機(jī)械工廠APS新理念成功落地項(xiàng)目總結(jié)！干貨！
生產(chǎn)排程是一個(gè)很大且有難度的話題，在諸位前輩面前不敢班門弄斧，姑且簡(jiǎn)單的介紹一下前一段時(shí)間做的一個(gè)機(jī)加工工廠的APS（Advanced Planning System），作為一家有深厚技術(shù)基因，有強(qiáng)烈使命感的工業(yè)軟件服務(wù)商，我們提供的APS系統(tǒng)是在MRPII系統(tǒng)基礎(chǔ)上的升級(jí)，主要內(nèi)涵是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)排程&人工微調(diào)，理想化的APS排程目前看的成功案例少之甚少！
NO.1、APS項(xiàng)目背景
客戶是一家從事小批量多品種精密機(jī)械零部件加工和組裝的企業(yè)，屬于典型離散型制造業(yè)，訂單生產(chǎn)組織方式主要是MTO（manufactory to order）。
生產(chǎn)現(xiàn)狀：從5M(人\機(jī)\料\法\環(huán))五個(gè)維度對(duì)客戶情況做簡(jiǎn)要介紹，工藝技術(shù)穩(wěn)定、設(shè)備多為進(jìn)口CNC，NC等、人員技能等級(jí)略高于同行業(yè)、檢測(cè)儀器有三坐標(biāo)，對(duì)刀儀，紅外線檢測(cè)儀等、原材料主要是航空鋁材、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境優(yōu)秀有很好的5S和目視化、定制化管理。
已有系統(tǒng)：客戶已經(jīng)有U8 ERP系統(tǒng)，主要啟用了財(cái)務(wù)、工藝和物料管理模塊；PDM系統(tǒng)據(jù)客戶反饋，與ERP系統(tǒng)有重復(fù)作業(yè)。
項(xiàng)目范圍：客戶的數(shù)字化系統(tǒng)需求范圍主要包含下面幾個(gè)系統(tǒng)模塊：SCADA、TPM、TMS(刀具和工裝管理)、MES（內(nèi)嵌QMS功能）、WMS、APS（MRPII）,本次主要做APS(MRPII)的匯報(bào)。
NO.2、APS方案設(shè)計(jì)
在展開系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前我們簡(jiǎn)要梳理一下計(jì)劃排程需要的用的基礎(chǔ)知識(shí)，比如：
綜合生產(chǎn)計(jì)劃、主生產(chǎn)計(jì)劃、物料需求計(jì)劃、車間計(jì)劃、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（BOM）、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)能、產(chǎn)品工藝、物料管理、倉庫管理、需求預(yù)測(cè)、OTD、C/T、L/T、T/T、5R、MTO\MTS\ATO\ETO、VSM、P\N、PERT（Program Evaluation and Review Technique）、CPM(Critical path method )、JIT、KANBAN、利特爾法則、運(yùn)籌學(xué)等知識(shí)。
工業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃體系圖：
生產(chǎn)計(jì)劃體系圖.png "工業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃體系圖.png")
利特爾法則：由麻省理工大學(xué)斯隆商學(xué)院（MIT Sloan School of Management）的教授John Little﹐于1961年所提出與證明。它是一個(gè)有關(guān)提前期與在制品關(guān)系的簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)公式，這一法則為精益生產(chǎn)的改善方向指明了道路。
如何有效地縮短生產(chǎn)周期呢？利特爾法則已經(jīng)很明顯地指出了方向。一個(gè)方向是提高產(chǎn)能，從而降低生產(chǎn)節(jié)拍。另一個(gè)方向就是壓縮存貨數(shù)量。然而，提高往往意味著增加很大的投入。另外，生產(chǎn)能力的提升雖然可以縮短生產(chǎn)周期，但是，生產(chǎn)能力的提升總有個(gè)限度，我們無法容忍生產(chǎn)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過市場(chǎng)的需求。一般來說，每個(gè)公司在一定時(shí)期內(nèi)的生產(chǎn)能力是大致不變的，而從長(zhǎng)期來看，各公司也會(huì)力圖使自己公司的產(chǎn)能與市場(chǎng)需求相吻合。因此，最有效地縮短生產(chǎn)周期的方法就是壓縮在制品數(shù)量。
利特爾法則不僅適用于整個(gè)系統(tǒng)，而且也適用于系統(tǒng)的任何一部分。
利特爾法則公式和表達(dá)示意圖：
利特爾法則告訴我們只要減少中間在制品就是縮減生產(chǎn)周期，就是釋放產(chǎn)能！
在了解基本需求和知識(shí)范圍的基礎(chǔ)上，了解用作過程種的痛點(diǎn)和問題點(diǎn)，以及從信息技術(shù)的角度，通過什么樣的技術(shù)和工具可以優(yōu)化現(xiàn)有的作業(yè)、解決痛點(diǎn)、化解難點(diǎn)等。然后在前兩步驟的工作基礎(chǔ)上編寫具體的方案、編制功能清單和繪制原型圖，交付開發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)開發(fā)規(guī)格書等。
NO.3、APS涉及算法
