企業(yè)精益管理咨詢——提供企業(yè)精益戰(zhàn)略管理咨詢落地解決方案服務(wù)，企業(yè)值得信賴的精益咨詢顧問！
在工業(yè)4.0理論，APS、MES、PCS必須嵌入式融合，通過行業(yè)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，建立合適的計(jì)劃與排產(chǎn)模型，對(duì)所需的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)智能決策。這應(yīng)該是工業(yè)大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵應(yīng)用。
1 APS與MES概論：
APS高級(jí)計(jì)劃系統(tǒng)（AdvancedPlanning System）或高級(jí)計(jì)劃與排程(AdvancedPlanning and Scheduling)，分供應(yīng)鏈級(jí)的APS和工廠級(jí)的APS。供應(yīng)鏈級(jí)的APS側(cè)重于SCP（Supply Chain Planning）供應(yīng)鏈計(jì)劃的優(yōu)化，包括網(wǎng)絡(luò)配置計(jì)劃、需求計(jì)劃、庫存計(jì)劃、多工廠計(jì)劃、供應(yīng)計(jì)劃等的優(yōu)化。工廠級(jí)的APS側(cè)重于交期承諾、計(jì)劃與排產(chǎn)、加工順序調(diào)度、物料準(zhǔn)時(shí)配送等的優(yōu)化。
APS功能分高級(jí)計(jì)劃AP(AdvancedPlanning)與高級(jí)排程AS（Advanced Scheduling）。每個(gè)APS軟件供應(yīng)商在AP和AS各有擅長，但其共同的特點(diǎn)是：1、各種資源約束的優(yōu)化算法。2、基于常駐內(nèi)存計(jì)算，計(jì)算速度快。3、可模擬What if..
APS的優(yōu)化算法主要分四代：第一代：基于約束理論的有限產(chǎn)能算法。第二代：基于優(yōu)先級(jí)等規(guī)則的算法、線性規(guī)劃、基于啟發(fā)式規(guī)則的算法、專家系統(tǒng)。第三代：智能算法、遺傳算法、模擬退火算法、蟻群/粒子群算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。第四代：智能算法融合人工智能動(dòng)態(tài)調(diào)整算法，以智能算法進(jìn)行靜態(tài)排程，以多Agent代理協(xié)商進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。
不同的APS軟件供應(yīng)商選用不同的優(yōu)化算法搭建自己的高級(jí)計(jì)劃與排程系統(tǒng)軟件，需要根據(jù)不同行業(yè)特點(diǎn)解決不同的場(chǎng)景問題來決定采用哪種優(yōu)化算法。
APS為離散行業(yè)解決多工序、多資源的優(yōu)化調(diào)度問題。為流程行業(yè)解決順序優(yōu)化問題。為流程和離散的混合模型同時(shí)解決順序和調(diào)度的優(yōu)化問題。對(duì)項(xiàng)目管理與項(xiàng)目制造解決關(guān)鍵鏈和成本時(shí)間最小化問題。
MES(Manufacture Executive System)制造執(zhí)行系統(tǒng)，早期用于SFC（Shop FloorControl ）車間控制，管理工作中心WC（Work Center） 并下達(dá)派工單，主要靠手工匯報(bào)進(jìn)度、工時(shí)、損耗。隨著制造精益化，制造數(shù)字化，形成了MES制造執(zhí)行系統(tǒng)，它包含了11個(gè)模塊：
1、工序詳細(xì)調(diào)度。
2、作業(yè)人員管理。
3、生產(chǎn)單元分配。
4、資源狀態(tài)管理。
5、產(chǎn)品跟蹤管理。
6、質(zhì)量管理。
7、文檔圖紙管理。
8、設(shè)備維護(hù)管理。
9、設(shè)備性能分析。
10、車間數(shù)據(jù)采集。
11、制造過程管理。
主要管理車間的人機(jī)料法環(huán)，是精益生產(chǎn)的數(shù)字化系統(tǒng)，必須融入TPS（Toyota Production System）豐田生產(chǎn)系統(tǒng)和(Lean thinking)精益思想的MES。
現(xiàn)在，MES仍不斷進(jìn)化，包含工廠級(jí)的APS的計(jì)劃與排程和PCS工控的設(shè)備過程控制。PCS（Process Control System）過程控制與監(jiān)督實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物互聯(lián)。
