制造业车间作业计划与调度研究_车间调度

（3）作业分配的确定。依据作业日程计划，将作业分配到每个作业者和设备中，同时指派有关部门或人员准备作业。作业分配一般以生指令单形式发放，操作员要与所分配的工作相适应，头道工序需要由判断能力强、稳定性好的人员操作，难度系数高的工序应分配给技能熟练的工作操作者，与主流结合的工序要安排注意力集中且判断能力强的人员操作，此外，人际关系不和谐的作业人员应尽可能分开工作，缺勤率高的员工应安排做辅助性工作。

（4）短缺和富裕的生产能力调整。由于生产的一次性、经验性及生产系统中诸多意外扰动事件，企业不可能将所接订单任务和剩余生产能力匹配到十分精确的程度，加上客户不愿妥协于企业生产系统的现状而改变交货期，那么在订单确定的交货期条件下，计划期内的所需设备的生产负荷率不可能恰好等于100％。对负荷率超过100%的设备，可以通过对某些零件进行适当、可行的工艺更改或组织外协来转移部分生产负荷，还可通过组织加班来提高设备的剩余生产能力，从而达到降低设备负荷率的目的；对于所有设备负荷率均较低的情况，可以通过将计划的终止期适当提前和降低计划期内的剩余生产能力等途径，达到提高设备的负荷率的目的。

3.3 PAC的编制方法与柔性调度原则

PAC的编制应根据不同生产类型采用不同的编制方法，企业应建立合理的作业计划，实现均衡生产，完成生产任务，进而实现企业的绩效指标有重要作用。PAC中的排产方法主要有正排法、倒排法、平行排产法以及偏置法和覆盖法等。另外企业还可根据实际生产情况，采用固定周期计划法和投产计划法相结合的方法编制PAC，既可以保证企业生产的连续性和稳定性，又能兼顾计划制定的灵活性^[5]。多品种中小批量生产企业的PAC管理受许多方面复杂因素的影响，要编制出满意的PAC，不仅要求及时、准确、完整地收集大量的内外部信息，采用先进的计划方法，还需要结合PAC管理决策人员与专家的知识。

在敏捷化、全球制造的新形势下，车间调度研究面临着许多新问题，迫切需要科学的调度方法和调度机制来解决。虽然企业最终采取的排序方式取决于决策部门的排序目标，但完成这些目标，还取决于设备、工艺以及人员的柔性，而获得这种柔性，与作业方法改善、设施规划、缩短作业交货期、制造单元技术和群组技术等相关。因此，柔性车间调度需要注意以下原则：

（1）创建时间原则，即按订单创建时间来排序，其优点是操作简单，缺点在于忽视了数量不同所需的加工时间也不同，同时还忽视了生产的均衡性；

（2）处理时间原则，即优先处理加工时间最短的订单，优点是能有效降低订单的平均等待时间，缺点是忽略了交货时间和设备的利用率；

（3）交货期原则，根据订单的截止期限来排序，即优先执行到期时间最早的订单，此原则表面看可以尽可地满足交货期限，但实质上忽视了产品之间加工难易程度及所需加工时间；

（4）剩余时间原则，即优先选择剩余处理时间最短的订单来执行，该原则虽提高了系统的整体性能，但可能导致单个订单的执行被延误。

由此，我们可以得出PAC工序的柔性调度规则（见表一）为：

由表1调度优化规则，综合某几个调度指标加以平衡，现优化归纳如下：

（1）剩余能力量最大的瓶颈设备先安排；

（2）当瓶颈设备正在加工的负荷量相同时，交货期早的工件优先安排；

（3）当瓶颈设备正在加工的负荷量、工件交货期均相同时，优先安排剩余加工时间最长的工件；

（4）当瓶颈设备正在加工的负荷量、工件交货期、工件剩余加工时间均相同时，优先安排剩余工序数最多的工件；

（5）当瓶颈设备正在加工的负荷量、工件交货期、工件剩余加工时间和工件剩余工序数均相同时，优先安排瓶颈工件；

（6）将等待加工的n个工件，按交货期从小到大排列；交货期相同的工件，按工件剩余加工时间从大到小排列；剩余加工时间相同的工件，按工件剩余工序数从多到少排列；剩余工序数相同的工件，按将要安排的工序的加工时间从大到小的次序排列。^[6,7]

4 PAC的评价指标

制造业是一个微观的经济系统，除了以宏观经济系统作为自己的依存环境，还需在产、供、销、储、运等方面搞好内部与外部的协调和配合，才能保证企业的生存和发展，获得良好的经济效益和社会效益，因此，必须用科学的决策手段来制定科学的PAC以保证企业未来的生产经营活动正常、均衡、连续地进行生产。由于生产过程与生产环境的动态性、生产领域知识的多样性和车间调度影响因素的复杂性，计划人员必须将制造人员、制造资源、约束条件、数学方法、信息技术、生产规模和车间调度方法综合考虑，对车间调度结果进行定量分析与评价，然后根据定量评价结果反过来指导车间调度。

