先進(jìn)規(guī)劃排程系統(tǒng)（APS，Advanced Planning & Scheduling System）是一種以系統(tǒng)模擬或數(shù)理規(guī)劃等方式填寫甘特圖。

先進(jìn)規(guī)劃與排程系統(tǒng)是利用許多進(jìn)步的管理規(guī)劃技術(shù)，包括限制理論（Theory of Constraints，TOC）、作業(yè)研究（Operations Research，OR）、基因演算法（Genetic Algorithms，GA）、限制條件滿足技術(shù)（Constraint Satisfaction Technique，CST）等，在有限資源下，追求供給與需求間的平衡規(guī)劃；同時，利用資訊的儲存與分析能力，以最短的期限，達(dá)到最有效的規(guī)劃。

一般業(yè)界的ERP能整合企業(yè)的資料，但欠缺排程的功能，APS則擁有“決策支援”的能力，可以隨異常狀況如缺料、停機(jī)、插單、數(shù)量調(diào)整、工期調(diào)整、加班設(shè)定等而調(diào)整。APS 可以讓規(guī)劃者快速結(jié)合生產(chǎn)相關(guān)資訊，例如訂單（Order）、制令（MO，或稱工單）、途程（Route）、半成品（WIP）、存貨（Stock）、物料清單（BOM）等。隨著企業(yè)之間的差異性，生產(chǎn)相關(guān)資訊亦不盡相同，如制令之下可能還有批量（Lot）。

APS系統(tǒng)又可區(qū)分為“物料規(guī)劃”與“產(chǎn)能規(guī)劃”。產(chǎn)能規(guī)劃一般比較好解，物料規(guī)劃則礙于現(xiàn)場布置，較難取得一致性的共識。

一、物料規(guī)劃

物料規(guī)劃著重于原物料與零組件間進(jìn)料時程及投入產(chǎn)出的規(guī)劃，但物料規(guī)劃無法考慮產(chǎn)能的限制。

二、產(chǎn)能規(guī)劃

產(chǎn)能規(guī)劃著重于產(chǎn)業(yè)制程特性、生產(chǎn)排程限制以及派工法則，最簡單的派工法則是先進(jìn)先出（FIFO）。

先進(jìn)規(guī)劃與排程系統(tǒng)是為了解決傳統(tǒng)系統(tǒng)的問題，因此必須具備克服傳統(tǒng)系統(tǒng)缺點的功能。目前APS常見的功能如下：

1.能在固定資源下設(shè)法追求效益最大化的規(guī)劃

在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，因未能考慮資源限制與企業(yè)目標(biāo)，故無法使規(guī)劃達(dá)到最優(yōu)化。但是APS應(yīng)用了數(shù)學(xué)模式、網(wǎng)絡(luò)模式、模擬方法等先進(jìn)技術(shù)，因此能在各種不同限制條件下，擬出一個可行及最大化的規(guī)劃。

2.即時作業(yè)能力

APS能搜集生產(chǎn)上的各種即時資料，并立刻進(jìn)行即時分析與規(guī)劃，使得規(guī)劃人員能應(yīng)對許多突發(fā)狀況（如緊急插單、物料供給延誤等）。

3.能考慮供需規(guī)劃的整合

由于APS能同時兼顧需求面與供給面，使得供需規(guī)劃能達(dá)到均衡，符合企業(yè)運(yùn)營上之需要。

4.提供決策支持的功能

目前企業(yè)處在劇變的環(huán)境中，常需要更多決策支持功能的工具，APS因具備模擬等預(yù)測分析工具，有利于規(guī)劃人員在分析上的運(yùn)用，進(jìn)而取得正確決策。

現(xiàn)代企業(yè)管理的關(guān)鍵點是企業(yè)資源規(guī)劃，傳統(tǒng)的ERP的核心是MRP和MRPII，它的理論形成已有三十多年，近些年來其理論和應(yīng)用不斷增添新內(nèi)容，但它的靜態(tài)物料結(jié)構(gòu)、無資源能力約束、估算的生產(chǎn)提前期等早已不能滿足更多新的需求。為了克服ERP無法解決的問題，一個新的基于有限資源能力的理論在九十年代初開始應(yīng)用，這就是APS(Advanced Planning and Scheduling)。