MES是數(shù)字化工廠的核心，將前端產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝定義階段的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理與后端制造階段的生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理融合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程、維修服務(wù)閉環(huán)協(xié)同全生命周期管理。
PLM把3D產(chǎn)品與工藝實(shí)時(shí)下達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)MES，并仿真將檢驗(yàn)數(shù)據(jù)與產(chǎn)品模型標(biāo)注，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析，預(yù)防質(zhì)量問題發(fā)生。APS優(yōu)化生產(chǎn)決策與執(zhí)行?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)反饋，PCS把實(shí)做數(shù)據(jù)采集、聯(lián)網(wǎng)、展現(xiàn)并實(shí)時(shí)返回PLM，有效應(yīng)用到后期的維護(hù)、維修，產(chǎn)品改型、改進(jìn)設(shè)計(jì)和制造。所以，有的供應(yīng)商稱為MOM制造運(yùn)作管理系統(tǒng)。
APS和MES在AS排產(chǎn)功能是重疊的。不過，現(xiàn)在的趨勢(shì)是APS和MES、PCS融為一體，實(shí)現(xiàn)四個(gè)閉環(huán)：1、需求預(yù)測(cè)和訂單承諾閉環(huán)。2、計(jì)劃與排產(chǎn)閉環(huán)。3、排產(chǎn)與執(zhí)行閉環(huán)。4、訂單承諾與訂單履約發(fā)貨閉環(huán)。形成系統(tǒng)自治，自反饋、自決策。
2 APS起源：
APS系統(tǒng)最初起源于制造商對(duì)于更好的時(shí)間安排和優(yōu)化計(jì)劃工具的需求。制造商幾乎都需要更實(shí)時(shí)的,更靈活的生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)。然而,在第一個(gè)APS系統(tǒng)發(fā)布以后，商務(wù)運(yùn)行的模式開始發(fā)生了變化。所有制造商都意識(shí)到快速,積極響應(yīng)客戶需求的重要性。所以,最初APS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是用約束和列隊(duì)模式的簡單理論來解決瓶頸問題、工序順序問題。
然而，現(xiàn)在,卻發(fā)生了改變。新的APS系統(tǒng)則能較好的處理業(yè)務(wù)級(jí)的優(yōu)化順序和及時(shí)修正反饋,以及物料與績效需求的問題。同時(shí)也能在供應(yīng)鏈的多地點(diǎn)之間提供精確的,實(shí)時(shí)的承諾計(jì)劃。
從20世紀(jì)40年代以來，用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行精確計(jì)算來安排生產(chǎn)計(jì)劃,就一直是一個(gè)傳統(tǒng)的研究課題。線性規(guī)劃作為管理科學(xué)的基礎(chǔ)，在管理理論的教科書中比比皆是。數(shù)十年來，學(xué)院派的學(xué)者對(duì)這個(gè)課題的研究樂此不疲。但是現(xiàn)實(shí)世界太復(fù)雜，理論與實(shí)際存在較大的距離，即便使用大型計(jì)算機(jī)，也未取得可行的應(yīng)用。隨著MRP方法的誕生，生產(chǎn)計(jì)劃管理領(lǐng)域就形成了兩種方法或兩種計(jì)劃思想的發(fā)展道路，存在著并行的兩種編制生產(chǎn)計(jì)劃哲理：MRP法和數(shù)學(xué)解析方法。
