本系统在世界顶尖半导体公司中国工厂中进行生产调度和计划的应用(发表在最新一期美国Industrial Engineer 杂志 by 王岩峰博士等）。文章下载 

应用背景　

刃之砺信息科技一直致力于现代制造企业生产系统效率改善的实践，因为在所有企业类型中，制造企业所面临的提高效率的压力尤其明显。一方面是源于生产资料和原材料的价格不断上涨，固定资产投入不断上升，更重要来源于企业需要不断缩短制造周期，成为一个对市场反应快速的精益企业。

中国制造企业效率改善的核心环节是生产和供应链系统。生产和供应链系统效率的高低直接决定了原材料转换成产品的增值能力、机器设备实现产能的能力、员工利用时间的能力、工厂利用库存平衡生产的能力以及整个生产流程快速反应客户需求和突发事件的能力。

我们对多家大中型制造企业生产部门主管的调研显示，企业生产和供应链部门的管理者日常思考最多的问题包括：

l         产品的生产周期能不能再缩短，如果要改善，应该先从哪里入手？

l         设备产能应该留有多少的冗余来预防生产的波动？

l         在制库存应该保持多少水平比较合适来应付经常变化的客户需求？

l         机器的负载如何分配才能做到更加平衡？

l         产品的成本随着生产工艺是如何累计的，哪个环节的成本支出最大？

l         新的产品即将投产, 会对现有的生产效率产生什么影响?

等等

虽然问题天天都有，但正确的解答却是凤毛麟角。根本原因来源于两个方面：

l         系统本身高度复杂，并且具有高度动态性。例如将多台机器串连在一起生产，整个系统的产出率受制于最慢的机器一样，单台机器的实际产能不断根据所处的运行环境发生变化，很少会达到设计产能。这种现象不胜枚举；

l         企业缺乏专业知识对复杂的生产系统分析清楚，可以快速地找到答案更是难上加难。对复杂系统进行分析、诊断和优化需要系统工程、排队论、运筹学和工业工程等多个学科的综合知识的应用。中国制造企业效率提高往往缺乏系统性和持久性。

为此，刃之砺信息科技研发“制造快速排程和分析系统”（简称RPSAS），利用仿真原理和工业工程原理对制造企业复杂生产系统进行诊断，分析和优化，帮助管理者从更高更系统的高度理解生产系统动态特性，帮助生产管理人员深入发现影响绩效水准的关键因素，对系统多种因果关系进行量化分析，可以在短时间内找到影响生产效率的本质原因，并做出及时改进。一般的咨询项目在不超过两个月的时间内，可以使企业的效率有明显的提高

2.    基本功能

RPSAS的研发是建立在“计划是企业的灵魂”理念基础之上，因为计划是企业管理水准高低的直接标志，体现了企业指挥和协调人，财，物的运筹能力。RPSAS则扮演了生产系统演练中“沙盘”的作用，提供了一个快速手段来调整决策参数，观察结果。 因此，RPSAS具备“试验”和“执行”两个阶段的功能。

首先，RPSAS是一个将人，财，物链接在一起的快速生产排程的工具，通过建模物料、机器、人员、工艺路线、调度策略等可以迅速产生有限能力的中短期生产计划，产品切换计划和机器分配计划。同时，RPSAS的优势在于将各种可调参数明确界定和集中在决策控制窗口内，可以极为方便地调整，如实反应生产系统的状态变化，能在短时间内快速刷新生产计划，是一个符合国外应用潮流的轻巧灵便的“快速反应型调度系统”（RSS, Reactive Scheduling System）

其次，RPSAS引入仿真技术的“数据分布拟和”和“灵敏度分析”，可以将工具的使用从“执行”层面移到“试验”层面。这个层面可以直接回答管理者关心的许多“如果－怎样”（What-If）的问题。引入仿真技术，可以在保持生产模型不变的前提下，将琐碎的日常数据转变成趋势数据，将某一时刻的静态生产状态转变成动态规律，从而更容易发现和分析生产系统结构上和深层次的缺陷和不足，找到可调参数和系统关键绩效指标之间的因果关系，这样做出的决定才更有长期性和持久性。

