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生产计划管理
更新用户名:gw更新日期:2008-9-817:06:00阅读次数:4435
生产计划管理
一、各类生产计划
长期计划、
面临的环境因素不同,各类计划有各自不同的任务、管理层次、计划方式和要处理的问题,
即决策变量。长期计划要处理的是企业的发展与外部环境的关系问题,因此要由企业的高
层领导负责。主要任务是确定发展的总目标和实现总目标获取所需的资源。这类计划所面
临的都是不确定性因素,只能规定出一些非常概括的指标作为指导。它要作的决策都是关
系企业长远利益而又需巨大投资的重大的战略性问题。故这类计划又称战略层计划。中期
计划要处理的是将已知的或预测的市场需求细化为企业的生产指标和产品任务计划。他们
应由企业主管生产的部门负责。其主要任务是如何有效地利用现有资源,最大限度地满足
市场需求并取得最佳的经济效益。这类问题中也有相当一部分是不确定的因素,如未来一
年中的市场需求。故仍包含一部分概略性指标(生产计划大纲)。他们要作的决策是如何适
应需求的变动安排好生产能力的利用问题,这里可以调节的生产能力因素有工厂工作时间、
劳动力数量、库存水平、外包量和每月的产量水平,即生产速率等。短期计划所处理的问
题基本上是纯属企业内部的作业管理问题。这时,生产的任务、能力和物资供应都是确定
而已知的,计划工作的任务是要将设备和人力最适当地配置给各项已投产的任务项目,以
保证上层计划的实现。因此要求他们制定出详细的时间进度计划。在计划中要做好生产的
品种、批量、顺序和时间进度的决策,也要做好设备与人力负荷的决策。它们是作业层的
计划。
二、生产计划内容与指标
生产计划就是企业为了生产出符合市场需要或顾客要求的产品,所确定的在什么时候生
产,在哪个车间生产以及如何生产的总体计划。企业的生产计划是根据销售计划制定的,
它又是企业制定物资供应计划、设备管理计划和生产作业计划的主要依据。
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生产计划工作的主要内容包括:调查和预测社会对产品的需求、核定企业的生产能力、
确定目标、制定策略、选择计划方法、正确制定生产计划、库存计划、生产进度计划和计
划工作程序、以及计划的实施与控制工作。
制定生产计划指标,是企业生产计划的重要内容之一。企业生产计划的主要指标有:产
品品种、产品质量、产品产量和产值。
企业生产计划的主要指标从不同的侧面反映了企业生产产品的要求。
(一)产品品种指标
产品品种指标包含两方面的内容:1)企业在计划期内生产的产品名称、规格等值的规
定性;2)企业在计划期内生产的不同品种、规格产品的数量。品种指标能够在一定程度上
反映企业适应市场的能力,一般来说,品种越多,越能满足不同的需求,但是,过多的品
种会分散企业生产能力,难以形成规模优势。因此,企业应综合考虑,合理确定产品品种,
加快产品的更新换代,努力开发新产品。
(二)产品质量指标
产品质量指标,是指企业在计划期内生产的产品应该达到的质量标准。这包括内在质量
与外在质量两个方面。内在质量,是指产品的性能、使用寿命、工作精度、安全性、可靠
性和可维修性等因素;外在质量,是指产品的颜色、式样、包装等因素。在中国,产品的
质量标准分为国家标准、部颁标准和企业标准三个层次。产品的质量标准是衡量一个企业
的产品满足社会需要程度的重要标志,是企业赢得市场竞争的关键因素。
(三)产品产量指标
产品产量指标,是指企业在计划期内应当生产的合格的工业品实物数量或应当提供的合
格的工业性劳务数量。产品的产量指标常用实物指标或假定实物指标表示。如钢铁用“吨”,
发电量用“千瓦·时”等表示。产品产量指标是表明企业生产成果的一个重要指标,它直接来
源于企业的销售量指标,也是企业制定其它物量指标和消耗量指标的重要依据。
(四)产品产值指标
产值指标,是指用货币表示的企业生产产品的数量,它解决了企业生产多种产品时,不
同产品产量之间不能相加的问题。企业的产品产值指标有商品指标、总产值和净产值三中
表现形式。
商品产值,是指企业在计划期内生产的可供销售的产品或工业劳务的价值。其内容包括
