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APS计划排程
APS生产计划和调度的基本原理
江特湖2002-9-30
贡献
供应管理(单片机它涉及组织的整合以及生产和销售网络中信息流和物流各个方面的协调。
作为公司信息中心企业资源规划该系统现已用于许多公司的工作处理和订单履行。
先进的计划系统(APS和先进的计划系统)如企业资源规划该扩展用于协调物流,开发瓶颈资源并确保交货时间。
APS应用各种优化技术,并根据公司的业务目标优化计划。
APS包括各种供应链计划模块,例如供需计划,运输,生产计划和调度。
本文主要介绍APS生产计划表(生产计划与排程统一的基本原则[1]。
描述决策状态
生产计划的目的是为车间创建详细的短期生产计划。
生产计划计划(生产时间表)表示在计划范围内处理每个订单所需资源的开始时间和结束时间,即对指定资源的订单处理操作。
可以通过直观的甘特图(甘特图它们显示在表格上。
根据具体的工业生产部门,生产计划的计划周期可以从一天到几周不等。
合理的计划长度取决于几个因素:
另一方面,它必须至少覆盖生产单位中订单的最大流动时间(时间流相应的时间间隔;另一方面,计划的时间段受限于已知客户订单的可用性或可靠的需求预测。
显然,仅当调度计划相当稳定时才在资源上调度请求是有帮助的。
换句话说,它们不应受到不良事件的频繁更改(例如,请求数量的更改或中断)的影响。
对于某些类型的生产(例如工作场所),生产计划和调度需要对(潜在)瓶颈资源上的任务订单进行排序和计划;对于其他生产类型(例如批处理技术),生产计划和计划安排必须能够自动检查资源池,以了解是否可以在下一个时间段完成一批请求以进行批处理。
然后,您可以在下一个时间段内对该订单组的处理订单进行手动排序。
可以并且应该以分散的方式完成任务计划,以便可以使用每个位置的人员的专业知识,并可以使用研讨会的当前状况(例如,人员可用性)。
生产计划和计划受到高层生产总体计划的约束,该计划为在分散决策部门中实施生产计划和计划建立了框架。
可从总体规划中获得的相应指示包括:
加班或加班工作量;供应链上游设施在各个时间点的可用性;以及购买协议,其中包括来自供应商的材料输入。
此外,由于生产总体计划在供应链中具有更广阔的视野和更长的计划周期,因此我们还可以:
必须在计划结束时创建每个实物的季节性库存;
请求向供应链中下游设备交付的截止日期(下游设备可以是下一级生产单位,分销商或最终客户)。
创建生产计划计划
通过研讨会模板创建计划计划的一般过程可以简单描述如下6步骤(如图所示)1个如图)。
1个造型
车间模板应详细捕获相应生产和物流流程的特征,以便以最低的成本创建可行的计划。
由于系统输出率仅受潜在瓶颈资源的限制,因此我们只需要为车间中所有资源的一部分付费--也就是说,那些可能成为约束的资源会创建一个清晰的模型。
稍后我们将详细说明建模方法。
2提取所需信息
生产计划和调度中使用的数据来自企业资源规划系统,主生产计划和需求计划。
生产计划和调度仅使用这些模块中提供的数据的子集。
因此,在为特定生产单位创建模型时,实际上必须确定所需的数据。
3-创建一组假设(生产案例)
安全企业资源规划除了系统,主生产计划和需求计划中包含的数据外,车间或生产单位中的决策者可能对车间的当前或将来状况有更多的了解或期望。
此信息在其他地方(例如UnitySoftware)不可用。
此外,车间可能还会有多个容量选项(例如灵活的轮班安排等)。
因此,决策者必须具有修改数据并创建特定生产案例的能力(参见图1个在第三步中,虚线的正方形表示该步骤必须由决策者执行,并且是可选步骤。
4-创建(初步)计划计划
在获得模型和数据之后,可以使用各种复杂的优化方法(例如线性编程,实验算法和遗传算法)来针对特定的生产情况创建生产计划计划。
