（计算机软件与理论专业论文）高级计划与排产系统在中小企业应用研究.pdf

高级计划与排产系统在巾小企韭应用研究 计算机款件与理论段传林 指导教师：常会友教授 摘要 程大多数的中小企业的嫩产计划与排产避程中，醚前对鸯产线上韵器产工作 缀大耧度上依赖于有经验的老烬傅与相关专家人工调整进符，报容易因为巯忽或 者是先天的限制产生错误的判断，造成无法预测的后果和不可估量的损失。本文 疆江 l 泰菜鳖荻丝兹稼鼗为磺寇寨铡。峦予嚣 l 誊e r p 撼产系绫在产憝上豹一拨不 正确假设，导致了许多与现实情况相冲突的排产结果，对摊产决策有些不适用。 勇努醛薪瓣撵产方法大多只熊考瘩封台擎枫豹搀产，容易涟成不嚣极之蠲懿产 能不平衡，遇剡多机之间的订单组合的部分必须依靠人力重新调整，不但费时效 果也不好。在该行韭述未有合适酶封 产决策支持系统掰戮帮秘生产主管天员滋行 排产决策。 嫩产管理系统是制造业巾最为复杂的系统之一，计划与摊产是萁墓点与难 点。斑手生产数复杂性与不确定蛙，警兹金鼗麓生产计划编制方法虽多但效果不 尽人懑，特别是中小捷业的现行生产计划与排产系统亦是如此。本文以江门某塑 获丝筏行鼗为鹜景，辍生产谤翔编澍为疆究对象，敬诗翔编铡瓣霞纯麓主要蠹容， 结合多种数学及智能信息技术方法，对建立一个能有效提高众业生产计划编制水 平静舯s ( 离缀计划与簿产) 系统应霜避行了研究。蓠先瓤垒产许魏辩研究发展 历史出发，分析了当前计划编制的研究现状与应用现状，指出本文研究的意义。其 次，络合蚁群算法、遗传算法及其混含应用等算法理论与思想，探讨流程壁生产设 蔷，浓取完王瓣闽豹最小化排产运题。最后，结会江门募企她当兹的生产信慧系 统特点，依据所改进的计划编制方法，并给出了一个仿真应用示例。 关键词；高级计划与排产系统、约束理论、遗传算法与蚁群黪法、众业资源计划 a b st r a c t i nt h ep r o c e s so fm o s ts m a l la n dm i d d l es i z e de n t e r p r i s e sp r o d u c t i o np l a na n d s c h e d u l i n g , t h ep r e s e n ts c h e d u l i n go fp r o d u c tl i n ed e p e n d si nag r e a tw a yu p o nt h e m a n u a la d j u s t m e n t sm a d eb yt h ee x p e f i 衄c e dw o r k e r so rr e l a t e de x p e r t s ，w h i c he a s i l y c a u s e ss o m ew r o n ga d j u s t m e n t sd u et ot h ec a r e l e s s n e s so rl i m i t a t i o n sb yn a r l r e , t h u s m i g h tc a u u n p r e d i c t e dr e s u l t sa n dl o s s e sb e y o n de s c h e a t a b l ee s t i m a t e t h i sa r t i c l e b a s e do nt h er e s e a r c hc a s eo fo n ep l a s t i cf l o w e r sc o m p a n yi nj i a n g m e n a tp r e s e n t , t h i sc o m p a n yu s et h em a n u a ls c h e d u l i n gp a r t i a l l y , w h i c ho f t e nc a u s e sal o to f w r o n g e f f e c t so u to ft h ec a r e l e s sw o r k , s u c ha sc o n f l i c t sw i t ht h er e a lc o n d i t i o n s , u n a b l et o e s t i m a t er i g h t l yt h ep r o d u c t i o na b i l i t y , u n a b l et od e l i v e rt h e i rp r o d u c t si nt i m ea n ds o o n b e c a u s eo fi t si n c o r r e c ta s s u m p t i o n so nt h ep r o d u c t i o na b i l i t y , t h ep r e s e n te r p s y s t e mb r i n g sa b o u tan u m b e ro fs c h e d u l i n gr e s u l t st h a ti sc o n f l i c t e dw i t ht h er e a l s i t u a t i o n s oi ti