ERP排產(chǎn)詳細介紹.doc

.ERP排產(chǎn)詳細介紹好長時間沒有在博客園發(fā)文章了,前段時間一直忙著畢業(yè)答辯,現(xiàn)在剛進實驗室又要忙著趕項目.所以只有偶爾來博客園看一下大家的文章了.實驗室的網(wǎng)絡比較慢,所以也只有在比較空閑的狀態(tài)下隨便寫一點東西了.最近研究的東西是APS(Advanced Planning & Scheduling System),感覺理論知識還是不夠用,要求的數(shù)學水平比較高,所以只有先轉(zhuǎn)載一些文章了.估計最近一段時間也不會去研究.NET了,因為現(xiàn)在的項目最后是要與客戶方已有的ERP系統(tǒng)整合的,而對方使用的就是金蝶的K3,所以很可能要去研究Java了.下面是我在網(wǎng)上看到的一篇比較好的介紹ERP和APS的文章,所以就放在這里了,希望有所借鑒.ERP應該以生產(chǎn)為核心，這點是業(yè)界公認的。但如何以生產(chǎn)為核心？卻極少有詳細的論述。根本原因在于詳細生產(chǎn)排程這個技術瓶頸。詳細的生產(chǎn)排程也可以說成是生產(chǎn)作業(yè)計劃，可謂關系重大。企業(yè)制定生產(chǎn)計劃的過程一般分成兩部分，首先是生成主生產(chǎn)計劃，其次是根據(jù)主生產(chǎn)計劃生成生產(chǎn)作業(yè)計劃。要得到主生產(chǎn)計劃一般是從訂單，部分企業(yè)是從市場預測，出一個生產(chǎn)數(shù)量，基本是管理者在進行決策，人的因素起絕對作用。這個過程中會有一些行業(yè)或者企業(yè)的特別計算方法，需經(jīng)過一些四則運算式的統(tǒng)計分析，ERP軟件要做二次開發(fā)，但基本不存在技術難題。但是，光有主生產(chǎn)計劃是遠遠不夠的。一個簡單的主生產(chǎn)計劃的生產(chǎn)要求，要把它自動分解為復雜、具體的生產(chǎn)作業(yè)過程，這就是詳細生產(chǎn)排程，這才是ERP系統(tǒng)中最關鍵的一個環(huán)節(jié)，是ERP系統(tǒng)真正的核心功能。只有從復雜、具體、詳細的生產(chǎn)作業(yè)計劃中，才能體現(xiàn)出ERP企業(yè)資源計劃中的R資源的存在；也只有從這個詳細生產(chǎn)作業(yè)計劃的可行性與優(yōu)化性上，才能體現(xiàn)出P計劃的價值。有了資源，有了計劃，才是真正的ERP系統(tǒng)。一般說，生產(chǎn)作業(yè)計劃越詳細，它給出的信息越豐富、越有價值，相應計算起來也就越困難。生產(chǎn)作業(yè)計劃越粗略，越接近主生產(chǎn)計劃，信息越少、價值就越低。企業(yè)總是希望自動得到盡可能詳細的作業(yè)計劃。但是ERP在這方面遇到了真正的技術瓶頸。就我們目前所見，幾乎全部的ERP生產(chǎn)管理都是從四則運算的主生產(chǎn)計劃入手，重點利用BOM解決MRP物料需求計劃，之后再解決生產(chǎn)過程的記錄和統(tǒng)計。恰恰在企業(yè)最需要的詳細作業(yè)計劃方面最薄弱、最無所作為。如想證明一下這個現(xiàn)狀，去考察一下上了ERP的企業(yè)，會發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象該企業(yè)無論ERP軟件搞得如何如火如荼，似乎都與生產(chǎn)調(diào)度人員無關。車間里或者生產(chǎn)線上的生產(chǎn)作業(yè)計劃、生產(chǎn)過程的調(diào)度和管理仍然是在用最初最原始的那種老方式多數(shù)時候是經(jīng)驗，有時候是感覺在起作用，加上少量的以EXCELL為工具的報表運算，雖老雖笨但是有效。ERP功能再強管得再寬似乎也管不到這里。結果，表面風風火火的ERP與企業(yè)最關鍵的運轉(zhuǎn)過程發(fā)生了斷層，從這個斷層衍生出來的一大堆問題成為眾家ERP難解之死結。