APS常见问题分析

APS日渐火爆，已经基本处于从之前供应方卖力推介也不被接受到现在企业方主动要求实施建设的转变过程的局面。虽然这个话题一直有，相关的认识和总结，但还是值得进一步再做分析的。所以，也想对APS的相关问题进行梳理。

第一个问题：需要APS吗？

APS是否重要，不能从其所体现的软件工具或系统角度来说，而应该从业务角度来说。对于制造工厂和车间的运行而言，计划是核心的业务。就如同那句俗话说的，没有规矩不成方圆，领军打仗也得有指挥，制造工厂或车间面对这么多订单并行生产执行、受制于有限的制造资源，如何安排次序、如何权衡轻重缓解，其实都是计划的范畴，计划执行过程总是受到各种形式的干扰或冲击，如何综合协调进行调整，其实都是调度的范畴。制造工厂或车间一般都有为数不少的一些计划员或者调度员在做这些事，倒不是说“存在的就是合理的”，而是计划调度在目前和可预见的很长一段的将来，都是不可替代或者可以忽视的。因此，从业务角度而言，制造工厂或车间的实际运行就一直有这方面的强烈需求，围绕这些业务需求建设APS系统，即使不叫APS而是称呼为别的什么，其实还是要做处理这些业务的。从是否与业务契合的角度来说：APS很需要的。

第二个问题：APS重要吗？

APS的重要性分析从两个角度来说：一是精益提升的角度：制造工厂或车间对精益的追求，不管是打什么大旗，作为管理方面的或提升或规范的精益协调都是企业实际业务始终追求的，一般体现为几个正确：正确的时间、正确的XX（物料、指令）、正确的方式、正确的地点等，其中正确的时间，是APS能够体现的基础能力，其实就是以计划为牵引的协调。如果没有计划，没有最基本的时间序列，恐怕精益会大打折扣或者还是流于经验性的定性，而不是精确的定量；二是MES应用提升的角度：随着我国MES应用越来越普及，MES的应用越来越呈现出效果的情况下，企业也要思考后续还要如何提升，目前企业应用实施MES很大部分都是没有APS的，更多的是实现流程衔接顺畅和信息交递规范，其实手工或现有作业模式计算机化的味道还是比较浓的，在这种背景下，APS就进入了自然而然的可见的提升视野之中。从上面两个角度来说：APS是很重要的。

第三个问题：APS应用需要什么样的基础？

不知道有多少企业是对APS望而却步，对其有浓浓的担心。从心理的角度来说，这可以理解，但不能被吓倒了，有问题就解决问题，才是做事的态度。APS应用的第一个基础，肯定是准确的基础数据，数据要准确，比如作为最重要和最容易出问题的工时基础数据，传统企业里面用于计算工资的定额工时数据，肯定是不准的，甚至“毛”的倍率还是很夸张的，在这种数据基础上上马APS，肯定是“输入的是垃圾、输出的也是垃圾”这种局面；APS应用的第二个基础，是良好的工作模式，传统的经常发生的各个计划员或者调度员去车间争抢资源的情况，这属于型号竖井式调度，是一定要避免的，要形成车间资源是一盘棋需要统一的优化配置的认识，不能随意的说自己的任务重要就去车间现场抢资源，这属于人为的增加车间的各种生产扰动，最终导致的计划执行结果只能是更差，比如更多的订单不能按期完成，更低的资源利用率等；APS应用的第三个基础，是计划与调度业务界面的协调，之前由于没有统一的资源优化配置工具，工厂或车间的计划一般是比较粗放的，比如通过粗放的计划将工作分配给班组长或者工段长，由班组长或工段长进一步细分计划，这属于区域式分块调度，增加了区域之间（班组之间）的协调频度、复杂度和难度，甚至打破计划应该具有的协调关系，在班组长或工段长挑活的情况下，上下游之间的生产计划一定是顾此失彼不协调的，实施APS应该秉持计划统一协调来做的思路，合理划分计划与调度的工作业务界面，计划应该具有一定的严肃性，避免朝令夕改，哪些是执行过程中调度应该做的事，应该界定清楚，不能人人都是计划调度的“一把手”，现阶段工厂或车间还是需要集中进行计划的制定，虽然分布式或者分块化的排产调度技术已经取得一定发展，比如MultiAgent等，但这个距离实际应用的距离实在是比较遥远，还需要进一步深入研究才能缩短学术技术与实际应用的距离的。

