管理同樣存在不足，例如看板的生產(chǎn)批量比較關(guān)鍵，若有某一工序的生產(chǎn)批量制定的不合適，則會(huì)造成其他工序的無效等待。另外，在MRP模式下，必須有車間的管理人員對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行進(jìn)行監(jiān)督，而JIT模式下的生產(chǎn)計(jì)劃的控制相對(duì)簡(jiǎn)單，由產(chǎn)品線上的工人自己借助看板就可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃的控制。

2 APS在兩種管理模式下應(yīng)用的比較

APS作為一種先進(jìn)的優(yōu)化技術(shù)，在最近的十幾年中，被很多先進(jìn)的制造企業(yè)使用。這些企業(yè)采用的管理模式有MRP也有JIT，而且APS技術(shù)與這兩種管理模式相結(jié)合的時(shí)候都有不錯(cuò)的表現(xiàn)。但是由于兩種管理模式差異較大，所以APS在兩種模式下具體應(yīng)用時(shí)又有很多不同。下面本文將對(duì)APS在兩種管理模式下的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)進(jìn)行具體的分析。

2.1 相同點(diǎn)

APS往往是作為供應(yīng)鏈管理的一個(gè)部分與企業(yè)的其他管理模式相結(jié)合的。它能幫助企業(yè)從供應(yīng)鏈的角度考量企業(yè)整體利益，并能為企業(yè)提供很多決策和管理細(xì)節(jié)上的幫助。在兩種不同的管理模式下，APS能為企業(yè)提供相同的決策支持能力，生產(chǎn)模擬能力和突發(fā)事件調(diào)整能力。

2.1.1 APS的決策支持能力

不論是在MRP模式還是在JIT模式下，APS系統(tǒng)都能為企業(yè)決策者提供很好的決策支持。因?yàn)锳PS系統(tǒng)能夠在短時(shí)間內(nèi)為企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)能力進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估，并能在資源優(yōu)化使用的前提下，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)進(jìn)度進(jìn)行有效控制。這使得企業(yè)的決策者能夠隨時(shí)地了解企業(yè)的生產(chǎn)狀況和產(chǎn)能情況，在復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境中，做出精明有效的決策。

2.1.2 APS的生產(chǎn)模擬能力

APS系統(tǒng)在生產(chǎn)模擬方面的能力對(duì)企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃制定起到至關(guān)重要的作用。APS系統(tǒng)不論在MRP模式還是在JIT模式下，都能對(duì)企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化，并將優(yōu)化后的結(jié)果以圖形界面的方式呈現(xiàn)給生產(chǎn)計(jì)劃制定人員，并且APS系統(tǒng)還可以按照不同的側(cè)重點(diǎn)對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行展現(xiàn)。例如，可以根據(jù)產(chǎn)品加工順序展現(xiàn)加工過程，也可以按照機(jī)器展現(xiàn)資源使用情況，還可以按照人員展現(xiàn)人員工作安排。在多種視圖下，計(jì)劃制定人員可以方便簡(jiǎn)捷的安排制定生產(chǎn)計(jì)劃。

2.1.3 APS的突發(fā)事件調(diào)整能力

正是由于APS的短時(shí)間內(nèi)的模擬能力，使得企業(yè)決策者和計(jì)劃制定人員能及時(shí)地調(diào)整生產(chǎn)中的突發(fā)事件，使突發(fā)事件對(duì)企業(yè)利益的影響降到最低。不論在MRP模式還是JIT模式下，企業(yè)的突發(fā)事件都是在所難免的。例如，機(jī)器損壞、人員缺勤、臨時(shí)插單等等。一旦企業(yè)出現(xiàn)這些突發(fā)事件，難免對(duì)生產(chǎn)造成影響，但是APS系統(tǒng)的出色的模擬能力，能在最短的時(shí)間內(nèi)找到合理的處理方案，將給企業(yè)造成的損失降到最小。

2.2 區(qū)別

APS對(duì)于兩種生產(chǎn)管理模式都有很好的幫助作用，但由于兩種生產(chǎn)管理模式的思想與運(yùn)作方式完全不同，APS在兩種模式下的應(yīng)用又有很多不同的地方。

2.2.1 排程思想不同

MRP模式下，產(chǎn)品經(jīng)過BOM分解，已經(jīng)能夠?yàn)楦鱾€(gè)工序準(zhǔn)確的安排相應(yīng)的機(jī)器和資源。但是MRP模式下有一個(gè)很大的缺點(diǎn)，就是MRP不考慮產(chǎn)能約束，即假設(shè)為無限產(chǎn)能，并且MRP模式下對(duì)于各個(gè)工序的實(shí)際加工時(shí)間安排沒有詳細(xì)計(jì)劃。這對(duì)于計(jì)劃制定人員來講，是一件非常麻煩的事情。而APS恰恰能夠很好的解決這些問題，APS系統(tǒng)可以使用各種優(yōu)化算法，在考慮各種約束的前提下，給出各個(gè)工序準(zhǔn)確的開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間和加工時(shí)間。這就為詳細(xì)的生產(chǎn)計(jì)劃的制定提供了很好的支持。所以在MRP模式下，APS系統(tǒng)主要是為了幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)在資源約束下，準(zhǔn)確安排生產(chǎn)任務(wù)，盡量縮短加工時(shí)間的目的。