APS解決了ERP無法解決的動態(tài)過程管理問題。它是基于有限資源能力的優(yōu)化計劃，它將企業(yè)資源能力、時間、產(chǎn)品、約束條件、邏輯關(guān)系等生產(chǎn)中的真實情況同時考慮。資源、物料和時間必須屬于某個工序/操作Operation或工序連接成的工藝路線Routing。沒有不屬于工序或工藝路線的資源、物料和工作時間。許多工序/操作Operation按一定的邏輯和規(guī)則連接成工藝路線。有了資源, 物料和時間的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后，就有了各種資源和時間相疊形成的數(shù)學(xué)迷宮問題。再加上市場需求，客戶訂單產(chǎn)生了驅(qū)動破解迷宮的需求，找出最合理的通過迷宮的路徑就是我們要求解的最優(yōu)排產(chǎn)計劃困惑。

通常這種解答方法是通過數(shù)學(xué)方法來找出最佳迷宮路徑解，這就是APS的核心問題?；谫Y源能力, 物料和時間約束條件為基礎(chǔ)理論的企業(yè)管理方法，解決了企業(yè)計劃不能實時反映物料需求和資源能力動態(tài)平衡問題。最大化的利用了生產(chǎn)能力，最大化的減少了庫存量，最快速的提高了市場反應(yīng)速度。這解決了企業(yè)以最小的投入，獲取最大化利潤的關(guān)鍵問題。企業(yè)要不斷的得到各種實時的計劃，用以調(diào)整自己去適應(yīng)市場的變化。APS理論成功的應(yīng)用管理軟件解決了這個問題。它實時的為企業(yè)提供各種計劃。成功的例子是 i2 的供應(yīng)鏈、Adexa 的生產(chǎn)排產(chǎn)和 J.D.Edwards 的集團(tuán)多網(wǎng)點能力平衡和生產(chǎn)排產(chǎn)。

APS理論是新一代管理方法的核心，它解決了ERP， MRP, MRPII 和 BOM以及供應(yīng)鏈管理長期困擾的問題。 MRP, MRPII 和 BOM 是產(chǎn)生無限能力的靜態(tài)的物料需求。這種物料需求無法準(zhǔn)確的反映實際需求。 靜態(tài)、粗略管理和動態(tài)實時精確管理是ERP和APS之間的最大區(qū)別。

APS與ERP管理軟件相比它存在歷史短，事物處理功能還欠發(fā)展，還需要時間去完善。當(dāng)傳統(tǒng)的ERP系統(tǒng)的事物管理功能和APS的先進(jìn)理論結(jié)合時，世界上新的管理系統(tǒng)就在很短的時間內(nèi)誕生了，這就是APS和傳統(tǒng)的ERP的結(jié)合體，當(dāng)今世界先進(jìn)的管理軟件公司都按照此方式運(yùn)作。

解決ERP無法解決的問題之一生產(chǎn)排產(chǎn)問題

用APS的基于資源能力、約束理論、時間和物料為基礎(chǔ)理論進(jìn)行生產(chǎn)排產(chǎn)，我們要做的工作是解決 ERP和MRP 所不能解決的問題。不準(zhǔn)確的計劃，即沒有準(zhǔn)確的時間、地點、數(shù)量的粗略計劃。ERP的生產(chǎn)排產(chǎn)計劃是根據(jù)主生產(chǎn)計劃、預(yù)測和訂單共同產(chǎn)生的。PS-D生產(chǎn)排產(chǎn)計劃理論上講只靠訂單驅(qū)動。我們編制的PS-D生產(chǎn)排產(chǎn)計劃系統(tǒng)要能提供下列功能:

1. 計算出滿足訂單要求的生產(chǎn)排產(chǎn)計劃。其中包括可以滿足訂單的最遲或最早開完工時間，及有準(zhǔn)確的時間對應(yīng)的物料需求計劃。

2. 訂單更改變化或臨時插入緊急訂單后，要能快速的重新排生產(chǎn)作業(yè)計劃，立刻報出能否滿足變化，最早可以在什么時間開始生產(chǎn)緊急插入訂單和最快交貨時間及新的物料需求。

