生產(chǎn)計劃、車間排程、APS高級計劃和排程
1、生產(chǎn)計劃定義
生產(chǎn)計劃是企業(yè)對生產(chǎn)任務(wù)作出統(tǒng)籌安排，具體擬定生產(chǎn)產(chǎn)品的品種、數(shù)量、質(zhì)量和進度的計劃。是企業(yè)經(jīng)營計劃的重要組成部分，是企業(yè)進行生產(chǎn)管理的重要依據(jù)。既是實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營目標的重要手段，也是組織和指導企業(yè)生產(chǎn)活動有計劃進行的依據(jù)。企業(yè)在編制生產(chǎn)計劃時，還要考慮到生產(chǎn)組織及其形式。但同時，生產(chǎn)計劃的合理安排，也有利于改進生產(chǎn)組織。
生產(chǎn)計劃是指一方面為滿足客戶要求的三要素“交期、品質(zhì)、成本”而計劃;另一方面又使企業(yè)獲得適當利益，而對生產(chǎn)的三要素“材料、人員、機器設(shè)備”的確切準備、分配及使用的計劃。
2、車間排程
生產(chǎn)排程是在考慮能力和設(shè)備的前提下，在物料數(shù)量一定的情況下，安排各生產(chǎn)任務(wù)的生產(chǎn)順序，優(yōu)化生產(chǎn)順序，優(yōu)化選擇生產(chǎn)設(shè)備，使得減少等待時間，平衡各機器和工人的生產(chǎn)負荷。從而優(yōu)化產(chǎn)能，提高生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)LT。簡而言之：就是將生產(chǎn)任務(wù)分配至生產(chǎn)資源的過程。
更為重要的是生產(chǎn)排程的依據(jù)和原則：
1）生產(chǎn)訂單供不應求時排程要求和原則：調(diào)查產(chǎn)品瓶頸限制產(chǎn)能工序為依據(jù)，以邊際利潤高為導向排產(chǎn)。
2）生產(chǎn)訂單供過于求時排程要求和原則：以成本優(yōu)先原則，以市場及客戶滿意度為導向排產(chǎn)
3、生產(chǎn)計劃、車間排程特點
1）生產(chǎn)計劃
第一，面向交付
生產(chǎn)計劃是面向需求的，是以交付為最終目標。其職能是為了滿足客戶需求而展開的，具體的職能可以定義為：
需求管理、粗產(chǎn)能平衡、細產(chǎn)能平衡、物料平衡、相關(guān)需求確定、交期承諾和回復等。
第二，長周期的
為了滿足未來的客戶需求，尤其在MTS（備庫式）場景，需要做較長周期的需求管理，其時間跨度可以是年、季、月，周、日。
第三，強調(diào)完工
因為面向需求，所以強調(diào)完工。因為客戶是關(guān)注合適開工，而合適可以交付。所以，生產(chǎn)計劃強調(diào)的是完工。
2）車間排程
第一，面向產(chǎn)出
車間排程是任務(wù)分配過程，所以面向的作業(yè)，是面向工序任務(wù)、面向資源的任務(wù)匹配過程。
車間作業(yè)自然會涉及到獨立資源工序任務(wù)的順序、負荷、分派工作，還需要考慮替代路線等等，是一個十分離散的NP問題。
第二，是短期的
因為生產(chǎn)過程具有動態(tài)特征（異常眾多），長期的僅僅可以預排而非鎖定，自然只能考慮短期的。一般而言，鎖定三天的排程就比較困難，較多的是根據(jù)生產(chǎn)特征鎖定1-3天的
第三，強調(diào)開工
既然面向產(chǎn)出，自然是需要考慮開工，需要在開工的時候需要產(chǎn)能和物料的齊套，開工時就需要考慮產(chǎn)出效率（切換優(yōu)化等等）。
4、生產(chǎn)計劃和車間排程的沖突和耦合
生產(chǎn)計劃和車間排程由于目標的不同，是沖突的：計劃面向交付，以交期為優(yōu)先，則不要集批。而排程面向交付，則需要依據(jù)產(chǎn)出集批。而從里特定律WIP（在制品）=TH（產(chǎn)出率）*CT（加工周期）明白其中的原由。
圖1 交付與產(chǎn)出沖突示意圖
但是，交付與排程又是強耦合的，因為雖然計劃強調(diào)完工，需要開工來保障。
