1、2023年7月第4期38文/南京鼎华智能系统有限公司 李文伟 刘土洁了解 APS 的涵义、作用、实现方式、模块架构可以让我们快速认识 APS，从而发挥它在 PCB 企业数智化升级中的功能。1.1 A P S的涵义APS，即 Advanced Planning and Scheduling，高级计划和调度系统。1.2 A P S的作用它把过往 ERP、MES、PMC 在排产相关方面的角色统一汇总，兼顾全局和细节，即 MPS（主计划）和 DPS(日计划)，时间颗粒度可以细化到分钟，物料颗粒度可以追踪到客户订单对应下的出货成品所使用的物料号，由此做到产能瓶颈一目了然，物料跟催进退有度，人力安排有章可
2、循，品质能够追本溯源。1.3 A P S的功能实现方式APS 功能实现的方式是透过复杂的数学模型和优化算法，结合精益生产的思想，供应链管理与约束理论。图 1 列举了 APS 的一些算法。1.4 A P S模块架构APS 所需要的基础数据如物料清单、工艺参数、销售订单等都可以透过数据整合接口，批量性读取 ERP、APS 对于 PCB 企业数智化升级的意义随着愈发高阶的市场需求，PCB 行业数智化成为必然，而精益生产管理是企业推动数智化转型的关键。APS 在精益生产管理层面赋予企业的远远不止是物料、产能、订单等方面的规划，抽丝剥茧之后处处是改善业务经营和供应链流程的源泉。了解 APS，明白 APS
3、 与 ERP 和 MES 在排产方面相较的优势、实施的难点以及在选型上面的斟酌，可以帮助企业获取更高的效益。南京鼎华智能系统有限公司作为 2000 年即开始研发 APS 的企业，技术团队来自鼎诚资讯，拥有多家头部不同 PCB 企业的服务经验。在 PCB 企业导入 APS 的成功案例上，企业实现了及时且精确地回复客户订单交期，提升了瓶颈设备产能利用率，缩短了生管的规划时间和提高了存货周转率等效益。APS 是否能够事半功倍，为企业带来效益之外的效益，需要真正认识 APS、建设好信息化基础、保持高质量的供应链数据、完善流程分工、选择合适的APS、并且不断地进行 PDCA，在精益求精的路上永不停步！本
4、文以 APS 为例，探讨 PCB 企业如何审视自身，检讨问题，探索出一条适合 PCB 企业自身的数智化升级的繁花之路！1 认识 A P S0 引言【摘要】A P S在精益生产管理层面赋予企业的远远不止是物料、产能、订单等方面的规划，抽丝剥茧之后处处是改善业务经营和供应链流程的源泉。本文旨在透过 A P S去让 P C B企业以点带面了解数智化是如何在企业一步一步建立起来的，实施过程中考量的方方面面最终会影响企业的效益。【关键词】P C B；数智化；A P S39PCB InformationJUL.2023 NO.4很多企业对于 ERP 和 MES 所具备的排产功能感到满意，认为它们能够排到工
5、序和设备级别足矣。但对于追求精益生产、精益改善的企业来说，这远远不够。2.1 E RP的作用及相较于 A P S的排产局限性ERP 的主要目的是实现企业所有资源的管理，便于管理者在宏观方面对各方面资源进行计划与控制；它在排产方面会基于无限产能给出粗略计划，难以考虑生产成本、产品交货期、工艺路线等约束条件下的更为复杂的排产问题。2.2 ME S的作用及相较于 A P S的排产局限性MES 作为生产现场制造执行系统，能够将过程控制层中采集的生产现场实时数据传递给业务计划层，将业务计划层制定的生产计划实时传输到生产现场，通过对生产现场状况进行实时监测、控制、统计、分析，了解并记录整个生产过程所有细节