这项工作可以一步完成,也可以分两个级别进行计划(首先是全面的生产计划,然后是详细的生产计划计划)。
5-生产计划计划分析和交互式调整
如果它是由两级计划层次结构完成的,即首先创建综合资源顶层生产计划。
因此,在创建详细的计划计划之前,人们可以首先分析生产计划。
特别是,如果生产计划不可行,决策者可以交互地定义某种计划方法以平衡生产能力(例如增加班次或定义不同的处理路径)。
这可能比修改单个资源上的处理过程(最低级别的计划)容易。
APS例外管理(例外管理技术,如果有问题和徒劳(例如超过订单交付日期或增加资源量)APS会发出警告(快讯)。
这些首先是警告”净化器”然后,将正确的警告传递给供应链中的正确组织单位。
此外,还可以通过结合决策者的经验和知识来交互式优化生产案例的生产计划计划。
当然,为了真正支持该决定,必须限制所需的调整次数。
6-批准生产状态
当决策者决定所有选项均已评估后,他将/您将选择反映最佳生产执行情况的计划计划。
7实施和更新生产计划计划
决策者定义的计划计划将传递给:
物料需求计划单位(分解计划),企业资源规划系统(执行计划)和运输计划单位(在客户订单完成后安排运输车辆)。
物料需求计划该部门将瓶颈资源中的所有计划活动分析为在非瓶颈资源上生产或由供应商交付的那些物料;此外,某些加工订单所需的材料也将被保留。
调度计划将继续执行,直到在更新之前出现特定事件信号为止,即直到看起来需要修改调度计划为止(参见图2)。
1个中央LoopII)。
此事件可能是新命令到达,硬件故障或计划执行的冻结部分(我们还将在稍后详细讨论更新计划)。
车间生产模式变更不频繁(如图所示)1个中央戒指)。
如果结构保持不变,并且仅影响数量(例如,计算机组中的设备数量或已知产品的某些新变体),请下载企业资源规划系统中的数据APS该表格可以自动更新。
但是当变化很大时(例如引入具有某些新功能的新生产阶段),建议由专家手动调整模型。
下面我们将详细解释车间生产过程模型的建模方法。
形状1个安排的一般步骤
对生产过程建模
车间表格应收集所有必要的生产过程详细信息,以确定何时完成客户的订单,模型所需的输入来自相关的材料和潜在的瓶颈。
调度计划中每个步骤之间的时间间隔通常很小(例如几个小时),有时可以是连续的。
1个,模型
我们可以将建模范围限制为(潜在的)瓶颈操作,因为只有这些资源限制了工作坊的输出。
由于生产计划并非旨在控制车间(此任务留给了企业资源规划系统)中的一些车间详细信息(例如控制点监视订单的当前状态)可以忽略。
在模型中的两个连续活动之间,在无障碍资源上执行的过程的所有步骤仅表示为固定的时间差(固定排量时间)。
该处理方法与已知方法一致”高级计划仅提供计划时间,而不是预先定义的常数”这种叙述并不矛盾。
在这里,提前时间差仅包括对上述不受限制资源的处理和传输时间,因为等待时间将不存在。
可以通过相关数据定义模型,相关数据可以分为分层数据(结构性(以及案例信息)独立数据)。
结构数据包括:
生产地点,工件,物料清单,过程路径和相关的操作说明,资源(生产),供应商清单,准备时间矩阵和时间表(工厂日历)。
对于车间分布在不同位置的大型供应链,在专用位置收集所有数据可能是有益的。
这样,即使在客户眼中相同,也可以通过其生产现场来识别零件。
物料清单通常基于一个级别的描述(存储在BOM中),即每个零件号仅与其下的物料的零件号关联。
通过连接这些单层表示,可以在计算机上轻松创建特定零件的完整物料清单。
每个工件的资源消耗可以从操作路径和操作说明中获得。
每个订单的零件数和每个零件的资源消耗对于计算一个订单的安排和计划是必需的。
因此,生产过程模型(百万分之一和生产过程)明确阐明物料处理路径和生产过程。
形状2给百万分之一例如,它描述了具有特定尺寸和品牌的预包装番茄酱的两阶段生产过程。
