(advanced planning and scheduling engines) 高级计划与排程 (advanced planning and scheduling engines)

企业的难题 1. 订单——企业是否满足随机的订单需求？计划变化频繁，计划总是跟不上 变化；插单非常多，计划调整非常困难；交货期经常发生延误，无法正确回答客户的交货期。 产能——企业设计产能很高，就是产量上不去，机器、人员忙闲不均，生产成本居高不下；无法准确预测未来机台产能负荷，无法均衡分配产能。 调度——在排满计划的车间，调度指令牵一发而动全身，一个插单、一个工序，后面一连串的计划都要调整。谁能预见未来的状况？谁能做出快速准确判断？谁能平衡计划、生产、物流部门的矛盾？ 库存——经常发生原材料、零部件的备货不足；半成品、原材料的库存水平非常高，在目前自己工厂的管理体系下，无法确定应该在什么时候什么环节准备多少的库存。 成本——产品的生产周期非常长；计划人员过多，工作协调性差；效率低而且容易造成经费的浪费。

ERP的瓶颈 2. ERP系统实际操作中，在计算机帮助下按产品物料清单（Bill of Materials，BOM）和工艺流程逐级推演，生成在一般平稳生产条件下可以应用的生产计划。生产计划编制仍然采用MRP和MPS计算物料的需求，这种计划模式存在许多固有的缺陷： （1）模型建立在无限能力的假定之上； （2）要求提前期已知，且是固定值；要求工艺路线固定；生产的优先次序只能根据交付周期或日期安排； （3）计划编制所需时间过长，而且对计划的调整工作十分困难；

传统ERP系统的这种计划模型只是限于生产和采购领域，ERP只是运作层面的连续计划系统，大多数情况下没有考虑到目标函数的存在。随着市场竞争逐步加剧，传统制造企业ERP的计划模型越来越不能适应企业适应市场变化的需求，寻找一种替代ERP的计划模型势在必行。APS技术的出现恰恰迎合了这一趋势，提供了替代ERP计划模型的一种选择。

3. APS发展史 APS思想的萌芽阶段—20世纪50年代以前 开始与计算机技术相结合—50-70年代 企业个别开发阶段—60年代中期到80年代 与OPT／MRP/ERP的结合—80年代

APS的理论基础起源于美国1983年Eli Goldratt提出的约束理论（Theory of Constraint，TOC）和最优化生产技术（Optimized Production Technology，OPT），该理论包括了九条生产作业计划制定原则和五条约束理论。基于这一理论基础，APS系统可以在综合考虑设备、人员、工具、原材料以及其它一切影响工厂作业计划能力的约束条件的基础上，对整个制造过程编制详细的作业计划。

APS核心 4. APS的发展是建立在约束理论、运筹学、计算机科学、工业工程、生产运作管理、人工智能、决策支持系统、物流管理、管理科学和其他多种管理研究成果基础上的。其核心是久经磨练的数学算法或解决方案。但APS所采用的并不是单一的技术，而是应用多种具体算法，如线性规划（linear programs，LP）、整数混合规划（mixed-integer programming）、启发式方法（heuristics）、约束理论（TOC）、模拟（simulation）等。

实际应用中要根据所需解决问题的类型决定算法类型。APS从ERP系统下载数据到专用服务器上做常驻内存的处理，实现计划的反复运算或对可选方案进行评估，直至得到可行和较优的计划或进度表。由于这些系统通常不存在数据库查询和存取的问题，APS的反复运算可以很快完成。

APS的技术特征 5. 基于约束理论； 采用多种数学解析的优化算法； 采用脱离主服务器常驻内存运行的计算机技术。

APS主要特点 6. APS的主要目标是某一指标（例如ROB）的总优化。这需要预先假定供应链的结构和其各种不同的资源和边界情况（例如能力限制）是可见的。因此，APS工具是以供应链的跨组织模型为基础的。由于大多数企业都采用ERP作为基本的管理系统，单纯应用APS的企业很少。因此APS在很多企业作为ERP的补充，用于协调物流、开发瓶颈资源和保证交货日期。APS应用各种优化技术，并根据企业的商业目标来改进计划。