第四个问题：企业为什么对APS比较苛求？

企业对APS比较苛求，这是普遍现象，车间的调度人员，尤其是有经验的调度人员，一般对APS运算结果的心理优势都比较大，认为与实际的约束或者考虑有出入，从而结果不可用，为什么会这样呢？APS不同于MES或者其他管理性的信息化系统，模块可以有步骤的分步实施上线，系统逐步成形和具有效果，有一句话形容企业对APS为什么苛求比较合适，“行百里半九十”甚至可以扩充说“行百里半九十九”，工厂或者车间在制定和调整计划时都有自己的一些有特点的约束，如果这种约束反映了实际需求，并且不可忽视或者妥协，如果这种约束APS不满足，即使说已经满足了很多很多其他约束，那也会因为某个约束没有满足，使得所制定的计划不能符合调度人员的期望以及实际生产要求，并进而否定APS，可能这就是所谓“苛求”的根本原因。APS确实很难做，但只要这种“苛求”是企业实际需求，就应该想办法进行满足。其实对于企业来说，在APS并不能称之为货架产品的情况下，尤其是系统定制调整程度比较深以及技术复杂度比较高的情况下，不建议使用国内没有开发能力或者只有简单接口API应用的代理式的国外APS系统，这么做可能不仅仅是自己提出的要求多大成本能实现的局面，而是有没有后继实现扩充逐步完善可能的局面。

第五个问题：APS的应用范围和层次如何看待？

首先，从订单范围角度，有时候企业会这么要求，先挑选一些订单进行APS应用，其实这是不可取的，这些挑选订单所占用的资源大多数情况下都要生产其他的订单的，资源应该面向所有的订单进行统一的优化配置，而不仅仅是为某些特定订单进行排产；其次，从资源范围角度，有时候企业会这么要求，先从局部开始，比如某个工段，比如某个班组等，这么做作为尝试演练验证还是可以的，但工厂或车间的计划是彼此关联的，涵盖的范围越小，问题规模倒是简单了，但业务关联则被割裂了，如果范围限定为车间级，还可以接受，这也是传统的做法，但如果仅仅限定为某个班组或工段，则视野有点狭窄，也不利于从系统的角度整体优化协调计划业务问题。第三，从分形递进的角度，工厂的自底向上的组织一般是：班组/工段/生产线-车间-工厂（跨车间），其实对于工厂而言，就如同班组/工段/生产线是车间组成一样，车间是工厂的组成，具有一定的“分形”特点，上面说从资源范围角度过于强调局部是不可取的，一步到位从全厂角度来推进也是比较冒险的，但无论如何，整个链条是通的，是关联的，长远的目标肯定是解决全局关联协调问题的。这方面，企业需要进行斟酌考虑确定实施应用范围，有时候从系统的角度来考虑，甚至可以更加有利于从源头上减少甚至消灭问题的发生，比如车间的生产扰动有多少是由于ERP引起并进而引起车间生产计划的调整和无谓的增加车间生产计划的复杂度的？APS推进需要多方面综合，不能因为关联协调复杂就将问题割裂的与实际脱节，也不能因为小局部看起来不错的应用验证而忽视整体系统解决思路的优势或者认为简单复制扩充就可以。

APS作为工具或系统，相比MES而言，在技术上是非常复杂的。

谨慎推进是必须的，因噎废食是不可取的；

正视问题是必要的，盲目自大是不可取的。

第六个问题：计划与调度的区别？

APS一般翻译为高级计划排产，其实内涵体现在两个方面：计划排产与动态调度。计划排产，顾名思义，就是排作业计划的，是以订单、资源、工艺等数据和约束为输入，生成作业计划，偏重于总体、偏重于执行前、偏重于静态；动态调度，突出是计划执行中的动态调整，是以来自订单、工艺、准备、执行等层次产生的非预期突发扰动事件为输入，对作业计划进行动态调整，偏重于过程、偏重于执行中、偏重于动态。这两者的味道是不一样的，从业务追求的目标、约束等角度而言差别是比较大的，所需的处理机制也有很大的差别。

