APS技术范文（精选10篇）
APS技术 第1篇
关键词：供应链管理,APS,生产配销,优化模式。
0 引言
在全球化竞争压力下, 企业在成本、服务、质量的绩效已经成为生存的必备条件, 因此企业必须从供应链的角度来思考, 利用有效率的方法来整合供货商、制造商、仓库, 使得产品能以正确的数量生产, 并在正确的时间配送给客户, 为的就是在一个令顾客满意的服务水平下, 使得企业整体系统成本最小化, 获得竞争优势。企业的供应链体系已有完整的上、中、下游厂商, 而且工厂和其他厂商之间已建立完整的供应链体系。供应链上可能包括了不同国家、不同地区的合作厂商或企业的子工厂, 所以企业和其他工厂在生产的流程上必须紧密的配合, 实时、准确地送达原料或产品是整个供应链配销网络成效的关键[1]。
然而大多数企业的生产仍停留在传统的生产计划与排产阶段, 主要以人工手动的方式配合简单的计算机表格的功能来完成巨大的生产配销计划, 在时效性和准确性上无法满足企业竞争的要求[2]。此外, 各部门的计划也是分开设计, 并没有完全的协调一致。以上状况使得企业的产销不能够平衡、同步的完成整体计划, 造成了很多浪费。近些年发展起来的高级计划与排程系 (APS) 统克服了传统规划方法的不足, 其系统能够同时考虑供应链整体资源的现状、物流的供给、利用先进的计算机和高级数学规划技术给企业的生产配销提供准确、实时的决策, 成为企业进行生产配销供应链管理重要的规划及控制者。
本文针对企业在MTO生产环境下, 应用高级计划与排序系统完成生产配销的供应链优化模式, 并利用APS技术构建企业生产配销供应链优化模式, 在企业规划上提高效率, 实时掌握可行的规划结果, 确定企业物料采购数量及来源、生产的数量与配送的方式及数量, 使企业生产配销的过程中成本最低, 达到顾客的满意率。
1 企业供应链管理
根据美国供应链协会对供应链的定义:供应链包含了从生产至运送最终产品到顾客手中这项过程的所有活动, 并串联了制造商的供货商到最终顾客的所有成员。Vrijhoel等[3]提出了一般供应链的型态, 它涵盖计划、原料、制造、配送四项基本的处理作业, 广泛地定义为包含管理需求及供给的平衡, 原物料和零件的取得、制造、仓储及存货追踪、订单输入及管理、实体配送的物流活动和运送至最终顾客的完整过程。供应链管理是涵盖生产与配送最终产品所作的努力, 其对象从供货商到顾客, 其目的在透过顺畅、及时的信息流动, 以及链上所有成员之间密切的协调配合, 使顾客获得满意的产品与服务, 企业获得应有的利润并且可持续发展。
供应链管理其目的是要充分地掌握从原料的供应到顾客间物料流和信息流, 保证企业能够获得适时、适质、适量的物料, 以满足下游顾客的实际需求。供应链管理的主要功能包含需求预测、需求来源、采购、库存管理、配销运输以及其他的相关功能, 实现这些功能的协调一致, 就要有精确的规划能力, 而高级计划与排程技术可以实现供应链的最优规划。
2 高级计划与排程简述
2.1 传统计划与排程的缺失
传统的生产计划与排程系统历经了许多修正与演进, 但在整个模式或系统的设计上, 却普遍实行分隔式的模块架构, 亦即对系统中各个不同的功能模块, 均各自独立开来运作, 由于各功能模块间无法做到有效的整合, 不仅使得系统内的信息沟通变得非常困难, 更严重影响了企业在进行管理计划或排程工作上的时效与质量。在传统分隔式的模块架构中, 对于厂商的主计划排程, 以及与工厂作业相关的执行计划, 均是以独立的观点来进行运作;同样在厂商的资源分配上, 亦将产能计划与物料计划分开来处理, 不仅需对规划结果进行反复的调整, 更有对信息传播的正确性与效率性的疑虑。
2.2 高级计划与排程定义
高级计划与排程主要针对传统计划与排程的缺失所延伸出来的新一代计划系统, Errington[4]对APS的定义为:APS利用先进的规划技术, 得到快速且合理的规划结果, 并且能够协调企业的销售、采购、生产等活动, 使企业的供需达到平衡。Turbide[5]则指出:APS利用复杂的建模技术与强大的运算引擎, 包括数学模式 (线性规划) 、网络模式 (限制理论、限制满足技术等) 或模拟方法等技术, 以解决生产规划人员所遇到的生产规划问题。根据AMR[6]的文献得知:广义的APS依据其详细度与规划时程的范围, 可分为策略规划、长期规划、中期规划与短期规划等四个阶层, 各阶层的规划内容均对应了APS系统的不同功能模块, 如:供应链策略规划、供应链网络规划、需求规划与预测、销售与作业规划、存货规划、供应链规划、可允订货数量、制造规划、配销规划、运输规划、现场作业排程、出货排程。
大致说来策略规划范围较广, 属于决策供应链网络架构, 生产工厂、配销中心、仓库、客服中心、供货商的数量、位置及彼此之间链结关系等问题。长期规划的规划时程由3个月到18个月, 规划内容是在有限资源 (如物料、产能等) 之下从事多厂区的排程规划, 中期规划承接上者, 根据各厂区的物料、产能供给状况, 规划各厂区的物料采购与产品制造规划, 最后短期规划依靠产品特性, 考虑现场的机器、人员与物料资源等限制条件, 决定最佳的现场调度。整个供应链规划的范围比较广泛, 本文将重点介绍中期规划的供给规划与配送规划当中, 利用APS先进的规划技术模块, 根据各生产单位之物料与产能的供给情形, 规划各单位的物料采购与产品制造计划, 以最低的成本, 正确且实时地满足物料、产品、顾客的需求。
3 供应链结构与供应链流程优化模式
从供应链的角度看, 供应链的结构可以分为三个层次:1) 供货商, 这一层的主要活动在于提供原料给下一层的制造商, 作为下一层的输入。2) 制造商, 这层主要把上游所提供的原料转换成最后的产品, 属于这层的制造商会被组织成好几个不同的集合或称为次级层, 每一个次层厂商群的输出即是下一个次层厂商群的输入, 原材料的流动是这个层次活动的重点。3) 配送网络, 这个阶层的重点在于对产品产生最终需求。这一阶层包括消费者、配送商、交易商等。物流活动的规划亦是这一个阶层主要重点。
另外, 从较高层次的观点可将供应链分解成两个基本整合流程, 即生产规划和库存控制、配送和物流管理。生产规划包括真个生产制造流程, 包括原料的获取与排程、制造工艺设计和原料库存的管理与控制。库存管理包括整个存储物料的策略, 包括原料、在制品、最终产品。配送和物流管理主要包括管理与设计产品如何从仓库到零售商, 包括运送路径、运送次数, 也包括这些中继站最终存货管理。供应链问题的研究主要分为两大类:网络流建模和选择价值建模。网络流建模主要研究如何以长期的观点来设计和规划整条供应链, 这种供应链的决策模式使用的频率较低, 主要是针对长期的供应链优化分析。网络流建模又分为车间布置问题与供应链的协调问题, 前者主要决定车间的布置组合, 后者主要讨论供应链上的协调问题。选择价值建模注重如何转换产品组合, 以适应市场环境和产业环境的变化。
将上述供应链结构中的各项活动用模式形态表述, 能够获得各项活动的最有效规划和控制。模式形态由适当的函数和参数值设定, 通过设定不同的目标函数, 运用数学运算获得各项活动的最优数量配置, 能够有效优化供应链的协调问题。国内外学者对于供应链流程提出了不少优化模式, 有适应各种产业的通用优化模式。根据模型中变量和参数的选取, 能够得到不同产业的供应链流程优化模式。
4 企业生产配销供应链优化模式的建立
4.1 问题描述
根据某一制造业的特性进行模式构建, 本模式的假设环境为多周期、多产品、多车间环境下, 产业供应链主要由上游供应商、制造商、最终客户三个阶层构成。输入已知的各种参数, 结合各阶层的限制条件, 能够求解出该模式的最佳采购量、生产数量和配送至最终消费者的数量。该模式主要由三个环节构成, 即采购、生产加工、配送。1) 采购, 各厂商在面对下游需求时, 根据不同原料供应商的供货能力、供货价格、配送成本, 决策出各供货商的最佳原料供应量, 满足下游客户的需要。2) 生产加工, 各加工厂获取到原材料后, 根据各加工厂的产能限制和客户的需求状况, 决定最佳生产数量、生产方式、生产时间等生产作业计划。3) 配送, 在各加工厂完成最终产品的生产后, 考虑不同加工厂的库存能力、存储成本和运输成本, 确定最佳的配送数量满足最终顾客的需求。
与上文学者提出的生产配销模式进行比较, 得出该模式的生产配销的特点:
1) 在原料采购上主要采取JIT方式, 所以本优化模式忽略原材料的库存成本。
2) 在激烈的市场竞争状况下, 市场演变为服务质量为上的竞争。制造业强调及时配送, 为了稳定顾客, 不降低顾客的服务水平采取不惜高价成本运输。因此, 本模式将顾客服务水平加入模式的约束条件中, 以便使决策符合一定的顾客服务水平要求。
3) 企业依据实际需求进行各项参数的设定, 如:产能限制、成本参数、顾客服务水平等。
4.2 优化模式构建
将制造业所面对的生产配销环境要求, 建立数学优化模式, 以运筹学中的整数规划方法, 获取成本最小化的求解模式。以下为模式的参数变量、目标函数和约束条件说明。
1) 相关符号及变量说明
