智能制造：再论SCM、APS和ERP（上）

供应链管理软件

    目前所说的供应链管理软件SCM则按照过程观进行供应链组织间的计划、安排进度表和供应链计划的执行与控制，着重于整个供应链和供应网络的优化以及贯穿于整个供应链计划的实现。好的SCM软件的供应商提供的套件包括了从定单输入到产品交付等并行于制造业务流程的全部业务过程，其中包括预测、供应链和生产计划、需求和分销管理、运输计划以及各种形式的业务智能。

    一般SCM软件都由5个主要的模块组成：需求计划、生产计划和排序、分销计划、运输计划，和企业或供应链分析等。

    1、需求计划模块：用统计工具、因果要素和层次分析等手段进行更为精确的预测。用包括Internet和协同引擎（collaboration engines）在内的通讯技术帮助生成企业间的最新和实时的协作预测。

    2、生产计划和排序模块：分析企业内部和供应商生产设施的物料和能力的约束，编制满足物料和能力约束的生产进度计划，并且还可以按照给定条件进行优化。各软件供应商根据不同的生产环境应用不同的算法和技术，提供各有特色的软件。

    3、分销计划模块：帮助管理分销中心并保证产品可订货、可盈利、能力可用。分销计划帮助企业分析原始信息。然后企业能够确定如何优化分销成本或者根据生产能力和成本提高客户服务水平。

    4、运输计划模块：帮助确定将产品送达客户的最好途径。运输计划模型的时标是短期的和战术的。运输计划模块对交付进行成组并充分利用运输能力。

    5、企业或供应链分析：一般是一个整个企业或供应链的图图示模型，帮助企业从战略功能上对工厂和销售中心进行调整。有可能对贯穿整个供应链的一个或多个产品进行分析，注意和发掘到问题的症结。

供应链管理的技术基础

    实现SCM有两大技术支柱：集成（Integration）和协同（Coordination）。而供应链的协同功能则以3项技术为基础：1）现代的信息和通讯技术；2）过程标定（基准）—以行业的最佳实践（Best Practices或 “best- in-class）企业的运行效果为基准模板（Benchmarking），实行供应链改造的后来者向这个模板看齐；和3）高级计划与排产技术（Advanced Planning and Scheduling，APS）。APS能够统一和协调企业间的长、中、近期的计划，是SCM的核心。

APS支持SCM的发展

    APS是支持SCM进行供应链各个环节之间的计划和协同的最主要的手段。没有APS，供应链管理就只能作为一种管理理念，而不可能成为计划和协同的工具，更不可能形成可推广的软件。

APS的发展

    从上个世纪40年代以来，用数学方法进行精确计算来安排计划和生产进度表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，在管理理论的教科书中比比皆是。数十年来，学院派的学者对这个课题的研究乐此不疲。但是现实世界太复杂，理论与实际存在较大的距离，即便使用大型计算机，也未取得可行的应用。随着MRP方法的诞生，生产计划管理领域就形成了两种方法或两种计划思想的发展道路，存在着并行的两种编制生产计划哲理：MRP法和数学解析方法。

    在80年代中期，从缩短计划运行时间开始的改进MRP的工作取得成效，有人开发了一种快速MRP的模拟技术。这种方法将生产作业模拟在独立计算机上的以常驻内存方式进行，脱离了当时占业务计算支配地位的主机，使制造企业完成生产计划排程只用几分钟而不是当时所公认的20多个小时。虽然当时的尝试并没有考虑计划的约束条件，但它已经成为一种新的计划与排程方法的开端。

    著名的OPT发明人Eli Goldratt对APS的发展有显著的功绩。优化生产技术OPT本身就是一种根据能力瓶颈的安排计划的哲理，后来他又继续发展成为约束理论Theoryof Constraints，开始在离散制造业优化排序中应用，出现了第一批APS公司和基于常驻内存运行的交互式APS产品。1984年AT&T推出的Karmarkar’s算法，成为线性规划突破性进展，以后几乎被所有现代LP解决方案所采用。90年代一些主要的化工企业开始选用APS供应商的产品。

    其后，新的计划与排程系统开发商，其中许多人具有数学或运筹学高级学位，花费多年的心血，将线性规划等优化方法适用化，在更新一代计算机的支持下，创造出几乎能在瞬间生成优化计划的程序，使理论的数学解析的计划方法达到了实用程度。这些新的软件包被称为APS引擎(advanced planning and schedulingengines)。在MRP—ERP的鼎盛时期，新的计划解决方案—APS引擎的成熟，使生产计划方法的交替不可避免的发生了。ERP也出现了继续完善和扩充功能，及改变ERP的功能和性质这两种发展趋势。

APS的核心和技术特征

    APS的核心是久经磨练的数学算法或解决方案。但APS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linearprograms、整数混合规划mixed-integer programming、推理heuristics、约束理论theory of constraints,、模拟simulation等等），视需要解决问题的类型而定。APS从ERP系统下载数据到专用服务器上做常驻内存的处理，实现计划的反复运算或对可选方案进行评估，直至得到可行的或基本上可获利的计划或进度表。由于这些系统通常不存在数据库查询和存取的问题，APS的反复运算可以很快完成。

    这样就形成了，高级计划与排程APS的3项技术的特征：

    1、基于约束理论；2、采用多种数学解析的优化算法；3、采用脱离主服务器常驻内存运行的计算机技术。

APS支持SCM

    由于APS是一种在资源约束前提下的优化技术，既可用于单个企业内部的短期的计划与排产，又可用于在已知条件下的长期预测和在企业间进行计划，成为改进和优化企业供应链管理的有力工具，所以自APS成熟之日起，就将它的应用范围与供应链联系在一起。另一方面，长期以来只有概念缺少有效工具的供应链管理在APS的支持下，得到迅速发展。

    目前的APS软件与供应链管理软件SCM融会在一起，在媒体和商务中，多数情况下被混为一谈。但是，我们还是认为，APS术语是专指APS引擎的。SCM软件包括了更多的算法和较完整的管理功能，如需求管理中的统计预测方法、ATP（Available To Promise）引擎、离散事件的模拟等。

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