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1、AP中生产筹划排程的基本原理 姜铁虎-9-30投稿供应链管理（SM)波及公司间的集成以及在产销网络中协调物流和信息流的各个方面。作为公司信息中枢的ERP系统，目前已经在许多公司中用于作业解决和定单执行。高档筹划系统(PS，AdndPlgSystems)作为RP的补充,用于协调物流、开发瓶颈资源和保证交货日期。AS应用多种优化技术,并根据公司的商业目的来改善筹划。APS涉及需求和供应筹划、运送和生产筹划排程等多种供应链筹划模块，本文重要简介APS中生产筹划排程(rduconlanninScedulig)模块的基本原理。决策状况描述生产筹划排程的目的是为车间生成一种具体的短期生产筹划。排产筹划(r
2、oductincheule)指明了筹划范畴内的每一种定单在所需资源上的加工开始时间和结束时间，也即指出了在给定资源上定单的加工工序。排产筹划可以通过直观的甘特图(Gntchart)形式给出。排产筹划的筹划间隔可以从一天到几周,取决于具体的工业生产部门。合理的筹划长度取决于几种因素:一方面，它至少应当涵盖与一种定单在生产单元中最大的流动时间（floti）相相应的时间间隔；另一方面,筹划间隔受到已知顾客定单或可靠需求预测的可用性限制。很显然，只有当排产筹划适度稳定期,在一种资源上进行定单排程才是有用的。也就是说，它们不应受不盼望事件常常变化的影响(如定单数量变化或中断)。对某些生产类型(如obsh
3、op）,生产筹划排程需要对(潜在)瓶颈资源上的任务定单进行排序和筹划;而对另某些生产类型（如成组技术）,生产筹划排程要能自动地、准时段检查资源组的能力，看其与否可以在下一种时间段内完毕成组加工的一组定单。然后,可以手工排序这组定单在下一种时间段内的加工顺序。排产筹划任务可以并且也应当分散来做，这样可以运用每个地点人们的专业知识和车间目前状况的知识(例如人员的可用性)。生产筹划排程受到上层主生产筹划的约束,主生产筹划设立了在分散的决策单位中执行生产筹划排程的框架。从主筹划中可获得的相应指引涉及：使用超时或加班的数量；在不同步间点上来自供应链上游设施物料项的可用性；波及来自供应商输入物料的采购合同
4、。此外,由于主生产筹划在供应链上有更宽的视点和更长的筹划区间,从中我们还可以得到:筹划结束时需要建立的各物料项的季节性库存量；交付给供应链下游设施的定单截止日期(下游设施可以是紧接着的下一级生产单位,分销商或最后顾客)。排产筹划生成由车间模型生成排产筹划的一般程序可简朴地描述为下面6个环节(如图1所示)。1、建模车间模型必须具体地捕获生产流程的特性和相应的物流，以便以最小的成本生成可行的筹划。由于一种系统的产出率只受潜在瓶颈资源的限制,因此，我们只需对车间既有所有资源的一部分也即那些也许成为瓶颈的资源，建立一种清晰的模型。有关建模措施的细节我们将在背面进一步论述。、提取需要的数据生产筹划排程使
5、用的数据来自ERP系统、主生产筹划和需求筹划。生产筹划排程仅运用这些模块中可用数据的一种子集,因此,在建立一种给定生产单元的模型时，必须指明它实际需要哪些数据。 3、生成一组假定（生产状况)除了从ERP系统、主生产筹划和需求筹划这些数据源中接受的数据之外,车间或生产单位的决策者或许对车间目前或将来的状况会有更进一步的知识或盼望,这些信息在其他地方（如软件模块中）是不能得到的。再者,对车间的可用能力或许也可以有多种选择(如柔性的倒班安排等）。因此,决策人员必须有能力修改数据和建立某种生产状况(见图中的第三步，点划线框表达这一步必须由决策人员执行,并且是可选的）。4、生成一种（初始)排产筹划在有了