第一百万分之一快速生产番茄酱,包括清洁混合罐,混合配料并等待加料。
番茄酱准备好后,二十四它包装在几个小时内。
番茄酱可同时用于不同大小的瓶子中,每种大小对应一个容量百万分之一。
形状2分两个阶段模拟番茄酱的生产过程(百万分之一)
一百万分之一由至少一个(运作方式(培训,每个过程包含一个或多个活动)活动项目)。
该过程始终与主要资源(例如混合罐)相关联。
二级资源--像个人--它也可以归因于一项活动。
活动可能需要一些输入材料并产生一些材料作为输出。
当然,我们必须指定何时需要输入材料以及何时可以使用输出材料。
在一个过程中,活动的技术顺序(也称为优先级关系)可以用箭头线表示,就像在项目计划活动中一样,可以用来终止开始-结束-开始-结束-开始-关系关系以及连接的最大和最小时间距离。
这样就可以在两个生产活动(包括并行执行活动(重叠活动))之间建立非常精确的时间约束模型。
时间,资源和材料要求可以跨定向标签边界传递给客户订单(连接支架)与联系有关PPMs导出(参见照片3粗线和虚线)。
引导标记线百万分之一输出材料(节点)和下一级百万分之一输入材料(节点)是互连的。
结果,从上一阶段的生产过程中启动了一个订单(如图所示)3需求量C505X)和相应的PPM,您可以在每个时间窗口中创建有关资源和材料消耗的信息。
这些时间窗口可以直接用于可行的生产计划计划
(2)。
工厂日历指示休息日和其他资源的小时数中断。
它还包括有关车间(或供应商)是按一班,两班还是三班运行的信息。
先进的计划系统(APS)通常提供几种模板日历供您选择。
形状3边界线:
连接生产过程的两个模型(PPMs)
状态信息根据车间的当前状态而变化,包括:
初始库存(包括在制品库存),资源设置状态以及在给定时间内要处理的订单批次。
用户定义的运行库数据包括:
组规则,优先级规则和处理路径选择。
尽管根据实际生产条件创建批次规则更好--但是,例如资源使用和相关成本APS通常,事先需要一些简单的规则。
这些规则可以是固定付款,最小付款或具有指定时间间隔的订单批次。
APS该软件包可以提供一组规则供您选择,也可以以高级编程语言的形式编写。
将需求优先于资源的规则以类似方式处理(3)。
如果有其他途径可以完成生产订单,人们会期望如此APS在计划计划创建过程中选择最佳路径。
但是经验表明,用户必须自己选择合适的路径。
有时,替代路径会作为优先级列表输入,仅当首选路径导致无法采取行动的计划时,分析人员才会尝试第二个最佳路径,然后是第三个最佳路径,依此类推。
2,目标
最后,必须确定改进的目标。
这些目标指导着寻找一个接近最佳方案的好的计划。
在生产计划和排产单位中定义改进目标时,我们看到主要有以下面向时间的目标:
平底锅完成所有应用程序任务所需的时间。
使使最低是在多设备工具链接问题中常见的优化目标。
迟到,命令任务的完成时间与到期时间之间的差异。
提出所有要求迟到总和是一阶中的最小或最大迟到较小是常见的调度目标。
时间流-在生产系统中花费在订购任务上的时间。
提出所有要求时间流最小量也是改进目标。
设定时间-每个工作订单的生产准备时间。
提出所有要求设定时间最小量也可以用作改进目标。
此外,还有与成本相关的三个目标:
减少总的可变生产成本;降低成本。
降低设立生产的总成本;并降低总罚款成本。
尽管在计划级别上进行生产调度的自由度非常有限,但是我们可以看到,仍然需要用货币来评估不同处理路径的选择(例如,是安排标准订单还是紧急订单)。
如果有必要”软限制”建模(例如,完成生产订单的计划交货时间),我们可以将罚款成本包括在目标工作中。
罚款成本也称为库存成本,是在产生订单时没有足够的空间满足需求时产生的成本。
如果决策者想同时追求上述改进目标,那么每个目标都是最优的,因此”理想”通常找不到答案。
之后,我们必须找到一个折衷方案。
