（工商管理专业论文）高级计划排程（APS）理论及其在X公司的应用.pdf

摘要 随着全球商业环境的飞速变化与激烈的市场竞争，企业上下游客户的需求也日趋 复杂。为了增强供应链效率并保持自身的竞争力，x 公司引入了高级计划排程 ( a p s ) 技术。 在复杂的动态供应链环境中，e r p 优化技术中的缺陷不能满足现代供应链管理的 需求。高级计划排程的优化技术打破了许多e r p 的局限，从而实现供应链的优化 以满足和适应新经济环境下的需求与竞争。 本论文在x 公司案例的基础上，详述了高级计划排程技术的理论和其功能。第一 章重点介绍e r p 的一些局限性和x 公司在应用a p s 之前所面临的问题。第二章介 绍了a p s 的一些基础理论和方法，主要讲述了模拟理论。后面几章结合大量实例 详细地介绍了x 公司基于a p s 技术的集成系统的结构、运行逻辑及算法。最后总 结了a p s 技术给x 公司带来的绩效。 关键字t 高级计划捧程，限制，供应链管理，平衡，计划，捧程 a b s t r a c t a l o n gw i t h t h ef a s tc h a n g eo fg l o b a lb u s i n e s se n v i r o n m e n ta n di n t e n s em a r k e t c o m p e t i t i o n ，t h ed e m a n d so fc u s t o m e r sf r o mu pa n dd o w ns t r e a mb e c o m em o r e c o m p l e x i no r d e rt oe n h a n c es u p p l yc h a i ne f f i c i e n c ya n dk e 印i t sc o m p e t i t i v e n e s si n t h eg l o b a lm a r k e t ，c o m p a n yxi n t r o d u c e sa p s ( a d v a n c e dp l a n n i n ga n ds c h e d u l i n g ) i nt h ec o m p l e xa n dd y n a m i cs u p p l yc h a i ne n v i r o n m e n t 。t h ee x i s t e n tf l a w so f t h ee r p ( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ) o p t i m i z a t i o nt e c h n i q u ec o u l dn o ta n yl o n g e rs a t i s f y t h ei n c r e a s i n gd e m a n do ft h em o d e ms u p p l yc h a i nm a n a g e m e m t h ee m e r g i n go f a d v a n c e dp l a n n i n gs y s t e mo p t i m i z a t i o nt e c h n i q u eh a sb r o k e nt h r o u g ht h ee r pl i m i t s i nm a n yr e s p e c t s ，b e i n ga b l et or e a l i z et h es u p p l yc h a i no p t i m i z a t i o nn e e da n d c o n s e q u e n t l ym e e tt h ed e m a n df o rn e we c o n o m i ce n v i r o n m e n ta n dt h em a r k e t c o m p e t i t i o n t h i st h e s i se l a b o r a t e st h et h e o r ya n df u n c t i o n so f a p ss y s t e mb a s e do nc o m p a n yx s p r a c t i c e s t h ef i r s tc h a p t e rf o c u s e so nt h el i m i t so fe r p a n dt h ep r o b l e m sc o m p a n yx f a c e db e f o r ea d o p t i n ga p s i nt h es e c o n dc h a p t e rt h eb a s i cm e t h o d o l o g ya n dt h e o r i e s o fa p si sd i s c u s s e d ，b ym a i n l ye x p l a i n i n gt h es i m u l a t i o nm e t h o d t h ep a p e rt h e n i n t r o d u c e si nd e t a i l st h ec a s eo fc o m p a n yxb a s e do na p st e c h n o l o g y , i n c l u d i n ga l l m o d e l s ，l o g i c s ，a n dt h ew o r k i n gp r o c e s s e sw i t hs u p p o r t i v ee x a m p l e s t h el a s tp a r to f t h ep a p e rc o n c l u d e st h eb e n e f r t so f u s i n ga p sw i t hc o m p a n yx sp r a c t i c a lo u t c o m e k e y w o r d s ：a p s ，c o n s t m i n s ，s c m ，b a l a n c i n g ，p l a n n i n g ，s c h e d u l i n g 论文独创性声明 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除 了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过 的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中做了明确的 声明并表示了谢意。 