甘特图-高级生产排程APS的呈现形式
甘特图-高级生产排程APS的呈现形式
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APS助推制造业从“中国制造”到“中国智造”的跨
越
摘要：APS（Advanced Planning and Scheduling，高级计划与排程）是一种基于供应链管理和约束理论的高级计划与排程系统。本文从APS角度分析了中国制造业在新时期下如何实现“中国制造”向“中国智造”的转变，并以永凯APS为例探讨了APS如何解决制造业所面临的实际生产问题以及APS应用效益。
关键词：中国智造 ERP APS
一、中国制造业面临的机遇与挑战
过去改革开放30多年中，中国经济以年平均9.7%速度高速成长，并且未来30年将保持7%的速度增长。2010《财富》世界500强，中国企业已达54家，中国制造业总产值世界排名第三，其中200多种产品产量排名世界第一，“中国制造”与“中国价格”对全球产业带来的震撼。在华南、华东和其他区域，有着数以千计的小跨国公司，在各自领域扮演着全球行业领导者角色。无论是从规模还是从效率的角度上看，中国制造业都存在巨大的发展潜力。
随着城市化进程的加快，人民生活水平和消费能力的持续提高，从而为中国制造业提供了不竭的发展动力。中国资源丰富，人力资源充足，政治环境稳定以及基础设施条件日趋完善，促进制造业蓬勃发展。通过先进制造业的结构调整，以信息化产业推动制造业的高速发展，不断壮大制造业发展规模，努力提升先进制造水平，把握经济浪潮中的发展机遇，实现由“世界工厂”到“世界市场”，“中国制造”到“中国智造”的转变。
然而信息化时代的今天，技术的进步、全球化的竞争与市场环境迅速变化，也使得制造企业的经营环境变得日益复杂，集中表现在全球化供应链和国际市场竞争的参与，劳动力成本、原材料加工不断上涨，各种环保的法规、政策相继出台。与此同时客户需求也变得多样化和个性化，产品生命周期与交货期不断缩短。生产方式也从大批量生产转变为多品种小批量、客户定制与柔性化生产。这些变化使得中国的制造业面临前所未有的挑战，具体表现在：
1、新产品推出速度快，产品生命周期的缩短，需求与供给快速变动，生产如何快速反应；
2、生产大量定制产品，多品种、小批量使得生产计划制定难度增大；
3、客户订单交货期限制更加严格，如何提升准时交货率，提高客户满意度；
4、库存不断增加，导致大量资金被占用，资金周转受到严重影响；
5、生产计划在很短的时间内频繁变更，面对紧急插单不知所措，不断造成经济损失；
6、无法准确评估设备产品和物流库存，无法监控生产过程，无法及时掌握生产进度；
7、由于各种不确定性因素太多，手工的生产计划过程完全是“拍脑袋”，凭经验；
8、各生产小组之间工作安排不均，考核不合理，经常发生矛盾，工人意见大，积极性不高。
二、寻求解决之道
1、是什么原因导致企业产生这些困境？
由制造业面临的挑战，不难看出主要原因是企业传统的生产计划无法应对瞬息万变的市场变化。具体而言，导致企业面临困境的主要原因包括：
（1）市场大环境的变化。
变化快、交期短、数量少的市场大环境决定了生产计划不得不经常改变，这就对企业生产管理提出了更高的要求。
（2）传统观念的束缚
长期以来，企业都是靠类似与Excel的手工方式制定粗略的生产计划。这种方式不但使生产计划人员任务繁重，容易造成人为失误，而且也迫使企业必须依赖于经验丰富的计划人员，不可避免存在人才流失所带来的技术风险。
（3）生产计划本身的复杂性
生产计划要综合考虑订单交货期、数量、设备产能、人员出席及库存等一系列因素。因此这些因素的复杂性和不确定性，将导致采用原始的手工方式制定生产计划的计划人员不可避免的出现“视野狭隘”、“顾此失彼”的尴尬局面。当企业生产规模进一步扩大时，这种手工制定生产计划的落后方式势必会影响企业快速向前发展。
2、如何有效提升生产计划的能力？
（1）生产计划尽量保持不变。
