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15生产排程
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
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