第七个问题：不同制造类型对APS需求的差别？

流程行业不是很熟悉，说错了就不好了，这里说的制造是离散型制造。主要有两种方式：重计划轻调度和轻计划重调度。所谓的重计划轻调度是指：尽量强调计划的指导性并尽可能减少调度操作，主要适用于以机器设备为核心资源，工艺较为规范或呈线性、工时可以准确的制造类型；所谓轻计划重调度是指：计划节点相对粗糙但更重视现场协调调度，主要适用于以人力资源为核心的单件、大型、复杂产品的装配型生产，工艺柔性比较大或者非线性，比如带串并行分支的柔性工艺、工时比较难以准确，比如操作工时与工人熟练程度、并行生产人员投入数量具有柔性等，物料供应复杂，比如复杂产品装配的物料条目轻松过万等。

第八个问题：APS的基本运用方式？

APS的基本运用方式，需要从业务角度来说。一是接单时，可以通过APS进行生产能力的平衡，准确回答交货期；二是排产时，可以通过作业和物料的联动计划，这方面不同企业可以有不同的侧重点，比如有的企业物料不是问题，可能需要设备、刀具、或者人员之间的多维资源的协同计划，保证计划的可执行性；三是执行时，通过对生产扰动的响应实现计划的快速调整。

第九个问题：APS与仿真的关系？

传统的APS作为工具或者系统，与传统上认识的图形化物流仿真软件是不一样的，但仍然有人认为APS是一种仿真，这个需要澄清一下。说到仿真，一般人会直观想象是对真实系统的模拟，一般都是图形化甚至是三维的，但其实仿真的内涵很丰富，仿真的核心是反映真实系统的运行，至于图形化或者三维只是一种展示而已。对于APS来说，能够反映真实的计划调度约束并生成具有实际可执行性的排产调度方案，从广义角度来说，其实就是一种仿真，而且对于企业的排产调度业务来说，这才是最本质的。

这就牵引出两个方面的进一步认识：一是APS软件对复杂算法技术进行了的大量封装，强调的是结果而不是展示，不能本末倒置，对于企业来说，傻瓜式操作是最好的；二是，前期美国提出了49项拟后续实施的禁运清单，其中就有“物流模拟软件系统”，大家可能感觉这个比较普通，其实对技术的把握是非常准的，物流模拟系统的核心或者引擎，其实就是APS，否则你的仿真运行按照什么来动呢？而我国在APS方面起步和发展都比较滞后，自主APS的缺乏直接导致我国物流或者生产模拟系统的缺乏，这个也将是后续面向产线级生产双胞胎的核心支撑，只做一些漂亮的界面动画而没有引擎，就号称是数字双胞胎，其实并没有太大意思的，或者只是一个面子工程而已。

第十个问题：模糊排产还是精确排产？

在实际执行中，计划在执行过程中受到大量生产扰动的冲击，使得不能按照预定排产方案精准执行或者不到位的情况比较多，使得作业计划对生产现场的指导性降低甚至丧失了。因此，在APS技术发展中，也出现了两种明显的思路：一是模糊排产，二是精确排产。所谓模糊排产，主要是通过概率或模糊函数表达的工时作为依据，期望通过工时的模糊处理，能够增加排产方案对生产扰动的兼容性；所谓精确排产，利用的是精准的工时，生成时间单位可以是天、小时、分钟，甚至是秒。

这方面有自己的一点粗浅认识：首先，模糊排产的初衷是好的，但实际执行，不能为了模糊而模糊；其次，企业需要的是可执行的计划，模糊排产号称的效果是总体上的，对于企业的实际业务，需要有明确的计划而不是模糊的计划，甚至因为模糊而影响了优化或近优的结果，甚至面目全非就不好了，就不好了；第三，精准排产，虽然排产工时与实作或实际执行工时有偏差，但还是接近真实工时的，生成的计划是可以作为执行计划的，有偏差的话，通过动态调度是可行的适应性的解决思路的。从个人看法来说，我推荐：精准排产。

第十一个问题：MTO和MTS的APS差别？

企业生产组织有面向订单MTO，也有面向库存MTS，这两种形式APS的差别还是需要分析一下。MTO是属于“不见兔子不撒鹰”的那种生产方式，排产也是在有了订单之后才开始，但这种方式的APS输入是比较明确的。MTS是面向库存生产的，即生产的东西主要是用来补充库存，所以这种排产方式的输入订单，是根据库存下降到一定程度后根据补充策略，一般是以自动的方式产生订单进行生产，其交货期以满足库存消耗速率为准。其实现在接触了解的一些企业，都是比较混合的，比如以订单为主，但带有一定的预测性质，或者保持一些品种的基本库存，相当于提前安排了一些订单，等到在实际订单执行时，进行冲抵。其实从技术角度，MTO和MTS对于APS而言，只是订单输入的变化，在技术上的区别并不大，更多的是业务模式上的差别。