由于全球经济一体化的趋势越来越明显，单靠企业自身的生产过程优化和企业内部管理的改进已无法适应市场变化的需求。企业与上游供应商、下游销售商之间形成了密不可分的供应链网络。因此，企业的
生产环境每时每刻都在变化。生产计划尽量保持不变的应对策略只能是自欺欺人，必将陷入被社会淘汰的
厄运。企业唯有积极去适应市场的各种变化，快速提升响应变化的能力，才是根本的生存之道。
（2）增加生产计划人员数量。
既然不得不变，按照传统的思维模式自然会想到通过增加生产计划人员的数量来应对各种各样的变化。殊不知，一方面计划人员越多，沟通障碍越多，管理难度越大，效率反而可能更低，同时也增加的人力成本；另一方面导致企业面临这些困境的主要原因不是人员不足，而是传统经验和观念的束缚以及制定生产
计划的工具落后，只要改变观念，采用先进的生产管理软件才能从根本上解决问题。
（3）寄希望于传统ERP的计划方式。
面对生产计划尽量保持不变也不行、增加生产计划人员数量也不行，那到底有什么好的解决方法呢？很多企业自然就想到了ERP，并期望ERP能够很好解决生产管理问题，提升自身的市场变化适应能力和竞争力。
传统ERP制定生产计划的方法主要是主生产计划（MPS）和物料需求计划（MRP）。这种传统的方
式存在如下弊端：
a.MRP基于无限产能，无法根据资源的实际产能和物料限制实时、柔性的进行排程；
b.运算速度慢，当发生紧急插单、订单变更、设备故障等紧急状况时，无法及时响应；
c.不能进行很好的人机交互，调整效果显示不直观和实时，必须重新经过“漫长”运算才能反映出来。
d.计划结构的精细度不高，无法给出每道工序开工的确切时间。
显然，传统ERP根本不能解决不了企业所面临的生产管理问题。这就是众多制造企业在已经实施各
种ERP系统之后，生产计划人员还不得不继续沿用原始的手工排程方法，各种生产管理问题依然存在的原因。
因此，寻求一款能够有效解决企业面临的困境（如：考虑资源产能和物料约束，缩短生产周期，提高生产效率，降低库存成本，快速回复交期，提高准时交货率，积极应对紧急插单、订单变更、设备故障等
突发状况）的生产管理软件已迫在眉睫。
三、APS成功之路
1、什么是APS？
APS（Advanced Planning and Scheduling，高级计划与排程）是一种基于供应链管理和约束理论的高级计划与排程系统。它涵盖大量的数学模型、优化及模拟技术，为复杂的生产和供应问题提供最优化的解决
方案。
APS与ERP系统的MPS/MRP本质上有非常大的区别，如下表所示。
2、APS到底能为制造业解决哪些问题？
APS已从概念推广逐渐走向实际应用阶段，并初步取得了一些成效，显示了APS在生产管理方面的强大优势和进一步挖掘的巨大潜能。但是由于APS所涉及到的基本上都是相关学科（如：计算机、管理学、信息学、运筹学、仿真学）中的最前沿领域，因此开发APS的企业非常少，据不完全统计仅有10余家，其中专业开发APS的企业则更少，很多企业仅是打着APS的宣传口号。现以APS行业具有很大影响力的永凯APS为例，说明APS能为制造业解决的实际生产问题。
（1）精确到工序级别的生产与物料计划
永凯APS能够提供工序级的生产与物料计划，明确每道工序需要什么什么物料，需要多少，什么时候需要，对应的详细生产指令可精确到每道工序在哪台设备上加工，需要哪些班组甚至哪个具体人员，时间上可根据实际需要精确到日、班次、时刻（时、分及秒）。因此比传统MRP做的物料需求计划要精确得多，大幅度减少库存物料积压，提高生产效率。
永凯APS基于全自动化快速排程，减少手工制定计划的工作量，杜绝手工排程的误差与失误，所有排程结果以各种图表的形式表现，方便计划人员查看和调整排程方案。
（2）可视化显示排程结果
所谓可视化，是指将工厂的各种状况用图示化的形式表达出来。当工厂中存在订购各种各样产品的订单时，“产品及所需零件的库存有多少？”“每个订单进行到哪道工序了”“快要延误交货期的订单是哪个？”“哪台设备是满负荷运转，哪台设备是空闲的，哪台设备发生故障？”，这些情况对生产管理人员来说，都看不见！如果能够将这些状况在电脑屏幕上用各种图示化的形式表达出来，就可以很好的掌控生产，针对各种突发状况等不确定性因素可以正确、及时的处理。