在20世紀(jì)80年代中期，改進(jìn)的MRP,縮短了計(jì)劃運(yùn)行時(shí)間,開發(fā)了一種快速MRP的模擬技術(shù)。這種方法將復(fù)雜的生產(chǎn)作業(yè)模擬在獨(dú)立計(jì)算機(jī)上,部分采用以常駐內(nèi)存方式進(jìn)行批處理運(yùn)算，脫離了當(dāng)時(shí)占業(yè)務(wù)計(jì)算支配地位的主機(jī)，使制造企業(yè)完成生產(chǎn)計(jì)劃排程只用幾小時(shí)而不是當(dāng)時(shí)所公認(rèn)的20多個(gè)小時(shí)。雖然當(dāng)時(shí)的嘗試并沒有考慮計(jì)劃的約束條件，但它已經(jīng)成為一種新的計(jì)劃與排程方法的開端。
著名的OPT發(fā)明人以色列的科學(xué)家高德拉特(Eli Goldratt)對(duì) APS的發(fā)展有顯著的功績。優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)(OPT)本身就是一種根據(jù)能力的瓶頸實(shí)行計(jì)劃的哲理，后來他又繼續(xù)發(fā)展成為約束理論TOC(Theory of Constraints)，開始在離散制造業(yè)的優(yōu)化排序中應(yīng)用，出現(xiàn)了第一批的APS系統(tǒng)公司和基于常駐內(nèi)存運(yùn)行的交互式的APS產(chǎn)品。
1984年AT&T推出的 Karmarkar’s 算法，成為線性規(guī)劃突破性進(jìn)展，之后幾乎被所有現(xiàn)代LP解決方案所采用。其后，新的APS計(jì)劃與排程系統(tǒng)開發(fā)商，他們其中許多人具有數(shù)學(xué)或運(yùn)籌學(xué)高級(jí)學(xué)位，花費(fèi)多年的心血，將線性規(guī)劃等優(yōu)化方法適用化，實(shí)用化。
在新一代計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，創(chuàng)造出幾乎能在瞬間生成的優(yōu)化計(jì)劃程序，使理論化的數(shù)學(xué)解析計(jì)劃方法達(dá)到了實(shí)用程度。這些新的軟件包被稱為APS引擎(AdvancedPlanning and Scheduling engines)。在MRP的鼎盛時(shí)期，先進(jìn)的計(jì)劃解決方案APS引擎的成熟，使生產(chǎn)計(jì)劃方法的交替不可避免的發(fā)生了。因此,ERP也出現(xiàn)了繼續(xù)完善和功能擴(kuò)充以及改變ERP的功能和性質(zhì)這兩種發(fā)展趨勢(shì)。
基于約束的高級(jí)計(jì)劃和排程技術(shù)的是真正供應(yīng)鏈優(yōu)化的重要引擎,她給錯(cuò)綜復(fù)雜的供應(yīng)鏈叢林中的企業(yè)以敏捷的身軀,來快速反應(yīng)與適應(yīng)激烈競爭切變化多端的市場(chǎng)。實(shí)際上有多種需求導(dǎo)致APS的產(chǎn)生。其原因如下:
(1)、ERP的計(jì)劃系統(tǒng)MRP/CRP的缺陷無法應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)的發(fā)展。直到現(xiàn)在，對(duì)許多使用業(yè)務(wù)系統(tǒng)的人們來說高級(jí)計(jì)劃APS還都是新的內(nèi)容。
(2)、APS的內(nèi)部開發(fā)已經(jīng)完成，技術(shù)已走向成熟，出現(xiàn)很多的供應(yīng)商和產(chǎn)品的現(xiàn)象。
(3)、許多咨詢公司還沒有涉足此領(lǐng)域,直到較好的產(chǎn)品和供應(yīng)商出現(xiàn)。
(4)、人們對(duì)APS的定義來源于較廣的工業(yè)領(lǐng)域。APS在不同的時(shí)間、不同的運(yùn)用點(diǎn)滲透到不同的工業(yè)領(lǐng)域。當(dāng)公司有能力管理自己的數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)時(shí)，實(shí)時(shí)、優(yōu)化就顯得更加的重要。流程行業(yè)最先使用APS技術(shù)，離散行業(yè)較后才使用。
(5)、許多用相似的方案的供應(yīng)商已經(jīng)很積極的聲明自己是APS供應(yīng)商。
(6)、對(duì)APS技術(shù)的貢獻(xiàn)有APICS美國生產(chǎn)與庫存控制協(xié)會(huì)、人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、決策支持系統(tǒng)、工業(yè)工程、物流、管理科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)和生產(chǎn)運(yùn)作管理。每一個(gè)領(lǐng)域都有自己的術(shù)語。也導(dǎo)致了一些混亂。(甚至”計(jì)劃”與”排程”都沒有標(biāo)準(zhǔn)的意義)，這也造就了創(chuàng)造新工具的機(jī)會(huì)。
