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生產計劃、車間排程、APS高級計劃和排程

1、生產計劃定義

生產計劃是企業對生產任務作出統籌安排，具體擬定生產產品的品種、數量、質量和進度的計劃。是企業經營計劃的重要組成部分，是企業進行生產管理的重要依據。既是實現企業經營目標的重要手段，也是組織和指導企業生產活動有計劃進行的依據。企業在編制生產計劃時，還要考慮到生產組織及其形式。但同時，生產計劃的合理安排，也有利于改進生產組織。

生產計劃是指一方面為滿足客戶要求的三要素“交期、品質、成本”而計劃;另一方面又使企業獲得適當利益，而對生產的三要素“材料、人員、機器設備”的確切準備、分配及使用的計劃。

2、車間排程

生產排程是在考慮能力和設備的前提下，在物料數量一定的情況下，安排各生產任務的生產順序，優化生產順序，優化選擇生產設備，使得減少等待時間，平衡各機器和工人的生產負荷。從而優化產能，提高生產效率，縮短生產LT。簡而言之：就是將生產任務分配至生產資源的過程。

更為重要的是生產排程的依據和原則：

1）生產訂單供不應求時排程要求和原則：調查產品瓶頸限制產能工序為依據，以邊際利潤高為導向排產。

2）生產訂單供過于求時排程要求和原則：以成本優先原則，以市場及客戶滿意度為導向排產

3、生產計劃、車間排程特點

1）生產計劃

第一，面向交付

生產計劃是面向需求的，是以交付為最終目標。其職能是為了滿足客戶需求而展開的，具體的職能可以定義為：

需求管理、粗產能平衡、細產能平衡、物料平衡、相關需求確定、交期承諾和回復等。

第二，長周期的

為了滿足未來的客戶需求，尤其在MTS（備庫式）場景，需要做較長周期的需求管理，其時間跨度可以是年、季、月，周、日。

第三，強調完工

因為面向需求，所以強調完工。因為客戶是關注合適開工，而合適可以交付。所以，生產計劃強調的是完工。

2）車間排程

第一，面向產出

車間排程是任務分配過程，所以面向的作業，是面向工序任務、面向資源的任務匹配過程。

車間作業自然會涉及到獨立資源工序任務的順序、負荷、分派工作，還需要考慮替代路線等等，是一個十分離散的NP問題。

第二，是短期的

因為生產過程具有動態特征（異常眾多），長期的僅僅可以預排而非鎖定，自然只能考慮短期的。一般而言，鎖定三天的排程就比較困難，較多的是根據生產特征鎖定1-3天的

第三，強調開工

既然面向產出，自然是需要考慮開工，需要在開工的時候需要產能和物料的齊套，開工時就需要考慮產出效率（切換優化等等）。

4、生產計劃和車間排程的沖突和耦合

生產計劃和車間排程由于目標的不同，是沖突的：計劃面向交付，以交期為優先，則不要集批。而排程面向交付，則需要依據產出集批。而從里特定律WIP（在制品）=TH（產出率）*CT（加工周期）明白其中的原由。

圖1 交付與產出沖突示意圖

但是，交付與排程又是強耦合的，因為雖然計劃強調完工，需要開工來保障。

由于一個工廠的需求的動態性，且有N多的客戶需求（預測/訂單/備庫）是一個等待的隊列，經過工序級的MRP分解后，變成了資源組（工站，Oper）的工序任務隊列，前后工序關系（SS、FF、SF、FF等）組合了復雜的加工路徑，然后才可以經過預排確定訂單（多產品組合）的完工。生產計劃相關人員才可以利用信息系統動態監控訂單的需求日與訂單計劃完工日的偏差。注意：由于需求的動態性，訂單的計劃完工日是動態的，偏差自然也是動態的。

圖2 工序任務計算PPM（產品過程）模型

圖3 工序任務第一個工序開工（投料日）計算示意圖

5、APS高級計劃和排程

APS高級計劃與排程(Advanced Planning and Scheduling)，是解決生產排程和生產調度問題，常被稱為排序問題或資源分配問題。在離散行業，APS是為解決多工序、多資源的優化調度問題；而流程行業，APS則是為解決順序優化問題。它通過為流程和離散的混合模型同時解決順序和調度的優化問題，從而對項目管理與項目制造解決關鍵鏈和成本時間最小化，具有重要意義。

APS高級計劃和排程，是生產計劃和車間排程集成的系統，只要確認需求和進度控制兩個環節，大大簡化了生產計劃和車間排程的難度和工作量，屬于賦能生產計劃和車間排程的軟件系統。

在建設數字化工廠（智能制造）的大環境下，APS高級計劃和排程正在被越來越多的工廠認識到并進行有益的嘗試。

圖4 生產計劃和車間排程的相互關系

APS高級計劃和排程具有以下的價值：

1）是數字化工廠無法回避的系統模塊

實現數字化工廠，必須實現數據的自動流轉和工廠運作的整體優化。到目前為止唯有APS高級計劃軟件才可以實現，從里特定律WIP（在制品）=TH（產出率）*CT（加工周期）也可以判斷出，APS高級計劃和排程優化后的投料控制，才可以實現交付好、產出高和庫存低。

2）賦能計劃和排程過程，減少計劃和排程的難度和強度

用Excel進行CTP和交付回復、RCCP和CCP（相關需求一般采用MRP），是一個十分繁瑣和復雜的過程。計劃員如果不是VBA和Excel高手很難減少工作量和有相對科學的結果。用Excel排程計算，難度會更加的大。一般采用手工派工，甚至口頭派工的方式，只是經驗的體現，而非數據的驅動，無法做到優化。

采用APS高級計劃和排程，可以由于實現了計劃與排程的集成，可以做交付、產出和成本的優化。尤其是可以平衡“交付”、“產出”之間的平衡，確保在交付優化的基礎上，實現高產出。

3）績效優化

衡量工廠的績效，一般從客戶端和投資端兩個維度，就是交付好、產出高。產出對成本的影響非常高。

一般情況下，采用APS高級計劃和排程軟件替代手工的Excel計劃和排程，減少各類緩沖設置，產能利用效率提升5-8%是一個非常簡單的假設。5個億銷售額的工廠，有效產出（訂單充裕時）可以提升2500萬元，按照20%毛利率計算，經濟效益在500萬元/年以上。