目前，國(guó)內(nèi)大部分工業(yè)企業(yè)的基礎(chǔ)自動(dòng)化已經(jīng)有了一定的完善，基本能達(dá)到自動(dòng)控制的目標(biāo)，但在管理效率、節(jié)能降耗等方面未能有較好的手段，或只做以財(cái)務(wù)為核心的ERP系統(tǒng)，與生產(chǎn)過(guò)程管理嚴(yán)重脫節(jié)。然而很多企業(yè)在考慮智能化升級(jí)時(shí)，面對(duì)工業(yè)管理軟件復(fù)雜的功能結(jié)構(gòu)，又顯得無(wú)從下手，那么MES與APS二者什么區(qū)別與聯(lián)系呢，今天小編給大家簡(jiǎn)單講解。

MES智能料倉(cāng)系統(tǒng)是智能工廠的核心，將前端產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝定義階段的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理與后端制造階段的生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理融合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程、維修服務(wù)閉環(huán)協(xié)同全生命周期管理。APS就是高級(jí)計(jì)劃排程。應(yīng)該說(shuō)APS本來(lái)是MES的一個(gè)模塊。

隨著制造精益化，制造數(shù)字化的不斷發(fā)展，形成了MES制造執(zhí)行系統(tǒng)，它包含了11個(gè)模塊：

1、生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)。

2、作業(yè)人員管理。

3、生產(chǎn)單元分配。

4、資源狀態(tài)管理。

5、產(chǎn)品跟蹤管理。

6、質(zhì)量管理。

7、文檔圖紙管理。

8、設(shè)備維護(hù)管理。

9、設(shè)備性能分析。

10、車(chē)間數(shù)據(jù)采集。

11、制造過(guò)程管理。

APS就是高級(jí)計(jì)劃排程。應(yīng)該說(shuō)APS本來(lái)是MES的一個(gè)模塊，也許是因?yàn)閮?yōu)化排產(chǎn)太重要了，技術(shù)門(mén)檻太高了，才拿出來(lái)單獨(dú)作為一個(gè)功能軟件使用。APS要滿(mǎn)足資源約束，均衡生產(chǎn)過(guò)程中各種生產(chǎn)資源；要在不同的生產(chǎn)瓶頸階段給出最優(yōu)的生產(chǎn)排程計(jì)劃；要實(shí)現(xiàn)快速排程并對(duì)需求變化做出快速反應(yīng)。

不能小看僅僅是一個(gè)車(chē)間一個(gè)工廠的計(jì)劃排程問(wèn)題，從學(xué)術(shù)上講，這是一個(gè)大系統(tǒng)、復(fù)雜系統(tǒng)的優(yōu)化問(wèn)題。

排程就是排序，就是先做什么，后做什么的問(wèn)題。但是你可以這樣想象，幾百臺(tái)大小設(shè)備、幾百人同時(shí)要做各種任務(wù)，怎樣才能在各種約束（設(shè)備能力、人員、時(shí)間、場(chǎng)地、物料等）條件下（還是動(dòng)態(tài)變化的），實(shí)現(xiàn)目標(biāo)（交貨期、設(shè)備有效使用率、最低成本等）最優(yōu)？

舉一個(gè)簡(jiǎn)單排序例子：假設(shè)計(jì)算機(jī)每秒可處理1,000,000序列，我們希望構(gòu)建一個(gè)最優(yōu)調(diào)度系統(tǒng)，9個(gè)jobs可以不到一秒鐘就完成，11個(gè)則要一分鐘，如果給定20個(gè)jobs，找出最優(yōu)的排程則需要77147年！實(shí)際計(jì)劃調(diào)度問(wèn)題會(huì)涉及上百臺(tái)設(shè)備，上千個(gè)訂單（jobs），可見(jiàn)大系統(tǒng)優(yōu)化排程問(wèn)題非常復(fù)雜。當(dāng)然，人們不會(huì)以窮舉的方法傻算的。

統(tǒng)籌學(xué)家、計(jì)算機(jī)專(zhuān)家們多年來(lái)一直在為解決大系統(tǒng)的優(yōu)化尋找一種快速方法。統(tǒng)籌法、啟發(fā)式、規(guī)則法、仿真法、遺傳基因法等等，這些算法對(duì)一些特定的需求都有各自的特點(diǎn)，有些“算得快”，但結(jié)果不是最優(yōu)解，有些收斂極慢不實(shí)用。甚至學(xué)術(shù)理論界都曾懷疑有沒(méi)有最優(yōu)解。