永凯APS提供各种优秀的图示化显示功能，从多个角度实现生产管理可视化：
a.资源甘特图。以图示化的方式直观展示各个资源（设备、班组及人员等）班次设置，工作的计划安排及相互之间的关联关系，计划执行情况及交货期延迟报警等信息，并支持计划人员对生产计划进行加工顺序、设备（班组及人员）、加工时间等手工调整。
b.资源负荷图。可准确告知未来哪天哪些设备会很忙或较闲，使得及时调整相关设备及人员安排（当负荷超过100%时，系统将显示红色警告）。
c.订单甘特图。用甘特图的形式显示订单状况，如订单的生产周期、执行情况，是否脱期等。当接单、插单及订单变更后，通过排程试算，可立即看到对原来的计划所带来的影响。
d.库存负荷图。精确显示库存中每个物品（原材料、半成品及成品）的出入库时间、数量变化，便于用户清楚查看每个物品的过去与未来的库存变化，了解每个物品的库存是否有过剩？是否够用？从而更好的控制和管理库存，有效消减库存并防止缺货。
e.工作顺序表。永凯APS考虑到中国企业工厂规模大，订单数量多，排程数据量大等情况，在丰富的甘特图操作基础上增加了与之相对应且更适合于中国企业生管人员操作习惯的表格操作方式，生管可在工作顺序表上对计划进行灵活调整。
（3）缩短生产周期，确保交期
缩短生产周期，确保订单交货期是提高企业竞争力的一个重要因素，缩短生产周期，有助于缩短客户的订货提前期，提高对客户订货响应速度，从而争取较高的价格，并提升客户满意度。
永凯APS提供了各种缩短生产周期的方法，以满足不同用户的需求：
a.通过订单小批量化缩短生产周期；
b.通过改变前后任务之间的连接方式，实现搬运小批量化，缩短生产周期；
c.通过工作分割，并将分割后的工作安排到并行设备上同时加工以缩短加工时间。
（4）及时响应紧急插单
在竞争日益激烈的市场环境中，通过及时响应紧急插单，快速回答订单交货期，提供企业服务水平，增加客户满意度和忠诚度，提供市场份额质量，最终获得比竞争者更多的利润回报。
永凯APS提供了准确、快捷的插单解决方案：
（1）尽量保持原计划加工顺序不变的前提下，插入紧急订单；
（2）依据用户设定的各种规则，全面考虑各种约束，自动快速地调整计划；
（3）优秀的图形化界面，直观显示插单后计划调整对原有计划造成的影响；
（4）用户可尝试多种策略，反复进行模拟运算，最终选择最为合适的计划方案；
（5）用户可根据自身经验，对自动化排程结果进行手工干预，提高计划的可靠性和可执行性。
（5）计划下达
依据排程结果将生产计划生产对应的生产指示（包括所需物料、使用设备及产成品等信息），直接用于指导生产活动。
将生产计划，按照一定的时间段，为每个班组及设备生成详细的生产指示，再发送到生产现场。生产指令可精确到每一道工序、每一台设备以及每个班组或人员，时间可精确到日、班次、时刻（时、分）等不同精度。
3、应用效益
（1）充分挖掘企业潜力，优化生产计划，提升生产效率，降低设备及人力成本，确保订单准时交货；
（2）最大限地降低物料库存，缩减原材料、半成品的在库数量以及在制品的现场停留时间，从而减少物料占用资金，加快库存周转，增加企业流动资金；
（3）提升市场反应能力，快速响应客户需求，积极应对紧急插单、订单变更，平衡客户各种订单需求，提升企业服务水平和客户满意度。
（4）计划更合理，更精确，所有生产人员按计划有序进行生产。
四、结论
改革开放以来，我国制造业迅速发展，一跃成为我国最大的产业部门，并使我国成为全球制造业基地。然而我国制造业也面临着全球化竞争与市场环境迅速变化、客户需求多样化和个性化及产品生命周期与交货期不断缩短等重重困境。通过运用优化技术和先进管理理念，APS有效的平衡有限生产能力和物料需求，帮助企业建立精准、详尽的生产与物料计划，持续改进企业生产管理水平，增强企业竞争力，协助企业从“中国制造”向“中国智造”的战略转变。