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數(shù)字化智造下APS軟件的架構(gòu)與展望

APS(AdvancedPlanningandScheduling)指的是高級計劃與排程均衡供應(yīng)鏈與生產(chǎn)過程中各種資源，在不同的供應(yīng)鏈與生產(chǎn)瓶頸階段給出最優(yōu)的生產(chǎn)與排程計劃，實(shí)現(xiàn)快速計劃排程并對需求變化做出快速反應(yīng)。

APS系統(tǒng)最初運(yùn)用是在一個企業(yè)的范圍內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)計劃排程的運(yùn)算和優(yōu)化，后被擴(kuò)展到供應(yīng)鏈的計劃上，這包括供應(yīng)商、分銷商和出貨點(diǎn)的需求。不同的APS軟件供應(yīng)商選用不同的優(yōu)化算法搭建自己的高級計劃系統(tǒng)軟件，需要根據(jù)解決不同的問題來決定采用哪種算法引擎。

各個軟件公司也各自及時推出了APS軟件。盡管種類很多，但是多數(shù)APS都能找到共同的結(jié)構(gòu)特征。一般而言，APS由若干軟件模塊組成，這些軟件模塊又分成若干組件構(gòu)成，每個軟件模塊執(zhí)行某項(xiàng)特定的計劃任務(wù)。

SCOR模型論述了供應(yīng)鏈計劃中最重要的幾個任務(wù)，并從兩個方面，即計劃時間跨度(planninghorizon)和供應(yīng)鏈流程(supplychainprocess)方面對其分類。

SCP矩陣的某一特定部分(如中期采購、生產(chǎn)和配送計劃)通常由各自的軟件模塊進(jìn)行處理。這些模塊的名稱因APS供應(yīng)商而不同，但是它們所支持的計劃任務(wù)基本上是相同的。通常APS不都能支持所有計劃任務(wù)。目前，我們僅對軟件模塊結(jié)構(gòu)和所涉及到的規(guī)劃任務(wù)做大致的了解：

戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)計劃(StrategicNetworkPlanning)包括所有四個長期規(guī)劃，特別是工廠選址(plantlocation)和分銷結(jié)構(gòu)(physicaldistributionstructure，設(shè)計。戰(zhàn)略銷售計劃(strategicsalespanning)所引發(fā)的一些問題(如在某個市場上該投放哪些產(chǎn)品)也可以包括在內(nèi)?；旧希撚媱潧Q定了供應(yīng)鏈設(shè)計和供應(yīng)商與客戶之間基本物料的流動。

戰(zhàn)略銷售計劃進(jìn)一步的任務(wù)(如長期需求預(yù)測)和和中期銷售計劃一般由需求規(guī)劃(DemandPlanning)模塊支持。大多數(shù)APS軟件供應(yīng)商都提供需求履行和CTP(DemandFulfillment&CTP)組件，我們用它來制訂短期銷售計劃(short-termsalesplanning)。

主計劃(MasterPlanning)在中期計劃的層次上協(xié)調(diào)采購、生產(chǎn)和配送。一般會同時考慮配送計劃、產(chǎn)能計劃和中期人員汁劃。此外，它也支持主生產(chǎn)計劃(Masterproductionscheduling).

如果制訂生產(chǎn)計劃與排程(ProductionPlanningandScheduling)的任務(wù)由兩個不同模塊承擔(dān)，那么第一個模塊負(fù)責(zé)確定生產(chǎn)批量(lotsizing)，第二個模塊則用于制訂機(jī)器排程(Machinescheduling)和車間控制(shopfloorcontrol)。但通常來說，是由一個單獨(dú)的模塊來處理這三項(xiàng)工作。因?yàn)榉浅Ｔ敱M，所以短期計劃層次上制訂的計劃特別受生產(chǎn)系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)的影響。因此，必須明確所有瓶頸。如果企業(yè)采用多級生產(chǎn)流程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，還必須用一體化管理的方式對其進(jìn)行協(xié)調(diào)。為了滿足特定行業(yè)的特殊要求，一些軟件供應(yīng)商還提供其他種類的生產(chǎn)計劃與排程模塊。

