【APS】PCB企业如何实现APS自动排程系统

2018 年 9 月 24 日 产业智能官

APS系统介绍

APS(高级计划与排程)就是生产排序，就是解决先做什么，后做什么的问题。APS含义:高级计划与排程（Advanced Planning and Scheduling），它是一种全面解决制造业生产排程与物控管理的生产管理软件。它在充分考虑实际生产中各种约束的基础之上，自动进行快速生产排程，制定出详细可执行的生产计划和物料计划，从而指导实际生产，进行物料精确控制。

APS应该说本来是MES的一个模块，因为优化排产的重要性，拿出来单独作为一个功能软件使用。APS要满足资源约束，均衡生产过程中各种生产资源，要在不同的生产瓶颈阶段给出最优的生产排程计划，要实现快速排程并对需求变化做出快速反应。在计划与排程的过程中，APS将企业内外的资源与能力约束都囊括在考虑范围之内，通过的智能化的运算法则，做常驻内存的计算。你可以这样想象，大小几百上千台设备、几百或几千人同时要完成各种任务，怎样才能在各种约束(设备能力、人员、时间、场地、物料、工艺等)条件下以及随时可能发生变化(动态)中实现达成多个目标(交货期、设备有效使用率、最低成本等)。APS根据大量精确数据的输入，对工作流程进行模拟，并提供实时监控功能，APS可将模拟的排程结果以甘特图的形式输出到可视化的计划看板上，根据既定规则进行拖放式调整，以求达到最优化。

PCB企业现行车间生产计划

和调度模式分析

现行的传统生产管理系统中，市场部、计划部与生产部是独立分开的，信息收集大多只能依赖ERP信息和工序反馈的信息通过人工录入的方式进行，ERP反馈的数据是大工序信息不具备即时性，某些工序流水作业时间长，在单个班次里都难以完成单个产品批次所以流程，使得计划精确度就大打折扣，造成在生产计划调度与生产控制过程中缺乏必要的现场信息，不能及时根据实际生产情况的变化进行重新调度，更谈不上实时修订生产计划了。并且当实际生产情况无法实现原有生产计划时，传统的生产管理系统也往往不能及时发现这些问题并加以解决，最终导致企业产品的交货期延误。作为产品加工的具体执行部门，在车间生产管理中涉及到产品生产过程的方方面面，如：生产过程监控、生产调整、现场设备管理、人员安排、消耗统计、工时统计、动态成本核算、物料管理、在制品管理以及产品数据管理等等。现有典型的制造车间生产活动主要工作流程是：首先将接收到的计划部提供的计划进行任务分解，然后根据一定的规则（产品特性、设备能力、员工技能等），来确定各子任务的加工设备和人员。计划下达后，在实际生产过程中，还要不断根据各个型号参数的变化、物料工具的换型，进行实时的调度。这种模式使车间排产管理人员具有灵活安排生产加工次序和组织生产的灵活性。“计划”的优点在于在统筹的资源调配情况下，赋予车间现场人员比较宽松的灵活度来应付各种可能的突发事件，缺点在于并没有告诉操作人员如何安排更详细而具体的工作（精细时间刻度上（小时、分钟）上的工作量），管理人员更需要有丰富的工作经验来支持，以及在工序之间应该如何衔接和先后次序，现场人员的随意性大，对于生产现场的变化也不具备可预见性。

PCB企业为何要推行APS排程系统

随着工业化发展技术水平的提高，自动化、智能化、信息化生产线的投入让许多企业尝试到了自动化产业为企业带来可观的效率和品质。在过去，企业主要是依靠计划人员的经验来管理生产。生产计划员必须具备强烈的行业特征，必须具备丰富的生产计划排产实战经验来应对各类复杂问题，但人员考虑的因素始终无法面面俱到，加之现实业务的复杂性很容易忽略生产现场监控，企业通常只能采取一些折中的方案来解决生产问题，且所作出的决策，容易受人员情绪、用工情况、突发状况等因素影响，不可避免地出现人为误差或波动。APS生产排程软件，可以将目前手工排程经验和APS的高级排程技术相结合，实现高效快速的计划生产。

APS是一套满足精细化生产需求的生产排产系统，它从生产工艺环节、物料环节、信息流环节三个方面实现整合及优化，为企业进行精细化生产管理提供有效的支持。APS系统通过监控设备资源的负荷状况，提供设备资源负荷看板，监控设备资源的产能利用情况，便于管理人员依据设备负荷状况，对生产展开相应的调节。电子看板使订单信息、生产信息、生产要求等数据流从计划直达车间生产一线，避免中间传递，同时让一线员工第一时间掌握当天生产计划、实时生产进度、订单生产注意事项等信息。APS区别于其他软件的最核心功能就是企业可以在满足产能约束的情况下轻松给出精确的作业计划，充分发挥企业生产能力，与此前仅凭经验进行手工排产后再把结果录入到excel中进行生产作业相比较，简直不能同日而语。精确的作业计划，得到精确的物料需求计划，采购计划，库存计划，实绩生产的数据、绩效考核数据、设备管理数据等再反馈至各个生产环节，使得每个模块环环相扣，对整个企业管理升级起到重大的促进作用。只有这样企业的发展才能形成一种优势，才会取得更好的经济效益，创造更多的价值。

PCB企业实施APS系统难点分析

1）复杂多变约束的生产现场

因为PCB制造的复杂工艺路径对各种设备的特殊需求各不相同，造成不固定性设备瓶颈多，有限产能的生产设备不均衡，工程资料漏失和工装夹具缺损及人员熟练度等方面的约束到生产现场。

