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如何在高级排产中选择规则来实现目标?

2019.12.30       阅读:748

如何在高级排产中选择规则来实现目标?排产的实施的关键是基于规则、约束自动的调配资源、优化计划排程,来达到你所需的计划目标。你的主要目标是一个满足所有任务规定的完成日期吗?还是重点是提高设备利用率,减少非生产时间(准备时间和设备维护时间)?确定基本的目标是选择合适的规则的先决条件,一旦决定你的目标,你就可以选择规则来完成目标。

一、一次一个订单或任务(Job-at-a-Time)的规则选择:

它是用于哪一任务的定单加载到计划排程板,大部分使用的是简单的排序规则,基于一些任务的属性。以下是一些规则:

(1)、瓶颈:基于次要任务选择规则的排列,向前和向后方法来计划所有未分配的任务定单。重点是瓶颈资源的工序的双向模式,只计划需要指明瓶颈资源的任务,能用任何可得到的规则计划剩余任务。

(2)、完成日期:基于最早完成日期。

(3)、先到先服务:按照先到定单,先安排生产。

(4)、升序定单属性值:按规定的定单升序的值排列,定单的属性可以是数值或字母。

(5)、优先级:按照最小数值优先。如果你用此规则,优先级字段必须在定单上定义。

(6)、加工时间: 按照最短定单的加工时间优先。

(7)、下达日期:按照最早开始日期优先。

(8)、相反优先级:按照最大数值优先。如果你用此规则,优先级字段必须在定单上定义。

(9)、闲散时间:按照最小闲散时间优先。

二、一次一个工序或操作(Operation at aTime)的规则选择

关键是二步导向的规则的使用。有二个基本的规则:一是工序选择规则OSR(Operation Selection Rule)。二是资源选择规则RSR(Resource Selection Rule)。

针对不同产品和资源,必须选择不同的规则。在决定是使用工序选择规则或资源选择规则时,主要考虑的什么是一个好的计划排产目标?一旦确定你的目标,你就可以选择工序和资源选择规则来完成目标。一般来说,先选择工序选择规则,然后选择合适的资源选择规则。在一些情况下,有关的资源选择规则被工序选择规则所决定。

工序选择规则(Operation Selection Rule)

在排产中,至少一个资源是空闲的和二个或多个工序能用于这个资源,采用OSR。此规则决定那一个工序被加载,这就是决定排产结果质量好坏的关键因素。独立的工序选择规则如下:

(1)、最早完成日期:选择最早完成的工序(也许是定单完成日期)。

(2)、最高优先级第一:选择最高优先级(最低值)的工序。

(3)、最低优先级第一:选择最低优先级(最高值)的工序。

(4)、动态最高定单属性:选择动态最高(最大)定单属性的工序。

(5)、动态最低定单属性:选择动态最低(最小)定单属性的工序。

(6)、排程文件的顺序:选择排程文件里出现先到先服务的工序。

(7)、关键率:选择最小关键率的工序。

关键率=剩余计划工作时间/(完成日期-当前时间)

(8)、实际关键率:选择最小实际关键率的工序。

实际关键率=剩余实际工作时间/(完成日期-当前时间)

(9)、最少剩余工序(静态):选择最少剩余工序时间的工序。

(10)、最长等待时间:选择最长等待时间的工序。

(11)、最短等待时间:选择最短等待时间的工序。

(14)、最大过程时间:选择最大过程时间的工序。

(15)、最小过程时间:选择最小过程时间的工序。

(16)、最小工序闲散时间:选择最小工序闲散时间的工序。

定单任务的闲散时间=任务剩余完成时间-剩余工作时间

工序闲散时间=任务闲散时间/完成任务的剩余工序数

(17)、最小定单闲散时间:选择最小定单任务的闲散时间的工序。

(18)、最小工作剩余:选择所有需要完成定单的最小剩余过程时间的工序。

资源选择规则(Resource Selection Rule)

RSR选择工序加载到资源组内的哪一资源,如下:

最早结束时间:选择将要最先完成工序的资源。

最早开始时间:选择将要最先开始工序的资源。

最迟结束时间:选择将要最迟完成工序的资源。

与前工序一样:选择被用于前一工序的资源。

非瓶颈最早开始时间:选择将要最早开始工序的非瓶颈资源

一般来说,工序选择规则均已在APSApp定义好的,除非是定制的特殊规则。在APS里有很多规则,不同的规则对应不同的目标。

静态规则:

为所有在排队中的订单、所有等待的工序提供一简单静态机制。这些规则在每一次预先排产时不需要再次评估。用于工序选择规则的参数是固定的,例如规则:最早完成日期规则。完成日期在顺序排程中从未改变。在排队中的第一个工序被分配到一个等待资源。因为规则总是选择第一个等待工序,此规则实行的非常快。

动态规则:

每一个在排队的工序被每一次调用的规则检查。因此,大家是基于当前的定单任务和系统的状态决定大家的选择。这个动态机制充分考虑了任何改变出现的时间和事件的结果。例如,最小工序空闲规则。因为工序的空闲值随时在改变。动态选择规则需要在每一次事先模拟排产以后检查在排队中的每一个工序,它比静态规则要慢一些。