下标说明, s:第s个原料供应商, s=1, 2, …, S;i:第i个工厂, i (28) 1, 2, (42) , I;c:第c个顾客c (28) 1, 2, (42) , C;t:第t个时期, t (28) 1, 2, (42) , T;m:第m种原料, m (28) 1, 2, (42) , M;j:第j个产品j (28) 1, 2, (42) , J。已知参数说明, Dcjt:第t个时期第c个客户第j种产品的预测需求数量;Psmt:第t个时期第s个供货商的第m种物料的单位价格;RPsimt:第t个时期由第s个供货商到第i个工厂运输第m种物料的单位运输成本;PLsimt:第t个时期由第s个供货商到第i个工厂运输第m种物料的单位运输成本;DLicjt:第t个时期由第i个工厂到第c个客户运输第j种产品的单位运输成本;Cijt:第t个时期第i个工厂正常生产第j个产品的单位生产成本;OCijt:第t个时期第i个工厂加班生产第j个产品的单位生产成本;ICijt:第t个时期由第i个工厂存储第j个产品的单位库存成本;Fsmt:第t个时期第s个供货商提供第m种物料的上限;amj:生产第j个产品需要提供第m种物料的消耗量;bijt:第t个时期第i个工厂第j种产品的库存容量上限;Rct:第t个时期对第c个客户的最低供货率;LXijt:第t个时期第i个工厂生产第j个产品正常时间的上限;LOijt:第t个时期第i个工厂生产第j个产品加班时间的上限。决策变量说明, Xijt:第t个时期第i个工厂正常时间生产第j个产品的数量;Oijt:第t个时期第i个工厂加班时间生产第j个产品的数量;Asimt:第t个时期第i个工厂向第s个供货商采购第m种物料的数量;DAicjt:第t个时期第i个工厂配送第j个产品到第c个顾客的数量;Eijt:第t个时期第i个工厂中第j个产品的库存数量。
2) 优化模式的目标
优化模式目标TI的J数学描述如下:TIJ
优化模式的目标位最小化成本, 该模式中考虑了四种成本, 即生成成本、采购成本、运输成本和库存成本。 (1) 生成成本主要分为正常时间生产成本和加工时间成本, 两种成本都是由生产的数量乘以单位加工成本, 上述公式中的第一项和第二项分别为正常时间生产成本和加班时间生产成本。 (2) 采购成本为工厂向上游供货商购买原料的成本, 为上述公式的第三项, 等于采购原料的数量乘以原料的单位售价。 (3) 运输成本主要包括原物料运输成本和产品运输成本, 一般运输成本根据不同的运输方式的变化而变化。上述公式中的第四项和第五项分别为原料运输成本和产品运输成本, 等于运输量乘以运输物品的单位运输成本。 (4) 库存成本。由于装备制造业采用JIT的生产模式, 要求达到零库存, 因此原材料的存储成本忽略不计, 上述公式最后一项为产品的存储成本, 等于产品数量乘以产品单位存储成本。
3) 优化模式的约束条件
优化模式的约束条件主要分为以下五种:
(1) 原料的限制
工厂采购原材料的数量应该受到供货商的能力约束, 不能超过其供货能力的上限, 表达为其中采购原料的数量等于生产所需要的原材料, 即
(2) 生产能力限制
工厂由于厂房、机器加工能力等因素, 存在产能上的限制, 即
(3) 存储能力限制
由于仓储能力的限制, 工厂每个时期的存储成品的数量小于最大存储量的限制, 即jJ (28) 1Eijtb it;并且本期的存储量等于上一期存储量加上本期生产量再减去本期的产品配送量, 表达为:
(4) 顾客服务水平的限制
工厂针对不同的客户设定不同的服务水平, 但是限制的供货率不得低于某一个值, 即
(5) 决策变量的非负数限制
决策变量都为整数变量且
该供应链生产配销优化模型的建立能够针对一般情况, 依据各个厂商所处供应链的环境, 收集不同的参数, 能够得出最小成本值的为目标的供应链优化效果。
5 结论
供应链管理的研究和发展趋于成熟, 传统的生产规划技术在成本和效率上已不能满足企业的需求, 利用高级计划与排程技术能够建立一套规划与资源分配的优化模式, 同时考虑供应链中生产配销体系各阶段的资源分配和限制, 针对不同的环境模式进行不同的设定, 包括了模式目标、参数变量假设等。基于JIT导向的企业生产配销环境下, 将顾客服务水平的变量代入优化模型, 以运筹学研究的整数规划构建成本最小化的数学模型, 提出企业生产配销的供应链优化模式, 使得决策者能够对整体供应链做出实时的优化决策。
参考文献
[1]陈可嘉, 叶舒婷.面向供应链的高级计划与排程的混合整数规划模型[J].中国机械工程, 2012, 23 (14) :1688-1692.
[2]刘亮, 齐二石.高级计划与排程在MTO型企业中的应用研究[J].组合机床与自动化加工技术, 2006, 10:100-103.
[3]R.Vrijhoel, L.Koskeia.The Four Roles of Supply ChainManagement in Construction[J].European Journal ofPurchasing&Supply Management, 2000, 6 (3) :169-178.
[4]J.Errington.Advance Planning&Scheduling (APS) :aPowerful Emerging Technology[J].IEE Colloquium onNext Generation I.T.in Manufacturing, 1997, 3:1-6.
[5]D.Turbide.What is APS?[BE/OL][1999].http://www.APSmagazine.com.
aps审核 第2篇
申请德国大学所需要的材料:
1.本科已经毕业者
1）高中毕业证书
2）高中会考的各科成绩证明
3）高考的各科成绩证明或者大学录取花名册
4）大学各学期各学科成绩单（上有大学教务处或者大学档案馆的公章）
5）大学本科毕业证书
6）大学本科学位证书
7）800学时以上的学时证明或者语言证书（z.B.DSH,DaF）
上述7项证件证明，均应经过翻译（德、英皆可，建议德文）和公证。
8）小学毕业证书（翻译件，德、英皆可，建议德文）
9）初中毕业证书（翻译件，德、英皆可，建议德文）
上述2项可以由教育局开具的9年义务教育证书翻译后代替
10）大学申请表
11）2寸彩色证件照1张（夹在大学申请表上即可）
12）APS审核证书原件1份（APS Zertifkat）
2.本科未毕业者
1）高中毕业证书
2）高中会考的各科成绩证明
3）高考的各科成绩证明或者大学录取花名册
4）大学各学期各学科成绩单（上有大学教务处或者大学档案馆的公章）
5）大学在读证明
6）800学时以上的学时证明或者语言证书（z.B.DSH,DaF）
上述6项证件证明，均应经过翻译（德、英皆可，建议德文）和公证。
7）小学毕业证书（翻译件，德、英皆可，建议德文）
8）初中毕业证书（翻译件，德、英皆可，建议德文）
上述2项可以由教育局开具的9年义务教育证书翻译后代替
9）大学申请表
10）2寸彩色证件照1张（夹在大学申请表上即可）
11）APS审核证书原件1份（APS Zertifkat）
3.预科申请者
1）高中毕业证书
2）高中会考的各科成绩证明
3）高考的各科成绩证明或者大学录取花名册
4）大学各学期各学科成绩单（上有大学教务处或者大学档案馆的公章）
5）大学毕业证书
6）600学时以上的学时证明或者语言证书（z.B.DSH,DaF）
上述6项证件证明，均应经过翻译（德、英皆可，建议德文）和公证。
7）小学毕业证书（翻译件，德、英皆可，建议德文）
8）初中毕业证书（翻译件，德、英皆可，建议德文）
上述2项可以由教育局开具的9年义务教育证书翻译后代替
9）大学申请表
10）2寸彩色证件照1张（夹在大学申请表上即可）
11）APS审核证书原件1份（APS Zertifkat）
4.预科毕业的申请者
1）高中毕业证书
2）高中会考的各科成绩证明
3）高考的各科成绩证明或者大学录取花名册
4）大学各学期各学科成绩单（上有大学教务处或者大学档案馆的公章）
5）大学毕业证书
6）FSP证书
上述6项证件证明，均应经过翻译（德、英皆可，建议德文）和公证。
7）小学毕业证书（翻译件，德、英皆可，建议德文）
8）初中毕业证书（翻译件，德、英皆可，建议德文）
上述2项可以由教育局开具的9年义务教育证书翻译后代替
9）大学申请表
10）2寸彩色证件照1张（夹在大学申请表上即可）
11）APS审核证书原件1份（APS Zertifkat）
5.通过ASSIST申请的除去上面列的材料还需
--个人简历（德、英皆可，建议德文）
--护照复印件
--申请费用的转帐证明（如:汇票的原件,不能用现金寄）
6.特例
1）达姆施塔特工业大学,杜伊斯堡埃森综合大学，卡尔斯鲁厄大学,FH 卡鲁等需要通过网申，网申的申请表需打印出来一起寄到大学
2）科隆大学有自己要求的一套申请材料，请到科隆大学的网页上查询
3）慕尼黑工业大学机械等专业需要直接向系里申请，并且要有个人简历以及申请动机，初审后可能参加Aufnahme考试
4）莱法州大学多要求申请费，申请时附交费证明
5）有些FH需要提供实习证明，请注意大学网页
6）国际课程的要求比较特殊，请查看大学的网页
7）北威预科申请有预科中心，有自己的申请表格，具体可以看预科版置顶主题
8）在德国拿到的DSH和FSP等证书可以去Rathaus公证
9）转学的申请者需要附在德国大学考试的成绩，方便以后免课，其他材料不变
10）艺术类设计类专业申请多需要提前寄作品，另外申请材料请注意大学的网页
11）国际回邮券不是申请的充要条件，如果实在买不到可以不寄
