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什么是APS?
2017-05-15
答: 被誉为供应链优化引擎,有称高级计划系统(Advanced Planning System),也有叫高级计划与排程(Advanced Planning and Scheduling)。定义不是最重要的。最重要的是对所有资源具有同步的,实时的,具有约束能力的,模拟能力,不论是物料,机器设备,人员,供应,客户需求,运输等影响计划因素。不论是长期的或短期的计划具有优化,对比,可执行性。其将要采用基于内存的计算结构,这种计算处理可以持续的进行计算。这就彻底改变了批处理的计算模式。可以并发考虑所有供应链约束。当每一次改变出现时,APS就会同时检查能力约束, 原料约束,需求约束,运输约束,资金约束,这就保证了供应链计划在任何时候都有效。


APS要满足资源约束,均衡生产过程中各种生产资源;要在不同的生产瓶颈阶段给出最优的生产排程计划;要实现快速排程并对需求变化做出快速反应。

APS系统最初运用是在一个企业的范围内进行计划的运算和优化,但它也被扩展到供应链的计划上,这包括供应商、分销商和出货点的需求。不同的软件供应商选用不同的优化算法搭建自己的高级计划系统软件,需要根据解决不同的问题来决定采用哪种算法引擎。  

    现在APS系统以将网络结构的APS主要是基于多层代理技术与制造内部的APS主要是基于模拟仿真结合起来,使得网络导向结构的APS解决制造同步化问题,模拟仿真APS的优化顺序器解决工厂的顺序冲突问题。这样,APS计划的编制与顺序的安排就可以提供给制造商解决全球的优先权和工厂本地的优化顺序问题,来满足制造业对客户响应越来越强烈的需求。

 


 问:  APS是如何形成的?

答:排程本身就是一直被视为复杂的问题.但是,现在计划与排程的复杂性随着跨地点经营,虚拟制造,业务外包及通过供应链的管理极大的提高计划与排程的复杂性.

问: 我们需要计划和排程或只是排程? 

答: APS是用于优化与平衡物料资源,对长期来说,为了满足商业目标.通常,是基于合计的数据和主要约束,计划下几个月.APS是一精确排序所有物料和资源,短期的来说,优化客户需求,策略,约束等等.计划给你的是较粗的想法来满足将来的需求,而排程是准确的,详细的,为每一资源,物料,过程的作业计划.

问:那么,APS能做什么?

答:APS主要跨越三个区域.在车间的工序短期计划上可以处理有限能力计划;在中期计划上可以处理周/月的基于约束计划;在战略上,可以处理长期的计划.APS是实时的,优化的,有效的,精确的计划.

问: 我们需要等到ERP实施以后才上APS吗?

答: 用ERP的基础架构实施APS是较合理的.

问: 我们的ERP有问题吗?

答: 虽然,计划也是ERP重要的一部分,毕竟,它可以处理所有企业的业务管理和基于后排的无限能力的计划模式(MRP),虽然,它可以有效的处理工厂的主要问题-物料的同步化,但是,ERP不能有效的处理能力约束问题,也没有优化的功能.
 

问: 我们需要一个集成的项目吗?

答: APS需要和ERP系统实时的交换数据,我们需要一个APS接口生成器,可以自动,双向数据交换的接口,一般APS公司都提供此接口应用程序.
 
问: 我们的生产复杂吗?

答: 如果你的生产模式包括1,可替换的工艺路径,可替换的物料清单,配方;批式,连续生产;平行生产,运输的约束;库存的约束;副产品;联产品,循环使用的物料,储存的有效期,批号的处理,复杂换装.你就可能需要考虑APS的解决方案.

问: APS能为我们做什么? 

答:1, 实时的决策反应车间的变化.  2, 实时的决策反应供应链的变化3, 精确的交付地及交付日期.4, 提高客户服务5,减少单个企业与供应链运作成本.

问:如何找到更多的APS系统?