6、模型和数据之后,就可以针对给定的生产状况,运用线性规划、启发式算法和基因算法等多种复杂的优化措施来生成排产筹划。这项工作可以一步完毕,也可以通过两级筹划层次（先综合的生产筹划,后具体的排产筹划)完毕。5、排产筹划分析和交互修改如果通过两级筹划层次完毕,也即先生成综合资源的上层生产筹划。那么，在生成一种具体的排产筹划之前,人们或许一方面要对这个生产筹划进行分析。特别地，如果生产筹划不可行,决策人员可以交互地指定某些筹划途径来平衡生产能力(如增长班时或指定不同的加工途径)。这或许要比修改在单个资源上的加工工序(下层排产筹划)更加容易。APS采用了例外管理(Mnament yeceon）的技术,如果
7、浮现问题和不可行性(如超过定单交货期或资源过载)，PS就会发出警告(alets)。这些警告一方面被“过滤”,然后,对的的警告被传递到供应链中对的的组织单位。此外，针对一种生产状况产生的排产方案还可以通过结合决策者的经验和知识交互地改善。固然,为了提供真正的决策支持，必要的修改次数应当受到限制。、生产状况核准当决策人员拟定已经评估了所有可选方案时，她/她将选择那个体现最佳生产状况的排产筹划去执行。7、执行和更新排产筹划决策人员选定的排产筹划将被传递给:MRP模块（分解筹划)、ERP系统(执行筹划)和运送筹划模块（在顾客定单完毕时安排装运车辆)。MP模块把在瓶颈资源上筹划的所有活动分解成在非瓶颈资
8、源上生产的那些物料或由供应商交付的物料；此外,对某些加工定单所必需的物料也将被预定。排产筹划将持续执行到某个事件信号发生时才进行更新,也即直到修改一种排产筹划看来是可取的时候（见图1中的LopII）。这个事件可以是一种新定单的到来、机器故障或冻结的筹划部分已执行完毕（背面我们还将对排产筹划的更新作具体讨论)。变化车间生产模型的状况不太常常(如图1中的opI)。如果构造保持不变和只是数量上受到影响（例如一种机床组中的机床数或某些已知产品的新变种),那么，通过下载ERP系统中的数据,P能自动更新模型。但当变化很大时(例如具有某些新特性的新生产阶段的引入),那么，由专家对模型进行手动调节则是可取的。
9、下面我们将对车间生产流程模型的建模措施作更具体的论述。图、排产筹划的一般环节 生产流程建模车间模型必须结合所有必要的生产流程细节来决定顾客定单的完毕时间，模型需要的输入来自有关的物料和潜在的瓶颈资源。排产筹划中每一步的时间间隔一般很小(如几种小时）,有时甚至可以是持续的。、模型我们可以把建模的范畴限制在（潜在）瓶颈上执行的运作,由于只有这些资源限制了车间的产出。由于生产筹划排程并不打算控制车间(这个任务留给了EP系统)，某些车间的细节(如监视定单目前状况的控制点)可以被忽视。在模型的两个持续活动之间,在非瓶颈资源上执行的所有流程环节都只被体现为固定的提前期差度（ixdleaimeof）。这种解
10、决措施与众所周知的“高档筹划给出提前期只是作为筹划的成果而不是一种事先给定的常数”这一论述并没有矛盾。在这里,提前期差度仅涉及前述非瓶颈资源上的加工和运送时间,由于等待时间不会存在。模型可以通过关联的数据来定义,这些数据可分为构造数据(strutrldat)和状况有关数据(tuaionenntdta）。构造数据涉及:生产地点,工件,物料单，工艺途径和有关的操作指令,(生产）资源，供应商清单,准备时间矩阵,和时间表(工厂日历）。对车间分布在不同地方的一种大型供应链，把所有数据归集到一种专门地点或许会有好处。这样的话，一种零件就可以通过它的生产地点来辨认,尽管它在顾客眼中是同样的。物料清单一般是基
