前言
按照SCOR模型，制造業(yè)供應(yīng)鏈運作分為計劃、生產(chǎn)、采購、物流，精益生產(chǎn)（狹義的）主要聚焦在生產(chǎn)模塊（物流主要是發(fā)貨物流和逆向物流，狹義精益生產(chǎn)主要圍繞生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部），高級計劃與調(diào)度（APS）系統(tǒng)針對的是計劃模塊。兩者的主要關(guān)注點聚焦在不同的模塊，都在為提升企業(yè)運作效率發(fā)揮巨大作用。
精益生產(chǎn)經(jīng)過多年推廣，雖然達到豐田汽車運作水平的企業(yè)不多，但是至少大家耳熟能詳，在部分制造企業(yè)也發(fā)揮了非常大的作用，提升了很多企業(yè)現(xiàn)場管理水平。行業(yè)內(nèi)許多精益專家顧問也是孜孜以求地幫助企業(yè)去做精益改善。
APS系統(tǒng)是利用大量先進的規(guī)劃管理技術(shù)以及內(nèi)置各種復(fù)雜的算法開展生產(chǎn)計劃排產(chǎn)和車間調(diào)度，普及程度低，大部分從業(yè)人員對此不甚了解。在精益生產(chǎn)的使用者和專家顧問中，也有很多人認(rèn)為企業(yè)推廣精益生產(chǎn)后，生產(chǎn)作業(yè)計劃問題迎刃而解。他們有個很大疑惑即是否還需要APS？
在討論時，我的觀點非常明確，我本人希望每個制造企業(yè)去推廣精益生產(chǎn)，我相信精益可以帶來巨大價值。但是尺有所長、寸有所短，在計劃領(lǐng)域精益生產(chǎn)中的JIT理論和看板拉動方式并不能取代APS的巨大作用，相反兩者應(yīng)該是水乳交融、相得益彰。
一 、生產(chǎn)作業(yè)計劃的編制過程
在精益看板方式下，生產(chǎn)作業(yè)計劃是這樣編制的：
依據(jù)客戶要貨日期，末道工序C在開始生產(chǎn)，消耗的是工序原有物料c，此時（或積攢到一個看板批量時）向前道工序B傳遞看板，B工序接到看板開始生產(chǎn)c，消耗物料b，傳遞看板到前道工序A，A工序開始使用工件a生產(chǎn)物料b。由于事先對每個工序的生產(chǎn)周期都是嚴(yán)格設(shè)定的，看板的數(shù)量以及每張看板代表的數(shù)量也經(jīng)過嚴(yán)格計算，所以工序A生產(chǎn)給B工序補充物料b時，總能在B工序b物料耗盡之前補充到位，也不會過分提前，但是一旦B工序因為意外（質(zhì)量問題、設(shè)備故障、人員等）造成沒有及時向后道C補充物料c，則后道缺料停工，前道A因為沒有收到看板，也不再生產(chǎn)。這就是JIT。從信息傳遞的過程來講，完全是一條鏈?zhǔn)芥溄拥男畔⒘鳌?/p>
在APS中，生產(chǎn)作業(yè)計劃是這樣編制的
依據(jù)各個訂單的客戶需求日期，系統(tǒng)根據(jù)所有產(chǎn)品的制造BOM中規(guī)定的各工序的加工順序、工序連接邏輯、工序資源及生產(chǎn)周期等，以滿足約束條件為必要條件，以全局優(yōu)化為目標(biāo)，系統(tǒng)對巨大數(shù)量的排產(chǎn)組合方式通過各種優(yōu)化算法不斷迭代，找到最優(yōu)方案，行成排產(chǎn)計劃?？梢灾苯訉γ恳粋€工序清晰地發(fā)布計劃，即該工序什么時候開始、什么時候結(jié)束、做哪個工單的哪個產(chǎn)品、使用哪套工裝、由哪個員工來做？在執(zhí)行計劃的結(jié)果出來后，APS系統(tǒng)接受生產(chǎn)實績，并將實績作為后期計劃調(diào)整的一個依據(jù)重新運算，編制新一版的生產(chǎn)作業(yè)計劃。總體來說，APS的信息流是雙向的放射狀的信息流，軟件系統(tǒng)作為一個中央控制中心向各工序發(fā)布計劃命令，各工序不斷向系統(tǒng)匯報各類生產(chǎn)實績、資源狀態(tài)變化等，雙方互動循環(huán)往復(fù)。
二、編制生產(chǎn)作業(yè)計劃的基礎(chǔ)與生產(chǎn)順序