答:通过APSS 高级计划与排程协会或Internet 或ERP公司与专业杂志.

问:  现在,很多介绍APS软件时,都提到高级算法如基因算法,什么是基因算法?在工厂和商业里如何应用?

答: 基因算法是一种生物进化的算法,实际上是一种多目标的探索法.能够用于计划与排程.它是非常新的技术,目前,还没有在商业中实际运用.
         采用生物基因技术高级算法,处理日益复杂的现实世界,也是人工智能上,高级约束算法上的挑战. 基因算法是一种搜索技术,它的目标是寻找最好的解决方案。这种搜索技术是一种优化组合,它以模仿生物进化过程为基础。基因算法的基本思想是,进化就是选择了最优种类。基因算法将应用APS上,以获得“最优”的解决方案。

问: 为什么APS的计算速度非常快?是用基于内存的计算方法吗?

答: 一些APS系统用基于内存的计算方法,但,并不是所有的APS系统. 相比之下,MRP计算就需要较长时间运算.它不仅要计算物料计划,还要计算能力计划.并且是基于无限资源逻辑.

问:那么什么是基于内存的计算? MRP计算似乎也是先调到内存计算,有什么不同?

答: 常驻内存指的是主要内存有足够的内存来储存需要的程序和数据.这个过程消除了或最小化了从磁盘调到内存的来回读取. 常驻内存计算明显需要大的主内存来处理复杂的问题.经济决定技术的可实现性.MRP是部分调到内存计算,需要频繁的从磁盘和内存之间转换数据.所以,需要较长的时间.

问: FCS有限能力计划与APS有什么不同?

答: 实际上,很多APS公司都是从有限能力计划FCS发展来的.因为,他们发现FCS也不完全是一可行的计划.如未考虑材料的约束,加工顺序的约束,资金的约束,以及运输资源等有效的约束.APS就是想解决较复杂的问题.

问: 如果我们集成ERP与APS系统,它可以实时吗?因为它们是两个数据库. 

答:如是两个数据库,可以通过动态数据连接技术,使得数据实时化通讯,因APS的计算非常快,改变了MRP的批处理计算方式.如使用同一数据库,APS就取代ERP的传统计划功能MRP/CRP.达到真正的实时化.

问: 能否在物料上用MRP/DRP处理长期的计划,用APS处理短期能力,物料计划?因为我们已上了ERP系统和MRP/DRP模块.

答: 当然可以,用APS产生优化的可行的计划,来修正MRP/DRP计划.但是,最好的是用APS直接处理长期计划,与短期计划.因为此计划是可行的,实时的,可模拟优化的.

问: 能否介绍一下最好的APS公司?

答:如不知道其需求特点其行业,回答此问题是不明智的.

问: 如工程变更,工艺变化,如何实时反映ERP的成本系统?

答:  确实,这是一个实际的问题, 把APS优化后的资源及成本数据实时上载到ERP的成本系统处理.

问: 现在很多软件公司都自称自己系统是实时的,实时是如何衡量的?

答: 实时计划就是在接受到信号到下一计划决策或执行的时间为0.实时计划因此依赖响应反馈技术.在大部分的生产计划系统里,数据反馈较慢,导致实时计划无法实现.很多供应商都用实时来描述自己的软件.因此,建议你问供应商,你的软件是怎样证明是实时,为什么是实时的系统.

问:什么叫模拟?

答: 在生产计划系统的模拟就是在计算机里完成反映分析现实世界的模型.在此模型里,需要考虑各种影响因素,如工艺顺序,工序运行时间,物料及各种资源的可用性,轮班, 工模具,人力,维修等所有影响真实世界的因素.任何的变化情况,在计算机模型里都精确的反映与匹配现实世界.
模拟的基本原则是精确的反映现时世界,让我们来看一看ERP/MRP系统的模拟,它事先做了很多无效的,太简单的假设,如无限能力,无限供货,固定的,或简单函数的可变提前期,很明显ERP/MRP不能精确反映真实世界,所以,ERP/MRP系统的模拟是无效的模拟.

