APS高级生产排程系统.ppt

让我们一起共建智能企业,-我来自 ENGINEST,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,计划与排程专业公司,APS 是什么？ 什么样的企业需要APS？ 什么样的企业可以应用APS？ ENGINEST 是一家什么样的公司？ POEM APS 的技术背景如何？ POEM APS 的特点有哪些？ POEM APS 的案例有哪些？,主要内容,主要内容,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,APS被誉为供应链优化引擎，通常翻译为高级计划与排程(Advanced Planning and Scheduling)。 APS是一种基于供应链管理和约束理论的先进计划与排程工具，包含了大量的数学模型、优化及模拟技术。在计划与排程的过程中，APS并发考虑企业内外的资源与能力约束，用复杂的智能化运算法则，做常驻内存的计算，从成千上万、甚至百万个可行方案中选出一套最优方案来指导企业的生产、采购、库存等，帮助企业对生产中的资源利用进行计划/执行/分析/优化和决策。,APS是什么？,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,认为目前企业生产成本高而利润低，想要降低成本的企业。 成品按期交付率低的企业 无法准确预知订单交货时间的企业 由于订单发生变化而导致生产计划紊乱的企业,什么样的企业需要APS？,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,小提示：如果您的企业不存在上述问题，请您关掉此PPT，您的企业在生产计划这方面已经做的非常好了！,已经应用ERP或者MES的企业。应用APS 要把 握两个原则，首先是ERP或者MES先行，因为ERP或MES为APS提供数据，没有数据的话APS就是巧妇难为无米之炊。第二就是人机结合，APS虽然是很好的工具，但是不能够替代掉调度人员，不能替代掉排产师傅，应该是人和工具结合起来。,什么样的企业可以应用APS？,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,产品的主要设计者及研发者周建阳博士，毕业于北京大学计算机系，于法国马塞大学攻读硕士及博士学位，97年至2000年在法国国家信息与控制研究院INRIA作博士后工作。现任北京运筹学会副理事长，中国运筹学会企业运筹学分会常务理事。 POEM APS是基于NCL语言进行应用化研发。NCL语言是一门基于常规数理逻辑、求解约束满足问题的描述型语言。NCL语言与其它声明型语言不同：它基于一阶逻辑（量词、布尔逻辑、数值约束、集合运算和逻辑函数）自然地对问题建模；它在实数、整数、布尔、日期/时间、指针及集合的混合域上以混合集合规划（Mixed Set Programming）算法对问题求解。它适用于逻辑规划、约束规划、优化、建模、运筹学及人工智能等领域的研发人员,POEM APS 的技术背景如何？,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,智能语法分析器（Semantic Parser） 模式识别技术广泛应用于NCL的语法分析及语义识别，支持对问题进行高度简洁的描述，确保完备性，严谨性以及可读性。 混合集合规划（Mixed Set Programming） 支持数值运算、集合规划、一阶逻辑（量词、谓词、函数、逻辑关系等）、日期及时间推理等。对复杂的工业问题可直接在业务逻辑层面建模并求解，而不必如混合整数规划作线性转化再求解。 求解规则（Search Rules） 支持求解策略编程、启发式方法、软约束、多目标优化及近似解等。,POEM APS 的技术背景如何？,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,与国际市场产品相比，NCL的科技创新包括：,国际保护: 国际知识产权OMPI登记 欧盟OHMI登记 美国专利与商标局登记 欧盟IDDN软件登记证书,国内保护: 中国国家工商行政管理总局 计算机软件著作权登记证书 软件产品登记证书 自主创新产品证书 新产品证书 软件产品测试报告,ENGINEST的知识产权保护,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,更简单 易开发，易部署，易使用，使企业信息化落地变得更为简单。 更智能 基于新一代智能计算机语言NCL所开发的APS系统使您排程结果更优化更直观。 更快捷 面临生产过程中的多样性变化POEM APS可以帮您更快捷的进行计划变更。,ENGINEST的宗旨,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,离散型生产企业的排程问题 流程型生产企业的排程问题 离散和流程混合型的排程问题 项目排程问题,POEM APS能解决的排程问题,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,优化计算平台POEM,POEM,算法 + 逻辑规划 + 求解规则 + 可视化,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,Simpler Smarter Swifter,数据逻辑复杂、约束繁琐、建模困难: 工业问题远比学术问题复杂得多 学术问题涉及少数约束，工业问题往往涉及种类繁多的约束 工业问题往往可能是多个问题的叠加 规模大: 100道工序的生产排序问题MT10是学校里的问题， 工业问题可上升到数十万道工序的数量级 优化方案的技术含量高: 优化及可视化技术 对实时性、可视化、直觉式交互、二次优化有很强需求 用户需求分析在方案的研发过程中多变 实施困难: 研发成本高、部署周期长、见效慢,工业中的优化问题,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,求解系统的构成要素,智能语法分析器 