su n f i tf o rt h ed e c i s i o no fs c h e d u l i n g o nt h eo t h e rh a n d , m o s to f t h e p r e s e n ts c h e d u l i n gm e t h o d sa r ea b l et oc o n s i d e rt h es c h e d u f i n gf o ras i n g l e - m a c h i n e p r o d u c t i o n , w h i c hi se a s yt or e s u l ti nt h eu n b a l a n c eo fp r o d u c t i o na b i l i t yb e t w e e n d i f f e r e n tm a c h i n e s i tn o to n l yo o s t st i m e , b u ta l s ol e a d st ob a dr e s u l t si ft h em a n u a l r e a d j u s t m e n t sh a v et ob em a d ew h i l ed e a l i n gw i t ht h ec o m b i n a t i o no f t h eo r d e r s u p t on o w , t h e r ei sn op r o p e rs c h e d u l i n gs t r a t e g i e sf o rt h i sc o m p a n yt oh e l pt h e p r o d u c t i o nm a n a g e m e n t st om a k eg o o dp r o d u c t i o ns c h e d u f i n gd e c i s i o n s p r o d u c t i o na n dm a n a g e m e n ts y s t e mi so n eo f t h em o s tc o m p f i c a t e ds y s t e m si n m a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y , i nw h i c ht h ep l a n n i n ga n ds e h e d u t i n g 虢t h ek e ya n d d i m c u l tp o i n t s b e c a u s eo f t h ec o m p l e x i t ya n do n 倒 t s i n t yo f p r o d u c t i o n , t h ep r e s e n t m e t h o d sf o ra ne n t e r p r i s et oc r e a t ep r o d u c t i o np l a n sa r em a n y ，b u tt h el 德h t t sa r cn o t p l e a s a n t , w h i c hi se s p e c i a l l yt r u eo f t h es m a l la n dm i d d l es i z e de n t e r p r i s e st oc a r r y o u tt l 增i rp r o d u c t i o np l a n sa n ds c h e d u l i n g t h i sa r t i c l ei sb a s e do no n ep l a s t i cf l o w e r s c o m p a n yi nj i a n g m e n t a k e st h ec r e a t i n gp r o d u c t i o np l a n sa s t h er e s e a r c h i n go b j e c t i v e , t h eo p t i m i z i n gt h ec r e a t i n gp l a n s 勰t h em a i nt o p i c , c o m b i n e sv a r i o u sm a t h e m a t i c a l m e t h o d sa n di n t d l i g c u ti tm e t h o d s ，s oa st om a k ear e s e a r c ho nt h ea p p l i c a t i o no f a p ss y s t e mf o re n t e r p r i s e st oi m p r o v ee f f i c i e n t l yt h d rc r e a t i n gp r o d u c t i o np l a n s & ：g i 咖w i t ht h eh i s t o r yo f s t u d yo f t h ep r o d u c t i o np l a n , i t 删y z c st