智能工厂布局:MES与APS有何区别?

2017-09-28 17:17:35 35

MES管理系统

      MES是智能工厂的核心,将前端产品设计、工艺定义阶段的产品数据管理与后端制造阶段的生产数据管理融合,实现产品设计、生产过程、维修服务闭环协同全生命周期管理。MES的生产计划以生产物料和生产设备为对象,按照生产单元进行排程;以执行为导向,考虑约束条件,把ERP的生产订单打散,重新计划生产排程;是基于时间的有限产能计划。

      APS就是高级计划排程。应该说APS本来是MES的一个模块,也许是因为优化排产太重要了,技术门槛太高了,才拿出来单独作为一个功能软件使用。APS要满足资源约束,均衡生产过程中各种生产资源;要在不同的生产瓶颈阶段给出最优的生产排程计划;要实现快速排程并对需求变化做出快速反应。

      不能小看仅仅是一个车间一个工厂的计划排程问题,从学术上讲,这是一个大系统、复杂系统的优化问题。

      排程就是排序,就是先做什么,后做什么的问题。但是你可以这样想象,几百台大小设备、几百人同时要做各种任务,怎样才能在各种约束(设备能力、人员、时间、场地、物料等)条件下(还是动态变化的),实现目标(交货期、设备有效使用率、最低成本等)最优?

       举一个简单排序例子:假设计算机每秒可处理1,000,000序列,我们希望构建一个最优调度系统,9个jobs可以不到一秒钟就完成,11个则要一分钟,如果给定20个jobs,找出最优的排程则需要77147年!实际计划调度问题会涉及上百台设备,上千个订单(jobs),可见大系统优化排程问题非常复杂。当然,人们不会以穷举的方法傻算的。

      统筹学家、计算机专家们多年来一直在为解决大系统的优化寻找一种快速方法。统筹法、启发式、规则法、仿真法、遗传基因法等等,这些算法对一些特定的需求都有各自的特点,有些“算得快”,但结果不是最优解,有些收敛极慢不实用。甚至学术理论界都曾怀疑有没有最优解。直到前几年,美国的一位应用数学家(EYUAN SHI)发明了分割嵌套(NP)算法,证明生成马克夫链,实现全局收敛,并可以给出离最优解的置信区间。这成为解决大系统复杂系统优化问题的一条捷径。

      MES和APS在排产功能上是重叠的。不过,现在的趋势是MES和APS融为一体,实现四个闭环:

      1、需求预测和订单承诺闭环。

      2、计划与排产闭环。

      3、排产与执行闭环。

      4、订单承诺与订单履约发货闭环。形成系统自治,自反馈、自决策。