问:什么是仿真?什么是基于对象的仿真?什么是基于方程的仿真?

是用计算机在现实系统的模拟模型上实验,在现实世界运转之前来,来分析模拟,有助于复杂的现实系统的设计.
利用仿真技术可以全面地反映供应链的运行特点,由于不存在数学规划求解的复杂性,它可以考虑各种复杂因素,包括结构上和参数的上的随机性.因此,可以基于更现实的假设进行优化
   由于供应链的中的事件的发生是不连续的,时间间隔也不相同,而且具有一定的随机性.仿真一般有两种仿真方式:(1)基于对象的仿真.(2),基于方程的仿真.因为基于方程的仿真是利用微分方程来表示系统的动态特性.由于供应链系统是一个十分复杂的大系统,很难用庞大的方程组来表示系统的行为.基于对象的仿真却可以将实际系统中的实体以对象来描述,并将对象作为组成仿真系统的基本单元,它由多个实体组成,根据实际需要,可以将供应链组成任意的结构.它可以反映系统的整体,也可反映每个实体的状态.在仿真过程中,更加方便利用对象的仿真数据调整其自身的参数,适应复杂变化事件的发生.由于构成供应链系统的相关实体具有相对的自主性,互相之间通过指令建立联系,难以用方程表示其中的大多数的活动,因此,宜采用基于对象的仿真方法

问: 那么,在APS系统里是如何模拟的呢?

答:APS可以是模拟的工具,它反映真实的世界,在下达计划或做决策之前,从大量的策略及优化的方法产生和比较其模拟的结果,选取最优的计划,进行实施.
 

问: 线性规划LP的模型可以产生真正的优化吗?

答: 线性规划被定义为模拟系统,实际上,在工业运用上,它只能使用有限的变量. 流程行业的变量少于离散行业的变量.在离散行业的大量的矩阵变量,使得数据巨大,使得线性规划模拟系统无法有效的运行.
           
问: 模拟的精确性有何意义?我们是否需要100%的精确?
 
答: 实际上,100%的精确性的模拟是不存在的,也不经济的.在制造系统里,只要能按Pareto原理,按关键的特点建模,能提供足够的精确性以满足较优的决策.
 
问: 那么,模拟与优化又有和关系?

答: 模拟不是优化,模拟也不一定保证有效的计划.但是,模拟可以利用计算机模拟多次,并利用高级的算法与规则来产生较优的结果.模拟将在APS里起着重要的作用.
         
问: TOC是模拟系统吗?TOC只是计划瓶颈资源而不考虑所有资源吗? TOC不是说只平衡物流,而不是能力吗?

答: 实际上,基于TOC的APS计划均可以考虑资源,物料,订单和管理策略的约束.TOC的建模可以有限,也可无限能力.可以通过有限能力建模基于所有约束,同步化物流.任何资源均可以定义为瓶颈资源或关键资源及次瓶颈资源.对瓶颈资源采取双向计划,对非关键资源采用倒排计划.缓冲时间可以设置任何在复杂资源之间.DBR(Drum-Buffer-rope)逻辑是对关键工序同步化所有资源和物料.如果BN(Bottleneck)/CCR(critical constraining resources) 资源正在控制资源,它们就控制所有物流.
 对关键资源建模进行大量的模拟,对非关键资源的额外能力的计划是不重要的.瓶颈和CCR是用鼓来控制所有物流,所有,这些需要物料的资源建模来实现实际的详细计划.可以模拟不同的批量(策略约束)来分析库存或完成日期的影响.非瓶颈,非CCR非资源可以不同的选择如有限资源或无限资源能力.在TOC系统还有许多不同的方法对资源和物料进行模拟.

 问:为什么建模非常重要?
    