parser,精确的解算器 solver,高效的求解规则 rules,建模,解算,规则,简洁的、高层级的数学建模,严谨的、完备的系统解算,快速的、个性化的规范求解,一 体 化 求 解 系 统,Parser与Solver相结合，用简洁的数学模型自然清晰地定义问题 Rules与Solver相结合，用业务逻辑规范求解空间,稳定求解大规模复杂问题的有效方法,将 parser、solver、rules 三项技术集成一体,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,生产排程的约束及目标(1),资源约束： 资源生产能力 资源并行加工能力 资源使用方式 日工作模式 资源工作日历 日工作时间段(多班次) 资源损耗上限 外协资源约束.,订单级约束： 订单多批次执行 最早开工时间 最晚完工时间 不同订单的资源耦合 不同订单间的执行间隔 订单间后继关系 订单的调度次序 订单相互间的次序关系 订单的优先级.,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,生产排程的约束及目标(2),工序级约束： 工序的资源需求 工序的工艺流程 工序的时序控制 工序的加工时间 工序的开工时间窗口.,优化目标： 订单最小延迟时间量 最小化工期 主要设备最大利用率.,繁杂的个性化约束： 下班前不开工 小批量遗留工序当班完成 投料间隔.,零部件级约束： 产品的零部件结构关系 与上周期零部件工序的衔接 不同零部件的资源耦合 零部件间前、后继关系 零部件的调度次序.,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,工序级约束： 工序的资源需求 工序的工艺流程 工序的时序控制 工序的加工时间 工序的开工时间窗口.,零部件级约束： 产品的零部件结构关系 与上周期零部件工序的衔接 不同零部件的资源耦合 零部件间前、后继关系 零部件的调度次序.,信息回馈与查询,可按时间段、订单、工位等查询并显示排程结果,对排程结果进行灵活的查 询与反馈对客户至关重要,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,基于优化结果的生产模拟,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,直觉式交互与What-If 分析,先将相关作业的所有工序松弛; 加入与拖拉有关的资源及时间约束; NCL二次排程求解,What If 式交互: NCL引擎对交互结果进行逻辑校验, 成功则确认交互, 失败则保持原态.,将36号工序 从数控立车3 用鼠标拖至 数控立车2 上的5号工序前,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,二次排程结果,用负荷图表示资源的周期利用率；负荷图可清晰的体现关键资源的使用状况,拖拉并非简单的拖拉, 是带有 局部优化的拖拉,工序拖拉成功,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,复杂产品生产车间的排程,复杂制造企业生产排程: 多约束、多目标离散排程问题 零件品种多、批次多 工艺复杂、使用设备多 精度要求高、稳定性差 工序长、可能跨周，甚至跨月 生产规模大(10万工序量级) 动态随机性强、干扰因素多,中国电子科技集团第29所项目,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,对大规模生产的排程与再排程,可求解数千资源、10万工序级规模的生产排程问题,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,厦门烟厂制丝生产线排程系统,离散排程,流程排程,离散排程,流程排程,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,烟草排程系统功能,验证新工艺：通过优化来验证产品配方及设备配套的合理性 验证手工计划：验证手工安排的生产计划的可行性 优化排程：单日计划、多日计划 支持动态排程：可进行直觉式的交互(插单、删单、工序拖拉),POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,POEM APS VS 其他的APS系统,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,产学研合作：高校/科研机构,清华大学管理学院和深圳研究生院 中科院数学与系统科学研究院 北京宇航系统研究所 中国电子科技集团29所 中国工程物理研究院 中航工业综合技术研究所 北京理工大学管理学院 北京邮电大学自动化学院 北京科技大学管理学院 北京交通大学交通运输学院,营智真诚希望 能和广大工业界、学术界专家学者展开深入合作交流， 共同研究与解决生产制造、物流领域中的复杂优化问题。,装甲兵工程学院技术保障系 上海金融学院管理学院 南京航天航空大学民航学 杭州电子科技大学MES研究中心 北京工业大学数理学院 北京物资学院信息学院 大连海事大学交通运输管理学院 大连理工大学管理学院 合肥工业大学管理学院 四川大学 东北财经大学,已建立合作,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Simpler Smarter Swifter,典型案例1,离散排程 中国电子科技集团第29所四威产业园采用POEM APS系统进行大规模（10万工序以上）车间生产计划和排程管理。该企业是一家年产值2亿的制造型企业，属于典型的单件、中、小批量、多品种混流、混批生产的装备制造型企业。,POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved.,Sim