APS已經(jīng)從企業(yè)內(nèi)部持續(xù)改善的優(yōu)化工具到滿足公司間協(xié)作的供應(yīng)鏈新技術(shù)的進(jìn)化。這個(gè)論題是John Layden,在他的《排程邏輯的進(jìn)化》的文章描述的，讓我們繼續(xù)這個(gè)進(jìn)化,看看有誰在此領(lǐng)域活躍了近二十多年。
3 計(jì)算機(jī)出現(xiàn)之前的APS
在計(jì)算機(jī)之前，一些關(guān)鍵的概念已經(jīng)形成了。一個(gè)是甘特圖，它讓人們看到可視的計(jì)劃并可以交互的更新。這個(gè)簡樸的概念一直延續(xù)到今天,我們用有顏色的橡皮帶、塊、釘子和粉筆在墻上，紙作標(biāo)識(shí)。用數(shù)學(xué)建模的方式來解決計(jì)劃問題的想法出現(xiàn)在至少在1940年。美國和前蘇聯(lián)讓人們手工應(yīng)用這一新的優(yōu)化技術(shù),它叫線性規(guī)劃,運(yùn)用它來解決與戰(zhàn)爭有關(guān)的后勤問題。
4 1950-1960初，計(jì)算機(jī)已出現(xiàn)
APS的進(jìn)化已經(jīng)和計(jì)算機(jī)的進(jìn)步緊密相連了,在1950末或1960年初,許多大公司開始租賃計(jì)算機(jī)計(jì)算和購得大型計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)被用于研究計(jì)劃問題的一部分,如優(yōu)化幾個(gè)關(guān)鍵的物料和能力的平衡,基于產(chǎn)品的需求與能力約束，或者找出批量產(chǎn)品的最低成本的配方。他們一般都使用線性規(guī)劃的算法，其數(shù)學(xué)模型就象現(xiàn)在的小型的電子表應(yīng)用程序(40-60個(gè)方程式和60-100個(gè)決策變量)。在此其間,有兩個(gè)公司首先提供對(duì)計(jì)劃的優(yōu)化工具,他們是在1957成立的Bonner and Moore公司和1962年成立的Haverly Systems 公司。優(yōu)化的處理可以避免混亂,優(yōu)化技術(shù)的嚴(yán)格實(shí)施是一個(gè)較好的解決方案或方法,保證找到對(duì)問題的”最好”的答案且智能的知道何時(shí)發(fā)生,多長時(shí)間發(fā)生。
今天,我們使用優(yōu)化技術(shù)常常是用于一個(gè)較簡單的尋找提高的方法或方案且不能保證找到最好的方案。簡單的尋找提高的技術(shù)叫啟發(fā)式算法，它們經(jīng)常用于時(shí)間的限制或容限.(在10分鐘,找到最好的答案)。線性規(guī)劃較適合嚴(yán)格的優(yōu)化約束和識(shí)別約束,經(jīng)常是對(duì)一個(gè)問題用于經(jīng)濟(jì)上如成本和收入的約束來決定”最好”的方案。
5 1960中期-1970初計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序的進(jìn)步
隨著計(jì)算機(jī)的進(jìn)步,人們有能力可以考慮更復(fù)雜的計(jì)劃問題。先進(jìn)的技術(shù)的工具可以考慮整個(gè)制造工廠和設(shè)置在最小化成本的運(yùn)作且最大化利潤。一些公司結(jié)合計(jì)算機(jī)程序?qū)ιa(chǎn)設(shè)備來優(yōu)化他們的產(chǎn)品配方。人們也開始研究供應(yīng)鏈分銷問題，如公司EXXON開發(fā)程序來集成庫存、采購、制造、分銷管理。
從1960初的幾百個(gè)決策變量到1970的幾千個(gè)變量，到1970年的后期的上萬個(gè)變量，線性規(guī)劃的這種技術(shù)也擴(kuò)展到解決更困難的問題。如生產(chǎn)能力的決定,生產(chǎn)品種和生產(chǎn)線的選擇和對(duì)分銷中心的選址等。這些應(yīng)用最早是出現(xiàn)在流程行業(yè)的計(jì)劃層，許多大的化工公司如Amoco, Chevron, Exxon, Marathon和Shell都積極采購主機(jī)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，部署到他們的制造工廠里,這些公司還采取了數(shù)據(jù)采集與集成數(shù)據(jù)的方法。由于業(yè)務(wù)的需求推動(dòng)，優(yōu)化技術(shù)較好的滿足他們的許多流程和分銷網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)。
