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　　隨著制造業(yè)個性化定制與供應(yīng)鏈管理復(fù)雜化的趨勢越來越明顯、疫情對商品運輸造成的影響越來越大,制造型企業(yè)生產(chǎn)的隨機性與即時性需求快速增加。高效的生產(chǎn)排程工具不僅能夠幫助企業(yè)快速應(yīng)對動態(tài)變化的市場環(huán)境,更能夠幫助企業(yè)降本增效。引入基于運籌學(xué)框架的智能算法,智能APS即智能高級計劃和排程系統(tǒng),能夠獲得比人工或人工設(shè)置的規(guī)則計算結(jié)果更好、全局最優(yōu)的方案,從而使智能APS成為供應(yīng)鏈智能決策的關(guān)鍵一環(huán)。

　　海外已有Blue Yonder、達索、O9等數(shù)個頭部標兵,在百億體量的基礎(chǔ)上依舊增長快速,如O9近3年營收增長674%。放眼國內(nèi),智能APS賽道還是一片藍海——不僅海外巨頭滲透率低,國內(nèi)企業(yè)也還處于早期發(fā)展階段。隨著行業(yè)頭部標桿客戶的落地,國內(nèi)企業(yè)的業(yè)務(wù)增速將遠超預(yù)期。高鵠資本深度調(diào)研了制造型企業(yè)的需求與國內(nèi)智能APS行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,我們認為,該賽道是工業(yè)軟件市場少有的原生增長賽道,有望成長出本土的工業(yè)軟件巨頭。同時,基于對行業(yè)的深度思考,我們提出該賽道優(yōu)秀產(chǎn)品的四個特征,以及判斷團隊的三個標準,希望與行業(yè)內(nèi)的投資人、企業(yè)家們共同探討。

　　本文核心觀點:

　　1、APS是工業(yè)軟件領(lǐng)域的原生高增長賽道,當前國內(nèi)市場滲透率低而本土公司快速崛起——產(chǎn)品能力與算法實力大幅提升,投資該賽道可同時抓到α+β。

　　2、較傳統(tǒng)APS,智能APS在算法設(shè)計上有著極大的先進性,能真正解決復(fù)雜求解問題,而非簡單地將人的經(jīng)驗數(shù)字化。

　　3、除車間級排程外,智能APS還可以拓展到主計劃與產(chǎn)銷協(xié)同等供應(yīng)鏈協(xié)同層,為企業(yè)打造韌性供應(yīng)鏈、優(yōu)化資源配置效率提供了極大價值,將成為企業(yè)智能化的必備武器。

　　4、優(yōu)秀的智能APS產(chǎn)品應(yīng)具備四個特征:配置靈活度高、算法基座好、產(chǎn)品化程度高、產(chǎn)品完備度高,近兩年能夠在該賽道突圍的團隊在「產(chǎn)品線拓展」、「頭部客戶落地」、「算法先進且有效」這三個方面都應(yīng)有出色表現(xiàn)。

　　一、智能APS是供應(yīng)鏈智能決策的關(guān)鍵一環(huán)

　　隨著消費互聯(lián)網(wǎng)對供應(yīng)鏈的改造日益深入,制造型企業(yè)產(chǎn)品呈現(xiàn)出多樣化的趨勢,不僅產(chǎn)品組合增加且要求快速交貨,生產(chǎn)模式從大批量生產(chǎn)(流水線生產(chǎn))向多品種小批量生產(chǎn)(JIT精益生產(chǎn))發(fā)展。同時,人、機、料等齊套周期不一致,常有訂單插單或更改等情況發(fā)生,導(dǎo)致生產(chǎn)管理復(fù)雜性不斷上升。加之疫情反復(fù)造成的生產(chǎn)驟停驟啟與供應(yīng)鏈脆斷,使得制造企業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)日益增加——既要應(yīng)對訂單波動又要柔性生產(chǎn)以提高資源利用率。

　　以一個有30多條生產(chǎn)線、生產(chǎn)100多類產(chǎn)品的工廠舉例,在開工班次、物料庫存、換型等約束條件下,同時考慮不同日期下生產(chǎn)產(chǎn)品組合及生產(chǎn)順序就存在900多萬種方案,如果考慮更多條生產(chǎn)產(chǎn)線以及更多的約束條件時,整個工廠的生產(chǎn)計劃更像是一個天文數(shù)字,是人力無法計算的。

