高级计划系统(aps)中生产计划排程.docx

高级计划系统(aps)中生产计划排程.docx高级计划系统(APS)中生产计划排程
供应链管理(SCM)涉及企业间的集成以及在产销网络中协调物流和信息 流的各个方面。作为企业信息中枢的ERP系统，现在已经在许多企业中用于 作业处理和定单执行。高级计划系统(APS, Advanced Planning Systems) 作为ERP的补充，用于协调物流、开发瓶颈资源和保证交货日期。APS应用各 种优化技术，并根据企业的商业目标来改进计划。APS包括需求和供应计划、 运输和生产计划排程等各种供应链计划模块，本文主要介绍APS中生产计划 排程(Production Planning and Scheduling)模块的基本原理［1］。
决策状况描述
生产计划排程的目的是为车间生成一个详细的短期生产计划。排产计划 (Production schedule)指明了计划范围内的每一个定单在所需资源上的加 工开始时间和结束时间，也即指出了在给定资源上定单的加工工序。排产计 划可以通过直观的甘特图(Gantt chart)形式给出。
排产计划的计划间隔可以从一天到几周，取决于具体的工业生产部门。 合理的计划长度取决于几个因素：一方面，它至少应当涵盖与一个定单在生 产单元中最大的流动时间(flow time)相对应的时间间隔；另一方面，计划 间隔受到已知顾客定单或可靠需求预测的可用性限制。很显然，只有当排产 计划适度稳定时，在一个资源上进行定单排程才是有用的。也就是说，它们 不应受不期望事件经常变化的影响(如定单数量改变或中断)。
对某些生产类型(如job shop),生产计划排程需要对(潜在)瓶颈资源 上的任务定单进行排序和计划；而对另一些生产类型（如成组技术），生产计 划排程要能自动地、按时段检查资源组的能力，看其是否能够在下一个时间 段内完成成组加工的一组定单。然后，可以手工排序这组定单在下一个时间 段内的加工次序。
排产计划任务能够而且也应当分散来做，这样可以利用每个地点人们的 专业知识和车间当前状况的知识（例如人员的可用性）。
生产计划排程受到上层主生产计划的约束，主生产计划设立了在分散的 决策单位中执行生产计划排程的框架。从主计划中可获得的相应指导包括： 使用超时或加班的数量；在不同时间点上来自供应链上游设施物料项的可用 性；涉及来自供货商输入物料的采购协议。此外，由于主生产计划在供应链 上有更宽的视点和更长的计划区间，从中我们还可以得到：
计划结束时需要建立的各物料项的季节性库存量；
交付给供应链下游设施的定单截止日期（下游设施可以是紧接着的下一 级生产单位，分销商或最终顾客）。
排产计划生成
由车间模型生成排产计划的一般程序可简单地描述为下面6个步骤（如 图1所示）。
1、建模
车间模型必须详细地捕捉生产流程的特征和相应的物流，以便以最小的 成本生成可行的计划。
由于一个系统的产出率只受潜在瓶颈资源的限制，因此，我们只需对车 间现有全部资源的一部分-也即那些可能成为瓶颈的资源，建立一个清晰的 模型。关于建模方法的细节我们将在后面进一步阐述。
2、提取需要的数据
生产计划排程使用的数据来自ERP系统、主生产计划和需求计划。生产 计划排程仅利用这些模块中可用数据的一个子集，因此，在建立一个给定生 产单元的模型时，必须指明它实际需要哪些数据。
3、生成一组假定（生产状况）
除了从ERP系统、主生产计划和需求计划这些数据源中接收的数据之外, 车间或生产单位的决策者或许对车间当前或未来的状况会有更进一步的知识 或期望，这些信息在其它地方（如软件模块中）是不能得到的。再者，对车 间的可用能力或许也可以有多种选择（如柔性的倒班安排等）。因此，决策人 员必须有能力修改数据和建立某种生产状况（见图1中的第三步，点划线框 表示这一步必须由决策人员执行，并且是可选的）。
4、生成一个（初始）排产计划
在有了模型和数据之后，就可以针对给定的生产状况，利用线性规划、 启发式算法和基因算法等各种复杂的优化方法来生成排产计划。这项工作可 以一步完成，也可以通过两级计划层次（先综合的生产计划，后详细的排产 计划）完成。
如果通过两级计划层次完成，也即先生成综合资源的上层生产计划。那 么，在生成一个详细的排产计划之前，人们或许首先要对这个生产计划进行 分析。特别地，如果生产计划不可行，决策人员可以交互地指定一些计划途 径来平衡生产能力（如增加班时或指定不同的加工路径）。这或许要比修改在 单个资源上的加工工序（下层排产计划）更加容易。
APS采用了例外管理（Management By exception）的技术，如果出现问 题和不可行性（如超过定单交货期或资源过载），APS就会发出警告（alertS）o 这些警告首先被“过滤”，然后，正确的警告被传递到供应