APS已成爲實現從長(cháng)期的(de)供應鏈設計和(hé)優化(huà)到生産調度在内的(de)整個(gè)生産過程的(de)精确計算(suàn)和(hé)全權掌控的(de)核心，從而被譽爲ERP精益化(huà)的(de)核心、供應鏈優化(huà)的(de)引擎、MES系統的(de)指揮棒，成爲制造業實現精益化(huà)、柔性化(huà)和(hé)智能化(huà)生産的(de)重要組成部分(fēn)，得(de)到越來(lái)越多(duō)的(de)企業關注和(hé)認可(kě)。
兩年前，金蝶董事局主席徐少春撰寫了(le)《ERP改變中國》。的(de)确，這(zhè)本書(shū)出版之前的(de)幾年中，中國企業界開始認識并運用(yòng)ERP（企業資源計劃）提高(gāo)企業的(de)管理(lǐ)水(shuǐ)平。一時(shí)間，ERP似乎成了(le)企業管理(lǐ)的(de)代名詞。ORACLE、SAP、i2等一批外國品牌的(de)ERP大(dà)舉進攻占領了(le)中國的(de)主要市場(chǎng)。
同時(shí)，ERP在企業的(de)實際運作中開始出現了(le)種種問題。“上ERP是找死，不上ERP是等死”，洋産品開始水(shuǐ)土不服。本來(lái)，這(zhè)個(gè)現象并不是ERP本身的(de)問題。任何企業信息化(huà)都要依照(zhào)自身的(de)基礎條件來(lái)實施。不能想象，當一個(gè)企業連物(wù)料都亂擺放，各種數據都不準确的(de)情況下(xià)，ERP能夠發揮作用(yòng)改變企業的(de)管理(lǐ)水(shuǐ)平。于是，ERP在企業實施中的(de)切換和(hé)磨合期非常漫長(cháng)，等全部就緒了(le)，才發現，與企業實際管理(lǐ)的(de)預期目标相差甚遠(yuǎn)。ERP對(duì)于财務、進銷存、人(rén)事薪金管理(lǐ)功能非常好，但對(duì)于生産管理(lǐ)的(de)功能幾乎爲零。ERP從最初的(de)出現就不是針對(duì)生産管理(lǐ)的(de)。它依據的(de)管理(lǐ)原則是：清晰的(de)現狀，未來(lái)可(kě)能的(de)趨勢。它最大(dà)的(de)貢獻在于企業現狀管理(lǐ)的(de)信息透明(míng)、準确。因此，對(duì)于企業信息化(huà)的(de)建設，ERP的(de)基礎地位毋庸置疑，無可(kě)替代。關鍵的(de)問題在于，我國企業的(de)制度建設相對(duì)滞後，管理(lǐ)模式陳舊(jiù)，所以中國企業ERP的(de)實施，注定要在鬥争中進行。但這(zhè)不是ERP本身的(de)原因，而恰恰是企業的(de)現實發展與ERP的(de)革新管理(lǐ)思想不相适應的(de)一面。ERP對(duì)于生産管理(lǐ)的(de)缺陷是天生的(de)，它出生之初的(de)目的(de)就是爲了(le)上層管理(lǐ)者服務的(de)。ERP中的(de)生産部分(fēn)一般由如下(xià)幾大(dà)模塊構成：MPS（主生産計劃）、MRP （物(wù)料需求計劃）、MOM（生産訂單管理(lǐ)）、SFC（車間現場(chǎng)管理(lǐ)）。由于ERP是基于無限産能，并且是以訂單向後“推出”的(de)計劃，所以無法給出生産詳細計劃準确交期詳細的(de)排産安排以及物(wù)料需。ERP生産管理(lǐ)模塊（MPS、MRP、MOM、SFC）提供的(de)就是一個(gè)非常粗略的(de)計劃與生産過程數據采集統計功能，無法滿足用(yòng)戶實際的(de)生産流程控制。必須一個(gè)計劃層和(hé)控制層之間的(de)執行環節。于是，生産管理(lǐ)的(de)任務當然地由MES（制造執行系統）來(lái)完成了(le)。