一种方法是确定上述单个目标的加权和。
分组的目标函数可以视为单个目标函数。
因此,可以应用相同的解决方法(4)。
3解决方案表达
表达样本解决方案有多种选择,即详细的计划计划。
它可以简单地表示为待办事项列表,其中列出了分配给它的资源上每个任务的开始和结束时间。
要将调度计划转移到其他模块,这是最合适的方法。
决策者通常更喜欢用甘特图表示调度计划(如图所示)4如图所示,可以使用甘特图在一段时间内并行显示所有资源。
人们可以专注于特定客户订单和相应生产阶段中的时间表,也可以专注于单个供应商及其时间表。
如果决策者允许交互式更改计划计划,例如以交互方式将流程移至另一资源,则最好的表达方式是甘特图,该甘特图可以并行显示所有资源。
让我们看一下更新现有调度计划的一些选项。
进度计划更新
生产计划和调度假定所有信息都是已知的并且是特定的,即决策情况是特定的。
尽管这是一个理想的假设,但可以在一段时间内进行修改。
为了处理不确定性(例如计划外的生产力变化或意外的资源关闭),软件工具使您可以监视应该在车间发生的人员并创建更新的预期时间来完成订单。
这些变化是否大到足以重新优化规模,将取决于决策者的判断。
在将计划实际交付给车间进行实施之前,它可以通过提供大量的可选案例创建和测试功能来帮助决策者进行判断。
这种方法也称为电流模拟APS软件工具提供了仿真方法(见图1个第一3到第一个5一步)。
这里应该提到的另一个功能是两步计划方法,也称为增量计划。
假设有新订单进来。
如果它在生产计划的计划范围内,则可以将此新的客户订单活动及其所需的资源包括在订购的订单中。
在当前的生产计划中查找时间间隔,以便新的订单计划只需稍作调整。
如果可以保留计划计划的可行性,则可以推导出新订单的计划交货日期并将其发送回客户。
由于可以通过不同的顺序序列来优化上述基本调度,因此通常考虑重新优化,以便通过新的排序降低成本。
让我们在下面举一个例子。
假设有4必须安排对特定机床的需求。
1个给定订单交付时间,优化的目的是减少与序列相关的总生产准备时间。
如果实际开始时间是100(时间单位),所有请求的处理时间都相同(1个时间单位),与顺序相关的准备时间为0和1/3和2/3要么1个时间单位(表2矩阵是给定的准备时间)。
因此,时间表显然得到了优化ABCD(如图所示4如图)。
开始时处理订单一种之后,我们被要求检查是否可以收到交货时间107新要求Ë。
假定不允许由于新(紧急)命令而执行的订单被中断,我们可以验证该订单是否完整一种和乙和C要么博士之后,把工作Ë直接输入当前时间表(如图所示)5如图)。
由于系统一种用Ë在该子序列之间有一个正准备时间,将其馈入一种以后会违反乙因此,交货时间是不可能的。
根据原因,可以找到三个可能的表,其中有一个可供选择C总准备时间最少。
因此,交货时间107新要求Ë可以接受(假设订单Ë需要额外的时间来设置1个单位时间内的生产)。
重新执行时间表最佳化后,我们可以有一个新的收录单Ë可行的调度计划,可减少1/3生产准备时间(如图)6如图)。
创建新的订单时间表需要花费很长时间,并且通常会产生一些压力(紧张)。
这些压力是由于订单开始时间和生产数量与之前的实际计划相比发生了变化。
张力可能会导致车间中的额外工作,例如,一些进料可能会提前交付,应与供应商核对。
为了减轻压力,通常可以固定供应商的下几个订单,即,他们的加工订单是固定的,而不是重新优化的一部分。
所有开始时间在特定时间段内(称为冻结域)的请求将被固定。
(5)。
结束语
假设已创建生产总体计划,我们可以将详细的生产计划计划导出到不同的车间和生产单位。
生产计划是在一个计划级别完成还是分成两个计划级别,在很大程度上取决于车间生产的类型。
通常,有几种方法可以对资源上的系统进行排序。
为了找到理想的调度计划,有ñ理论上要评估N!
