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                              什么是APS?
                              2017-05-15
                              答: 被譽為供應鏈優化引擎,有稱高級計劃系統(Advanced Planning System),也有叫高級計劃與排程(Advanced Planning and Scheduling)。定義不是最重要的。最重要的是對所有資源具有同步的,實時的,具有約束能力的,模擬能力,不論是物料,機器設備,人員,供應,客戶需求,運輸等影響計劃因素。不論是長期的或短期的計劃具有優化,對比,可執行性。其將要采用基于內存的計算結構,這種計算處理可以持續的進行計算。這就徹底改變了批處理的計算模式。可以并發考慮所有供應鏈約束。當每一次改變出現時,APS就會同時檢查能力約束, 原料約束,需求約束,運輸約束,資金約束,這就保證了供應鏈計劃在任何時候都有效。


                              APS要滿足資源約束,均衡生產過程中各種生產資源;要在不同的生產瓶頸階段給出最優的生產排程計劃;要實現快速排程并對需求變化做出快速反應。

                              APS系統最初運用是在一個企業的范圍內進行計劃的運算和優化,但它也被擴展到供應鏈的計劃上,這包括供應商、分銷商和出貨點的需求。不同的軟件供應商選用不同的優化算法搭建自己的高級計劃系統軟件,需要根據解決不同的問題來決定采用哪種算法引擎。  

                                  現在APS系統以將網絡結構的APS主要是基于多層代理技術與制造內部的APS主要是基于模擬仿真結合起來,使得網絡導向結構的APS解決制造同步化問題,模擬仿真APS的優化順序器解決工廠的順序沖突問題。這樣,APS計劃的編制與順序的安排就可以提供給制造商解決全球的優先權和工廠本地的優化順序問題,來滿足制造業對客戶響應越來越強烈的需求。

                               


                               問:  APS是如何形成的?

                              答:排程本身就是一直被視為復雜的問題.但是,現在計劃與排程的復雜性隨著跨地點經營,虛擬制造,業務外包及通過供應鏈的管理極大的提高計劃與排程的復雜性.

                              問: 我們需要計劃和排程或只是排程? 

                              答: APS是用于優化與平衡物料資源,對長期來說,為了滿足商業目標.通常,是基于合計的數據和主要約束,計劃下幾個月.APS是一精確排序所有物料和資源,短期的來說,優化客戶需求,策略,約束等等.計劃給你的是較粗的想法來滿足將來的需求,而排程是準確的,詳細的,為每一資源,物料,過程的作業計劃.

                              問:那么,APS能做什么?

                              答:APS主要跨越三個區域.在車間的工序短期計劃上可以處理有限能力計劃;在中期計劃上可以處理周/月的基于約束計劃;在戰略上,可以處理長期的計劃.APS是實時的,優化的,有效的,精確的計劃.

                              問: 我們需要等到ERP實施以后才上APS嗎?

                              答: 用ERP的基礎架構實施APS是較合理的.

                              問: 我們的ERP有問題嗎?

                              答: 雖然,計劃也是ERP重要的一部分,畢竟,它可以處理所有企業的業務管理和基于后排的無限能力的計劃模式(MRP),雖然,它可以有效的處理工廠的主要問題-物料的同步化,但是,ERP不能有效的處理能力約束問題,也沒有優化的功能.
                               

                              問: 我們需要一個集成的項目嗎?

                              答: APS需要和ERP系統實時的交換數據,我們需要一個APS接口生成器,可以自動,雙向數據交換的接口,一般APS公司都提供此接口應用程序.
                               
                              問: 我們的生產復雜嗎?

                              答: 如果你的生產模式包括1,可替換的工藝路徑,可替換的物料清單,配方;批式,連續生產;平行生產,運輸的約束;庫存的約束;副產品;聯產品,循環使用的物料,儲存的有效期,批號的處理,復雜換裝.你就可能需要考慮APS的解決方案.

                              問: APS能為我們做什么? 

                              答:1, 實時的決策反應車間的變化.  2, 實時的決策反應供應鏈的變化3, 精確的交付地及交付日期.4, 提高客戶服務5,減少單個企業與供應鏈運作成本.

                              問:如何找到更多的APS系統?

