APS高级生产排程系统

1、让我们一起共建智能企业让我们一起共建智能企业 -我来自我来自 ENGINESTPOEM 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

2、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 Swi

3、fter 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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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 SwifterPOEMNCL优化计算语言- 智能的描述型语言- 支持问题建模与求解PoemView可视化脚本-

9、地图、时间、统计信息等的可视化- 基于场景的交互脚本、What If分析系统集成: 组件- ComPoem ActiveX 组件: NCL优化引擎- ComView ActiveX 组件: 可视化引擎语言接口- 支持与C+、Java、VB等编程语言的接口- 支持web应用(例如：A)系统集成: 应用服务器- PoemServer：支持B/S或C/S架构的集成- 例: 可集成到IE浏览器与EXCEL算法 + 逻辑规划 + 求解规则 + 可视化POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved. Simpler Smarter SwifterSimp

10、ler 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POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved. Simpler Smarter S

11、wifter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资源约束：n 资源生产能力n 资源并行加工能力n 资源使用方式n 日工作模式n 资源工作日历n 日工作时间段(多班次) n 资源损耗上

12、限n 外协资源约束.订单级约束：n 订单多批次执行n 最早开工时间n 最晚完工时间n 不同订单的资源耦合n 不同订单间的执行间隔n 订单间后继关系n 订单的调度次序n 订单相互间的次序关系n 订单的优先级.POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved. Simpler Smarter Swifter工序级约束：n 工序的资源需求n 工序的工艺流程n 工序的时序控制n 工序的加工时间n 工序的开工时间窗口.优化目标：n 订单最小延迟时间量n 最小化工期n 主要设备最大利用率.繁杂的个性化约束：n 下班前不开工n 小批量遗留工序当班完成n 投料

13、间隔.零部件级约束：n 产品的零部件结构关系n 与上周期零部件工序的衔接n 不同零部件的资源耦合n 零部件间前、后继关系n 零部件的调度次序.POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved. Simpler Smarter Swifter工序级约束：n 工序的资源需求n 工序的工艺流程n 工序的时序控制n 工序的加工时间n 工序的开工时间窗口.零部件级约束：n 产品的零部件结构关系n 与上周期零部件工序的衔接n 不同零部件的资源耦合n 零部件间前、后继关系n 零部件的调度次序.信息回馈与查询信息回馈与查询可按时间段、订单、工位等查询并显示排程

14、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直觉式交互与直觉式交互与What-If 分析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

15、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工序拖拉成功成功POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved. Simpler Smarter Swifter复杂产品生产车间

16、的排程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

17、烟厂制丝生产线排程系统厦门烟厂制丝生产线排程系统离散排程离散排程流程排程流程排程离散排程离散排程流程排程流程排程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 S

18、marter Swifter系统类型项目其他的APS系统POEM APS产品特点适用领域一般规模约束简单的排程问题大规模约束复杂的排程问题适用类型单一类型各种类型个性化定制周期无法定制或定制周期长可快速响应各种业务需求的变化动态结果展示不支持支持基于优化结果的生产过程模拟系统升级新增模块升级困难、周期长升级方便快捷修改现有模块调整业务模式POEM APS VS 其他的APS系统POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved. Simpler Smarter Swifter 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

19、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. A

20、ll rights reserved. Simpler Smarter Swifter典型案例典型案例1 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. Simpler Smarter Swifter典型案例典型案例2 2流程排程 法国Incotec公司采用POEM APS进行冶金产品的生产计划和排程管理。POEM APS 2000-2012. ENGINEST. All rights reserved. Simpler Smarter Swifter典型案例典型案例3 3 离散和流