12）国内学时证明，除北京歌德学院，上海同济留德预备部，上海德语系培训的学时证明外，其他机构开具的学时证明建议公证
13）DaF，DSH证书国内公证看[URL= 【一般中国境内申请人】
版本: 2008年11 月一般国内申请人的申请步骤：
1.请先到审核部网站进行在线注册，并获得在线注册证明。
2.申请人在准备好以下材料后，通过银行将审核费2500 元人民币汇至审核部账号。
3.申请人将材料邮寄或者递交到审核部（请注意，审核部前台开放时间是周一到周五的上午）。
4.审核部对入学资格及材料真实性进行审核。申请人需要等候大约4-6 周的时间。
5.审核部通过电话通知申请人具体的面谈时间和地点。如无法参加，请直接向工作人员说明理由。时间一经确定后不得更改。
6.申请人凭本人护照或身份证参加审核面谈。面谈分为20 分钟的书面准备部分和25 分钟的口头部分。申请人可以选择用英语或/和德语进行面谈。
7.面谈结束十个工作日后，审核部会把面谈结果按申请人参加面谈时所留地址用挂号信寄给申请人。
8.获得证书后，申请人可以向德国高校申请学习位置。并在签证材料齐全后向审核部递交签证申请。签证的具体要求请参照“留学签证须知”。
审核费用：
一般国内申请人的审核费用为2500 元人民币（含首次签证费）。请申请人以本人名义通过银行向以下账户汇款交纳费用（收款人名称和账号必须一字不差）。并注意保存好汇款单收据。
收款人名称：德国驻华使馆文化处留德人员审核部
账号：803 715 147 508 092 00
1收款银行名称：中国银行北京亮马河大厦支行
所需材料：
1.汇款单复印件（请在复印件空白处注明：汇款人的中文姓名和拼音，汇款时间、金额和汇出城市）
2.在线注册证明（在线注册后请打印出该证明，本人签字并贴上近期2 寸证件照。）
3.申请人身份证复印件（如有护照，也需提供护照复印件）
4.小学毕业证书/证明的复印件（无需公证）
5.初中毕业证书/证明的复印件（无需公证）
6.高中毕业证书/证明的翻译公证件（高中开具。高中所在地公证处办理）
7.大学录取花名册或高考成绩证明的翻译公证件（大学档案馆开具。就找学校说要高考成绩证明。我们学校直接打印了张当年的表，盖章。然后把表上别人的名字划掉了。大学所在地公证处公证。）
8.在读生提供：大学在读证明的翻译公证件
毕业生提供：大学毕业证书和学位证书的翻译公证件（大学教务处开具。大学所在地公证）
9.大学成绩单的翻译公证件一份，复印件一份（同上）
10.如果申请人有更高一级的学历（比如硕士、博士），也请提供此类材料的翻译公证件
11.德语和/或英语语言证明复印件（详见注释），或申请人自学德/英语的学时数说明
<注释>
* 翻译公证件是指附带德文或英文翻译的公证件原件。具体办理方法请咨询当地的公证处。* 小学和初中部分的学历，不需要提供翻译公证件，仅提供证书或者证明的复印件即可。九年制义务教育证书可以代替小学加初中的毕业证书。
* 高考成绩证明是指带有高考成绩分数的证明或证书，或者大学出具的含有被录取成绩的录取花名册。不是指大学的录取通知书。
* 在读生在开具大学在读证明时须注明“所读大学的院系名称，所学专业，学制，实际在校学习的起止时间，已读完的学期数，通过何种形式被大学录取”等信息，并由教务处或档案室或学籍管理办公室等校级部门盖章，仅有系级盖章无效。通常大学都有固定的证明格式。
* 本科毕业未获得学位证书的申请人，需提供高校出具的未获得学位的说明的原件。
* 大学成绩单需要包括大学期间所学全部课程的成绩，并可以区分学期，并由教务处或档案室或学籍管理办公室等校级部门盖章，只有系级盖章无效。此外，还须提供一套该成绩单中文和翻译部分的复印件。
* 英语语言证明是指比如大学英语四、六级证书、托福、雅思等语言考试成绩证明，德语语言证明是指语言学校的德语学时证明、德福、DSH考试成绩等语言证明。此证明用于说明申请人参加面试时已经具备的语言水平。德语专业的学生如果没有参加相关的德语考试，可以不用提供德语证明。* 特殊情况下，审核部可以要求申请人提供其他材料。
德国使馆文化处留德人员审核部 电话：0086 – 10 – 6590 7138 邮件：info@aps.org.cn
地址北京市朝阳区东三环北路8 号亮马河大厦2 座0311 室 [100004]
APS—C画幅高画质旗舰 第3篇
精密工业 连接社会
记者参观了尼康位于仙台地区和栃木地区的两家工厂，前者主要负责生产D4S和DF机身，后者则主要生产高端镜头。仙台工厂，厂区围墙边，一排白色敞门平房按照类型和工艺对各种生产材料进行回收，铜丝被切成铜屑，泡沫被压缩为高密度立方体，材料以高效的方式进行再利用。栃木工厂的创始源于1961年的樱电子株式会社，被尼康收购之后开始生产镜头，目前这里的489名员工主要来自企业所在地栃木县，一些技术人员来自北海道或日本南部，很多员工自1971年工厂成立之初就在此工作。从胶片到数码时代，对镜头精度的要求提升，机器加工的同时，同样需要熟练工人细致的操作过程。工厂地板随着仪器隐隐震动，隔壁的无尘工作间内，工人对着仪器进行某个环节的镜片检测，这一幕将现代科技与日本的匠人传统连接。
参观尼康工厂，管中窥豹，浮现画面：本田汽车、尼康相机、YKK拉链……遍布日本城乡的大小精密工业企业，植根于周边社区，在有限的资源条件下，以某种集体意识，生产出这些高品质的产品，日本企业经常提及的社会使命，也就这样体现出来。
搭载NFC功能
与视频功能提升
从外观上看来，D7200与D7100相比似乎没有变化。与D7100一样，它在机身背部设计了122.9万像素的LCD屏，光学取景器的指标也达到了100%，没有采用翻转液晶屏的设计。D7200搭载兼容NFC的全新Wi-Fi功能，拍摄后可立即使用智能设备通过社交媒体分享照片。视频拍摄方面也得到了提升，包括支持平滑曝光的定时拍摄功能，以及强化控制音频录制的性能。机身上的HDMI、MIC、耳机接口都非常完善。
主要提升：
对焦性能&画质
D7200的成像核心为全新设计的载2400万有效像素DX格式图像传感器，结合高性能影像处理器EXPEED 4，它的标准ISO范围是ISO 100至25600，最高等效扩展值可以达到ISO 102400，最高快门速度为1/8000秒，闪灯同步速度为1/250秒。
D7200升级较为明显之处在于采用了顶级单反D4S才有的高级Multi-CAM 3500 II自动对焦传感器模块，提供51点自动对焦系统，其中包含十字对焦点15个，可以实现更宽的侦测范围，也就是说在更昏暗的场景，或是聚焦于极低对比度的拍摄对象时，该系统将展示明显更优异的性能。D7200连拍速度达到6张/秒，一次连拍最多可拍摄100张JPEG图像或18张14位RAW图像。D7200动态范围达到14.6 EVs，仅低于D810的14.8 EVs。颜色深度达24.5 bits，也是APS-C中的第一名。
舍翻转屏，得便携性
关于为何没有在D7200上搭载翻转屏，尼康的设计人员表示：D7200在自动对焦模块及处理器方面都有所革新，开发的主旨在于希望让用户更快体验到这两方面的性能提升。作为D7100的后继机型，D7200具有适于携带移动、高速响应等特点，搭载翻转屏会造成机身尺寸变大，经过艰难的取舍，最终以机身尺寸为优先，没有搭载翻转屏。
关于视频专用镜头
与APS-C格式新镜头
370MW机组APS改造工程 第4篇
关键词：自启停,步序执行器,改造,改善
利港电厂4号机组控制系统改造后采用新华控制工程有限公司的XDPS-400E控制系统[1],XDPS不局限于控制,它强调的是过程处理,包含了控制及其他一些信息处理功能。
XDPS由高速数据通信网和连接在网上的人机接口站(MMI)与分散处理单元(DPU)三大部分组成[2]。通过MMI,操作者和工程师可对监控过程进行干预和修改,还可在网上任一台打印机上打印任何所需资料。XDPS的数据记录统计功能也在MMI上完成[3]。
1 APS介绍
1.1 APS功能
机组自启停控制系统[4]APS(Automatic Power plant start up and shutdown System)是机组自动启动和停运的信息控制中心,简称“一键启停”。它是一个机组级的顺序控制(简称顺控)系统,充分考虑机组启停运行特性、主辅设备运行状态和工艺系统过程参数,按规定好的程序发出各个设备/系统的启动或停运命令,并由以下系统协调完成:机组自动控制系统(APS)、模拟量自动调节控制系统(MCS)、协调控制系统(CCS)、锅炉炉膛安全监视系统(FSSS)、汽轮机数字电液调节系统(DEH)、汽轮机旁路控制系统(BPC)、锅炉汽机顺序控制系统(SCS)、给水全程控制系统、燃烧器负荷程控系统及其他控制系统,如电气控制系统(ECS)、电压自动调节(AVR)系统等,实现发电机组的自动启动或自动停运。APS对电厂的控制是应用电厂常规控制系统与上层控制逻辑共同实现的。在没有投入APS的情况下,常规控制系统独立于APS实现对电厂的控制;在APS投入时,常规控制系统给APS提供支持,实现对电厂的自动启/停控制。
1.2 APS系统断点设置