看板拉動方式編制生產(chǎn)作業(yè)計劃的基礎(chǔ)工作是看板方案：
1，看板拉動排產(chǎn)基礎(chǔ)是客戶需求節(jié)拍時間TT、工序節(jié)拍時間CT、加工批量、補貨周期、物料存儲容器大小等設(shè)置看板。
2，精益生產(chǎn)為了及時響應(yīng)客戶需求，確保產(chǎn)品一定時間段內(nèi)加工活動的可重復(fù)性，在滿足訂單交付情況下盡量推行均衡生產(chǎn)，即每天（周期）的一個固定時間內(nèi)產(chǎn)品的加工順序和加工量相對固定，剩余一部分時間來生產(chǎn)有變化的訂單。（例如規(guī)定生產(chǎn)X產(chǎn)品10個再生產(chǎn)Y產(chǎn)品8個再生產(chǎn)Z產(chǎn)品15個，回頭再一次循環(huán)生產(chǎn)X10個Y8個Z15個）
3，多個訂單的順序，按照交期先后確定末道工序生產(chǎn)順序，其他工序以看板到達時間先后為順序。
而APS系統(tǒng)編制生產(chǎn)作業(yè)計劃的基礎(chǔ)工作是：
1， APS排產(chǎn)的基礎(chǔ)是制造BOM和資源可利用情況，制造BOM表明了所有生產(chǎn)工序以及工序之間的關(guān)系，每個工序使用什么設(shè)備（工裝）、加工周期、換模時間、工序之間流轉(zhuǎn)時間等。
2， 多個品種生產(chǎn)時，靈活的混合生產(chǎn)方案，X、Y、Z生產(chǎn)批量可以靈活地依據(jù)需求和資源利用情況設(shè)置混合的順序和批量，（例如這次生產(chǎn)X產(chǎn)品10個再生產(chǎn)Y產(chǎn)品8個再生產(chǎn)Z產(chǎn)品15個，回頭再一次生產(chǎn)時可能X20個Z10個Y15個）
多個訂單的順序，由各種預(yù)設(shè)評估條件確定先后順序。預(yù)設(shè)評估條件包括滿足客戶交期（不一定交期在前的先生產(chǎn)，只要滿足交付就好）、是否與其他合并生產(chǎn)（合并生產(chǎn)追求規(guī)模效應(yīng)）、設(shè)備利用率的考量、生產(chǎn)成本的考量、總產(chǎn)出量的考量等等。
三、排產(chǎn)的方向
精益看板的計劃方式完全是逆向排產(chǎn)，即后道拉動前道
APS排產(chǎn)有兩種分派方式進行靈活組合。正向分派是盡量從最早可以分派的時間從第一個工序開始分派，逆向分派是從最后工序中離交貨期盡可能近的日期開始（JIT）向前分派。
1，針對每個訂單（工單）可以靈活選擇正向排產(chǎn)或者逆向排產(chǎn)；APS將訂單分成3大類（急單、正常交付訂單、填空訂單）。急單要求盡早生產(chǎn)，所以正向排產(chǎn)、優(yōu)先排產(chǎn)，只要頭道工序有能力立即開始生產(chǎn)，也就是盡最大努力盡快生產(chǎn)出來。正常交付訂單，則追求JIT，逆向排產(chǎn)；填空訂單追求產(chǎn)能利用率，有空余的能力就生產(chǎn)，能力不足時就不生產(chǎn)。這樣的邏輯設(shè)置非常靈活，既可以達到精益的目標(biāo)（把所有訂單設(shè)為正常交付訂單就完全一致了），也可以犧牲部分庫存周轉(zhuǎn)而提前生產(chǎn)。對那些MTO和MTS混合性的企業(yè)，對那些客戶需求波動大需要削峰填谷的企業(yè)，其靈活性和適用性是不言而喻的。
2，對某個訂單（工單）的部分工序正向排產(chǎn)、部分工序逆向排產(chǎn)相結(jié)合，例如下圖所示，可以上部分正向排產(chǎn)，得出裝配工序生產(chǎn)作業(yè)計劃，依據(jù)該裝配計劃工序5逆向排產(chǎn)下部分工序，確保下部分半成品產(chǎn)出及時又不堆積庫存）。
將一個訂單完整的工序分段設(shè)置排產(chǎn)方向，進一步提升了排產(chǎn)計劃的靈活性，也就是將上面所述的優(yōu)點延展到了半成品和工序中間品層面。
四、兩者適用的業(yè)務(wù)場景
