概述：APS是高级生产计划与排程系统的简称。APS的基本原则是按照工艺模型排程，模型由用户维护。本文介绍APS运行需要的主要模型数据，模型中的要点和难点。在阅读了本文后，您会了解导入APS需要准备哪些数据，目前APS系统可以支持的工艺和主要约束，排程的难点在哪里。

        APS是高级生产计划与排程系统的简称。APS的基本原则是按照工艺模型排程,模型由用户维护。本文介绍APS导入需要的主要模型数据, 模型中的要点和难点。在阅读了本文后,您会了解导入APS需要准备哪些数据,目前APS系统可以支持的工艺和主要约束,排程的难点在哪里。

        APS生产排程系统基础知识-数据模型 

        通常我们说APS系统是各行业通用的，排程的逻辑由客户的工艺模型决定。原则上，只要生产工艺是可以精确的定义，就可以自动排程，虽然各厂商提供的系统功能上各有差异，但无一例外都需要用户定义工艺模型。

        以PlanMateAPS为列，用户可以用Excel收集模型，APS系统提供模型维护工具，通过定义数据文件格式将模型导入到系统中。如果是少量的修改，也可以在软件提供的用户界面中进行修改。

        那些过于灵活没有原则性的规则，系统就难以自动优化实现。这部分需要通过灵活的用户界面，允许用户干预进行弥补。

        需要明白，APS不能解决企业所有的问题。产能不足、供应商不能按期交货、现场设备异常、订单变更等等，这些问题长期困扰企业，计划部门常常处于救火状态。很多人会认为，APS只适用于那些订单和料况稳定、异常很少的企业。实际正相反，通过导入APS , 可以在一定的程度上帮助企业缓解问题：

        1.虽然不能增加产能，但可以准确评估预测，让企业可以提前准备。是否需要增加设备？提前订制模具？准备外发？如果需要外发，APS可以帮助您确定何时外发，哪些产品和工单需要外发，让协作厂商可以提前做出准备。

        2.供应商的问题，部分原因是企业给出的交货日期不准确，过于模糊或更改频繁。 APS

        可以帮助企业做出更准确的计划，从而能为供应商提供更精确和稳定的交货日期，并长期追踪，在一定程度上改善交货状况。

        3.现场异常及订单变更，传统的人工修改计划方式不只麻烦还会造成计划混乱，尤其在有多道生产工序的企业，插单会引发大量冲突。APS提供的快速重排可以帮助企业迅速修改计划。

        APS的生产工艺模型：

        1.生产设备，这里的设备是指的需要独立编制生产计划的设备，如果你的一条生产线有多台机器连接而成，只需定义产线，不需要对每台机器单独定义。在APS中我们称它为主资源。对于主资源有以下几种属性需要注意：

        ●流水生产：SMT生产线、机械加工设备、成型设备等，产品是一个个的被生产出来，

        这种是流水生产。

        ●批次生产：加热炉、磁控溅射机器、使用大容器清洗，这些设备在生产的时候是成

        ●生产模式：在离散制造业中主资源包括两种主要的生产模式：流水生产和批量生产批次的。例如一个加热炉用于机械加工中的退火，那么每次要凑够一定的数量的产品同时加热，不能一个个的生产，这种就是批次生产设备是否可中断: 以上设备有一个重要参数需要注意，是否可中断。流水式生产，在换班且时间不连续的时候，机器可以停下来等第二天再继续。而加热炉式的设备则不能停，只要启动就必须连续做完，这种就不能中断。

        ●工作日历：对于生产资源，除了上述需要定义的类型和参数外还需要考虑它的工作日历。

        工作日历以周为基本周期，包括每天分几班倒、每个班次的工作时间、休息日。在工作时间定义中还要考虑到吃饭休息时间，中间可能会中断一段时间。工作日历还需要定义节假日。 PlanMateAPS中，每个主资源的工作日历可以不同。