断点方式,就是将APS启动的顺控分为若干个顺控功能来完成,每个断点的执行均需要人为确认才开始执行,各个断点既相互联系,又相互独立,只要条件满足,各个断点均可独立执行,适合火电机组多种多样的运行方式,符合电厂生产过程的工艺要求。控制系统在每个断点显示进行操作的提示,并允许运行人员从操作员站上中断或终止自启停程序。机组自启停程序的执行情况、设备启停状态和每一步序的正常/异常状态均在DCS操作画面上显示,已执行、未执行和正在执行的断点状态也可显示。
APS的主要功能有实现对各设备系统子组顺控功能组的调度工作,分为机组启动顺序控制和机组停止顺序控制2组;APS控制系统状态控制及显示,机组APS控制系统设置为按需使用,不投入时不影响机组的正常控制;采用断点的形式,将机组各种系统按机组启动或停止要求进行分类控制;具有对系统子组状态的监控功能;具有一定超驰控制能力,如断点设备选择和功能组顺控的跳步运行;每个断点内各顺控组应具有中断及恢复功能。按设备的运行情况选择执行步序;操作员站上具有根据系统控制逻辑的操作画面及提示指导。
1.3 APS总体架构
APS对电厂的控制是应用电厂常规控制系统与上层控制逻辑共同实现的[5]。机组自启停系统可分为2层,图1为APS方式启动架构图。
第1层为操作管理逻辑,其作用为选择和判断APS是否投入,是选择启动模式还是停止模式,选择哪个断点及判断该断点允许进行条件是否成立。若条件成立,则产生一信号使断点进行。可以直接选择后面的断点,其产生的指令会判断前面的断点是否已完成,若没有完成,则先启动最前面的未完成断点,具有判断选择断点功能,从而实现机组的整机启动。断点操作为一个操作面板,其逻辑设计应有输入信号和输出信号。输入信号至少应有:自动启动、操作允许条件、断点开始执行、断点执行完成、断点GO/HOLD等,输出信号至少有断点执行过程中断(报警)、断点执行允许、断点执行过程中、断点开始执行、断点执行完成等。在逻辑设计时,应先考虑APS的操作方式及功能设计几个典型逻辑功能图。
第2层为步进程序,是APS构成的核心内容,即按照预定的操作顺序逐一实现设备的启停和控制。每步控制指令可以发送给一个或多个设备,该步操作全部完成后若相应状态反馈满足该步完成要求,则转到下一步执行;若该步完成要求在上步完成时就已满足,则不发送该步指令而直接跳到下一步。步序的自动执行过程可以由运行人员暂停。执行过程中,功能组显示操作顺序、设备状态、当前步号、执行时间、功能组控制方式等信息,便于运行人员监视执行情况。APS指令送到各个顺序控制功能组实现各个功能组的启动/停止,各个组启动/停止完成后,均返回一完成信号(完成条件判据)到APS。
2 改造方案
2.1 方案概述
利港电厂4号APS的起点从凝结水系统启动开始,终点是升负荷到180 MW;自动启动有冷态、温态、热态和极热态4种启动方式选择;按汽轮机冲转时汽机旁路系统是否投用分为BYPASS ON和BY-PASS OFF 2种方式。
APS机组停止过程的起点为二磨运行工况,终点是汽机停机后真空破坏,盘车投入,锅炉吹扫完后闷炉。
2.2 系统断点设置
依据利港电厂4号机组的实际情况,APS的启动过程设置7个断点,停止过程设置3个断点。断点的设计遵循3个原则:断点划分根据是否需要运行人工检查确认设备状态和当前运行工况;每个断点执行完后能够保持当前状况稳定运行;断点与断点之间不能有交叉。
机组启动模式的7个断点是:凝器上水、除氧器加热断点;锅炉上水断点;锅炉点火及升温、升压断点;汽机冲转断点;并网及初负荷断点;升负荷1(目标100 MW)断点;升负荷2(目标180 MW)断点。第7个断点完成后,此时机组的启动已完成,机组负荷由CCS控制,APS退出。
停止模式划分为3个断点:降负荷到100 MW断点;降负荷至解列停机断点;停炉、汽机投盘车断点。
2.3 操作画面简介
APS操作画面每个操作按钮相当于一定启停设备的操作卡[6]。当选择APS启动时,相应的断点条件满足,点击调出操作面板即可执行相应的断点。各断点执行的内容均在面板上显示,通过点击还可进入到相应的功能子组画面。APS启动操作画面不仅是一个运行操作画面,还是一个运行操作指导的画面,APS操作执行的过程及相应的子功能组执行过程一目了然。当APS执行过程中遇到故障时,操作画面能直观地显示故障出现的子功能组及相应的执行步,就能立即找到故障所在的部位,以便消除故障使APS继续执行下去。图2为APS启动操作画面。
2.3.1 断点颜色状态
P(允许条件):灰色表示启动允许条件不满足;绿色表示启动允许条件满足;黄闪表示启动。断点启动后,若条件允许又不满足,则颜色闪,不中断断点功能组执行,起提示报警作用。
断点背景色:灰色表示该断点未启动;绿色表示该断点执行步序全部执行完毕;红色表示该断点正在启动;黄闪表示执行完的断点下功能组设备状态发生变化,此颜色闪起提示报警作用。可在对应的黄闪功能组方框上点击鼠标右键进入报警画面查看具体报警内容,确认后如故障仍在,显示黄色;故障消失,显示绿色。
断点连接功能组的线:暗灰色表示该断点未运行;黄色表示该断点在执行;亮灰色表示该断点执行完成。
2.3.2 APS操作画面定义
APS操作画面分成三大块:断点操作及状态参数显示区域;本功能组操作及显示区域;报警显示区域。
2.3.3 进入组态和强制
如查看某个点的组态,鼠标可在该点上右击,弹出组态菜单,进入组态画面,可以查看组态,还可以进行强制,可以强制单点,也可以强制功能块。
3 结语
利港电厂4号机组在大修时进行了APS改造,大修后启动过程已基本实现APS方式机组自启动,整个启动过程安全、平稳、速度快,安全性和经济效益都有明显提高,运行可靠性得到加强。
参考文献
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APS心血[范文模版] 第5篇
知道这门课学了什么，不用全知道，至少得知道一两个例子或定理，并能用英语说出来，最好能默出来。
2.专业词汇很重要，每门课准备1-2个例子
3.先看大学的各科，然后每课总结半页纸左右（描述，资料），每门课想一下重点
4.不懂就说没学过
5.金工实习？ 想想自己的6.微积分（高数）
7.个人情况：谁？来自哪里 学习，生活 去德国学什么，爱好是什么，姓名，年龄，大学，专业，专业重点，家乡，今后打算，从小学到大学的学习经历
8.主要研究/讲了。。。，如。。，不要自己说的东西自己都不是很懂
9.科学分类词典
10.VB最基础的语法
11.自我介绍（self introduction）可以体现一些个性，吸引他们问一些你熟悉的专业知识
12.不会的词可以问他们
13.考的最高的科目，刚好及格的科目
14.说不出来，不要冷场，说点别的15.这是我。。学的东西了，而且课程不重要，我希望能介绍一下主要学科
16.例子是法宝，不用多，但要能熟练解释
17.理工科画图，示例很重要，要不停的和他们说，不要不敢说，说错没关系
18.专业课，用比较简单的话能说明你学过什么就可以，然后准备你明白的1.2个例子，解
释
19.考的具有学科代表性
准备专业的时候：有侧重，有些需要详细点，有些大概就可以，还要准备几句常用的敷衍的话，尤其是那些你觉得名字都很奇怪的课，或者是你们学科很基础的课
20.专业单词，有中文，英文，而且都是短句，而且，在这些句子中画出重要的专业词汇，一句一句你会很快记住这些词的21.心态：最好在前一天给自己定一个时间表，还有带东西的清单，英汉，汉英小词典
22.即使一个单词，也比在那冷场的好
23.笔试，休息调整一下再做
24.面试的时候要看着对方的眼睛，保持微笑
25.准备专业的时候，最好是按照自己的思路
26.能体现你口语的就是你背的滚瓜烂熟的自我介绍部分
27.与考官交流的最基本要素：那就是你要知道他在跟你说什么
28.用最简单的句型加单词
29.专业：自动化做到能讲的一两句，复习内容不宜过深
30.只需要准备自我介绍，每科一句概况（主要内容），和一些能画在纸上的内容
31.提前1,2天到北京
32.审核要对一些最能说明概念，最能代表这些课程精华的公式明白其具体含义
33.不要孤立的复习每一门课，复习前仔细想想哪几门课中有交叉的部分，找出来后把这部
分核心内容搞懂，条件允许就向各门课拓展一些。这样，既保证了每门课的复习，又能做到每门课都有至少一个例子，更重要的是能够把几门课联系到一起，理论知识，实际应用
34.他能把一个问题从好几门课的角度进行阐述或由点击面，或由浅入深
35.xx问我：“。。xx学过么？”
我说：“学过，但不是在刚才我们谈起的yy这门课，而是在zz这门课学的。虽然如此，但是xx和yy这门课的ww内容之间是有联系的”
36.边讲边在纸上画图，指着所花的高数老外是什么，为什么会这样？
37.能够在对课本或对前人正确的总结的理解的基础上面用自己的话八一四表达出来
38.不怕你瞎说，就把你没得说
39.自我介绍，主要说关于学习方面的 3.20
40.这道题所涉及的课程，我没学过，但我会尽量做
41.做每件事，不一定会100%的成功，胆子结束后，自己要能按着胸口恕我已经进了我的全力了，我没有遗憾，而现在我的手却怎么也放不到心口上。。
42.列好计划表，全面复习，以不变应万变
43.最能代表这门课的内容复习，将相似相近的放在一起总结，复习
44.google，外国网上有很多学习的网站，就是针对学习点介绍
45.复习到一定程度，在家里锤炼
46.关于去哪个学校，学什么专业，在什么州
47.this course tought us …?May I draw a dragram to explain?
