APS (Advanced Planning & Scheduling) — синхронное планирование

Что такое APS (синхронное планирование)

APS (Advanced Planning & Scheduling) — это синхронное планирование: построение выполнимых производственных графиков с учётом конечной мощности (finite capacity), ограничений по ресурсам и приоритетов заказов. В отличие от MRP (которое фокусируется на потребности в материалах) и ERP (учёт и управление ресурсами), APS синхронно увязывает оборудование, людей, оснастку, материалы и сроки в единый, реалистичный план.

Когда предприятиям становится тесно в Excel и простых правилах диспетчеризации, появляются признаки: частые переносы сроков, очереди у узких мест, высокие остатки WIP, дорогие «пожары». Синхронное планирование (APS) переводит управление из режима «ручного героизма» в режим алгоритмической действий и быстрых перепланирований по событиям. Проект Финоко предлагает готовый комплект для автоматизации управленческого учета производственной компании с возможностями продвинутого планирования.

APS vs ERP vs MES

ERP ведёт контур управления и учёта (заказы, финансы, запасы, НСИ).
MES управляет исполнением в цехе (сменные задания, статусы, прослеживаемость).
MPS — это основной производственный график, который на горизонте недель/дней фиксирует, что, когда и в каком объёме выпускать по финальным SKU, балансируя спрос и мощности и задавая вход для MRP и детального расписания.
APS (синхронное планирование) оптимизирует график при конечной мощности, учитывая переналадки, смены, окна качества и логистику.

Принципы синхронного планирования (APS)

Конечная мощность вместо «бесконечной»

MRP часто исходит из «бесконечной» мощности. APS планирует при реальной доступности: календари ресурсов, смены, квалификации, ограничения по оснастке и материалам. Поэтому планы выполнимы в цехе.

Ограничения и приоритеты

APS синхронно учитывает:

Ресурсы: станки / линии, инструменты, оснастка;
Персонал: сменность, квалификации, пересменки;
Материалы: партии, сроки поставок / годности;
Переналадки: длительность и последовательности;
Логистику: внутризаводские перемещения, узкие звенья.

Приоритеты задаются по срокам (due date), сегментам клиентов, маржинальности, критичности номенклатур.

Функции APS (синхронного планирования)

Средне- и краткосрочные планы мощностей. Недельные/суточные окна, выравнивание загрузки участков, оптимальные партии и последовательности.
Диспетчирование и перепланирование в реальном времени. «Скользящее окно», реакция на события: поломки, отсутствие материала, срочные заказы.
Оптимизация переналадок. Группировка заказов, последовательности по цвету/рецептуре/геометрии.
Управление узкими местами (TOC/DBR). Защита буферов, приоритизация на «бутылочных горлышках».
KPI и отчётность. OTD, загрузка, стабильность графика, среднее опоздание, доля переналадок, влияние на OEE и оборотный капитал.

Алгоритмы APS

1) Правила приоритета (dispatching rules)

Это быстрые «правила очереди», которые решают, кого запускать раньше, глядя на пару простых полей (срок, длительность и т.п.). Они не строят идеальный план, зато мгновенно дают рабочую последовательность.

EDD (earliest due date) — сначала заказы с ближайшим сроком.
Как работает: сортируем по дедлайну и запускаем в таком порядке.
Когда полезно: если штрафы за опоздание высокие.
Пример: у трёх заказов дедлайны завтра/послезавтра/через 3 дня → порядок: завтра → послезавтра → потом.
SPT (shortest processing time) — сначала короткие операции.
Как работает: сортируем по длительности операции (короче — раньше).
Когда полезно: чтобы быстро «расчистить очередь» и снизить среднее время ожидания.
Пример: задачи на 5, 20 и 60 минут → запускаем 5 → 20 → 60.
CR (critical ratio) — приоритет тем, у кого «времени до дедлайна» мало относительно длительности.
Как работает: считаем отношение (время до срока) / (длительность) — чем меньше, тем срочнее.
Когда полезно: когда сроки и длительности сильно разнятся.
Пример: до срока 2 часа, длительность 1 час → CR=2 (лучше); до срока 3 часа, длит. 2.5 часа → CR≈1.2 (хуже) → второй запускаем раньше.
LPT (longest processing time) — сначала длинные операции.
Как работает: сортируем по длительности от длинных к коротким.
Когда полезно: если важно не фрагментировать ресурс и снизить число переналадок/настроек между большими партиями.

Часто комбинируют правила: на литье — SPT (короткие циклы), на покраске — EDD (жёсткие сроки), на сборке — CR (баланс сроков и длительностей).

2) Эвристики и ограниченное программирование

Когда ограничений много (смены, квалификации, оснастка, материалы, окна качества, матрица переналадок), простых правил мало. Нужны методы, которые перебирают варианты умно и отбрасывают невозможные.

