機械工廠APS新理念成功落地項目總結(jié)！干貨！
生產(chǎn)排程是一個很大且有難度的話題，在諸位前輩面前不敢班門弄斧，姑且簡單的介紹一下前一段時間做的一個機加工工廠的APS（Advanced Planning System），作為一家有深厚技術(shù)基因，有強烈使命感的工業(yè)軟件服務(wù)商，我們提供的APS系統(tǒng)是在MRPII系統(tǒng)基礎(chǔ)上的升級，主要內(nèi)涵是實現(xiàn)系統(tǒng)自動排程&人工微調(diào)，理想化的APS排程目前看的成功案例少之甚少！
NO.1、APS項目背景
客戶是一家從事小批量多品種精密機械零部件加工和組裝的企業(yè)，屬于典型離散型制造業(yè)，訂單生產(chǎn)組織方式主要是MTO（manufactory to order）。
生產(chǎn)現(xiàn)狀：從5M(人\機\料\法\環(huán))五個維度對客戶情況做簡要介紹，工藝技術(shù)穩(wěn)定、設(shè)備多為進口CNC，NC等、人員技能等級略高于同行業(yè)、檢測儀器有三坐標(biāo)，對刀儀，紅外線檢測儀等、原材料主要是航空鋁材、現(xiàn)場環(huán)境優(yōu)秀有很好的5S和目視化、定制化管理。
已有系統(tǒng)：客戶已經(jīng)有U8 ERP系統(tǒng)，主要啟用了財務(wù)、工藝和物料管理模塊；PDM系統(tǒng)據(jù)客戶反饋，與ERP系統(tǒng)有重復(fù)作業(yè)。
項目范圍：客戶的數(shù)字化系統(tǒng)需求范圍主要包含下面幾個系統(tǒng)模塊：SCADA、TPM、TMS(刀具和工裝管理)、MES（內(nèi)嵌QMS功能）、WMS、APS（MRPII）,本次主要做APS(MRPII)的匯報。
NO.2、APS方案設(shè)計
在展開系統(tǒng)設(shè)計之前我們簡要梳理一下計劃排程需要的用的基礎(chǔ)知識，比如：
綜合生產(chǎn)計劃、主生產(chǎn)計劃、物料需求計劃、車間計劃、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（BOM）、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)能、產(chǎn)品工藝、物料管理、倉庫管理、需求預(yù)測、OTD、C/T、L/T、T/T、5R、MTO\MTS\ATO\ETO、VSM、P\N、PERT（Program Evaluation and Review Technique）、CPM(Critical path method )、JIT、KANBAN、利特爾法則、運籌學(xué)等知識。
工業(yè)生產(chǎn)計劃體系圖：
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利特爾法則：由麻省理工大學(xué)斯隆商學(xué)院（MIT Sloan School of Management）的教授John Little﹐于1961年所提出與證明。它是一個有關(guān)提前期與在制品關(guān)系的簡單數(shù)學(xué)公式，這一法則為精益生產(chǎn)的改善方向指明了道路。
如何有效地縮短生產(chǎn)周期呢？利特爾法則已經(jīng)很明顯地指出了方向。一個方向是提高產(chǎn)能，從而降低生產(chǎn)節(jié)拍。另一個方向就是壓縮存貨數(shù)量。然而，提高往往意味著增加很大的投入。另外，生產(chǎn)能力的提升雖然可以縮短生產(chǎn)周期，但是，生產(chǎn)能力的提升總有個限度，我們無法容忍生產(chǎn)能力遠遠超過市場的需求。一般來說，每個公司在一定時期內(nèi)的生產(chǎn)能力是大致不變的，而從長期來看，各公司也會力圖使自己公司的產(chǎn)能與市場需求相吻合。因此，最有效地縮短生產(chǎn)周期的方法就是壓縮在制品數(shù)量。
利特爾法則不僅適用于整個系統(tǒng)，而且也適用于系統(tǒng)的任何一部分。
利特爾法則公式和表達示意圖：
利特爾法則告訴我們只要減少中間在制品就是縮減生產(chǎn)周期，就是釋放產(chǎn)能！
在了解基本需求和知識范圍的基礎(chǔ)上，了解用作過程種的痛點和問題點，以及從信息技術(shù)的角度，通過什么樣的技術(shù)和工具可以優(yōu)化現(xiàn)有的作業(yè)、解決痛點、化解難點等。然后在前兩步驟的工作基礎(chǔ)上編寫具體的方案、編制功能清單和繪制原型圖，交付開發(fā)團隊設(shè)計開發(fā)規(guī)格書等。
NO.3、APS涉及算法
