1. 需求分析：首先需要分析市場需求，包括產(chǎn)品需求的數(shù)量、類型和交貨時間。

2. 產(chǎn)能評估：評估當前的生產(chǎn)能力，包括機器設(shè)備、人力資源、工作時間等，確定能夠滿足需求的最大生產(chǎn)量。

3. 物料需求計劃（MRP）：根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)計劃，計算所需的原材料、零部件等物料的數(shù)量和時間。

4. 生產(chǎn)計劃制定：根據(jù)需求分析和產(chǎn)能評估，制定初步的生產(chǎn)計劃，包括生產(chǎn)哪些產(chǎn)品、生產(chǎn)多少、何時開始生產(chǎn)等。

5. 排程優(yōu)化：使用優(yōu)化算法（如線性規(guī)劃、遺傳算法等）對生產(chǎn)計劃進行優(yōu)化，以減少生產(chǎn)成本、提高效率。

6. 資源分配：根據(jù)優(yōu)化后的生產(chǎn)計劃，合理分配生產(chǎn)資源，包括機器、人力、物料等。

7. 生產(chǎn)調(diào)度：根據(jù)生產(chǎn)計劃和資源分配，制定具體的生產(chǎn)調(diào)度計劃，明確每項任務(wù)的開始時間、結(jié)束時間和責(zé)任人。

8. 監(jiān)控與調(diào)整：在生產(chǎn)過程中，實時監(jiān)控生產(chǎn)進度和資源使用情況，根據(jù)實際情況對生產(chǎn)計劃進行調(diào)整。

9. 庫存管理：合理安排原材料和成品的庫存，以減少庫存成本和避免生產(chǎn)中斷。

10. 交貨期管理：確保產(chǎn)品能夠按照客戶要求的交貨期完成生產(chǎn)和交付。

11. 數(shù)據(jù)收集與分析：收集生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)，進行分析，以不斷改進計劃排產(chǎn)邏輯。

12. 持續(xù)改進：根據(jù)收集的數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，不斷優(yōu)化生產(chǎn)計劃排產(chǎn)邏輯，提高生產(chǎn)管理水平。

計劃排產(chǎn)邏輯需要根據(jù)企業(yè)的具體情況進行調(diào)整，包括生產(chǎn)類型（如批量生產(chǎn)、定制生產(chǎn)等）、產(chǎn)品特性、市場變化等因素。此外，隨著技術(shù)的發(fā)展，越來越多的企業(yè)開始采用先進的計劃排產(chǎn)軟件和系統(tǒng)，以提高計劃排產(chǎn)的效率和準確性。

傳統(tǒng)計劃模塊存在的問題

• 計劃不準：MRP的特長在“量（計算凈需求）”不在“期（時間排程）”

• 計劃時間長：MRP運算時間過長，人工用EXECL排用時更長

• 計劃更改困難，無法自動調(diào)整：現(xiàn)行的生產(chǎn)任務(wù)單和工序計劃單一旦下達，就很難修改（其程序非常繁瑣），實際上就否定了“插單”和“改單”的可能性。

• 計劃沒有優(yōu)化：優(yōu)化的排程方案較未優(yōu)化的排程方案可節(jié)省加工時間5%~50%

計劃不合理導(dǎo)致的問題

• 訂單準時交付率低

• 訂單交貨周期長

• 經(jīng)常性的加班

• 制造成本增加

• 在制時間過長

• 產(chǎn)能浪費

• 庫存增加

APS計劃排產(chǎn)要解決的核心問題

• 物料供應(yīng)與生產(chǎn)計劃的匹配

• 保證物料及時供應(yīng)使生產(chǎn)計劃順暢進行

• 盡可能減少庫存

• 資源利用率最大化

• 滿足交期條件下資源整體利用率最大化

• 準時交貨

• 盡可能準時地按交貨時間完成生產(chǎn)，即不太早，更不能晚

• 盡量減少物料在加工過程中的等待時間

什么是APS排程？

• 在各類約束條件下，通過優(yōu)化方法，自動為所有任務(wù)精確安排資源和時間，使某一指標最優(yōu)或次優(yōu)的技術(shù)或系統(tǒng)

