研究和實施APS近二十年，這是第一次宣傳我們和利時的產(chǎn)品APS+，介紹我們在億滋北京工廠做的案子。這個案子還在實施中，實際上我們已經(jīng)在用戶真實數(shù)據(jù)環(huán)境完成了POC并獲得很好的結(jié)果；軟件系統(tǒng)的框架設(shè)計建設(shè)和核心技術(shù)已經(jīng)突破。億滋在同期邀請的參與POC的國內(nèi)外六家APS供應(yīng)商都沒有跑出結(jié)果，可見其技術(shù)門檻之高。

       億滋大家可能不熟，但是說到奧利奧、趣多多、閑趣餅干則無人不曉。億滋是世界500強企業(yè)，流程型制造企業(yè)。工廠是規(guī)模宏大的流程型全自動化的不間斷生產(chǎn)線，有烤爐、夾心、包裝等幾十臺工序設(shè)備組成。只要加進(jìn)原料一開機就連續(xù)不斷的生產(chǎn)，在產(chǎn)線末端便有不同口味品種、不同包裝形式的餅干裝箱入庫。然而，它的生產(chǎn)模式是典型的小批量、多品種、混線生產(chǎn)。

      為什么我對這個案子情有獨鐘？我覺得這才是“新質(zhì)生產(chǎn)力”。這個案子顯著的特征是：在一個人工智能的框架中，通過學(xué)習(xí)計劃調(diào)度人員的知識、經(jīng)驗和習(xí)慣并融入模型和算法中。運行這個智能決策系統(tǒng)得到優(yōu)化的決策指令，指令透過MES系統(tǒng)直接給工業(yè)控制系統(tǒng)（DCS/SCADA/PLC）管理控制生產(chǎn)線各個設(shè)備的運行。形式上它是代理了若干決策人員的工作，更重要的這個AI系統(tǒng)在實現(xiàn)訂單準(zhǔn)時交付的同時，使用了更少的資源（含時間）。這一過程沒有任何硬件投入，完全是通過模型、算法和算力實現(xiàn)的。

      與離散型生產(chǎn)模式相比，這個案子極具挑戰(zhàn)性。

      1，離散型制造企業(yè)APS排程需要滿足的約束和規(guī)則也很復(fù)雜，但是與億滋這樣的流程型APS相比還是差遠(yuǎn)了。我們做過的大型離散型制造企業(yè)APS案例包含計劃、調(diào)度和供應(yīng)鏈的約束也不到30多個。而億滋案子僅僅是車間調(diào)度計劃的軟硬約束條件就近40多個。這需要建立多層級模型集合（侍樂媛教授創(chuàng)新的元模型架構(gòu)），并調(diào)用多種優(yōu)化算法才能求解。

      除此之外，它要計算調(diào)整某些設(shè)備的速率以保證在適當(dāng)?shù)臅r刻同步切換產(chǎn)品；需要自動計算啟動最少的設(shè)備滿足生產(chǎn)；需要按照換型矩陣實現(xiàn)各種類別產(chǎn)品換型且保證換型次數(shù)最少；以及處理各種類型的清洗、設(shè)備維護(hù)，等等。

      2，離散型制造企業(yè)的APS的輸出指令是發(fā)給人（班組長/工人），告訴你什么時間干什么工作。這個輸出指令具有很大的容錯空間。而這個案子的APS指令是給設(shè)備的，全流程流水線作業(yè)模式?jīng)]有給排程軟件留下容錯的時間和空間。

      3，離散型制造企業(yè)APS的實施與企業(yè)的管理體制、機制以及員工狀態(tài)相關(guān)，存在項目實施的深淺及可執(zhí)行的程度差異；即使上線成功獲得收益很難量化，也分不清到底是APS的貢獻(xiàn)還是管理改善的貢獻(xiàn)。流程型APS的實施運行直接和設(shè)備資源打交道，沒有人的行為意識問題，只要設(shè)計正確就沒有失敗的可能。一旦上線成功，用歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，則可以直接量化APS做的貢獻(xiàn)。不論是提升了產(chǎn)能還是降低了成本，都可能是巨大的貢獻(xiàn)。