排程系統(tǒng)用到的算法是相對固定的，經(jīng)過大量的嘗試，我們選擇遺傳算法作為APS的基礎(chǔ)邏輯，具體細節(jié)和信息處理流程描述如下圖，隨著技術(shù)的發(fā)展、使用場景的變化，APS系統(tǒng)使用的算法也在不斷的優(yōu)化，目前新一般的算法正在測試中。
APS遺傳算法描述圖：
NO.4、 APS系統(tǒng)功能
基于解析方式進行機理知識建模，結(jié)合制造過程中產(chǎn)生的海量應(yīng)用數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)建模，實現(xiàn)混合建模方法，將“關(guān)聯(lián)關(guān)系”和“因果關(guān)系”深度融合，從根本上提高制造系統(tǒng)建模的能力，有效實現(xiàn)制造系統(tǒng)的優(yōu)化。通過元模型的頂層抽象性，將多學(xué)科、異構(gòu)、涌現(xiàn)的復(fù)雜系統(tǒng)進行定性定量數(shù)學(xué)建模。在建立的基礎(chǔ)模型的基礎(chǔ)上結(jié)合實際需求和特殊性進行配置。
APS系統(tǒng)主要功能目錄圖：
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APS系統(tǒng)主要功能清單架構(gòu)圖：
主要功能清單架構(gòu)圖.png "APS系統(tǒng)主要功能清單架構(gòu)圖.png")
整體計劃：1.考慮生產(chǎn)線產(chǎn)能、交期、經(jīng)濟批量、物料齊套等約束，對接收到的營銷訂單進行合理排程，生成產(chǎn)線的周生產(chǎn)計劃。 2.通過優(yōu)化算法，在保證各項約束的前提下，實現(xiàn)產(chǎn)線負荷均衡和節(jié)拍均衡優(yōu)化。 同時提供計劃排程相關(guān)的數(shù)據(jù)建模、規(guī)則建模、計劃管理、版本管理等功能，實現(xiàn)整個排程業(yè)務(wù)流程的數(shù)字化、信息化、智能化。
APS系統(tǒng)整體計劃邏輯結(jié)構(gòu)圖：
整體計劃邏輯結(jié)構(gòu)圖.png "APS系統(tǒng)整體計劃邏輯結(jié)構(gòu)圖.png")
車間計劃：根據(jù)整體計劃的最早開始、最遲時間約束，在計劃排程模塊中，對分揀、充磁和組裝工單進行計劃按照流轉(zhuǎn)批量進行拆分合并調(diào)整，然后適用系統(tǒng)的排程功能，進行有限能力的排程，形成派工工單計劃。計劃人員對系統(tǒng)排程生成的派工單進行審核、修改、重排，并對最終排程結(jié)果進行確認。確認的工單/派工單計劃將同步到系統(tǒng)種，生成生產(chǎn)工單和工序派工單，用于生產(chǎn)執(zhí)行！
APS系統(tǒng)車間計劃邏輯結(jié)構(gòu)圖：
車間計劃邏輯結(jié)構(gòu)圖.png "APS系統(tǒng)車間計劃邏輯結(jié)構(gòu)圖.png")
排產(chǎn)規(guī)則：設(shè)置排產(chǎn)的規(guī)則與方法，根據(jù)不同的訂單優(yōu)先級和重要程度，可以選擇不同的計劃排產(chǎn)規(guī)則，排產(chǎn)和規(guī)則可以進行增加、刪減和修改 ！
排場規(guī)則選擇界面圖：
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產(chǎn)成品追蹤：APS系統(tǒng)與SCADA系統(tǒng)結(jié)合，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時采集，計劃各工序產(chǎn)生品追蹤，delay工序紅色顯示 ！未delay工序黑色顯示！
產(chǎn)成品追蹤界面圖：
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NO.6、 TPM系統(tǒng)學(xué)習(xí)總結(jié)
以上簡要敘述了精易會APS（系統(tǒng)排程+人工微調(diào)）管理系統(tǒng)設(shè)計思路、模型、功能結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)交互、管理報表和看板等知識。管理是一個系統(tǒng)工程，其中生產(chǎn)排程管理如何把復(fù)雜的、混亂的、不確定的要素與作用力（正、反）、以及場景之間的關(guān)系分析清楚，使用科學(xué)建模的經(jīng)濟性、實用性的APS管理系統(tǒng)是十分有效的工具。篇幅有限很多內(nèi)容沒有展開介紹，學(xué)習(xí)暫且告一段落，歡迎留言、加微信討論，感謝！
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