• 簡述：基于約束的有限能力排程

• 能解決的問題

• 大幅減少排程所需時間（從小時級到秒級）

• 提高生產(chǎn)效率與設(shè)備利用率（5%~50%）

• 加快訂單交貨速度

• 減少庫存（5%~25%）

• 提高訂單交付準確率（達到95%以上）

• 實時調(diào)整

APS排程的核心功能

• 有限能力排程

  可基于有限能力進行全局生產(chǎn)排程優(yōu)化

• 排程算法實用、靈活

  算法要適應(yīng)多種生產(chǎn)場景，具有工序級、多資源、模擬排程、動態(tài)排程、優(yōu)化排程的功能，實現(xiàn)合理利用產(chǎn)能，支持快速換線

• 靈活的工藝模型設(shè)置

  工藝模型可簡化工序、資源、產(chǎn)能和物料等數(shù)據(jù)的設(shè)置，大大減少基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的錯誤

• 訂單交期評估（CTP）

  CTP是協(xié)助企業(yè)快速反應(yīng)、準確接單關(guān)鍵功能

• 可視化排程，直觀易用

  可大大簡化調(diào)度員的排程工作量

• 在各類約束條件下，通過優(yōu)化方法，自動為所有任務(wù)精確安排資源和時間，使某一指標最優(yōu)或次優(yōu)的技術(shù)或系統(tǒng)

• 簡述：基于約束的有限能力排程

制造模式：制造企業(yè)制造系統(tǒng)運作模式

1. 批量生產(chǎn)模式：

• APS邏輯側(cè)重于大批量、少品種的生產(chǎn)。

• 重點在于優(yōu)化生產(chǎn)線的效率和減少換模次數(shù)。

• 通常采用靜態(tài)排程，強調(diào)生產(chǎn)流程的穩(wěn)定性。

2. 定制生產(chǎn)模式：

• APS邏輯需要靈活應(yīng)對客戶個性化需求。

• 重點在于快速響應(yīng)和滿足定制訂單。

• 采用動態(tài)排程，以適應(yīng)不斷變化的生產(chǎn)需求。

3. 流程式生產(chǎn)模式：

• 常見于化工、石油、制藥等行業(yè)。

• APS邏輯側(cè)重于連續(xù)生產(chǎn)過程的優(yōu)化。

• 強調(diào)物料平衡、能源管理以及生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。

4. 離散式生產(chǎn)模式：

• 常見于機械加工、電子組裝等行業(yè)。

• APS邏輯側(cè)重于多工序、多資源的優(yōu)化調(diào)度。

• 需要考慮物料流、工藝路線和設(shè)備分配。

5. 混合生產(chǎn)模式：

• 結(jié)合了批量生產(chǎn)和定制生產(chǎn)的元素。

• APS邏輯需要平衡效率和靈活性。

• 可能需要集成不同類型的排程算法來滿足多樣化需求。

6. 項目型生產(chǎn)模式：

• 常見于建筑、造船、大型設(shè)備制造等行業(yè)。

• APS邏輯側(cè)重于項目的關(guān)鍵路徑分析和資源分配。

• 強調(diào)項目進度控制和跨項目資源優(yōu)化。

7. 敏捷制造模式：

• 強調(diào)快速響應(yīng)市場變化和客戶需求。

• APS邏輯側(cè)重于供應(yīng)鏈的靈活性和響應(yīng)速度。

• 采用實時數(shù)據(jù)和動態(tài)優(yōu)化來快速調(diào)整生產(chǎn)計劃。

8. 精益生產(chǎn)模式：

• 強調(diào)減少浪費、提高生產(chǎn)效率。

• APS邏輯側(cè)重于流程優(yōu)化、減少在制品庫存。

• 采用拉動系統(tǒng)和持續(xù)改進的方法。

每種制造模式下的APS系統(tǒng)都需要根據(jù)其特點來設(shè)計和優(yōu)化排程邏輯，以實現(xiàn)最佳的生產(chǎn)效率和客戶滿意度。例如，在定制生產(chǎn)模式中，APS可能需要集成配置器來處理產(chǎn)品選項和變體；而在流程式生產(chǎn)中，APS可能需要集成實時傳感器數(shù)據(jù)來監(jiān)控生產(chǎn)過程。