最突出的一個：企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度是要對企業(yè)最底層的生產(chǎn)資源人員、設備、場地等，按照它們的能力進行合理安排。但是上層的ERP無論干什么事情都不去考慮這些資源和它們的能力，或者假設生產(chǎn)能力無限，或者按照一個人為定義的瓶頸資源進行簡單四則計算。這種關鍵矛盾由于ERP技術瓶頸的存在而無法解決，ERP的前景可謂是不容樂觀。那么，這到底有什么難的？為什么眾多的名牌ERP企業(yè)都無法提供這種基本功能？ERP技術瓶頸到底在什么地方？回答這個問題，就要從企業(yè)中直接干此工作的崗位生產(chǎn)調(diào)度的職責說起。一個企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度人員，首先是要對該企業(yè)的生產(chǎn)工藝流程爛熟于心，也就是了解企業(yè)到底是怎么進行生產(chǎn)的，包括其中每個細節(jié)，這是當一個生產(chǎn)調(diào)度最基本的前提條件。同樣的，ERP要想干同樣的事情也必須達到同樣的前提條件：清楚了解企業(yè)究竟是怎樣進行生產(chǎn)的，每個細節(jié)都不能差！這對一個人來說可能并不算難，但對于一個ERP系統(tǒng)來說就是一件非常困難的事情！有人稱之為企業(yè)建模，這遠不象建立BOM那么簡單，其中涉及到的除了物料，還有工序、資源、時間、邏輯關系、技術參數(shù)、成本等等錯綜復雜的生產(chǎn)信息。不同行業(yè)不同企業(yè)的建模方式更是千差萬別，這是第一個技術難點。且不說離散生產(chǎn)模式的電子、汽車行業(yè)與流程生產(chǎn)模式的化工、制藥行業(yè)在基本生產(chǎn)方式上的巨大區(qū)別，就算同屬電子、汽車，或者同屬制藥、化工的不同企業(yè)，他們的生產(chǎn)方式在細節(jié)上仍然有很大的差別。一套ERP系統(tǒng)能以不變應萬變統(tǒng)統(tǒng)接受這種差別嗎？技術上很難！只好對每一個行業(yè)開發(fā)一個專用生產(chǎn)版本，這是必須的。但是行業(yè)版本到了企業(yè)里就能高枕無憂了嗎？大的行業(yè)版本一般仍然無法滿足行業(yè)內(nèi)特定類別企業(yè)的細節(jié)差別，比如制藥行業(yè)細分為制劑藥和原料藥，生產(chǎn)方式差別還是很大，需再開發(fā)更細分的小類別版本?？墒峭悇e的不同企業(yè)還有自己的生產(chǎn)特性，針對不同企業(yè)的二次開發(fā)就類似于把企業(yè)的生產(chǎn)特征逐一寫到程序中。且不說對生產(chǎn)系統(tǒng)的任何改動都要投入巨大人力，軟件企業(yè)很難接受頻繁和復雜的二次開發(fā)要求，更不用說企業(yè)生產(chǎn)過程一旦發(fā)生變化軟件還是很難應對！很多企業(yè)的生產(chǎn)流程每隔幾天就會變，而軟件商不可能每天都重寫代碼。應變方式只能是降低企業(yè)的要求生產(chǎn)流程建模與實際近似、大概差不多就行了。關鍵是用戶會不會滿意？忙了半天還是用不起來，損失就太大了。所以，除了部分院校的理論研究者，目前國內(nèi)ERP廠商還沒有嘗試邁過詳細生產(chǎn)流程建模的這第一道門坎。建立生產(chǎn)模型，讓軟件接受企業(yè)的詳細生產(chǎn)過程，這的確很麻煩，但并非是無法完成的，真正的難點在于下一步：根據(jù)模型和生產(chǎn)請求得到詳細的作業(yè)計劃，也就是詳細生產(chǎn)排程。ERP的真正技術瓶頸就發(fā)生在這里。詳細生產(chǎn)排程的結果是生產(chǎn)作業(yè)計劃，是針對每個人員每個設備的生產(chǎn)資源的工作計劃。作業(yè)計劃必須滿足在生產(chǎn)工藝上不能有半點差錯。