11、于单层描述（寄存在一种物料文献中),也即每一种零件号只连接到它下一层物料的那些零件号。一种给定零件的完整物料清单很容易在计算机上通过连接这些单层体现来构造。每个工件的资源消耗可以从工艺途径和操作阐明中得到。每个定单的工件数以及每个工件的资源消耗是计算单个定单顺序和排程所必须的。因此,可以用生产流程模型（PPM，oductionProcesodel)来清晰地体现物料加工途径和生产操作。图给出了一种PM的例子,它描述了一种特定尺寸和商标的瓶装蕃茄酱的两级生产流程。第一种P体现液体蕃茄酱的生产,涉及清洗搅拌池,搅拌配料,和等待装瓶。一旦蕃茄酱准备好了，它将在24小时内被装瓶。蕃茄酱可同步用于不同尺寸
12、的瓶子，每一种尺寸都将相应一种PM。图、两级蕃茄酱生产流程模型(P)一种M至少由一种运作(peaton）构成,而每个运作涉及一种或几种活动（civis）。一种运作总是与一种基本资源有关（如搅拌池)。二级资源例如人员也可归属于一种活动。活动或许规定某些输入物料并能产生某些物料作为输出。固然，我们必须指明什么时候需要输入物料和什么时候输出物料可用。在一种运作中,活动的技术顺序(也称为优先关系）可以用箭头线表达,就犹如在项目筹划活动中同样，可以用结束开始，结束结束,开始结束,开始开始关系和最大最小时间距离来连接。这就容许非常精确地建立涉及平行执行活动(重叠的活动）在内的两个生产活动之间的时间约束模型
13、。一种顾客定单的计时、资源和物料需求可以通过有向标界线(peggigc）连接有关的s导出(见图3中的粗体线和虚线)。有向标界线把一种PM的输出物料(节点)与后一级PM的输入物料（节点)连在一起。成果,从最后一级生产流程开始展开一种定单(如图3中的定单C0X）和相应的PPs,就可以在各时间窗中生成有关资源和物料消耗的信息。这些时间窗可直接用于成生可行排产筹划。工厂日历指明了休息日和其他资源工时的中断,此外还涉及车间(或资源)与否以一班,两班或三班运作的信息。高档筹划系统（P）一般提供几种典型日历可供选择。图3、标界线：连接两个生产流程模型(Ps）状况有关数据随车间目前的状况而变,它涉及:初始库存
14、（含在制品库存）、资源的准备状态、和给定期间间隔内要加工的一组定单。由顾客指定的运作规则数据涉及:批量规则，优先规则和加工途径选择。尽管建立批量规则最佳是根据实际生产状况例如资源的运用和有关成本的状况,但APS一般规定事先输入某些简朴规则。这些规则可以是固定批量、最小批量或给定定单间隔时间的批量。PS软件包或是提供一组规则可供选用,或是以高档编程语言的形式来编写它。在某个资源上决定定单优先顺序的规则以类似的方式解决。如果执行一种生产定单存在可选途径，那么人们会盼望APS在生成排产筹划的过程中选择最佳途径。但经验表白,顾客得自己选择一种合适的途径。有时可选途径是作为一种优先列表输入,只有当一种宁愿的途径导致不可行筹划，求解器才会去试第二个最佳途径,然后试第三个最佳,等等。2、目的最后还要指定一种优化目的。这些目的指引寻找一种好的、盼望能接近最优的筹划方案。在生产筹划排程模块中选择优化目的时，我们看到重要有下面某些面向时间的目的:Mespn，完毕所有定单任务所需要的时间。使makesan最小是多机床任务排序问题中常用的优化目的;atnss,定单任务完毕时间和它的到期时间之差。使所有定单的laess总和最小，或使单个定单中最大的ate最小,是