48.复习要充分，选修亦要准备，但是没必要究其深入，能说出大概内容即可，基础课，专
业课要能做题
49.自己想表达但资料撒谎能够的内容没有的自己可以上网查出来，高数—不定积分，线代
—矩阵，现行方程组
50.主审—vorstellen
51.每门课用5句话总结，加举一列
52.电机与拖动（原理）
53.模电，数电和电力电子的区别和联系
54.多背重点词汇表达，和专业课有关的，重点课程重点背
55.专业课抓重点，多转变一些图表
56.想想哪些地方考官有可能打断问你问题
57.多门课联系起来复习，最重要的就是一门课能联系多门课，做到一通百通
58.数字电路—微机原理 电机—自控--电拖
59.专业名称与课程相似的课程
60.wikipedia 所有专业课+专基
实验实践准备1-2句
61.看教材，罗列一下都学了什么，最最基本就可以，不要背公式，但要记一些图和例子，还有这门学科简单介绍
62.电路，模电这种比较重要的看一天，专选1-2小时搞定，所有的课都看过一遍后总结一
下各门课之间的联系和专业的介绍。通俗点讲就是把专业课结合专业背景串讲一遍。比如我的专业：分强电，分弱电。强电：对电能的处理，基础：电力电子，应用：工厂供电，电拖。弱电：。。还要准备一些审核时要说的的话，比如自我介绍和常用问题
63.开始做毕设了没有？德国目的？经济来源？
64.控制里面一些概念太理论的东西你要知道含义，东西不要深，但要懂大意
65.考试前几天调整好自己的休息，睡眠
物理—单摆周期
66.以下知识是本课程介绍，在这方面的知识，课程的内容简述如下
APS技术 第6篇
与A6300一起推出的还有3只E系列微单TM镜头。不过，它们并非为APS-C画幅微单TM设计，而是属于一个新的全画幅专业大光圈镜头系列G Master。三只镜头分别是：FE 24-70mm F2.8 GM、FE 70-200mm F2.8 GM OSS和FE 85mm F1.4 GM。这些镜头弥补了以前索尼微单TM变焦镜头最大光圈只有F4，缺少“大三元”的遗憾，给了职业摄影师更多的选择空间。此外，这次索尼还一同推出了1.4倍和2.0倍增距镜的两只增距镜，与FE 70-200mm F2.8 GM OSS搭配使用画质的衰减很少。
根据现在已经公布的MTF曲线以及官方样张来看。这三只镜头在同类镜头当中是出类拔萃的，大量使用了纳米AR镀膜、XA高精度非球面镜、11片圆形光圈等高新技术。比较可惜的是，跟同类单反镜头一样，这些镜头的体积、重量都比较大。FE 24-70mm F2.8 GM售价16499元，FE 85mm F1.4 GM售价12499元，FE 70-200mm F2.8 GM OSS暂时还未开始预售。
浅析APS在供应链中的应用 第7篇
(一) APS的概念
APS (Advanced Planning&Scheduling, 高级计划与排程) 是供应链管理软件中的一种优化决策辅助系统, 它是基于约束理论、采用多种数学解析优化算法、常驻内存运行的交互式计算机系统[1]。它借助一些复杂的数学运算方法来处理多种变量, 使供应链的优化成为现实。
APS是建立在决策规则与优化算法基础上的, 主要用于解决计划与排产优化问题的方法或相应的解决方案, 体现为一套基于模型库和规则库的计划与排产决策支持系统;其决策规则建立在启发式规则和约束理论的基础上, 优化算法则采用多种数学解析算法, 如线性规划 (linear programming) 、整数混合规划 (mixed-integer programming) 、推理 (heuristics) 、约束理论 (theory of constraints) 、模拟 (simulation) 等, 视需要解决的问题的类型而定。
APS覆盖了供应链管理战略层、战术层及操作层3个计划层次。其中战略层包括供应链战略、供应链计划, 战术层包括需求计划与预测、制造计划、操作计划、分销计划, 操作层包括可承诺能力 (Capable to Promise, CTP) 、车间作业排产、运输计划、承诺可供货量 (Available to Promise, ATP) 。
APS的主要目标是某一指标 (例如ROA) 的总优化。这需要预先假定供应链的结构和其各种不同的资源和边界情况 (例如能力限制) 是可见的。因此, APS是以供应链的跨组织模型为基础的。
(二) APS系统的主要特点[2]
(1) 整体规划:它一次性考虑业务流程的横向和纵向协调, 针对不同的业务流程, 不同的时间跨度, 并折中考虑了实用性和计划任务之间的独立性, 给出了分层次的总体最优方案。
(2) 采用最优化规划法:合理确定不同规划问题的可选方案、目标和约束条件, 并使用精确或启发式的最优化规划方法。
(3) 实时计划:采用常驻内存技术, 运算速度很快。在每一次意外发生时, 可以实时针对所有约束和现有规则重排计划。
(三) APS的功能
APS的强大功能主要表现在以下几个方面:
1. 同步性
APS系统的同步计划指根据组织所设定的目标 (如最佳的顾客服务) , 同时考虑组织的整体供给与需求状况, 制订组织的供给计划与需求计划。即在进行需求计划时, 须考虑整体的供给情况, 也就是考虑由需求满足和订单承诺模块产生的结果;而进行供给计划时亦应同时考虑全部需求的状况。
APS系统的同步计划能力, 不但使得计划结果更具备合理性与可执行性, 亦使组织能够真正达到供需平衡。
2. 综合性
APS是整个供应链的综合计划, 从企业、企业的供应商、供应商的供应商到企业的客户、客户的客户。计划范围不限于生产, 还包括采购、分销、销售等一系列计划。这些计划分为长期、中期和短期3种, 分别对应战略计划、战术计划和执行计划。APS协调各种计划, 保证供应链有关各企业、部门的正常运行。
3. 最优化
APS定义了各种计划问题的选择、目标和约束, 采用线性规划等数学模型, 使用精确的或启发式的优化算法, 保证计划的优化。供应链计划的可行方案数量巨大, 想通过简单枚举来找到最优方案是不可能的, 甚至要找到一个可行的方案都很困难。在这种情况下, 可应用运筹学 (operations research) 的数学方法来支持计划流程。线性规划或网络流算法能找到精确的最优解, 然而, 大多数组合问题只能通过启发式算法 (heuristics) 来计算近似最优解 (局部最优) 。
APS计划的优化思想和企业资源计划 (ERP) 计划有很大不同。ERP强调计划的可行性, 只限于生产和采购领域, 只考虑能力约束而不做优化, 在大多数情况下甚至不考虑目标函数, 因此是一个运作层面的连续计划系统。而APS试图在直接考虑潜在瓶颈的同时, 找到跨越整个供应链的可行最优计划。
4. 层次性
供应链最优计划涉及不同的时间跨度 (长期、中期、短期) 、不同的业务流程 (采购、制造、分销等) 甚至不同的供应链成员企业, 由于需求的不确定性, 不可能一次优化所有的计划。而层次计划折中考虑了实用性和计划任务之间的独立性, 对于不同的计划采用分层次优化的方法。
层次计划的主要思想是把总的计划任务分解成许多计划模块 (即局部计划) , 然后分配给不同的计划层, 每一层都涵盖整个供应链, 但层与层之间的任务不同。在最顶层只有一个模块, 是企业范围的、长期的、粗略综合的战略发展规划。层次越低, 计划涵盖的局部受到的限制越多, 计划时间跨度越小, 计划也越详细。在层次计划系统的同一计划层中, 供应链各局部计划之间通过上一层的综合计划来协调。各计划模块被水平信息流和垂直信息流连接在一起, 上层计划模块的结果为下层计划设定了约束, 而下层计划也将有关性能的信息 (如成本、提前期、使用率等) 反馈给上一层次的计划。
5. 支持决策能力
在APS系统中, 具备有what-if之情境分析及模拟分析等工具。这类工具可提供给计划人员进行事前模拟分析或者事后计划结果的分析比较, 以帮助计划人员做出正确的决策, 例如决定最适当的订单承诺与时间。
总的来讲, APS的主要功能是实现对计划与排产优化的目的, 它能代替ERP系统中预测计划、MPS、MRP、CRP、DRP及生产计划的功能。但它具有更大的功能优势:计算速度很快, 可以并发考虑供应链的所有约束, 并将基于约束的计划结果传达给上游和下游的合作伙伴, 在交互的环境中实施解决问题和供应链优化的方法。
(四) APS与ERP的联系
由于大多数企业采用ERP作为基本的管理系统, 单纯应用APS的企业很少, 因此APS在很多企业作为ERP的补充, 用于协调物流、开发瓶颈资源和保证交货日期。APS应用各种优化技术, 并根据企业的商业目标来改进计划。
APS提供的高级计划逻辑是嵌入ERP系统的, 而不是取代ERP系统。APS只是局限在计划决策领域, 它需要一个闭环的集成系统如ERP系统。APS需要从ERP系统取出所需的计划数据, 来执行计划优化活动。一旦在APS产生计划, 如采购订单、生产订单、分销补货单, 就输入到ERP系统去执行, 见图1。
APS与ERP的集成有两种系统数据的集成方式:一是分散数据的模式;二是共用数据的模式。
1. 分散数据的模式