首先，工序之間必須滿足特定的邏輯關系，以及要求某些工序必須連續(xù)、同時、或者間隔進行等等，這是對作業(yè)計劃最基本的要求。其次，作業(yè)計劃必須滿足資源能力限制，一個資源在一個時間內(nèi)只能干一件事情，生產(chǎn)作業(yè)計劃中不能有資源沖突；最后，作業(yè)計劃必須滿足物料供應的限制，沒有原材料不能開始生產(chǎn)。也就是說：作業(yè)計劃必須同時滿足多種復雜的約束條件。TOC約束理論早已有之，只是需要比較高級的算法和數(shù)學理論，在這方面需要進行長期投入才會有所收獲。因此國內(nèi)理論界對此的研究還很少。有了按照TOC理論計算出來的計劃，滿足企業(yè)生產(chǎn)工藝要求是不是就行了？很遺憾，這還是差的很遠?，F(xiàn)在我們以一個假想例子來說明。一個ERP生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，很順利接受了某企業(yè)的全部生產(chǎn)細節(jié)，并計算出了一套生產(chǎn)作業(yè)計劃，打印成一份給所有生產(chǎn)資源安排工作的作業(yè)計劃。現(xiàn)在，由一個有經(jīng)驗的老調(diào)度師來決斷這個ERP計劃系統(tǒng)是不是可以用的，他將如何做？首先，他會逐一檢查每個工序的時間安排，看它們之間的次序和邏輯關系是不是符合企業(yè)生產(chǎn)工藝的邏輯關系要求；其次，他會觀察這個計劃中對每個資源的安排是不是合理，有沒有一個時間干兩個活這種沖突的情況發(fā)生；最后他要看在計劃時間內(nèi)物料能不能供應的上。這些都沒有問題了，他必須承認：這個計劃已經(jīng)是一個可行的計劃了，也就是說，照此計劃一定可以完成生產(chǎn)任務。但是，還有一個關鍵的事情，老調(diào)度師根據(jù)自己習慣的做法，也手工制定了一個作業(yè)計劃，他把這兩個計劃一對比，發(fā)現(xiàn)問題了。手工的計劃可以8個小時完成全部工作，而計算機的計劃需要9個小時?；蛘呤止び媱澘梢栽?：00完成而計算機的計劃要在9：00點完成。原因在于：計算機對某幾個工序的順序安排雖然可行但是不合理，而老調(diào)度師根據(jù)長期經(jīng)驗早已清楚此時安排工序應該哪個先、哪個后、哪些并行比較好，結果可以得到更短時間完成的計劃。這是一種優(yōu)化安排，而計算機沒有找到這種安排方法，所以計算機給出的是一個可行的，但是不好的計劃！理想中計算機應自動計算出一個比手工計劃更好更優(yōu)化的排產(chǎn)方案結果，指導人如何工作。這樣的軟件才能體現(xiàn)出企業(yè)資源計劃的威力。否則，不能滿足最優(yōu)化排程的ERP在企業(yè)生產(chǎn)中還是無法代替手工。這隔例子凸現(xiàn)出了一個世界性的關鍵技術瓶頸：一個生產(chǎn)過程可能有無窮多種可行的安排方式，但是必須從其中找出一個最優(yōu)的計劃，即使不能達到最優(yōu)，起碼要比人的手工計劃更優(yōu)，這才是一套可用的生產(chǎn)排程軟件，否則企業(yè)還是用不起來。找出可行計劃的難度已經(jīng)很大，找出優(yōu)化計劃的難度更大。不僅要處理錯綜復雜的約束條件，還要從幾乎無窮多種滿足約束的可行方案中找到優(yōu)化排程方案。怎樣才能找到這種優(yōu)化的計劃？這是ERP系統(tǒng)共同面對的真正瓶頸問題，是世界性的技術難題。其中的關鍵在于算法，算法的基礎是數(shù)學模型，特別是高級圖論、離散數(shù)學與線性代數(shù)中的矢量矩陣技術。對此，國外已經(jīng)作出了很多年的努力，其研究成果已形成了多個APS先進生產(chǎn)排程產(chǎn)品，發(fā)展出了幾十種先進生產(chǎn)排程算法，比較常用的如：啟發(fā)式圖搜索法、禁忌搜索法、神經(jīng)網(wǎng)絡優(yōu)化、遺傳算法等，這些算法各有優(yōu)劣，可用在不同場合。