資源分類

• 一次可以加工多個工序，工序時間可以重疊，各工序的總產(chǎn)能小于等于資源額定產(chǎn)能即可

• 換產(chǎn)時間可忽略不計或固定

• 資源時間按片段（小時、班、天）方式組織

• 產(chǎn)能隨包含的資源的變動有所變動

流水生產(chǎn)線（Flow Production Line）：流水生產(chǎn)線是一種連續(xù)的生產(chǎn)流程，產(chǎn)品在生產(chǎn)線上按順序經(jīng)過各個加工站，每個站完成特定的加工任務(wù)。這種生產(chǎn)線通常用于大批量生產(chǎn)。

• 一次僅能加工一個工序，但同一時間線上可以有多個產(chǎn)品存在

• 不同工序（產(chǎn)品）之間換產(chǎn)，換產(chǎn)時間不同，換產(chǎn)時間可組成一個二維表，如換產(chǎn)時間差距很大，則需換產(chǎn)優(yōu)化，否則可按固定換產(chǎn)時間處理

• 資源時間按精確（秒）方式組織

• 產(chǎn)能隨包含的資源的變動有所變動

• 下工序的排程以上工序的開始時間+流水時間為約束

動態(tài)資源組（Dynamic Resource Group）：動態(tài)資源組是由多個不同類型的資源組成的集合，這些資源可以根據(jù)生產(chǎn)需求動態(tài)地組合和調(diào)整。它們提供了靈活性，可以根據(jù)不同的生產(chǎn)任務(wù)進行優(yōu)化配置。

• 一次只能加工一個工序

• 要考慮換產(chǎn)、換模等時間

• 各資源時間要組合起來計算（各資源均有空時方能安排工序）

• 產(chǎn)能依組合不同而不同

爐資源（Furnace Resource）：爐資源通常指的是用于加熱、熔化或其他熱處理過程的設(shè)備，如熔爐、烘爐等。這類資源在金屬加工和某些化工生產(chǎn)中非常重要。

• 一次可加工多個工序

• 每次加工的時間固定或依工藝參數(shù)的不同而變動

• 每次加工的工件數(shù)總量有限

• 每個工序每次有最大加工件數(shù)限制

• 每個工序在資源中占用的工位數(shù)固定，或可被替換

周期性循環(huán)生產(chǎn)線（Cyclic Production Line）：周期性循環(huán)生產(chǎn)線是指生產(chǎn)過程按照一定的周期重復(fù)進行的生產(chǎn)線。這種生產(chǎn)線可能涉及到重復(fù)的裝載、加工和卸載過程，適用于某些特定產(chǎn)品的生產(chǎn)。

• 一次可加工多個工序

• 加工周期視資源運轉(zhuǎn)速度而定

• 每次加工的工件數(shù)總量有限

• 每個工序每次有最大加工件數(shù)限制

• 每個工序在資源中占用的工位數(shù)固定，或可被替換

數(shù)據(jù)準備的步驟：

• 確定排程層次——定義產(chǎn)品

• 確定排程粒度—— 時間單位的精細程度（如天、小時、分鐘、秒等）

• 確定約束規(guī)則——定義工藝模型

• 確定排程數(shù)據(jù)核心——基于工序定義產(chǎn)能

• 確定時間約束——定義日歷

• 確定排程任務(wù)——訂單管理與分解

• 確定排程目標——定義指標、參數(shù)

小結(jié)：

• 數(shù)據(jù)準備的關(guān)鍵是確定排程的層次與粒度

• 數(shù)據(jù)準備的核心是建立產(chǎn)品工藝模型，確定產(chǎn)能

• 排程的輸入是待安排的產(chǎn)品訂單，工藝模型、產(chǎn)能、指標、參數(shù)等數(shù)據(jù)。

排程排序規(guī)則：

1. 先到先服務(wù)（First Come, First Served, FCFS）：按照任務(wù)或訂單到達的順序進行安排。

2. 最短加工時間優(yōu)先（Shortest Processing Time, SPT）：優(yōu)先安排加工時間最短的任務(wù)，以減少等待時間和提高設(shè)備利用率。