直到前幾年，美國(guó)的一位應(yīng)用數(shù)學(xué)家(EYUAN SHI)發(fā)明了分割嵌套（NP）算法，證明生成馬克夫鏈，實(shí)現(xiàn)全局收斂，并可以給出離最優(yōu)解的置信區(qū)間。這成為解決大系統(tǒng)復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化問(wèn)題的一條捷徑。

一、當(dāng)前APS行業(yè)現(xiàn)狀

APS在企業(yè)有許多成功應(yīng)用，特別是與MES模塊集成應(yīng)用。流程業(yè)如鋼鐵，化工等計(jì)劃調(diào)度問(wèn)題相對(duì)簡(jiǎn)單，因此，優(yōu)化排程容易實(shí)施。

APS在離散制造業(yè)，由于排程問(wèn)題的復(fù)雜性，幾乎目前所有的APS系統(tǒng)都采用規(guī)則或啟發(fā)式算法。規(guī)則法或啟發(fā)式算法最大優(yōu)點(diǎn)就是能快速得到一個(gè)可行的排程結(jié)果，但是無(wú)法保證最優(yōu)解，也無(wú)法量化排程結(jié)果。

對(duì)于簡(jiǎn)單的流程，較少的訂單，不論什么算法得到的結(jié)果相差無(wú)幾。復(fù)雜的排程問(wèn)題，是否具有優(yōu)化功能其結(jié)果將有很大差異。

先進(jìn)計(jì)劃排程（APS）的核心就是“先進(jìn)”二字。否則只剩下計(jì)劃排程了。大量研究數(shù)據(jù)表明：由規(guī)則法或啟發(fā)式法得到的排程結(jié)果距離最優(yōu)排程可相差30％－150％。以最少延遲訂單為目標(biāo)，優(yōu)化與否的APS在處理100個(gè)訂單時(shí)，可能總有30個(gè)在延遲交貨，日積月累，對(duì)企業(yè)是很大的損失。

由于優(yōu)化算法技術(shù)門(mén)檻的限制，目前中國(guó)市場(chǎng)上絕大多數(shù)“APS”產(chǎn)品由于“算不出來(lái)”，不得不加入很多人工干預(yù)（例如：人為制定了很多規(guī)則，而這些規(guī)則本身可能就是不優(yōu)的）或者忽略一些問(wèn)題。

從價(jià)格上來(lái)說(shuō)，APS的價(jià)格從一兩萬(wàn)元到一兩百萬(wàn)。簡(jiǎn)單算法的低端產(chǎn)品對(duì)于一些流程簡(jiǎn)單的小型企業(yè)，從手工排產(chǎn)過(guò)渡到APS排產(chǎn)，應(yīng)該說(shuō)是一個(gè)進(jìn)步，也起到了輔助的決策作用。

很多企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)極其復(fù)雜。APS是企業(yè)管理軟件中技術(shù)含量最高的產(chǎn)品，APS的應(yīng)用可以提高企業(yè)生產(chǎn)效率百分之幾到百分之幾十。真正具有優(yōu)化排程的APS的價(jià)格定位應(yīng)該至少在幾十萬(wàn)以上。這說(shuō)明，中國(guó)APS的市場(chǎng)和技術(shù)都不成熟。

二、需要什么樣的APS？

APS是企業(yè)管理軟件，它具有高度智能的生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度功能，可以在多任務(wù)的復(fù)雜條件，并存在著諸多約束條件的生產(chǎn)流程中，最充分地利用企業(yè)的資源條件，找到最佳的調(diào)度排程結(jié)果。APS的核心是具有尋找最優(yōu)結(jié)果的優(yōu)化運(yùn)算引擎。

在實(shí)際生產(chǎn)中，離散型工業(yè)企業(yè)（小批量，多品種，訂單變化大），任務(wù)、資源、工序流程復(fù)雜，約束條件很多，并且完全是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程。企業(yè)需要的就是在可以容忍的時(shí)間內(nèi)（例如10分鐘）排出一個(gè)最優(yōu)化的調(diào)度計(jì)劃。