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用自备原材料生产的可供销售的成品和半成品的价值,用定货者来料生产的产品的加工价
值,对外完成的工业性劳务价值。总产值,是指用货币表现的企业在计划期内应该完成的
产品和劳务总量。它反映企业在计划期内生产的总规模和总水平,其内容包括商品产值、
定货者来料的价值、在制品、半成品、自制工具的期末期初差额价值,它是计算企业生产
发展速度和劳动生产率的依据。净产值,是指表明企业在计划期内新创造的价值。净产值
的计算方法有两种,一是生产法,即从工业总产值中扣除物质消耗价值的办法;二是分配
法,这种方法从国名收入初次分配的角度出发,将构成净产值的各要素直接相加求得净产
值,这些要素主要包括工资、职工福利基金、税金、利润、利息、差旅费、罚金等。
在实践中,商品产值和净产值一般用现行价格计算,总产值则要求用不变价格计算。
三、生产计划与控制过程
:通过有计划地合理安排生产和对物料的有效控制,以达到提高生产效率、
确保出货期和节约资源降低成本。
:技术部负责产品物料清单(bom)的提供;营业部负责出货计划(包括年度、
月、周出货计划)的制定。物控(物料)部根据bom制定每个工单的《材料明细与签收记
录》,并根据所需材料库存列出每个工单的不足材料一览表及时传递给采购部;严格材料出
入帐的登记、材料损耗统计及材料发放等,材料交货期的跟进。采购部根据物料部传递的
信息及时订购所缺的材料,并确认供应商交货日期反馈给物料部。生产管理部(制造部)
根据出货计划制定生产计划(年度、月、周、日生产计划)。


,并进行预估,做成以月为单位的销售计划表,考虑
的项目应包括:客户、产品、订货数、交货时间;年度销售计划准确度应控制在90%以上。
,做好事先的人员、
机器、材料、场所等准备。
,在实际执行过程中要根据具体情况
及时做出修正,包括:产品、客户、产量以及配合生产上负荷及进度的调整。

,营业部应提出次月的销售(出货)计划草案,这个出货计划应考虑
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接受订单状况与生产部门的实际负荷状况来制定。
(制造)部应同时提出次月生产计划草案,此计划草案亦同样考虑订单状况
与生产部门的产能状况。
“次月销售计划”与生管(制造)部的“次月生产计划”两部门应进行“产销
协调”以达成:出哪几笔订单、哪些客户、哪些产品及数量、总数量等。协调出来的生产总
量,生产部门应保留5%左右的空间作为营业部紧急订单的追加用。
(物料)部根据生产计划制定《材料明细与签收记录》和不足材料一览表(申
购单),并及时提供申购单给采购部。
,以便材料交货期的跟
进。

,通常周计划其准确度应达到95%以上,不容
随意变动。
(制造)部的生产计划草案做协商,
定案后再制定成正式的周销货计划,生管(制造)部再依此销货计划做生产计划。
,须经由物控(物料)部确认没问题才可排产。
,应即时做人员、机器、工夹具、材料、品质管制等
生产前的准备。

日计划纯为一种每日的生产安排,是依据周计划内所指定的工单、产品、数量来安排生
产,通常是在每天上班前填写到各班组的“看板”上。

(物料)部依生产计划、材料表(bom)及物料库存表分析物料需求及提出申购
单,并做成《材料明细及签收记录》表及协助采购做进料计划。
(物料)部与采购核实跟催及控制进料计划。
,遇有不足迅速反馈。
,且每天物料的出、入帐要在当天记录到帐,以便
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不足材料一览表(申购单)的做成和生管(制造)部门查看。
,并在《材料明细及签收记
录》上签名。
《材料明细及签收记录》及供应商送货单做好所负责材料的出入帐
和卡。物料文员负责电子版出、入帐的记录,确保当天记录到帐。
,要有预定交货期及实际到货日期记录,
以便跟催交货及便于生管(制造)部人员查看。
,在公司规定损耗范围内的超领可直接发放,超出规定
范围的超领必须要有经专门人员批准的《补料申请单》才可发放,但都要在《材料明细及
签收记录》上记录。
《材料损耗统计及损耗率的计算方法规程》所规定的操作方法进行材料
损耗的统计的损耗率的计算,为公司的质量目标完成情况提供证据。
,修改亦同.