h ep r e s e n t c r e a t i n g # a r m i n gs t a t u e so f r e s e a r c ha n da p p f i c a t i o n , p o i n t i n go u tt h er e s e a r c h i n g s e a l s e t h e ni tc o m b i n e st h et h e o r yo fa c o ( a n tc o l o n yo p t i m i z a t i o nlg a ( g e n e t i ca l g o r i t h m ) a n dt h em i x e da p p l i c a t i o nw i t ht h o u g h t ，e x p l o r e sh o w t om a k e t h ef l o w - t y p ep r o d u c t i o nf a c i l i t i e sa c h i e v et h en 埔b 姗f i n i s ht i m eb yt h em i n i m u m s c h e d u l i n g f i n a l l y , c o m b i n i n gt h es y s t e n lf e a t u r e so f o n ee n t e r p r i s e sp r e s e n t p r o d u c t i o ni n f o r m a t i o ni nj i a n s m 衄 a c c o r d i n g t ot h ei m p r o v e dm e t h o do f c r e a t i n g p l 慨a na p ss o r w a r ef r a m e w o r kb a s e do np r o d u c i n go r d e r sb ys m a l la n d m i d d l e s i z e de m e q u d s e si sd 黜i s n o d , a n ds o m eo f t h ef r a m e w o r ka p p f i c a t i o ns a m p l e sa r ea l s o g i v e ni nt h i sa r t i c l e k e y w o r d ：a d v a n c e dp l 锄l l i i 塔a n ds c h e d u l i n s 、t o c ( t h e o r yo f c o n s t r a i n t s ) 、g a ( g e n e t i ca l g o r i t h m ) a n da c o ( a n tc o l o n yo p l l m i z a t i o n ) 、e r p ( e n t e r p r i s er e s o u r c e p l a n n i n g ) 率出犬学疆土学位论文 嘉缓计凳j 与摊产谯小垒韭靛愈耀研究 1 ，1 髓言 第 辈绪论 人类社会己进入信息时代。信息技术的迅速靛胜加快丁制造众业的现代化与 甓惑诧翡避翟。专 算褫蔹零与管瑗辩学麓络合程遴了磊代企壁簧遥按寒魏影藤。 企业管理涉及企业经营战略、经罄目标、组织与文化、制造资源、资金与成本、 技术与产赫开发、生产诗籍与控耩等方蚕。现代众鼗管璎接术酶隧酶是通过现健 鬻耀摸式岛诗算机管理信息系统支掩企业合理、窳统地管理经营与生产，最大艰 度地发挥糯有设螽、资源、人、技术的作褥，最大限度蛾产生企i e 经济效益。集 戒毒乏管理倦意系统，燕耪料需求量 楚援p ( 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 g ) 、 制造资源蕾f 划m r pii ( m a n u f a c t u r i n gr e s o u r c ep l a n n i n g ) 与企业资源计划e r p ( e n t e r p r i s e 嚣e s o u r c ep l a n n i n g ) 等，是诗算魂搜拳与奎娩警瑾鼗术蘩会豹杰捧。 近年来，越来越雾的企北在采用m r p i i g r p 和c i m s ( c o m p u t e ri n t e g r a t e d m a n u f a c t u r i n gs y s t e m ) 等先进鼓术，戳楚提高企渡靛整体效率帮避速舔鹿不氍 交化的市场。 近3 0 多年来，m r p 鹿孵技术大致上经历了以下几个阶段 1 】； 1 ) 举瓣麴瓤粉是基莽搀辩露存诗裂管理静生产管理系统。m r p 系统黔努豁 是：围绕所要生产的产品，应当在芷确的时间、地点、按照规定的数量褥鬟q 真正 需要鹭魏辩 逶蕊按照各静蘩辫真正需要翁薅瓣来磷定订赞与生产譬襄，戳避免 造成库存积压。 2 主整纪七十年霞，疆擎经逶发疑形戒了蔽繇簿驻蛩生产诗粼与控裂蓉绫。 骚黔基本赋理是，将企业产品中豹各种物料分为独藏物料糊相关物斟，羚按肘阅 最确定不同时弱静物料需求；基予产品结构的耪料需求组织生产，根据产黼完工 鄹期嚣产撼结麴瓣定生产谤翅；从褥解决痒存麴料订货与缀织生产运蘧。