而在JIT模式下，排程的思想有些不同。首先JIT模式是以零庫存為基本原則的。這就是說企業(yè)的生產(chǎn)安排基本是用訂單來拉動(dòng)的，所以訂單的交貨期在JIT模式下是非常重要的。訂單的生產(chǎn)依據(jù)看板向前逐級(jí)拉動(dòng)，但是往往由于訂單數(shù)量較多，在一定的加工期限內(nèi)，所能加工的數(shù)量又有所限制，所以訂單的加工順序的變化對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)利益的影響有時(shí)非常大。而APS在這種情況下，主要能夠通過優(yōu)化計(jì)算，將利益的損失降到最低。所以在JIT模式下APS主要通過對(duì)訂單優(yōu)先級(jí)和資源沖突進(jìn)行計(jì)算，降低企業(yè)損失。

2.2.2 驅(qū)動(dòng)方式不同

MRP和JIT的管理思想完全不同，MRP是推式生產(chǎn)的典型模式，而JIT是拉式生產(chǎn)的典型模式，所以兩種模式下對(duì)于APS應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)方式也大不相同。

MRP模式下。企業(yè)往往通過售前預(yù)測(cè)和銷售反饋來安排生產(chǎn)計(jì)劃。所以這種模式下的APS的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)基本來自于內(nèi)部預(yù)測(cè)，這就使生產(chǎn)計(jì)劃的安排基本保持穩(wěn)定，APS應(yīng)用的頻率一般也比較固定，得到的排程結(jié)果也相差不多。而JIT模式下，企業(yè)往往通過訂單來安排生產(chǎn)，所以這種模式下APS驅(qū)動(dòng)點(diǎn)在于外部反饋，這種驅(qū)動(dòng)方式突然性比較強(qiáng)。而且APS應(yīng)用的也比較頻繁，排程結(jié)果更是千差萬別。

2.2.3 目標(biāo)函數(shù)不同

APS系統(tǒng)通常需要建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型解決復(fù)雜的排程問題，并且通過對(duì)某一個(gè)目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)化(最大化或最小化)計(jì)算達(dá)到最終目的。而在MRP和JIT這兩種不同的生產(chǎn)管理模式下，相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)模型也完全不相同。

我們建立一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型來具體比較兩種目標(biāo)函數(shù)的區(qū)別。先進(jìn)行如下假設(shè)：

n 計(jì)劃產(chǎn)品數(shù)量(自然數(shù))。
s 產(chǎn)品開始加工時(shí)間。
c 產(chǎn)品加工完成時(shí)間。
d 產(chǎn)品的交貨期。

如前所述，在MRP模式下，APS的主要目標(biāo)是在資源約束的前提下，準(zhǔn)確安排生產(chǎn)任務(wù)，并盡量縮短總加工時(shí)間。所以，在MRP模式下的優(yōu)化目標(biāo)應(yīng)該是總加工時(shí)間最短，所以APS目標(biāo)函數(shù)可以描述為：



而JIT模式下，APS的主要目標(biāo)是盡量使產(chǎn)品的完成時(shí)間與訂單的交貨期一致。所以在JIT模式下，APS目標(biāo)函數(shù)可以描述為：



2.2.4 有效算法不同

由于兩種模式所優(yōu)化的目標(biāo)甬?dāng)?shù)不相同，因此在算法上也有很大的差別。

基于MRP模式的APS算法所優(yōu)化的目標(biāo)是使生產(chǎn)的總加工時(shí)間最短。這在國內(nèi)外學(xué)術(shù)界已經(jīng)有很多各種環(huán)境下的研究成果。在單機(jī)環(huán)境下，Smith在1956年就提出了wSPrr規(guī)則。并行機(jī)環(huán)境下，Satin等人的分枝定界法和Eck等人提出的啟發(fā)式算法都對(duì)本問題提出了比較好的解決方案。在復(fù)雜條件下，如流水車間、加工車間和開放車間等等，精確的數(shù)學(xué)算法已經(jīng)不能處理大規(guī)模的排程運(yùn)算，研究方向逐漸轉(zhuǎn)向啟發(fā)式算法，Johnson法則、CDS、RA、NEH等方法在20世紀(jì)70年代已經(jīng)被提出，之后大量文獻(xiàn)對(duì)這一問題進(jìn)行討論，陳榮秋和Ruben等人都提出了比較成功的算法，雖然這些算法的假設(shè)條件比較嚴(yán)格，離現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)環(huán)境還有一定的差別，但隨著近年來，很多元啟發(fā)式算法，如遺傳算法、模擬退火法、禁忌搜索法和蟻群算法等的發(fā)展和大量應(yīng)用，已經(jīng)能夠比較靈活的解決這個(gè)問題。所以說，基于MBP模式的APS算法已經(jīng)比較成熟，雖然對(duì)于某些具體問題會(huì)有一些難于處理的細(xì)節(jié)，但相對(duì)來講，在MRP模式下已經(jīng)有一些比較好的APS解決方案。