3. 最早截止日期優(yōu)先（Earliest Due Date, EDD）：優(yōu)先安排截止日期最早的任務(wù)。

4. 最遲截止日期優(yōu)先（Latest Due Date, LDD）：優(yōu)先安排截止日期最晚的任務(wù)，以避免延遲。

5. 優(yōu)先級規(guī)則（Priority Rules）：根據(jù)任務(wù)的優(yōu)先級進行安排，優(yōu)先級可以基于客戶要求、訂單重要性或其他業(yè)務(wù)因素。

6. 瓶頸規(guī)則（Bottleneck Rules）：專注于瓶頸資源的利用，確保瓶頸資源得到充分利用。

7. 交貨期規(guī)則（Delivery Date Rules）：根據(jù)交貨期的緊迫性安排任務(wù)，以滿足客戶需求。

8. 資源能力規(guī)則（Resource Capacity Rules）：根據(jù)資源的能力和負載情況安排任務(wù)。

9. 物料可用性規(guī)則（Material Availability Rules）：確保所需物料的可用性，避免因物料短缺導(dǎo)致的生產(chǎn)延誤。

10. 工藝流程規(guī)則（Routing Rules）：根據(jù)產(chǎn)品的工藝流程和工序順序安排任務(wù)。

11. 均衡負載規(guī)則（Balanced Loading Rules）：盡量平衡各個資源的工作負載，避免某些資源過載而其他資源空閑。

12. 成本優(yōu)化規(guī)則（Cost Optimization Rules）：考慮生產(chǎn)成本，優(yōu)化任務(wù)安排以降低成本。

13. 機臺效率規(guī)則（Machine Efficiency Rules）：考慮機臺的效率和性能，優(yōu)先安排在效率更高的機臺上生產(chǎn)。

14. 訂單數(shù)量規(guī)則（Order Quantity Rules）：根據(jù)訂單的數(shù)量大小進行任務(wù)安排。

15. 后推演算（Backward Scheduling）：從訂單的截止日期開始反向計算，確定每個工序的最晚開始時間。

16. 前推演算（Forward Scheduling）：從當前時間開始正向計算，確定每個工序的最早開始時間。

17. 混合算法（Hybrid Algorithms）：結(jié)合多種算法，如遺傳算法與模擬退火算法的結(jié)合，以解決復(fù)雜的排程問題。

18. 約束滿足規(guī)則（Constraint Satisfaction Rules）：確保排程滿足所有預(yù)定的約束條件，如時間窗口、資源依賴等。

這些規(guī)則可以單獨使用，也可以組合使用，以適應(yīng)不同的生產(chǎn)環(huán)境和業(yè)務(wù)需求。APS系統(tǒng)通常會提供自定義規(guī)則的功能，允許企業(yè)根據(jù)自己的特定需求來配置和優(yōu)化排程規(guī)則。

排程算法是用于解決生產(chǎn)排程問題的各種方法，它們幫助企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)流程，減少成本，并提高效率。以下是一些常見的排程算法：

1. 優(yōu)先級規(guī)則算法：這類算法根據(jù)特定的優(yōu)先級規(guī)則來安排任務(wù)，例如最早截止日期優(yōu)先、最短加工時間優(yōu)先、最重任務(wù)優(yōu)先等。

2. 臨界比法（Critical Ratio Method, CRM）：這種方法通過計算任務(wù)的剩余工作量和剩余時間的比率來確定任務(wù)的優(yōu)先級，優(yōu)先處理那些比率較高的任務(wù)。

3. 最小松弛時間法（Least Slack Method, LSM）：這種方法優(yōu)先安排那些具有最小松弛時間的任務(wù)，即那些最接近其截止日期的任務(wù)。

4. 遺傳算法（Genetic Algorithms, GA）：遺傳算法是一種模擬自然選擇過程的優(yōu)化算法，通過迭代和選擇過程來找到最優(yōu)或近似最優(yōu)的排程。