MES(Manufacturing Execution System)制造執行系統的(de)理(lǐ)念起源于上個(gè)世紀90年代，MES軟件在最近若幹年才逐漸成熟。MES是在公司的(de)整個(gè)資源按其經營目标進行管理(lǐ)時(shí)，爲公司提供實現執行目标的(de)執行手段，通(tōng)過實時(shí)數據庫連接基本信息系統的(de)理(lǐ)論數據和(hé)工廠的(de)實際數據，并提供業務計劃系統與制造控制系統之間的(de)通(tōng)信功能。近十多(duō)年來(lái)，中國通(tōng)過863 CIMS項目應用(yòng)的(de)研究和(hé)推廣，大(dà)大(dà)提高(gāo)了(le)企業的(de)競争力，使中國的(de)制造業水(shuǐ)平上了(le)一個(gè)嶄新的(de)台階。“十五”期間，國家863項目研究将MES作爲重點研究課題，流程工業領域MES成爲技術研究的(de)突破口。在離散型制造企業如何應用(yòng)MES系統？在工廠底層自動化(huà)完善的(de)車間或工廠，實施MES比較容易。但是目前中國制造企業底層自動化(huà)都不完善，通(tōng)過自動化(huà)返回信息進行生産控制不可(kě)能一步到位，必須根據底層自動化(huà)水(shuǐ)平的(de)提高(gāo)，局部完善。目前實施MES的(de)實時(shí)生産信息必須有人(rén)工收集與輸入。要充分(fēn)發揮執行層MES的(de)作用(yòng)，必須加強底層（控制層）的(de)基礎建設。我們需要MES做(zuò)些什(shén)麽呢(ne)？● 出現用(yòng)戶産品投訴的(de)時(shí)候，能否根據産品号碼追溯這(zhè)批産品的(de)所有生産過程信息？能否立即查明(míng)它的(de)：原料供應商、操作機台、操作人(rén)員(yuán)、經過的(de)工序、生産時(shí)間日期和(hé)關鍵的(de)工藝參數？● 同一條生産線需要混合組裝多(duō)種型号産品的(de)時(shí)候，能否防止工人(rén)部件裝配錯誤、産品生産流程錯誤、産品混裝？● 過去12小時(shí)之内生産線上出現最多(duō)的(de)5種産品缺陷是什(shén)麽？次品數量各是多(duō)少？● 目前倉庫以及前工序、中工序、後工序線上的(de)每種産品數量各是多(duō)少？要分(fēn)别供應給哪些供應商？何時(shí)能夠及時(shí)交貨？● 生産線和(hé)加工設備有多(duō)少時(shí)間在生産，多(duō)少時(shí)間在停轉和(hé)空轉？影(yǐng)響設備生産潛能的(de)最主要原因是：設備故障？調度失誤？材料供應不及時(shí)？工人(rén)培訓不夠？還(hái)是工藝指标不合理(lǐ)？● 能否對(duì)産品的(de)質量檢測數據自動進行統計和(hé)分(fēn)析，精确區(qū)分(fēn)産品質量的(de)随機波動與異常波動，将質量隐患消滅于萌芽之中？● 能否廢除人(rén)工報表，自動統計每個(gè)過程的(de)生産數量、合格率和(hé)缺陷代碼？這(zhè)些就是需要MES解決的(de)主要問題。現代企業的(de)目标是追求精益生産，也(yě)就是通(tōng)過減少資源浪費以最小投入實現最大(dà)産出的(de)生産理(lǐ)念以及以具有最優質量和(hé)最低成本的(de)産品，對(duì)市場(chǎng)需求做(zuò)出最迅速的(de)響應的(de)理(lǐ)念。MES是實施精益生産必須的(de)環境條件。爲了(le)達到精益生産，MES必須實時(shí)監測、控制、統計、分(fēn)析各個(gè)生産環節全部細節，這(zhè)也(yě)是MES的(de)主要功能。計劃調度是精益生産的(de)關鍵環節，很多(duō)MES的(de)生産計劃調度模塊功能非常有限，不能有效化(huà)解，以至于很多(duō)企業不得(de)不使用(yòng)Excle表格去應付精确排産的(de)重任。首先是生産需求的(de)随機性，生産需求發生變化(huà)時(shí)，人(rén)工生産排程将十分(fēn)困難；同時(shí)，當生産瓶頸無法預測時(shí)，人(rén)工排程很難操作，資源不得(de)充分(fēn)利用(yòng)，訂單不能按期交付。尤其是，當小批量、多(duō)品種、工序複雜(zá)的(de)離散型制造業企業矛盾極其突出。人(rén)們于是急切地轉向求助更加強有力的(de)精益生産解決方案：APS。提高(gāo)效率和(hé)效益的(de)利器APS