而基于JIT模式的APS算法相對(duì)要復(fù)雜一些。其優(yōu)化的目標(biāo)是使產(chǎn)品最終完成時(shí)間與交貨期的差距最小化。這種情況也有一些學(xué)者做過討論，例如在單機(jī)條件下Baker等人提出的啟發(fā)式算法能夠比較好的優(yōu)化目標(biāo)。在復(fù)雜條件下，Iranpoor等人也給出了比較好的優(yōu)化算法，但是這些研究的假設(shè)條件都比較簡(jiǎn)單，離真實(shí)的生產(chǎn)環(huán)境還有相當(dāng)大的差距。其原因主要是在JIT模式下，計(jì)算的復(fù)雜度要更高，使用數(shù)學(xué)方法得到最優(yōu)解的可行性更低，所以現(xiàn)在的解決方法多以啟發(fā)式算法為主，配合其他的優(yōu)化理論得到較優(yōu)解，如Rajendran提出了一個(gè)較好的啟發(fā)式算法解決該問題。但總體來講基于JIT模式下的APS算法可以改進(jìn)的地方還有很多，算法的成熟度還遠(yuǎn)沒有達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的程度。

2.2.5 排程效果比較

下面本文通過一個(gè)簡(jiǎn)單的例子將兩種不同模式下的APS排程做一個(gè)具體的比較。假設(shè)產(chǎn)品A可以分解為四個(gè)零部件，這四個(gè)零部件以及產(chǎn)品A的加工工序分別對(duì)應(yīng)工序a，工序b，工序c，工序d，工序e(如圖1)。


圖1 產(chǎn)品A的BOM分解圖


基于MRP模式的APS排程的主要特點(diǎn)是在預(yù)期生產(chǎn)計(jì)劃下，首先分解BOM，然后按照BOM分解后的零部件以及加工工序盡量早的安排生產(chǎn)。經(jīng)過排程，我們得到產(chǎn)品A在MRP模式下的具體生產(chǎn)計(jì)劃如圖2。



圖2 MRP模式下排程圖


而在JIT生產(chǎn)模式下，APS排程的主要特點(diǎn)是以交貨期為核心，同樣在通過BOM分解產(chǎn)品結(jié)構(gòu)后，以交貨期為終點(diǎn)，逐級(jí)向前按照工序分解，在保證沒有中間庫存的原則下，將整個(gè)工期調(diào)整到符合提前或者延后交貨時(shí)間最小化的目的。由此，在JIT模式下，我們可以將產(chǎn)品A進(jìn)行排程，得到生產(chǎn)計(jì)劃如圖3。



圖3 JIT模式下排程圖


通過以上例子的對(duì)比，我們可以清楚地看到，在完成同一個(gè)產(chǎn)品的加工過程中，兩種模式下總的加工時(shí)間是一樣長的。但是明顯JIT模式下，各加工工序之間的銜接更為緊湊，而且基本消除了加工過程中的庫存，而MRP模式下，加工過程比較松散，增加了加工過程中的庫存，但是由于加工時(shí)間比較松弛，對(duì)于突發(fā)事件的應(yīng)對(duì)方面，明顯要好于JIT模式。

3 研究結(jié)論及展望

本文對(duì)MRP和JIT兩種生產(chǎn)管理模式的特點(diǎn)做出了詳細(xì)對(duì)比。我們從中可以看出，MRP和JIT這兩種管理模式各有利弊，都有自己適合的領(lǐng)域。MBP模式適合在一些快速消費(fèi)品行業(yè)應(yīng)用，而JIT模式適合其他的一些行業(yè)，如汽車制造等。而APS在兩種模式下的應(yīng)用也是各有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。在MRP模式下，工序之間的銜接性不是太好，從而增加了加工過程中的庫存，而JIT模式下，雖然對(duì)加工過程中的庫存進(jìn)行了有效的控制。但是算法復(fù)雜度上，卻又比MRP模式下的應(yīng)用復(fù)雜了許多，并且對(duì)于插單等問題的處理還不理想，有待于進(jìn)一步改進(jìn)。另外，在最近的十幾年里，不少學(xué)者，提出了集成MRP和JIT模式的觀點(diǎn)，而在實(shí)際的企業(yè)生產(chǎn)中，純粹的MRP或JIT模式，也相對(duì)較少，大多數(shù)企業(yè)都是兩者兼而有之，而在這種混合的管理模式下，APS的應(yīng)用又要復(fù)雜了很多?；趯?shí)際生產(chǎn)中的需要，今后我們更多地工作應(yīng)該致力于混合的管理模式中的APS應(yīng)用研究。

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