时硕  恩智浦NXP半导体中国有限公司

摘要：半导体行业生产制造流程的复杂性决定了使用高级计划与排程系统（Advanced Planning and Scheduling, APS）去解决生产计划和成本控制中疑难问题的必要性。APS在半导体制造业中的实施应用不仅要考虑整个供应链管理 （Supply Chain Management, SCM）的需求，更要考虑如何与用于生产执行的企业资源计划（Enterprise Resource Planning, ERP）系统进行整合。
关键词：高级计划与排程系统(APS)，供应链管理(SCM)，企业资源计划(ERP)

一、半导体生产制造中的复杂性和制定生产计划中的挑战。

    半导体生产制造通常由晶圆制造、晶圆检测、封装和测试四个阶段组成。每一个阶段都有数十个甚至上百个连续的操作步骤，其中每一步操作都有可能导致不稳定的良品率，缓慢的生产速率和低效的设备利用率。同时，半导体的设备和原材料还通常是非常昂贵的，再加上半导体市场固有的周期波动性，所以，半导体企业在做到集约化生产和同时满足客户需求方面总是困难重重。

    因此，半导体企业需要对复杂多变的生产流程进行严格的控制和行之有效的生产计划。然而，半导体生产制造流程中每个阶段在工艺上都有区别于其他阶段的独特性，这就使得制定能够满足整个半导体供应链供需平衡的生产计划变得愈加困难。

二、供应链管理系统解决方案市场中的可选项。

    基于制定半导体生产计划和SCM方案的复杂性和可变性，半导体企业要想长期生存和发展，必须使用有效适用的信息系统工具去帮助所有供应链活动的参与者进行决策分析。

    要求针对生产计划进行系统性的控制和分析，已经越来越多地体现在半导体制造业甚至几乎是所有制造业。APS是借助信息技术 (IT) 平台并采用先进分析法和供应链优化理论，开发建造的支持SCM 各方面需求的定量模型。它是从原有的物料需求计划(Material Requirements Planning, MRP), 制造资源计划(Manufacturing Resources Planning, MRP II), 分销资源计划(Distribution Resources Planning, DRP)和企业资源计划(ERP)基础上逐步演化生成的。

    根据美国高德纳（Gartner）咨询公司在2015年5月发布的基于全球范围SCM软件供应商2014年最终收益的市场调查报告，排名前五位的SCM软件供应商市场份额比较分析如图2.1所示。

图2.1 - 2014年全球范围SCM软件供应商收益比较分析

    无论是从近期的还是历史已往的市场占有率分析报告来看：SAP从开始至今都占据了SCM软件生产计划解决方案的领导地位，尤其是在拥有复杂制造流程的高科技产业更加明显。

三、如何实施SAP SCM解决方案管理生产计划。

    SAP系统的实施策略可以参照SAP软件公司标准的ASAP实施方法或是来自SAP认证的专业咨询顾问公司提出的专家建议。通常来讲，那些按照已有系统运行多年的半导体制造企业，多数会采用分阶段部署或是并行推进的方法来实施SAP，从而达到降低实施成本和风险的目的。但是，SAP系统的实施成本和风险不仅是由实施策略决定的，受具体的系统解决方案和与企业及所辖工厂车间执行流程的整合的影响往往更大。

    显而易见，如果一个企业能够将公司执行层面的ERP和下端各个工厂车间的APS都能使用来自同一个软件供应商的一整套解决方案，那么该企业会在两组系统的整合方面省力很多。SAP公司在ERP方面的解决方案是在著名的SAP R/3系统平台上逐步发展起来，现被称作SAP 企业核心组件(SAP ERP Central Component, ECC)。SAP ECC系统在处理公司层面的统筹性规划和所属生产制造执行方面的问题时，可以说是优势明显，但是在根据公司长期发展目标制定近期策略计划的能力方面则稍显不足。

    SAP高级计划优化器 (Advanced Planning and Optimization, APO) 加入SAP SCM解决方案套件中是从4.0版本开始的。它通过以下6个模块为用户在战略，战术和运营方面提供决策分析支持。

1.需求计划 (Demand Planning, DP)：提供先进的需求预测和计划工具，从而帮助企业尽早地发现需求变化。支持企业进行市场营销和促销等活动。

2.供应网络计划 (Supply Network Planning, SNP)：集成了采购、生产制造、分销和运输等多方面信息，使得短期战术规划和决策能够在一个完整独立的连续数据模型上制定。借助于启发式算法和数学最优化方法，该模块确保了职能部门和这个企业能够按照市场或客户的需求进行生产，运输和仓储等安排活动和使用资源。

3.生产计划和详细调度 (Production Planning and Detailed Scheduling, PP/DS)：支持供应链中各个生产制造单元对物料和关键甚至有限资源进行优化配置。帮助用户分析出产品从订货到交货的整个生产周期以及必需的生产资料，指导帮助企业降低库存成本和提高按时交货率。

4.全球可用性承诺(Global Available-to-Promise, GATP)：致力于判断分析客户需求的产品能否在给定的或事先承诺的日期交付，从而满足并提高按时交货率的要求，以及优化库存缓冲管理。

5.运输计划和运输工具调度 (Transport Planning and Vehicle Scheduling, TP/VS)：努力提供最快最好的运输系统方案，以达到降低运输过程中的时间和资源成本。

6.警报监控 (Alert Monitor)：贯穿DP、SNP、PP/DS、GATP和TP/VS 所有模块的非独立的警报消息系统，帮助用户及时发现计划活动中出现的问题。

    SAP APO能够根据整套供应链体系中从客户到供应商的业务要求作出计划，并通过与整套供应链体系中从销售到采购的各个职能部门进行信息交换。无论是从供应链中生产周期的时间轴来说，还是从销售到采购的组织结构来讲，生产计划在保持整套供应链体系的供需平衡和各个职能部门的紧密衔接中都起到了决定性作用。

    所以，要使SAP APO为企业发挥最大效能，做好核心模块SNP和PP/DS的配置和实施是至关重要的。更进一步，为了能够使SAP APO输出的计划方案得到成功执行，做好SAP APO和ECC之间的整合更尤为重要。SAP系统软件本身在ECC和APO之间提供了标准的接口(被称作Core Interface, CIF)，用于传输主数据和业务数据。

四、最终结论。

    对于半导体行业以及一些具有复杂的供应链网络和生产制造流程的高科技企业来说，如果已经使用或决定实施SAP ECC来进行企业资源管理和生产运营，那么都应该首先考虑SAP APO作为供应链计划问题的解决方案。这种实施策略不仅节省了项目成本，而且还节省了系统实施后的维护成本，以及使得日后的系统升级变得更加方便快捷。    

参考文献：         

[1]Luis Antonio de Santa-Eulalia, Sophie D Amours, Jean-Marc Frayret,

Claudio Cesar Menegusso and Rodrigo Cambiaghi Azevedo. Advanced Supply Chain Planning Systems (APS) Today and Tomorrow.

[2]Louis Columbus, Forbes/Tech: Gartner Supply Chain Management Market Share Update: SAP Dominates With 25.8% Share.

[3]Andreas Roberg. Affecting parameters in the selection of Supply Chain Management software support.