排程系統(tǒng)用到的算法是相對(duì)固定的，經(jīng)過大量的嘗試，我們選擇遺傳算法作為APS的基礎(chǔ)邏輯，具體細(xì)節(jié)和信息處理流程描述如下圖，隨著技術(shù)的發(fā)展、使用場(chǎng)景的變化，APS系統(tǒng)使用的算法也在不斷的優(yōu)化，目前新一般的算法正在測(cè)試中。
APS遺傳算法描述圖：
NO.4、 APS系統(tǒng)功能
基于解析方式進(jìn)行機(jī)理知識(shí)建模，結(jié)合制造過程中產(chǎn)生的海量應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)建模，實(shí)現(xiàn)混合建模方法，將“關(guān)聯(lián)關(guān)系”和“因果關(guān)系”深度融合，從根本上提高制造系統(tǒng)建模的能力，有效實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)的優(yōu)化。通過元模型的頂層抽象性，將多學(xué)科、異構(gòu)、涌現(xiàn)的復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行定性定量數(shù)學(xué)建模。在建立的基礎(chǔ)模型的基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際需求和特殊性進(jìn)行配置。
APS系統(tǒng)主要功能目錄圖：
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APS系統(tǒng)主要功能清單架構(gòu)圖：
主要功能清單架構(gòu)圖.png "APS系統(tǒng)主要功能清單架構(gòu)圖.png")
整體計(jì)劃：1.考慮生產(chǎn)線產(chǎn)能、交期、經(jīng)濟(jì)批量、物料齊套等約束，對(duì)接收到的營銷訂單進(jìn)行合理排程，生成產(chǎn)線的周生產(chǎn)計(jì)劃。 2.通過優(yōu)化算法，在保證各項(xiàng)約束的前提下，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線負(fù)荷均衡和節(jié)拍均衡優(yōu)化。 同時(shí)提供計(jì)劃排程相關(guān)的數(shù)據(jù)建模、規(guī)則建模、計(jì)劃管理、版本管理等功能，實(shí)現(xiàn)整個(gè)排程業(yè)務(wù)流程的數(shù)字化、信息化、智能化。
APS系統(tǒng)整體計(jì)劃邏輯結(jié)構(gòu)圖：
整體計(jì)劃邏輯結(jié)構(gòu)圖.png "APS系統(tǒng)整體計(jì)劃邏輯結(jié)構(gòu)圖.png")
車間計(jì)劃：根據(jù)整體計(jì)劃的最早開始、最遲時(shí)間約束，在計(jì)劃排程模塊中，對(duì)分揀、充磁和組裝工單進(jìn)行計(jì)劃按照流轉(zhuǎn)批量進(jìn)行拆分合并調(diào)整，然后適用系統(tǒng)的排程功能，進(jìn)行有限能力的排程，形成派工工單計(jì)劃。計(jì)劃人員對(duì)系統(tǒng)排程生成的派工單進(jìn)行審核、修改、重排，并對(duì)最終排程結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)。確認(rèn)的工單/派工單計(jì)劃將同步到系統(tǒng)種，生成生產(chǎn)工單和工序派工單，用于生產(chǎn)執(zhí)行！
APS系統(tǒng)車間計(jì)劃邏輯結(jié)構(gòu)圖：
車間計(jì)劃邏輯結(jié)構(gòu)圖.png "APS系統(tǒng)車間計(jì)劃邏輯結(jié)構(gòu)圖.png")
排產(chǎn)規(guī)則：設(shè)置排產(chǎn)的規(guī)則與方法，根據(jù)不同的訂單優(yōu)先級(jí)和重要程度，可以選擇不同的計(jì)劃排產(chǎn)規(guī)則，排產(chǎn)和規(guī)則可以進(jìn)行增加、刪減和修改 ！
排場(chǎng)規(guī)則選擇界面圖：
規(guī)則選擇界面圖.png "排場(chǎng)規(guī)則選擇界面圖.png")
產(chǎn)成品追蹤：APS系統(tǒng)與SCADA系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，計(jì)劃各工序產(chǎn)生品追蹤，delay工序紅色顯示 ！未delay工序黑色顯示！
產(chǎn)成品追蹤界面圖：
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NO.6、 TPM系統(tǒng)學(xué)習(xí)總結(jié)
以上簡(jiǎn)要敘述了精易會(huì)APS（系統(tǒng)排程+人工微調(diào)）管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路、模型、功能結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)交互、管理報(bào)表和看板等知識(shí)。管理是一個(gè)系統(tǒng)工程，其中生產(chǎn)排程管理如何把復(fù)雜的、混亂的、不確定的要素與作用力（正、反）、以及場(chǎng)景之間的關(guān)系分析清楚，使用科學(xué)建模的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性的APS管理系統(tǒng)是十分有效的工具。篇幅有限很多內(nèi)容沒有展開介紹，學(xué)習(xí)暫且告一段落，歡迎留言、加微信討論，感謝！
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