并且這個(gè)排程計(jì)劃的優(yōu)化程度是可以判斷和量化的，同時(shí)還可以預(yù)測(cè)對(duì)今后的影響（比如可以看到三個(gè)月后的情況）。

APS必須有很強(qiáng)的適應(yīng)性。企業(yè)的實(shí)際經(jīng)營(yíng)運(yùn)作在不同的時(shí)間可能會(huì)遇到不同的要求，例如，有時(shí)會(huì)要求最短交貨期，有時(shí)會(huì)要求最佳的設(shè)備使用率，有時(shí)會(huì)要求最少庫(kù)存，有時(shí)會(huì)遇到緊急插單，APS必須很方便的根據(jù)企業(yè)的需求，滿(mǎn)足企業(yè)不同時(shí)期的需求。

APS的人機(jī)界面必須要符合企業(yè)調(diào)度人員的思維模式和排程習(xí)慣。讓人經(jīng)過(guò)極其復(fù)雜的培訓(xùn)，去適應(yīng)計(jì)算機(jī)的要求，是企業(yè)使用人員不能接受的。

三、MES與APS融為一體

APS和MES在排產(chǎn)功能上是重疊的。不過(guò)，現(xiàn)在的趨勢(shì)是APS和MES融為一體，實(shí)現(xiàn)四個(gè)閉環(huán)：

1、需求預(yù)測(cè)和訂單承諾閉環(huán)。2、計(jì)劃與排產(chǎn)閉環(huán)。3、排產(chǎn)與執(zhí)行閉環(huán)。4、訂單承諾與訂單履約發(fā)貨閉環(huán)。形成系統(tǒng)自治，自反饋、自決策。

MES與APS的集成從具體上來(lái)說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)兩者之間哪些數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)與交換呢?

從生產(chǎn)排程的流程來(lái)看，APS必須先從MES系統(tǒng)獲取相關(guān)生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)管理需求，才能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)排程。需要的信息具體包括以下幾部分：需要獲取生產(chǎn)任務(wù)信息，ERP系統(tǒng)向MES系統(tǒng)提出的訂單生產(chǎn)任務(wù)與總生產(chǎn)計(jì)劃;工藝信息，不僅包括MES系統(tǒng)，還有其他系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝規(guī)程的要求等信息。

比如：加工工序、工裝工具、生產(chǎn)物料、加工工種以及相關(guān)的圖紙、說(shuō)明等具體信息；APS排程需要考慮到生產(chǎn)設(shè)備的狀況，即設(shè)備的生產(chǎn)能力才能進(jìn)行確切的符合實(shí)際情況的排產(chǎn)，處理MES系統(tǒng)，設(shè)備管理系統(tǒng)也是APS的設(shè)備數(shù)據(jù)重要來(lái)源之一；工人技能、時(shí)間、效率、所屬的部門(mén)和班組等信息，也是APS需要的信息之一。

MES與APS集成主要是為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)排程，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的優(yōu)化與簡(jiǎn)化，在APS獲得詳細(xì)的生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和計(jì)劃、設(shè)備數(shù)據(jù)之后，能夠?yàn)镸ES系統(tǒng)生產(chǎn)管理提供的排程信息包括兩部分，其一是生產(chǎn)排程對(duì)比，APS，高級(jí)生產(chǎn)排程系統(tǒng)能夠?qū)ιa(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)任務(wù)根據(jù)不同的排程策略，計(jì)算出不同的生產(chǎn)排程計(jì)劃，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)自動(dòng)對(duì)比分析，提煉出最佳的生產(chǎn)排程效果。

其二是排程計(jì)劃，將最終的排程計(jì)劃，即具體的生產(chǎn)排程方案輸入到MES系統(tǒng)中，MES系統(tǒng)根據(jù)細(xì)化的生產(chǎn)排程計(jì)劃，進(jìn)行對(duì)工序詳細(xì)制造指令、工人、時(shí)間、工裝工具、道具以及其他物資輔料等的安排，進(jìn)而對(duì)具體生產(chǎn)的規(guī)范與計(jì)劃進(jìn)行指導(dǎo)。