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APS高級計劃排程系統的基本原理和排程步驟

APS高級計劃與排程系統作為ERP和MES之間的橋梁,是承上啟下的作用,用於協調物流、開發瓶頸資源和保證交貨日期。APS系統包括需求和供應計劃、運輸和生產計劃排程等各種供應鏈計劃模塊,下面主要介紹APS中生產計劃排程模塊的基本原理。

APS高級計劃排程是實時的、動態集成的、基於內存計算,主要用於車間訂單工序的排程。是基於事件的有限約束排程,意味是實時的考慮目前的負荷和能力和材料供應等多因素。可以支持不同的優化方法,考慮基於規則的資源和工序選擇如 最少換裝時間 、 最小閑散時間 和盡可能的遲考慮排序的相關性等。

APS高級計劃排程系統壹般分三步: 預見性排程, 可以給壹組訂單預先準備優化的排程。 響應性排程, 可以在多變的環境中適應變化以維護可行的排程。 交互性排程, 可以用甘特圖觸摸屏手工拖拉工序排程調度。

生產計劃排程的目的是為車間生成壹個詳細的生產計劃,生產排產計劃明確給出了計劃範圍內的每壹個訂單在所需資源上的加工開始時間和結束時間,也給出了在所需資源上訂單的加工工序,生產排產計劃可以通過甘特圖和數據報表可視化查看。

由車間模型生成排產計劃的壹般程序可簡單地描述為下面6個步驟:

▊ 建模

車間模型必須詳細地配置生產工藝、BOM物料構成和相應的資源約束,以便以最小的成本生成可行的生產計劃。由於工廠制造產品的能力只受潛在瓶頸資源的限制,因此,我們只需對車間現有全部資源的壹部分,也就是將可能成為瓶頸的資源,建立壹個清晰的模型。關於建模方法的細節我們將在後面進壹步闡述。

▊ 提取需要的數據

生產計劃排程使用的數據來自ERP系統導入、EXCEL導入或者APS系統手工錄入,數據主要包含物料、銷售訂單、主生產計劃和需求計劃等。生產計劃排程僅利用這些模塊中可用數據的壹個子集,因此,在建立壹個生產單元的模型時,必須指明它實際需要哪些數據。

▊ 生成壹組假定(生產狀況)

除了上述數據源中接收的數據之外,車間或生產單位的決策者或許對車間當前或未來的狀況會有更進壹步的預測和判定,這些信息在其它地方(如軟件模塊中)是不能得到的。或者,對車間的可用能力也可以有多種選擇(如柔性的倒班安排等)。

因此,生產管理人員和計劃員必須有能力修改數據和建立某種生產狀況(見圖3中的第三步,點劃線框表示這壹步必須由決策人員執行,並且是可選的)。

▊ 生成壹個(初始)排產計劃

在有了模型和數據之後,就可以針對給定的生產狀況,利用線性規劃、啟發式算法、基因算法和遺傳算法等各種復雜的優化方法來生成排產計劃。這項工作可以壹步完成,也可以通過主、子兩層計劃(先主生產計劃,後詳細的子排產計劃)完成。

▊ 排產計劃分析和交互修改

如果生產計劃通過兩級來完成,即主生產計劃和子生產計劃。在生成壹個詳細的子生產計劃之前,先生成綜合資源的上層主生產計劃,生產計劃員和管理人員首先要對這個主生產計劃進行分析。如果主生產計劃不可行,生產管理人員和計劃員可以通過調整資源和約束條件來平衡生產能力(如增加班時、人員或指定不同的加工路徑)。這比修改單個資源上的加工工序(下層子生產計劃)更加容易。

APS高級計劃排程系統采用了業務監控管理的技術,如果出現問題和不可行性(如超過訂單交貨期或資源過載),APS系統就會發出警告通知。這些警告通知首先被“過濾”,只有正確的警告被傳遞到供應鏈中相關部門。

此外,針對已排出的生產計劃,還可以通過決策者的經驗和知識進行自定義調整。當然,為了提供真正的智能決策支持,修改次數會受到壹定的限制。

▊ 生產狀況核準

當決策人員確定已經評估了所有可選方案時,他將選擇那個最佳生產狀況的排產計劃去執行。

生產計劃排程假定所有數據是確定已知的,也即決策狀況是確定的。盡管這是壹個理想的假設,但對壹些時間段還是可以進行調整。為了處理不確定性(例如非計劃的生產率變化或未預料的資源停工),軟件工具允許監控人們假定發生在車間的變化,並生成壹個更新了的期望的訂單完成時間。這些變化是否大到需要重新優化排程將基於決策者的判斷。在壹個計劃實際交付車間實施之前,可以通過提供大量的可選狀況的生成和測試能力來幫助決策者的判斷。這種方法也稱為仿真,目前的APS軟件工具都提供仿真手段。

在這裏要提到的另壹個特征是兩步計劃方法,也稱為增量式計劃。假定有壹個新的訂單到來。如果它落在生產計劃排程的計劃範圍內,這個新客戶訂單可以插入到它所需資源上已排好的訂單中。在現行排產計劃中尋找時間空隙,以便新定單的排程只須做微小的調整。如果能維持排產計劃的可行性,那麽就能導出新訂單的壹個計劃交貨期,並反饋給客戶預計交貨日期。

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