概述：APS是高級生產(chǎn)計(jì)劃與排程系統(tǒng)的簡稱。APS的基本原則是按照工藝模型排程，模型由用戶維護(hù)。本文介紹APS運(yùn)行需要的主要模型數(shù)據(jù)，模型中的要點(diǎn)和難點(diǎn)。在閱讀了本文后，您會了解導(dǎo)入APS需要準(zhǔn)備哪些數(shù)據(jù)，目前APS系統(tǒng)可以支持的工藝和主要約束，排程的難點(diǎn)在哪里。

        APS是高級生產(chǎn)計(jì)劃與排程系統(tǒng)的簡稱。APS的基本原則是按照工藝模型排程,模型由用戶維護(hù)。本文介紹APS導(dǎo)入需要的主要模型數(shù)據(jù), 模型中的要點(diǎn)和難點(diǎn)。在閱讀了本文后,您會了解導(dǎo)入APS需要準(zhǔn)備哪些數(shù)據(jù),目前APS系統(tǒng)可以支持的工藝和主要約束,排程的難點(diǎn)在哪里。

        APS生產(chǎn)排程系統(tǒng)基礎(chǔ)知識-數(shù)據(jù)模型 

        通常我們說APS系統(tǒng)是各行業(yè)通用的，排程的邏輯由客戶的工藝模型決定。原則上，只要生產(chǎn)工藝是可以精確的定義，就可以自動排程，雖然各廠商提供的系統(tǒng)功能上各有差異，但無一例外都需要用戶定義工藝模型。

        以PlanMateAPS為列，用戶可以用Excel收集模型，APS系統(tǒng)提供模型維護(hù)工具，通過定義數(shù)據(jù)文件格式將模型導(dǎo)入到系統(tǒng)中。如果是少量的修改，也可以在軟件提供的用戶界面中進(jìn)行修改。

        那些過于靈活沒有原則性的規(guī)則，系統(tǒng)就難以自動優(yōu)化實(shí)現(xiàn)。這部分需要通過靈活的用戶界面，允許用戶干預(yù)進(jìn)行彌補(bǔ)。

        需要明白，APS不能解決企業(yè)所有的問題。產(chǎn)能不足、供應(yīng)商不能按期交貨、現(xiàn)場設(shè)備異常、訂單變更等等，這些問題長期困擾企業(yè)，計(jì)劃部門常常處于救火狀態(tài)。很多人會認(rèn)為，APS只適用于那些訂單和料況穩(wěn)定、異常很少的企業(yè)。實(shí)際正相反，通過導(dǎo)入APS , 可以在一定的程度上幫助企業(yè)緩解問題：

        1.雖然不能增加產(chǎn)能，但可以準(zhǔn)確評估預(yù)測，讓企業(yè)可以提前準(zhǔn)備。是否需要增加設(shè)備？提前訂制模具？準(zhǔn)備外發(fā)？如果需要外發(fā)，APS可以幫助您確定何時(shí)外發(fā)，哪些產(chǎn)品和工單需要外發(fā)，讓協(xié)作廠商可以提前做出準(zhǔn)備。

        2.供應(yīng)商的問題，部分原因是企業(yè)給出的交貨日期不準(zhǔn)確，過于模糊或更改頻繁。 APS

        可以幫助企業(yè)做出更準(zhǔn)確的計(jì)劃，從而能為供應(yīng)商提供更精確和穩(wěn)定的交貨日期，并長期追蹤，在一定程度上改善交貨狀況。

        3.現(xiàn)場異常及訂單變更，傳統(tǒng)的人工修改計(jì)劃方式不只麻煩還會造成計(jì)劃混亂，尤其在有多道生產(chǎn)工序的企業(yè)，插單會引發(fā)大量沖突。APS提供的快速重排可以幫助企業(yè)迅速修改計(jì)劃。

        APS的生產(chǎn)工藝模型：

        1.生產(chǎn)設(shè)備，這里的設(shè)備是指的需要獨(dú)立編制生產(chǎn)計(jì)劃的設(shè)備，如果你的一條生產(chǎn)線有多臺機(jī)器連接而成，只需定義產(chǎn)線，不需要對每臺機(jī)器單獨(dú)定義。在APS中我們稱它為主資源。對于主資源有以下幾種屬性需要注意：

