APS是高级计划与排程(Advanced Planning and Scheduling)的简称,主要用于均衡供应链与生产过程中各种资源;在不同的供应链与生产瓶颈阶段给出最优的生产计划与排程;实现快速计划排程并对需求变化做出快速反应。
面对当下的众多挑战,越来越多的企业开始关注和推进APS实施应用,以实现对企业内外资源与能力进行优化和调整,对变化快速评估和响应。有观点认为由于APS基于供应链管理和约束理论,涉及到大量的数学模型、优化和模拟技术,对基础数据要求较高, APS目前覆盖率较低,实施成功率不高,应用效果参差不齐,真正可以落地在企业中实施的案列并不多。
因此,e-works策划采访了多位APS实战专家,形成系列文章,以探寻企业APS成功实施应用的秘诀。 本文是系列文章的第一篇,将从APS市场的角度,重点梳理服务国内制造企业的APS厂商,并对国内APS市场发展现状及趋势进行分析。
在本文的撰写过程中,得到了APSS高级计划与排程协会会长蔡颖、APS实战专家秦峰、供应链专家李忠华、北京理工大学数字化制造研究所所长王爱民以及西门子、谷斗科技、Asprova、悠桦林、不工软件、杉数科技、网蓝通用、云筹优化等厂商的大力支持,在此一并感谢。
一、APS逐渐成为企业“刚需”
随着我国劳动力成本、原材料成本和能源成本不断攀升,国际贸易争端愈演愈烈,人口红利日渐消退,我国制造业面临着前所未有的压力和挑战,企业要想立足于不败之地,必须紧跟市场变化,做出适当的调整,从而获取更多的经济效益。而面对小批量、多品种生产、销售预测难、订单周期短、市场波动大等困扰:
01如何判断订单能否满足客户交期?
02如何提升生产效率?
03如何平衡需求和产能供应不匹配?
04 如何实现上下游协同生产,确保订单按时交付?
05 如何估算需要物料数量?
06 如何实现库存和需求平衡,做到既有安全库存以备需求波动,又能减少库存降本增效?
07 如何应对突发订单变更或生产异常影响?
08 如何找出无法完全满足生产需求的原因?……
多年来,制造企业通过PLM、ERP、MES、WMS等工业软件的应用,已取得了很好的收益。 而在计划优化与排程方面,传统凭借经验手工排产的模式已经无法满足企业当前需要。对于产品品种结构单一的企业,迫切希望通过APS的应用实现车间优化排程,以最大化提升产能利用和减少不必要的生产成本;销售渠道多样、产品种类繁多的企业,希望通过APS的应用,在实现产能最大化利用的前提下,结合不同产品的边际利润,实现企业与市场的供需平衡和利润最大化;而对于生产工艺复杂、产业链上下游存在大量不确定性的企业,更是迫切希望利用APS软件,在支持灵活可配置的复杂排产规则的同时,考虑多种优化策略,进行what-if的多策略模拟,找出符合企业当下环境的最优生产策略,并能根据环境变化快速响应,实现企业各种资源的动态最优化配置。
对于制造企业而言,APS已成为企业智能制造建设的刚需,随着企业APS需求的逐渐ⅲ�APS市场呈现出蓬勃发展的态势
二、APS软件市场特点与动态
纵观APS软件市场,国外主流的APS软件基本都发源于上世纪90年代初期,到现在已经有了三四十年的工业经验积累和技术算法积淀,并已经在多个不同的行业进行了实施和全球化推广,而我国APS软件发展起步较慢。但在当下,随着算法的不断发展,国产APS供应商不断涌现,各类APS软件已层出不穷。APSS高级计划与排程协会会长蔡颖表示,目前国内比较活跃的APS软件供应商包含以下几类,各有所长。
◉ 早期专注工厂排程的APS厂商;
◉ 国内大学或研究机构孵化出来的APS厂商;
◉ 创始人留学归国创办的APS厂商;
◉ ERP、MES等厂商收购或开发的APS厂商;
◉ 国内外工控厂商收购的APS厂商;
◉ 源自数据分析与数据中台的APS厂商;
◉ 工业互联网平台或大型电商平台的APS厂商;
◉ 大型制造企业自研推出的APS厂商等……
从专注的领域来看,这些APS厂商有的擅长实践经验、有的擅长算法、有的擅长咨询交付、有的专注细分行业、有的平台化可配置、有的擅长量身定制等等。整体来看,当下APS市场正呈现出以下特点与态势。