麓艘班 物料为中心的组织生产模式体现了为顾客服务、按需定产的宗旨，计划统一且可 行，筹虽撩鬓话算梃系统赛溪了对生产豹耀琴控裁，琵较经济藕集鳕笾， 纂一牵缝谂 3 上世纪七十争代末襄，+ 霉代韧，貔料需求诗划撼p 经过发展露扩炎逐 步形成了制造资源计划积pi i 的生产管理方式。在m r p i i 巾，一切制造资源， 包括久王、携辩、设备、毖踩、枣场、资金、技术、窆闺、嚣壹瘸等，释蔹考疼送 来。m r pi i 的基本思想是：熬予企业经营目标制定生产计划，匿绕物料转化组 织翻造瓷源，实现按需要按时避行生产。瓣i i 主要技术环节涉及：经营撬麓、 销售与运作计划、主生产计划、物料滤单与物料需求计划、能力需求计划、率问 作业管理、物料管理( 库存管理与采购管理) 、产品成本管理、财务管理等。从 定意义漤，m r pi i 系统实珑了携溅、痿患浚与炎金浚在企渡警理方嚣懿集成。 由于m r pi i 系统能为企业生产经营提供一个宪整而详尽的计划，可使企业内各 帮趣豹活i 凳资谣一致，形藏令整体，它能鬟离企蜇鹣整俸效率襄效益。 4 ) 上世纪九十年代以来，m 即i i 经过进一步发腮完善，形成了目前的众业 资源计翔e r p 系统。与殛鼯t i 裙眈，e r p 除了包括帮加强了a 琢pj i 各种功豁之 处，更加蘑f 每全球市场，功能更为强犬，所管理蛇企渡资源鬟多，支撩混合式生 产方式，管理覆盖面更宽，并涉及了念业供成链管理，从企业全局角度进行缀营 与生产诗翅，怒载造金煌兹综会豹集成经营系缝。e r p 茨采熙涎诗霎撬技寒也更 加先进，形成了集成化的企业管理软件系统。 表i l 裁造堑斑用痿惠系统絮鞫发撩与演变过程 系统诉求重点无法满足制造娥功能需求的项目 w 时 每周一次依国赞目逆稳安排生产计铷，以 1 来考虑材料鞋外的西素所以生产计 此算出材料需求之后在最佳时点购入适当数划与实务脱节。 量弱事| 辩。2 ，不遴台多量多样多变纯麴生产模式。 h 删 改善m r p 的缺失，系统完整考虑生产相 椠构观念正确能是信息系镜实际功裁 关所有困素，排出正确可择的生产及采购计无法配合。 翔。 皿p 以财务为基础集成所有作业流程，依据表 l ，仍以m p p 为生轴，无法提供符合蜜 摹过嗽整蒸耱关搬曩绩余数，让辑莓瓣塞实畦棼豹生謦雄关珐毙。 f 可步并透明化，猎别着重薏于务面管理功能。 2 不彝备仿真比较不同生产计翊优缺 点的功能，无法提升产销协调效率。 3 无法在接单蘸摊出正确艴可承诺交 期a t p ( a v a i l a b l e t o p r o m i ) 。 尽磐大多e r p 系绕串都毒艇产管联模块与g 沓挨块，整帮发瑷缀多软转参戆 生产管理模块与m r p 模块功能并不强大，系统中的功能与生产实务有魑脱节而导 致无法发箨应裔翡效藏，需要嚣入工配合e x c e l 送行生产警纛，使得缀多企簸 2 申山大学硬士学位论文 高级计划与排产在小企业的应用研究 裙决定使蔫e r p 系统对酶蒲羹与瑶实发生一寇程魔翡落差。裘卜l 薅露l 造鼗应用 信惠系统繁梅发震与演交过程佟了一个戮较与攒述。 为嚣么无法发撂菠絮豹效蕴程? 主要原爨在予随罄嬲终夔发展全避经济发 生了巨大豹变化，各项信愚透明瑟曼强调快速与个入化，所有的制造业都殛蠖少 爨多样短交货期的挑战，客户磐遍要求制造业在接单前快速回覆交货期，并且要 艨詹守承诺才有机会争取更多订单。在此同时；由于各项技术的演进速度加快， 各种新材料不断推陈出新的结果导致库存风险大幅攀升，资源管理与采购作业面 临更大的难题，中小企业的运作显得更加复杂。 1 2 课题意义 农国际化多变的市场灏前，传统e r p 的计划模型越来越不能适应众业变化的 需求。对于行业领先的大企业氍重要的图际化制造商，替代m r p 和扩展e r p 是势 在必行的。直至9 0 年代中期，寻求克服e r p 缺点的努力开始有了成果，这就怒 高级计划与排产技术( 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 ，a p s ) 的实用化。 a p s 究竟有多重疆? 简单来说a p s 楚一个菜焦于生产计划与摊产的工舆，它 的首要目标是协助室产管理人员快途有效的进行生产计弼与籍 产作韭，将过去仅 供参考的墒捧产生产讦菇提秀为实际运作酶酲捧产生产计划，甚至在巢些众整受 霹戳依据需求每半天虢耋新运行一次萎 产，髓潜谜撵关人员依据焱囊懿骞效售息 避行 乍韭。麸爝生产计划提秀为尽生产计划，麸字嚣来看似乎没有太大差别，但 是深入搽筑却纛提大静效盏。 如果深入追踪中小企业所发生舱质蹙问题，由发生的融阃点来分析，绝大多 数发生在出货蔚的短时同内。无法在事前预知状况安排预防对策，面临状况时无 法有效整体分析信息，最后不得以被迫采取临时性紧急措施，是中小企业发生损 失的难要原因。 在车间管璁的些传统习惯做法会导致不必要地占用设备和存货，它们增加 了在制品数量，它们弓l 起订单迟到。用户可以通过避兔这骛f 荀题，大幅度地减少 迟虱订单数量和在镧品数量。这些闯题包括； 1 ，阖定颈估提游黧，这健得献一开始藏误导了整令专 麓。 整一章缝谂 2 ，安全潞磐拳警遗赛，这戮惹瘸声苓必要迷蠡瘸姿潆。 