      就工業(yè)運營的全部內(nèi)容而言，無非是“決策”和“執(zhí)行”以及兩者之間的“流程”這三件事。而億滋案子中“APS+”做的事情就是“決策”，企業(yè)既有的工業(yè)控制系統(tǒng)以及MES的功能是“執(zhí)行”和“流程”。由此組成了一個完整的制造企業(yè)“工業(yè)大腦”。

      下圖是我們和利時“工業(yè)大腦”的架構(gòu)。

       工業(yè)大腦不是什么新的提法。在過去我們研究的和實踐的大部分技術(shù)都是屬于執(zhí)行層面的事情，都是關(guān)于解放“藍(lán)領(lǐng)”的技術(shù)。比如工業(yè)自動化技術(shù)、機器人、自動檢測、數(shù)據(jù)采集、機器視覺、傳感器。工業(yè)領(lǐng)域的人工智能、數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)等也多是操作層面的事情，比如自動化設(shè)計、繪圖、測試等。當(dāng)然這些都非常重要對工廠也非常實在。但是，在當(dāng)今競爭日愈激烈的環(huán)境下，一個企業(yè)能不能具備核心競爭力，成敗的關(guān)鍵是在于決策領(lǐng)域。執(zhí)行層的好壞主要影響產(chǎn)能和質(zhì)量，決策層的優(yōu)劣更側(cè)重決定了企業(yè)的利潤和成本。工業(yè)大腦的重要功能就是幫助企業(yè)用最少的制造成本，滿足市場的需求。生產(chǎn)計劃的智能化管理無疑是最重要的方法。因此，我們必須盡快補足這個方面的短板，從“解放白領(lǐng)”的角度大力發(fā)展智能制造領(lǐng)域的決策自動化和智能化。

       十年前我們證明了傳統(tǒng)APS有“致命傷”，為了表示我們的與傳統(tǒng)APS的差異，用了一個“+”。這里的“APS+”的“+”，不是加什么東西，而是一個機制創(chuàng)新，是不同于傳統(tǒng)的APS的實施方法論、是創(chuàng)新的數(shù)學(xué)建模方法和嵌套分割優(yōu)化算法的組合。早些年我們實施的APS都失敗了，后來實施APS+都成功了。
       最近APS非?；馃?，看到很多人還在復(fù)蹈我們失敗的路。舉一個例子，我們現(xiàn)在看到很多APS招標(biāo)文件要求有拖、拉、拽方式排程的功能。凡是眼睛能看到的優(yōu)化問題通常是管理問題。看似得到了局部優(yōu)化，在經(jīng)過優(yōu)化運算后再拖拉拽，大概率它會破壞整體的優(yōu)化。從本質(zhì)上說，傳統(tǒng)的APS項目之所以失敗概率很大，是由于它誕生于半個多世紀(jì)前的大規(guī)模生產(chǎn)模式，從基因上就帶著大規(guī)模生產(chǎn)模式的因子，不適應(yīng)新的生產(chǎn)模式。而工業(yè)環(huán)境進(jìn)入了大規(guī)模定制模式后，傳統(tǒng)的APS并沒有做一次脫胎換骨的進(jìn)步和改革；在小改小革的步履蹣跚走到了現(xiàn)在，以至于舉步維艱。

      說到底APS是一種工業(yè)管理技術(shù)的載體。工業(yè)管理技術(shù)是根本。一些APS項目的失敗很大的原因在于期望用管理軟件來管企業(yè)的IT思維模式。要想在這個領(lǐng)域的創(chuàng)新和突破，關(guān)鍵就在于到工廠去，到車間去研究工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場管理。

      通過億滋這個項目，有個很深刻的感受。技術(shù)創(chuàng)新是甲乙雙方共同的事情。這需要一種創(chuàng)新的意識。我們在不同的行業(yè)做成功的第1個案例都是外資企業(yè)，比如NOV、Bosch、金佰利等等。目前我們正在流程行業(yè)實施的幾個案子也是外資企業(yè)?？陀^的說，外資企業(yè)的創(chuàng)新精神和數(shù)據(jù)環(huán)境比我們的內(nèi)資企業(yè)確實要好一些。

      如果對APS+感興趣，需要進(jìn)一步了解，五天后，我們在上海會展中心的第24屆國際工業(yè)博覽會有展位，歡迎屆時當(dāng)面交流。