管理同樣存在不足，例如看板的生產批量比較關鍵，若有某一工序的生產批量制定的不合適，則會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生產計劃的執(zhí)行進行監(jiān)督，而JIT模式下的生產計劃的控制相對簡單，由產品線上的工人自己借助看板就可以實現(xiàn)生產計劃的控制。

2 APS在兩種管理模式下應用的比較

APS作為一種先進的優(yōu)化技術，在最近的十幾年中，被很多先進的制造企業(yè)使用。這些企業(yè)采用的管理模式有MRP也有JIT，而且APS技術與這兩種管理模式相結合的時候都有不錯的表現(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用時又有很多不同。下面本文將對APS在兩種管理模式下的相同點和不同點進行具體的分析。

2.1 相同點

APS往往是作為供應鏈管理的一個部分與企業(yè)的其他管理模式相結合的。它能幫助企業(yè)從供應鏈的角度考量企業(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，生產模擬能力和突發(fā)事件調整能力。

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。因為APS系統(tǒng)能夠在短時間內為企業(yè)的實際生產能力進行準確的評估，并能在資源優(yōu)化使用的前提下，對企業(yè)生產進度進行有效控制。這使得企業(yè)的決策者能夠隨時地了解企業(yè)的生產狀況和產能情況，在復雜的生產環(huán)境中，做出精明有效的決策。

2.1.2 APS的生產模擬能力

APS系統(tǒng)在生產模擬方面的能力對企業(yè)生產計劃制定起到至關重要的作用。APS系統(tǒng)不論在MRP模式還是在JIT模式下，都能對企業(yè)生產計劃進行優(yōu)化，并將優(yōu)化后的結果以圖形界面的方式呈現(xiàn)給生產計劃制定人員，并且APS系統(tǒng)還可以按照不同的側重點對生產計劃進行展現(xiàn)。例如，可以根據(jù)產品加工順序展現(xiàn)加工過程，也可以按照機器展現(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，計劃制定人員可以方便簡捷的安排制定生產計劃。

2.1.3 APS的突發(fā)事件調整能力

正是由于APS的短時間內的模擬能力，使得企業(yè)決策者和計劃制定人員能及時地調整生產中的突發(fā)事件，使突發(fā)事件對企業(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，機器損壞、人員缺勤、臨時插單等等。一旦企業(yè)出現(xiàn)這些突發(fā)事件，難免對生產造成影響，但是APS系統(tǒng)的出色的模擬能力，能在最短的時間內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對于兩種生產管理模式都有很好的幫助作用，但由于兩種生產管理模式的思想與運作方式完全不同，APS在兩種模式下的應用又有很多不同的地方。

2.2.1 排程思想不同

MRP模式下，產品經過BOM分解，已經能夠為各個工序準確的安排相應的機器和資源。但是MRP模式下有一個很大的缺點，就是MRP不考慮產能約束，即假設為無限產能，并且MRP模式下對于各個工序的實際加工時間安排沒有詳細計劃。這對于計劃制定人員來講，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，給出各個工序準確的開始時間、結束時間和加工時間。這就為詳細的生產計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)實現(xiàn)在資源約束下，準確安排生產任務，盡量縮短加工時間的目的。

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)的生產安排基本是用訂單來拉動的，所以訂單的交貨期在JIT模式下是非常重要的。訂單的生產依據(jù)看板向前逐級拉動，但是往往由于訂單數(shù)量較多，在一定的加工期限內，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于企業(yè)生產利益的影響有時非常大。而APS在這種情況下，主要能夠通過優(yōu)化計算，將利益的損失降到最低。所以在JIT模式下APS主要通過對訂單優(yōu)先級和資源沖突進行計算，降低企業(yè)損失。

2.2.2 驅動方式不同

MRP和JIT的管理思想完全不同，MRP是推式生產的典型模式，而JIT是拉式生產的典型模式，所以兩種模式下對于APS應用的驅動方式也大不相同。

MRP模式下。企業(yè)往往通過售前預測和銷售反饋來安排生產計劃。所以這種模式下的APS的驅動點基本來自于內部預測，這就使生產計劃的安排基本保持穩(wěn)定，APS應用的頻率一般也比較固定，得到的排程結果也相差不多。而JIT模式下，企業(yè)往往通過訂單來安排生產，所以這種模式下APS驅動點在于外部反饋，這種驅動方式突然性比較強。而且APS應用的也比較頻繁，排程結果更是千差萬別。