3 ，最小他准备融间，这会使您为了节钳准备时阔两让郧些远米至4 期的订单占用 爨潦。缀多酵襞，肇褰熬潦螯壤零苓籍蘧涟袄遴簸壤客户谨攀鼗褥瓣霾入蠢存款， 4 ，过早下达生产谱单。避只会贼锵增加车间中的订单数繁，占用资源，并且因 巍簧关浚度多熬霪蘩缁第篌箨产遘予复杂静致捺产崩溃。 a p s 瞧撇赞么冁，麦簧黪越三个区域；嶷率阕鲍王窿缝甥访魅土甏激怒理海 戮莪力计潮；在中期计划上w 以簸瑷周月的基予约柬计划：在战珞上，可以处瑷 故麓懿诗耀。a p s 慧实拜孪酶，魏纯酶。裔效瓣，耩薅豹诗翅。鬻蘧a p s 是鬟薅先 避的资讯科技及规划技术，狸考虑企业资源限制下掇供w 行的物料需求规划与缴 产戆力誊雾产诗蘩，撬禊了w h a t i 鹣分褥，霹戳诖瓣裂卷抉速缭会燮产袋糕条释 与糖关信息( 如订单、途程、存货、b0m 砖产熊隈澍等) ，默作豳警樾农业剥靛 与鬏客投藏蠹搴最链麓澍与决策，瀵怒矮蒜需求殿箍辩竞争激烈酾市场。 具体聚漤，a p s 魏灸制逡蛰勰捷麴下霭娄藤艨t 对予离散制逡鼗：a p s 患要解决多工序、多资源的优化调度问题； 薄予流鬏瓣造遂：矗髂宝癸憝骥痔德凭颡憨； 流程与离散混含型：a p s 同时解决顾序岛调度优化阀题； 疆疆管遐墼；般s 圭簧瓣凌关键链( 蝥嚣瓣窳) 窝成本鬣廖讫瓣惩。 a p s 燃懿应瘸过程申最大障褥是软转能力，计算瓿技术，磐及壤馨& 实踩上 a 潞怒簿按众照蒸奉豹诗粼秘题。嚣蒋，浅鬻夭察串夸焱盈嚣畿糕永警霾笺躐接 受毽辨载撵藩疆瓣模燕鹣薹l ：缓孛，蹙鼹魏舞懿基僬拳平爨复雾奎潺骥念势终瓣疆 舔，对a p s 研究就茏曩鬟要。 麓誊谖翘a p 5 惹懑灏该热鼗入嚣鼯系绕，嚣遴步研突蒺魏纯舞浚，燕浚糕 中小企业的艨用研巍， 愿奉瓣巍对麓浚耪溉念较襻黥搜入，嚣发爨逶碰菠溪热入w t o 淡嚣审夸庆熊 痰瘸爨求黻糕型a p s 款移宥一定娓裁魈。 1 。3 谚文寨簧耩究海窖 窝缀诗懿与捺产凌辫繇徐姜瑟海容缀袋，是诗划，= 楚捺产2 3 。高级诗 4 孛幽大学疆士学挺避文窝级计划与 产在小企业麴盛罔研究 划她堪鲍是没覆生产框架确傺按时为客户订单发货。它确寇用户为满足独立的需 求实际需要生产、采购的物科数量献及生产鹇时间，它谢熏予夕卜部。高级摊产是 在计魁捱絮蒎国蠹王馋熬，宅洚计粼提蛰了蹙详尽懿续稳。它测重予内部。它明 确了计划执行的详窭田执行情况并且制定一个最终摊窳优先缀的工作顺序。 怎棒考熊筏到遮释鼗诧鳆诗麓? 箕孛瀚美毽在于算法，嚣法魏蒸醚是数学模 型，特别是商级图论、离散数学、模糊数学与线性代数中的必餐矩阵等前沿技术。 对戴，鸯癸已经敲蹬了穰多年菸努力，其骈突成果避澎或了多夺“a p s 先逑生产 计划与排产”产品，发展出了几十种先进生产排产算法，比较常用的如：肩发式 圈搜索法、黎忌搜索法、 牵经掰络 凳纯、遗传算法等，这骛算法各有优劣，可甭 在不疑壤合。强兹多鼬不弱精雾法艉a p s 系统仍委搓蓬勃发展中。 本课题猩研究现有的高级计划与排产系统的基础上，缔台约束瑷论、遗传算 蘧与蚊嚣算法藩台豹悉鏊，对淡鳌羧丝蕊裁作簿整势鼗表熬典墨孛，l 、塑按嚣攀生 产类型的企业的计划与排产避行了些分析与研究，具体来讲，主鞭做了以下几 夺方疆瓣工佟； l 、分析按订单生产模式的a p s 焱统的特点、了解a p s 的基本原理及工作流 程。 2 、分橱基于按订单生产模型麴中小企业的计划与排产的模拟仿真a p s 蓉统 的应用 3 、分橱基于数擎攘墼瓣a p s 瘦攫舞究。 4 、最储结合塑胶行业的特点，对具体高级计划与排产柱中小窳业的赢用作 了较译缝礤究过程，结舍遗簧与姣群算法，疆交一套邃鞍秘实霹蠢黪簿产冀法。 1 ，4 本潦枣绩 本章介绍了带g 潦业应丽信惠系统架构靛矮与演嶷过程，对几个阶段薛蒜怠技 零的发展冀姆蓬嚣了一些分擀；据蝰了事文选题豹背景与意义，对嚣藏a p s 系统 的使用状况作了一怒的分析；最后介绍了本文的研究的主藤内容和基本方法。 5 第2 章高级计划与排产的基本理论探讨 第2 章高级计划与排产的基本理论探讨 2 1 高级计划与捧产的基本理论 a 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 ，也称高级计划系统( a d v a n c e d p l a n n i n gs y s t e m ) ) 是供应链管理软件中的一种优化决策辅助系统，它是基于约 束理论、采用多种数学解析算法、常驻内存运行的交互式计算机系统。它借助于 一些复杂的数学运算方法来处理多种变量，使供应链的优化成为现实。是对所有 资源具有同步的，实时的，具有约束能力的，模拟能力，不论是物料，机器设备， 人员，供应，客户需求，运输等影响计划因素。不论是长期的或短期的计划具有 优化、对比、可执行性。其将要采用基于内存的计算结构，这种计算处理可以持 续的进行计算 3 。这就彻底改变了批处理的计算模式。可以并发考虑所有供应 链约束。当每一次改变出现时，a p s 就会同时检查能力约束，原料约束，需求 约束，运输约束，资金约束，这就保证了供应链计划在任何时候都有效。 整体来说，a p s 分为计划与排产两大部分，前者依据需求( 订单、预估计划、 样品、重工、接单前预估交期) 规划出适当的生产数量及前后生产作业关系， 后者则依据规划所得信息参考工作中心可以用的产能状况、材料供应状况、各项 设备与模具的使用率等相关因素，安排最佳生产计划，以最有利的条件及时生产 出适当产品满足各项出货需求 4 1 。 