  答:建模对计算机来说是描述商业业务包括加工过程,约束的规则,策略,可替换性等的一种有效的方法.可以理解为,如果模型不能精确的描述现实,就不能有效的解决现时的问题.为了提供好的方案,就必需有一个精确的模型.

问: 什么是可视化建模语言?

答:描述复杂模型的最容易,最自然的方法是图形.这就是可视化建模语言(VML),一套图形工具可以描述加工过程,替换,生产流程和其它相关的约束.你可以可视化的比较这些方法.
 

问:什么是供应链的多层智能代理?

答: 它是一个相对独立的信息处理中心,可分为销售代理,采购代理,运输代理,库存代理和财务代理形成多智能体(Multi-Agent)系统. Agent原为代理商,是指在商品经济活动中被授权代表委托人的一方。后来被借用到人工智能和计算机科学等领域,以描述计算机软件的智能行为,称为智能体。1992年曾经有人预言: 基于Agent的计算将可能成为下一代软件开发的重大突破。随着人工智能和计算机技术在制造业中的广泛应用,多智能体系统技术对解决产品设计、生产制造乃至产品的整个生命周期中的多领域间的协调合作提供了一种智能化的方法,也为系统集成、并行设计,并实现智能制造提供了更有效的手段。

 问:什么是整子制造系统? 
 
答:整子系统的基本构件是整子(Holon).Holon是从希腊语借过来的,人们用Holon表示系统的最小组成个体,整子系统就是由很多不同种类的整子构成.它的最本质特征是:
1,自治性,每个整子可以对其自身的操作行为作出规划,可以对意外事件(如制造资源变化,制造订单的产品需要变化等)作出反应,并且其行为可控.
2,合作性,每个整子可以请求其它整子执行某种操作行为,也可以对其它整子提出的操作申请提供服务.
3,智能性,整子具有推理,判断等智力,这也是它具有自治性和合作性的内在原因.整子的上述特点表明,它与智能代理的概念相似.由于整子的全能性,也有翻译为全能系统.
4,敏捷性,具有自组织能力,可快速,可靠的组建新系统.
5,柔性,对于快速变化的市场,变化的制造要求有很强的适应性.


 问:我是一名XX大学在读博士研究生,研究方向为约束理论及其在APS中的应用。

1、APS本身(除去具体某一产品考虑)的认识或者定义是什么?
2、APS的理论基础有哪些?
3、APS在国内推行的最大原动力和最大障碍在哪里?
 

答:1, APS我称是供应链优化引擎.
   2,基于约束优化理论(当然包含TOC)
   3,不同软件采用不同的优化算法.
   4,概论是:是用系统的方法,在业务约束基础上,来改善计划或排程.
优化的主要算法有:
(1),数学规划(线性和混合整数规划),较适用于战略计划如网络选址,寻源等.
(2),启发式算法(约束理论或模拟仿真等),较适用于战术计划或运作计划如生产排程等.
(3),基因算法,较适用于有大量的可能方案选择.
(4,)穷举法是在所有替代的可能的方案寻找,较适用于教简单的供应链.
(5),APS思想应该是嵌入ERP系统.
(6),最大障碍是软件能力,计算机技术,普及培训.实际上APS是解决企业基本的计划问题.

问:APS为制造业提供什么解决方案?
APS为制造业的四类制造模型提供解决方案:   
    1,流程式模型,APS主要是顺序优化问题.
    2,离散式模型,APS主要是解决多工序,多资源的优化调度问题.
    3,流程和离散的混合模型. APS同时解决顺序和调度的优化问题.
    4,项目管理模型,APS主要解决关键路径和成本时间最小化问题.
    
    APS考虑不同行业的解决方案。APS的主要着眼点是工序逻辑约束和资源能力约束,物料和工序流程紧密联结.各种优化规则.计算最早可能开始时间和最迟可能开始时间.物料可重分配和可替代,资源可重分配和可替代.计划排程考虑柔性(缓冲),考虑成本约束,考虑非确定流程和统计概率论.考虑多种优化方案的比较分析.

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