作者签名：日期： 论文使用授权声明 本人完全了解复旦大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分 内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵 守此规定、 作者签名；导师签名：日期： t h et h e o r yo fa p sa n dr r sa p p l i c a t i o n i n1 _ h eo p e r a 丁j o no fc o 仔a n yx ii n t r o d u c t i o n 1 1t h es h o r t a g eo f e r p i nt h em i d9 0 s ，e r pe n h a n c e di t sb u s i n e s si n t e r a c t i o nc a p a b i l i t yw i t hi t sc l i e n t sa n d s u p p l i e r sa sw e l l a si t si n t e m e tc a p a b i l i t y h o w e v e r ，i ts t i l ll a c k so ft h ei d e aa n d c a p a b i l i t yt oc o o r d i n a t ew i t hr e s o u r c e sa m o n gm u l t i - e n t e r p r i s e si nt e r m so fp l a n n i n g a n df u n c t i o n t e c h n o l o g y , t h e r e f o r e i t o n l yr e m a i n s a st h e e n t e r p r i s e s i n t e r n a l p r o c e s s i n gs y s t e m t h ew e a k n e s so fe r pp l a n n i n gm o d e li so b v i o u s ：i ts t i l la d o p t s m r p1 1f o rp l a n n i n gm a n a g e m e n t ，t h ed e m a n d ，s u p p l ya n ds u p p l e m e n to fm a t e r i a li s s t i l le n c o d e dw 让m r pa n dm p s w h i c ha s s u m e st h a tt h ef o r w a r dp e r i o di sak n o w n c o n s t a n t ，t h es y s t e mr e q u i r e sf i x e dp r o c e d u r e ，t h ep r i o r i t yi ss e ts o l e l ya c c o r d i n gt o t h ed e l i v e r yp e r i o d ，t h e r ei sn or e s o u r c ec o n s t r a i n t s m o r e o v e r ，t h er e p e t i t i o no ft h e p l a n n i n g i s q u i t et i m e c o n s u m i n ga n d t h em o d i f i c a t i o ni s v e r yc o m p l i c a t e d f u r t h e r m o r e ，i t sw e a kd e c i s i o n - m a k i n gs u p p o r t i n ga b i l i t yc a n n o ts a t i s f yt h ee x e c u t i v e l e v e lm a n a g e m e n t t h e r e f o r e ，f o r i n d u s t r y l e a d e r sa n di n t e r n a t i o n a l i z e d m a n u f a c t u r e r s ，t or e p l a c em r p a n de x p a n de r pi si m p e r a t i v e 1 2t h ep r o b l e m so f c o m p a n yx a saw o r l df a m o u sc h i pm a n u f a c t u r e r ，c o m p a n yxi sf a c i n gt h es a m ep r o b l e m s ：i t s w o r l d w i d ep r e s e n c er e q u i r e sf o rc o o r d i n a t i o na n di n t e g r a t i o na m o n gi t sp l a n t s ；t h e r e s o u r c e sa n dp r o d u c t i o nc a p a b i l i t ya r ec o n s t r a i n e d ；i tn e e d st oq u i c k l yr e s p o n dt ot h e d e m a n dc h a n g e sa n dc o n s t a n t l ya d j u s tt ot h em a r k e tc o m p e t i t i o n ；i t sp r o d u c t i o n p l a n n i n gs y s t e mi sr e q u e s t e dt op l a np r o l o n g e dp e r i o d o b v i o u s l y ，t h ee x i s t i n ge r p s y s t e mc a n n o ts a t i s 母a l lt h e s ed e m a n d s ，a n das y s t e mu p g r a d i n gw i t hm o r ea d v a n c e d t e c h n o l o g yi si n e v i t a b l e t 旺t h e o r yo fa p sa n dr r sa p p l i c a t i o n 矾1 h eo p e r a n o no fc o m p a n yx 1 3t h ei n t r o d u c t i o no f a p s t h ed e v e l o p m e n to f a p si sb a s e do nl i n e rp r o g r a m m i n g ，c o m p u t e rs c i e n c e ，a i ，d d s ， l o g i s t i cm