        2.BOM：产品清单及物料消耗结构。APS中的BOM有两种

        ●工序BOM: 一个产品生产需要经过多个工序，物料可以在不同的工序点加入进来，不需要统一在第一个工序加入，这就是APS中的工序级BOM。如果一个产品的整个生产周期很长，工序BOM可以延迟物料需求时间，大大降低物料库存水平。

        ●物料BOM :与ERP中的BOM相同，按料号定义物料消耗结构

        3.产品生产工序：每一个产品会经过多个生产工序，这些工序之间具有一定的关系。

        工序顺序：有一些产品的生产工艺是确定的。比如PCBA中，我们会经过镭雕、SMT的BT两面、波峰焊或选焊、装配及测试，每个产品都按照固定的顺序进行，每个工序允许使用的产线设备不同。

        另外一些产品可能有多选工艺，在机械加工中比较常见。一台先进的数控设备可以一次性完成车、铣、钻等多个工序，排程时只要排一次即可。而这些工序又可以用两三台单一功能的设备来代替，这就形成了平行可选工序。

        除平行工序外，在机械加工行业中，工序的分解也不是固定的。例如一个6面体的加工，可以分6道工序，每台设备加工一面，也可以分3道工序，每台设备加工两面，或者简单地让一台设备全部做完。工序分解可以依据经验，使每个工单的加工时间长短合适，工序之间的缓冲衔接易于管理，设备能充分利用。

        工序之间的缓冲：在产品工序的定义中，除了工序顺序及设备选择，我们还需要注意的是工序之间的关系和缓冲参数。

        考虑到运输对产品品质及生产效率的影响，应考虑区域及车间限制。在PlanMateAPS中，定

        义多级区域，主资源有厂区、车间、设备位置参数，可以定义工序间优先在同车间、同厂区生产。例如SMT的BT两面，严格限定在同车间生产。SMT到波峰焊、切板等，优先在同车间生产。

        工序关系一般有两种：

        EE：前工序与后工序可以部分重叠

        ES：前工序全部完成后工序才能开始

        对于工序间的缓冲，生产工艺的不同，会有不同的要求。

        ●拼炉生产的工序转移比较复杂，因为一个工单可能分多炉次，或几个工单合并一炉，出炉后需要冷却时间，在工序缓冲定义的时候要特别注意。这里不详述，可与供应商沟通。

        ●对于流水生产，需要考虑到运输的时间、运输的工具及每次运输承载的数量。前工序生产会有一些延迟，因此还需要有一定的缓冲。缓冲方式可以按时间或按产品数量定义。

        产品工序需要使用的设备和生产节拍：

        产品经过多个生产工序，在每个工序上都需定义允许使用的设备。即使在相同工序，每个产品允许使用的设备也是不一样的，在允许的设备中，也会有不同的优先级和节拍时间。例如SMT，由于线体配置不同，节拍时间有很大差异。

        在成型行业，产品选择模具，模具选择设备，每个模具可以使用的机器有一定要求。例如一个模具可以用于60、80吨的机台，在不影响交货的情况下，要优先使用小吨位机器以节省费用。

        流水式生产的节拍：

        节拍时间是以每隔多长时间产出一个产品来计算的。有的企业以每小时产量来定义产能，节拍时间 = 3600s/每小时产量

        在成型行业中，我们以每出模一次作为节拍时间。如果模具上有多个穴位，节拍时间要除以穴位数。

        节拍时间 = 出模周期/产品穴位数

        炉式生产的节拍和数量：

        对于炉式生产方式，生产时间不能按照单个产品计算，而要定义每炉需要的总时间，还要考虑炉次间的切换时间。

        在拼炉生产方式下，我们还需要考虑每个炉次的总容量。因产品的尺寸不同，不同产品允许加工的数量也不同。可以按以下方式做定义：

        以标准尺寸产品定义炉次容量，再为每个产品定义其大小，可以为标准尺寸的倍数（允许小数），在对不同大小产品排程时需要根据产品大小计算每次允许排的产品数。

        另一种情况是生产需要使用特别的夹具，需要定义每炉可以容纳的夹具数，各种产品规格所拥有的总夹具数以及产品与夹具的对应关系，会对排程产生约束。

        在炉式生产排程中，还需要考虑不同产品的生产时间，需要使用的材料等。只有加工时间和材料一致的产品才能拼为一炉。

        辅助资源:

        辅助资源对生产排程有约束作用，包括各类治具、夹具、模具，SMT中的钢网。在主要依赖人力完成的工序中，工人也是一种辅助资源。

        在PlanMateAPS中，辅助资源分为几种类型：

        工人：在有些行业中，工人是影响生产的主要资源。例如，成品组装、制衣等。因工人有操作技能的差异，不能完全以总人数做约束。假定车间有两道主要工序A,B，共有100个工人，其中50人仅可操作A工序，30人仅可操作B工序，有20人可以操作AB工序，我们可将工人分为3组，1：50人，2:30人，3:20人，其中组3的20人AB两道工序均可操作。

        模具类：主要是指成型行业中的模具。模具与普通的辅助资源不同，模具与主生产资源有关联关系，且决定生产的节拍时间。另外还有一模多穴、多产品拼模等问题，这些都需要在APS的工艺模型中给出定义。

        工具类：钢网、治具、夹具、测试仪器等。这类辅助资源在排程中只起到约束作用，不影响生产节拍时间。在切换产品的时候，也不影响工单任务间的切换时间。

        在组装等工序中，有两种情况需要考虑：

        1：每个产品生产需要的工人人数是固定的，总人数决定了可以同时生产哪些产品。

        2：工人人数有一定的范围，例如一个产品生产需要8-12人，但是人数会对生产节拍有影响（人多做的快），这种情况下模型也要定义不同人力对生产节拍的影响。APS做优化时需要根据人力计算任务的工作时间。

        产品属性及切换:

        产品属性可以对排程产生影响或仅作为报表中的参考。主要的属性可以包括：机种、产品类别、客户、运输方式、颜色、主材质等。

        切换的优化也是APS系统一个重要功能。主要包括：同产品、同模具、同属性的产品切换优化。PlanMateAPS中可以按照产品属性优化切换。例如成型中的颜色，将同颜色，或同色号不同色度的产品排在一起以减少色粉的浪费。SMT中可定义相似机种，将相似机种优先排在一起以减少切换时间。

        为了简化人力管理，同一个组装线，最好将需要相同人力的任务排在一起。但是实际情况很难满足，如果人力一直在变化，会为车间管理增加难度。PlanMateAPS针对这种情况提供了一种很好的解决方案，给出人力变化与装换表，帮助车间管理人力资源。

        总结：

        以上是自动排程系统需要的工艺模型，各产品可能还会有一些差异，可以在系统导入的时候与供应商再沟通。

        这些数据在手工排程方式也是需要的，只是在手工方式，没有明确地给出定义和要求统一管理，而是由计划员自行管理，或者变成计划员的个人经验。有时在计划员请假或离职时，这些数据丢失造成排程混乱。

        有些客户会说，这些数据我们没有很好地整理，导入APS有困难。让我们反过来考虑这个问题:没有人整理的原因是：一个工作如果没有强迫，就没有人认真做。没有认真整理工艺数据，是管理的瑕疵。APS强迫企业管理自己的工艺数据，帮助企业改善管理，积累工艺数据。工艺模型准确，就不会在老员工请假或离职时，因为新人不懂而引起计划混乱。而长期积累工艺数据，也有利于工艺的改善。导入APS的另一个好处是，产线按照标准产能排程，杜绝了随意性，可以准确评估产线的生产效率，减少了设备工时浪费，对于整天提高生产效率有很大帮助。