許多公司自己在大型機(jī)環(huán)境下開發(fā)自己的工具，開發(fā)線性規(guī)劃的程序。也可以從幾個(gè)供應(yīng)商購買到。如IBM的MPS(后稱MPSX),有些公司卻使用現(xiàn)成的程序開發(fā)語言如Assembler, Cobol,FORTRAN,和PL/1是常用的開發(fā)語言。這些程序是以批處理的模式運(yùn)行。
計(jì)算機(jī)已成為解決排程問題的工具,模擬也被用于制造和分銷設(shè)施的設(shè)計(jì)。模擬工具還開發(fā)成計(jì)算程序, 按照能力和物料的消耗、順序活動(dòng)、計(jì)算批量可以得到排程的結(jié)果?？梢詫?duì)特別的排程問題進(jìn)行開發(fā)的，且這些程序界面可以為用戶交互使用。
基于排程工具的模擬開始出現(xiàn)在1970年，Pritsker是一較早的供應(yīng)商,另外一早期的產(chǎn)品是IBM的CPPS.主要是些化工公司。在1970年就積極使用了計(jì)劃工具，其他行業(yè)也在積極使用計(jì)劃和排程程序。
1980年初,輪胎制造商Kelly Springfield ,PhilipMorris 已經(jīng)使用了APS計(jì)劃和排程程序，造紙公司如St Regis和國際造紙也實(shí)施和運(yùn)用了APS工具。
6 1980年，商業(yè)媒體發(fā)現(xiàn)了APS
約束理論的發(fā)明者高特拉德(1983年9月5日財(cái)富雜志人物)領(lǐng)導(dǎo)的創(chuàng)新產(chǎn)出公司(Creative Output)的產(chǎn)品OPT，以批處理的模式,應(yīng)用一系列的消除瓶頸的算法獲得了許多離散制造業(yè)的客戶。創(chuàng)新公司在和M&M/Mars公司的法律爭端之后,從市場(chǎng)很快的退出。而高特拉德擴(kuò)展了TOC(約束理論)的哲學(xué)，他本人卻以出版和制造導(dǎo)師為職業(yè)。當(dāng)時(shí)和創(chuàng)新公司的同類的I2公司仍然活躍在APS領(lǐng)域。
財(cái)富雜志的文章還提到Numetrix決策科學(xué)公司。它以后又分拆為Numetrix公司和Chesapeake決策科學(xué)公司。這兩個(gè)早期的APS供應(yīng)商具有交互的產(chǎn)品和提供基于內(nèi)寸計(jì)算技術(shù)。（Numetrix被ERP廠商JDE收購，JDE被Oracle收購）。
在APS文章經(jīng)常出現(xiàn)學(xué)術(shù)論壇和使用APS方案的期間,產(chǎn)品介紹開始出現(xiàn)在“商業(yè)周刊”,“Chicago Tribune”,“New York Times”,“Wall Streetjournal”, “Washington post”。
媒體關(guān)注的中心是在1984年,由年輕的AT&T的研究者名為Narendra Karmarkar 開發(fā)的算法，這個(gè)新技術(shù)解決了線性規(guī)劃的問題，是AT&T作為“真正的突破”和“設(shè)計(jì)解決了以前未解決的問題”。AT&T把這個(gè)算法綁定他們的計(jì)算機(jī),價(jià)格近9百萬美元。
在1980年中期,許多大的化工公司認(rèn)識(shí)到可用改善制造流程來阻止下降的利潤，就開始檢查他們供應(yīng)鏈的活動(dòng)。BASF，DOW，Du Pont和Rohm和Haas都開始積極使用計(jì)劃和排程的工具，他們使用自己開發(fā)的產(chǎn)品和工具或自己修改過的APS產(chǎn)品。目的是想要管理真正的整個(gè)供應(yīng)鏈而不是某一局部的方案如制造或分銷。
許多MRPII的供應(yīng)商,為了滿足市場(chǎng)需求也進(jìn)入流程行業(yè)。有些公司卻延遲開發(fā)APS工具或使用APS工具,他們決定用MRP,CRP來滿足他們計(jì)劃和排程的需要。但是,在1990年初,許多大的化工公司已經(jīng)選擇了APS的供應(yīng)商。許多大的航空公司也實(shí)施了復(fù)雜的計(jì)劃和排程系統(tǒng),美國航空集團(tuán)也為其它航空公司建立這些高級(jí)計(jì)劃排程系統(tǒng)。
1980年后期,我們也看到了人工智能,專家系統(tǒng)的出現(xiàn),許多公司把人工智能運(yùn)用到計(jì)劃排版程系統(tǒng)，客戶期望的難題就此解決。DuPont和IBM積極結(jié)合人工智能AI和存在的技術(shù)開發(fā)程序，IBM也開發(fā)了一個(gè)派工系統(tǒng)。