RPSAS的设计充分体现了决策快速性的要求。生产系统不断变化，产品种类不断更新，市场布局不断改变，这都要求分析诊断工具必须具备在短时间内找到问题，并给出解决方案的能力。对于生产管理者而言，快速决策往往意味着允许忽略不重要的细节，特别是在复杂制造系统中，成百上千的系统参数已经远远超出了任何人的调度能力。因此，RPSAS体现“抓大放小，架构趋势，突出动态，明辨因果”的分析思想。只有明确了系统关键绩效指标（例如制造周期，库存周转，机器利用率等）是由哪些因素决定的，才能有的放矢地进行优化改进。

3.  针对问题

RPSAS的设计宗旨就是回答各种生产效率问题，明确界定这些问题构成了工具使用的起点和终点。

RPSAS针对的问题主要有：

4.  预期效益

1)        RPSAS将很大地提高生产管理者应变生产状态变化的能力，可以做出及时反应，了解到对未来生产的影响，可以很大地提高决策的前瞻性。我们的目标之一就是将企业在生产系统方面的决策反应时间缩短30％到50％。

2)        将对生产的决策的准确性有很大地提高

3)        将很大地降低决策风险，可以让决策者测试各种想法，评估各种可能决策带来的后果

4)        可以指导制造企业进行生产系统改善时的优先级，将有限的投资花在可以产生最大效益的环节

5)        应用此系统所产生的效益不是以增加投入为前提，而是对现有系统的夯实和改善，所以，任何应用之后所产生的效益将直接成为企业的运营利润

5.  应用环境

Windows操作系统

6.  产品价格

产品价格分为软件费和咨询费，总体价格在5万到30万人民币之间。

  问题与回答

  1.这个工具和高级生产排程（APS)理念有什么联系和区别？

  2.这个工具主要针对哪些类型的企业？

  3.这个工具的主要特点是什么？

  1.这个工具和高级生产排程（APS)理念有什么联系和区别？

  答：高级生产排程（APS）以各种优化算法为核心试图在多维目标方向上寻求一种优化的平衡。所有APS的应用都体现了一种“精细控制“和”及时反馈“的应用理念。正因为如此，APS在中国的应用将与中国大部分企业在管理精细程度和数据反馈速度上的现行做法产生相当的差距。而我们在应用中的经验也不断的告诉我们，APS所体现的优化思想不能太超越于使用者的理解能力和工作习惯，即便APS所体现的结果可能在更长的时间范围内或更多目标函数上是更好的。所以，APS的成功必须首先是“现实的”，也就是可以复制使用者现有的排程理念和排程结果，然后才能是“高级的”，也就是在现有基础上做出改善。同时，生产排程工具所面对的是高度变化的生产系统，不断改变着前一次排程的寻优路径，因此会造成具有实际参考价值的计划时效非常短，短到可能无法让APS充分展现“全局”和“前瞻”的优势。而与此同时，使用者很难以“全局”和“优化”为价值评估的因素，更关心刷新计划的速度和计划的继承性，因此转向以是否“快速”和“有效”为评判的标准。

    因此，RPSAS主要以启发式和经验为寻优依据，更关注计划人员所熟悉和应用的排程逻辑，更看重“快速、有效、亲近”。在这个工具的设计理念中，算法的高深和复杂并不比计划的快速性和可理解性重要。

  2.这个工具主要针对哪些类型的企业？

  答：和任何排程工具一样，RPSAS应用于具有适中难度的排程约束的生产系统，应用于企业希望以自动化的方式来代替繁琐的手工排程方式，希望能够预测一定时间内生产的状况（包括机器分配状况，切换状况等等）以做好及时准备和调整。

  3.这个工具的主要特点是什么？

  答：ERPSAS的特点是具有“试验”和“排程”两个功能，以回答特定问题为建模的起点和终点，帮助企业创建一个试验的平台。同时，这个工具是一个快速RSS系统（Reactive Scheduling System, 反应型排程系统），也就是说可以根据生产系统状态的变化快速刷新计划，及时做出反应。此外，RPSAS充分融入计划人员所熟悉和习惯的调度逻辑，使产生的计划“快速、有效、亲近”。最后，RPSAS价格很低 。

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