        ●流水生產(chǎn)：SMT生產(chǎn)線、機(jī)械加工設(shè)備、成型設(shè)備等，產(chǎn)品是一個(gè)個(gè)的被生產(chǎn)出來，

        這種是流水生產(chǎn)。

        ●批次生產(chǎn)：加熱爐、磁控濺射機(jī)器、使用大容器清洗，這些設(shè)備在生產(chǎn)的時(shí)候是成

        ●生產(chǎn)模式：在離散制造業(yè)中主資源包括兩種主要的生產(chǎn)模式：流水生產(chǎn)和批量生產(chǎn)批次的。例如一個(gè)加熱爐用于機(jī)械加工中的退火，那么每次要湊夠一定的數(shù)量的產(chǎn)品同時(shí)加熱，不能一個(gè)個(gè)的生產(chǎn)，這種就是批次生產(chǎn)設(shè)備是否可中斷: 以上設(shè)備有一個(gè)重要參數(shù)需要注意，是否可中斷。流水式生產(chǎn)，在換班且時(shí)間不連續(xù)的時(shí)候，機(jī)器可以停下來等第二天再繼續(xù)。而加熱爐式的設(shè)備則不能停，只要啟動就必須連續(xù)做完，這種就不能中斷。

        ●工作日歷：對于生產(chǎn)資源，除了上述需要定義的類型和參數(shù)外還需要考慮它的工作日歷。

        工作日歷以周為基本周期，包括每天分幾班倒、每個(gè)班次的工作時(shí)間、休息日。在工作時(shí)間定義中還要考慮到吃飯休息時(shí)間，中間可能會中斷一段時(shí)間。工作日歷還需要定義節(jié)假日。 PlanMateAPS中，每個(gè)主資源的工作日歷可以不同。

        2.BOM：產(chǎn)品清單及物料消耗結(jié)構(gòu)。APS中的BOM有兩種

        ●工序BOM: 一個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)需要經(jīng)過多個(gè)工序，物料可以在不同的工序點(diǎn)加入進(jìn)來，不需要統(tǒng)一在第一個(gè)工序加入，這就是APS中的工序級BOM。如果一個(gè)產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)周期很長，工序BOM可以延遲物料需求時(shí)間，大大降低物料庫存水平。

        ●物料BOM :與ERP中的BOM相同，按料號定義物料消耗結(jié)構(gòu)

        3.產(chǎn)品生產(chǎn)工序：每一個(gè)產(chǎn)品會經(jīng)過多個(gè)生產(chǎn)工序，這些工序之間具有一定的關(guān)系。

        工序順序：有一些產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝是確定的。比如PCBA中，我們會經(jīng)過鐳雕、SMT的BT兩面、波峰焊或選焊、裝配及測試，每個(gè)產(chǎn)品都按照固定的順序進(jìn)行，每個(gè)工序允許使用的產(chǎn)線設(shè)備不同。

        另外一些產(chǎn)品可能有多選工藝，在機(jī)械加工中比較常見。一臺先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備可以一次性完成車、銑、鉆等多個(gè)工序，排程時(shí)只要排一次即可。而這些工序又可以用兩三臺單一功能的設(shè)備來代替，這就形成了平行可選工序。

        除平行工序外，在機(jī)械加工行業(yè)中，工序的分解也不是固定的。例如一個(gè)6面體的加工，可以分6道工序，每臺設(shè)備加工一面，也可以分3道工序，每臺設(shè)備加工兩面，或者簡單地讓一臺設(shè)備全部做完。工序分解可以依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，使每個(gè)工單的加工時(shí)間長短合適，工序之間的緩沖銜接易于管理，設(shè)備能充分利用。

        工序之間的緩沖：在產(chǎn)品工序的定義中，除了工序順序及設(shè)備選擇，我們還需要注意的是工序之間的關(guān)系和緩沖參數(shù)。

        考慮到運(yùn)輸對產(chǎn)品品質(zhì)及生產(chǎn)效率的影響，應(yīng)考慮區(qū)域及車間限制。在PlanMateAPS中，定

        義多級區(qū)域，主資源有廠區(qū)、車間、設(shè)備位置參數(shù)，可以定義工序間優(yōu)先在同車間、同廠區(qū)生產(chǎn)。例如SMT的BT兩面，嚴(yán)格限定在同車間生產(chǎn)。SMT到波峰焊、切板等，優(yōu)先在同車間生產(chǎn)。