Du Pont用Chesapeake決策科學(xué)公司的MIMI優(yōu)化,把模擬啟發(fā)的產(chǎn)品里加入了專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)用它的數(shù)據(jù)驗(yàn)證、啟發(fā)式的協(xié)作、方案解釋的能力,為計(jì)劃排程的制定起到有效的作用。
實(shí)時(shí)的專家系統(tǒng)產(chǎn)品如G2在此時(shí)也出現(xiàn)了。人工智能AI世界同時(shí)也對(duì)APS的技術(shù)作出了貢獻(xiàn)如基于規(guī)劃的約束和基因算法。用人工智能AI完全達(dá)到期望的要求,可能令人失望。
1980年后期,也出現(xiàn)了圖形用戶界面,有些供應(yīng)商試圖結(jié)合個(gè)人計(jì)算機(jī)來增加它的圖形運(yùn)用能力, 圖形用戶界面成為標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)測(cè)、計(jì)劃、排程工具的一部分。這個(gè)技術(shù)革命，巨大的影響了APS的市場(chǎng)化。
7 1990年，APS市場(chǎng)繁榮和產(chǎn)品增值
在1990年初,消費(fèi)品公司(CPG)開始聯(lián)系APS系統(tǒng)，雖然也有一些早期采用者。在此市場(chǎng)階段,這個(gè)行業(yè)作為一個(gè)整體應(yīng)用APS技術(shù)是很慢的。一些已經(jīng)有能力實(shí)施相對(duì)簡單的制造排程的公司發(fā)現(xiàn)他們需要更復(fù)雜的系統(tǒng),可以處理包括SKU數(shù)量,分銷網(wǎng)絡(luò)的地點(diǎn)的選擇。
許多公司也發(fā)現(xiàn)相似的問題,就是他們的預(yù)測(cè)能力,尤其是在SKU的數(shù)量的管理上, 簡單的預(yù)測(cè)工具卻阻礙了預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性,他們需要集成供應(yīng)鏈的多地點(diǎn)的詳細(xì)的需求,來為了供應(yīng)鏈運(yùn)作決策。
1990年初,SQL的引進(jìn),允許APS工具和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫更動(dòng)態(tài)的互動(dòng)。計(jì)算機(jī)能力的增強(qiáng)和成本的降低,導(dǎo)致新的方案的出現(xiàn)。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)問題的復(fù)雜性,導(dǎo)致基因算法出現(xiàn)。人們開始使用反復(fù)模擬,想要建立更好的方案。但是,隨著開發(fā)的工具處理百萬的決策變量,對(duì)計(jì)算機(jī)和應(yīng)用程序是一大挑戰(zhàn)。
1990年,APS的供應(yīng)商已經(jīng)覆蓋到更廣的工業(yè)領(lǐng)域,如I2、Fastman進(jìn)入電子裝配、金屬品制造等離散制造領(lǐng)域。I2的市場(chǎng)導(dǎo)向和銷售戰(zhàn)略,戲劇性的提高APS的空間。而這以前APS都是一直技術(shù)導(dǎo)向的市場(chǎng)，由于I2、Manugistics等的公司的影響,引起了大咨詢公司的注意。他們開始分配資源給這些產(chǎn)品作服務(wù)。但是,APS對(duì)大的咨詢公司而言有兩個(gè)挑戰(zhàn)。一個(gè)是它需要較深的應(yīng)用專家,而不是集中在IT的應(yīng)用上。二是固定的、標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目實(shí)施方法對(duì)APS項(xiàng)目不太有效,該領(lǐng)域的專家仍然需要決定如何更有效的實(shí)施APS。
1990年中期,許多供應(yīng)商轉(zhuǎn)向微軟技術(shù)的視窗環(huán)境下的用戶界面,除了提供更直觀的用戶界面,報(bào)告能力而且使APS應(yīng)用程序的環(huán)境轉(zhuǎn)向低成本的、性能戲劇性的提高的計(jì)算機(jī)。1990年中期,也看到了APS運(yùn)用到部分的半導(dǎo)體公司。這些公司在改變產(chǎn)品技術(shù)方面有著極大的進(jìn)取心，使產(chǎn)品具有極短的生命周期,這就對(duì)APS來說是一大挑戰(zhàn)，特別是在計(jì)劃和排程。
使用APS技術(shù)的公司有Harris半導(dǎo)體公司、IBM公司、Intel公司、Texas 儀器公司,用APS技術(shù)解決自己業(yè)務(wù)的復(fù)雜問題.
