APS的基本步骤1:对输入进行准备和整理。
APS的输入是物料需求计划、临时订单、物料库存和车间产能。APS第一步是整理这些输入,以备后续步骤使用。
列出包含原始物料需求和临时订单需求在内的所有独立产品的需求,列明每一个独立需求的需求数量和需求时间。
准备BOM,列出的所有相关需求,同样要求需求数量和需求时间两个维度。
列出物料库存全部信息,包括仓库的可用库存和供应链未交付订单的数量和预期交付时间。
列出各工作中心的各项资源与标准产能,尤其是瓶颈资源或瓶颈工序。
APS的基本步骤2:计算独立需求的LPST
整理好输入之后,依BOM展开,计算每一个独立需求的LPST最晚开始时间。LPST最晚开始时间的计算一般采用后向算法,从后往前推算,也就是反推计算。具体做法是从物料需求需要交付的时间往前推,从物料需求要求的交期开始,根据这个需求物料的提前期来计算该项物料需求的最晚开始时间。
生产环节的提前期就是加工提前期,主要考虑的是与生产作业相关的五个时间:排队时间、准备时间、加工时间、等待时间和传送时间。
独立需求往往不止一个组件,可能要经过两个或多个工作中心,独立需求的生产可以分为两种方式:一种是顺序生产,做完了上一个工序才能接着做下一个工序,完成了上一个组件才能接着完成下一个组件,顺序生产也可以称为串行生产。
上图左边是一个顺序生产LPST最晚开始时间计算的示意图。已知某物料需求时间(订单发货时间),根据它的BOM,该物料包含两个组件,组件1加工完成后方可进行组件2的加工,两个组件全部完成后还需要经过组装最终完成生产。
上图(左)详细描述了计算过程。先计算组件1加工环节需要的时间,组件1加工时间由准备时间、加工时间和等待时间相加而成(本图设定的是同一个加工中心顺序生产,计算中未考虑排队时间与移动时间)。再计算组件2加工环节需要的时间,,也由组件2的准备时间、加工时间和等待时间相加而成,不过,在组件1和组件2的交接过程中,组件2的准备工作可能提前进行,这样组件2纳入统计的时间需要减少组件2的准备时间。最后计算组装环节需要的时间,同样由组装的准备时间、加工时间和等待时间相加而成。
将由以上组件1加工环节时间、组件2加工环节时间和组装环节时间进行汇总与综合(求和,直接相加),即可得出这个物料需求总的生产时间(也就是生产提前期),再根据这个物料需求时间(也就是订单要求的发货时间)以刚计算得出的物料的生产提前期往前反推,即可得出这个物料的LPST最晚开始时间。
独立需求生产的另一种方式是同时生产。即各不同的工序可以同时加工,不用等到做完上一个才做下一个,同时生产也可以称为并行生产。
右边这个图就是一个同时生产LPST最晚开始时间计算的示意图。和左边这个图的已知条件一样,已知某物料需求时间(订单发货时间),根据它的BOM,该物料包含两个组件,组件1和组件2可以同时加工,两个组件全部完成后还需要经过组装最终完成生产。
上图(右)详细描述了计算过程。先分别计算组件1和组件2加工环节需要的时间,,都是由各自的准备时间、加工时间和等待时间相加而成。再计算组装环节需要的时间,也由组装的准备时间、加工时间和等待时间相加而成。
将由以上组件1加工环节时间、组件2加工环节时间取最大值,再和组装环节时间进行汇总求和,即可得出这个采用并行生产方式物料需求总的生产时间(也就是生产提前期),再根据这个物料需求时间(也就是订单要求的发货时间)以计算得出的物料的生产提前期往前反推,即可得出这个物料的LPST最晚开始时间。
APS的基本步骤3:计算独立需求的EPST
经过第2步计算每一个独立需求LPST最晚开始时间之后,接下来需要计算每一个独立需求的EPST最早开始时间。
EPST最早开始时间的计算一般采用前向算法。前向算法也就是顺序计算,是从资源到达的时间或可能到达的时间从前往后计算。前向算法的逻辑是根据各项资源的提供时间来确定物料需求(订单)可以最早开始的生产时间。
前向算法中的资源指的是生产相关的资源,主要是物料,也包括人员、设备和必要的作业方法以及工作环境、信息、时间等,即通常所说的4M1E(延展为被称为八大生产要素的人机料法环能信时)。
此处也以一个图来说明EPST最早开始时间的计算(如上图所示)。本图采用同时生产方式进行安排(采用顺序生产方式进行安排的逻辑及算法相同,可参照本计算进行,本文不再介绍)。
如上图所示,已知某独立需求物料(成品)的物料需求时间(订单发货时间),根据它的BOM,可知该物料包含两个组件(部件1和部件2) 。部件1和部件2可以同时加工,部件1和部件2都完成后才能经过组装工序最终完成生产。同时,还已知(假设)部件2的各项资源充裕,可以直接生产,而部件1的各项资源需要在约定的一个时间才准备完成(如上图的“资源准备完成时间”的这个时间点)。
EPST最早开始时间的逻辑是,只要在某一个环节的资源齐套,这一个环节即可以开始生产。按这个逻辑,部件2资源充裕,可以即刻开始加工(即最早开始时间EPST为当前时间);部件1在相关资源到位的那个时间点可以开始加工,部件1和部件2两个组件全部加工完成可以即时进行组装环节的生产。这里,因只有部件1和部件2全部完成方可进行组装,又因部件2加工时间长于部件1的加工时间,故部件2加工完成后需要一段等待部件1的时间(等待时间)。