各种类型。
尽管已经开发了健壮的解决方案算法来减少要评估以找到好的解决方案的解决方案的数量,但是优化计算的数量将随着计划的请求数量的增加而呈指数增长。
幸运的是,通常不需要从头开始创建计划计划,因为先前计划的一部分已经修复(例如,落入冻结区域的订单)。
同样,将生产计划表分为两个计划级别也可以减少在较低计划级别创建的可能的订单序列。
另外,决策者设定的时间表的一部分的进一步计划或重新优化也限制了计算量。
APS进入系统后的好处:
∙减少生产调度时间并减少生产和销售协调会议时间
∙了解所有订单的生产进度状态并为客户提供准时交货要求
∙当客户下订单或订单更改时,它提供即时重新订购功能,分析所有订单更改,并提前防止订单延迟。
∙商业期望输入,预测未来的产能状况和长期物料购买
∙提供生产计划和实际成果回报,控制生产绩效并降低生产成本
∙连接物料要求,节省进料时间,并实现喷射减少库存并减少短缺
∙控制和材料的能力,并使复杂的制造管理透明
∙内部具有生产和物料控制,外包加工和生产计划的能力,物料供应商提供准确的交货时间,以便满足客户订单的交货日期,从而可以将初始和最终供应链进行合并。
APS系统功能为:
∙生产设备资源文件:
设备资源名称,组代码(不同的资源但可以共享),资源数量,每种资源的共享日历(包括单个日历),功率因数
∙标准流程工作时间文件:
流程名称,处理批次大小,产能/小时,工作时间,生产线更改时间,主要供应商,辅助资源,放松
∙容量和材料共享(炸弹):
最终产品,过程,组件数,过程关系,过程间隔,过程物料,使用的物料数,旧物料,替代物料
∙容量有限:
根据每次操作的工作时间,其使用的设备资源是指工作日历,自动安排和工作进度计划。
∙自动调度(包括后续的输入订单和异常生产条件):
容量有限,每个制造订单的货运订单以及每个制造订单的限制条件(锁定,逾期)...),每个制造订单的生产计划已完成,并且生产计划自动下达。
∙可以提供物料要求并将其链接到下一个要满足的日期喷射:
计划每个生产订单的生产线时间,提供根据每个生产订单的不完整数量来计算每个生产订单所需材料的物料,并使用每个生产订单的生产线日期减去进货检验日期作为每种物料的交货日期。
如果为时已晚,则将收到的材料返回到计划表,并将根据状态根据接收日期重新安排它们
∙外包商人也可以包括在生产计划中:
工作时间是根据工厂过程中的数量计算的,而工作时间是根据要外包的业务的批次大小来计算的,工厂工作日历和外部工作也有所不同。
∙每台机器可以分别设置加班时间:
根据装运日期,计算机自动显示需要额外时间的设备资源,而对需要额外时间的设备资源的更改会自动提前装运日期。
∙遵守本地公司调度规则:
调度规则的质量会影响APS无论是否可以使用该系统,大多数人仍然使用理论上的传输规则,或者需要大量参数的复杂的调度规则。
实际上,制造业通过以下方式确定调度安排”法不治”也就是说,生产中订单和封闭制造订单不会转移(如果不可能的话),而是根据发货日期和收货日期的顺序(有规则)进行计划。
∙自动替换替换设备以平衡生产能力并缩短交货时间:
在订单交付延迟或某些设备的产能利用率低的情况下,系统可以使用指定的数据来替换每种设备资源,并平衡生产能力以提高产量。
流动率高,可自动更换制造订单的设备资源,实现缩短订单交货时间的功能。
∙异常的生产调整和自动重新安排:
任何异常情况,例如:
缺料,机器抬升,更改订单,输入订单,向后退..因此,根据给定的次数或时间,系统可以自动快速地重新排列。
∙生产计划可以与生产输出结合使用:
生产部门根据生产计划进行生产,根据生产完成状态定期退货,系统更新每个制造订单的生产进度,在甘特图中显示进度以便于识别,固定时间将落后于计划更新和重放安排。
。
与生产现场环境和员工合作,精简和提供运营扫码机或盘点设备或链接设备信息以提高数据输入的准确性。
∙生产退货数据可以提供绩效和差异分析:
根据生产计划将针对各种管理故障率,停机时间,效率,工作时间分析,各种差异分析,发现问题并使用该信息改善问题的时间发送退货数据,提高生产效率,降低生产成本。
以上是基于制造业的,是指许多不同制造过程的实际操作,在同一标准功能下进行合并和计划,以便中小型企业可以享受只有大型企业才能拥有的低成本标准版本APS-先进的生产计划系统。
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