                              答:通過APSS 高級計劃與排程協會或Internet 或ERP公司與專業雜志.

                              問:  現在,很多介紹APS軟件時,都提到高級算法如基因算法,什么是基因算法?在工廠和商業里如何應用?

                              答: 基因算法是一種生物進化的算法,實際上是一種多目標的探索法.能夠用于計劃與排程.它是非常新的技術,目前,還沒有在商業中實際運用.
                                       采用生物基因技術高級算法,處理日益復雜的現實世界,也是人工智能上,高級約束算法上的挑戰. 基因算法是一種搜索技術,它的目標是尋找最好的解決方案。這種搜索技術是一種優化組合,它以模仿生物進化過程為基礎。基因算法的基本思想是,進化就是選擇了最優種類。基因算法將應用APS上,以獲得“最優”的解決方案。

                              問: 為什么APS的計算速度非常快?是用基于內存的計算方法嗎?

                              答: 一些APS系統用基于內存的計算方法,但,并不是所有的APS系統. 相比之下,MRP計算就需要較長時間運算.它不僅要計算物料計劃,還要計算能力計劃.并且是基于無限資源邏輯.

                              問:那么什么是基于內存的計算? MRP計算似乎也是先調到內存計算,有什么不同?

                              答: 常駐內存指的是主要內存有足夠的內存來儲存需要的程序和數據.這個過程消除了或最小化了從磁盤調到內存的來回讀取. 常駐內存計算明顯需要大的主內存來處理復雜的問題.經濟決定技術的可實現性.MRP是部分調到內存計算,需要頻繁的從磁盤和內存之間轉換數據.所以,需要較長的時間.

                              問: FCS有限能力計劃與APS有什么不同?

                              答: 實際上,很多APS公司都是從有限能力計劃FCS發展來的.因為,他們發現FCS也不完全是一可行的計劃.如未考慮材料的約束,加工順序的約束,資金的約束,以及運輸資源等有效的約束.APS就是想解決較復雜的問題.

                              問: 如果我們集成ERP與APS系統,它可以實時嗎?因為它們是兩個數據庫. 

                              答:如是兩個數據庫,可以通過動態數據連接技術,使得數據實時化通訊,因APS的計算非常快,改變了MRP的批處理計算方式.如使用同一數據庫,APS就取代ERP的傳統計劃功能MRP/CRP.達到真正的實時化.

                              問: 能否在物料上用MRP/DRP處理長期的計劃,用APS處理短期能力,物料計劃?因為我們已上了ERP系統和MRP/DRP模塊.

                              答: 當然可以,用APS產生優化的可行的計劃,來修正MRP/DRP計劃.但是,最好的是用APS直接處理長期計劃,與短期計劃.因為此計劃是可行的,實時的,可模擬優化的.

                              問: 能否介紹一下最好的APS公司?

                              答:如不知道其需求特點其行業,回答此問題是不明智的.

                              問: 如工程變更,工藝變化,如何實時反映ERP的成本系統?

                              答:  確實,這是一個實際的問題, 把APS優化后的資源及成本數據實時上載到ERP的成本系統處理.

                              問: 現在很多軟件公司都自稱自己系統是實時的,實時是如何衡量的?

                              答: 實時計劃就是在接受到信號到下一計劃決策或執行的時間為0.實時計劃因此依賴響應反饋技術.在大部分的生產計劃系統里,數據反饋較慢,導致實時計劃無法實現.很多供應商都用實時來描述自己的軟件.因此,建議你問供應商,你的軟件是怎樣證明是實時,為什么是實時的系統.

                              問:什么叫模擬?

                              答: 在生產計劃系統的模擬就是在計算機里完成反映分析現實世界的模型.在此模型里,需要考慮各種影響因素,如工藝順序,工序運行時間,物料及各種資源的可用性,輪班, 工模具,人力,維修等所有影響真實世界的因素.任何的變化情況,在計算機模型里都精確的反映與匹配現實世界.
                              模擬的基本原則是精確的反映現時世界,讓我們來看一看ERP/MRP系統的模擬,它事先做了很多無效的,太簡單的假設,如無限能力,無限供貨,固定的,或簡單函數的可變提前期,很明顯ERP/MRP不能精確反映真實世界,所以,ERP/MRP系統的模擬是無效的模擬.

