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1、车间生产调度制造业是中国经济的支柱产业。近年来，随着信息化技术的普及与发展，企业间的竞争越来越激烈使得今日的企业面临着更多的机遇和挑战。企业要想在竞争激烈的市场中寻求生存和发展的机会，就必需具备对环境改变的快速的、柔性的适应实力，必需采纳先进的生产运作和管理模式，实现产品的低成本、高质量、短交货期以满足客户需求。在这种背景下，人们不断提出符合时代特征的生产管理理论与技术，使得融入这些理论的生产管理系统在实际的企业尤其是制造业管理中得到很多胜利的应用，为企业的生产管理供应了有效的解决方法和工具，为企业的竞争力提升奠定了理论基础。企业生产可分为很多环节，而生产调度是其中的重要一环，它是制造系统的基
2、础。生产调度是提高资源利用率和企业效益的关键环节。合理的生产调度能够实现企业对生产过程的监管和调整，为上层决策系统供应信息支持。车间作业调度能依据生产过程中随时出现的状况，对车间作业安排做出调整和修改，使车间生产顺当进行，保证按期交货。生产调度就是组织执行生产进度安排的工作。生产调度以生产进度安排为依据，生产进度安排要通过生产调度来实现。生产调度的必要性是由工业企业生产活动的性质确定的。现代工业企业，生产环节多，协作关系困难，生产连续性强，状况改变快，某一局部发生故障，或某一措施没有按期实现，往往会波及整个生产系统的运行。因此，加强生产调度工作，对于刚好了解、驾驭生产进度，探讨分析影响生产的各
3、种因素，依据不同状况实行相应对策，使差距缩小或复原正常是特别重要的。1调度在企业中的作用生产系统中的调度活动必定与其他活动产生交互，这些交互依靠于系统，并且从一种状况到另外一种状况有本质的区分，它们常常发生在企业范围的信息系统内部。一般现代化的企业都有完善的信息系统，包括一台中心计算机和数据库。个人计算机、工作站和数据终端全部组成的局域网连接到中心计算机，用来实现数据的检索或是添加新的数据。我们把能实现这种信息限制的软件系统称为企业资源规划系统(Enterprise Resource Planning，ERP)。这种ERP系统在信息高速马路上扮演着重要的角色，在全部组织水平上实现企业和决策支持
4、系统的横向连接。调度通常是通过与个人计算机和工作站上的决策支持系统交互完成的。这些个人计算机和工作站连接到ERP系统上。在关键部位连接到ERP系统的终端可以让整个企业部门查询全部当前的调度信息。接着这些部门把更新的工作和机床状态信息供应应调度系统。当然还有一些调度是发生在会议桌上或备忘录中的。下面我们讲解并描述一下制造业中的调度所扮演的角色。制造部门提交的订单必需细化成带有工期的工作。这些工作常常须要至少在一个加工中心的机器或者是多个机床上以特定的次序或是依次进行加工。假如某些机器繁忙，加工的工期可能会延迟；假如高优先级的工作到达比较繁忙的机器，机会发生中断。车间中的突发事务，如机器损坏或加工
5、时间比预期的长，都必需加以考虑，因为它们都对调度产生一个重大的影响。所以，对要完成的任务开发一个具体的调度安排对于维持效率和限制是很有帮助的。影响调度过程的并不肯定只是车间部分。它同时也受到整个企业中长期规划的生产安排过程的影响。这个过程试图在库存水平，需求预料和资源需求的基础上，优化企业所产产品组合和长期资源安排。在制造企业中的调度活动必需与工厂里的其他决策活动进行交互。像物料需求安排系 (Material Requirements Planning，MRP)一个调度安排生成后，必需使原料和资源在待定的时间内可用。这些工作必需又生产安排、调度系统和MRP系统联合完成13。下面的图是制造系统中