APS就是高(gāo)級計劃排程。APS應該說本來(lái)是MES的(de)一個(gè)模塊，也(yě)許是因爲優化(huà)排産太重要了(le)，技術門檻太高(gāo)了(le)，才拿出來(lái)單獨作爲一個(gè)功能軟件使用(yòng)。APS要滿足資源約束，均衡生産過程中各種生産資源；要在不同的(de)生産瓶頸階段給出最優的(de)生産排程計劃；要實現快(kuài)速排程并對(duì)需求變化(huà)做(zuò)出快(kuài)速反應。● 訂單——企業是否滿足随機的(de)訂單需求？怎樣排産才能完成訂單？● 産能——企業設計産能很高(gāo)，就是産量上不去，機器、人(rén)員(yuán)忙閑不均，生産成本居高(gāo)不下(xià)。● 調度——在排滿計劃的(de)車間，調度指令牽一發而動全身，一個(gè)插單、一個(gè)工序，後面一連串的(de)計劃都要調整。誰能預見未來(lái)的(de)狀況？誰能做(zuò)出快(kuài)速準确判斷？誰能平衡計劃、生産、物(wù)流部門的(de)矛盾？● 庫存——怎樣在最小庫存的(de)時(shí)候保證生産的(de)需要和(hé)按時(shí)交貨？企業調度天天都在均衡這(zhè)些問題，但總是按下(xià)葫蘆浮起瓢。解決問題必須依賴計算(suàn)機優化(huà)排程。那麽優化(huà)的(de)計劃排程和(hé)手工排程有多(duō)大(dà)的(de)區(qū)别呢(ne)？● 需求完成率（Demand Fulfil Rate)，提高(gāo)20%● 客戶滿意（Customer Satisfaction）提高(gāo)● 整個(gè)車間半成品庫存（WIP），減少30%● 勞動力成本（Labor cost），減少10%● 平均生産周期（Average Cycle Time），減少30%● 機器利用(yòng)率（Machine Utilization），增加20%當前人(rén)民币對(duì)外升值對(duì)内貶值、人(rén)工成本上升、企業利潤銳減。一些制造業企業已經到了(le)生死存亡的(de)緊要關頭！從上面數據可(kě)以看出，企業爲提高(gāo)生産效率求助于APS已經非常現實。不能小看僅僅是一個(gè)車間一個(gè)工廠的(de)計劃排程問題，從學術上講，這(zhè)是一個(gè)大(dà)系統、複雜(zá)系統的(de)優化(huà)問題。排程就是排序，就是先做(zuò)什(shén)麽，後做(zuò)什(shén)麽的(de)問題。但是你可(kě)以這(zhè)樣想象，從現在起，幾百大(dà)小設備、幾百人(rén)同時(shí)要做(zuò)各種任務，怎樣才能在各種約束（設備能力、人(rén)員(yuán)、時(shí)間、場(chǎng)地、物(wù)料等）條件下(xià)以及随時(shí)可(kě)能發生變化(huà)（動态）的(de)，實現多(duō)個(gè)目标（交貨期、設備有效使用(yòng)率、最低成本等）？舉一個(gè)簡單排序例子：假設計算(suàn)機每秒可(kě)處理(lǐ)1,000,000序列，我們希望構建一個(gè)最優調度系統，9個(gè)jobs可(kě)以不到一秒鐘(zhōng)就完成，11個(gè)則要一分(fēn)鐘(zhōng)，如果給定20個(gè)jobs，找出最優的(de)排程則需要77147年！實際計劃調度問題會涉及上百台設備，上千個(gè)訂單（jobs），可(kě)見大(dà)系統優化(huà)排程問題非常複雜(zá)。當然，人(rén)們不會以窮舉的(de)方法傻算(suàn)的(de)。統籌學家、計算(suàn)機專家們多(duō)年來(lái)一直在爲解決大(dà)系統的(de)優化(huà)尋找一種快(kuài)速方法。統籌法、啓發式、規則法、仿真法、遺傳基因法等等，這(zhè)些算(suàn)法對(duì)一些特定的(de)需求都有各自的(de)特點，有些“算(suàn)得(de)快(kuài)”，但結果不是最優解，有些收斂極慢(màn)不實用(yòng)。甚至學術理(lǐ)論界都曾懷疑有沒有最優解。直到前幾年，美(měi)國的(de)一位應用(yòng)數學家(LEYUAN SHI)發明(míng)了(le)分(fēn)割嵌套（NP）算(suàn)法，證明(míng)生成馬克夫鏈，實現全局收斂，并可(kě)以給出離最優解的(de)置信區(qū)間。這(zhè)成爲解決大(dà)系統複雜(zá)系統優化(huà)問題的(de)一條捷徑。