6、。在排产方面的功能会局限在动态排产和询插单方面，当生产线上实时数据变化或订单判断能否变动时，只能依靠人工经验对计划进行调整和考量，无法像 APS 直接读取当下状态进行一键重排。2.3 A P S的作用及相较于 E RP、ME S在排产方面的局限性APS 系统是企业计划与调度方案的求解与优化，例如能力计划、订单计划、批量计划以及生产调度的生成与优化；它虽然弥补了 ERP 和 MES 计划功能的不足，但无法独立运行，需要借助 ERP 与 MES 系统所提供的静态和动态数据，才能实现计划编制与排产。1+1+1 如何大于 3，需要企业对于它们的功能界定有清晰的认知和梳理，发挥系统间的协同效应！PCB
7、生产工序存在以下特性：产品工艺长；现场计划所需生产参数多且不易搜集，且各站需求不同；多层板内外层匹配问题；产品因参数不同而需套用不同设备加工的特性(Recipe)；生产中单位转换(Panel Strip PCS)；生产当下工单/Lot 拆并批(钻孔、压合)；前后工序绑定特殊机台；连批生产考虑(换线最小化)；在制水位、Queue time控管考虑(过久造成报废)；同步工序节奏控制(长短板、主辅材搭配)；基本物料限制(PP、Core 考虑，软板 SMT 料等)；委外生产判断等。这些是 PCB本身所特有的考量。在外部环境中，还有一些因素会影响到 APS 的成功上线。3.1信息技术基础设施不够完善PC
8、B 企业实施 APS 的条件，需要建立在可靠的信息技术基础设施上，包括网络、服务器、储存和数据库等，因为 APS 系统通常要处理大量的数据和复杂的计算任务，信息技术基础设施决定了系统运作的效率与质量。图 1 A P S算法图 2 A P S模块架构MES、PLM 等系统存在的全部数据。我们在明确各种软硬性条件约束下，设置多种物料规则、排产规则，根据有限产能原则一键输出具体排程，由 What-if 的决策功能随时进行询插单，完成订单交期评估和物料需求计算以及产能分析。APS 模块架构见图 2。2 E R P、ME S在排产方面与 A P S相较之下的局限性3 P C B企业实施 A P S的难点
9、模拟退火算法贪婪算法阙值算法禁忌搜索算法变领域搜索算法.遗传算法人工蜂群算法和声搜索算法蚁群算法人工鱼群算法生物地理算法粒子群优化算法量子进化算法.数据驱动的仿真方法云仿真.专家系统多智能体技术.基于单解的算法数学规划方法拉格朗日松弛法混合整数规划整数规划.加工时间最短交货时间最短加工时间最长.CDSNEHPalmer.转移瓶颈基于群体的算法分支定界法仿真调度方法启发式算法人工智能方法启发式算法元启发式算法运筹学算法其它方法优先分派规则基于插入的规则APS 算法分类2023年7月第4期40少清洗换模时间；节省计划时间；提高部门的沟通；提高库存周转率；降低加班成本；减少运输费用；实现收入目标等。
10、4.2与 A P S厂商充分沟通了解在选择供应商时综合考量供应商产品亮点与企业需求的匹配度，如从产品技术实现方式、项目实施管理能力、售后的服务能力、咨询顾问的实施能力及标杆客户的应用情况还有地缘政治风险等方面出发，结合公司的业务模式和产品特点，评估什么类型的 APS与企业的战略目标是一致的。在 PCB 行业，鼎华成功实施了众多头部企业的APS。例如，通过深入调研某 IC 载板企业现存的问题和需求，鼎华帮助其成功上线了 APS，解决了企业在数智化转型上碰到的难题和痛点。5.1案例背景某 IC 载板工厂主营产品为印刷电路板、载板、IC测试板，出于公司业务扩张和精益化需求，对 APS 的上线愈发迫切
11、。5.2案例痛点客户痛点分析如下。3.2 E RP、ME S、S C A D A等信息化项目的配套性和功能定位亟待考量供应链各环节的数据在各个系统中的流转和抓取是否能形成流程闭环，做到资源整合，有据可依，帮助企业实现系统功能的完整性，这需要企业审视，因为只有确定系统之间的边界，才能确定对APS的需求。同时系统链接过于密切，容易牵一发而动全身，稍微哪里数据不对或哪个系统出现异常，也会“连累”其它相关系统和数据。3.3供应链数据质量有待提升产品的工艺、设备的参数、UPH 等如果能被全面准确记录，不断更新，那么 APS 才能与实际一致，否则 APS 跑出来的数据与生产实际发生的产量和时长，都会产生误