2 2 高级计划与捧产的一般原理 2 2 1 、a p s 的技术特征 & p s 的核心和技术特征是久经磨练的数学算法或解决方案。但a p s 所采用的 并不是单一的技术，具体应用的算法( 诸如线性规划l i n e a rp r o g r a m s 、整数混 6 孛氆丈学霞士攀壁论文褒缎计糍与替产幕统在孛夺爱韭静嶷用谤究 台溉划m i x e d - i n t e g e rp r o g r a 勰i n g 、接理h e u r i s t i c s 、约束理论t h e o r yo f c o n s t r a i n t s ，、模弼s i m u l a t i o n 等等) ，一般粳舞需簧解蔽问题静熊体类黧衙定。 a p s 麸e p , p 袋缝事簸麓器剡专廷黢务器主皴鬻驻痰存戆楚骥，实璐诗怒鹚反复运 算戏对可造方案避彳亍评估，矗至得熬阿行的或基本上可获剃的计划绒进度袋。由 予这些系统遴鬻誉存在数撰痒饔谗；藤存取辩瓣蓬，a p s 熬笈复运葵蕊疆攫糗宠壤。 这样就形成了，高级计划姆排产a p s 的3 项技术的特征； 其一、蓥手终藤壤论 其二、袋耀多耱羧学菸褥瓣德纯算法；其兰、采爝疆 离生凝务器常驻内稃运行的计算机技术。 舻s 技术是企照实现衙向定单管瑾静鏊礁，怒精益裁避虢核心。叠盈融经感 到，冀鸯追求更毫豹按对交赞率、受低豹瘴存_ 靼更缎触生产璃期，才缝在这个行业 中立足与靛展a p s 技术可_ | i 王及时地对客户徽瀣应错，响应遮度大大超过传统的处 理方法。 一般情况下根据公司目标建焱个资源能力姆生产设错能力模型。一魑完成 蒺瑟静设鬟，赣霉戳遥箨道过褰缀簿法或模藏诗裁筑露，鲻蘩懿髑配资灏，这鬟 优化计划排产的目躲。可以通过生产的工慧路径，定单，能力等复激情况自动的 生成一个俄纯静，符合实黼的详缀翡生产诗巅。它髓裣粪，评链诗划豁袭现。 如果露要w 及耐讽艇绔寨祭乎 ，产生魂态蛉羁标计划。 2 乏2 、 p s 技寒瘴疆巾遴考惑靛翼嚣 a p s 麓蘩要囊楚苓骞嚣筵懿，辫么嚣籍瓣a p s 铹蹇与照愆孛妻燮建考虑曝霓 个方面的i i j i i 题昵? 第一、跫鲤霹辩蹬台纛萄行蓊生产话粼? 毯及瓣谤因纛窭务运佟避孬谎整? 嚣者涉及系统基本鬃构与理论依搦以及算法规劐，游是排出媳生产计划不鼹有可 行性，不替翟现崮够美好的信息都怒不切燕际的。搿者则抉定予如何在系统与实 务之戆取舞会理熬乎舞；a p s 系绫只是建橡一夸谤嶷豹环麟，诖我嚣l 可鼓袭其孛 看鬻g 有意义的信息。无论蠹廿何它都应该耍爆可能贴近真实世界中的实务遮作状 嚣。 第二、是如何剿断有效的对应措施? 如何仿翼模拟? 如何快速上线? 籀2 搴离毅诗菇与谗产耱基奉理豫搽讨 懿辩剡耩鸯效戆对痰接蕤? 警a p s 撵爨篷产量 麓之蘑，会簧醚一些来尽理熬 的状况，造成这悠状况的原因可能魑产能不平衡、或是材料供威不及、威怒仪器 设备不慧。这辩壤会囊瑗一拿大瓣送：辩蔼粪灏舞鸯羧戆辩巍攘涟，透堡产警壤 人员快速针对影响排程的症结点有效的避行调度处理? 翔辫傍粪模拯? 港客户褥磐耩需求绒厂裔发生彩桶生产迸痰静狡凝辩，a p s 就要窍熊力程短对闽内妖撂人员舱谴整仿真嶷成不嬲的燕产诗翅，势虽提供纥羧 分析功能让产销协调相关入员可以快速比较不同方案的效益，才能焱分沟通后采 静对公霹最鸯程骢方案。要竟黢这矮撬簸，船s 狳了餮巍驻藜遮鲢掰霄撬战，还 必须要具备快速逡算与多重仿真比较分析的功能。 魏籍筷遥主线? 在分秒瑟争戆惑瘦囊争裔歉环装中，一个缀褒憋豹镶惑系 绕，盘c i 果不能快速有效的上线运作，它的效虢就必须要大打拼扣，所以a p s 在皮 爝阶段会筒嵇疑严苛翡终极考验，翘何设系统俊速上貔? 这个闯题静难确答案辩乏 趣予饱繁为楚缓最少艴瓷辩产出矮夫麴羧蕊，戳及慧蠢高度专避经羧黥累载，减 少旷目费时又高风险的专案开发。 2 2 3 、a p s 的一般程序 a p s 的一般程序可髓摹她攒述魏下蕊7 个步骤 爨( 如隧2 - i 所承) 。 圈2 - 1 、摊产计划的一般步骤 窘 孛趣大学醺士学臻论文 裹级讣熟 与捧产蓑绕在孛夺企业的应髑研究 第一步：建模 模型必须详细地捕捉生产流程的特征和相应的物流，方使以最小的成本生成 霹露瓣谤划。基于一个系绞熬产壅攀只受潜在撬蘩瓷滚熬隈剃，因鼗，是霭对瑰 有全部资源的一部分也即那些可熊成为瓶颈的资源，建立一个清晰的模粼。 第二步：撵取需簧懿数撰 ， a p s 使用的数据来自e r p 系统、主生产计划和需求计划。生产计划排产仪利 甩遮魑模块巾可届数据的一个子集，透瑟，在建立一个给窥生产单露酶镤蘩潜， 必须携臻它嶷际需臻哪些数据。 第三步；生成组假定( 生产状况) 除了拭e r p 系绕、主生产诗趔秘惹家计戴这些数据滚孛接收豹数据之孙，生 产单位的决攘者或许对当前戏未来的状况会有更进步的知识或期望，这些信息 在箕它逮方( 舞较髂模袭孛) 是苓裁褥嚣麓。再耆，慰霹矮缝力或诲氇霹数蠢多 种选择( 如黎性的倒班安排等) 。因此。决策人员必须有能力修改数据和建_ 崴某 种生产状嚣( 晃匿2 - 1 中韵第三步，点翔线框表示这一步努须由决策天员执行， 劳且是可选的) 。 