                              問:什么是仿真?什么是基于對象的仿真?什么是基于方程的仿真?

                              是用計算機在現實系統的模擬模型上實驗,在現實世界運轉之前來,來分析模擬,有助于復雜的現實系統的設計.
                              利用仿真技術可以全面地反映供應鏈的運行特點,由于不存在數學規劃求解的復雜性,它可以考慮各種復雜因素,包括結構上和參數的上的隨機性.因此,可以基于更現實的假設進行優化
                                 由于供應鏈的中的事件的發生是不連續的,時間間隔也不相同,而且具有一定的隨機性.仿真一般有兩種仿真方式:(1)基于對象的仿真.(2),基于方程的仿真.因為基于方程的仿真是利用微分方程來表示系統的動態特性.由于供應鏈系統是一個十分復雜的大系統,很難用龐大的方程組來表示系統的行為.基于對象的仿真卻可以將實際系統中的實體以對象來描述,并將對象作為組成仿真系統的基本單元,它由多個實體組成,根據實際需要,可以將供應鏈組成任意的結構.它可以反映系統的整體,也可反映每個實體的狀態.在仿真過程中,更加方便利用對象的仿真數據調整其自身的參數,適應復雜變化事件的發生.由于構成供應鏈系統的相關實體具有相對的自主性,互相之間通過指令建立聯系,難以用方程表示其中的大多數的活動,因此,宜采用基于對象的仿真方法

                              問: 那么,在APS系統里是如何模擬的呢?

                              答:APS可以是模擬的工具,它反映真實的世界,在下達計劃或做決策之前,從大量的策略及優化的方法產生和比較其模擬的結果,選取最優的計劃,進行實施.
                               

                              問: 線性規劃LP的模型可以產生真正的優化嗎?

                              答: 線性規劃被定義為模擬系統,實際上,在工業運用上,它只能使用有限的變量. 流程行業的變量少于離散行業的變量.在離散行業的大量的矩陣變量,使得數據巨大,使得線性規劃模擬系統無法有效的運行.
                                         
                              問: 模擬的精確性有何意義?我們是否需要100%的精確?
                               
                              答: 實際上,100%的精確性的模擬是不存在的,也不經濟的.在制造系統里,只要能按Pareto原理,按關鍵的特點建模,能提供足夠的精確性以滿足較優的決策.
                               
                              問: 那么,模擬與優化又有和關系?

                              答: 模擬不是優化,模擬也不一定保證有效的計劃.但是,模擬可以利用計算機模擬多次,并利用高級的算法與規則來產生較優的結果.模擬將在APS里起著重要的作用.
                                       
                              問: TOC是模擬系統嗎?TOC只是計劃瓶頸資源而不考慮所有資源嗎? TOC不是說只平衡物流,而不是能力嗎?

                              答: 實際上,基于TOC的APS計劃均可以考慮資源,物料,訂單和管理策略的約束.TOC的建模可以有限,也可無限能力.可以通過有限能力建模基于所有約束,同步化物流.任何資源均可以定義為瓶頸資源或關鍵資源及次瓶頸資源.對瓶頸資源采取雙向計劃,對非關鍵資源采用倒排計劃.緩沖時間可以設置任何在復雜資源之間.DBR(Drum-Buffer-rope)邏輯是對關鍵工序同步化所有資源和物料.如果BN(Bottleneck)/CCR(critical constraining resources) 資源正在控制資源,它們就控制所有物流.
                               對關鍵資源建模進行大量的模擬,對非關鍵資源的額外能力的計劃是不重要的.瓶頸和CCR是用鼓來控制所有物流,所有,這些需要物料的資源建模來實現實際的詳細計劃.可以模擬不同的批量(策略約束)來分析庫存或完成日期的影響.非瓶頸,非CCR非資源可以不同的選擇如有限資源或無限資源能力.在TOC系統還有許多不同的方法對資源和物料進行模擬.

                               問:為什么建模非常重要?
                                  
                                答:建模對計算機來說是描述商業業務包括加工過程,約束的規則,策略,可替換性等的一種有效的方法.可以理解為,如果模型不能精確的描述現實,就不能有效的解決現時的問題.為了提供好的方案,就必需有一個精確的模型.

