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MES、APS大有不同,智能工厂布局你应该知道的知识点!

日期:2020-09-17    阅读数:24

  随着制造精细化和数字化的不断发展,形成了MES制造执行系统。红云MES系统包括11个模块:1生产计划调度。2. 操作人员管理。3.生产单位分配。4. 资源状态管理。5. 产品跟踪管理。6. 质量管理。7. 文件和图纸管理。8. 设备维护管理。9. 设备性能分析。10. 车间数据采集。11. 生产过程管理。

    

  MES是智能工厂的核心。将前端产品设计和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相结合,实现产品设计、生产过程和维修服务的闭环协同全生命周期管理。


  APS是高级计划和调度。应该说,APS最初是MES的一个模块。可能是生产排程优化太重要,技术门槛太高,单独作为功能软件使用。APS应满足资源约束条件,平衡生产过程中各类生产资源,给出不同生产瓶颈阶段的最优生产调度计划,实现快速调度,对需求变化做出快速响应。


  我们不能小看只有一个车间和一个工厂的计划和排班问题。从学术上讲,它是一个大系统和复杂系统的优化问题。


  调度就是排序,排序就是先做什么,后做什么。但是你可以想象在各种约束条件下(设备能力、人员、时间、场地、材料等)在各种约束条件下(或动态变化)如何达到最优目标(交货时间、设备的有效利用率、最低成本等)?


  让我们举一个简单的排序例子:假设计算机每秒可以处理1000000个序列,我们希望建立一个最优排序系统。9个作业可以在不到一秒的时间内完成,11个作业需要一分钟的时间。如果给定20个作业,找出最优调度问题需要77147年时间。实际调度问题涉及数百台设备和数千个订单(作业),说明大规模系统是最优的,调度问题非常复杂。当然,人们不会穷尽地去做。


  规划人员和计算机专家多年来一直在寻找一种快速解决大规模系统优化问题的方法。总体规划法[总体规划法,又称网络规划法]。这些算法对于某些特定的要求有其自身的特点。其中一些是“快速”的,但结果不是最优的解决方案。其中一些收敛速度很慢,不实用。甚至学术界都怀疑是否存在最优解决方案。直到几年前,美国的一位应用数学家(eyuan Shi)发明了分割嵌套(NP)算法,证明了马科夫(Makov)是一名俄罗斯足球运动员,他在球场上的位置是后卫。实现了算法的全局收敛性,并给出了最优解的置信区间。这是解决大型复杂系统优化问题的捷径。

            

mes系统

  APS产业现状


  APS在企业中有许多成功的应用,特别是与MES模块集成的应用。钢铁、化工等过程工业的调度问题相对简单,因此优化调度易于实现。


  在离散制造中,产品的生产过程通常被分解为许多加工任务来完成。由于调度问题的复杂性,几乎所有的APS系统都使用规则或启发式算法。规则法或启发式算法的最大优点是可以快速得到可行的调度结果,但不能保证最优解和量化调度结果。对于简单的过程和较少的命令,无论什么算法,结果几乎是相同的。具有优化函数的复杂调度问题的结果会有很大的不同。


  高级计划和调度(APS)的核心是“高级”。否则,这只是计划。大量的研究数据表明,规则法或启发式法得到的调度结果与最优调度结果相差30% ~ 150%。为了最小化延迟订单的数量,优化后的APS在处理100个订单时可能会有30个延迟交付,这对企业来说是一个巨大的损失。由于优化算法的技术门槛的限制,中国市场上绝大多数“APS”产品都需要添加大量的人工干预(例如,很多规则是人为制定的,这些规则本身可能不是最优的),或者忽略了一些问题。


  在价格方面,APS的价格在12万到120万之间。对于一些流程简单的小企业来说,从人工调度到APS调度是一个过程,在决策过程中起到辅助作用。许多企业的实际生产是极其复杂的。APS是企业管理软件中技术含量最高的产品。APS的应用可以使企业的生产效率提高几十个百分点。具有真正优化调度的APS的价格定位应该至少在几十万。这说明中国的APS市场和技术还不成熟。


  需要什么样的APS ?


  APS是一款企业管理软件。具有高度智能化的生产计划调度功能。它能充分利用企业的资源条件,在多任务条件、约束条件多的生产过程中找到最优的调度结果。APS的核心是找到优化引擎的最优结果。


  在实际生产中,离散型工业企业(小批量、多品种、订单变化大)任务复杂、资源丰富、工艺流程复杂、约束条件多,是一个动态过程。企业需要的是在可容忍的时间段(例如,10分钟)内的最佳调度计划。此外,还可以判断和量化调度计划的优化程度,并预测其对未来的影响(例如可以看到三个月后的情况)。


  APS必须具有较强的适应性。企业的实际经营在不同时期可能会满足不同的要求。例如,有时需要最短的交货时间,有时需要最好的设备利用率,有时需要最少的库存,有时需要紧急插入。APS必须非常方便,能够根据企业的需求在不同时期满足企业的需求。


  APS的人机界面必须符合企业调度员的思维方式和调度习惯。让人们通过极其复杂的培训,来适应计算机的要求,企业用户无法接受。


  MES和APS的集成


  调度功能中APS和MES重叠。然而,目前的趋势是APS和MES将会被整合,实现四个闭环:1。需求预测和订单承诺闭环。2. 计划和调度闭环。3.调度和执行闭环。4. 订单承诺、订单履行和交付的闭环。形成系统自主,自我反馈,自我决策。


  到目前为止,不知道您对MES和APS的理解是否比较全面?

        

       我们鸿云MES系统是目前行业里为数不多的云计算+大数据实施方案的的高新技术企业,能解决你遇到的所有问题。


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