1.APS软件市场处于“春秋”时代
根据e-works不完全统计,目前服务于国内市场的APS厂商超过50家,市场上活跃的除了西门子、达索、Asprova、安达发、永凯、云筹优化等老牌APS厂商,也有近年来发展迅速的谷斗科技、美云智数、悠桦林、赛意信息、不工软件、杉数科技、数策软件、芍园科技、富通科技等新兴厂商。从成立时间来看,2014年以后新成立的APS厂商数量达到23家,占比达42.6%。这表明,随着企业APS的需求逐渐增多,越来越多的厂商选择进入供应链计划优化与生产排程赛道,APS软件市场迎来了群雄逐鹿的“春秋”时代。
蔡颖表示,预计三至五年,经过大浪淘沙后,APS市场会形成战国争霸的状态。处在不同发展阶段与不同行业的制造企业,都能找到适用的计划排程软件,软件名称是否叫APS高级计划与排程不重要(可以是业务集成计划lBP、销售运营计划S&OP、供应链计划SCP、协同计划预测补货CPFR、全局订单可承诺计算交期赢利计算优化ATP/CTP/PTP、详细的数字化智能排程DS等),只要能通过数据、模型、算法帮助企业自动地、智能地优化订单准交率、库存周转率、资源利用率、最大化收益率即可。面对众多APS市场入局者,谁能脱颖而出,逐鹿中原,我们将拭目以待。
2.APS软件聚焦行业应用
与MES软件相同,APS软件也存在较强的行业属性,在流程行业,APS主要解决顺序优化的问题;在离散行业,APS主要解决多工序、多资源的优化调度问题;对于具有项目管理业务的企业,APS主要解决关键链(资源约束)和成本时间最小化问题。APS软件供应商在搭建自己的APS软件时,通常需要根据解决问题的不同来决定采用哪种算法引擎。
当前,APS厂商逐渐聚焦擅长的领域与行业应用场景提供服务。例如数策软件专注汽车及零部件行业;谷斗科技重点服务汽车与零部件、机械装备与医药行业;杉数聚焦电子、汽车等行业;不工软件聚焦离散型的注塑、纺织、半导体、汽配、线缆行业,流程型的食品、制药行业以及项目型的装备行业;飞弗信息聚焦纺织行业;数夫软件及赛思软件聚焦家居行业;云筹优化聚焦装备制造、日化、汽配、机加等行业;悠桦林聚焦锂电池光伏等新能源、汽车及汽车零部件、家电和消费电子、玻璃加工等行业;作为Flexsche在中国的代理商和实施服务商,网蓝通用则主要聚焦机加工行业,解决方案涉及到半导体、SMT贴片、冲压、精密部件制造、中小型设备制造等等。
3.APS功能被融入MOM平台
当下,随着MES逐渐向MOM制造管理集成平台延伸发展,MOM越来越受到企业的关注。传统MES系统以生产管理为核心,而MOM是一种由多种软件构成的制造管理集成平台,涵盖了制造运行管理内的全部活动,包含生产运行、维护运行、质量运行、库存运行四大部分,APS作为MOM中负责计划排产的重要模块,通过与MES协同应用可以实现滚动排产,帮助企业将各种生产运营活动链接在一起,助力企业优化资源配置、快速应对市场。
因此,不少MES厂商在推出MOM平台时,或整合、或自研、或合作开发推出了相应的APS模块或系统。例如,西门子就将Preactor APS解决方案整合进MOM平台Opcenter,为企业提供端到端的生产可见性,帮助决策者们轻松找出相关制造流程中需要加以改进的部分,并制定必要的操作调整以使生产更加流畅和高效。同时,国内的盘古信息、赛意信息、摩尔元数、佰思杰、艾普工华等供应商也自研推出了各自APS解决方案和MOM平台。兰光创新和元工国际则通过代理德国JobDISPO APS解决方案,为制造企业提供一体化服务。但也有观点指出,涵盖在MOM概念里的APS,并不能算是真正意义上的APS,它提供的只是短期计划排产功能。无论如何,企业在选择APS软件时,能满足真正需求最为重要。
4.集团供应链计划需求不断涌现,
带来新的市场机会
