(gè)排程結(jié)果是容易的。例如有些算法只排出一個(gè)結(jié)果就結(jié)束了。在系統(tǒng)不會(huì)自動(dòng)去尋找最優(yōu)結(jié)果。所以，需要人工反復(fù)拖拽，期望找到比較滿意的結(jié)果。
2、實(shí)際上，通常人工拖拽甘特圖的方法一定是局部的優(yōu)化，整體指標(biāo)不一定有好處。只有在產(chǎn)能極大豐富的時(shí)候，才有可能同時(shí)得到全局的改善。
3、采用了智能化的軟件工具，人工干預(yù)應(yīng)該體現(xiàn)在“排兵布陣”，而不是“指揮單兵作戰(zhàn)”。看到某個(gè)班組（設(shè)備）空閑或者哪個(gè)訂單延遲，拖拽一下讓他們提前作戰(zhàn)，攻占了這個(gè)山頭。但如果后續(xù)部隊(duì)沒(méi)有跟進(jìn)是毫無(wú)意義的，或者是占了這個(gè)山頭丟了那個(gè)山頭。
人工干預(yù)應(yīng)該體現(xiàn)在整體布局和目標(biāo)上。例如，制定本階段的排程優(yōu)化目標(biāo)序列；一些訂單需要優(yōu)先安排；把某些資源指定給某個(gè)對(duì)質(zhì)量要求高的重要客戶；安排定期維護(hù)計(jì)劃；縮減和調(diào)整非瓶頸設(shè)備資源和人力，安排到瓶頸環(huán)節(jié)；供應(yīng)鏈的改善等等。把你的需求和戰(zhàn)略告訴APS，具體的安排由它來(lái)做并且達(dá)到你的要求，這才是需要的人工干預(yù)。
4、從軟件供應(yīng)商拓展市場(chǎng)的需要，一拖拽，呼啦啦出現(xiàn)一個(gè)新的排程結(jié)果，這的確好看。對(duì)于初次接觸APS的人來(lái)說(shuō)，非常有鼓動(dòng)效果。但是，APS是一個(gè)優(yōu)化排程工具，而不是游戲機(jī)。從技術(shù)實(shí)現(xiàn)角度，甘特圖拖拽沒(méi)有任何難度。關(guān)鍵的是當(dāng)排程考慮到全局優(yōu)化的時(shí)候，這樣做沒(méi)有實(shí)際意義。再說(shuō)，人的視覺(jué)是有很大局限性的，當(dāng)幾百個(gè)訂單甘特圖呈現(xiàn)在眼前，如果產(chǎn)能已經(jīng)很緊張了，拖拽的結(jié)果一定是顧此失彼。
四、APS僅僅是一個(gè)軟件工具
企業(yè)生產(chǎn)管理是一個(gè)系統(tǒng)工程問(wèn)題，從形式上看到的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的計(jì)劃調(diào)度問(wèn)題是一種表象。解決企業(yè)生產(chǎn)管理難題只能從全系統(tǒng)的角度去分析去論證。千萬(wàn)不要以為上一個(gè)APS就能解決企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度難題，APS僅僅是一個(gè)工具，并且是必須在擁有了正確的整體解決方案后才能奏效的。
造成企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度困惑的原因很多，影響的程度也不同。企業(yè)的管理體制機(jī)制、銷售和市場(chǎng)的管理模式、供應(yīng)鏈尤其是供應(yīng)商的管理問(wèn)題、庫(kù)存管理、布局和環(huán)境問(wèn)題、設(shè)備管理體制、工藝技術(shù)管理問(wèn)題、人力資源管理機(jī)制、以及車間的生產(chǎn)管理模式，生產(chǎn)流程等等問(wèn)題都會(huì)為計(jì)劃調(diào)度帶來(lái)困惑。對(duì)一個(gè)企業(yè)改善生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理，首要的是對(duì)企業(yè)生產(chǎn)管理全面做一個(gè)科學(xué)診斷，找到問(wèn)題的核心以及各種問(wèn)題之間的關(guān)系。之后，才能根據(jù)企業(yè)的實(shí)際設(shè)計(jì)APS解決方案。這是APS真正的價(jià)值所在。與ERP等軟件不同的是，APS必須適應(yīng)企業(yè)現(xiàn)狀，而不是相反。受傳統(tǒng)的軟件工具實(shí)施模式的影響，企業(yè)往往會(huì)忽視這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。企業(yè)診斷和咨詢又是另外一個(gè)密切相關(guān)科學(xué)領(lǐng)域。
五、其他技術(shù)指標(biāo)
——系統(tǒng)集成（接口）
企業(yè)的信息化構(gòu)架應(yīng)該以企業(yè)的核心業(yè)務(wù)為主，也就是應(yīng)該從企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度的信息化為核心，并由此向外圍擴(kuò)展。遺憾的是，很多企業(yè)或多或少有了ERP、MES、PDM、CAPP等軟件，恰恰在核心部分屬于空白。無(wú)論現(xiàn)狀怎么樣，APS必須考慮好與其他軟件的接口問(wèn)題。
1、開放標(biāo)準(zhǔn)
2、模塊設(shè)計(jì)
3、良好的應(yīng)用編程接口(API)設(shè)計(jì)
4、分布式協(xié)議
5、整合機(jī)制
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本文標(biāo)題：APS系統(tǒng)選型要注意哪些問(wèn)題？
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