　　排程環(huán)節(jié)必須從原來的人工排程中解放出來。作為資源信息化的ERP與作為信息流程化的MES的滲透率雖然都在加速提升,在制造型企業(yè)優(yōu)化運營管理中起到了非常重要的作用,但兩者在動態(tài)變化的復(fù)雜生產(chǎn)環(huán)境下,仍然難以滿足制造型企業(yè)隨機與即時的需求,在不使用作為決策智能化APS的情況下將很難從底層改善生產(chǎn)從而做出最優(yōu)決策。依靠智能APS來實現(xiàn)自動排程,能使制造型企業(yè)更好地應(yīng)對訂單增長與產(chǎn)能提升帶來的挑戰(zhàn),借助優(yōu)化的生產(chǎn)計劃,減少物料及庫存成本,最終增加企業(yè)利潤。

　　APS即Advanced Planning and Scheduling高級計劃和排程系統(tǒng),是協(xié)助制造業(yè)制作生產(chǎn)計劃與排程的軟件系統(tǒng),依據(jù)約束條件對企業(yè)最底層的生產(chǎn)資源、人員、設(shè)備、場地等進行合理安排。而智能APS則是在原有的基礎(chǔ)上,引入運籌學(xué)算法形成算法平臺,并依照企業(yè)制造中實際的多重約束條件進行數(shù)學(xué)建模,從而給出最優(yōu)生產(chǎn)計劃與排程的系統(tǒng)。

　　相較于傳統(tǒng)APS,智能APS在算法上有著極大的先進性。傳統(tǒng)APS系統(tǒng)常以規(guī)則邏輯為主,規(guī)則算法通常是短視的,無法從全局角度對KPI做出優(yōu)化,無法實現(xiàn)全局最優(yōu)決策。而智能APS基于運籌學(xué)的數(shù)學(xué)規(guī)劃算法,突破了僅基于業(yè)務(wù)規(guī)則進行簡單僵化的自動化處理的局限,以全局優(yōu)化為出發(fā)點,求得最優(yōu)解而非傳統(tǒng)算法的可行解。在智能APS發(fā)展起來后,客戶的需求得到了真正滿足,即比經(jīng)驗與人設(shè)置的規(guī)則計算更好的全局最優(yōu)方案。

　　借助智能APS,可以充分考慮約束條件,并對約束條件進行進一步的細化、抽象化,持續(xù)加入更廣泛的產(chǎn)業(yè)上下游生產(chǎn)鏈條約束條件,由此能夠適應(yīng)國內(nèi)制造型企業(yè)規(guī)范性較弱的管理流程,更能適應(yīng)環(huán)境突變情況下大幅調(diào)整的需求,打造其韌性供應(yīng)鏈。

　　二、APS的構(gòu)成與價值

　　由于行業(yè)還處于相對早期,行業(yè)內(nèi)的詞匯并未形成統(tǒng)一的認知。狹義的APS是指車間內(nèi)的工序級排程,早期i2(Blue Yonder前身)年代的廣義APS,則包括從需求計劃到產(chǎn)銷協(xié)同、到主計劃、到車間排程的全流程協(xié)同和調(diào)度。從功能上來講,一個完善的計劃系統(tǒng)的服務(wù)目標,應(yīng)該是圍繞著制造企業(yè)全流程計劃體系,快速、高質(zhì)地做出制造計劃與排程。

　　因此,完善的APS系統(tǒng)構(gòu)成至少應(yīng)該包括產(chǎn)銷協(xié)同計劃、主生產(chǎn)計劃和車間高級排程等,是一個復(fù)雜系統(tǒng)。

　　無論是從中長期的主計劃層面進行產(chǎn)能和物料的提前規(guī)劃,還是在接到訂單后的訂單跨工廠、車間的協(xié)同計劃,亦或是短期的車間生產(chǎn)排程優(yōu)化,企業(yè)管理層最關(guān)心的生產(chǎn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用場景正在被APS解決方案釋放價值。

　　圍繞著企業(yè)的實際需求,APS表現(xiàn)出五個特點:并發(fā)、約束、全局、協(xié)作、靈活。APS需要幫助企業(yè),在恒定的生產(chǎn)產(chǎn)能和現(xiàn)金流約束下,通過打通產(chǎn)銷供信息,即時調(diào)用企業(yè)所有物料資源,實現(xiàn)多條生產(chǎn)線相互配合、同步完成多個計劃的生產(chǎn)推進,并在意外情況下立即規(guī)劃出新的計劃,保證生產(chǎn)不中斷。