1， 產(chǎn)品族混合生產(chǎn)：精益生產(chǎn)某條生產(chǎn)線，其混合生產(chǎn)的前提是混合類產(chǎn)品基本工序相似（工序基本一致，不同產(chǎn)品在各工序的周轉(zhuǎn)時間的比例相似），稱之為同一產(chǎn)品族，但是面對各工序生產(chǎn)工序差異大時就無法有效計劃。舉個例子，就是轎車生產(chǎn)線可以和SUV混合生產(chǎn)，但是和卡車就不行。APS不受此限制。所以精益生產(chǎn)鼓勵更多的小型的本生產(chǎn)線專用的設(shè)備，而不贊成大型的多線共用的設(shè)備。但是確實很多產(chǎn)業(yè)只能選擇大型昂貴設(shè)備而不得不多產(chǎn)品族共用。
2， 產(chǎn)品的重復(fù)生產(chǎn)：看板拉動，基本前提每個產(chǎn)品或工序半成品是較頻繁的重復(fù)生產(chǎn)，如果重復(fù)頻率很低，后道工序看板拉動的前道工序產(chǎn)出品就很容易積壓甚至呆滯。APS可以完全按需生產(chǎn)，不受是否重復(fù)生產(chǎn)的限制。
3， 需求波動：當(dāng)需求的波動很大時，看板拉動就無法及時應(yīng)對，需要提前從需求側(cè)給出預(yù)測，增加臨時看板或減少看板。APS就不受此限制，根據(jù)訂單和資源的最優(yōu)化組合盡可能的滿足交付，可以提前識別出瓶頸資源供生產(chǎn)環(huán)節(jié)制定資源提升方案。
4. 緊急插單：緊急插單發(fā)生時，APS可以很好地調(diào)整各工序作業(yè)計劃甚至串行改為并行，其他訂單也會根據(jù)交期重新選擇最優(yōu)加工計劃和工藝路線。看板拉動的計劃方式也可以快速滿足訂單交付，但是其他訂單的順序無法通過看板系統(tǒng)來進行優(yōu)化，需要額外排列最末端工序的交付計劃。有些行業(yè)或企業(yè)緊急插單比例高、次數(shù)多，采用看板進行生產(chǎn)作業(yè)計劃就比較難達到最優(yōu)的解決方案。
五、對業(yè)務(wù)的支撐
1， 在進行ATP與CTP時，兩者能力不一?？窗逵媱澫到y(tǒng)可以清晰地告訴客戶標(biāo)準(zhǔn)交付周期以及一段周期內(nèi)的可提供數(shù)量，但是連續(xù)回答“是否滿足緊急訂單A？如不滿足，最快什么時候？對其他訂單影響怎樣？、可否不影響B(tài)、C、D可以影響E、F、G”時，如果相互影響的訂單越多，看板就越力有不逮，而APS能通過快速模擬計算，幾分鐘內(nèi)能夠回答。
2， 對復(fù)雜的跨生產(chǎn)線共用資源的合理化分配，精益生產(chǎn)系統(tǒng)是不鼓勵的，因為跨線調(diào)度、生產(chǎn)數(shù)量忽上忽下很難利用看板合理調(diào)度。而APS的特有的邏輯不受此影響。例如A產(chǎn)品某工序可以利用設(shè)備E1、E2生產(chǎn)，B產(chǎn)品可以利用設(shè)備E2、E3生產(chǎn)，C產(chǎn)品可以利用設(shè)備E3、E4生產(chǎn)，各種設(shè)備分別有2臺、3臺、2臺、3臺；我們希望各工序?qū)υO(shè)備選用盡量使得各得其所。APS通過what-if的邏輯很快可以分配設(shè)備，而精益生產(chǎn)本身不希望是這樣的資源狀態(tài)，一旦是這樣的設(shè)備狀態(tài)則很難物盡其用了。
3， 候補資源如何利用？很多企業(yè)部分工序生產(chǎn)設(shè)備可能有優(yōu)先和輔助之分，例如一臺高速設(shè)備高運作成本設(shè)備A和一臺低速度低成本設(shè)備B可以進行同樣的加工，真實的業(yè)務(wù)場景是我的生產(chǎn)任務(wù)不急我就選B，急了我就選A。APS完全實現(xiàn)這種管理意圖，而看板計劃系統(tǒng)就不太適應(yīng)這些要求了。
在制定中長期運營計劃時我們追求供需平衡，其基本理念就是較短期的計劃周期內(nèi)是可供應(yīng)能力約束需求，較遠的周期內(nèi)是調(diào)整資源配置使可供應(yīng)能力滿足需求。