四、JIT中生产计划运作
JIT生产方式中的生产计划与控制与一般生产方式相比,又有自己的特点。
一、JIT生产方式中生产计划的特点
对JIT生产方式,有这样一种误解,即认为既然是“只在需要的时候,按需要的量生
产所需的产品”,那生产计划就无足轻重了。但实际上恰恰相反,以看板为其主要管理工具
的JIT生产方式,从生产管理理论的角度来看,是一种计划主导型的管理方式。但它又在很
多方面打破了历来生产管理中被认为是常识的观念。
在JIT生产方式中,同样根据企业的经营方针和市场预测制定年度计划、季度计划与
月度计划。然后再以此为基础制定出日程计划,并根据日程计划制定投产顺序计划。但是,
其最独特的特点是,只向最后一道工序以外的各个工序出示每月大致的生产品种和数量计
划,作为其安排作业的一个参考基准。而真正作为生产指令的投产顺序计划只下达到最后
一道工序,具体到汽车生产中,就是只下达到总装配线。其余所有的机械加工工序以及粗
加工工序等的作业现场,没有任何生产计划表或生产指令数这样的东西,而是在需要的时
候通过“看板”由后工序顺次向前工序传递生产指令.
在历来的生产计划方式中,生产指令同时下达给各个工序,即使前后工序出现变化或异
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常,也与本工序无关,仍按原指令不断地生产,其结果会造成工序间生产量的不平衡,因
此,工序间的在制品库存也就是很自然的了。而在JIT生产方式中,由于生产指令只下达到
最后一道工序,其余各前工序的生产指令是由看板在需要的时候向前工序传递,这就使得:
第一,各工序只生产后工序所需要的产品,避免了生产不必要的产品;第二,因为只在后
工序需要时才生产,避免和减少了不急需品的库存量;第三,因为生产指?不只下达给最后
一道工序,最后的生产成品数量与生产指令所指示的数量是一致的,而在传统的生产计划
下,最后这二者往往是不同的。并且该生产顺序指令是以天为单位,可以做到在生产开始
的前一两天才下达,从而能够反映最新的订货和最新市场需求,大大缩短了从订货或市场
预测到产品投放市场的距离,这对于高产品的市场竞争力无疑是大有益处的。总而言之,
既然是适时适量生产,那么生产指令发出的时间就变得格外重要。因此,生产指令也应该“只
在需要的时候发出”。这就是JIT生产方式中关于生产计划的基本思想。
二、生产计划的制定程序
现在很多企业都采用JIT生产方式,这些企业在实施JIT生产方式的过程中,对生产计
划的制定和控制方式当然不可能完全一样,但其基本思想是相同的。为了便于阐述,下面
以丰田汽车公司的生产计划方法为例来加以说明。
丰田汽车公司的生产计划由公司总部的生产管理部来制定。生产管理部下设生产规划
课,以及生产计划一课、二课和三课。生产规划课的主要任务是制定长期生产计划。这里
长期生产计划是指年度生产计划以及明、后两年的生产计划。这样的计划一年制定两次,
主要是规划大致准备生产的车型和数量,不把它具体化。
真正准备实行的是即将到来的三个月的月度生产计划。在第N-1月制定第N月、第N+1
月以及第N+2月的生产计划。这样制定出来的第N月生产计划为确定了的计划,第N+1月
以及第N+2月的计划也只作为“内定”计划,等第N+1变为第N月时,再进行确定。
关于生产品种和生产数量的具体计划,按照面向日本国内市场的产品和出口产品来分别
确定。出口车的生产计划主要是依据订货来制定。订货情况由当地的负责部门汇总并提出
方案,然后将情报全部汇总到设置在东京的海外规划部,由海外规划部进行调整后,送交
生产管理部。各国的负责部门与海外规划部通过计算机网络连结,情报可以得到迅速地传
递。内销车的生产计划同时根据订货和市场预测分别进行。
第N月的生产计划在第N-1月的中旬开始时确定,到第N-1月的中旬结束时再根据订货
进行数量调整。在第N-1月的下旬,进行所需零部件数量的计算,并决定各种产品每天的生