EPST最早开始时间不是全部各组件加工时间的汇总,而是所有组件中最早的组件开始加工时间。如上图所示,本例中EPST最早开始时间为部件2的最早开始时间,即本例EPST为当前时间。
EPST最早开始时间是指的可以开始的时间,是允许项,即你可以开始生产,也可以不开始生产,EPST最早开始时间不是必须开始的时间。
我们计算得出的EPST最早开始时间不得晚于LPST最晚开始时间。EPST最早开始时间与LPST最晚开始时间的关系是:
如果EPST晚于LPST,代表预期资源不能满足需求,这时要么相办法增加资源(比如延长加班),要么减少需求或与客户沟通延迟交付。
如果EPST最早开始时间早于LPST最晚开始时间,可以选择在EPST与LPST之间的任何一个时间开始生产。
如果EPST与LPST相同,那只能在这一时间点开始生产。
APS的基本步骤4:计算相关需求的LPST和EPST
第2步与第3步分别讲了独立需求的LPST和EPST的计算,接下需要计算相关需求的LPST和EPST。为免于描述复杂,我们这里将其归为一个步骤(第4步)。
我们按BOM数据展开,可以得出物料的相关需求。相关需求的LPST最晚开始时间和EPST最早开始时间的计算思路与方法与独立需求的计算方法相同或相类似,大家可以参照第2步和第3步的介绍进行计算即可。相关需求的LPST和EPST的计算我这里就不再赘述了。
相关需求的LPST和EPST的计算这一步不可少,一是后面的计算中需要用到这些计算结果,二是相关需求的排序也是APS的主要任务和输出之一。
APS的基本步骤5:每一个工作中心LPST排序
经过前面几个步骤(独立需求和相关需求LPST和EPST的计算),我们可以列表汇总每一个工作中心的“需要经过该工作中心需求的LPST最晚开始时间”。然后,在每一个工作中心按时间先后顺序对LPST最晚开始时间所涉及的需求进行排序和排程,从而得出每一个工作中心PST计划开始时间。
实战中,在每一个工作中心对LPST排序时会遇到两种冲突。一是物料需求的冲突,二是加工能力的冲突。这两种冲突的解决需要有一定的顺序(思路)。这个顺序或思路是,先解决不同工作中心物料同时需求的冲突,再解决同一个工作中心加工能力的冲突。如果打乱顺序,可能会造成类似于Excel公式循环引起的结果,使整个解决方案失效。
1、物料需求的冲突
在前述关于APS的前提条件中我有提到,APS假设物料库存能够在约定的时间到达生产现场。不过,这个约定的时间有可能是按LPST最晚开始时间约定的,而我们在实际排序时却有可能按EPST最早开始时间进行排序或排程,这样,就会出现因计划开始早(计划提前)而造成物料跟不上,造成物料需求的冲突。
物料需求冲突的解决可按以下顺序进行(优先顺序):
排序调整。在LPST和EPST之间重新选择有冲突的需求的PST。
供应端协调解决。供应端的“协调解决”是指不增加供应商压力的解决方式。比如供应商本来有库存,协调后请其帮忙提前两天送货。
对涉及物料冲突的需求进行作业分割,分批生产以缓解物料的冲突。
客户端协调解决。客户端的“协调解决”是指不增加客户压力或成本,不给客户带来不好的体验的解决方式。比如协调后客户表示晚发几天货没有问题,早到了反而仓库没地方放,这样双方问题都得到解决。
供应端沟通解决。第二步是供应端的“协调解决”,这一步是“沟通解决”,这两个方法的差异在于“沟通解决”可能增加采购的压力或供应商成本的解决方式。比如临时采购、催料、加急采购等。
客户端沟通解决。同上一个步骤一样,是指可能增加销售压力或客户成本、影响客户体验的解决方式。比如分批发货、延迟发货等。
2、加工能力的冲突
加工能力的冲突主要指同一工作中心加工能力的冲突。
APS的前提条件中,除了物料假设,还有能力假设。——APS默认工作中心在计划区间内的总产能能够满足总需求。但实战中,总的需求能满足并不代表每一个需求都能满足,可能会存在撞车和冲突的情况。比如两个需求的LPST最晚开始时间是同一个时间,而他们的EPST最早开始时间与LPST最晚开始时间都离得比较近,无法错开,这样就出现工作中心能力的冲突。
加工能力的冲突的解决,可以采用前面文章中所提到的车间作业排序的方法进行。比如先到先服务、临界比率、最少作业数等,建议采用按最短加工时间进行排序与选择。
APS的基本步骤6:汇总生成正式的PST
经过以上5步之后,我们可以汇总生成正式的PST计划开始时间,——顺序列出每一个工作中心上订单(或作业)的计划生产数量、计划开始生产时间、计划完成时间。这些PST就形成了APS的输出,最终生成正式的车间作业计划提交审批并执行。
需要注意的是,APS的整个计算过程,如果物料需求复杂,工作中心多并且工作中心之间调整复杂时,APS的计算量将非常大,这时不太适合手工计算,需要采用系统或相关软件进行解决。