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数字化智造下APS软件的架构与展望

  APS(AdvancedPlanningandScheduling)指的是高级计划与排程均衡供应链与生产过程中各种资源,在不同的供应链与生产瓶颈阶段给出最优的生产与排程计划,实现快速计划排程并对需求变化做出快速反应。

  APS系统最初运用是在一个企业的范围内进行生产计划排程的运算和优化,后被扩展到供应链的计划上,这包括供应商、分销商和出货点的需求。不同的APS软件供应商选用不同的优化算法搭建自己的高级计划系统软件,需要根据解决不同的问题来决定采用哪种算法引擎。

  各个软件公司也各自及时推出了APS软件。尽管种类很多,但是多数APS都能找到共同的结构特征。一般而言,APS由若干软件模块组成,这些软件模块又分成若干组件构成,每个软件模块执行某项特定的计划任务。

  SCOR模型论述了供应链计划中最重要的几个任务,并从两个方面,即计划时间跨度(planninghorizon)和供应链流程(supplychainprocess)方面对其分类。

  SCP矩阵的某一特定部分(如中期采购、生产和配送计划)通常由各自的软件模块进行处理。这些模块的名称因APS供应商而不同,但是它们所支持的计划任务基本上是相同的。通常APS不都能支持所有计划任务。目前,我们仅对软件模块结构和所涉及到的规划任务做大致的了解:

  战略网络计划(StrategicNetworkPlanning)包括所有四个长期规划,特别是工厂选址(plantlocation)和分销结构(physicaldistributionstructure,设计。战略销售计划(strategicsalespanning)所引发的一些问题(如在某个市场上该投放哪些产品)也可以包括在内。基本上,该计划决定了供应链设计和供应商与客户之间基本物料的流动。

  战略销售计划进一步的任务(如长期需求预测)和和中期销售计划一般由需求规划(DemandPlanning)模块支持。大多数APS软件供应商都提供需求履行和CTP(DemandFulfillment&CTP)组件,我们用它来制订短期销售计划(short-termsalesplanning)。

  主计划(MasterPlanning)在中期计划的层次上协调采购、生产和配送。一般会同时考虑配送计划、产能计划和中期人员汁划。此外,它也支持主生产计划(Masterproductionscheduling).

  如果制订生产计划与排程(ProductionPlanningandScheduling)的任务由两个不同模块承担,那么第一个模块负责确定生产批量(lotsizing),第二个模块则用于制订机器排程(Machinescheduling)和车间控制(shopfloorcontrol)。但通常来说,是由一个单独的模块来处理这三项工作。因为非常详尽,所以短期计划层次上制订的计划特别受生产系统组织结构的影响。因此,必须明确所有瓶颈。如果企业采用多级生产流程和产品结构,还必须用一体化管理的方式对其进行协调。为了满足特定行业的特殊要求,一些软件供应商还提供其他种类的生产计划与排程模块。

  短期运输计划(transportplanning)由相应的模块来完成。有时候,还要增加分销计划(distributionplanning)模块来制订比主计划更详尽的物料流动计划。

  展开BOM与订购物料(BOMexplosionandOderingofmaterial)的工作常常留给ERP系统,ERP传统上就是用以支持这些功能的,而且无论如何这些工作都是交易系统完成的。至于那些非瓶颈物料,完全可以在ERP系统内展开BOM。但ERP系统无法支持原材料和零部件的“高级”采购计划,这些计划应该涉及备选供应商、数量折扣、供给量的上下限(上限受原材料供给量不足的影响,下限受中期供应协议的影响)等因素。只有少数APS供应商推出了特殊的采购与物料需求计划(Purchasing&MaterialRequirementsPlanning)模块,该模块可以直接支持(中期到)短期的采购决策。有时,至少会存在一个协作(Collaboration)模块,它有助于加速传统上制造商及其供给者之间互动(协作)的采购流程。不过这种“高级”模块并不多。

  APS模块都致力于决策规划。但是,系统的输入信息(inbound,供应商不可靠、机器设备故障)和输出信息(outbound,未知的客户需求)都存在着不确定性。为了抵御这种不确定性,就必须利用缓冲系统,即或者保有安全库存,或者设定安全时间。缓冲不确定性是涉及整个供应链流程的工作,并且实际上无法将该项工作分配给任何一个单独的模块来完成,因为缓冲或容裕度因特定行业和制造策略而不同。多层的优化安全库存计算和分配一般在需求计划模块处理。

  不同行业的供应链的计划工作存在很大的差异。短期计划工作更是如此。APS软件供应商正在逐渐意识到这一点。因此,他们就同—项计划工作提供几个组件,甚至几个模块,来对特定类型供应链的特性。软件模块可以被看作某种“计划包”(planningkit)。用户可以购买、安装、使用那些业务需要的模块。大部分情况下,无须安装APS供应商提供的所有模块。有时候(但不经常),也可以将不同供应商的APS模块结合在一起使用。

  另一种方法是,某些APS供应商并不提供所有计划工作所需的软件模块,看起来他们又好像对提供完整解决方案很感兴趣。这时,就可以推出供应商和客户的协作模块。更多时候,APS供应商会将APS模块同ERP、CRM软件捆绑在一起销售,构成一全面的供应链管理软件。因此,当你在浏览各软件公司网页的时候,有时很难找到这套软件中的计划模块(特别功能上),也很难证实前面所提到的APS结构。所以,很多情况下,有三种情况下看不到APS术语,一是被SCM供应链模块所包含;二是被MES制造执行改进的MOM生产运作模块包含;三是以为ERP的计划MRPII已有APS计划逻辑。

  有时候,软件模块也用来执行一些原先设计中没有的计划任务。例如,可以用主计划模块制订分销配送计划。如果各模块的模型特征非常相似,且同样的计算方法可用于解决不同类型的问题,这种情形就会发生。除已经提到的软件模块外,供应商经常还提供额外的软件组件来协调不同模块的工作,同时与其他软件系统(如ERP系统或数据库DataWarehouse)相结合使用。

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