面向日期调度的能力计划与控制

面向负荷的任务投放的一个假设条件是，生产能力是给定的。其理由是，远在任务投放之前，在进行长期计划时，生产能力就已调整到所需的能力。这种方法在一个较长的周期和在较高的能力计划层次上，即在某个车间或整个工厂层次上应用得非常成功。但是，在单个负荷点或成本点这一级上，实际能力与计划能力之间却或多或少会出现相当大的偏差。这种偏差要么导致任务完成日期的偏差，要么被迫进行短期生产能力的调整。

其次，在已经讨论的任务投放方法中，没有将任务的日期延迟作为一个独立参量来监测，相反，是假定短的生产周期和更均匀的负荷分布将减少生产周期分散，从而减少调度误差。这种假设原则上是正确的，并且经过了仿真和实际过程的检验。然而，即使对任务进行了仔细的计划并且有足够的能力，但总有相当一部分任务不能按时完成。这是由于一些在进行日程计划和能力计划是并不能预见的事件，它们一般是在任务开工以后才发生。这些事件或者是任务的短期轮换（任务的数量或完成日期发生了某些改变，加入了紧急任务）或者是生产能力出了问题（如工人旷工、物料或工具不足等）。

为了解决这些问题，必须实现准确地知道下一个周期内每个时刻的能力需求，从而在任何可能的地方对单台机床的生产能力进行平衡。

如果到进行任务投放是再进行这种能力已为时过晚，因为一个大的生产能力的调整，例如改成两班制工作、人员重新配置或将任务送去外加工等，通常需要提前几个星期进行计划，而且所作的这种能力的改变也会持续一个较长的时间，例如至少一周或两周。

任务投放可以显示在能力需求和能力供给之间的偏差，它可以拒绝投放（通过负荷限额）或提前投放（通过日期限额）。在任务投放阶段，只可能进行生产能力的小调整，例如让小部分工人加班或利用一些有多种技能的工人。

由此可以看出，尤其在任务的组合变化很快的制造企业，要求在进行了制造任务的计划之后随即进行生产能力的平衡。在进行这种计划时，一方面必须考虑不能超越总的计划能力范围，另一方面要考虑在企业内进行这种能力调整的可能性。所追求的生产周期越短，进行这种计划就越重要。因为生产周期短必然会使缓冲时间大大缩短，因而也就更难平衡由于任务时间和日期变化造成的制造过程的不均匀性。

下面图1表示了由Plossl为此提出的一种解决方法。这种方法强调并行地组织产品和能力计划。Erdlenbruch在这个方法的基础上提出了一种新的控制方法。从图中可以看到两条功能链，一条是进行产品日程计划，另一条是进行车间能力计划。两条功能链都被分成长期、中期和短期计划三个阶段。面向负荷的任务投放方法主要应用在短期的生产控制环节中，对给定的能力和规定的任务日期进行协调。面对长期（生产大纲）和中期计划（资源计划）来说，至今为止还缺少相应的方法。

任务计划                          任务控制

为了发展这种方法，不仅要考虑车间任务从投放到结束这个阶段，还要将它看作是整个任务网络中的一部分。在基于需求控制的任务计划中（与基于时间的计划方法相反），首先从产品计划完工日期（独立需求日期）出发，对产品的每个制造阶段，根据BOM数（定量）和置办时间（考虑到日程计划）计算其相关需求。

单个需求的置办时间由已知的任务生产周期和另外两个时间分量所组成。其中的提前时间允许任务在日期限额的范围内，比所需的计划开工日期提前启动。如果在置办时间中不包含这段时间的话，则面向负荷的任务投放方法就不能将任务提前进行处理，因为相应的材料和设备还没有准备好。另一方面，安全时间则是为了抵消那些不可避免的任务生产周期的分散。不过，安全时间不能看作是每道工序中的缓冲时间。任务应该完成的日期应为任务的需求日期减去安全时间。

根据以前的讨论，每道工序由加工时间、等待时间和运输时间所组成，除了运输时间，还可能包括了质量检验或其它一些少量的后处理工作（如去毛刺、清洗等）时间在内。这样得到的工序计划开工日期，同样也作为工作中心任务队列中的排序准则，从而决定实际的生产周期。

通过将单道工序、生产任务、置办时间集成到一个网络中，就有可能确定实际的生产周期。生产周期也可以由另一种方法来确定：首先从长期的生产计划中，确定单个负荷中心的加权平均加工时间，然后加上必要的平均等待时间和平均运输时间。等待时间由平均加工时间乘以一个比例因子，该比例因子根据加工时间的分布情况不同在1.0左右变化。平均运输时间对每一个负荷中心来说，是一个特定的经验值，在车间生产中，常常在0.5天～1天之间。用这样得到的负荷中心的加权平均生产周期，以及一个给定的周期长度，就可确定负荷限额、加载比，以及平均库存。通过与实际记录得到的生产周期进行比较就可以提前得知任务组成的变化是否会引起将来工作中心上生产周期的变化，从而影响生产任务的生产周期。在确定了最终产品的完工日期之后，采用这种算出来的工序生产周期的生产周期调度方法能够较好地保证计划的结果与实际情况相吻合。

以上的考虑还没有具体涉及到能力需求的大小。因而，由生产周期计划而得到的开工日期应与工艺计划中的标准工时综合起来，这样才能确定能力负荷。为此，要先确定负荷中心。

（责任编辑：李超）

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