企業實現精益製造的核心基礎： 高級排程(APS)應用分享
前言
APS是製造型企業的「靈魂」，應用好APS可以協 助企業優化加工製程，是企業實現精益製造的核心基 礎。APS 是 Advanced Planning and Scheduling 的 縮寫，中文意思即是基於各種外部的製造制約條件與 有限的能力條件所做出的高級計劃與排程。APS最初 是由製造廠商提出並擴展，希望可以通過一個工具協 助廠商合理利用企業現有的資源（如時間、人、設備、 物料等）針對加工工藝進行優化，從而達到提高效率、 節省成本的目的。隨著深入的使用，APS功能不斷進 行擴展和優化，結合ERP、MES、MRP等軟體，妥善 的處理了工廠內部以及與供應鏈間的協作關係，從20 世紀80年代開始，APS在國外得到長足的發展。
但是，非常可惜的是APS軟體在中國長期處於一個非 常尷尬的境地，大企業與大公司都瞭解APS的重要 性，也都想通過APS優化廠內的流程和産能，但是因 受到人爲因素影響，而沒有付諸行動，只有極少數的企業肯真正實施，使得APS處於叫好不叫座的狀態。 直到工業4.0概念流行後，APS才逐漸被中國國內的 企業所認可，關注APS的企業也開始逐漸增加。 當今世界是一個合作的大工廠，受終端客戶的需求影 響，製造訂單逐漸朝向「單品種、小批量、碎片化」 的方向發展，上游客戶希望下游製造商短交期、高品 質交付，而下游製造商則希望交付好、産出高、庫存 少，客戶和製造商的需求是一致的，但是製造商的資 源有限，如何在有限資源的情况下實現這一願望呢？ 模具可說是離散型製造業的典型代表，我們就以模具 行業爲例進行分享。
企業的困惑
• 訂單：企業是否能滿足隨機的訂單需求？計劃變化 頻繁，計劃總是跟不上變化；插單非常多，使計劃 調整非常困難；交貨期經常發生延誤，無法正確回 答客戶的交貨期。
• 産能：企業規劃的資源産能很高，就是零件産出量上不去，機器、人員忙閒不均，生産的無效成本居 高不下，並且無法準確預測未來機台産能負荷，導 致産能分配不均。
• 調度：在滿負荷的情况下，生産調度指令牽一髮而 動全身，一個插單、一個工序的順序調整，後面的 一連串計劃便要跟著進行調整。人工只能安排當天 和明天的生産計劃，後天、大後天與未來更長時間 的産能光靠人工是無法預估和安排的。
• 庫存：經常發生標準件或者備品的庫存不足，爲了 快速響應加工車間的物料需求，庫存物料種類和數 量居高不下。
• 成本：模具的BOM零件較多，製造周期較長，製 造過程中部門間無效溝通的時間較多，工作協調性 差、效率低，導致隱形的無效成本較高。
如何選用APS?