                              問: 什么是可視化建模語言?

                              答:描述復雜模型的最容易,最自然的方法是圖形.這就是可視化建模語言(VML),一套圖形工具可以描述加工過程,替換,生產流程和其它相關的約束.你可以可視化的比較這些方法.
                               

                              問:什么是供應鏈的多層智能代理?

                              答: 它是一個相對獨立的信息處理中心,可分為銷售代理,采購代理,運輸代理,庫存代理和財務代理形成多智能體(Multi-Agent)系統. Agent原為代理商,是指在商品經濟活動中被授權代表委托人的一方。后來被借用到人工智能和計算機科學等領域,以描述計算機軟件的智能行為,稱為智能體。1992年曾經有人預言: 基于Agent的計算將可能成為下一代軟件開發的重大突破。隨著人工智能和計算機技術在制造業中的廣泛應用,多智能體系統技術對解決產品設計、生產制造乃至產品的整個生命周期中的多領域間的協調合作提供了一種智能化的方法,也為系統集成、并行設計,并實現智能制造提供了更有效的手段。

                               問:什么是整子制造系統? 
                               
                              答:整子系統的基本構件是整子(Holon).Holon是從希臘語借過來的,人們用Holon表示系統的最小組成個體,整子系統就是由很多不同種類的整子構成.它的最本質特征是:
                              1,自治性,每個整子可以對其自身的操作行為作出規劃,可以對意外事件(如制造資源變化,制造訂單的產品需要變化等)作出反應,并且其行為可控.
                              2,合作性,每個整子可以請求其它整子執行某種操作行為,也可以對其它整子提出的操作申請提供服務.
                              3,智能性,整子具有推理,判斷等智力,這也是它具有自治性和合作性的內在原因.整子的上述特點表明,它與智能代理的概念相似.由于整子的全能性,也有翻譯為全能系統.
                              4,敏捷性,具有自組織能力,可快速,可靠的組建新系統.
                              5,柔性,對于快速變化的市場,變化的制造要求有很強的適應性.


                               問:我是一名XX大學在讀博士研究生,研究方向為約束理論及其在APS中的應用。

                              1、APS本身(除去具體某一產品考慮)的認識或者定義是什么?
                              2、APS的理論基礎有哪些?
                              3、APS在國內推行的最大原動力和最大障礙在哪里?
                               

                              答:1, APS我稱是供應鏈優化引擎.
                                 2,基于約束優化理論(當然包含TOC)
                                 3,不同軟件采用不同的優化算法.
                                 4,概論是:是用系統的方法,在業務約束基礎上,來改善計劃或排程.
                              優化的主要算法有:
                              (1),數學規劃(線性和混合整數規劃),較適用于戰略計劃如網絡選址,尋源等.
                              (2),啟發式算法(約束理論或模擬仿真等),較適用于戰術計劃或運作計劃如生產排程等.
                              (3),基因算法,較適用于有大量的可能方案選擇.
                              (4,)窮舉法是在所有替代的可能的方案尋找,較適用于教簡單的供應鏈.
                              (5),APS思想應該是嵌入ERP系統.
                              (6),最大障礙是軟件能力,計算機技術,普及培訓.實際上APS是解決企業基本的計劃問題.

                              問:APS為制造業提供什么解決方案?
                              APS為制造業的四類制造模型提供解決方案:   
                                  1,流程式模型,APS主要是順序優化問題.
                                  2,離散式模型,APS主要是解決多工序,多資源的優化調度問題.
                                  3,流程和離散的混合模型. APS同時解決順序和調度的優化問題.
                                  4,項目管理模型,APS主要解決關鍵路徑和成本時間最小化問題.
                                  
                                  APS考慮不同行業的解決方案。APS的主要著眼點是工序邏輯約束和資源能力約束,物料和工序流程緊密聯結.各種優化規則.計算最早可能開始時間和最遲可能開始時間.物料可重分配和可替代,資源可重分配和可替代.計劃排程考慮柔性(緩沖),考慮成本約束,考慮非確定流程和統計概率論.考慮多種優化方案的比較分析.

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