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产量,生产工序的组织以及作业节拍等。这些计算都使用计算机来进行。
以上的工作完成后,开始制定真正作为日生产指令的投产顺序计划,即决定混合装配线
上各种车型的投入顺序。顺序计划每天制定,然后只下达给装配线以及几个主要的部件组
装线和主要协作厂家,其它绝大多数的工序都通过看板来进行产量和品种的日生产管理。
在丰田,从车体加工到整车完成的生产周期大约为一天,投产顺序计划每天制定,每天
下达,下达时间最早在生产开始前两天,最晚不少于一天半。因此顺序计划可以准确地反
映市场的最新情况和顾客的实际订货,根据顾客的实际订货及其变更来安排实际生产。
这样的生产计划的制定方法,是实现适时适量生产的第一部。通过这种方式,能够迅速
捕捉市场动向,把握市场最新情况,做到只在必要的时候对必要的产品进行必要的计划。
现在丰田公司能够做到,对国外的订货,在顾客订货之后的4个月内将产品交到顾客手里;
国内的话,则只需5天到半个月。
三、投产顺序计划的制定方法
投产顺序计划要决定混合装配线上不同产品的投入顺序,这在不同情况下必须做不同的
考虑。如果各工序的作业速度不一样,就有全线停车的可能。为了避免这种情况,就必须
制定使各工序的作业速度差保持最小的投入顺序计划。很多投入顺序制定方法都是基于这
种思想的。
但是,在制定投入顺序计划时,如果也注意到混合装配线之前的各工序的生产均衡化,
就应该考虑设法减少供应零部件的各工序产量以及运送量的变化,减少在制品的储存量。
为了达到这个目的,混合装配线所需要的各种零部件的单位时间使用量(使用速度)就应
尽可能保持不变,即在产品的投产顺序计划中,尽可能使各种零部件出现几率(出现率)
保持不变。像这样的以保持各种零部件的出现几率为目标的顺序计划制定方法,要想求其
最优解是非常困难的,关于这方面的研究也还不多。在丰田汽车公司,研究出了几种近似
解法,并实际应用于投产顺序计划制定中。
五、生产计划制订
生产计划排程的目的是为车间生成一个详细的短期生产计划。排产计划
(Productionschedule)指明了计划范围内的每一个定单在所需资源上的加工开始时间和结
束时间,也即指出了在给定资源上定单的加工工序。排产计划可以通过直观的甘特图
(Ganttchart)形式给出。
排产计划的计划间隔可以从一天到几周,取决于具体的工业生产部门。合理的计
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划长度取决于几个因素:一方面,它至少应当涵盖与一个定单在生产单元中最大的流动时
间(flowtime)相对应的时间间隔;另一方面,计划间隔受到已知顾客定单或可靠需求预测
的可用性限制。很显然,只有当排产计划适度稳定时,在一个资源上进行定单排程才是有
用的。也就是说,它们不应受不期望事件经常变化的影响(如定单数量改变或中断)。
对某些生产类型(如jobshop),生产计划排程需要对(潜在)瓶颈资源上的任务
定单进行排序和计划;而对另一些生产类型(如成组技术),生产计划排程要能自动地、按
时段检查资源组的能力,看其是否能够在下一个时间段内完成成组加工的一组定单。然后,
可以手工排序这组定单在下一个时间段内的加工次序。
排产计划任务能够而且也应当分散来做,这样可以利用每个地点人们的专业知识
和车间当前状况的知识(例如人员的可用性)。
生产计划排程受到上层主生产计划的约束,主生产计划设立了在分散的决策单位
中执行生产计划排程的框架。从主计划中可获得的相应指导包括:使用超时或加班的数量;
在不同时间点上来自供应链上游设施物料项的可用性;涉及来自供应商输入物料的采购协
议。此外,由于主生产计划在供应链上有更宽的视点和更长的计划区间,从中我们还可以
得到:
计划结束时需要建立的各物料项的季节性库存量;
交付给供应链下游设施的定单截止日期(下游设施可以是紧接着的下一级生产单
位,分销商或最终顾客)。
排产计划生成
