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隨著制造精細化和數(shù)字化的不斷發(fā)展，形成了MES制造執(zhí)行系統(tǒng)。紅云MES系統(tǒng)包括11個模塊:1生產(chǎn)計劃調(diào)度。2. 操作人員管理。3.生產(chǎn)單位分配。4. 資源狀態(tài)管理。5. 產(chǎn)品跟蹤管理。6. 質(zhì)量管理。7. 文件和圖紙管理。8. 設備維護管理。9. 設備性能分析。10. 車間數(shù)據(jù)采集。11. 生產(chǎn)過程管理。
MES是智能工廠的核心。將前端產(chǎn)品設計和工藝定義階段的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理與后端制造階段的生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理相結(jié)合，實現(xiàn)產(chǎn)品設計、生產(chǎn)過程和維修服務的閉環(huán)協(xié)同全生命周期管理。
APS是高級計劃和調(diào)度。應該說，APS最初是MES的一個模塊?？赡苁巧a(chǎn)排程優(yōu)化太重要，技術(shù)門檻太高，單獨作為功能軟件使用。APS應滿足資源約束條件，平衡生產(chǎn)過程中各類生產(chǎn)資源，給出不同生產(chǎn)瓶頸階段的最優(yōu)生產(chǎn)調(diào)度計劃，實現(xiàn)快速調(diào)度，對需求變化做出快速響應。
我們不能小看只有一個車間和一個工廠的計劃和排班問題。從學術(shù)上講，它是一個大系統(tǒng)和復雜系統(tǒng)的優(yōu)化問題。
調(diào)度就是排序，排序就是先做什么，后做什么。但是你可以想象在各種約束條件下(設備能力、人員、時間、場地、材料等)在各種約束條件下(或動態(tài)變化)如何達到最優(yōu)目標(交貨時間、設備的有效利用率、最低成本等)?
讓我們舉一個簡單的排序例子:假設計算機每秒可以處理1000000個序列，我們希望建立一個最優(yōu)排序系統(tǒng)。9個作業(yè)可以在不到一秒的時間內(nèi)完成，11個作業(yè)需要一分鐘的時間。如果給定20個作業(yè)，找出最優(yōu)調(diào)度問題需要77147年時間。實際調(diào)度問題涉及數(shù)百臺設備和數(shù)千個訂單(作業(yè))，說明大規(guī)模系統(tǒng)是最優(yōu)的，調(diào)度問題非常復雜。當然，人們不會窮盡地去做。
規(guī)劃人員和計算機專家多年來一直在尋找一種快速解決大規(guī)模系統(tǒng)優(yōu)化問題的方法?？傮w規(guī)劃法[總體規(guī)劃法，又稱網(wǎng)絡規(guī)劃法]。這些算法對于某些特定的要求有其自身的特點。其中一些是“快速”的，但結(jié)果不是最優(yōu)的解決方案。其中一些收斂速度很慢，不實用。甚至學術(shù)界都懷疑是否存在最優(yōu)解決方案。直到幾年前，美國的一位應用數(shù)學家(eyuan Shi)發(fā)明了分割嵌套(NP)算法，證明了馬科夫(Makov)是一名俄羅斯足球運動員，他在球場上的位置是后衛(wèi)。實現(xiàn)了算法的全局收斂性，并給出了最優(yōu)解的置信區(qū)間。這是解決大型復雜系統(tǒng)優(yōu)化問題的捷徑。
APS產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
APS在企業(yè)中有許多成功的應用，特別是與MES模塊集成的應用。鋼鐵、化工等過程工業(yè)的調(diào)度問題相對簡單，因此優(yōu)化調(diào)度易于實現(xiàn)。