        工序關(guān)系一般有兩種：

        EE：前工序與后工序可以部分重疊

        ES：前工序全部完成后工序才能開始

        對于工序間的緩沖，生產(chǎn)工藝的不同，會有不同的要求。

        ●拼爐生產(chǎn)的工序轉(zhuǎn)移比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)工單可能分多爐次，或幾個(gè)工單合并一爐，出爐后需要冷卻時(shí)間，在工序緩沖定義的時(shí)候要特別注意。這里不詳述，可與供應(yīng)商溝通。

        ●對于流水生產(chǎn)，需要考慮到運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間、運(yùn)輸?shù)墓ぞ呒懊看芜\(yùn)輸承載的數(shù)量。前工序生產(chǎn)會有一些延遲，因此還需要有一定的緩沖。緩沖方式可以按時(shí)間或按產(chǎn)品數(shù)量定義。

        產(chǎn)品工序需要使用的設(shè)備和生產(chǎn)節(jié)拍：

        產(chǎn)品經(jīng)過多個(gè)生產(chǎn)工序，在每個(gè)工序上都需定義允許使用的設(shè)備。即使在相同工序，每個(gè)產(chǎn)品允許使用的設(shè)備也是不一樣的，在允許的設(shè)備中，也會有不同的優(yōu)先級和節(jié)拍時(shí)間。例如SMT，由于線體配置不同，節(jié)拍時(shí)間有很大差異。

        在成型行業(yè)，產(chǎn)品選擇模具，模具選擇設(shè)備，每個(gè)模具可以使用的機(jī)器有一定要求。例如一個(gè)模具可以用于60、80噸的機(jī)臺，在不影響交貨的情況下，要優(yōu)先使用小噸位機(jī)器以節(jié)省費(fèi)用。

        流水式生產(chǎn)的節(jié)拍：

        節(jié)拍時(shí)間是以每隔多長時(shí)間產(chǎn)出一個(gè)產(chǎn)品來計(jì)算的。有的企業(yè)以每小時(shí)產(chǎn)量來定義產(chǎn)能，節(jié)拍時(shí)間 = 3600s/每小時(shí)產(chǎn)量

        在成型行業(yè)中，我們以每出模一次作為節(jié)拍時(shí)間。如果模具上有多個(gè)穴位，節(jié)拍時(shí)間要除以穴位數(shù)。

        節(jié)拍時(shí)間 = 出模周期/產(chǎn)品穴位數(shù)

        爐式生產(chǎn)的節(jié)拍和數(shù)量：

        對于爐式生產(chǎn)方式，生產(chǎn)時(shí)間不能按照單個(gè)產(chǎn)品計(jì)算，而要定義每爐需要的總時(shí)間，還要考慮爐次間的切換時(shí)間。

        在拼爐生產(chǎn)方式下，我們還需要考慮每個(gè)爐次的總?cè)萘俊Ｒ虍a(chǎn)品的尺寸不同，不同產(chǎn)品允許加工的數(shù)量也不同。可以按以下方式做定義：

        以標(biāo)準(zhǔn)尺寸產(chǎn)品定義爐次容量，再為每個(gè)產(chǎn)品定義其大小，可以為標(biāo)準(zhǔn)尺寸的倍數(shù)（允許小數(shù)），在對不同大小產(chǎn)品排程時(shí)需要根據(jù)產(chǎn)品大小計(jì)算每次允許排的產(chǎn)品數(shù)。

        另一種情況是生產(chǎn)需要使用特別的夾具，需要定義每爐可以容納的夾具數(shù)，各種產(chǎn)品規(guī)格所擁有的總夾具數(shù)以及產(chǎn)品與夾具的對應(yīng)關(guān)系，會對排程產(chǎn)生約束。

        在爐式生產(chǎn)排程中，還需要考慮不同產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)間，需要使用的材料等。只有加工時(shí)間和材料一致的產(chǎn)品才能拼為一爐。

        輔助資源:

        輔助資源對生產(chǎn)排程有約束作用，包括各類治具、夾具、模具，SMT中的鋼網(wǎng)。在主要依賴人力完成的工序中，工人也是一種輔助資源。

        在PlanMateAPS中，輔助資源分為幾種類型：

        工人：在有些行業(yè)中，工人是影響生產(chǎn)的主要資源。例如，成品組裝、制衣等。因工人有操作技能的差異，不能完全以總?cè)藬?shù)做約束。假定車間有兩道主要工序A,B，共有100個(gè)工人，其中50人僅可操作A工序，30人僅可操作B工序，有20人可以操作AB工序，我們可將工人分為3組，1：50人，2:30人，3:20人，其中組3的20人AB兩道工序均可操作。