Constraint-based scheduling (ограниченное программирование)
Как работает:
1. Задаём переменные (старт/финиш операций, выбор ресурса).
2. Вводим ограничения (не пересекать смену, один ресурс — одна операция, есть материал, выдержать переналадку и т.п.).
3. Движок «сужает» допустимые окна (пропагация ограничений) и ищет расписание, которое удовлетворяет всем ограничениям и минимизирует цель (опоздания, makespan, переналадки).
  Плюс: даёт реально выполнимый план.
  Минус: чем больше вариантов, тем дольше поиск → часто комбинируют с эвристиками.
Генетические алгоритмы (GA)
Как работает (по аналогии с селекцией):
1. Генерируем множество «кандидат-планов».
2. Оцениваем их «фитнес» (стоимость опозданий, переналадок и т.п.).
3. «Скрещиваем» лучшие, иногда «мутируем» (слегка меняем порядок),
4. Оставляем сильнейших. Несколько поколений → улучшаем план.
  Плюс: хорошо ищет в огромном пространстве вариантов.
  Минус: нет гарантии абсолютного оптимума, нужен разумный фитнес и ограничения.
Табу-поиск / локальные поиски
Как работает:
1. Берём текущий план.
2. Делаем маленькие перестановки (обмен местами, сдвиг партии).
3. Оставляем улучшения; «табуация» не даёт крутиться на одном месте.
  Плюс: быстро «полирует» черновой план.
  Минус: без хорошего старта может застрять в среднем решении.

3) Гибридный подход (как это выглядит в живой системе)

Черновик правилами. За минуты получаем стартовую очередность (например, EDD на узком месте + SPT на вспомогательных).
Уточнение эвристиками. Прогоняем constraint-based/GA/табу-поиск, учитывая переналадки, смены, материалы, квалификации. Получаем заметно лучшее расписание.
Проверка устойчивости. Гоним «что-если»: сломался станок, не пришёл материал, добавили вторую смену. Смотрим, как «дышит» план, и подбираем веса целей (сроки vs переналадки) под ваши KPI.

Как выбрать «что включить» сейчас

Если нужен быстрый результат и ограничений немного: начните с EDD/SPT/CR по ключевым узким местам.
Если много жёстких ограничений: добавляйте constraint-based (даст выполнимость) и локальные поиски (улучшат стоимостные метрики).
Если конфигурация большая и разнородная: используйте гибрид — быстрые правила для черновика + генетика/табу для донастройки.
Если часто «штурмит» событиями: делайте короткие горизонты с частым перепланированием и запасом устойчивости (буферы, окна качества, групповка партий).

Так алгоритмы в APS «сшивают» реальные ограничения и ваши цели (сроки, себестоимость, стабильность), выдавая выполнимый и экономичный график — а не просто красивую диаграмму.

Где особенно выигрывает синхронное планирование

Дискретное производство. Многостадийные сборки, дорогостоящие переналадки — APS стабилизирует выпуск, выстраивая последовательности и альтернативные маршруты.
Процессное производство. Рецептуры, CIP-мойки, окна качества и сроки годности — APS учитывает технологические ограничения и партии.
Единичное/проектное. Длинные циклы, уникальные маршруты — APS синхронизирует критический путь и поставки.
Смежные процессы. Упаковка, логистика, аутсорс — выравнивание графиков, уменьшение «зубчатости» потока.

APS и платформа Финоко

Финоко — единый контур план-факт управления вокруг синхронного планирования (APS):

Что если в один клик. Сценарии по сменам, маршрутам, партиям и аутсорсу с оценкой влияния на сроки, себестоимость и кассовые разрывы.
Дашборды KPI. OTD и OTIF, загрузка мощностей, стабильность графика, влияние на оборотный капитал и OEE.
Интеграции. Обмен с ERP/MES и подключение телеметрии оборудования.
План-факт-анализ. Сопоставление обещаний и факта, объяснение отклонений, база для решений.

Планируете перейти на APS (синхронное планирование)? Финоко поможет пройти путь от диагностики и пилота до масштабирования, сохраняя целостность данных и измеримый бизнес-эффект.

APS (Advanced Planning & Scheduling) = синхронное планирование, которое превращает хаотичную диспетчеризацию в управляемый процесс: выполнимые графики, меньше переналадок и очередей, быстрые перепланирования и видимый вклад в сроки, себестоимость и оборотный капитал. В связке с Финоко для корпоративных проектов это поддерживается сквозной аналитикой, интеграциями и план-факт-контуром для устойчивого операционного эффекта.

APS (Advanced Planning & Scheduling) — синхронное планирование производства