由车间模型生成排产计划的一般程序可简单地描述为下面6个步骤。
1、建模
车间模型必须详细地捕捉生产流程的特征和相应的物流,以便以最小的成本生成
可行的计划。
由于一个系统的产出率只受潜在瓶颈资源的限制,因此,我们只需对车间现有全
部资源的一部分–也即那些可能成为瓶颈的资源,建立一个清晰的模型。关于建模方法的细
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节我们将在后面进一步阐述。
2、提取需要的数据
生产计划排程使用的数据来自ERP系统、主生产计划和需求计划。生产计划排程
仅利用这些模块中可用数据的一个子集,因此,在建立一个给定生产单元的模型时,必须
指明它实际需要哪些数据。
3、生成一组假定(生产状况)
除了从ERP系统、主生产计划和需求计划这些数据源中接收的数据之外,车间或
生产单位的决策者或许对车间当前或未来的状况会有更进一步的知识或期望,这些信息在
其它地方(如软件模块中)是不能得到的。再者,对车间的可用能力或许也可以有多种选
择(如柔性的倒班安排等)。因此,决策人员必须有能力修改数据和建立某种生产状况(见
图1中的第三步,点划线框表示这一步必须由决策人员执行,并且是可选的)。
4、生成一个(初始)排产计划
在有了模型和数据之后,就可以针对给定的生产状况,利用线性规划、启发式算
法和基因算法等各种复杂的优化方法来生成排产计划。这项工作可以一步完成,也可以通
过两级计划层次(先综合的生产计划,后详细的排产计划)完成。
5、排产计划分析和交互修改
如果通过两级计划层次完成,也即先生成综合资源的上层生产计划。那么,在生
成一个详细的排产计划之前,人们或许首先要对这个生产计划进行分析。特别地,如果生
产计划不可行,决策人员可以交互地指定一些计划途径来平衡生产能力(如增加班时或指
定不同的加工路径)。这或许要比修改在单个资源上的加工工序(下层排产计划)更加容易。
APS采用了例外管理(ManagementByexception)的技术,如果出现问题和不可行
性(如超过定单交货期或资源过载),APS就会发出警告(alerts)。这些警告首先被“过滤”,
然后,正确的警告被传递到供应链中正确的组织单位。
此外,针对一种生产状况产生的排产方案还可以通过结合决策者的经验和知识交
互地改进。当然,为了提供真正的决策支持,必要的修改次数应当受到限制。
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6、生产状况核准
当决策人员确定已经评估了所有可选方案时,他/她将选择那个体现最佳生产状况
的排产计划去执行。
7、执行和更新排产计划
决策人员选定的排产计划将被传递给:MRP模块(分解计划)、ERP系统(执行计
划)和运输计划模块(在顾客定单完成时安排装运车辆)。
MRP模块把在瓶颈资源上计划的所有活动分解成在非瓶颈资源上生产的那些物料
或由供应商交付的物料;此外,对某些加工定单所必需的物料也将被预定。
排产计划将持续执行到某个事件信号发生时才进行更新,也即直到修改一个排产
计划看来是可取的时候(见图1中的LoopII)。这个事件可以是一个新定单的到来、机器故障
或冻结的计划部分已执行完毕(后面我们还将对排产计划的更新作详细讨论)。
改变车间生产模型的情况不太经常(如图1中的LoopI)。如果结构保持不变和只是
数量上受到影响(例如一个机床组中的机床数或某些已知产品的新变种),那么,通过下载
ERP系统中的数据,APS
能自动更新模型。但当变化很大时(例如具有某些新特征的新生产阶段的引入),那么,
由专家对模型进行手动调整则是可取的。
下面我们将对车间生产流程模型的建模方法作更详细的阐述。
车间模型必须结合所有必要的生产流程细节来决定顾客定单的完成时间,模型需
要的输入来自有关的物料和潜在的瓶颈资源。排产计划中每一步的时间间隔通常很小(如
几个小时),有时甚至可以是连续的。
1、模型
我们可以把建模的范围限制在(潜在)瓶颈上执行的运作,因为只有这些资源限