5. 模擬退火算法（Simulated Annealing, SA）：模擬退火是一種概率型優(yōu)化算法，它通過模擬金屬退火過程來尋找全局最優(yōu)解。

6. 禁忌搜索（Tabu Search）：禁忌搜索是一種啟發(fā)式搜索算法，它通過記錄并避免重復(fù)搜索已訪問的解來提高搜索效率。

7. 線性規(guī)劃（Linear Programming, LP）：線性規(guī)劃是一種數(shù)學(xué)方法，用于在一組線性不等式約束條件下，找到線性目標函數(shù)的最大值或最小值。

8. 整數(shù)規(guī)劃（Integer Programming, IP）：整數(shù)規(guī)劃是線性規(guī)劃的一種，其中決策變量必須是整數(shù)，常用于排程問題中的資源分配。

9. 動態(tài)規(guī)劃（Dynamic Programming, DP）：動態(tài)規(guī)劃是一種解決多階段決策問題的方法，通過將問題分解為子問題并解決它們來找到最優(yōu)解。

10. 圖論算法：圖論算法，如臨界路徑方法（Critical Path Method, CPM）和項目評估與審查技術(shù)（Program Evaluation and Review Technique, PERT），用于確定項目中的任務(wù)順序和持續(xù)時間。

11. 約束編程（Constraint Programming, CP）：約束編程是一種通過定義變量之間的約束關(guān)系來尋找滿足這些約束的解的方法。

12. 混合整數(shù)線性規(guī)劃（Mixed Integer Linear Programming, MILP）：混合整數(shù)線性規(guī)劃結(jié)合了整數(shù)規(guī)劃和線性規(guī)劃的特點，適用于需要同時考慮整數(shù)和連續(xù)變量的排程問題。

13. 啟發(fā)式算法：啟發(fā)式算法是一種基于經(jīng)驗和直覺的快速算法，用于在可接受的時間內(nèi)找到問題的可行解，盡管可能不是最優(yōu)解。

每種算法都有其優(yōu)缺點，適用于不同類型的排程問題。在實際應(yīng)用中，可能需要根據(jù)具體問題的特點和要求選擇或結(jié)合使用多種算法。

1. 排程算法：排程算法是用于解決排程問題的計算方法。它們是數(shù)學(xué)模型和計算過程的結(jié)合，用于在給定的約束條件下尋找最優(yōu)或可行的排程方案。排程算法可以是確定性的，如線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃等，也可以是啟發(fā)式的，如遺傳算法、模擬退火算法等。算法通常需要計算機程序來實現(xiàn)，并處理大量的數(shù)據(jù)和決策變量。

2. 排程規(guī)則：排程規(guī)則是用于指導(dǎo)生產(chǎn)任務(wù)安排的一系列邏輯或決策標準。它們可以基于時間（如最早截止日期優(yōu)先）、資源（如資源利用率最大化）、訂單屬性（如訂單優(yōu)先級）等。排程規(guī)則通常是排程算法中的一個組成部分，用于簡化問題、提供決策依據(jù)或作為啟發(fā)式算法的決策準則。

關(guān)系：

• 排程算法通常需要排程規(guī)則來指導(dǎo)如何安排任務(wù)。例如，在遺傳算法中，排程規(guī)則可以作為染色體的編碼方式或者作為遺傳操作（如交叉、變異）的依據(jù)。

• 排程規(guī)則可以視為排程算法的輸入?yún)?shù)或約束條件。它們定義了排程問題的結(jié)構(gòu)和目標，幫助算法確定搜索空間和優(yōu)化方向。

• 在某些情況下，排程規(guī)則本身可以非常簡單，如“先到先服務(wù)”，但在復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境中，可能需要復(fù)雜的排程算法來綜合考慮多個排程規(guī)則，并找到滿足所有規(guī)則的最佳或可行解。

• 排程算法的有效性很大程度上取決于排程規(guī)則的合理性和準確性。如果規(guī)則不能很好地反映生產(chǎn)實際，即使算法本身很先進，也可能無法得到有效的排程結(jié)果。

總的來說，排程算法是解決問題的工具，而排程規(guī)則是這些工具運作的指導(dǎo)原則。兩者相輔相成，共同確保生產(chǎn)排程的有效性和效率。