a n a g e m e n t ，m a n a g e m e n ts c i e n c e ，a n dc o n s t r a i n tt h e o r y d u r i n gp l a n n i n g a n ds c h e d u l i n g ，i tu s e sa d v a n c e di n t e l l e c t u a lc a l c u l a t i o nr u l e sa n dl u f f st h e c a l c u l a t i o n si nr a m ，w h i c ht r e m e n d o u s l yi n c r e a s et h ec a l c u l a t i o ns p e e d b e i n ga l l o p t i m i z i n gt e c h n o l o g yt a k i n gi n t oc o n s i d e r a t i o no f c o n s t r a i n t so f r e s o u r c e ，i tc o u l db e u s e dt os c h e d u l en o to n l ys h o r tt e r mt a s k si nas i n g l ec o m p a n y ，b u ta l s of o rl o n gt e r m f o r e c a s ta n dc o o r d i n a t i o na m o n gp l a n t s a p si sa ne f f e c t i v et o o lf o ri m p r o v i n ga n d o p t i m i z i n gs u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t i no r d e rt os o l v et h ep r o b l e m s ，c o m p a n yxi n t r o d u c e da p s i nt h ef o l l o w i n gc h a p t e r s ， t h et h e o r yb a c k g r o u n do fa p sw i l lb ed i s c u s s e d ，f o l l o w e db yd e t a i l e de x p l a n a t i o no f t h ep r a c t i c a lc a s es t u d yo f c o m p a n yx sa p ss y s t e m , c o v e r i n gi t sm o d u l es t r u c t u r e s ， o p e r a t i o nl o g i c sa n da r i t h m e t i cw i t hs u p p o r t i v ee x a m p l e s t h et h e o r yo fa p sa r r sa p p l i c 明o n i nt h eo p e r a t i o no fc o m p a n yx 1 im e t h o d o l o g ya n dt h e o r i e s s o m em a j o rt h e o r i e sa n dm e t h o d o l o g yu s e di na p sw i l lb ei n t r o d u c e di nt h i sc h a p t e r , f o l l o w e db yt h ed i s c u s s i o no f o n em a i nm e t h o dn o r m a l l yu s ei na p s ：s i m u l a t i o n 2 1m a i nm e t h o d o l o g ya n dt h e o r i e s t h ea p p l i c a t i o no fr e s t r a i nt h e o r y ：o n eo ft h em a i nd i f f e r e n c e sb e t w e e na p sa n d e r pi st h a te r pi sb a s e do nu n l i m i t e dc a p a c i t yw h i l ea p si su n d e rt h er e s t r a i n so f r e s o u r c e s a tt h ee n do f t h es e v e n t i e so f t h e2 0 t hc e n t u r y , i s r a e l ip h y s i c i s te l ig o l d r a t t p r o p o s e do p t i m i z i n gp r o d u c t i o nt e c h n o l o g yo p t ( o p t i m i z e d p r o d u c t i o nt e c h n o l o g y ) i nt h ee i g h t i e s ，h ed e v e l o p e di n t or e s t r a i n e dt h e o r yo nt h i sb a s i s h et h i n k s ，t h e r em u s t b ee x i s t e n c eo fr e s t r a i n i n gi nt h ep r o d u c t i o np r o c e s s e so fe n t e r p r i s e s ，n a m e l yt h e s o c a l l e d ”b o r l e n e c k ”f o ri n s t a n c e ，s h o r t a g eo ft h ei a wm a t e r i a l s ，f u n ds c ；a r c e ， u n d e r m a n n e d ，e r e ，a n db o a l e n e c kr e s o u r c e sh a v ed e t e r m i n e dt h ew h o l ee n t e r p r i s e a n ds u p p l i e dt h eo u t p u to re f f i c i e n c yo ft h ec h a i n t h ea p p l i c a t i o no fr e s t r a i nt h e o r y s t a r tf i o mt h er e s t r a i n e dr e s o u r c e ，t a k eas e r i e so fm e t h o da n dm e a n sc o m eb a l a n c e a n dr e l a xt h er e s t r a i n to f r e s o u r c e st ou s e ，t oo p t i m i z et h ew h o l es u p p l yc h a i ns y s t e m , m a k et h ep l a nm o r ea c c u r a t ea n dp r e s s i n gc l o s et ot h ea c t u a lc o n d i t i o n s c o m m o nm a t h e m a t i cp l a nm e t h o d o l o g yi na p s ：l i n e a rp r o g r a m m i n g ，0 - 1p l a n ，t h e i n t e g e rp l a n n e d ，m i xi n t e g e rp l a n ，n o n l i n e a rp r o g r a m m i n g ，e r e t h e l i n e a r p r o g r a m m i n gc o m e st od e a lw i t ht h em a n p o w e r ，f i n a n c i a lr e s o u r c e sa n dm a t e r i a l r e s o u r c e si nm a n a g e m e n ta n da d m i n i s t r a t i o nt od i s t r i b u t et h ep r o b l e md a y l i l y ；0 - 1 p l a nn o r m a l l yu s e dt ot h es e l e c t i o no ft h eo u t l e tf o ri n v e s t m e n t ，d e s i g np l a no f r e p e l l i n ge a c ho t h e r , e t c ；i n t e g e r p l a na n dm i xi n t e g e rp l a na r et o b eu s e df o r d e s c r i b i n ga n da s k i n gs o l v i n gt h ed e s i g na n do p t i m i z a t i o nw h i c hs u p p l yt h en e t w o r k s t r u c t u r eo ft h ec h a i n ；w h i l et h en o n l i n e a rp r o g r a m m i n gi st os o l v es o m ed y n a m i c p r o b l e m s i nr e c e n ty e a r s ，h e r e d i t a r ya l g o r i t h m , t a b o os e a r c hr u l e ，c o n s t r a i n tp l a na n d m o r ea d v a n c e da l g o r i t h m sa r ea p p l i e di nt h el a t e s ta p ss o f t w a r e ，w h i c hh a v eh i g h e f f i c i e n c yi ns o l v i n gp r o b l e m s 3 - t h e l l o r y o f a p s a n d r r s a p p l i c a t i o n _ _ _ - 。_ _ 。_ 。- 。_ 。- 。- 。_ _ _ _ _ _ - - 。_ - 。1 o 。1 。”1 一o m p a n y xq 1 1 e o p e r 棚o no f c 2 2s 垤u l a l l o n 2 2 1i n t r o d u c t i o no f s i m u l a t i o n t h et a s k so fp l a n n i n ga n ds c h e d u l i n gi nm a n u f a c t u r i n gh a v ee v o l v e d 台o ms i m p l i s t i c m a t e r i a lr e q u i r e m e n t sp l a n n i n gs y s t e m st ot o d a y ss o p h i s t i c a t e da d v a n c e dp l a n n i n g a n ds c h e d u l i n gs y s t e m s w h i l ep l a n n i n gi s c o n c e r n e dw i t ht h e l o n g 。r a n g e d e t e r m i n a t i o no f w h a tn e e d st ob em a n u f a c t u r e d ，t y p i c a l l yo v e rar e l a t i v e l yl o n gt i m e p e r i o d ，s c h e d u l i n g i st h et a s ko fd e c i d i n gh o wt h a tm a n u f a c t u r i n gi st o b e a c c o m p l i s h e d ，t y p i c a l l yo v e rar e l a t i v e l ys h o r tt i m ep e r i o d s i m u l a t i o ni sw e l ls u i t e d t ot h es c h e d u l i n gt a s ks i n c ei tc a nh a n d l ea sm u c hd e t a i la si sn e c e s s a r yt oc a p t u r et h e s u b t l e t i e so ft h em a n u f a c t u r i n gp r o c e s s i ti sd e s i r a b l e f u ras i m u l a t i o n b a s e d s c h e d u l i n gf u n c t i o nt ob ei n t e g r a t e dw i t ha ne n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n