PAC评价的目的是为了判断计划的优劣。但在评价过程中由于评价指标不唯一将带来一系列问题，这些问题可以通过建立“计划围着合同转，生产围着计划转”的体系，以及计划调度对车间领导负责，车间调度对计划调度负责，班组长对车间调度负责车间调度，工人对班组长负责的生产控制体系，使各种关系明确，从而为PAC评价的执行提供有力保障。

PAC和车间调度性能目标大致可以归结为3大类：1)最大能力指标：包括最大生产率、最短生产周期等；2)生产成本指标：包括最大利润、最小化运行费用、最小投资、库存最小、最大收益等；3)客户满意度指标：包括最短延迟时间，最小提前或者最小拖后时间等。快速准时的交货要求已影响了这些目标的权重，更加强调交货期、产销率和低库存。PAC指标体系如下表：

表2 PAC指标体系

5 PAC的异常处理与调控

5.1 生产过程中的异常处理

在实际生产中很多影响PAC正常执行的不确定性事件(如表3所示)将使确定的调度方案不能正常执行，此时企业需要重新安排调度。在修改PAC时，应着重考虑以下因素：是否影响用户的服务水平，成本是否增加，PAC的可信度是否严重下降，企业环境和市场变化是否频繁、迅速。车间调度要及时了解这些影响因素，组织有关部门和人员降低这些不平衡因素的影响，保证PAC安全运行和按要求完成。

5.2 PAC实施的进度控制

车间的生产管理主要集中在计划与控制两个方面论文下载。生产控制是对生产的数量和进度的控制，主要包括车间调度、生产作业核算和在制品管理等摘要有：

(1)保持足够库存量。这种措施简单、有效，但占用大量资金、造成库存损耗，还会掩盖管理中存在的问题。

(2)异常原因分析、追查。针对要项提出对策、改善重点，设定异常表单，召开异常管理会议检讨异常现象，并通过部门协调方式获得较圆满的处理对策并确保实效；定期分析生产异常所费成本并探讨潜在原因，研订出永久性处理对策并通知相关部门及人员执行。异常处理的最大挑战是如何适应持续不断的变化，否则容易出现参数设置不当，造成资源利用不合理，优先级没有得到有效控制，生产工艺不够合理，无效作业过多，提前期过长等问题。要解决实际生产中因各种影响因素导致订单延期的问题，生产部门可以采取工序重叠或缩小工序间隔时间的方法，其中工序重叠(并行加工)不是等到在一个设备上加工的所有零件都已经完成以后再将它们运到下一台设备进行后续的加工，而是在部分零件的加工以后就将它们运送到下一台设备(有时事先还需要进行检验)，并在那里立即开始下一道工序的加工，但采用工序重叠的方法将会增加额外的运输费用，并需要有关部门加强生产监控。由于车间调度与管理工作实现了计算机管理，通过对生产过程进行合理的组织，可减少成品，半成品存量，降低浪费。同时，大量的统计工作和信息传递工作由计算机完成，可节省部分管理费用，提高了管理的科学性与有效性。当生产进度落后时，能及时主动地与有关部门商量对策，协商解决办法，并采取行动加以补救。生产过程错综复杂，要使PAC得到贯彻执行，达到预期目的，还需要生产管理人员不断进行综合平衡和调整。

(3)加强工装管理，制预防性维修计划（PM）。企业应对生产中容易出现的非正常停工、影响正常生产秩序的那些环节制定预防性措施，包括生产流程中工艺路线长、工序复杂的零部件；加工精度高、难度大和废品率高的工序；故障发生频繁或负荷率特别高的设备等，一方面通过建立严格的PM制度，做好设备维护保养。在企业生产实践过程中，需要对生产流程中的某些关键环节制定预防措施，把可能发生的问题在产生之前解决。将关键设备的计划与基于设备状态的PM进行同步与协调，在制定PAC的同时考虑设备的预防性维护，达到整体设备效能（OEE）最高的目标。关键工序的监控目的在于创造良好的工作条件，排除干扰因素，保证生产进度严格按照计划进度进行，非关键工序的监控旨在控制作业开始时间和完成时间，避免因非关键工序的延期影响关键工序的作业。另一方面提高抢修技术，缩短抢修时间，通过加班赶工来弥补因各种原因造成损失，保证PAC如期完成。对车间内设备位置进行研究分析，使其与所生产的产品规格相对应，减少物料流动的时间和距离，认真进行工序研究，实现各工序间生产能力的相对平衡。另外，加强工艺技术管理，加强事前预防和事中控制，随时纠正、消除不规范操作和工艺缺陷，减少因处理工艺问题造成的时间浪费。

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