隨著制(zhi)(zhi)造(zao)精益化，制(zhi)(zhi)造(zao)數字(zi)化的(de)不(bu)斷發展，形(xing)成了MES制造執行系統，它包(bao)含了11個模塊：1生(sheng)產(chan)(chan)計劃排(pai)產(chan)(chan)。2、作(zuo)業人(ren)員管(guan)(guan)理。3、生(sheng)產(chan)(chan)單元分配。4、資(zi)源狀態管(guan)(guan)理。5、產(chan)(chan)品跟(gen)蹤(zong)管(guan)(guan)理。6、質量管理。7、文檔(dang)圖紙管理(li)(li)。8、設備維護(hu)管理(li)(li)。9、設備性能分(fen)析。10、車間數據采集(ji)。11、制造過程管理。

    MES是(shi)智能工廠(chang)的核心，將(jiang)前端產品(pin)設計、工藝定義階段的產品數據管(guan)理(li)與后端(duan)制造階段的生產(chan)數據(ju)管理融合，實現(xian)產(chan)品(pin)設(she)計、生產(chan)過程、維修服務閉環協同(tong)全生命周期(qi)管理。

    APS就是高級計劃排(pai)程(cheng)(cheng)。應該說(shuo)APS本(ben)來(lai)是MES的(de)一個模塊，也(ye)許是因為優(you)化排(pai)產(chan)太重要(yao)(yao)(yao)了，技術門檻太高了，才拿(na)出(chu)(chu)來(lai)單(dan)獨作為一個功能軟件(jian)使用(yong)。APS要(yao)(yao)(yao)滿足資(zi)源(yuan)約束，均衡生(sheng)產(chan)過程(cheng)(cheng)中各(ge)種生(sheng)產(chan)資(zi)源(yuan)；要(yao)(yao)(yao)在不同(tong)的(de)生(sheng)產(chan)瓶頸(jing)階(jie)段(duan)給出(chu)(chu)最優(you)的(de)生(sheng)產(chan)排(pai)程(cheng)(cheng)計劃；要(yao)(yao)(yao)實現(xian)快(kuai)速(su)排(pai)程(cheng)(cheng)并(bing)對需求變化做(zuo)出(chu)(chu)快(kuai)速(su)反應。

    不能(neng)小看僅僅是(shi)一個(ge)(ge)車間(jian)一個(ge)(ge)工(gong)廠(chang)的計劃排程問題，從(cong)學術(shu)上講，這是(shi)一個(ge)(ge)大系(xi)統(tong)、復(fu)雜系(xi)統(tong)的優化問題。

    排(pai)程(cheng)就是(shi)(shi)排(pai)序(xu)，就是(shi)(shi)先做什(shen)么，后(hou)做什(shen)么的問(wen)題。但(dan)是(shi)(shi)你(ni)可以這(zhe)樣(yang)(yang)想象，幾百(bai)(bai)臺(tai)大小(xiao)設備(bei)(bei)、幾百(bai)(bai)人同時要做各種(zhong)(zhong)任(ren)務，怎樣(yang)(yang)才能在各種(zhong)(zhong)約束（設備(bei)(bei)能力(li)、人員、時間、場地(di)、物料等(deng)）條件(jian)下(xia)（還是(shi)(shi)動態變(bian)化的），實現(xian)目標（交貨期、設備(bei)(bei)有效(xiao)使用(yong)率、最低成本等(deng)）最優？

    舉一個(ge)簡單(dan)排(pai)序例子：假設計算機(ji)每秒可(ke)(ke)處理(li)1，000，000序列(lie)，我們希(xi)望構建一個(ge)最(zui)優調度系(xi)統，9個(ge)jobs可(ke)(ke)以不到一秒鐘就完成，11個(ge)則要一分鐘，如果給(gei)定20個(ge)jobs，找出最(zui)優的排(pai)程則需要77147年(nian)！實(shi)際計劃調度問(wen)題會涉及上(shang)百臺設備，上(shang)千個(ge)訂單(dan)（jobs），可(ke)(ke)見大系(xi)統優化排(pai)程問(wen)題非常復(fu)雜。當然，人們不會以窮舉的方法傻算的。

