最通透的理解 | 高级计划与排程APS到底是什么
最通透的理解 | 高级计划与排程APS到底是什么
高级计划与排程（APS）是一种基于供应链管理和约束理论的先进计划与排产工具，它通过复杂的数学模型和优化技术，帮助企业生成更精确、更实际的生产计划。本文将从多个维度对APS进行深入解析，探讨其概念、原理、功能及其与传统ERP系统的区别。
APS的概念
APS（Advanced Planning and Scheduling）是一种基于供应链管理和约束理论的先进计划与排产工具，它通过复杂的数学模型和优化技术，帮助企业生成更精确、更实际的生产计划。APS的核心价值在于能够实时监控生产状况，动态调整生产计划，以实现快速响应市场需求。
APS是什么
关于APS的概念目前没有统一的说法，但普遍认为它是一种对任务进行排序并安排到相应资源上的工具。个人理解为，APS是一种基于供应链管理和约束理论的先进计划与排产工具，包含了大量的数学模型、优化及模拟技术。可以根据生产的工艺路径、订单、能力等复杂情况自动生成一个优化的、符合实际的生产计划，并能检查、评估计划的表现。考虑生产过程中的所有因素，包括班次、工时、设备维护、当前负荷和能力等，可以产生更精确、更实际的生产计划。这样能够高效地帮助企业控制生产计划，能够根据各种规则及需求约束自动产生现在或将来的可视的详细计划。
高级在哪
APS的高级是相对于传统的ERP而言的。ERP是基于无限物料和无限能力的理论，通过物料短缺分析、能力分析，由人工进行调整和决定，其依赖于制造资源计划（Manufacture Resource Planning，MRPII）。而APS与ERP缺乏弹性和不顾现状的计划方式不同，其能够针对当前的生产状况（订单、能力数据、工艺路线等），通过计算、仿真等方式，得出最合理的排产计划，并允许人机交互，包括选择各种排序规则。而其中具体的实现逻辑有不同的种类，主流如TOC（Theory of Constrains，约束理论）和DBR（Drum-Buffer-Rope，鼓-缓冲-绳）模型等。
APS强调动态地制定计划，它能够使用户实时了解当前的产能状况，并且在出现问题使得生产状况变化时了解其对生产效能的影响，如新插入的订单会导致生产线的效率降低等，进而做出调整过的计划以实现交货期等要求，最终更好地实现快速响应。
计划与排程的关系
计划的本质是需求与供应的精确匹配，是从中长期解决能力不足、物料短缺问题，描述了在什么时间节点完成什么样的目标，计划周期一般较长（年、季度、月、周、天），同时相对稳定。计划面向需求的交付，强调何时完工以达成交期承诺，因此主要回答做什么、什么时间做、做多少、在哪里做、需要多少、什么物料、需要多少产能这样的问题，而这些问题就是我们生产计划、采购计划、库存计划和产能计划所要解决的问题。
而排程则是将生产计划细化到工序级别，考虑更多实际约束和参数，描述了从什么时间开始到什么时间结束要执行什么样的任务，排程时间粒度可以细化到时分秒，同时涉及到现场的执行情况，需要动态滚动。排程面向产出，强调何时开工以确保产出，因此主要回答怎样最优去做、以何种优化的顺序、如何保持同步、如何解决优先级、约束和冲突的问题。
尽管计划与排程的概念不同，但是也不是完全割裂开来的，计划从更长的周期提前识别问题，保证物料和产能充足，避免在执行时出现问题，因此计划是排程的目标和保障，而排程是如何按照工艺路线合理的生产，是计划的行动和实现。因此计划与排程，是两个有机联系又各有侧重的计划性活动。
系统扮演载体角色
APS本质上是一套软件，要有相关的数据库、web服务、前后端框架、系统集成等等，在目前的市场环境下，有很多供应商都不会讲到他们系统的逻辑或者框架是什么，而是不断吹嘘所谓的高级算法，个人认为这是对APS认识不够的表现。
APS是干什么
APS主要是从两个时间维度来制定计划，一个是从中长期来解决能力不足和物料短缺问题，另一个是从短期来解决生产排程问题。APS通过复杂的算法和模型，能够实时监控生产状况，动态调整生产计划，以实现快速响应市场需求。APS的核心价值在于能够帮助企业优化生产资源的配置，提高生产效率，降低成本，同时确保按时交付产品。
为什么需要APS
在当今竞争激烈的市场环境中，企业面临着越来越复杂的生产环境和多变的市场需求。传统的ERP系统虽然能够提供基本的生产计划和资源管理功能，但往往缺乏灵活性和实时性，无法满足企业对快速响应和精细化管理的需求。APS通过其先进的算法和模型，能够帮助企业更好地应对这些挑战，实现生产效率和成本控制的双重优化。
APS发展历程
APS的发展历程可以追溯到20世纪80年代，当时一些制造业企业开始尝试使用计算机辅助生产计划和调度系统。随着计算机技术和优化算法的不断发展，APS逐渐演变成一个独立的软件系统，并在90年代开始商业化应用。进入21世纪后，随着云计算、大数据和人工智能等新技术的兴起，APS的功能和应用范围得到了进一步扩展，成为现代智能制造和数字化转型的重要组成部分。
APS机遇
随着工业4.0和智能制造的推进，APS迎来了前所未有的发展机遇。企业对生产效率、成本控制和灵活性的要求不断提高，APS作为实现这些目标的关键工具，其市场需求持续增长。同时，新技术的不断涌现也为APS的发展提供了新的动力，使其能够更好地满足企业的需求。
APS的原理
APS的核心原理是通过复杂的数学模型和优化算法，对生产过程中的各种约束条件进行分析和优化，从而生成最优的生产计划和排程方案。APS通常包括以下几个关键组件：
- 模型：APS使用各种数学模型来描述生产过程中的各种约束条件和优化目标。
- 约束：APS需要考虑各种生产约束，如设备能力、人力资源、物料供应等。
- 排程难点：APS需要解决各种排程难题，如优先级冲突、资源冲突等。
- 周转方式：APS需要考虑各种生产方式，如流水线生产、单元生产等。
- 生产作业类型：APS需要支持各种生产作业类型，如离散制造、流程制造等。
- 求解模型：APS使用各种优化算法来求解生产计划和排程问题。
- 计划模式：APS支持各种计划模式，如滚动计划、固定计划等。
- 算法：APS使用各种优化算法，如遗传算法、模拟退火算法等。
结语
APS作为一种先进的生产计划与排程工具，已经在制造业中得到了广泛应用，并为企业带来了显著的效益。随着技术的不断发展，APS的功能和应用范围还将进一步扩展，成为企业实现智能制造和数字化转型的重要支撑。