此种模式是典型的集成方式。从ERP数据库里实时提取数据, 导入到APS的数据库, 进行快速的优化计算, 形成多个优化方案, 通过交互的人机界面, 提交给计划员进行决策, 再导回ERP系统, 进行业务处理[3]。它的好处是可以灵活配置, 可以选择不同APS软件和不同的数据库进行集成。缺点是数据在多个数据库之间交换, 给实施者带来一定的困难。
2. 共用数据模式
这种模式是较先进的方式, 也是未来发展的趋势。ERP厂商把APS技术嵌入ERP系统里, 改变基于无限约束理论的MRP技术, 用基于约束理论的APS技术来有效规划企业的资源[4]。
二、APS在供应链中的应用
供应链管理就是优化和改进供应链活动, 其管理的对象是供应链的组织 (企业) 和它们之间的“流”, 目标是满足用户需求, 最终提高供应链的整体竞争能力。
供应链管理有两大技术支柱:集成 (Integration) 和协同 (Coordination) [5]。供应链的协同则以3项技术为基础: (1) 现代的信息和通讯技术; (2) 过程标定 (基准) ———以行业最佳实践企业的运行效果为基准模板, 实施供应链改造的后来者向这个模板看齐; (3) 高级计划与排程技术 (APS) 。APS能够统一协调企业之间的长期、中期、近期的计划, 是SCM的核心。
如今, 全球企业均遇到同样的挑战——全球化的市场与竞争、专业化分工、产品生命周期缩短、知识资本化、研发协同化, 因而敏捷性是21世纪企业在不确定性市场环境中生存的必备条件。供应链强调包括供应商、制造商、销售商等企业在内的各节点企业组成的一个直接面向市场和用户的动态联盟式企业, 它们应像一个企业内部的不同部门一样主动、默契地协调工作。
而APS能够帮助企业达到供应链管理的协同和优化。主要体现在以下几个方面:
1.通过整个供应链进行成本和服务的优化
用APS建立有效的客户响应 (ECR) 模式, 使制造商和零售商之间的协作为消费者提供更好的价值服务。
2.最大化满足客户和消费者需求
APS可以在考虑约束规则的情况下, 实时平衡优化需求、供应, 具有实时报警和实时基于约束的重计划两种关键能力。APS充分考虑以下的信息:供应链的具体物理设置 (如供应链地点——工厂、分销中心、外加工厂、客户、供应商) 及物料清单、工艺路径、分销路径以及提前期和每一项供应链经营成本或资源成本以及能力约束、供应约束、运输约束等, 还包括非物理约束如客户或优先区域、安全库存、批量;另外还有供应链中所有的需求信息如销售预测, 客户订单和补充订单以及供应链中所有的供货渠道、原材料库存、半成品、成品库存、确认的分销订单、确认的生产订单和确认的采购订单等。APS同时使用这些信息, 并比较需求信息和存在的约束, 当3个要素未满足时, 立刻产生警告信息并通过供应链, 例如几十个工厂、几十个分销中心和几百个销售渠道实时地平衡和优化需求、供应和各种约束。这意味着一旦有出乎意料的变化, 改变了需求、供应及约束, APS就能立刻识别到它的影响。APS可以实时、智能地再同步所有的需求、供应及供应链约束, 可以帮助决策者重新计划, 自动解决问题。当然, 它考虑了所有约束规则。这两种关键的能力——实时报警和实时基于约束的重计划可以使公司达到“零等待”状态, 提高与客户的沟通, 减少供需缓冲, 减少供应链内部的操作, 最大化满足客户和消费者需求[6]。
3.使需求信息以最小的变形传递给上游企业
计划依赖于销售预测, 然而, 销售预测本身有许多不确定因素, 即使预测准确, 但如果供应链中的供应商、制造商、分销商没有足够的供货能力、生产能力和运输能力, 那么销售计划也可能会导致企业失去销售和超出成本。利用APS通过计划时区持久地平衡需求、供应、约束, 同时看到发生的供应链问题。由于实时、双方向的重计划能力, 计划员有能力执行各种模拟以满足优化计划。这些模拟提供实时响应, 如我的安全库存水平应是多少?这是最低成本计划吗?我使用的资源已经优化了吗?这个计划满足我的客户服务水平了吗?我已经最大化利润了吗?我可以承诺什么?APS在供应链中的每一个阶段, 把最终用户的需求 (实际需求) 传递回去, 因此, 一旦实际需求变化, 供应链所有环节都会知道, 并实时产生适当的行动。
4.促进新产品的开发和新产品的推出
新产品的引进必须与需求、能力计划、供应能力集成, 并在供应链上有效地传递, 使产品周期缩短。为了达到这些高级的计划能力, APS依赖一组核心的能力:
(1) 并发考虑所有供应链约束。当每一次改变出现时, APS就会同时检查能力约束、原料约束、需求约束, 而不像MRPII每一次计划只考虑一种类型的约束。这就保证了供应链计划的有效性。
(2) 基于硬约束和软约束的计划。硬约束不太灵活 (如每天三班运行的机器或从一个供应商处分配的物料) , 软约束较灵活 (如一台加班的机器可以增加能力或一个非关键客户的交货日期) 。APS应用如下独特的核心计划逻辑:当软约束不行时, 实行硬约束来执行优化[7]。
(3) 同时传播。这种同时传播影响到上游和下游, 如计划员想要延迟一份生产订单, 那么就会影响到下游的活动, 如最终产品的可获得和最后交货给客户, 也会影响到上游的活动, 如其他生产订单可能推迟、原料的库存水平变化和将来的采购需求的安排。
(4) 在交互的计划环境中解决问题和实行优化供应链的算法。因此, 它有能力产生反映所有约束的有效计划, 而且有能力产生最大利润的计划。
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APS技术 第8篇
现代制造企业大多拥有多个厂区, 协调多厂区的制造系统, 降低各厂区的库存量与订单制造的前置时间, 减少产品仓储成本和原料保有成本成为各制造企业关注的重要问题。顾客选择供货商时, 也会优先考虑能够制定并高效执行交期生产规划的企业, 若企业无法实时交货即等于丧失其竞争优势, 进而失去其市场;对于企业而言, 如何有效地结合生产采购并达成交期需求成为生产工厂所关注的重要课题。此外, 良品率的好坏也成为影响生产规划的重要因素。对于在长周期程的规划中, 经常会发生新订单的情况。因此, 本研究将同时考虑多产品订单、多工厂生产、多原料采购、正常工时、加班工时、工厂产能限制、不同订单交期、平均良品率及产品库存成本、原料采购价格、原料持有、原料采购限制以及生产成本等多种情况, 构建一套以最小成本为目的的INLP数学模型。
1 构建数学模型
1.1 构建模型的假设
所有订单由企业所属各工厂同步接单, 不考虑因为出货等原因造成的影响。
本研究中所有生产线均已完成生产线平衡。
假设所有成本 (含原料采购成本、生产成本、设备折旧更换成本等) 均可以进行明确估算。所有产品成本包含生产设备折旧、换新的成本。
假设当批采购原料未使用完则视为该批次的存货。
假设产品都是以即产即销方式生产, 不会产生预先生产的情况。
1.2 符号说明
I:产品订单编号 (每张订单生产对应相应产品) , i=1, 2, …, K。
J:工厂编号, j=1, 2, …, U, 表示共有U个工厂在进行生产。
T:生产规划间隔时间, 其中总规划间隔时间为T, t=1, 2, …, T。
R:原料编号, r=1, 2, …, R。
pcijt:表示j工厂在第t规划期时以正常工时生产i订单产品所消耗的单位生产成本。
otijt:表示j工厂在第t规划期时加班生产i订单产品所消耗单位生产成本。此外, 本研究假设otijt>pcijt。
scij:j工厂对i订单产品的设定成本 (各t期开工时要再计入一次)
icij:在第j厂商中第i张订单, 每单位成品存放一期所花费的单位仓储成本。
pprt:原料r在t期的采购价格。
Y:y为百分比, 当期购入原料的单价乘上该百分比表示一单位该原料在当期的持有成本。
Ri:预计每生产一单位i订单产品所需耗用的工作小时。
ncapjt:j工厂在第t期可使用的最大正常工时。
ocapjt:j工厂在第t期可使用的最大加班工时。
bir:原料清单矩阵 (bill of material matrix) 如下, B表示订单编号i中每单位产品所需要r原料数量, 其中:
undefined
lrjt:j工厂在第t期对r原料的最大采购量。
dqi:i订单产品的需求量。
uij:表示对i订单产品而言, j工厂正常工时的平均良品率。uij取历史平均值。
vij:表示对i订单产品而言, j工厂加班工时的平均良品率。vij取历史平均值。
1.3 决策变量
nqijt:表示j工厂在t规划期利用正常工时所生产i订单产品数量 (包含不良品)
oqijt:表示j工厂在t规划期利用加班工时所生产i订单产品数量 (包含不良品) 。
undefinedijt:undefined:表示j工厂在第t期对i订单产品所生产的良品总数量。
dijt:二元变量, 当dijt=1时代表j工厂在第t规划期有生产第i订单的任务;当dijt=0时代表j工厂在第t规划期时无生产i订单产品的计划。
pqijt:j工厂在第t规划期初所需购买原料的数量。
iqrjt:j工厂在t规划期结束时r原料的保有量。
isrjt:i产品在j工厂第t期的平均库存量。即:
undefined
1.4 数学模型
下面将建立以APS为基础的资源分配与生产规划模型。
s.t.