最后,在1990年的中期,APS還吸引了大多數(shù)ERP供應(yīng)商的注意,隨著APS市場(chǎng)的快速成長，產(chǎn)生了ERP供應(yīng)商的新一輪的收購APS公司或自己內(nèi)部開發(fā)APS。許多專家認(rèn)為APS必須嵌入ERP系統(tǒng)。
總之，從二次大戰(zhàn)以后,我們?cè)谏a(chǎn)管理上的生產(chǎn)計(jì)劃上開發(fā)了很多類型的生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng),最早的是用EOQ經(jīng)濟(jì)訂貨點(diǎn)系統(tǒng),2-Bin雙箱系統(tǒng),LP線性規(guī)劃系統(tǒng)。后來在美國,由于物料資源較為豐富,在生產(chǎn)管理上,管理者主要集中考慮人工的效率,所以產(chǎn)生了基于無限約束的MRP物料需求計(jì)劃，同時(shí)在資源比較匱乏的日本，研究開發(fā)出了精益JIT看板拉式系統(tǒng)，主要集中考慮減少物料的浪費(fèi)。同時(shí),在以色列,主要研究關(guān)鍵資源的能力效率,所以產(chǎn)生了TOC約束理論,以提高瓶頸資源的效率來整體提高企業(yè)效率。在一些項(xiàng)目管理時(shí)間較長的制造環(huán)境下如(造船),美國海軍設(shè)計(jì)出了PERT計(jì)劃評(píng)審技術(shù)/CPM關(guān)鍵路徑法。隨著管理的需要，MRP系統(tǒng)與財(cái)務(wù)的結(jié)合就產(chǎn)生MRPII制造資源計(jì)劃系統(tǒng)來優(yōu)化企業(yè)制造資源?，F(xiàn)在管理資源的領(lǐng)域已擴(kuò)展到工程、人力資源、供應(yīng)商、分銷的ERP企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)以整合規(guī)劃企業(yè)資源。
不幸的是,以上的系統(tǒng)都沒有較好的解決企業(yè)效率的基本問題：約束。FCS有限能力計(jì)劃系統(tǒng)利用并擴(kuò)展TOC的原理,全面進(jìn)行多重資源約束的優(yōu)化計(jì)劃。但是,僅僅能力約束還是不夠的,還要考慮物料的約束、需求的約束、供應(yīng)商資源約束、運(yùn)輸資源的約束、分銷資源的約束、財(cái)務(wù)資金的約束。即產(chǎn)生了APS高級(jí)計(jì)劃排程系統(tǒng)。同時(shí)把JIT和TOC的優(yōu)勢(shì)結(jié)合在一起，又產(chǎn)生了DFM需求流制造系統(tǒng)?，F(xiàn)在，企業(yè)的競爭就是供應(yīng)鏈的競爭，整合企業(yè)上游下游的供應(yīng)鏈，使之形成供應(yīng)鏈聯(lián)盟，就需要用到SCM供應(yīng)鏈協(xié)作的SCP供應(yīng)鏈計(jì)劃。
8 APS發(fā)展趨勢(shì)與我國APS應(yīng)用展望
二十一世紀(jì)是信息時(shí)代，經(jīng)濟(jì)全球化步伐日益加快。作為代表當(dāng)今先進(jìn)管理思想的高級(jí)計(jì)劃排程系統(tǒng)，APS的發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：
（1）與供應(yīng)鏈管理更加緊密結(jié)合。小巧靈活的APS系統(tǒng)將為中小企業(yè)的計(jì)劃優(yōu)化服務(wù)。
（2）集成化與分散化。APS則成為各種計(jì)劃技術(shù)與方法的系統(tǒng)融合，體現(xiàn)了計(jì)劃思想的高度集成。然而，由于現(xiàn)實(shí)問題的復(fù)雜性，如不同的行業(yè)與產(chǎn)品特點(diǎn)、不同的企業(yè)規(guī)模等，對(duì)一些企業(yè)來說，采用龐大完整的APS系統(tǒng)并不是最佳選擇。而結(jié)合行業(yè)與產(chǎn)品特點(diǎn)、各具特色的先進(jìn)計(jì)劃系統(tǒng)同樣是APS的發(fā)展趨勢(shì)。
（3）與多品種小批量訂單制造和項(xiàng)目制造結(jié)合。由于消費(fèi)者個(gè)性化需求的日益增長，產(chǎn)品大量生產(chǎn)的時(shí)代即將過去，多品種小批量、個(gè)性化時(shí)代已經(jīng)到來，APS必然是企業(yè)整體的計(jì)劃管理系統(tǒng)。
盡管APS具有強(qiáng)大的功能，非常適合于供應(yīng)鏈整體計(jì)劃問題的解決，但在我國企業(yè)管理實(shí)際中，APS應(yīng)用仍然存在很多需要解決的問題：
1、外部應(yīng)用環(huán)境。APS功能的發(fā)揮主要在供應(yīng)鏈管理上，而我國企業(yè)的供應(yīng)鏈管理還停留在非常初級(jí)的階段，企業(yè)對(duì)于供應(yīng)鏈競爭的意識(shí)還很模糊，因此，APS難以找到真正的用武之地。
