生产排程培训教材.pdf

XJTU-IE, 2007.9-2008.9, M: xuchen.xuchen@163.com(徐琛), lucifer_tcl@126.com(李慰祖) 第十五章 生产排程 Let all things be done decently and in order 。 ——I Corinthians 注：schedule 在这里往往译作“排程”，有时也作“计划”；也有资料讲“调度”。 15.1 生产排程的目标 所有的制造经理都希望能准时交货，最小化在制品，缩短客户提前期，以及最大化资源 利用率。不幸的是，这些目标相互冲突。资源利用率很低时，更容易准时完成作业；持有巨 量库存时，客户提前期可以达到零；诸如此类。生产排程的目标即是在这些冲突的目标中达 到一个有利可图的平衡。 在这一章中，我们将讨论解决排程问题的各种方法。我们始于考察排程的标准量度，并 纵览传统的排程方法；然后讨论为何排程问题如此难以解决，及其对现实世界的启示；接下 来开发实用的排程方法，先用于瓶颈资源再用于整间工厂；最后讨论如何连接排程——在概 念上属于推——与CONWIP 这样的拉式环境。 15.1.1 满足交货日期 生产排程的一个基本目标是满足交期。这些交期有两种典型来源：直接来自客户，或者 以物料需求的形式来自其他制造流程。 在接单生产环境中，客户交期推动着所有的其他交期。如在第三章所见，一系列的客户 需求可以依据相关的物料清单展开，生成对所有低层级工件和组件的需求。 在备货生产环境中不存在客户交期，因为所有的客户订单都要在提出后立即满足。然而， 在某些点处，下降的库存触发对制造系统的需求。以这种方式生成的需求与实际的客户订单 同等真实，因为如果它们得不到满足客户需求最终也难以完成。（488|489 ）这些补足存货的 需求展开后生成对低层级组件的需求，与客户需求的方式相同。 有几种量度可用于判断交期绩效，包括以下的这些： 服务水平 （Service level）（或简称作服务），一般用于接单生产系统，是在交期到来之 时或之前满足的订单的比例。等价地说，它是周期时间等于或小于计划提前期的加工任务的 比例。 补给率 （Fill rate ）等同于备货生产中的服务水平，定义为由库存满足的需求的比例， 也就是说无延迟（without backorder ）。 d 延迟 （Lateness ）是订单交期与实际完成日期之间的差值。记加工任务j 的交期为 ， j c L c d − 。注意到延迟可正（意味着加工任务落后了） 实际完成日期为 ，则其延迟就是 j j j j 可负（意味着加工任务超前了）。因此，平均延迟较小没什么意义。它可能指所有的加工任 务都在交期附近完成，这是好事；也可能指每个很晚完成的加工任务都有一个很早完成的与 1 之对应，这是坏事。对于延迟这个有用的量度，我们在均值之外更要考虑其方差。均值和方 差都很小的延迟，才意味着大多数加工任务按时或接近于交期完成。 拖延 （Tardiness ）定义为加工任务准时或落后时的延迟。超前的加工任务的拖延为零。 因此，平均拖延是客户交期绩效的一个有意义的量度。 这些量度提出了几个目标，可用于阐述排程问题。已成为经典的一个就是“最小化平均 拖延”。当然了，它的经典性仅仅在生产排程文献中，而非在产业界。可以想象的是，“最小 化延迟方差”在工业界中也很少用到。 服务水平和补给率确实用于工业界。这可能是由于拖延难以追踪，以及平均拖延和延迟 方差的量度不够直观。按时完成的加工任务的比例很容易陈述，而类似于“落后的平均天数， 若超前则计为零”或“加工任务交期与完成日期差值的标准差”则不易说明。可是，服务水 平和补给率有着明显的问题。一旦有加工任务落后，不管落后了多少它都被认为对服务不利。 天