3. 生成滿足訂單任務(wù)所占用的精確資源情況和此訂單實時的精確物料需求計劃。

4. 計算訂單的物料需求，為采購或供應(yīng)商作出精確的到貨時間、地點、數(shù)量的物料需求計劃。在預(yù)計算出直接來源于供應(yīng)商的物料難以滿足需求時，產(chǎn)生庫存物料需求計劃。庫存需求計劃的原則是在供應(yīng)商不能實時的滿足訂單要求才產(chǎn)生，從而，使在保證訂單的前提下使庫存量最小。

5. 計算滿足訂單的工序需求(精確的具體的需求量、時間、地點)和中間件(不能被下到工序消化吸收的上道工序的產(chǎn)出品)，為采購計劃和庫存計劃提供準(zhǔn)確的信息。

6. 計算出訂單的精確的采購計劃，包括交貨的量、時間、地點、價格等。

7. 監(jiān)控單個訂單或多個訂單的生產(chǎn)進(jìn)度情況。模擬多個訂單的相互影響情況等。 展示ERP和MRP無法提供的精確到分秒的物料需求計劃和資源使用計劃， 為實時的精細(xì)管理提供依據(jù)。

8. 產(chǎn)生訂單的實際成本、利潤，所需物料及準(zhǔn)確到貨時間、庫存情況，物料屬于哪些訂單及物料在加工中的價格升值。

9. 產(chǎn)生各種精確的計劃，這些計劃要有準(zhǔn)確的時間、數(shù)量、位置、成本和計劃對應(yīng)的訂單:資源使用計劃、物料需求計劃、物料供應(yīng)/采購計劃、成本計劃。對訂單的庫存計劃，另外還有對市場及對突發(fā)事件的預(yù)計庫存量計劃等。

10. KPI(Key Performance Indicators)產(chǎn)生各種精確的報表用以對各種計劃進(jìn)行評估。 在KPI圖中可顯示資源利用率、訂單履約率、材料利用率， 庫存成本、制造成本、運(yùn)輸成本等。為決策層提供決策依據(jù)。為了解決這一系列問題，我們按APS的有限能力的約束理論編制高級生產(chǎn)排產(chǎn)計劃系統(tǒng)，即PS-D(Production Scheduling-Discrete)去解決ERP遺留的問題。PS-D是APS先進(jìn)的計劃系統(tǒng)中的一個生產(chǎn)排產(chǎn)計劃子系統(tǒng)。

一.用APS中的PS-D解決進(jìn)行生產(chǎn)排產(chǎn)的步驟

1.把所有和生產(chǎn)有關(guān)的資源和物料放到工序Operation中?？梢杂锰娲馁Y源和物料，但必須保證質(zhì)量。

2.把所有生產(chǎn)某一產(chǎn)品所用到的所有工序連接起來形成一個工藝路線Routing。一個產(chǎn)品必須有最少一個Routing。 可以定義一個以上的替代工藝路線，也可以讓系統(tǒng)按邏輯規(guī)則自動生成工藝路線，但必須保證質(zhì)量。

3.重復(fù)步驟2，直到把企業(yè)能生產(chǎn)的所有產(chǎn)品輸入系統(tǒng)，并對每個產(chǎn)品建立相應(yīng)的工藝路線Routing。

4.建立工序Operation時必須輸入相關(guān)的參數(shù)。如:資源(人、設(shè)備、工裝)、時間、物、料、儲存空間、供應(yīng)商、負(fù)荷率、單位成品、工作時間、可以連接的上下工序、工序連接的規(guī)則、工作日歷、最大生產(chǎn)能力、維修保養(yǎng)時間、相關(guān)約束條件等。

5.建立工藝路線Routing時必須考慮和輸入相關(guān)的參數(shù)、規(guī)則和邏輯關(guān)系、工序的起始時間set up time。如:

A.建立工序間的連接時間(不同的工序間連接時間不同、物料不同連接時間不同、物料運(yùn)輸時間、工裝設(shè)備的準(zhǔn)備時間也不同)這個時間是規(guī)則、邏輯關(guān)系、參數(shù)等變量的應(yīng)變量的動態(tài)值。

B.工序間產(chǎn)生物料需求或產(chǎn)生中間產(chǎn)品否? 物料需求來源供應(yīng)商還是庫存?產(chǎn)生中間產(chǎn)品是以最少時間到下道工序還是入庫?