7. APS的强大功能主要表现在以下几个方面 综合性 最优化 层次性 平衡性

综合性 APS是整个供应链的综合计划，从企业、企业的供应商、供应商的供应商到企业的客户、客户的客户。计划范围不限于生产，还包括采购、分销、销售等一系列计划。这些计划分为长期、中期和期三个时间段，分别对应战略计划、战术计划和执行计划。APS协调各种计划，保证供应链有关各企业、部门的正常运行。

最优化 APS定义了各种计划问题的选择、目标和约束，采用线性规划等数学模型，使用精确的或启发式的优化算法，保证计划的优化。供应链计划的可行方案数量巨大，想通过简单枚举来找到最优方案是不可能的，甚至要找到一个可行的方案都很困难。在这种情况下，可应用运筹学的数学方法来支持计划流程。线性规划或网络流算法能找到精确的最优解，然而，大多数组合问题只能通过启发式算法（heuritics）来计算近似最优解（局部最优）。APS试图在直接考虑潜在瓶颈的同时，找到跨越整个供应链的可行最优计划。

层次性 供应链最优计划涉及不同的时间跨度（长期、中期、短期）、不同的业务流程（采购、制造、分销等）、甚至不同的供应链成员企业，由于需求的不确定性，不可能一次优化所有的计划。而层次计划折衷考虑了实用性和计划任务之间的独立性，对于不同的计划采用分层次优化的方法。

平衡性 需求的不确定性使计划与现实之间存在偏差，因此必须进行控制，如果偏差过大，计划就要重新修改。APS计划从不同的纬度描述互相补充的功能性计划，APS计划模型通过年度、月度、周、日直至小时、分的多层计划，综合考虑战略计划、战术计划和运作计划，力图减少不确定性对计划的影响。

8. APS发展呈现以下趋势 与供应链管理更加紧密结合。 集成化与分散化 与项目管理结合 外部应用环境还不具备条件

8. APS不足 （1）企业内部信息化基础薄弱。APS的运行需要有ERP／MRPII/CRM等系统提供的数据支持，而国内大中型企业采用上述系统的比例不足20％（有些企业虽然也称之为ERP，但充其量只能算是 MIS)。基本的内部管理信息化问题尚未解决，应用缺乏基础。

（2）APS与ERP的整合还有待完善。ERP没有严格的技术规范，这就使得APS不能和广泛的ERP系统结合。因此，国内大部分企业实际上还不能实现APS与ERP系统的结合。

（3）价格昂贵。一套ERP软件系统需要几十甚至百万美元，相关硬件与网络投资也很昂贵。近年来，我国加入WTO以后，与跨国公司的合作项目大大增加，带来了世界先进的管理思想。随着我国社会信息基础设施的日益完善、企业信息化水平的逐步提高，可以预言，未来三到五年内，APS在我国的应用将开始进入实质性阶段。

9. 结束语 尽管理论上说APS、SCM都能独立运行发挥作用，但真正产生APS的效用，还必须有ERP的支持，ERP还是e-business和e-commerce的基础。有专家说：建楼房不能从第二层开始。在这场IT经济革命交响乐中，没有ERP，就不能奏响CRM或SCM的第二乐章、第三乐章，也就不会有再后续的e-business成功的新高潮。

专家建议多数的基本应用企业，还是先老老实实地实施好面向企业内部的ERP系统，建立起基本的电子数据。而已经实施多年MRPII或ERP的集团化大企业，由于市场和企业结构的变化、当前应用软件的老化，正在面临着管理的改造和软件的更新。这些企业新软件的选型则必须有前瞻性，扩展的ERP可能是较稳妥的方案，当然，要从国外引进软件，必须有足够大的资金和供应链再造的投入。

谢谢