第西步：生成一个( 初始) 摊产计划 在有了模型襄数据之器，载可以锋对绘定熬生产状况，剃用线性趣划、盛发 式算法和基因算法等各种复杂的优化方法来生成排产计划。这项工作可以步完 残，逡霹戳遴遂嚣级诗麓爱次( 先综合熬垒产谤剜，嚣详臻熬接产谤强) 纛藏。 第五步：排产计划分析和交互修改 妊采逶遥嚣缀诗翊层次宠成，墩帮走玺艘综合燮源蠹孽土豢生产诗爨j 。那么， 在生成一个详细的排产计划也前，人们或许酋先要对这个生产计划避行分析。特 剐蛾，如栗生产计划不可行，决策人员可疆交互地指定一些计叠| 途径来平衡生产 戆力( 如增加班时或指定不网的麴工路径) 。这或诲簧比修改在单个资源上的翔 工工序( 下朦排产计划) 更加容易。 第六多；生产羧提拔壤 当决策人员确定已经评估了所搿可选方案时，将选择那个体现最佳生产状况 豹辩产诗翔去撬行。 第七步；执行和更新排产计划 9 釜! 耋查塑茎塑兰塑兰垫茎至墨燕壅堡 决策人员选定鲍摊产计划将被传递绘：m r p 模块( 分籁计划) 、e r p 系绞( 执 行计划) 和i 蠡输计划模块( 在顾客定单完成时安排装运车辆) 。m r p 模块把在瓶 颈资源上诗娥涎繇有活凌努勰或在嚣糕颈资源上玺产戆郅蹙蘩辩竣塞供琏蔼交 付的物料；此外，对某些加工定单所必需的物料也将被预定。 翔采结构保持不变帮只怒数量上受到影响( 铡如一个税床组中豹枫床数或菜 些已知产品的新交种) ，那么，通过”f 载e r p 系统中的数据，a p s 能自动更耨模 型。很当变化很大时( 例如具有某些新特征的新生产阶段的引入) ，那么，由专 家对模型进行手动调熬则是哥取懿。 2 2 。4a p s 与e r p 耱集簸 e r p 韵计划系统主要包播主生产计鲻、物料需求计划、粗能力讨巅欧歉细能 力计划。但是其中昀核心部份仍然是采用m r p 的计划方式，是通过按产品 b o m ( b i l lo fm a t e r i a l ) 和工艺流程逐级推演，得到了在一般平稳条件下可以应 震戆鸯产诗划方法，越方法鸯戳下弱点 6 3 ：1 ) m r p 瓣诗剡方式是瑟予鑫寇摄羲 期的；2 ) 系统要求固定的工艺路线；3 ) 生产排产都是在假定无限的能力下进行 赘；4 ) 仅仅裰据交幸寸璃羯或疆颓来安排生产静饶先次序。掰戳勰p 静诗翔准确 性以及对计划变动的反映能力都是有限的。 a p s 是让镧造业对于生产进度与黯货状况具有米 、先知的能力，协助相关人 员以事翦防范攮施取代妪8 童廉交处理。羼有的剡造鼗郜西龌生产接产蛉困扰，主 要的原因在于生产排产必须鞭以现行的有限数据快速预测出未来短时间内的生 产兹必，其中牵涉豹戆圉钰攒工终中。心设善健溪状凝、产能蠡正常上骧霹弱供应 或是需要安排加班、材料能否及时供威、前后年产时间配合是否恰当蒋众多绷素， 如采肖任褥嚣索发生变动就需要重新箨产。域是试图进行部份谲整戮便避开洙采 将会面临的某些生产问题，必需要具有快速执行排产运算产出生产计划的能力， 还需要在不同舨本生产计划之间比较差异寻求最佳解决方案，这些工作都属于 a p s 黪领域。戴翻可以将a p s 定位为制造韭建寒事先得知生产状况以及裁聋熟鬟 出货的预测系统，a p s 与e r p 的关系如图2 - 2 所示。 + 1 0 孛斑大譬嫒士学毽凳交鸯缀计姑毒擗产系缝在书小金照掳墩器辨究 因v 因 = = ；= = 现在 ” 圈2 - 2a p s 与e r p 的关系 攀独懿袁漆系统孥舞不够大，嵇藤邀少，褴臻簸霞支捺宠纛菜矮语舞。众鼗 现有的其它系统的数据也不够完熬，因此现阶段须与e r p 的祭成。如在a p s 中的 w 馁定货1 鬣静计舞，裁盛矮奄互棒定萃警遴、痒张、b o m 、王艺路线器采鹃蓉统 摆连接。没有这些联系，a p s 进行计戈 i 模拟肘，必须岛e r p 的车阔管理、糍力数 据徽嶷时的交互，单独使糟 p s 会魑搬麻灏和不兔善的，袋终会导致系统壤渍。 麸e r p 教纛璐毽发，蠢些公霉企辫在残襄e r p 系统中建l p s 弓 擎采蛰投基予弱即 的计划模块，来解决m p , p 的网有缺陷。 a p s 等e r p 豁嶷藏崔二释系统羧撵熬熊纛麓露装【7 3 ，翅鬻2 - 3 搿暴； a ，分离数据的模式 科糍螂数援； 8 ，共用数据横式 弱醇鹱拌毯 鹅赣挣畿 薹破躲错 d 吾滞 燕屏计划 中羼计超f 蠛爨诗划 图2 3a p s 与e r p 数据集成模式 第一释摸式爨鼗整戆集或方式，纂二静模式楚篦送煞方式，这羧决予圣 _ 箨撬 第2 晕裹级雪 捌与撄产的基奉理论摄毽 的技术蛉发展。 a p s 也w 以处理长期的计划，如图2 - 4 所示。 l 骧￥翻 + 图2 4 ：a p s 处理长期生产计划逻辑示斌图 妻l 果憨缳a p s 逻辑寒鲶瑷主生产诗划y p s ，那么，羲摇m p s 熬数擐霹一夔程关 的数据如标准工艺流程及资源，库存，采购接收等定义约束物料下载到a p s 系统， 在a p s 里确定计翔联望赣( 巍大子e r p 翡诗划展望麓) ，逶章亍肖限资源排产，平衡过 的m p s 上传刭e r p 的m p s 。在运行m r p 产生采购计划，以满足主生产计划猩a p s 里反映的约束物料，就是需蛩加快的物料。 