短期運(yùn)輸計劃(transportplanning)由相應(yīng)的模塊來完成。有時候，還要增加分銷計劃(distributionplanning)模塊來制訂比主計劃更詳盡的物料流動計劃。

展開BOM與訂購物料(BOMexplosionandOderingofmaterial)的工作常常留給ERP系統(tǒng)，ERP傳統(tǒng)上就是用以支持這些功能的，而且無論如何這些工作都是交易系統(tǒng)完成的。至于那些非瓶頸物料，完全可以在ERP系統(tǒng)內(nèi)展開BOM。但ERP系統(tǒng)無法支持原材料和零部件的“高級”采購計劃，這些計劃應(yīng)該涉及備選供應(yīng)商、數(shù)量折扣、供給量的上下限(上限受原材料供給量不足的影響，下限受中期供應(yīng)協(xié)議的影響)等因素。只有少數(shù)APS供應(yīng)商推出了特殊的采購與物料需求計劃(Purchasing&MaterialRequirementsPlanning)模塊，該模塊可以直接支持(中期到)短期的采購決策。有時，至少會存在一個協(xié)作(Collaboration)模塊，它有助于加速傳統(tǒng)上制造商及其供給者之間互動(協(xié)作)的采購流程。不過這種“高級”模塊并不多。

APS模塊都致力于決策規(guī)劃。但是，系統(tǒng)的輸入信息(inbound，供應(yīng)商不可靠、機(jī)器設(shè)備故障)和輸出信息(outbound，未知的客戶需求)都存在著不確定性。為了抵御這種不確定性，就必須利用緩沖系統(tǒng)，即或者保有安全庫存，或者設(shè)定安全時間。緩沖不確定性是涉及整個供應(yīng)鏈流程的工作，并且實(shí)際上無法將該項(xiàng)工作分配給任何一個單獨(dú)的模塊來完成，因?yàn)榫彌_或容裕度因特定行業(yè)和制造策略而不同。多層的優(yōu)化安全庫存計算和分配一般在需求計劃模塊處理。

不同行業(yè)的供應(yīng)鏈的計劃工作存在很大的差異。短期計劃工作更是如此。APS軟件供應(yīng)商正在逐漸意識到這一點(diǎn)。因此，他們就同—項(xiàng)計劃工作提供幾個組件，甚至幾個模塊，來針對特定類型供應(yīng)鏈的特性。軟件模塊可以被看作某種“計劃包”(planningkit)。用戶可以購買、安裝、使用那些業(yè)務(wù)需要的模塊。大部分情況下，無須安裝APS供應(yīng)商提供的所有模塊。有時候(但不經(jīng)常)，也可以將不同供應(yīng)商的APS模塊結(jié)合在一起使用。

另一種方法是，某些APS供應(yīng)商并不提供所有計劃工作所需的軟件模塊，看起來他們又好像對提供完整解決方案很感興趣。這時，就可以推出供應(yīng)商和客戶的協(xié)作模塊。更多時候，APS供應(yīng)商會將APS模塊同ERP、CRM軟件捆綁在一起銷售，構(gòu)成一全面的供應(yīng)鏈管理軟件。因此，當(dāng)你在瀏覽各軟件公司網(wǎng)頁的時候，有時很難找到這套軟件中的計劃模塊(特別功能上)，也很難證實(shí)前面所提到的APS結(jié)構(gòu)。所以，很多情況下，有三種情況下看不到APS術(shù)語，一是被SCM供應(yīng)鏈模塊所包含;二是被MES制造執(zhí)行改進(jìn)的MOM生產(chǎn)運(yùn)作模塊包含;三是以為ERP的計劃MRPII已有APS計劃邏輯。

有時候，軟件模塊也用來執(zhí)行一些原先設(shè)計中沒有的計劃任務(wù)。例如，可以用主計劃模塊制訂分銷配送計劃。如果各模塊的模型特征非常相似，且同樣的計算方法可用于解決不同類型的問題，這種情形就會發(fā)生。除已經(jīng)提到的軟件模塊外，供應(yīng)商經(jīng)常還提供額外的軟件組件來協(xié)調(diào)不同模塊的工作，同時與其他軟件系統(tǒng)(如ERP系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫DataWarehouse)相結(jié)合使用。