6、的信息流图。制造系统中的信息流图MRP系统通常相当细致，每项工作都有一个物料清单(Bi11 of Materials，BOM)列举了生产所需的零部件。MRP系统会实时跟踪每个零部件的库存，进而确定选购每一种材料的时间。这样做时，它采纳诸如批量和批量调度的技术，这和调度系统中所用的相像。在没有调度系统的状况下，MRP系统可以用于做生产安排。但是在困难的状况下，用MRP就不能得到令人满足的具体的调度安排。2 企业生产安排与生产调度21 生产安排制定生产安排的制定主要取决于：客户订单、经销商订单、库存补货订单、个别成品的预料、成品的平安库存量、库存的限制等。制定生产安排有以下步骤：（1）打算编制安排
7、所需材料，确定相关原始参数，包括加工工件的工序和工时；现有的库存量和平安库存量；实际的订单信息；加工设备数量、生产效率、有效实力；外购外协件供应资料等等数据。（2）推算加工任务的工序进度，从交货期起先，反工艺依次，由后往前推算各工序的起先时间和结束时间。（3）计算生产实力需求，将同一时间段内全部生产任务对同一个加工中心需求的加工时间汇总，在安排周期多次计算可得到该加工中心的负荷分布。（4）调整工作负荷，使负荷和实力达到平衡，加工中心的有效生产实力有限，要尽量使得每个加工中心的负荷和加工中心能够供应的生产实力达到平衡，并尽可能均衡。（5）制定正式的生产进度安排和加工中心生产实力需求安排。2.2
8、生产调度基本要求对生产调度工作的基本要求是快速和精确。所谓快速，是指对各种偏差发觉快，实行措施处理快，向上级管理部门和有关单位反映状况快。所谓精确，是指对状况的推断精确，查找缘由精确，实行对策精确。为此，就必需建立健全生产调度机构，明确各级调度工作分工，建立一套切合实际和行之有效的调度工作制度，驾驭一套快速查明偏差产生的缘由，实行有效对策的调度工作方法。对生产调度工作的其它一些要求如下所述：（1）生产调度工作必需以生产进度安排为依据，这是生产调度工作的基本原则。生产调度工作的敏捷性必需听从安排的原则性，要围绕完成安排任务来开展调度业务。同时，调度人员还应不断地总结阅历，帮助安排人员提高生产进度
9、安排的编制质量。（2）生产调度工作必需高度集中和统一。现代化大生产中生产者成千上万，生产状况千变万化，管理就必需统一意志，统一指挥，建立一个强有力的助手。各级调度部门应依据同级领导人员的指示，依据作业安排和临时生产任务的要求，行使调度权力，发布调度吩咐。各级领导人员应充分发挥调度部门的作用，维护调度部门的权威。（3）生产调度工作要以预防为主。调度人员的基本任务是预防生产活动中可能发生的一切脱节现象。贯彻预防为主的原则，就是要抓好生产前的打算工作，避开各种不协调的现象产生。在组织生产的过程中，不仅要抓配套保证装配须要，还要抓毛坯保证加工须要，才能取得调度工作的主动权。（4）生产调度工作要从实际动
10、身，要常常深化生产第一线，亲自驾驭第一手资料，刚好了解和精确地驾驭生产活动中千变万化的状况，摸清客观规律，深化细致地分析探讨问题。2.3 车间生产调度系统的发展趋势车间生产调度系统的探讨己经成为一个提高车间生产效率、提高企业竞争力的关键技术。车间调度系统发展趋势主要表现在以下四个个方面： （1）车间生产调度系统正由单一的调度系统向多个系统集成的柔性化综合系统方向发展。车间生产调度系统与工艺系统的集成及其他系统的集成已经是车间生产发展驱使的必定结果，与他们的集成的好坏干脆影响了车间生产调度系统的好坏；（2）车间生产调度系统正在由单目标优化向多目标优化发展，使车间调度更贴近实际车间的状况；（3）车
11、间生产调度系统正由静态调度安排向动态车间调度方向发展；（4）车间生产调度系统的算法正在朝人工智能技术方向发展，如遗传算法、蚁群算法及模拟退火算法等。3 制造业生产管理及其调度存在的问题我国制造业的企业经营的核心是“产品制造”。制造企业只有利用先进的内部生产安排及限制技术，才能实现外部供应链的协调与优化，才能缩短生产制造周期和选购提前期，降低库存资金占用，确保准时交货，快速响应客户的需求。因此，生产管理和生产调度的水平对企业的生产成本、产品质量、产品交货期具有重要的作用。只有制造管理和生产调度水平的领先，才能保证制造产业的领先。要实现制造型企业的全面管理改进，必需解决生产管理这个瓶颈环节，要大力