理念很正確，實施很困難。例如在S&OP流程中，最大的難點是銷售預(yù)測準(zhǔn)確率以及準(zhǔn)確的供應(yīng)能力評估。本文不說預(yù)測之難，先說供應(yīng)能力評估之難，難就難在各種不確定性相互組合產(chǎn)生太多的可能性.例如其一是物料、設(shè)備模具、技能工、周轉(zhuǎn)場地有共用有專用、如何分配；其二是每個產(chǎn)品族需求數(shù)量存在不確定性，可能是Q1可能是Q2；其三是每個產(chǎn)品族內(nèi)產(chǎn)品型號比例可能不符合預(yù)期比例（導(dǎo)致生產(chǎn)作業(yè)計劃產(chǎn)品族計劃BOM失靈）；其四是銷售預(yù)測有前提條件且各有說法，例如銷售說如果在某日之前可以交貨，則可以獲取訂單數(shù)量Q3，延遲到某日只可獲取Q4之類甚至沒有。如果有10個產(chǎn)品族100個產(chǎn)品型號，每個產(chǎn)品約有100種物料，各種可能情況一組合，假設(shè)之多讓供應(yīng)能力評估基本失去方向了。當(dāng)我們有了APS以后，我們就可以很快地利用APS模擬各種可能性較大的業(yè)務(wù)場景，得出資源需求，反過來又模擬調(diào)整資源進行ATP/CTP的答復(fù)，來回計算模擬，可以很好的支持業(yè)務(wù)的資源決策和訂單獲取。在決策之后，又可以很快地編制中長期計劃。一旦調(diào)整預(yù)測，APS就充分發(fā)揮計算能力優(yōu)勢，很快進行了調(diào)整。而看板計劃系統(tǒng)的調(diào)整過程就沒有這么快捷靈活了。
六、融合與組合
上面講了APS與看板有很大區(qū)別，但是這絕不是說兩者相互排斥，恰恰相反，兩者正是因此可以相互促進融合組合使用的。
1，數(shù)據(jù)互用：例如APS的實績記錄，完全可以提供給精益人員適用于稼動率、生產(chǎn)節(jié)拍計算等。而看板系統(tǒng)背后的節(jié)拍等工藝數(shù)據(jù)完全可用于APS的制造BOM。
2，計劃方式組合之一，整體APS局部看板：一個工廠中即使因為不能完全使用看板，選擇部分工序和物料之間使用看板，可以彌補APS在物料補充信號的弱點；部分工序之間采用看板而在APS中只作為一個整體工序考慮，可以大幅度減少計算量提升APS運算效率。
3，計劃方式組合之二，整體看板局部APS：對產(chǎn)成品、部分工序使用看板計劃方式，而某些工序、某個車間采用APS。例如一個工廠內(nèi)對機加工、熱處理等公用設(shè)備多、班車式生產(chǎn)方式的車間采用APS，而產(chǎn)成品裝配采用看板。這樣的組合，也可以取長補短，達到最合適狀態(tài)。
總結(jié)
看板計劃體系來說，就是整個生產(chǎn)線對某種產(chǎn)品形成同樣的節(jié)拍，全線步調(diào)一致（避免了步調(diào)不一致帶來的過量庫存、缺料等），按照預(yù)想需求固化了戰(zhàn)術(shù)隊形，全體戰(zhàn)斗單位有條不紊的按照預(yù)定戰(zhàn)術(shù)進行協(xié)同。當(dāng)需求變化時，由末道工序感知并傳令后道，依次傳達?？窗逵媱濗w系需要一個相對穩(wěn)定（客戶需求相對可預(yù)見性高、重復(fù)生產(chǎn)、產(chǎn)品族內(nèi)產(chǎn)品比例相對穩(wěn)定、各種生產(chǎn)、物料供應(yīng)穩(wěn)定），所以對整個供應(yīng)鏈環(huán)境有較高要求。
APS計劃系統(tǒng)好比強大的參謀部，參謀部對各種情況都能快速找出方案并評估優(yōu)劣勢，一旦司令部決策，瞬時下達至各戰(zhàn)斗單元，戰(zhàn)斗過程中又隨時掌控信息，調(diào)整作戰(zhàn)計劃；贏得戰(zhàn)役是因為隨時的統(tǒng)籌有方。
兩種計劃方式各有所長，我們一定要依據(jù)業(yè)務(wù)特點，進行正確的選擇和組合，讓準(zhǔn)確的生產(chǎn)計劃不再是業(yè)務(wù)提升的阻礙。