gs y s t e m , w h i c hm a i n t a i n st h es y s t e md a t as u i t a b l ef u rd r i v i n gas i m u l a t i o no ft h ec u r r e n t s y s t e ml o a da n dt h e r e b yp r o d u c i n ga f e a s i b l es c h e d u l e a na p ss y s t e mu s e sv a r i a n t so ft h ep l a n n i n ga n ds c h e d u l i n ga p p r o a c h e sd e s c r i b e d a b o v ei na ni n t e g r a t e dw a y ap l a n n e rm o d u l ew h i c hp a y ss o m ea t t e n t i o nt oc a p a c i t y c o n s t r a i n t sp r o d u c e sas c h e d u l a b l ep l a n t h i sp l a nt h e nf e e d sas c h e d u l e rm o d u l e ， w h i c hp r o d u c e sad e t a i l e dl i s to fo p e r a t i o n ss h o w i n gh o wc a p a c i t yw i l lb eu s e da n d r e t u r n st h i si n f o r m a t i o nt ot h ep l a n n i n gf u n c t i o nf u ru s ei nt h en e x tp l a n n i n gp e r i o d t h ed a t ar e g a r d i n gc u r r e n ta n dp l a n n e do p e r a t i o n sc a na l s ob eu s e dt op r o v i d e r e a l i s t i ce s t i m a t e so f t b ea b i l i t yt om e e tan e wc u s t o m e ro r d e rr e q u e s t t h i si n t e g r a t i o n o fp l a n n i n g ，s c h e d u l i n g ，a n do r d e rp r o m i s i n gi sd e s c r i b e di n t h i ss e c t i o n t h ea p s s y s t e mu s e d a sa ne x a m p l eh e r ei sf r o n t s t e pa p s ，w h i c hi si n t e g r a t e d w i t h f r o n t s t e p ss y t e l i n ea n dg e a c ss y s t e r a 2 1e r ps y s t e m s ( f r o n t s t e p ，i n c 2 0 0 1 ) i t s f u n c t i o ni st oc o o r d i n a t em a t e r i a la n dc a p a c i t yp l a n n i n gi no r d e rt of u l f i l lt h ed e m a n d s b e i n gp l a c e do nt h em a n u f a c t u r i n gs y s t e m i td o e st h i su s i n gt h r e ek e yp r o c e s s e s ： a d v a n e e d p l a n n i n g ，a d v a n c e ds c h e d u l i n g ，a n d o r d e rp r o m i s i n g t 脏t h e o r y o f a p s a n d r r s a p p l i c a t i o n i nt h eo p e r a n o n0 fc o m p a n yx 2 2 2a d v a n c e dp l a n n i n g t h er o l eo fp l a n n i n gi na p si st od e t e r m i n ew h a td e m a n d so nt h ep r o d u c t i o ns y s t e m w i l lb em e to v g rag i v e np l a n n i n gh o r k o n t h ei n p u tt ot h ep l a n n i n gp r o c e s si n c l u d e s i n f o r m a t i o no nm a n u f a c t u r i n gc a p a c i t ya n dd e m a n dd a t a d e m a n d sm a yb eo fs e v e r a l t y p e s ：c u s t o n ro r d e r s ，f o r e c a s t s ，t r a n s f e ro r d e r s ( i e o r d e r sf r o mo t h e rp l a n t s ) ， r e l e a s e dj o b s ，o rr e p l e n i s h m e n t so fs a f e t ys t o c k m a n u f a c t u r i n gs y s t e md a t ai n c l u d e s b i l l so fm a t e r i a l ，w o r k c e n t e ra v a i l a b i l i t y ，p a r tr o u t i n g st h r o u g hw o r k c e n t e r s ，a n d i n v e n t o r yf b o t ho n - 1 1 a n da n ds c h e d u l e df o rd e l i v e r y ) t h eo u t p u tf r o mt h ep l a n n i n g p r o c e s si s af e a s i b l ep l a n , w h i c hp r o v i d e sr e l e a s ea n dc o m p l e t i o nt i m e sf o re v e r y d e m a n d 。