为有助于分析规则,大家对规则进行分类。分成四个主要类别来对应四个不同的计划目标。

  1. 预先确定任务的特性。

  2. 最小化任务缓迟。

  3. 最小化任务过程时间。

  4. 最大化设备利用率。

以下,大家将讨论每一个核心目标和相应的工序及资源规则以支撑这些目标。规则的分类目的是帮助你为达到你的核心目标而缩小规则范围的选择。对某一类的规则选择应改是基于你的计划问题。实际上,每一个类别的规则都混合一些静态和动态的规则。

三、预先确定定单任务的特性的方法

它是基于预先定义定单任务的优先级来选择下一个工序或用户规定的属性(如成本等)。一般来说,每一个规则由特性的最高、最低的值被调用。这类包括最高优先级、最低优先级、最高定单特性、最低定单特性、动态最高定单特性、动态最低定单特性、计划状态的定单特性,如最长等待时间、最短等待时间和最大过程时间。

最高优先级和最低优先级是分别用最高或最低优先级选择工序的静态规则。除了基于用户定义属性的选择。例如,最高定单特性规则用一个属性定义,如由成本的最高值来选择任务。因为这是一个静态规则,它假设当定单任务正在等待处理时成本是不变的。

动态最高定单特性与动态最低定单特性规则是动态的,虽然这些规则实行较慢,但它们适应当定单任务正在等待时特性属性的变化的情况.

计划状态的定单规则是一静态规则,它是基于已进入系统的定单来选择定单,基于先到先服务规则相似。

最长等待时间、最短等待时间规则是一组动态规则,它是基于定单任务被等待计划的时间来选择工序。

最大过程时间规则是用最大过程时间来选择工序,预先确定任务的参数规则一般用于定单任务的特性的情况,如优先级或成本,不考虑任务完成日期或设备利用率。因为这些规则忽略完成日期。它们典型更适应面向库存生产环境,而不是面向定单生产环境。

四、最小化任务延迟方法

在面向定单生产环境,计划目标是保证每一个定单任务按期完成。最小化任务延迟的规则是建立最小化延迟任务的计划排程。这类规则包括最早完成日期、最小化运行闲散时间、最小化定单闲散时间、关键率和实际关键率。

这些规则的最简单的是最早完成日期。这是一静态规则。虽然这个规则实行的非常快,但这一类的规则是基于空闲时间计算的动态规则,空闲时间是完成日期和最早完成时间的差异。

最小定单闲散时间规则选择一个成品任务的工序,成品任务有最小的闲散时间规则。如它没被选择,这个定单任务大多有可能被延迟。

最小运行闲散时间规则是基于每一个工序的平均闲散时间(定单任务计算的闲散时间/剩余工序数量),而不是任务的剩余闲散时间。

这个基于闲散时间的规则形成的基本想法是每一个剩余工序均有一固有的风险,根据它延迟的可能性,每一个工序的最小闲散时间的定单任务是最重要的。因此,如果大家在同样的闲散时间中选择定单任务,大家会选择最大剩余工序数量的定单任务。因次,根据每个工序最小闲散时间的规则来选择处理风险最大的定单任务。

基于闲散时间规则的最后的差异是关键率。这个规则选择成品任务有最大关键率的工序。

关键率是剩余工作时间/(剩余工作时间+闲散时间)。注意只要闲散时间是正的数时,关键率就小于1。因此,任务还没有延迟。如果关键率大于1,闲散时间是负数,任务就不能按期完成。

关键率规则与最小工序闲散时间规则相似。相同的是,它们都是用闲散时间来计算的,不同的是它的剩余工作。它的基本的前提是剩余闲散时间本身不能决定最关键定单任务。如大家有许多剩余工作,那么,大家需要较大的闲散时间来保证大家的定单任务不能延迟。

五、最小化任务过程时间

在一些环境里,用计划设备的效率来最小化定单任务的平均时间。在最小化任务过程时间规则里忽略任务完成日期而集中于减少定单任务的时间。这类规则包括最小化过程时间、最少剩余工序、最小工作剩余。这类规则是基于过程时间最短的概念,减少所有定单任务的平均任务过程时间。

六、最大化设备能力的方法

在一些生产的环境中,关键的问题是设备效率,即最大化整个设备的生产能力。在最大化设备能力规则里忽略任务的完成日期而集中于设备的能力效率来产生计划排程。

这类规则包括最小准备时间、系列顺序升值、系列顺序降值、系列周期值、设备满负荷设置等。另外,每一规则都与时间相连。所有这类规则都集中于减少转变成本,最大化的设备能力。这个转变成本能在顺序相关的准备时间中设置。努力消除设备的任何没有必要的非生产时间。

如果大家为整个工序的排序, 在连续的工序之间,要考虑顺序相关的准备时间及转变成本。

现实的工厂车间的排程调度是动态复杂的,基于以上的各种场景规则的模拟加载算法,可能是比较可行的。因为每一组任务和各种约束对于某个目标都有一些最好的排程调度安排,所以本质上,排程调度问题并不是不可回答的,只不过是可能没有简单直接的算法帮你在一个合理时间量里,寻找的最优的调安排。

APS系统即高级计划与排程系统,是英文Advanced Planning and Scheduling的缩写,是对所有资源具有同步的,实时的,具有约束能力的,模拟能力,不论是物料,机器设备,人员,供应,客户需求,运输等影响计划因素。排产易生产排程系统的高级生产计划模块主要面向企业PC用户实现车间详细排产系统化。让您能够在考虑交付达成率和库存水平的同时,优化资源利用率。

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