12、发展制造执行系统(即MES：Manufacturing Execution System)为代表的先进制造管理技术。MES是面对车间层的生产管理技术与实时信息系统，它是企业实施灵敏制造战略，实现车间生产灵敏化的基本技术手段。为提高企业市场竞争力， 制造企业普遍存在对以MES为代表的制造管理信息技术的需求。回顾制造业信息化的历史，财务软件、ERP、供应链管理系统（Supply Chain Management，SCM）、客户关系管理系统（Customer Relationship Management，CRM）、产品生命周期管理系统（Production Lifetime Management，
13、PLM）等应用系统在很多方面为企业的管理提升发挥了重大作用，但是对企业的生产管理和生产调度并没有带来明显的帮助，目前，生产管理信息化已经成为制造企业的瓶颈，由于生产管理水平低下导致企业整体效率低下的现象在我国制造业企业中特别普遍。以离散制造业为例：调度模型简洁，动态性和适应性较差。很多企业都存在小批量、多品种的生产状态，制造现场随时充斥着众多不同的制造指令，不同的在制品、零部件以及制造过程，这就要求生产单位必需具备高效的调度以及混合生产安排排产实力，柔性而有效地应付不同产品的生产需求。车间生产调度管理系统缺乏。目前ERP等软件很难延长到车间/分厂一级，不能给应用者从经营到制造执行管理的全过程带
14、来全面、集成、高效的实施效果。离散制造业的车间物料种类较多，刚好了解在制品的状态比较困难，各种物料的利用率难以统计，对车间及选购部门的备料造成困扰，重要零件的投入数量不能实时反馈给仓库管理人员。生产状况无法实时驾驭，订单需求状况改变，无法刚好调整生产安排。而目前CRM系统缺乏生产数据支持，须要在后端(客户服务方面)与生产集成才能有所作为。企业各个部门须要协调工作，生产数据没有实现刚好共享。很多企业的营销部门要求增加库存，缩短产品的定制周期以适应越来越客户化的需求，而财务部门则在埋怨库存量太大而占用过多资金，库存量的多少与企业资金占有和利益相关。另外产品的更新换代的加速迫使产品设计与生产部门之间
15、的关系越来越紧密，生产单位不断面临新的零部件、新的设备、新的制造过程及随机性的安排变更。产品设计部门要求制造现场刚好地将生产状况进行反馈，以便找出新产品生产装配过程中存在的问题，而制造部门也须要设计部门刚好将产品变更状况通知到作业现场，实现设计与制造的同步。但是目前无论是PDM软件还是ERP系统，都不能很好的解决上述问题。生产过程质量监控数据缺乏。由于缺乏生产管理层面的支持，企业对质量数据特殊是过程数据无法全面采集，无法做到质量溯源，更不能生成具体的分析报告，所以产品质量过程无法刚好驾驭，对于车间发生的问题，也无法实时反应给管理人员处理，以至于同样的不良现象重复出现，影响产品品质。企业尽管投入
16、了大量的人力物力进行管理信息化工程的实施，但是在生产管理和生产调度方面没有带来明显的帮助，生产管理及其调度的改进已经成为当前我国制造业企业提高经营效率、降低运营成本、保证生产周期的迫切需求。然而，生产管理及其调度是企业间差异的集中体现，在管理改进和询问服务上也因为行业不同差异极大。这就提出了不同制造模式的生产管理及其调度特点问题。调度系统在实际的生产中的胜利应用将是一个长期曲折的过程，在基础理论、技术实现上还有待于进一步探讨：（1）从调度方法本身上应有所突破，结合最新理论探讨成果，寻求更优的算法。实际的生产过程特别困难，变量很多，本文探讨开发的系统模型的功能与效率有待于进一步的提高，同时依据生产状况可以适当引入其它因素，如质量，成本等，从而使得系统更加精确表达，更加具有好用性。（2）所开发的系统现在只是一个生产管理系统的模型，在功能实现上需进一步拓展和完善，如增加库存预警，生产决策等功能，以便更