2 3 高级计划与捧产的发展趋势及应用现状 2 3 ta p s 发展历程 a p s 的发展从上个世纪4 0 年代以来，用数学方法进行精确计冀来安摊计划 和生产进度袭就一直是一个传统的研究课题。线性规划作为管理科学的基础，在 管理理论的教辩书中毙魄皆跫。数卡年来，学院派瓣学者对这个漂遂戆研究乐燕 不疲。但是现实世界太复杂，理论与突际存在较大的距离，即便使用大型计鞯机， 氇采取褥胃行翡痤瘸。随着鞣p 方法懿诞生，生产诗鲻管囊镶蠛就形成了瑟释方 法或两种计划思想的发展道路，存在若并行的两种编制生产计划哲理：m r p 法和 数学解析方法。 在8 0 年代中期，从缩缎计划运行时闯开始斡改进m r p 的工作取褥成效，有 人开发了一种快速m r p 的模拟技术。这种方法将生产作业模拟在独立计算机上的 中壤j ：学疆士学毽论文离缳计划与替产綦绫在串枣垒壁热纛鼹瞬究 域搴骧内存) 擎式进行，聪离了当对是渡务诗爨支燕地证静墨规，使剃造盒炊完成 生产计划摊产只用几分钟i 耐不是当时所公认盼2 0 多个小时。虽然当时的尝试并 没带考露嚣翔翡豹臻条箨，毽它已经葳受辩耨鹃诗越冬襻产方法静嚣糍。 著名的o p t 发明人e l ig o l d r a t t 对 p s 的发瓞有显糟的功绩。优化生产技 术o p t 奉赛簸霆一耱擐据麓力瀛臻髓安撵诗麓藜甏璞，螽巢德又疆续发展戏海鳆 柬理沦t h e o r yo fc o n s t r a i n t s ，辩始在离散制造般优化排序中应用，出现了第 一撤a p s 公讶饔纂予常驻内存运静豹交耍式a p s 产麓。1 9 8 4 零a t & t 攘癌静 l ( a r m a r k a r s 雾法，成为线性娌翅 突玻性逃缓，以爝几乎被成有现代擗鳃状方 案所采餍。9 0 年代些主骥的化工企监开始选用a p s 供威黼的产黼。 箕嚣，薪熬话魏专戆产系绫评笈囊，其孛拜多大具鸯数学或遣筹学磁缀学 位，钝费多筇的心曲l ，将线性规划镣优化方法适用傀，在擞新一代计算机的支持 下，寇4 逢趱死乎麓谯瞬楚警戒霞纯话裁蓊穗痔，霞遴谂翦数学簿繇静诤裁方法运 到了实用程度。遂蝗新的软件包被称为a p s 碍l 攀( a d v a n c e dp l a n n i n ga n d s c h e d u l i n ge n g i n e s ) 。在勰p - - e r p 懿螽藤对鬻，耨瓣诗勰释决方案一a p s 零l 擎 豹成熟，使生产计划囊法的交替不可避免豹发生了。e r p 墩出现7 继续完蛰零扩 充功能，殿淑变e r p 的功憩帮性质遮两种发艇趋势。 2 3 2 、a p s 的发展趋赘 二十一世纪是惦息时代，e r p 也将步入w t o 是必然趋势。作为代表当今先进 管壤愚葱蠡孽薅级诗煳号潦产系统，a p s 静熬矮鼙飘溢下憝势 ( 1 ) 、岛供应链的管理蔑加紧密结合。舱生产诗划系绒不同，a p s 以焱照整 体水平的资产收益举( r o i ) 等捂标为昏添鼹数，运焉各种先迸静模鳌避行跨垒 韭健毽，蘩圈苓袋予生产谤魁，缝健联痰镳嚣麴鸯羧地运行。覆基予电子辫努豹 供虑链管理更加需鬻a p s 累统的协调。 ( 2 ) 、瘫熏菠辍越来越广。虽然a p s 怒献夫菱g 蹙建谤翅系统蒸蕊上发篪霆寒 的，但其计薏f j 原理阍样适用乎中小企业。髓前由予价格等因索，中小企业邂不能 垒蕊舞震怒焉a p s 系统。稳隧羞a p s 研究麓涛天，不久翡穗寒，夺巧灵活豹 嚣 系绫将为中小企业的计划优化服务。 第2 鬻离缀计划与拜产豹基本瑾蒋耀避 ( 3 ) 、集袋建与分簸键。诗鬈系统赞发矮旱蘩怒廷理分数、单一熬睡露，鞫 a p s 阶段则成为各种计划技术与方法的系统融合，体现了计划思想的高度集成。 熬露，瘗予瑗实溺遂魏菱杂瞧，魏不阏豁锊攮与产葫麓特煮、不嚣靛露渣魏模等， 对一蠼企业来说，采用庞大窕熬的a p s 系统并不是最佳选择。丽结含行业号产县 特点、各具特色韵舞避计划系统同样是a p s 的发展趋势。 ( 4 ) 、鸯矮娶管理结合。盎于消费者个性饯需求鹣匿鼗壤长，产暴大羹生产 的付寸代即将邋去，需鬻对以前根据批麓生产形成的臀理理论进行反麟，大规模定 裁藏楚令整钱产品生产熬袁蔻尝试。个洼纯产瑟主建一争令矮基，壤器管囊必尊孳 成为= 十一世纪管理学的重蟹组成部份。因此，a p s 应该与颂目管理结合，形成 垒鼗整体靛诗麓警理系统。 2 3 3 、a p s 酌减糟现状 嫩近对a p s 的必趣集中在对先前计划和排产策略( 熟中包措m r p 逻辑) 魏获瓣上，这运运不黥渍是剿造垒数翡嚣隶。第一代a p s 系统将注意力囊串在寻 找更好的算法上，但怒仍然根据工厂“的快照全部共攀同一个工作流一批量执行。 撬量逡行是m r p 模型巾最薄弱髂环节，仍然融褥大多数a p s 系统对真实世界瀚模 拟。受为重要躯是，这些系绕不能充癸满足客户耨靛嚷应霰求。 掰前大多e r p 的供应商都采用各自的策略在自己的产品巾加入a p s 功能。如： 或鸯褥开发a p s 搂块、或薯筠1 令或多个a p s 供建褒，将德稻鹃产最改造装入 e r p 套件中；域与一个独立的a p s 供成商形成联盟关搽，将其a p s 产鼯装入到e 1 1 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