隨著工業4.0 的時代到來，市場環境正在快速改變，全球製造業正在面臨嚴峻的考驗，企業主們隨時都在思索要如何做才能 — 敏捷、精實、有效率。僅靠 ERP (企業資源規劃系統) 和 MES (製造執行系統) 似乎難以輔助企業達成此目標，但在擁有 ERP與MES 的基礎上加上APS (先進規劃排程系統)，就能透過系統的輔助達到：既敏捷又精實且有效率的目標。
何謂先進規劃排程系統(APS) ?
先進規劃排程系統（APS，Advanced Planning & Scheduling System）是一種透過甘特圖呈現系統模擬或數理規劃結果的系統。運算範圍包括「物料規劃」與「產能規劃」及「製造資源規劃」三個部分。透過可視化讓生產資訊更直覺，並提供即時的試算功能，方便決策者比較各種執行方案的生產資源使用率，進而提高決策品質。
APS 排單與傳統式排單差異比較
| 傳統式(ERP + MRP) | APS |
|---|---|
| 無限產能 | 有限產能 |
| 以經驗決定交期 | 以試算結果決定交期 |
| 生產計畫範疇：料 | 生產計畫範疇：人、機、料、法 |
| WIP 不可控 | WIP 可控 |
| 生產資源不透明 | 生產資源透明 |
| 資源調度彈性低 | 資源調度彈性高 |
| 以 BOM 拆解需求 | 以BOM 和生產途程拆解需求 |
※MRP：物料需求規劃(Material Requirement Planning, MRP)，詳細介紹請看維基百科
APS 的核心概念
APS 系統的排程計算是以產品結構(BOM)、生產途程(Routing) 展開生產時間及材料的需求後，在做生產資源調度及生產排程規劃，大致可用「生產資源管理 」、「生產計劃維護」、「資訊即時化」三個面向涵蓋 APS 的核心：
生產資源管理
- 人：管理人員歸屬產線、出勤班別、每日出缺勤、員工技能。
- 機：管理機台歸屬群組、機台維修保養、機台模治具對應。
- 料：管理原材料的MOQ、Lead Time等等資訊，及維護採購分批交期。
- 法：管理產品途程中的各製程 Cycle Time、最低稼動人機比例、製程與機台群組對應關係、製程與生產線對應關係。
生產計劃維護
| 生產計劃建立 |
用訂單預交日期當作起算基準，以產品途程參照生產資源【後拉】出各製程的預計投產時間、預計完工時間，並透過物料投產時間反推物料採購計畫，同時預定(Booking)資源群組(生產線人員、機台群組)的資源。 |
| 生產計劃調整 |
此環節將【不同生產計劃、同製程】的生產任務排定在一起，這樣就可以減少換線頻率最終達到降低換線成本。但僅限於高換線成本的製程，如有最低生生產數限制的製程。 |
| 生產計劃派工 |
生產前夕確認(confirmation)生產資源，指派生產任務給實際的人員與機台，並同時通知相關人員及發布生產看板(kanban)。 |
| 生產插單試算 |
當有訂單插單生產時，可透過生產插單試算功能，試算插單前後的人員利用率、機台稼動率、後續生產計劃的延遲完成日等等資訊，以此衡量插單的成本。 |
| 計劃偏差校正 |
當生產任務的進入(Check in)及結束(Check out)的時間點發生提早或延遲，除了第一時間告知生管單位做資源協調以外，系統還必須具備定時校正生產計劃的能力，如此一來才能保持生產計劃的精確性。 |
資訊即時化
必需擁有一套即時通知的系統，在生產計劃發生延遲的時後第一時間通知生管人員在第一時間做出反應，以下歸納出比較常見的情況及應對模式：
- 提早完工：釋放已Booking 的生產資源，並由生管決定釋放的資源是要用於插單生產還是前提執行後面的生產計劃。
- 生產延遲：發生生產延遲時，需由生管判定是否可以透過開加班消化延遲時數，如果可以就開加班並重算生產計劃，反之則必需通知業務做延遲出貨處置。
- 物料遲交：當發生物料遲交時，處理手法同生產延遲的手法。但可透過在達交日期前設定與供應商確認是否能如期出貨，來降低發生物料延遲的機會。
- 人員臨時請假：由生管判斷能否有空閒人員可以跨線支援，如果沒有即釋放機台資源。後續處理手法同生產延遲的手法。
- 機台臨時故障：由生管判斷能否有閒置機台可以借調支援，如果沒有後續處理手法同生產延遲的手法。
APS 與各系統的關係
| ERP 企業資源計劃系統 |
APS 運算中使用的核心資料大部分都來自於ERP系統，如：產線資訊、訂單資訊(品號、數量、預交日)、產品結構、產品途程等等。APS 的運算結果也很回饋給ERP 系統，如：將各製程的預計開工/完工時間回寫到製令單、將物料規劃結果以採購單形式回饋等等… |
| MES 製造執行系統 |
APS 屬於計劃行為 MES則是實際執行的動作，可透過MES實際執行狀況即時修正 APS 的生產計劃，保持計劃的精準性。有計劃數量跟實際數量即可算出效率。 |
| HRM 人事薪資系統 |
APS 排單與人員相關的部分皆可參考 HRM 系統，如：人員歸屬產線、人員班別、人員出缺勤，另外HRM 的人員內外訓也可轉換成人員的職能表，讓排單的精確度更高。 |
| SCM 供應鏈管理系統 |
透過 SCM (供應鏈管理) 系統，搭配生產計劃所展開的物料需求時機與數量，匹配出最好的供料計畫，以求料可以隨到及用，並且供應商也不需要備很多庫存。 |
APS 如何實踐精實生產
APS是以「後拉」的方式展開生產計劃，此部份與精實生產的後拉(精實五大原則之一)相同，透過拉動生產活動，由後製程拉動前製程、前製程拉動倉庫、倉庫拉動供應商，取得各階段精準的時間和數量。再使用後拉的結果規劃生產排程及採購計畫以達到 JIT* 並發出Kanban* 當做生產行為的執行依據，當資訊透明後就可以解決精實七大量費中的庫存浪費、等待浪費、生產過量浪費。
JIT ：Just In Time，透過後拉的方式，由需求來決定剛好的抵達時間及剛好的數量，以減少庫存、縮短工時、降低成本，提高生產效率。 Kanban：生產看板，用於傳遞後拉結果的生產指令。JIT 系統將看板三大類：生產看板、傳送看板和臨時看板，所有的生產行為都必須接收到看板指令才可進行。 延伸閱讀：精實生產-工業4.0的關鍵拼圖
結語
俗話說得好凡事都要謀定而後動，產品製造也一樣，有好的生產計劃，除了可以降低WIP、減少成本、減少浪費、增加資金流動，還可以因應變化快速做出調整，如此就能達到既敏捷又精實且有效率的目標。