　　三、客戶需求與市場空間

　　在離散行業(yè),APS為其解決多工序、多資源的調(diào)度問題;而在流程行業(yè),APS則為其解決順序優(yōu)化問題。APS也可以通過為流程和離散的混合模型同時解決順序和調(diào)度優(yōu)化問題,從而對項目管理與制造解決關(guān)鍵問題和成本時間最小化。目前來看,APS在離散制造業(yè)的應(yīng)用價值更為顯著,離散制造業(yè)在制造過程中涉及的元器件SKU眾多、生產(chǎn)環(huán)節(jié)與牽涉到的供應(yīng)鏈復(fù)雜、制造流程屬于分散交叉非線性狀態(tài)。

　　實際上,離散制造業(yè)在早年就有公司開始嘗試使用APS,據(jù)高鵠調(diào)研統(tǒng)計,至今已有10%的離散制造型企業(yè)有過嘗試接觸APS或探討是否可以使用APS的經(jīng)歷。但由于不同行業(yè)一線生產(chǎn)的復(fù)雜性與算法調(diào)優(yōu)落地的不適應(yīng),導(dǎo)致這些想要使用APS的企業(yè)需求難以被滿足,有很多企業(yè)選擇了觀望。部分企業(yè)為此選擇自研APS,但市場基本沒有成功案例、效果不佳。

　　隨著制造生產(chǎn)環(huán)境由單一轉(zhuǎn)為復(fù)雜多變,排產(chǎn)從手動拖拽轉(zhuǎn)向軟件計算再到算法計算,盡管傳統(tǒng)APS已經(jīng)比ERP的MRP(物資需求計劃)模塊與MES的排產(chǎn)模塊要更先進——排產(chǎn)模塊更為完善、計算原理更加優(yōu)化,但仍然彌補不了規(guī)則算法的局限性,從而無法找到多重約束條件下的排產(chǎn)最優(yōu)解,也就無法指導(dǎo)生產(chǎn),即排產(chǎn)成功率低下。從最終結(jié)果來看,MES的排產(chǎn)模塊、ERP排產(chǎn)模塊、傳統(tǒng)APS排產(chǎn)成功率均非常低,顯而易見,智能APS已成為當下制造型企業(yè)應(yīng)對迅速變化的內(nèi)外部生產(chǎn)環(huán)境的必然選擇。

　　從高鵠調(diào)研的結(jié)果來看,現(xiàn)當下使用智能APS 的客戶主要以4億營收以上的生產(chǎn)制造類企業(yè)為主。一方面,營收過低的企業(yè)業(yè)務(wù)復(fù)雜度低,APS的應(yīng)用效果不夠明顯,另一方面也難以負擔專業(yè)APS的價格。

　　目前,國內(nèi)APS市場還處于較早發(fā)展期,智能APS廠商主要有悠樺林、商簡、谷斗等。但海外已經(jīng)跑出了Blue Yonder、達索、O9等數(shù)個巨頭。

　　其中,以產(chǎn)業(yè)上下游并購作為主要打法的Blue Yonder,在產(chǎn)品矩陣和服務(wù)形態(tài)上更加成熟和豐富。作為第一家做APS系統(tǒng)的企業(yè),松下旗下Blue Yonder的發(fā)展經(jīng)歷足可以看出整個APS市場的曲折。

　　早在1988年,Blue Yonder的前身i2就已經(jīng)成立并開始研發(fā)FP(Factory Planning),并快速進入工業(yè)軟件市場前列,其APS系統(tǒng)服務(wù)直接與Oracle、SAP等ERP軟件合作。2010年,i2被工業(yè)軟件提供商JDA收購;2012年其又被私募新山資本通過紅色草原收購;2020年,APS開始起飛,JDA改名Blue Yonder;2021年Blue Yonder被松下以71億美元收購。

　　經(jīng)歷多輪被收購之后,Blue Yonder從傳統(tǒng)APS向智能APS進化——以端到端的供應(yīng)鏈智能決策產(chǎn)品矩陣著稱,形成覆蓋完備的制造業(yè)和零售業(yè)的供應(yīng)鏈產(chǎn)品矩陣,實現(xiàn)從計劃及優(yōu)化、業(yè)務(wù)執(zhí)行到管理控制的閉環(huán)。其2021年總收入11億美元,2022年SaaS ARR 3.43億美元。