由于一個工廠的需求的動態(tài)性，且有N多的客戶需求（預測/訂單/備庫）是一個等待的隊列，經(jīng)過工序級的MRP分解后，變成了資源組（工站，Oper）的工序任務(wù)隊列，前后工序關(guān)系（SS、FF、SF、FF等）組合了復雜的加工路徑，然后才可以經(jīng)過預排確定訂單（多產(chǎn)品組合）的完工。生產(chǎn)計劃相關(guān)人員才可以利用信息系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)控訂單的需求日與訂單計劃完工日的偏差。注意：由于需求的動態(tài)性，訂單的計劃完工日是動態(tài)的，偏差自然也是動態(tài)的。
圖2 工序任務(wù)計算PPM（產(chǎn)品過程）模型
圖3 工序任務(wù)第一個工序開工（投料日）計算示意圖
5、APS高級計劃和排程
APS高級計劃與排程(Advanced Planning and Scheduling)，是解決生產(chǎn)排程和生產(chǎn)調(diào)度問題，常被稱為排序問題或資源分配問題。在離散行業(yè)，APS是為解決多工序、多資源的優(yōu)化調(diào)度問題；而流程行業(yè)，APS則是為解決順序優(yōu)化問題。它通過為流程和離散的混合模型同時解決順序和調(diào)度的優(yōu)化問題，從而對項目管理與項目制造解決關(guān)鍵鏈和成本時間最小化，具有重要意義。
APS高級計劃和排程，是生產(chǎn)計劃和車間排程集成的系統(tǒng)，只要確認需求和進度控制兩個環(huán)節(jié)，大大簡化了生產(chǎn)計劃和車間排程的難度和工作量，屬于賦能生產(chǎn)計劃和車間排程的軟件系統(tǒng)。
在建設(shè)數(shù)字化工廠（智能制造）的大環(huán)境下，APS高級計劃和排程正在被越來越多的工廠認識到并進行有益的嘗試。
圖4 生產(chǎn)計劃和車間排程的相互關(guān)系
APS高級計劃和排程具有以下的價值：
1）是數(shù)字化工廠無法回避的系統(tǒng)模塊
實現(xiàn)數(shù)字化工廠，必須實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動流轉(zhuǎn)和工廠運作的整體優(yōu)化。到目前為止唯有APS高級計劃軟件才可以實現(xiàn)，從里特定律WIP（在制品）=TH（產(chǎn)出率）*CT（加工周期）也可以判斷出，APS高級計劃和排程優(yōu)化后的投料控制，才可以實現(xiàn)交付好、產(chǎn)出高和庫存低。
2）賦能計劃和排程過程，減少計劃和排程的難度和強度
用Excel進行CTP和交付回復、RCCP和CCP（相關(guān)需求一般采用MRP），是一個十分繁瑣和復雜的過程。計劃員如果不是VBA和Excel高手很難減少工作量和有相對科學的結(jié)果。用Excel排程計算，難度會更加的大。一般采用手工派工，甚至口頭派工的方式，只是經(jīng)驗的體現(xiàn)，而非數(shù)據(jù)的驅(qū)動，無法做到優(yōu)化。
采用APS高級計劃和排程，可以由于實現(xiàn)了計劃與排程的集成，可以做交付、產(chǎn)出和成本的優(yōu)化。尤其是可以平衡“交付”、“產(chǎn)出”之間的平衡，確保在交付優(yōu)化的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)高產(chǎn)出。
3）績效優(yōu)化
衡量工廠的績效，一般從客戶端和投資端兩個維度，就是交付好、產(chǎn)出高。產(chǎn)出對成本的影響非常高。
一般情況下，采用APS高級計劃和排程軟件替代手工的Excel計劃和排程，減少各類緩沖設(shè)置，產(chǎn)能利用效率提升5-8%是一個非常簡單的假設(shè)。5個億銷售額的工廠，有效產(chǎn)出（訂單充裕時）可以提升2500萬元，按照20%毛利率計算，經(jīng)濟效益在500萬元/年以上。
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