2、APS需要全社會(huì)企業(yè)間的網(wǎng)絡(luò)通訊基礎(chǔ)設(shè)施的支撐，而我國的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還不夠完善，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用水平還很低，這些都阻礙了APS的應(yīng)用。
3、企業(yè)內(nèi)部信息化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、流程、計(jì)劃體系薄弱。APS的運(yùn)行需要有ERP、MES、PLM等系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)支持。
4、APS系統(tǒng)的平臺(tái)化，通用化的APS產(chǎn)品很難面面俱到解決各行業(yè)的問題，而且越是考慮的行業(yè)多，越會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)參數(shù)很多，使用難度加大，系統(tǒng)友好性變差，計(jì)算效率降低，最終實(shí)施效果變差。APS軟件一定要是平臺(tái)化、可快速客制化修改。生產(chǎn)管理本來就復(fù)雜多變，精細(xì)化的生產(chǎn)就更是復(fù)雜多變。如果不能快速客制化修改，則很難解決好客戶的實(shí)際問題。
智能制造與工業(yè)4.0下的APS
作為智能制造的源頭，智能計(jì)劃排產(chǎn)是工業(yè)4.0的核心技術(shù)之一，只有實(shí)現(xiàn)計(jì)劃排產(chǎn)的精準(zhǔn)化與最優(yōu)化，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過程的智能化。
在實(shí)現(xiàn)CPS之前，應(yīng)用APS系統(tǒng)，一方面提高了實(shí)際生產(chǎn)與進(jìn)行計(jì)劃的信息技術(shù)系統(tǒng)的價(jià)值，另一方面也提高了生產(chǎn)管理人員和所使用的信息系統(tǒng)的共同生產(chǎn)力。
APS系統(tǒng)必須應(yīng)用工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)，制造業(yè)面對(duì)多品種小批量的生產(chǎn)模式，數(shù)據(jù)的精細(xì)化、自動(dòng)及時(shí)方便的采集(MES/DCS)及多變性導(dǎo)致數(shù)據(jù)劇烈增大，再加上十幾年的信息化的歷史數(shù)據(jù)，對(duì)于需要快速響應(yīng)的APS來說，是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
在工業(yè)4.0理論，APS、MES、PCS必須嵌入式融合，通過行業(yè)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，建立合適的計(jì)劃與排產(chǎn)模型，對(duì)所需的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)智能決策。這應(yīng)該是工業(yè)大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵應(yīng)用。
APS系統(tǒng)也正朝著分布式計(jì)算（智能代理技術(shù)等）和自主認(rèn)知計(jì)算（人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等）發(fā)展，形成工廠級(jí)的CPS（CyberPhysical Systems）信息物理系統(tǒng)，其特點(diǎn)分布式計(jì)算、自主智能決策。
數(shù)字化工廠平臺(tái)是CPS平臺(tái)的基礎(chǔ)，要實(shí)現(xiàn)分布與自主（CPS的關(guān)鍵特征），還有很長路要走。也就是說從計(jì)算智能APS到認(rèn)知智能CPS，需要計(jì)算架構(gòu)的顛覆！
APS高級(jí)計(jì)劃排程系統(tǒng)是20世紀(jì)后50年發(fā)展起來的革命性管理技術(shù)，融合了現(xiàn)代新技術(shù)與先進(jìn)的管理思想，是計(jì)算機(jī)技術(shù)與管理思想的結(jié)晶。APS彌補(bǔ)了ERP在計(jì)劃上的缺陷，成為今天計(jì)劃的核心。但是，由于信息基礎(chǔ)設(shè)施落后、企業(yè)信息化程度很低，APS系統(tǒng)應(yīng)用在我國還有很長的路。隨著我國社會(huì)信息基礎(chǔ)設(shè)施的日益完善、企業(yè)信息化水平的逐步提高，中國制造2025的智能制造的強(qiáng)力推進(jìn)，可以預(yù)言，未來三到五年內(nèi)，APS在我國的應(yīng)用將開始進(jìn)入實(shí)質(zhì)性階段。
下一篇：MES如何助力智能制造？