在離散制造中，產(chǎn)品的生產(chǎn)過程通常被分解為許多加工任務來完成。由于調(diào)度問題的復雜性，幾乎所有的APS系統(tǒng)都使用規(guī)則或啟發(fā)式算法。規(guī)則法或啟發(fā)式算法的最大優(yōu)點是可以快速得到可行的調(diào)度結(jié)果，但不能保證最優(yōu)解和量化調(diào)度結(jié)果。對于簡單的過程和較少的命令，無論什么算法，結(jié)果幾乎是相同的。具有優(yōu)化函數(shù)的復雜調(diào)度問題的結(jié)果會有很大的不同。
高級計劃和調(diào)度(APS)的核心是“高級”。否則，這只是計劃。大量的研究數(shù)據(jù)表明，規(guī)則法或啟發(fā)式法得到的調(diào)度結(jié)果與最優(yōu)調(diào)度結(jié)果相差30% ~ 150%。為了最小化延遲訂單的數(shù)量，優(yōu)化后的APS在處理100個訂單時可能會有30個延遲交付，這對企業(yè)來說是一個巨大的損失。由于優(yōu)化算法的技術(shù)門檻的限制，中國市場上絕大多數(shù)“APS”產(chǎn)品都需要添加大量的人工干預(例如，很多規(guī)則是人為制定的，這些規(guī)則本身可能不是最優(yōu)的)，或者忽略了一些問題。
在價格方面，APS的價格在12萬到120萬之間。對于一些流程簡單的小企業(yè)來說，從人工調(diào)度到APS調(diào)度是一個過程，在決策過程中起到輔助作用。許多企業(yè)的實際生產(chǎn)是極其復雜的。APS是企業(yè)管理軟件中技術(shù)含量最高的產(chǎn)品。APS的應用可以使企業(yè)的生產(chǎn)效率提高幾十個百分點。具有真正優(yōu)化調(diào)度的APS的價格定位應該至少在幾十萬。這說明中國的APS市場和技術(shù)還不成熟。
需要什么樣的APS ?
APS是一款企業(yè)管理軟件。具有高度智能化的生產(chǎn)計劃調(diào)度功能。它能充分利用企業(yè)的資源條件，在多任務條件、約束條件多的生產(chǎn)過程中找到最優(yōu)的調(diào)度結(jié)果。APS的核心是找到優(yōu)化引擎的最優(yōu)結(jié)果。
在實際生產(chǎn)中，離散型工業(yè)企業(yè)(小批量、多品種、訂單變化大)任務復雜、資源豐富、工藝流程復雜、約束條件多，是一個動態(tài)過程。企業(yè)需要的是在可容忍的時間段(例如，10分鐘)內(nèi)的最佳調(diào)度計劃。此外，還可以判斷和量化調(diào)度計劃的優(yōu)化程度，并預測其對未來的影響(例如可以看到三個月后的情況)。
APS必須具有較強的適應性。企業(yè)的實際經(jīng)營在不同時期可能會滿足不同的要求。例如，有時需要最短的交貨時間，有時需要最好的設備利用率，有時需要最少的庫存，有時需要緊急插入。APS必須非常方便，能夠根據(jù)企業(yè)的需求在不同時期滿足企業(yè)的需求。
APS的人機界面必須符合企業(yè)調(diào)度員的思維方式和調(diào)度習慣。讓人們通過極其復雜的培訓，來適應計算機的要求，企業(yè)用戶無法接受。
MES和APS的集成
調(diào)度功能中APS和MES重疊。然而，目前的趨勢是APS和MES將會被整合，實現(xiàn)四個閉環(huán):1。需求預測和訂單承諾閉環(huán)。2. 計劃和調(diào)度閉環(huán)。3.調(diào)度和執(zhí)行閉環(huán)。4. 訂單承諾、訂單履行和交付的閉環(huán)。形成系統(tǒng)自主，自我反饋，自我決策。
到目前為止，不知道您對MES和APS的理解是否比較全面?
我們鴻云MES系統(tǒng)是目前行業(yè)里為數(shù)不多的云計算+大數(shù)據(jù)實施方案的的高新技術(shù)企業(yè)，能解決你遇到的所有問題。