undefined (4)
pqrjt≤lrjt∀r, j, t (6)
如果订单需在t′期结束时交货则:
undefined, 其中t′
否则:
undefined
dijt∈{0, 1}∀i, j, t (8)
undefined (9)
公式 (2) 表示由七个决策变量组成的x集合, 即该APS模型的所决策的j工厂在t时期的最佳产品生产量、原料采购量、原料持有量以及产品平均库存量等。公式 (3) 、 (4) 主要用于产能限制, 表示第j家工厂在第t期生产耗用工作时数不得超过该工厂在该时期的工时 (产能) 限制。公式 (5) 表示j工厂在第t期初采购r原料数量加上该工厂前一期 (即t-1期) 期末原料持有量之和须等于第t期该原料在j工厂用于生产消耗量加上该期期末该原料持有量之和。公式 (6) 用于限制采购数量, 即供货商供应的原料有上限存在, 因此对于j工厂在第t期采购r原料数量应不超过该原料的最大供应量。公式 (8) 为生产判断式, 若j工厂在t时期生产i订单产品时 (nqijt>0) , dijt为1;不生产 (nqijt=0) 则dijt为0, 且dijt为二元变数, 在模型中即为非线性变量。公式 (9) 表示总产品生产量 (含不良品) 、良品生产量、原料保有量及原料采购量都为正整数。
2 规划模型的应用
生产成本因素成为影响整个规划决策的关键, 因此对企业而言, 在施行生产规划时必须结合实际情况, 以做出最优规划和最佳决策。本文前面阐述了制造企业在面对多订单生产与多原料采购的复杂环境下, 构建基于APS的生产采购规划模型的过程。模型建立后, 我们也对该模型进行了实战验证, 达到了预期目标。我们采集了一个企业下属两个工厂三个月的生产成本、工时、原料库存等数据, 通过Lingo 9.0 extendedversion语法加以建模并求得了全局最佳解, 为该企业在生产与采购规划上提供了科学依据与决策支撑, 降低了企业的采购与生产成本。实验结果表明, 本文中所提出的思路和算法是切实可行的, 并且有很高的效率。
3 结论及未来研究方向
我们将许多实际生产规划上所面临的情况 (如不同步的订单交期规划、工时限制、产品生产成本、产品与原料两者的库存问题及成品平均良品率等等) 都考虑进去后, 将会使整个APS系统趋向更复杂的INLP模型, 而有关如此复杂的整数非线性规划模型常受限于软件的求解功能与效率的不足, 因此相关研究较少。此外本研究可对突发性的情况实时加入处理, 使其成为更趋完善的APS模型。由于该模型所需运算量较大, 所以当企业输入较为庞大数据量时 (如订单量、原料种类、时间期数、过多阶段决策规划等) , 将会导致求解运算所需的时间增加, 我们未来将进一步优化算法, 提高该模型应对实际问题的能力。
参考文献
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APS技术 第9篇
经过10余年的发展, 国内钢铁企业基本已经较好地使用了MES和ERP系统以提高管理水平。然而, 在企业计划排程方面, 由于国内钢铁企业的生产管理水平和特点, 再加上国内MES软件中的计划排程多数是从MRP/MRPII (物料需求计划) 进化而来的无限产能模式, 甚至比MRP更加简化, 因而只是将各个层次及工序的计划排程和执行信息集成起来, 真正可行的优化功能很少, 导致实施MES的钢铁企业的生产计划排程大部分依然采用“人机对话”方式。随着MES的使用, 企业逐渐发现, 既有MES的生产计划排程方式无法很好地满足用户准时交货和降低生产成本的要求。
高级计划排程 (APS) 系统正是为了解决MES在计划排程方面的问题而产生的。APS系统是一种基于供应链管理和约束理论的包含了大量数学模型和优化技术的先进计划排程系统。在计划排程过程中, 利用APS系统可以综合考虑企业内外资源与能力约束, 通过优化模型, 实现企业生产管理的全局优化目标, 为企业管理者提供生产计划管理方面的决策支持。APS系统需要更少的人机交互, 编制效率更高;包含各种优化算法, 可以充分考虑计划排程中的各种约束和目标, 并且这些知识是可以固化在系统中, 而不是依赖于计划员的水平和经验;综合考虑全生产线的物流和约束情况, 包括工序间的依赖关系;为计划员提供更加丰富、灵活、强大的图形化界面编制、调整和展示工具, 以方便计划员更加方便和直观地进行计划排程。因此, APS系统的主要特点可以概括为自动化、智能化、一体化和可视化, 这也是当前APS系统发展的主要方向。
APS系统基于有限产能排程, 并具备强大的优化功能, 是MES软件一个非常好的补充。然而, 真正要实施APS系统时, 企业才发现, 钢铁企业生产计划排程的复杂性和多样性, 远非常规制造业可比, 更重要的是, 实施APS系统时, 既需要充分考虑和继承钢铁企业现有的管理分工方式, 也需要能够与现有MES很好整合并协同运作, 这对于钢铁企业和APS软件实施商来说是一项极大的挑战。对于APS软件实施商来说, 不仅必须有足够的APS开发能力, 更要有深厚的行业应用积累和丰富的MES实施经验;当然, 钢铁企业自身对APS的渴求是必需的前提条件。
在国内, APS正处在发展初期, 少数信息化水平较高的钢铁企业和软件厂商已经开始探索APS系统与MES的整合问题, 例如:上海宝信软件股份有限公司 (简称宝信) 于2005年开始对APS系统与MES的整合进行了研究并给出了解决方案, 以便帮助已经或准备实施MES的厂商解决在计划排程方面遇到的问题[1,2,3,4,5,6]。
1 MES架构及存在问题
1.1 典型架构
国际制造执行系统协会对MES的定义是:“MES能通过信息的传递, 对从订单下达开始到产品完成的整个产品生产过程进行优化的管理, 对工厂发生的实时事件, 及时做出相应的反应和报告, 并用当前准确的数据进行相应的指导和处理。”[7,8]
在企业信息化的层次划分中, MES是ERP与PCS之间的桥梁, 是企业信息集成的纽带。MES为企业上层管理系统提供企业管理所需的各类生产运行信息, 同时向下层过程控制系统发布生产指令, 实时收集生产实绩, 使两者之间有机地构成一个整体;MES实现生产过程的一体化管理, 实现不同生产区域业务前后衔接, 信息相互共享, 最重要的是对全过程的质量、生产及物流进行优化处理, 体现企业整体效益。MES具有鲜明的行业特征, 直接反映底层工艺设备的特点, 体现具有行业特色的制造管理模式。
钢铁企业MES以质量和生产管理为核心, 主要解决生产质量标准和管控、整体生产过程管理和控制、生产成本核算信息的在线收集、生产过程的计质量动态跟踪以及设备运行状态监控等一系列问题。随着国内钢铁企业信息化建设的不断深入, MES近年得到飞速发展。越来越多的钢铁企业已经认识到MES在现代化企业管理中的重要性, 并着手在自己企业中建设MES。目前在国内钢铁企业行业的MES应用中, 广泛采用了“厚MES”的概念, 即将生产、质量、厂内物流、计划和调度等功能, 全部架构在MES上。国内典型MES的应用架构如图1所示, 从图1可以看出, MES由MMS和PES组成, 其中, MMS覆盖工厂全流程, 主要实现质量、生产和物流等的管理功能以及计划排程, 一般整个企业或生产区域设置一个MMS;PES覆盖工厂各制造单元, 主要负责执行MMS层面下发的生产计划和质量要求等, 并进行与PCS的通信以及现场执行、调整和控制, 一般一个或多个制造单元/工序设置一个PES。
1.2 在计划编制上存在的问题
MES虽然具有计划排程的完整功能, 但它存在以下问题:
(1) 计划精确性。由于MES在计划排程方面的算法来源于MRP/MRPII, 其假定提前期是已知的固定值, 系统要求工艺路线固定, 仅能根据交付周期或日期来安排生产的优先次序, 所有工作都是在假定无限能力的前提下进行的, 且计划难以修改, 这些问题限制了企业制订准确而又切合实际的生产计划, 因此带来资源超负荷运行、在制品增加、订单执行超过预期时间、交货延迟、提前定购生产原材料导致库存成本增加等问题。
(2) 功能无法细分。目前, 钢铁企业MES中的主生产计划模块只能完成粗略产能计划, 而粗略产能计划只能用于了解关键资源的能力需求, 比较关键资源的可用性, 总体掌握关键资源的情况, 并不能细分出关键资源如何利用。
(3) 计划排程结果过于依赖计划员。如果在目前的MES中进行计划排程, 就要求计划员有丰富的钢铁行业计划编制经验, 而计划员的水平和经验将对计划排程结果的优劣程度产生很大影响, 且计划编制时间长, 编制和调整效率较低, 在合同和物料量大的情况下, 无法全面考虑更好的计划结果。
2 APS系统与MES的关系
宝信APS系统的具体构成及与MES的关系如图2所示[3]。APS系统实现一个多层次的计划过程, 它包括合同计划优化排程子系统 (OPS, Order Planning System) 、作业计划优化排程子系统 (IPS, Integration Planning System) 和炼钢调度 (TPS, Tapping Schedule) 子系统。OPS包括基准信息及规则维护、物料计划 (MP) 、生产计划 (PP) 3个模块, 涉及从炼钢到冷轧所有生产工序, 它综合考虑库存、设备能力、生产周期和加工路径等因素, 编制面向全厂的合同生产计划, 为合同分配生产能力, 优化平衡全厂的物流。IPS包含连铸预计划和热轧预计划2个模块, 它综合考虑合同完成情况、材料即时状态和机组作业规程等条件, 形成详细可行的作业顺序, 指导机组有序生产, 实现合同计划的要求, 按时、按量为下工序供料, 保证物流平衡。在作业计划层面, 还有冷轧工序, 但由于其主要是见料排计划, 因此冷轧工序的约束相对连铸和热轧工序更为简单, 并且在作业计划层面基本无需考虑其他工序约束, 因此在实际生产中, 需求并不是很急迫, 因此本文也未予以讨论。TPS子系统包含炼钢调度模型、图形化交互工具和动态匹配3个模块, 面向炼钢、精炼和连铸机组, 综合平衡作业规程与资源能力, 形成最优调度方案, 解决炼钢作业中诸多现场因素扰动下的快速响应问题, 提高计划效率, 及时有效地指导生产。
从图2可以看出, APS系统从MES中获取产品阶层信息、合同信息、物料信息和已编计划信息等数据, 通过MP, 将库存中余材物料以最佳的方式与适当的合同匹配, 并对物料不足的合同产生需排产的净需求, 再通过PP, 考虑机组能力和各种约束, 产生合同与物料的匹配关系和优化后合同计划结果, 分别提供给MES, MES接收并检核处理, 综合考虑现场机组、合同欠量、材料及余材等变化情况后, 最终形成MES中的合同与物料匹配关系和合同计划。同时, APS将优化后的炼钢连铸预计划信息、热轧预计划信息和炼钢调度数据发送到MES, MES对计划结果可以进行调整、删除和确认, 并下发L2执行。