12、差，从而导致资源分配的不均衡和决策的偏差。3.4清晰分明的标准化作业流程难以落实和被共识数字资源如果想要在线上线下一体化地贯彻实施，那么公司要在接单、生产、异常、维护、出货等一系列过程定义好规则给 APS，且全体人员达成共识。但往往部门之间会存在利益矛盾的纠葛，很难平衡或统一标准，同时如何用 IT 语言准确写进系统里，这也非常考验 APS 实施企业的功力。3.5对于 A P S的认知不够，导致对 A P S的需求含糊不准确企业里的人员对于 APS 认知不一，沟通需求容易存在偏差，导致功能开发方向和深度都大打折扣，产生的效益自然不言而喻。目前活跃在 PCB 行业的 APS 主流产品技术特点不尽相
13、同，需要大家进一步了解。同时一些头部企业在自研和吸取市面上的流行技术，开发出匹配企业本身的 APS 系统，但难度也是有目共睹的。4.1选择 A P S想要达到的目的PCB 企业首先需要确定自身对于 APS 的需求，结合上述 PCB 行业特性，选择适合的解决方案。一般企业对于 APS 的需求有：按时交付更多的订单；缩短生产交货期；更快地提供装运日期；对订单状态有更好的可见性；增加生产有效产出；减5某 P C B企业导入 A P S成功案例介绍4 A P S如何选型图 3客户痛点分析5.3 案例实施状况案例客户透过 APS 导入后，除了将周边 ERP、MES 系统的数据实时集成，让数据更为精准之外
14、，也将大部分的人员排单经验，梳理后放到 APS 内，并将各工序以及工序间的排产特性也法则化，内化到 APS系统，使人员在一键排产完成后，针对排单结果、设41PCB InformationJUL.2023 NO.4企业导入 APS 的效益可以透过企业定下的目标来评估，而它们会直接体现在 APS 的决策上。APS 自己既是排产者也是评委方。人机料法环测能做得好不好，它让我们使用者透过数据可视化直接感知。制定目标与实际产生的效益相比较，就可以得知全貌，如智能化程度的效益可以由人为干预的程度来判断，之前PMC 每天使用了 3 小时进行排产确认，现在只需要 1小时，并且考虑得更周全，效益更高。APS 是
15、一个神奇的工具，对于指导精益化的生产和业务具有其它软件无法企及的能力。当企业将供应链流程数据化一段时间之后，研究分析这些数据，将会实实在在地反哺业务，为改善带来踏实的增长点。无论是大型，还是中小型企业，都可以将 APS 中的精益生产思想作为指引，探索和完善精益的信息化和流程建设，推动数智化转型，让 PCB 行业逐渐成为制造业的标杆，成就具有中国特色的百年 PCB 产业集群!(责任编辑 张立煌)6评价 A P S实施的效益备预估稼动率以及 WIP 趋势走向，有一个基底判断；对未来 LOT 或订单的达成预估、整个工厂生产的运营情况胸有成竹；在产销会议上，直接可以展示 APS的相关报表数据来做产销交流。图 4 客户 A P S排程实现功能图 6 案例客户导入 A P S后的绩效差异比较图 5 客户解决方案应用状况5.4 效益协助计划人员找出因不同的“产品组合”及“现场状况”所造成瓶颈的漂移，人员可根据瓶颈设备的负荷，事先规划可能发生问题的应对措施，例如：加班、外包、调整 PM 时程等。并可借由有效的派工法则(例如同料号或同制程参数连批生产)，减少机台换线时间，提高设备稼动率，达到及时且精确的回复客户订单交期、提升瓶颈设备产能利用、缩短生管规划时间、提高存货周转率等经营效益的目的。