        模具類：主要是指成型行業(yè)中的模具。模具與普通的輔助資源不同，模具與主生產(chǎn)資源有關(guān)聯(lián)關(guān)系，且決定生產(chǎn)的節(jié)拍時(shí)間。另外還有一模多穴、多產(chǎn)品拼模等問題，這些都需要在APS的工藝模型中給出定義。

        工具類：鋼網(wǎng)、治具、夾具、測試儀器等。這類輔助資源在排程中只起到約束作用，不影響生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間。在切換產(chǎn)品的時(shí)候，也不影響工單任務(wù)間的切換時(shí)間。

        在組裝等工序中，有兩種情況需要考慮：

        1：每個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)需要的工人人數(shù)是固定的，總?cè)藬?shù)決定了可以同時(shí)生產(chǎn)哪些產(chǎn)品。

        2：工人人數(shù)有一定的范圍，例如一個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)需要8-12人，但是人數(shù)會對生產(chǎn)節(jié)拍有影響（人多做的快），這種情況下模型也要定義不同人力對生產(chǎn)節(jié)拍的影響。APS做優(yōu)化時(shí)需要根據(jù)人力計(jì)算任務(wù)的工作時(shí)間。

        產(chǎn)品屬性及切換:

        產(chǎn)品屬性可以對排程產(chǎn)生影響或僅作為報(bào)表中的參考。主要的屬性可以包括：機(jī)種、產(chǎn)品類別、客戶、運(yùn)輸方式、顏色、主材質(zhì)等。

        切換的優(yōu)化也是APS系統(tǒng)一個(gè)重要功能。主要包括：同產(chǎn)品、同模具、同屬性的產(chǎn)品切換優(yōu)化。PlanMateAPS中可以按照產(chǎn)品屬性優(yōu)化切換。例如成型中的顏色，將同顏色，或同色號不同色度的產(chǎn)品排在一起以減少色粉的浪費(fèi)。SMT中可定義相似機(jī)種，將相似機(jī)種優(yōu)先排在一起以減少切換時(shí)間。

        為了簡化人力管理，同一個(gè)組裝線，最好將需要相同人力的任務(wù)排在一起。但是實(shí)際情況很難滿足，如果人力一直在變化，會為車間管理增加難度。PlanMateAPS針對這種情況提供了一種很好的解決方案，給出人力變化與裝換表，幫助車間管理人力資源。

        總結(jié)：

        以上是自動排程系統(tǒng)需要的工藝模型，各產(chǎn)品可能還會有一些差異，可以在系統(tǒng)導(dǎo)入的時(shí)候與供應(yīng)商再溝通。

        這些數(shù)據(jù)在手工排程方式也是需要的，只是在手工方式，沒有明確地給出定義和要求統(tǒng)一管理，而是由計(jì)劃員自行管理，或者變成計(jì)劃員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)。有時(shí)在計(jì)劃員請假或離職時(shí)，這些數(shù)據(jù)丟失造成排程混亂。

        有些客戶會說，這些數(shù)據(jù)我們沒有很好地整理，導(dǎo)入APS有困難。讓我們反過來考慮這個(gè)問題:沒有人整理的原因是：一個(gè)工作如果沒有強(qiáng)迫，就沒有人認(rèn)真做。沒有認(rèn)真整理工藝數(shù)據(jù)，是管理的瑕疵。APS強(qiáng)迫企業(yè)管理自己的工藝數(shù)據(jù)，幫助企業(yè)改善管理，積累工藝數(shù)據(jù)。工藝模型準(zhǔn)確，就不會在老員工請假或離職時(shí)，因?yàn)樾氯瞬欢鹩?jì)劃混亂。而長期積累工藝數(shù)據(jù)，也有利于工藝的改善。導(dǎo)入APS的另一個(gè)好處是，產(chǎn)線按照標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)能排程，杜絕了隨意性，可以準(zhǔn)確評估產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，減少了設(shè)備工時(shí)浪費(fèi)，對于整天提高生產(chǎn)效率有很大幫助。