目前不同的新的算法仍正在蓬勃發(fā)展中。用一句話來形容APS的主要功能：可以自動給出滿足多種約束條件、手工排程無法找到的、優(yōu)化的排產(chǎn)方案。其實關鍵就是可行和優(yōu)化這兩個概念。這個說起來很簡單的功能意義十分重大，主要體現(xiàn)在它可以給傳統(tǒng)ERP帶來以下幾個關鍵的變化：1） 對企業(yè)來說，在不增加生產(chǎn)資源的情況下，通過最大限度發(fā)揮當前資源能力的方式實現(xiàn)了提高企業(yè)生產(chǎn)能力的目標。2） APS排程的結果給出了精確的物料使用和產(chǎn)出的時間、品種、數(shù)量信息，用這些信息可以把很多相關企業(yè)或者分廠、車間聯(lián)合在一起組成一個SCM供應鏈系統(tǒng)，最大限度減少每個企業(yè)的庫存量。3） APS可以用來做為生產(chǎn)決策的依據(jù)，它的排程計算結果不光可以作為生產(chǎn)計劃，還可以通過不斷what if的試算的方式為企業(yè)提供生產(chǎn)決策依據(jù)。4） 根據(jù)自動生成的作業(yè)計劃還可以自動生成質(zhì)檢、成本、庫存、采購、設備維護、銷售、運輸?shù)扔媱?。帶動企業(yè)各個不同管理模塊圍繞生產(chǎn)運轉(zhuǎn)，改進這些模塊的運轉(zhuǎn)方式，大大提高這些模塊的運轉(zhuǎn)效率，提升企業(yè)整體管理水平。但是，APS系統(tǒng)的開發(fā)難度很大，需要融合最前沿數(shù)學理論和最先進管理理論，專業(yè)人才很少，投資見效很慢，在國外的價格非常昂貴。即使是世界性大ERP公司也很少獨立投入力量研發(fā)，都是采購外插件直接引入相應功能。國內(nèi)對這方面的研究除了個別公司外，基本停留在大學院校的實驗室中。再進一步，如果已經(jīng)解決了優(yōu)化排程問題，那么對APS來說有什么技術瓶頸呢？APS第一個最大的技術瓶頸就是它的運算時間問題。因為企業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常會有一些突發(fā)事件，相當于臨時改變了排產(chǎn)的初始條件，需要APS進行動態(tài)處理。APS系統(tǒng)能按照舊的條件制定計劃也肯定能按照新的條件制定新計劃。但是，它的計算時間是不是能趕上變化的時間，這是一個關鍵。如果APS按照新條件重排計劃的時間是10分鐘，它大概只能處理30分鐘以上的臨時變動，而無法處理30分鐘以下的臨時變動。動態(tài)處理對計算時間的要求引發(fā)算法的不斷優(yōu)化，以及發(fā)展并行計算技術，這也是國外APS系統(tǒng)的主要技術發(fā)展方向。APS的第二個技術瓶頸就是如何不斷提升次優(yōu)解的優(yōu)化程度。如果不能得到最優(yōu)解，那么需要找到一個盡可能接近最優(yōu)的次優(yōu)解。不同APS軟件的算法不同，次優(yōu)解的優(yōu)化程度也不同，直接體現(xiàn)了其核心技術的水平高低。所以拿不同APS軟件對相同問題進行處理，對比他們解答的優(yōu)化程度和計算時間，很容易比出高下。不斷接近最優(yōu)，這將是APS類軟件始終不變的追求。ERP與APS的結合是ERP未來發(fā)展的必然方向。與當前簡單的BOMMRP運算和進銷存財務功能相比，APS占據(jù)了ERP的核心功能，有極深的技術含量，更是未來SCM系統(tǒng)的基礎功能。擁有這種核心技術的ERP公司必然在市場競爭中占有極大優(yōu)勢。目前國外企業(yè)早已經(jīng)是磨刀霍霍，未來數(shù)年內(nèi)，美國、德國、日本、臺灣軟件公司開發(fā)的結合了APS核心功能的ERP軟件就有可能以低廉價格進入國內(nèi)市場，那時國內(nèi)ERP軟件公司將