C.工序間的邏輯關(guān)系，是否強(qiáng)制連接等等許多。這些是制作APS系統(tǒng)的經(jīng)驗和理論。

6.用戶可以輸入產(chǎn)品訂單要求PS-D系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)排產(chǎn)。當(dāng)訂單輸入后并證實和計算完，系統(tǒng)要產(chǎn)生可行的工藝路線Routing，即生產(chǎn)方式的甘特圖。當(dāng)用戶輸入許多不同產(chǎn)品的訂單，系統(tǒng)必須能對所有訂單產(chǎn)生相應(yīng)的工藝路線和對應(yīng)的甘特圖。

7.所有產(chǎn)生產(chǎn)品的工藝路線和相關(guān)信息要以甘特圖的形式顯示出來。用戶可以從甘特圖看到產(chǎn)品的工藝路線、工序和生產(chǎn)產(chǎn)品和設(shè)備的細(xì)節(jié)，并可從甘特圖跳轉(zhuǎn)到drill-down相關(guān)的細(xì)節(jié)報表。

二. APS中的PS-D的作用和解決的實際問題

1.PS-D的作用:排產(chǎn)完成后產(chǎn)生的甘特圖顯示排產(chǎn)情況。它根據(jù)輸入條件、規(guī)則，在短時間內(nèi)幫助計劃員和車間排產(chǎn)員做出排產(chǎn)計劃(在這之前是需要手工長時間才能計算出結(jié)果)。

由于手工計算能力排產(chǎn)需要很長時間，銷售人員將訂單輸入后，手工計算不可能立刻得到結(jié)果并告知客戶能否在需要的時間內(nèi)排產(chǎn)或生產(chǎn)，在等待幾小時或數(shù)天排產(chǎn)的結(jié)果計算出后，訂單早已丟失。本系統(tǒng)可以快速用資源能力對訂單計算和排產(chǎn)，得出能否生產(chǎn)和產(chǎn)品的交貨期。并告訴你在這種交貨期的生產(chǎn)情況下能否盈利。由于本系統(tǒng)的初始版本的排產(chǎn)方法和算法來源于計劃員和車間排產(chǎn)員，再加上資源能力約束算法，它是最基本的算法，還沒有經(jīng)過改進(jìn)和優(yōu)化。排產(chǎn)的方案基本類似計劃員的手工排產(chǎn)加上能力驗算，但PS-D能快速地從許多因數(shù)中找出可行的排產(chǎn)方案，可以瞬間完成許多計劃員幾天的手工排產(chǎn)工作。要產(chǎn)生更好的優(yōu)化的排產(chǎn)計劃，需要人工反復(fù)計算和反復(fù)的調(diào)整。即要人工使用PS-D快速模擬、計算排產(chǎn)，再對排產(chǎn)結(jié)果進(jìn)行分析和改進(jìn)，最終得到好的排產(chǎn)結(jié)果。

本系統(tǒng)的初始版本是一個幫助企業(yè)提高資源利用率的工具，可快速解決和回答客戶訂單需求和需求變化的好工具。它能做到 ERP所不能及的事 -動態(tài)的利用資源、實時的監(jiān)控生產(chǎn)物料和資源利用率情況為決策層提供實時的決策依據(jù)。要系統(tǒng)自動產(chǎn)生更好的最優(yōu)排產(chǎn)計劃，需要有更好的算法，這種算法正是世界上先進(jìn)國家和大公司正在嚴(yán)格保密研究的東西。先進(jìn)的算法接受計劃員輸入的基本信息和資源能力信息后，就可自動計算出最優(yōu)的排產(chǎn)方案。它計算的方法是:首先產(chǎn)生無數(shù)多的可行方案(解)，然后自動的從無數(shù)多的可行方案選出最優(yōu)的方案。自動且快速得出最優(yōu)的方案是我們工作的長期努力目標(biāo)。

2.監(jiān)控/查詢 PS-D有以下監(jiān)控和查詢功能:

(1). 訂單在某時刻所在的位置和狀態(tài)，正在用哪些資源進(jìn)行生產(chǎn)，訂單產(chǎn)品在哪條或哪幾條工藝路線上; (2). 訂單任意時刻所需的物料情況、狀態(tài)，所需的物料能按時到貨否、有安全備用庫存物料否。 (3). 訂單的資源(設(shè)備、工裝、人員等)的占用率，并可人工調(diào)節(jié)資源占用情況和工藝路線，最大化的利用資源; (4). 訂單產(chǎn)品某時刻的價值，它的最終價值。工藝路線調(diào)整后的時間變化和價值變化; (5). 一個臨時插入的訂單能否被生產(chǎn)(排產(chǎn))，它的最早最晚完工時間，它對其它訂單的影響， 它的成本和對其它訂單的成本影響;

3. 解決的實際問題:

(1).計算出完成訂單的最晚開始生產(chǎn)時間和滿足訂單的完工時間及物料需求，如不能按時完成訂單，告知客戶最近的訂單完工時間，或給出替代方案如:按訂單期限交貨一半，另一半幾天后交貨; (2).如按訂單的時間生產(chǎn)有困難或不能排產(chǎn)，它的問題，瓶頸制約在哪里?用調(diào)整工藝路線和工序來滿足訂單，或用增加資源(人員、設(shè)備等)來滿足訂單; (3).每個工序都可看到資源利用率，對利用率低的資源加以調(diào)整，達(dá)到最佳的資源利用率， 以減少資源浪費;

三.PS-D的主要功能

1.基于能力的APS把資源、時間、生產(chǎn)規(guī)則、邏輯、物料、客戶訂單等同時考慮。它處理的數(shù)據(jù)是動態(tài)的，它反應(yīng)企業(yè)的真實生產(chǎn)情況。它能動態(tài)的計算資源能力，可以立刻回答訂單問題，計算現(xiàn)有資源能力能否完成訂單CTP"Capable to Promise"。

即對一個新輸入的訂單的數(shù)量、交貨期為需求條件，立刻對資源能力進(jìn)行計算并得出能否滿足訂單的結(jié)果，PS-D按訂單要求和輸入的生產(chǎn)規(guī)則檢查/計算生產(chǎn)(資源)能力是否能按時按量的生產(chǎn)出產(chǎn)品。這完全是面向客戶需求的生產(chǎn)，(這不同于ERP的ATP"Available to Promise"，面向庫存生產(chǎn)，用查詢庫存量來決定能否滿足訂單)。在計算滿足此訂單的同時也計算出此訂單的成本是多少，此訂單能否獲利PTP"Profitable to Promise"。由于PS-D完全是按訂單生產(chǎn)，它原則上可做到零庫存。交貨期是排產(chǎn)時間(生產(chǎn)時間)加供應(yīng)商的送貨時間。

2.由于APS的管理原理先進(jìn)，它能更好更準(zhǔn)確的產(chǎn)生ERP要求的各類計劃。例如:

資源計劃和生產(chǎn)作業(yè)計劃:這類計劃中資源的使用情況是精確到設(shè)備、工裝、人員的分秒，用戶可從看到任意事態(tài)的資源占用情況。生產(chǎn)作業(yè)中的物料、中間品的情況精細(xì)到具體的工位、占用的工序時間、相關(guān)的供應(yīng)商或庫存，批量數(shù)量等。

物料需求計劃:由于物料需求是和生產(chǎn)工序一起動態(tài)存在的，不是用BOM靜態(tài)產(chǎn)生的，物料需求有精確的時間，原則上是上到工序的產(chǎn)出品作為下道工序的需求物料，只有上工序的產(chǎn)出不能滿足本工序時才產(chǎn)生物料需求，并要有供應(yīng)商精確的到貨品時間。物料需要的量、時間和位置都很精確。為直接從供應(yīng)商準(zhǔn)確訂貨提供了依據(jù)。而對庫存物料的需求數(shù)量相對很少。

資源使用計劃:用戶看到任意時刻的資源使用情況，和資源使用率。如不滿意，可以人工調(diào)整以達(dá)到最佳情況，并可用于幫助調(diào)整企業(yè)的設(shè)備需用計劃。