在工业企业中,可将APS系统粗略划分为工厂级APS和供应链级APS。工厂级APS基于有限产能约束,从生产运营维度帮助企业更合理的规划订单交期承诺、生产均衡计划、生产排产、优化换型时间、优化物料配送等,并将结果下达到MES系统。供应链级APS是从集团或供应链层面进行计划优化,包括面向生产制造领域的供应链网络设计、需求计划、供应链计划、多级库存优化、多工厂主生产计划和详细排产,以及物流、设施、人员的计划与优化。
当下,大多企业对于APS的需求集中在工厂级的计划与调度排产,包括交期承诺、产能预估、计划排产、物料齐套与欠料分析等方面。但随着数字化技术向各业务领域不断渗透,制造企业从粗放式扩张转向精细化运作,供应链作为制造企业的命脉中枢,成为了企业转型的“主战场”。尤其在疫情导致的断供风险面前,制造企业希望通过APS的应用,拉通供应链业务端到端流程,打通销售预测、产销计划、生产计划、车间排程、物料计划、生产备料、物料齐套等供应链计划环节,进一步实现供应链上下游业务整体协同与效率提升。随着企业集团供应链计划需求不断涌现,给众多APS软件商带来了极佳的市场机会,许多厂商也已推出了相应的供应链计划解决方案。
5.APS作为工业APP,
融入工业互联网生态
随着我国深耕制造业数字化转型,加快工业互联网创新发展,推进工业互联网生态建设也成为当下大力发展的方向。目前,工业互联网厂商开始提供丰富的API和低代码开发能力,吸引生态合作伙伴以及客户开发和扩展APP的功能,APS也开始作为工业APP集成在工业互联网平台中,基于采集到的各类工业数据进行生产排程,满足用户动态多变的需求,推动制造企业的数字化转型升级站上新的高度。
6.国内APS厂商获得资本青睐
近年来,我国正大力推进国产工业软件的发展。2021年,工业软件首次入选科技部国家重点研发计划首批重点专项。在工信部、发改委、教育部、科技部等八部委联合发布的《“十四五”智能制造发展规划》也提出,70%的规模以上制造业企业基本实现数字化网络化,并实现智能制造装备和工业软件市场满足率分别超过70%和50%。在国家政策大力支持的背景下,国产工业软件受到资本的高度热捧,迎来了资本风口。
APS软件是智能制造的一个重要环节,也逐渐吸引更多的资本、厂家、智力的投入。2021年2月,数策完成了1亿元人民币的新一轮融资,投资方为SIG海纳亚洲。在此之前,数策软件已先后获得来自千乘资本、五源资本、宇新大数据的多轮投资。2021年3月,悠桦林宣布完成B轮及B+轮近亿元人民币融资。融资将进一步加强悠桦林在运筹优化领域的技术优势和顶级运筹人才的招募,继续深耕运筹优化这一垂直领域,完善算法、产品、服务体系,加速智能决策解决方案的商业化落地。2021年7月,宾通智能完成近亿元A+轮融资,用于产品研发、团队扩充、市场推广及行业拓展。2021年10月,商简智能完成千万元天使轮融资,将继续加大研发投入,持续推进解决方案产品化,加速团队扩建。2022年4月,沛元智造宣布完成千万级人民币天使轮融资,融资将主要用于研发投入,包括扩大算法平台研发团队规模以及加速云端SaaS架构的搭建。成立于2022年4月的清智优化也于近日完成数千万人民币天使轮融资,将主要用于产品开发和市场拓展。
7.微服务、云化成为APS软件部署重点
为实现企业级的资源配置优化,APS需要海量的数据和复杂算法加持,因此在软件架构上,APS厂商目前多采用微服务、容器化部署、B/S架构、低代码平台等主流技术架构,以实现灵活的云化、分布式部署方案和各种数据接口格式支持。基于微服务架构的APS软件可将企业生产流程中所需的功能进行模块化,根据不同企业的需求“量体裁衣”,输出适配的解决方案。同时,不少APS厂商开始积极部署SaaS解决方案,以应对中小型企业提升生产运营优化能力的需求,如众创智造、云筹优化、健精智能等均推出了SaaS APS解决方案。
在软件架构上,APS的发展正不断融入当下的先进的理念,目前提出的MBSE和数字主线等理念对于APS来说也会带来架构乃至配置模式的转变,包括面向用户使用的应用配置以及内部的模块化组织开发配置等。
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