l i k em r pb e f o r ei t ，a p st a k e si n t oa c c o u n tt h ea v a i l a b i l i t yo fm a t e r i a l s u n l i k em r p ，i ta l s ot a k e si n t oa c c o u n tt h ec a p a c i t yo fw o r k c e n t e r st op r o c e s st h e m a t e r i a la n ds a t i s f yd e m a n d s t h i sp l a n n i n gp r o c e s si so r d e r - c e n t r i c ，f o c u s i n go nt h e d e m a n df o re n di t e m sa n dd e t e r m i n i n gh o wm u c hd e m a n dc a nb em e ti nag i v e nt i m e p e r i o d e x a c t l yh o w t h a td e m a n dw i l lb cm e t i nt e r m so f s p e c i f i ca s s i g n m e n t so f j o b s t ow o r k c e n t e r sa n dt h e i rs e q u e n c i n g ，i sl e f tt ot h es c h e d u l i n gf u n c t i o n i ti s i nf a c t o f t e nd e s i t a b l ef o rap l a nt ob es o m e w h a tt e n t 砒i v e ，s i n c ei tc o v e r sap l a n n i n gh o r i z o n s u b j e c tt od i s r u p t i o n s f o r e c a s t sm a yn o tb ea c c u r a t e d e l i v e r i e sm a yb ed e l a y e d e q u i p m e n tm a yf a i l u n e x p e c t e dr u s ho r d e r sm a y b er e c e i v e d t h e r e f o r ep l a n n i n gi s n o te x p e c t e dt ob eh i g h l yd e t a i l e d i n d i v i d u a lm a c h i n e sm a y b ea g g r e g a t e di n t oa w o r k c e n t e rw i t hn od e t e r m i n a t i o no fw h i c hw i l lb eu s e db yas p e c i f i co r d e r s e t u p t i m e sm a yb ea v e r a g e ds i n c es e q u e n c i n ga tt h i st i m ei sp r e m a t u r e b u f f e rt i m e sm a y b ed e f m e d ，e s p e c i a l l yp r i o rt op r o c e s s i n go nb o a l e n e c km a c h i n e s ，t oa l l o wf o r p o s s i b l ed i s r u p t i o n s t h ee n dr e s u l ti sa s c h e d u l a b l e p l a n p l a n n i n gl o g i c e a c he n di t e mo r d e rt ob ep l a n n e dh a sap r o m i s ed m e e a c he n di t e mo r d e rt ob e p l a n n e dh a sap r o m i s ed a t e ，w h i c hw a sd e t e r m i n e dt h r o u g h a no r d e rp r o m i s ef u n c t i o n t h el o g i co f t h ep l a n n e ra l g o r i t h mo p e r a t e so ne a c ho r d e ri nt u r n ，a sf o l l o w s ： s t a r tb a c k w a r df r o mt h ep r o m i s ed a t ea n dr e s e r v et h ew o r k c e n t e rc a p a c i t ya n d - 5 - t h e t h e o r y o f a p s a n d 兀丐a p p l i c a r l 0 n ut h eo p e r 兀0 no fc o m 旷a n yx m a t e r i a lr e q u i r e df o re a c ho p e r a t i o n i ft h em a t e r i a lr e q u i r e di sam a n u f a c t u r e d c o m p o n e n t ，t h e ni tt o oi sp l a n n e db a c k w a r df r o mt h ep o i n ta tw h i c hi ti sr e q u i r e d i f a t t h ee n do f t h i sp a s st h es t a r td a t ei so no ra f t e rt h eb e g i n n i n go f t h ep l a n n i n gh o r m o n ， p r o c e e d t ot h en e x to r d e r i f t h eb a c k w a r dp a s sf a i l s ，m e a n i n gt h a tt h er e s u l t i n gs t a r td a t ew o u l db ei nt h ep a s t ， r c s c r v ec a p a c i t ya n dm a t e r i a lf o r w a r df r o mt h ep