制造运行管理的先进计划与调度概念

1、制造运行管理的先进计划与调度概念D.1 概述先进计划与调度（APS定义为一套系统和方法论，其中进行的决策制定，如行业的计 划和调度，在不同区域、 企业内或企业间是联合及同步的， 从而可以达到全面和自主的优化。 APS勺概念最初于1990年代后期在美国提出，伴随着详细调度和优化算法，引进了先进生产 计划技术或供应链计划技术。从此不断发展的上述技术已被部分应用于一些ERP的计划系统引擎及供应链计划（SCP软件包。本附录解释了最新的APS概念，该概念与制造运行管理有着密切的关联，使第3层内部活动及第3层和第4层之间进行有效的合作。例如，PSLX协会提出的APS概念与框架着重于改进传统概念以满足先进制

2、造企业。这些APS新概念不是ER时划系统的一部分， 而是制造管理中所有计划和调度系统决策制定的基础。D.2 APS 基础技术一些制造商已经实施了 APS及其相关技术。一些APS技术如下：a）以运行为中心的物料清单（ BOM传统的BOM表示产品或零件与物料间的关系，直接连接父与子。对于计算生产需求 数量的成品所需的各物料数量来说非常有用。 而另一方面， 路径信息或产品生产处 方则用独立表示的数据进行管理，这对与计算每种资源的负荷是必要的。APS通过一种被称为以运行为中心的 BO的新数据结构整合了传统的 BOIM和路径数据，将重点 放在能连接旧有BO物料和路径表资源的运行上。b）实际车间约束的详细

3、建模分派清单的详细调度需要高层次的正确性。 为了达到这个目的， 调度者必须意识到 实际车间存在许多不同的约束， 并且使它们适合调度。 常规调度可以处理很简单的 约束，比如资源产能约束和优先级约束。作为补充，APS勺调度可以描述更加详细的约束，比如物料约束、转变（清洗）和安排（管道连通性）约束，下级资源（人 工和工具）安置约束，储存空间（罐储能）约束，等等。c）有限产能和库存调度（FCIS）法则有限产能调度（FCS处理资源产能约束， 并且计算不超出产能最大值的调度。APS调度逻辑的最大优势是有限产能和库存调度（FCIS）能力，在FCIS里，如果不存在生产产品的物料，就不会在甘特表中进行运行调度。

4、FCIS 明确处理储存域或罐内的库存，试图平衡下游流程的消耗和上游流程的生产或获得。d）瓶颈优化和同步调度如果瓶颈流程的性能显著影响了整个系统的性能，APS可以为流程提供调度并使得其他流程与瓶颈同步。例如，APS首先关注瓶颈流程的优化，然后分别把向后和向前的调度法则应用于上游和下游流程。依照约束理论（TOC ,调度的时间缓存抵抗任何瓶颈扰动。e） 主要生产调度（MPS的“如果怎么办？ ”模拟主要生产调度（MPS包含销售和制造分界之间重要的协作信息。在 APS关于产品 运输给顾客的数据通常向上详细描述， 从实际车间记录详细生产信息。 调度的可行 性由详细调度评估，这种功能称为“如果怎么办？” 模

5、拟。模拟结果可能与MPS 联合进行证实。f）分派命令和制造批量的动态完全固定技术当特定分派命令和制造批量发生延时或问题时，MRP系统一般不能发现直接影响最终消费者命令的因素。 这就要依靠单层的固定能力。另一方面，静态完全固定系统的生产允许车间操作工来决定每个运行的最终消费者。这是十分灵活的，并且允许消费者的请求可以轻易改变，但是由于不经济的批量尺度而使效率十分低下。APS的动态完全固定是一种为车间批量，甚至是经济的批量生产显示最终消费者命令和 实际工作命令之间的联系的技术。同时，当紧急的，高优先级的命令传达时还可以修改这些联系。g）使用后启发式法则优化方式为了给制造业者创造一个优化的计划解决方

6、案，APS有数个优化法则，比如遗传法则（GA和禁止搜寻技术。计划和调度问题有着许多不同的约束和许多决策变量， 这些可以导致联合性的崩溃。然而，这些优化法则，称为后启发式，允许计划者或调度者在实际估计时间内寻找次优的可行解决方案。D.3 APS的决策制定功能APS覆盖的决策制定功能的区域可以分成两个考虑方面。图H.1左侧显示的三个层次代表了决策制定参数目标的不同尺度。顶层处理整个生产的决策制定，这里不同产品项目的信息总结成同一组或者范畴。鉴于产品在第二层混合，每个产品项目相互区分，而且决定了与 产品有关的参数。第 3层，或者说详细层，不仅讨论了关于最终产品的信息，还讨论了有关 组分的信息，比如次

7、集合、零件和原料。全局层需求利供应计划JE合层生生产计划/调度集中详细层物料和产能计划/调度详细乐伺调度半分散*本标推第孑部分泛围图D.1生产决策制定的层次图D.1的右侧指出决策制定是集中还是分布的。一般来说，制造业务公司的大多数决策制定者倾向于集中式途径。另一方面，详细制造管理的决策通过分布式的途径制定得更好。如图D.1所示，两者之间的边界在左侧的详细层，因为从产品到物料的所有项目至少有一次被认为是企业范围的，为了在所有流程达到同步。依照以上描述的两个方面，APSH勺决策制定可以有四个详细层次，每个都相应于决策 制定的一个功能模块。 在层次里，企业单独地点的同层活动应该由一个一致的决策制定模

8、块 管理。更进一步， 邻近层次或者分散地点的不同决策制定模块需要在先进软件的支持下整合 和联合。图D.1显示的4个决策制定模块如下进行解释。本部分仅关注最终结论。a) 需求和供应计划在需求和供应计划中，生产被认为是在一个综合层次上，比如“产品家族”。以资源的形式， 需求和供应计划在车间层次或者在特定区域层次上整合产能和车间。这种决策制定周期相关的具有长期或中期计划时间范围。 生产资源产能的上限可以随 着额外投资发生改变。 财政决策包含在这个决策制定之内， 因此可以优化企业范围 的收益。需求和供应计划可以归结为销售和运行计划(S&OP)。b) 主要生产计划和调度主要生产计划和调度依照消费者的需求

9、决定特定最终产品的生产总量和时间。这是一个短期到中期的决策制定时间范围。 每种产品的数量由标准消费者命令和需求预 测计算出的设计命令联合决定的。本层的目标资源与需求和供应计划类似；然而， 全厂或特定区域的产能限制是基于约束参数而不是决策参数。本层生成的调度用于形成销售和制造分界之间的一种“契约” 。同时，所有的业务活动依照能力信息确定调度的可行性，从而进行同步。MPS是此功能的子项目。c) 物料和产能的计划和调度在物料和产能的计划和调度， 由上层提供的主要生产调度中的最终产品数量和完成 日期扩展为生产和产品必需的制造运行。 那么，这些运行在计划时间范围的某个时 间会被分派给特定的资源。这个决策制定流程首先处理。d) 详细车间调度 最后，详细车间调度被用于实际制造运行管理。和物料和产能的计划和调度一样， 详细车间调度还关注运行。 详细车间调度的特点是处理每个分散区域的详细约束和 要求。更进一步， 本决策制定流程输出的调度尺度比物料和产能的计划和调度的更 加精确。 一般来说， 详细车间调度元素的尺度与作为日程序一部分的区域管理安排 的适当活动的单元相符。 如本部分定义， 详细车间调度的输出