APS:重塑制造业排程的新工具(上)

APS高级计划排程=AP高级计划+AS高级排程

自从2015年,《中国制造 2025》颁布,国家正式提出“互联网+”战略开始,数字化转型走到今天已经经历了近十个年头。大多数走在前沿的制造业工厂都已经或多或少的导入“数字化系统”,比如:

大中型企业定制化:

CRM系统——管理客户关系

ERP系统——管理进销存

MES系统——管理生产执行

WMS系统——把握进出库

小型制造企业轻量化:

ERP系统、小工单、安灯系统……

通过这些数字化加IT的手段,企业管理层或老板们能够更好的测量和把控工厂的生产进度、质量等。但最近一两年,在走访客户时我们发现,越来越多的企业的管理者提出了下面的难点:

生产订单一天几百上千张,根本排不过来!

客户交期总延误,客户总投诉!

库存水位太高了,资金都压在库存上了!

未来3—6个月,1~3年的中长期计划怎么做,要做什么?做多少?需要什么资源?

这些问题,无论是MOM、MES,还是ERP、WMS,都是无能为力的……


APS”这个词,有些朋友可能陌生,有些朋友甚至可能只是听说过,没错,随着市场形势的柔性化发展,近几年市场对APS系统的需求越来越多。今天,我们就来聊一聊:

APS系统是什么的?到底有什么用?

会给企业带来什么收益?

什么样的企业需要APS系统?


首先,排程跟制造业一样,是非常古老的、有历史的管理方式。我们现在所有的APS系统,英文是Advanced Planning and Scheduling,中文又称“先进规划排程”系统,或者“高级计划与排程”系统。APS包含高级计划(AP)和高级排程(AS)两部分,也就是说,APS其实分为计划和排产两个部分的,只不过目前市面上大部分的APS软件,还是以侧重AS,即排产为主。实际上,APS主要的作用就是根据规则和约束条件进行物料、资源的计划和调度,为企业实现产销协同、供应协同和高级排产的智能软件。

APS高级计划排程=AP高级计划+AS高级排程

解释一下上述定义里面的几个词语:

规则”指在排产过程中需要遵守的因素,如:订单的优先级、交期、优先使用的设备等。

约束条件”则分为强约束和软约束,强约束指的是生产加工必需使用的设备、规范计划方案的工时;软约束则是指原/辅材料供货周期、加工工艺要求、人机配合、是否委外加工等。

物料”指生产所需原/辅材料、半成品、成品等

资源”在制造业的工厂里,指生产用设备,比如CNC设备、冷镦机这样的主资源,模具、刀具这样的副资源;还有产线操作工人,工人有的是单能工,有的是多能工,还分学徒,成手,每个工人单位时间的绩效和质量水平也是有差别的,不同的订单是需要规划不同技能级别的工人去实施的,因此,操作工人也属于需要计划的资源。

接下来,我们先详细说一说APS的功能。首先:我们来看一下APS中的高级排产功能(AS)。说到排产,所有的制造经理都希望能够准时交货,最小化在制品,缩短客户提前期,以及最大化资源利用率。然而,事实上,这些目标是互相存在冲突和制约的,比如,资源利用率低的时候,更容易完成订单任务;高库存能够保证高准交率,甚至客户提前期可以达到零……而生产排产的目的,就是在这些相互冲突的目标中达到一个最优的平衡,以扩大企业利益。因此,AS高级排产功能就是一个短期的周/日作业计划,它可以精细化到哪个产线、哪个机台,几点几分都要生产什么产品,需要多少物料,多少必要工装夹具,需要哪位操作工人/技术员。APS排产功能,可以为企业带来以下几个收益:

  • 提升排程效率
  • 优化生产计划
  • 提高生产齐套率
  • 提升订单按期交付率

目前,大多数的制造企业都是以Excel人工排产加跟单员反馈的方式来进行主生产计划以及日作业计划的排产,更多可能在ERP系统中跑一遍MRP(Material Requirement Planning,物料需求计划),之后再把生产计划结果用Excel来计算,形成周或者日作业计划,在下发给车间,由车间主任来安排实际的生产作业;把物料需求计划发给采购制定采购计划,这种排产方式存在两个弊端:

一、Excel人工排程效率低,应变能力差

我司服务过的一个5000人左右汽配行业,

工厂最多的时候有40多名计划员(PMC),他们按工序分段式排程。订单来了以后,PMC需要跟生产确认产能,跟仓库确认物料、半成品、在制品数量,跟销售确认交期,跟采购确认货期等等,之后再将得到的数据统计整理,加以各种约束条件,根据经验进行排程。这样的排程模式不但效率低下、耗时长,而且PMC的经验和掌握的数据不对等,很难从给出全局最优资源利用率最高的生产计划。而且,一旦发生生产异常,比如设备故障、物料不足、客户订单变化等,原则上这些异常都是要用产能吃掉的,但人工排产不能快速做出反应就会直接造成生产的等待浪费。

二、ERP的MRP难以匹配真实生产需求

由于ERP的MRP是基于无限产能来和交期倒排计算的,因此,即使经过ERP系统计算过的MRP只能给出最晚开工日以及最晚物料到货日,这样是难以匹配真实生产需求的。而且,它会将订单拆分,使你无法追踪某张订单的生产完成了多少。举个例子,比如:产品A的生产周期是22aT。组装1天,一家工厂有2台CNC设备,那么1月8日来的一张客户要求1月20日交付的,10台A产品的订单,经过ERP计划后,工厂需要在1月11日开工(10天工期)。所需10台的物料都需要在1月11日前到达库房。

此时,如果是APS来计算的话,会有两个不同:

(1)APS会考虑当期日期,1月9日到11日是否有产能空闲,是否可以安排提前生产?

(2)如果计算后在1月10日即可开工,那么所需要的物料可能会在1月10日-1月14日分批采购并抵达仓库。

在此,APS系统可以做到:

1.根据实际作业状况正排计划;2.分批采购,减少库存压力。

再拿这个例子来说,如果1月9日又来了1张10台A产品的订单,在ERP的无限产能的计

算下,可能给出的计划还是在1月11日开工或者ERP会根据预设的提前期,给出1月3日开工的计划(过去开始的计划)。显然,这两种计划都是无稽之谈,需要人为进行委外生产的调整。


我们再看APS的表现:APS则会在考虑当前产能负荷的状态,现有在制品是否可调整,以及对其他产品交期的影响,给出1月9日下午开工,到1月20日,可以交付13台,有7台需要在1月12日委外生产的生产计划。

为什么能够交付13台呢?

因为APS的排产时可以最大化的合并相同工艺产品,减少换线换型时间,提高产能,并且通过协调在制品、半成品的数量,以最大化保证交期,并给出符合实际的委外计划和物料需求计划。

综上所述:

  1. ERP的MRP计算出来的是“真数量”+“假时间”。而采用APS系统在排程效率这块的助益是显而易见的,PMC可以在系统上获取采购、生产、库存、外委等实况信息,在依据预设的规则和约束条件,依靠APS强大的算力,在保证交期的前提下,给出全局最优,即保证交期、换线换型次数最少,资源利用率相对较高,库存量低的排产计划。尤其是在物料多,替代料共用料多、工艺复杂、存在瓶颈工序的3C电子、机加工、装备行业,APS强大的算力是人工Excel排产远远不可匹敌的。
  2. 再者,经过APS计算的排产计划,还能够将更准确的、给予有限产能的物料需求计划、委外计划、采购计划还能反哺给ERP和WMS系统,让ERP系统根据实际生产需求下达采购、委外、出库单,以计划拉动生产作业,不但能够提高生产齐套率、还能降低库存水位,减少了很多企业为了保交期而不得不设置的高库存缓冲,真正做到“做都需要、想做的料都有,不需要的不做”的均衡式、柔性制造。

APS中“AS”的好处在于:能显著提升排程效率,优化生产计划,确保订单按期交付并降低库存;同时,它通过精细化的资源调度,提高了生产齐套率和资源利用率,支持企业实现柔性制造和均衡生产。“AP”的好处是什么呢?敬请期待下期为您详细解答。

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