2.2.3 目標函數(shù)不同

APS系統(tǒng)通常需要建立相應的數(shù)學模型解決復雜的排程問題，并且通過對某一個目標函數(shù)的最優(yōu)化(最大化或最小化)計算達到最終目的。而在MRP和JIT這兩種不同的生產管理模式下，相應的目標函數(shù)模型也完全不相同。

我們建立一個簡單的數(shù)學模型來具體比較兩種目標函數(shù)的區(qū)別。先進行如下假設：

n 計劃產品數(shù)量(自然數(shù))。
s 產品開始加工時間。
c 產品加工完成時間。
d 產品的交貨期。

如前所述，在MRP模式下，APS的主要目標是在資源約束的前提下，準確安排生產任務，并盡量縮短總加工時間。所以，在MRP模式下的優(yōu)化目標應該是總加工時間最短，所以APS目標函數(shù)可以描述為：



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



2.2.4 有效算法不同

由于兩種模式所優(yōu)化的目標甬數(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)化的目標是使生產的總加工時間最短。這在國內外學術界已經有很多各種環(huán)境下的研究成果。在單機環(huán)境下，Smith在1956年就提出了wSPrr規(guī)則。并行機環(huán)境下，Satin等人的分枝定界法和Eck等人提出的啟發(fā)式算法都對本問題提出了比較好的解決方案。在復雜條件下，如流水車間、加工車間和開放車間等等，精確的數(shù)學算法已經不能處理大規(guī)模的排程運算，研究方向逐漸轉向啟發(fā)式算法，Johnson法則、CDS、RA、NEH等方法在20世紀70年代已經被提出，之后大量文獻對這一問題進行討論，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條件比較嚴格，離現(xiàn)實的生產環(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)展和大量應用，已經能夠比較靈活的解決這個問題。所以說，基于MBP模式的APS算法已經比較成熟，雖然對于某些具體問題會有一些難于處理的細節(jié)，但相對來講，在MRP模式下已經有一些比較好的APS解決方案。

而基于JIT模式的APS算法相對要復雜一些。其優(yōu)化的目標是使產品最終完成時間與交貨期的差距最小化。這種情況也有一些學者做過討論，例如在單機條件下Baker等人提出的啟發(fā)式算法能夠比較好的優(yōu)化目標。在復雜條件下，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條件都比較簡單，離真實的生產環(huán)境還有相當大的差距。其原因主要是在JIT模式下，計算的復雜度要更高，使用數(shù)學方法得到最優(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算法可以改進的地方還有很多，算法的成熟度還遠沒有達到實際應用的程度。

2.2.5 排程效果比較

下面本文通過一個簡單的例子將兩種不同模式下的APS排程做一個具體的比較。假設產品A可以分解為四個零部件，這四個零部件以及產品A的加工工序分別對應工序a，工序b，工序c，工序d，工序e(如圖1)。


圖1 產品A的BOM分解圖


基于MRP模式的APS排程的主要特點是在預期生產計劃下，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。經過排程，我們得到產品A在MRP模式下的具體生產計劃如圖2。



圖2 MRP模式下排程圖


而在JIT生產模式下，APS排程的主要特點是以交貨期為核心，同樣在通過BOM分解產品結構后，以交貨期為終點，逐級向前按照工序分解，在保證沒有中間庫存的原則下，將整個工期調整到符合提前或者延后交貨時間最小化的目的。由此，在JIT模式下，我們可以將產品A進行排程，得到生產計劃如圖3。



圖3 JIT模式下排程圖


通過以上例子的對比，我們可以清楚地看到，在完成同一個產品的加工過程中，兩種模式下總的加工時間是一樣長的。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，但是由于加工時間比較松弛，對于突發(fā)事件的應對方面，明顯要好于JIT模式。

3 研究結論及展望

本文對MRP和JIT兩種生產管理模式的特點做出了詳細對比。我們從中可以看出，MRP和JIT這兩種管理模式各有利弊，都有自己適合的領域。MBP模式適合在一些快速消費品行業(yè)應用，而JIT模式適合其他的一些行業(yè)，如汽車制造等。而APS在兩種模式下的應用也是各有自己的優(yōu)點和缺點。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，雖然對加工過程中的庫存進行了有效的控制。但是算法復雜度上，卻又比MRP模式下的應用復雜了許多，并且對于插單等問題的處理還不理想，有待于進一步改進。另外，在最近的十幾年里，不少學者，提出了集成MRP和JIT模式的觀點，而在實際的企業(yè)生產中，純粹的MRP或JIT模式，也相對較少，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的應用又要復雜了很多。基于實際生產中的需要，今后我們更多地工作應該致力于混合的管理模式中的APS應用研究。

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