第十二个问题：作业计划与物料计划协调的含义？

其实作业计划的约束跟很多都有关系，比如物料、刀具、人员、工具、模具等，或者可以按照5M1E进行细分扩展，但目前APS中比较多或比较强调的是物料协调。作业计划与物料计划的协调主要体现在如何运用方面，一般而言是这样的：首先，排产调度时，现有物料应该作为产品能否排布的约束，有两种情况：一是对于初期订单，基于现有物料库存水平决定作业是否能够安排，其实此时APS就实现了对先有物料的一种分配，此时是先有物料再有作业计划；第二，APS一般都是进行长期的计划排产，后续订单的物料绝大部分情况下是物料没有到位的，这个与APS的关系就是，APS根据作业计划牵引出物料的供应计划，此时是先有作业计划再有物料计划；第三，物料计划的不到位或异常也会影响到作业计划的执行，也是一个生产扰动的来源，但这种扰动不是那种实时的扰动，更多的是根据作业计划的执行而潜在存在的问题，对于企业而言，一般会有较为充裕的时间实现提前解决的，如果在执行过程中到了某个作业要开工的时候才发现物料缺位，那就是比较严重的问题了，也说明企业的生产管理水平实在是太粗糙了。

第十三个问题：利用APS进行粗能力评估是否有意义？

曾经跟一个企业聊，企业对APS是否可用有很大的顾虑，说暂时不需要那么精细的APS排产，只要能够提供大致的哪些订单在什么时间段下发到哪个单元或者粗放的能力评估就可以了。其实这个问题，跟传统的MPR中粗能力计划评估是一样的，但有时候企业还要让用APS来解决。APS当然可以解决，并且是从作业工序级且满足工艺能力约束的角度进行评估，是一种最精细的能力评估，是带有满足有限资源能力的具有可执行性的能力评估。如果在此基础上，通过资源组合进行某种班组、工段或者单元的作业计划截取，也即是能力的分配或评估，当然是可以的。但说实话，简直是多此一举，或者是用大炮打蚊子。所以，利用APS进行粗能力评估，个人认为，属于买椟还珠式的伪命题。

第十四个问题：手工调度调整操作的应用方式分析？

关于这方面的说法是很多的，企业的调度人员说，你的APS应给我提供人机交互手段，让我的实际经验或者系统没有考虑的经验或约束，有个发挥的机会，供应方的技术人员说，APS是牵一发动全身，作业计划动来动去，一是你难以分辨出有哪些影响，基本上是该工序时间点之后的所有工序作业安排都会发生变化；二是APS提供的甘特图上如果作业工序很多，自己都不知道自己调整哪个了，也是一个问题。从某种程度角度而言，凡是没有执行的作业计划，尤其是长期的作业计划，都是可以自由调整的，这些作业计划纳入排产的主要目的是进行长期计划能力的评估。但是对于短期的计划，进行人机交互调整的需求，还是有很充分的需求的，一般规模也容易控制，APS的优势是提供了实时的约束检查与控制机制，保证了手工调度调整操作所生成的方案的约束满足性和可执行性。从这个角度而言，手工调度调整操作是需要的，但要注意应用的时机、范围和关注的重点。

第十五个问题：APS如何处理外协工序？

一般而言，尤其是加工类订单，一般都要经过热处理或者协作车间才能完成整个工艺流程，所以对于APS一般面向的车间类型而言，订单中存在工序外协基本是必然的普遍现象，这个在APS中如何处理呢？一般而言，由于外协用资源非本车间资源，所以传统APS的处理是考虑工艺流程中外协工序所占据的位置，留出外协工序时间作为其后继工序开工的一种约束来实现排产处理；进一步的，如果外协资源能够提前将能力计划推出来，则本车间APS排产时考虑外协资源的能力，所生成计划的可执行性将大大提高；再进一步的，如果所有订单的完整工艺流程的所有资源，均纳入到APS中统一排产，则显然可以实现最为精细和关联的排产，但此时，已经不能称之为外协工序了。

一点浅见，仅供参考。后续有时间继续。

来源：智能制造随笔