    統籌(chou)學家、計算(suan)機專家們多年來(lai)一(yi)(yi)(yi)直在(zai)為(wei)(wei)解(jie)(jie)(jie)決大(da)系(xi)(xi)統的優(you)化(hua)尋找一(yi)(yi)(yi)種快速方法(fa)(fa)。統籌(chou)法(fa)(fa)、啟發式、規則(ze)法(fa)(fa)、仿真法(fa)(fa)、遺傳基因法(fa)(fa)等等，這(zhe)些算(suan)法(fa)(fa)對一(yi)(yi)(yi)些特定的需(xu)求都(dou)有(you)各自的特點，有(you)些“算(suan)得快”，但結(jie)果不是最(zui)優(you)解(jie)(jie)(jie)，有(you)些收斂極慢不實用。甚至學術理論界(jie)都(dou)曾(ceng)懷(huai)疑(yi)有(you)沒有(you)最(zui)優(you)解(jie)(jie)(jie)。直到前幾年，美國的一(yi)(yi)(yi)位應用數學家(EYUAN SHI)發明了分割(ge)嵌套（NP）算(suan)法(fa)(fa)，證(zheng)明生(sheng)成馬克夫鏈，實現全局收斂，并可以給出離最(zui)優(you)解(jie)(jie)(jie)的置(zhi)信區間。這(zhe)成為(wei)(wei)解(jie)(jie)(jie)決大(da)系(xi)(xi)統復雜系(xi)(xi)統優(you)化(hua)問題的一(yi)(yi)(yi)條捷徑。

當前APS行業現狀

  ;  APS在企業有(you)許多成功應用，特別是與MES模塊集成應用。流(liu)程業如(ru)鋼鐵，化工等(deng)計劃(hua)調度問(wen)題(ti)相對(dui)簡單，因(yin)此，優化排(pai)程容易實(shi)施。

    APS在離(li)散制造業，由于排程(cheng)(cheng)問(wen)題的(de)復(fu)雜性(xing)，幾乎目前所(suo)有(you)(you)(you)的(de)APS系(xi)統都采(cai)用規則或(huo)啟發式(shi)算(suan)法(fa)。規則法(fa)或(huo)啟發式(shi)算(suan)法(fa)最大優點就是(shi)能快(kuai)速得(de)到(dao)(dao)一個可(ke)行的(de)排程(cheng)(cheng)結果，但是(shi)無法(fa)保證(zheng)最優解，也無法(fa)量(liang)化(hua)排程(cheng)(cheng)結果。對于簡單的(de)流程(cheng)(cheng)，較少(shao)的(de)訂單，不論什么算(suan)法(fa)得(de)到(dao)(dao)的(de)結果相差(cha)無幾。復(fu)雜的(de)排程(cheng)(cheng)問(wen)題，是(shi)否具有(you)(you)(you)優化(hua)功能其結果將有(you)(you)(you)很(hen)大差(cha)異(yi)。

    先(xian)進(jin)計(ji)劃排(pai)(pai)程（APS）的核心就是“先(xian)進(jin)”二字(zi)。否則只剩下計(ji)劃排(pai)(pai)程了。大量研究數據表(biao)明：由規則法或啟發式法得(de)到的排(pai)(pai)程結果(guo)距離最優(you)排(pai)(pai)程可相差(cha)30％－150％。以最少延(yan)遲(chi)訂單(dan)為目(mu)標，優(you)化與否的APS在(zai)處理100個訂單(dan)時(shi)，可能(neng)總(zong)有30個在(zai)延(yan)遲(chi)交貨，日積(ji)月(yue)累，對企業是很(hen)大的損(sun)失。由于優(you)化算(suan)法技術門檻(jian)的限制(zhi)，目(mu)前中國市場上絕大多數“APS”產品由于“算(suan)不(bu)出來”，不(bu)得(de)不(bu)加入很(hen)多人工(gong)干預（例如：人為制(zhi)定了很(hen)多規則，而這些(xie)規則本(ben)身(shen)可能(neng)就是不(bu)優(you)的）或者忽略(lve)一些(xie)問(wen)題。