由此可见, APS系统定位于制造层, APS系统的OPS与MES中的合同计划结合, IPS、TPS子系统与MES中的作业计划结合。在APS系统架构中, APS系统与MES中响应的功能模块是并行的, 也就是说, 没有APS系统, 整个业务流程仍是完整的, APS系统的主要角色是“优化”;而没有MES, APS系统将是无根之木, 无法独立运行, 也无法起到任何作用。
3 APS系统与MES的整合
如前所述, 虽然MES是一个可以提供很多功能模块的整体解决方案, 但是从计划优化的角度看, MES无法达到APS系统提供的优化功能水平;而从另一角度来说, 也只有MES才能与PCS实时交互, 所以APS系统要能够很好地指导生产, 必须通过MES来实现。因此, 将APS系统与MES合理整合更适合于解决复杂的计划排程问题, 而APS系统与MES整合的难点在于OPS和IPS与MES的集成。
3.1 OPS与MES的整合
在APS系统与MES的整合中, OPS与MES的整合最为复杂, 也最为关键。OPS与MES整合的总体功能流程 (如图3所示) 如下:
(1) OPS对MES质量设计、生产设计和合同归并后形成的生产合同进行收池, 并进行MP的相关参数设定后, 根据合同优先级排序规则, 进行工单优先级排序和物料匹配以及净需求生成, 最终生成工作单以便通过PP模型进行排程。
(2) 计划员对PP模型的规则和参数进行相关设定后, 可以启动自动计划进行计划排程。
(3) 计划员对多个模型排程结果进行情景分析和人工调整, 最终选定合适的版本, 将结果发至MES。
(4) 发至MES的主要结果包括工单/合同的匹配信息、合同的生产线及工序日期。
3.2 IPS与MES的整合
由于IPS中的连铸预计划和热轧预计划在作业计划层面的计划排程差异较大, 因此对他们与MES的整合流程分别讨论。
3.2.1 连铸预计划与MES的整合
IPS连铸预计划模块与MES整合的总体功能流程 (如图4所示) 如下:
(1) 从MES选择可以排入作业计划的合同, 收池到IPS子系统。
(2) IPS对池内的合同数据 (如合同结构、交货期等信息) 进行统计分析, 并根据合同、机组和物流总体情况进行调整和设定模型约束。
(3) 选择部分合同手动或自动形成连铸预计划 (组CAST) 。如选择自动方式, 需设定模型排产的参数 (如设定必做合同、计划编制总炉数、流向等参数) , 如果要编制DHCR模型, 则进入相应画面, 启动DHCR模型, 搜索可能形成的DHCR计划, 进行查看和调整后, 选择模型搜索出来的部分或全部DHCR计划, 纳入即将编制的连铸预计划, 然后启动连铸预计划模型 (可以将模型组成的CAST和人工组成的CAST共同进行) , 生成多个批次的连铸预计划模型结果, 以进行多方案情景分析, 选择一个批次并确定方案;如选择手动方式, 则可通过IPS提供的图形化人机交互画面编制计划。
(4) 方案确定后, 手动或启动模型进行铸机分配, 下发MES前, 对计划结果进行最后的确认和调整, 包括对合同炼钢工序欠量与计划量等进行对比分析, 确认后将计划下发MES。
3.2.2 热轧预计划与MES的整合
IPS的热轧预计划模块与MES整合的总体功能流程 (如图5所示) 如下:
(1) 从MES选择可以排入作业计划的合同 (材料) , 收池到IPS子系统。
(2) IPS对池内的合同数据进行统计分析, 了解合同和物流总体情况, 并调整和设定模型的约束。
(3) 选择自动或手动形成 (不考虑流向) 轧制预计划。如果选择使用模型自动形成轧制预计划, 则除了设定模型参数外, 还需要设定流向要求, 然后模型将根据设定, 形成一个或多个轧制计划;如果选择手动形成轧制预计划, 则需要设定模型参数, 模型将不考虑流向的要求, 将池内材料组成一个或多个轧制计划。
(4) 对于自动和手动形成的轧制计划进行编辑调整, 选择生成的轧制计划中的一个或多个, 发送至MES。
4 结束语
本文以宝信软件的MES+APS解决方案为背景, 讨论了钢铁企业APS系统与MES的整合方案, 该方案已在某些钢厂开始实施。APS上线后, 提高了整个计划排程工作的效率和准时交货率, 物流更加顺畅, 在制品库存降低, 热装热送率显著增加, 炼钢-连铸和热轧工序组织合理, 成本显著降低。在MES已经基本普及的今天, 钢铁行业竞争日益残酷, 相信APS的需求将逐渐扩大, APS系统与MES的集成将成为讨论的热点, 希望本文提出的解决方案也能为行业其他软件供货商提供的系统提供一些借鉴和参考。
摘要：中国钢铁企业已经广泛实施了ERP和MES, 日益激烈的竞争正在使高级计划排程 (APS) 成为信息化的热点。作者针对国内钢铁企业MES的典型架构, 分析了MES在计划排程方面存在的问题, 重点讨论了在已经实施了MES的钢铁企业中如何整合APS系统的问题。
关键词：钢铁企业,企业资源计划,制造执行系统,高级计划排程
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APS技术 第10篇
被设计用于有线传输的TCP协议都隐含了一个假设:拥塞是引起丢包的唯一原因。但在无线情况下,高误码率,媒体控制接入竞争以及移动性等都可能引起分丢包[1,2,3]。如果TCP仍然认为丢包是由于网络拥塞引起的,那么势必引入一些冗余控制,使得端到端的传输性能恶化[4,5]。文献[6,7]就是通过使TCP可以识别丢包原因,从而采取不同的响应方式减少冗余控制。
研究[8]指出:在802.11无线网络中,限定最大TCP窗口至1或2,将使其性能大大提高。FeW[5]利用这个研究成果,它通过改变每一RTT(Round Trip Time)的窗口的增量因子α(0<α≤1),来减小平均窗口大小。其具体算法如下:假设当前阻塞窗口大小为cwnd,在每一RTT,TCP发送端将传输[cwnd]个分组,并收到从接收端发来的相同个数的ACK。每收到一个ACK,发送端将根据公式(1)更新窗口的大小。
在大量的改进方案中,FeW具有最高的吞吐量表现(见文献[5]中的结果)。
研究了FeW并且发现,其窗口的浮点部分永远不会被用于传输。因此,提出了基于FeW的自适应包长算法(APS-FeW)。这种算法不仅利用了FeW减轻网络负载的优点,也保留了传统TCP的快速响应的特点。本文的算法源于以下的研究。
1 传统窗口算法研究
以字节为单位定义阻塞窗口cwndbyte为:
由于packetsize是固定大小的,因此公式(1)与(2)中定义的阻塞窗口是等价的。可以认为,cwndbyte表示了当前TCP发送端预测的信道容量,发送端根据网络情况来改变这个值,从而触发拥塞控制。在慢启动阶段,cwnd是一个正整数,TCP总是能充分利用其预测到的信道容量传输尽可能多的字节。当阻塞窗口大小超过了阈值,cwnd将成为一个浮点数。而TCP仍然使用(cwnd的整数部分)来控制一个RTT内的分组传输数量,因此预测的信道容量(cwndbyte)不能得到充分利用,cwnd的浮点部分被丢弃了。
FeW的窗口更新算法使窗口值总是浮点数,可以通过公式(3)获得被使用的有效信道容量:
使用公式(4)粗略计算一下被丢弃的信道容量占整个预测信道容量的百分比:
当窗口从1.0变化到2.0,平均浪费了33.3%的预测信道容量。而窗口从2.0到3.0和从3.0变化到4.0,分别浪费了20.0%和14.3%的预测容量。对于平均窗口为1到2的FeW来说,这种浪费是无法接受的。
2 APS-FeW算法
FeW的仿真结果表明,只要选择合适的α,TCP仍然能够准确预测信道容量。基于这个结论,我们试图充分利用FeW预测的信道容量(包括窗口的浮点部分)。在APS-FeW中,定义初始窗口大小(initPacketsize)为TCP重置后的窗口大小。使用cwnd来计算传输分组长度:
若使用公式(3)和(5)重新计算有效信道容量,可以发现,信道的利用率大大提高了。APS的具体实现如下:
①TCP发送端收到一个ACK后,更新窗口大小并且按照公式(5)更新传输分组长度。TCP使用此分组长度打包后续数据,直到收到另一个ACK或者遇到情况2或3。
②当发送计时器超时,TCP进入慢启动状态。窗口重置为1,传输分组长度重置为initPacketsize。发送端需对缓冲中的数据按照新的分组长度重新打包。
③当发送端收到3个重复的ACK而进入快速启动状态时,发送端只需重传丢失的包,重传成功后再更新传输分组长度。
3 仿真与数据分析
3.1 仿真参数
在NS-2中实现了本文的算法,源代码可以在文献[9]下载。为了与FeW进行公平的比较,仿真参数采用了文献[5]中的设置。同时也比较了不同α对TCP性能的影响。
3.2 链状拓扑
仿真中用到的链状拓扑如图1(a)所示,在4到22跳的链路环境下,仿真了4条TCP流。如表1所示,APS-FeW超越FeW的性能达10%～25%。网络的高负载导致更多的MAC竞争和路由重建,使TCP层由于超时而频繁的发生重传。对于一个较小的α,FeW实际使用的传输窗口([cwnd])几乎大部分时间都是1,因而无法注入更多的数据。而APS-FeW却可以完全利用窗口的浮点部分,在2次重传间隔内传输尽可能多的数据。
3.3 栅格状拓扑
如图1(b),分别在7×7与13×5的拓扑下仿真了交叉与平行的多条TCP流分布模式。如图2所示,当传输2条TCP流时,FeW的性能反而比传统的TCP(legacy TCP)恶化了。文献[5]的作者也承认,在网络资源充足时,FeW的信道容量探测强度α过于缓和,以至于无法充分利用所有的网络资源,导致性能下降。从图中可知,APS-FeW在各种α取值下总是优于FeW中最佳性能表现(α=0.01)的吞吐量。对于相同的α,APS-FeW对FeW性能的改善平均为12%。
图3显示了狭窄条状区域(13×5)情况下的仿真结果。我们再次发现FeW在2条平行的TCP流仿真中性能低于普通的TCP。而APS-FeW没有出现这种性能下降的情况。在传输6条TCP流时,当α=0.01时APS-FeW提升了FeW的性能11.4%,而在12条TCP流时提升了10.4%的性能。由于APS-FeW是依赖于准确的信道容量预测的,因此当α选择的比较好的时候(比如α=0.01),性能提升至少为10%,而对于不太准确的预测(比如α=0.05),性能提升就不是那么明显了。
4 结束语
本文研究了FeW的窗口控制机制并指出,FeW并不能充分利用其预测到的信道容量。本论文的新颖之处在于提出了APS-FeW算法,此算法不仅保留了传统TCP的快速响应精确控制的优点,而且充分利用了FeW的缓和冗余控制的优点。对各种场景进行了大量仿真,验证了此算法的优越性。
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