庫存計劃:PS-D產(chǎn)生的計劃精確到分秒，而且盡可能的用生產(chǎn)能力去滿足需求，以APS資源約束原理計算出的結(jié)果為依據(jù)做出的庫存計劃不但非常精確而且大大的減少庫存量。

采購計劃:由于有了訂單才產(chǎn)生生產(chǎn)排產(chǎn)計劃，物料需求計劃。計劃的精確到分秒、工位，采購計劃也更準(zhǔn)確，采購量也更少。

成本計劃:用戶可看到訂單的成本，而且可以看到中間品和在制品的成本。調(diào)配排產(chǎn)計劃，訂單的成本也變化?？稍跐M足訂單的情況下，調(diào)配排產(chǎn)得到最大的利潤。

批量跟蹤計劃:由于工序中每道工藝都有嚴(yán)格的資源使用和記錄。某人某臺設(shè)備何時加工的某產(chǎn)品的某一步都記錄在案。產(chǎn)品跟蹤起來很方便。

四.APS市場前景展望

APS 的基于有限資源能力的管理原理可運(yùn)用到企業(yè)管理的各個關(guān)鍵計劃環(huán)節(jié)，應(yīng)用成功的兩個例子就是生產(chǎn)排產(chǎn)、物流的優(yōu)化平衡，即供應(yīng)鏈優(yōu)化計劃軟件。中國軟件行業(yè)中能成功使用APS理論來研發(fā)管理軟件的企業(yè)尚屬空白，可喜的是某些企業(yè)已經(jīng)認(rèn)識到APS理論用于管理的重要性，并有少量投入。

由于APS管理理念與ERP不同，一個是基于有限資源能力的動態(tài)計劃，另一個是基于事務(wù)處理的靜態(tài)計劃。如排產(chǎn)， PS-D是將資源、時間、物料按一定的規(guī)則邏輯組織生產(chǎn)，有了需求之后就能動態(tài)的計算出物料或設(shè)備的精確需求時間和數(shù)量。而ERP用BOM計算的需求是沒有準(zhǔn)確的生產(chǎn)設(shè)備需求時間和物料需求時間。

因此采取APS理論的生產(chǎn)排產(chǎn)系統(tǒng)PS-D和ERP的生產(chǎn)排產(chǎn)系統(tǒng)并行存在是管理軟件行業(yè)發(fā)展的階段性需要，對管理要求不高的生產(chǎn)型企業(yè)可以選用ERP中的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，它只給出粗略的庫存管理和生產(chǎn)管理，并用大量庫存去許諾客戶訂單和滿足不精確的物料需求計劃。

針對管理水平要求高(JIT準(zhǔn)時制生產(chǎn)、面向市場生產(chǎn))的企業(yè)、精益生產(chǎn)型企業(yè)就需要用APS的生產(chǎn)管理系統(tǒng)PS-D，此系統(tǒng)能給出精確的客戶訂單承諾，精確的物料需求和精確的生產(chǎn)作業(yè)計劃等。

ERP企業(yè)只有使用APS理論才能做出高端的ERP產(chǎn)品，才能占領(lǐng)高端市場，目前中國的高端軟件市場大多被國外軟件公司占領(lǐng)，為改變這種現(xiàn)狀中國軟件企業(yè)有必要且必須研發(fā)自己的APS產(chǎn)品，研制出適合于國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)的高端ERP產(chǎn)品，才能在行業(yè)中處于領(lǐng)先地位。

最后，為了充分說明企業(yè)理財系統(tǒng)能力成熟度明細(xì)性構(gòu)造模型的軟件實現(xiàn)，必須從業(yè)務(wù)范圍、單據(jù)構(gòu)成、流程模板、賬表支持、使用步驟、初始余額六個方面分別對五個不同能級開展研究。

另一方面是從技術(shù)的角度提升軟件易使用程度。要通過對關(guān)鍵信息技術(shù)的應(yīng)用研究，如移動技術(shù)、RFID、OFFICE 等，使其與ERP結(jié)合，方便ERP信息獲取。通過對關(guān)鍵開發(fā)技術(shù)的研究、引進(jìn)。提高軟件的靈活性、易用性。實現(xiàn)傳統(tǒng)ERP想做而沒有做到的事。通過研究做企業(yè)愛用、好用、快速導(dǎo)入的ERP。