　　智能APS在全球范圍內(nèi)已經(jīng)成為趨勢。目前,國內(nèi)智能APS市場還處于發(fā)展早期,潛在市場規(guī)模超過500億。2020年受疫情影響,供應(yīng)鏈極度不穩(wěn)定,從而促使制造型企業(yè)開始主動尋找可以快速排產(chǎn)和提高效率的工具,國內(nèi)智能APS市場增速加快。當下,絕大多數(shù)的頭部客戶是第一次使用APS,市場滲透率僅為3%-4%,隨著市場需求和APS產(chǎn)品力的提升,4億規(guī)模以上的制造型企業(yè)的市場滲透率有望持續(xù)上升。

　　四、市場判斷標準

　　由于國內(nèi)制造業(yè)生產(chǎn)管理流程與海外區(qū)別較大,國外APS在國內(nèi)的實施服務(wù)不夠完善,雖被頭部企業(yè)使用但卻也并未獲得認可,這也給了APS賽道原生突圍的增長機會。

　　而要獲得客戶認可,我們認為一款好的智能APS產(chǎn)品應(yīng)具備四個特征:

　　第一,配置靈活度高,能夠適配不同行業(yè)、不同客戶與不同場景,即使是同一個制造業(yè)的客戶,其場景也會發(fā)生較多的變化,這就要求系統(tǒng)有支撐能力。

　　第二,算法基座要好,算法設(shè)計具有實用性與前瞻性,兼具優(yōu)化效果與使用效率。

　　第三,產(chǎn)品化程度高,即標準產(chǎn)品為主,定制為輔。

　　第四,產(chǎn)品完備度高,完整覆蓋產(chǎn)銷協(xié)同、主計劃、高級排程,形成供應(yīng)鏈協(xié)同優(yōu)化的成熟解決方案,如只做車間排程,也應(yīng)保證能夠根據(jù)企業(yè)各項制約,實現(xiàn)生產(chǎn)路徑/訂單批次/物料分配等多目標優(yōu)化。

　　反之,我們從客戶對產(chǎn)品的使用頻率、使用效果以及復(fù)購率/推薦率也可以驗證其是否為一款好的智能APS產(chǎn)品。同時,經(jīng)過產(chǎn)業(yè)上下游的深度調(diào)研與實際客戶的服務(wù)經(jīng)歷,我們認為符合以下三點的團隊值得關(guān)注與長期追蹤:

　　首先,產(chǎn)品能力強。標準產(chǎn)品模塊與定制的比例是未來能否規(guī)?；瘮U張的重要判斷標準。因此,團隊需要具備完整的行業(yè)產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)與服務(wù)經(jīng)驗來開發(fā)出標準化產(chǎn)品模塊,使用戶能夠快速、方便地根據(jù)自身需求進行模塊間的靈活組合,大幅縮短交付周期且降低客戶費用,而不再是客戶一有需求變化就必須定制開發(fā),哪怕是一些非?；A(chǔ)的服務(wù)。

　　其次,算法設(shè)計能力強。要將業(yè)務(wù)約束轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)規(guī)劃的語言需要大量經(jīng)驗,并不是所有智能APS團隊都具備的。一方面,針對生產(chǎn)過程中的換型爬坡問題、組爐生產(chǎn)問題等,需要設(shè)計精細的建模方式來實現(xiàn)業(yè)務(wù)條件,同時不對模型造成負擔。另一方面,大多數(shù)生產(chǎn)制造企業(yè)在完成數(shù)學(xué)規(guī)劃建模后,往往得到一個巨型模型——變量和約束個數(shù)通常能達到千萬級別甚至過億,這時只能針對性地設(shè)計算法底層框架來支撐大規(guī)模的求解,而不是只使用規(guī)則式的引擎去實現(xiàn)基礎(chǔ)自動化出結(jié)果的功能。這也不是一個可以直接調(diào)用商用求解器就能求解的場景,過程中要求多種建模求解和算法框架設(shè)計的經(jīng)驗,這需要長時間的積累。

　　第三,落地服務(wù)能力強。國內(nèi)產(chǎn)業(yè)與海外非常不同,客戶對于定制化服務(wù)有需求。團隊是否具有行業(yè)服務(wù)經(jīng)驗,能夠提供深度貼合客戶場景需求的解決方案,對大客戶的獲取非常重要。

　　若要在智能APS這個原生增長的賽道中突圍,團隊的這三個能力是缺一不可的。

　　智能APS正處于頭部客戶落地擴張階段,如何根據(jù)客戶需求進行產(chǎn)品設(shè)計,既能滿足客戶需求又能沉淀產(chǎn)品,并實現(xiàn)高效交付,將是接下來競爭的重點。我們認為,未來1-2年內(nèi),能落地頭部客戶落地案例最多的智能化APS廠商將有機會成為行業(yè)的領(lǐng)跑者。