    從(cong)價格上來說(shuo)，APS的(de)(de)(de)價格從(cong)一(yi)兩萬(wan)元到(dao)一(yi)兩百(bai)萬(wan)。簡(jian)單算法的(de)(de)(de)低端產(chan)品對于一(yi)些流程簡(jian)單的(de)(de)(de)小(xiao)型企(qi)(qi)業(ye)，從(cong)手工排產(chan)過渡到(dao)APS排產(chan)，應(ying)該說(shuo)是(shi)一(yi)個進步，也起(qi)到(dao)了輔助的(de)(de)(de)決策作用。很多企(qi)(qi)業(ye)的(de)(de)(de)實際生產(chan)極(ji)其復雜。APS是(shi)企(qi)(qi)業(ye)管理軟件中技術含量最高的(de)(de)(de)產(chan)品，APS的(de)(de)(de)應(ying)用可以(yi)提高企(qi)(qi)業(ye)生產(chan)效率(lv)百(bai)分之(zhi)幾到(dao)百(bai)分之(zhi)幾十。真正具有優化排程的(de)(de)(de)APS的(de)(de)(de)價格定位(wei)應(ying)該至少在幾十萬(wan)以(yi)上。這說(shuo)明，中國APS的(de)(de)(de)市場和技術都不成熟。

需要什么樣的APS？

    APS是企業(ye)管(guan)理(li)軟件，它具有高度智能的(de)(de)生產(chan)計劃調度功能，可以在多(duo)任務的(de)(de)復雜條件，并存在著諸多(duo)約束條件的(de)(de)生產(chan)流程中，最充(chong)分地利用企業(ye)的(de)(de)資源條件，找到最佳的(de)(de)調度排(pai)程結果。APS的(de)(de)核心(xin)是具有尋(xun)找最優結果的(de)(de)優化運算引擎。

   ; 在實際生產(chan)中，離散(san)型(xing)工業企業（小批量，多品(pin)種，訂單變化(hua)大），任務、資源(yuan)、工序流程(cheng)復(fu)雜，約束條件很多，并且(qie)完全是(shi)一個(ge)動態的過(guo)程(cheng)。企業需要(yao)的就是(shi)在可(ke)(ke)以(yi)容(rong)忍的時間內（例如10分鐘(zhong)）排(pai)出(chu)一個(ge)最優化(hua)的調(diao)度(du)計劃(hua)。并且(qie)這(zhe)個(ge)排(pai)程(cheng)計劃(hua)的優化(hua)程(cheng)度(du)是(shi)可(ke)(ke)以(yi)判斷和量化(hua)的，同時還可(ke)(ke)以(yi)預測對今后(hou)的影(ying)響（比如可(ke)(ke)以(yi)看到(dao)三個(ge)月后(hou)的情(qing)況）。

    APS必(bi)須有(you)(you)很(hen)強的(de)(de)適應(ying)性。企(qi)業的(de)(de)實際(ji)經營運作在不同的(de)(de)時(shi)間(jian)可能(neng)會遇到不同的(de)(de)要求(qiu)，例如，有(you)(you)時(shi)會要求(qiu)最(zui)短交貨期，有(you)(you)時(shi)會要求(qiu)最(zui)佳的(de)(de)設備使用率，有(you)(you)時(shi)會要求(qiu)最(zui)少庫存(cun)，有(you)(you)時(shi)會遇到緊急插單(dan)，APS必(bi)須很(hen)方便的(de)(de)根據企(qi)業的(de)(de)需求(qiu)，滿(man)足企(qi)業不同時(shi)期的(de)(de)需求(qiu)。

    APS的(de)人機(ji)界(jie)面必須要符合(he)企業(ye)調度人員的(de)思維模式和(he)排程習慣。讓人經過極其復雜的(de)培訓，去適(shi)應計(ji)算機的(de)要求，是企業(ye)使(shi)用人員不能接受的(de)。

MES與APS融為一體

    APS和MES在(zai)排產(chan)功能上是重(zhong)疊的(de)(de)。不過，現在(zai)的(de)(de)趨勢是APS和MES融(rong)為一體，實現四個(ge)閉(bi)環(huan)：1、需求預測(ce)和訂單承諾閉(bi)環(huan)。2、計劃與(yu)排產(chan)閉(bi)環(huan)。3、排產(chan)與(yu)執行閉(bi)環(huan)。4、訂單承諾與(yu)訂單履約發(fa)貨閉(bi)環(huan)。形(xing)成系統(tong)自治(zhi)，自反(fan)饋、自決(jue)策。

    至此，不知道大家(jia)對(dui)此是否對(dui)MES、APS兩大智能工廠系(xi)統有了一個全(quan)面(mian)的認識(shi)？