2）多品种小批量的复杂生产模式

因为多品种小批量并行、生产节拍周期不一致性，资源共享易出现瓶颈、定单变化和生产周期的不确定性、计划排程应变能力、监控订单进度难、物料变化多变，导致缺料与采购延迟严重、物料采购周期影响等。

3)动态变动的生产环境

临时订单改变、紧急插单的情况经常出现,实际进度和计划排产的不吻合。产品流程不断变化，新产品研制流程工艺的不确定性，机器设备故障检修保养，员工生病请假人员缺失等。

4)精益生产的多品种混排模式

导致排序需要根据节拍优化顺序，既要考虑客户的交期，又要考虑上游供应的均衡和JIT/JIS准时、顺序、同步化，还需考虑工具治具换型影响。

5)设备参差不齐，自动化程度不高，导致实行MES监控系统困难,生产信息难以采集。

PCB企业如何快速导入APS系统

第一阶段，BOM数据库建立：BOM（物料清单）首先要明确各类编码的规范，如物料代码、供应商代码等。有了规范的编码方法，才能尽可能的最大限度保证了编码的唯一性、准确性。BOM需精细到工序级别，考虑每道生产工序的物料投入、所用资源及产成品，使得生产物料计划更为精细，适应多品种、多工序、多订单、小批量的生产类型，能大幅度减少库存物料积压，缩短物料的采购提前期，降低物料呆滞、报废几率原材料是否及时、准确到货，物料的需求与供应商的送货进行匹配，准确提醒供应商目前的送货需求以及已送货数量等等。

第二阶段，约束基础数据库建立：生产数据对于APS软件的重要性不言而喻，每个行业的基础数据都不尽相同，在进行生产计划排程前，需要使用合理的方法和步骤来进行数据搜集。排产约束数据包括：机群（线）/机台等设备产能、设备参数、设备能力；制程能力、工艺路线、人员配置；缓冲区域设置；库存区设置；为了确保数据的准确及时，必须有专人负责整合录入、检查、更新、并做好备份，需与ERP数据进行统一或共享。

第三阶段，物料工具需求计划阶段：物料管理部门和工程部门在整个制造系统中，负责筹料、备料及库存管理以及工程部提供生产工具的工作。当生产计划员完成生产计划预排程后，APS软件将同时生成工序级物料和工具需求计划，物管部门便依照BOM的信息，确定各物料之净需求量，然后进行各项零部件的筹料、备料工作，工程部根据工具计划按时间要求提供生产工具，使得在制造的过程中不因缺料和工治具而待工。为 APS排程提供工序级的物料需求计划，明确每道工序需要什么物料，需求多少，什么时候需要，对应的详细生产指令可精确到每道工序，每台设备，每个班组，满足小时、日、周、月等不同时间精度要求。

第四阶段，计划排程产前流程模拟：当工厂接到订单后，生产计划管理部门便依照订单的交货期限及其前置时间，进行评估规划，进而对排产计划进行模拟排程。计划排程需要制约于生产流程顺序和工艺能力，设备产能和设备能力，再通过比较选择最优化的排程计划进行生产，并且准确掌握各项工具的制作进度，以达到准时交货的目的，工程部优先完成排程所需的相关工艺路线和特殊工艺参数。

第五阶段，生产流程优化和再造阶段：为了让APS软件能够更顺利的实施，就要调整企业生产管理上存在的不合理的工艺流程和物流过程。在实施中可以先确定企业所需要的运作模式或流程，将流程进行分析，确定关键流程，最后将经过梳理的企业流程进行信息化。企业在这一环节需要做到生产部门、销售部门、采购部门和生产计划员全面配合实施，结果既要符合APS排程软件的操作要求，又要符合生产操作的实际情况，才能真正做到生产优化与计划管理水平的提高。

APS系统自动排程

在PCB企业中需遵循以下规则

APS排程系统规则：产品交期优先原则；减少产品换型原则；工具物料通用原则；设备负荷轻重搭配；紧急插单快速反应原则；拖期款数最小化原则；保养时间影响小原则；APS 允许先对计划执行“自动快速排程”，然后对自动排程的结果进行“手动排程”调整局部计划，以满足现实业务的需要。APS 允许对订单执行“紧急插单排程”，简单一步操作即可生成紧急订单的优先生产计划，同时，系统能够同步自动调整受紧急插单影响的其它关联订单的生产计划。　当计划执行一段时间或计划执行过程中，发生实际生产进度与系统计划之间产生差异后，APS 允许计划人员在不改变已完成的计划的前提下，对差异部份进行重排程，以便及时调整后续计划，保证计划的可操作性、准确性、连贯性。

结束语

随着市场竞争日渐激烈，PCB制造企业受到了前所未有的挑战。为快速适应内、外部环境的快速变化，利用APS和MES等先进的企业生产管理模式和先进信息系统，充分利用企业的制造资源，优化企业车间生产的计划和调度算法。通过改变企业传统的生产模式来提高生产率，进而快速响应客户需求，是提高企业竞争力的重要手段。东莞桢诚网络科技有限公司联同线路板企业管理专家一起共同开发APS系统软件，为PCB企业走向精益工厂、数字化工厂和智能工厂指明方向，我们通过深入了解企业需求、洞察PCB主流技术发展趋势的基础上，站在中立、客观、全面的角度，有效地帮助PCB制造企业全面了解MES、APS技术与发展现状，推进MES、APS在制PCB造企业的顺利实施和成功应用。

界面设计图

APS系统设计架构图

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