面對上述這些問題，企業需要一個工具來解决這些問 題，而APS恰好能爲這些問題提供解决方案。APS 是企業管理軟體，它具有高度智能的生産計劃調度功能，可以在多任務的複雜條件與存在著諸多約束條件 的生産流程中，充分利用企業的資源條件，並找到最 佳的調度排程結果，APS的核心便是具有尋找最優結 果的優化運算引擎。
零件排程是整個製造企業管理的核心，通過排程算法 可以在資源有限的情况下，合理安排每個零件的加工 先後順序。生産計劃排程既有相對簡單的算法，也有 複雜的算法，生産計劃排程並不存在一個全局最優的 排程規則，同時也不是算法越複雜結果就越好。按照 比較計算規則，分爲最早交貨期排序和按CR值（重 要比率）排序兩種方式，區別如下：
• 最早交貨期排序：按最早交期排序是單純以交期爲 基準進行排序，交期越小，排程優先級越高。
• CR值排序：CR值是指用交期减去目前日期之差 額，再除以未完工的工期，數值越小表示緊急程度 越高，排程優先級越高。
實際工作中，我司采CR值進行排配，這種排配方式 更加符合現場管理。而在選擇生産計劃排程時的排程 算法後，是正排還是倒排也是一個重要的問題。正排 指的是按照預定的算法盡可能往前安排加工，而倒排 則是指在交期滿足的情况下，以最後的交期爲計劃完 成時間點，用倒排時間的方式安排加工計劃。
正排的優點在於設備和員工會得到充分利用，設備閒 置或人員休息的情况要等到生産任務都完成後才可能 出現，但同時也可能會因爲提前完成生産任務，導致還沒到交貨期不能發貨而形成庫存；而倒排的優點和 缺點則和正排恰好相反，倒排是在最後期限前完成任 務，將庫存最小化，但前期人員和設備可能會有閒 置，且人員和設備的不穩定性較多。一般來說，當企 業需要透過APS系統解决企業生産計劃排程問題時， 大多都是因爲面臨多品種、小批量或設備能力不足等 情况，故需要需要透過APS系統做出最合理的調度安 排。正排增加庫存，而倒排浪費産能，在增加庫存與 浪費産能之間取捨，浪費産能造成的損失大大超過增 加庫存，其原因有二：
• 原因一：設備是有可能發生故障的，而故障都是偶 然發生，無法判斷設備何時會出現故障。如果生産 安排時，采取倒排的方式，按照庫存最小化的時間 點安排，當生産過程中出現設備故障時，就沒有多 餘的緩衝時間可用於檢修設備，進而造成交貨期的 延遲。
• 原因二：設備産能的浪費屬於澈底浪費，如果當月 設備能力浪費了，以後也無法再追回；而增加庫存 所造成的浪費則屬於一種臨時的浪費。
綜上所述，結合企業的實際狀况，以及優劣勢的對比， 我們會建議采用順排的方式進行模擬産能。
APS應用案例
零件在車間加工過程中，需要經過以下幾個步驟：
• 步驟一：當前零件排隊等待加工時間。
• 步驟二：前置準備時間，包括查找工件、核對圖紙、 （數控工段）準備加工程序及刀具或者電極。
• 步驟三：工件上機進行加工時間。
• 步驟四：加工過程中或者加工完成後自檢時間。
• 步驟五：品檢部門等待及製程檢測時間。
• 步驟六：檢測合格後物流下工段以及與下工段交接 時間。
在實際的加工過程中，常會遇到各種不可預期的情 况，而這些特殊的情况會打亂工藝員的預排計劃，倍 智公司的排程系統可以協助解决這些突發事件： • 加工數量較多時，可分小批次下發加工任務； • 解决現場緊急插單的問題； • 解决調整工藝加工順序，修改加工工藝參數； • 加工和BOM關聯，對BOM零件版本的變更或取 消加工零件進行限制； • 修改交付進度與加工任務緊急程度參數； • 實現自檢和品檢兩種檢測制度，確保工段加工品質； • 提供工段之間自動提前和延後功能，待加工零件進 度和實際進度進行無縫關聯； • 實現自動和手動兩種排程模式，最快每隔15分鐘排程一次，方便現場看到最新的待加工任務； • 對數據進行統計，方便計劃員、生管和各單位主管 瞭解未來産能； • 通過數據對比來瞭解員工加工效率，並提升員工工 作積極性。 經過排程計算以後，加工主管可以實時瞭解設備未來 的預計産能，待工件加工完以後，還可以藉此計算員 工的個人KPI。
結語
完整、準確的加工數據是使用APS系統的基礎，數據 結構的設計在一定程度上决定了APS軟體的優劣。結 合每個工廠的自身條件，尋找適合的APS軟體，將可 以協助工廠進行更加高效的精益管理。■
聯絡人：溫占明 項目經理
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