APS在流程企業有許多(duō)成功應用(yòng)，特别是與MES模塊集成應用(yòng)。流程業如鋼鐵，化(huà)工等計劃調度問題相對(duì)簡單，因此，優化(huà)排程容易實施。APS在離散制造業，由于排程問題的(de)複雜(zá)性，幾乎目前所有的(de)APS系統都采用(yòng)規則或啓發式算(suàn)法。規則法或啓發式算(suàn)法最大(dà)優點就是能快(kuài)速得(de)到一個(gè)可(kě)行的(de)排程結果，但是無法保證最優解，也(yě)無法量化(huà)排程結果。對(duì)于簡單的(de)流程，較少的(de)訂單，不論什(shén)麽算(suàn)法得(de)到的(de)結果相差無幾。複雜(zá)的(de)排程問題，是否具有優化(huà)功能其結果将有很大(dà)差異。先進計劃排程（APS）的(de)核心就是“先進”二字。否則隻剩下(xià)計劃排程了(le)。大(dà)量研究數據表明(míng)：由規則法或啓發式法得(de)到的(de)排程結果距離最優排程可(kě)相差30％－150％。以最少延遲訂單爲目标，優化(huà)與否的(de)APS在處理(lǐ)100個(gè)訂單時(shí)，可(kě)能總有30個(gè)在延遲交貨，日積月(yuè)累，對(duì)企業是很大(dà)的(de)損失。由于優化(huà)算(suàn)法技術門檻的(de)限制，目前中國市場(chǎng)上絕大(dà)多(duō)數“APS”産品由于“算(suàn)不出來(lái)”，不得(de)不加入很多(duō)人(rén)工幹預（例如：人(rén)爲制定了(le)很多(duō)規則，而這(zhè)些規則本身可(kě)能就是不優的(de)）或者忽略一些問題。從價格上來(lái)說，APS的(de)價格從一兩萬元到一兩百萬。簡單算(suàn)法的(de)低端産品對(duì)于一些流程簡單的(de)小型企業，從手工排産過渡到APS排産，應該說是一個(gè)進步，也(yě)起到了(le)輔助的(de)決策作用(yòng)。很多(duō)企業的(de)實際生産極其複雜(zá)。APS是企業管理(lǐ)軟件中技術含量最高(gāo)的(de)産品，APS的(de)應用(yòng)可(kě)以提高(gāo)企業生産效率百分(fēn)之幾到百分(fēn)之幾十。從經濟學的(de)角度，真正具有優化(huà)排程的(de)APS的(de)價格定位應該至少在幾十萬以上。這(zhè)說明(míng)，中國的(de)APS的(de)市場(chǎng)和(hé)技術都不成熟。
APS（先進計劃排程）是企業管理(lǐ)軟件，它具有高(gāo)度智能的(de)生産計劃調度功能，可(kě)以在多(duō)任務的(de)複雜(zá)條件，并存在著(zhe)諸多(duō)約束條件的(de)生産流程中，最充分(fēn)地利用(yòng)企業的(de)資源條件，找到最佳的(de)調度排程結果。APS的(de)核心是具有尋找最優結果的(de)優化(huà)運算(suàn)引擎。在實際生産中，離散型的(de)工業企業（小批量，多(duō)品種，訂單變化(huà)大(dà)），任務、資源複雜(zá)，約束條件很多(duō)，工序流程複雜(zá)，并且完全是一個(gè)動态的(de)過程。企業需要的(de)就是在可(kě)以容忍的(de)時(shí)間内（例如10分(fēn)鐘(zhōng)）排出一個(gè)最優化(huà)的(de)調度計劃。并且這(zhè)個(gè)排程計劃的(de)優化(huà)程度是可(kě)以判斷和(hé)量化(huà)的(de)，同時(shí)還(hái)可(kě)以預測對(duì)今後的(de)影(yǐng)響（比如可(kě)以看到三個(gè)月(yuè)後的(de)情況）。APS不僅僅具有強大(dà)的(de)排程運算(suàn)功能，還(hái)應該可(kě)以把專家領域知識量化(huà)，自動加入到計算(suàn)機優化(huà)排程中，使得(de)排程更加智能化(huà)，更快(kuài)更好的(de)得(de)到最佳的(de)排程結果。APS必須有很強的(de)适應性。企業的(de)實際經營運作在不同的(de)時(shí)間可(kě)能會遇到不同的(de)要求，例如，有時(shí)會要求最短交貨期，有時(shí)會要求最佳的(de)設備使用(yòng)率，有時(shí)會要求最少庫存，有時(shí)會遇到緊急插單，APS必須很方便的(de)根據企業的(de)需求，滿足企業不同時(shí)期的(de)需求。APS的(de)人(rén)機界面必須要符合企業調度人(rén)員(yuán)的(de)思維模式和(hé)排程習(xí)慣。讓人(rén)經過極其複雜(zá)的(de)培訓，去适應計算(suàn)機的(de)要求，是企業使用(yòng)人(rén)員(yuán)不能接受的(de)。