制了车间的产出。由于生产计划排程并不打算控制车间(这个任务留给了ERP系统),一些
车间的细节(如监视定单当前状况的控制点)可以被忽略。
在模型的两个连续活动之间,在非瓶颈资源上执行的所有流程步骤都只被表达为
固定的提前期差度(fixedleadtimeoffset)。这种处理方法与众所周知的“高级计划给出提前
期只是作为计划的结果而不是一个事先给定的常数”这一叙述并没有矛盾。在这里,提前期
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差度仅包括前述非瓶颈资源上的加工和运输时间,因为等待时间不会存在。
模型可以通过关联的数据来定义,这些数据可分为结构数据(structuraldata)和状
况相关数据(situationdependentdata)。
结构数据包括:生产地点,工件,物料单,工艺路径和相关的操作指令,(生产)
资源,供应商清单,准备时间矩阵,和时间表(工厂日历)。
对车间分布在不同地方的一个大型供应链,把所有数据归集到一个专门地点或许
会有好处。这样的话,一个零件就可以通过它的生产地点来识别,尽管它在顾客眼中是一
样的。
物料清单通常是基于单层描述(存放在一个物料文件中),也即每一个零件号只连
接到它下一层物料的那些零件号。一个给定零件的完整物料清单很容易在计算机上通过连
接这些单层表达来构造。
每个工件的资源消耗可以从工艺路径和操作说明中得到。每个定单的工件数以及
每个工件的资源消耗是计算单个定单顺序和排程所必须的。因此,可以用生产流程模型
(PPM,ProductionProcessModel)来清晰地表达物料加工路径和生产操作。
一个PPM至少由一个运作(operation)组成,而每个运作包含一个或几个活动
(activities)。一个运作总是与一个基本资源相关(如搅拌池)。二级资源–比如人员–也可归
属于一个活动。活动或许要求一些输入物料并能产生一些物料作为输出。当然,我们必须
指明什么时候需要输入物料和什么时候输出物料可用。在一个运作中,活动的技术顺序(也
称为优先关系)可以用箭头线表示,就如同在项目计划活动中一样,可以用结束开始,结
束结束,开始结束,开始开始关系和最大最小时间距离来连接。这就允许非常准确地建立
包括平行执行活动(重叠的活动)在内的两个生产活动之间的时间约束模型。
一个顾客定单的计时、资源和物料需求可以通过有向标界线(peggingarcs)连接
相关的PPMs导出,有向标界线把一个PPM的输出物料(节点)与后一级PPM的输入物料
(节点)连在一起。结果,从最后一级生产流程开始展开一个定单和相应的PPMs,就可以在
各时间窗中生成关于资源和物料消耗的信息。这些时间窗可直接用于成生可行排产计划[2]。
工厂日历指明了休息日和其它资源工时的中断,另外还包括车间(或资源)是否
以一班,两班或三班运作的信息。高级计划系统(APS)通常提供几个典型日历可供选择。
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状况相关数据随车间当前的状况而变,它包括:初始库存(含在制品库存)、资源的
准备状态、和给定时间间隔内要加工的一组定单。由用户指定的运作规则数据包括:批量
规则,优先规则和加工路径选择。
尽管建立批量规则最好是根据实际生产情况–例如资源的利用和相关成本的情况,
但APS通常要求事先输入一些简单规则。这些规则可以是固定批量、最小批量或给定定单
间隔时间的批量。APS软件包或是提供一组规则可供选取,或是以高级编程语言的形式来编
写它。在某个资源上决定定单优先次序的规则以类似的方式处理[3]。
如果执行一个生产定单存在可选路径,那么人们会期望APS在生成排产计划的过
程中选择最佳路径。但经验表明,用户得自己选择一个适当的路径。有时可选路径是作为
一个优先列表输入,只有当一个宁愿的路径导致不可行计划,求解器才会去试第二个最佳
路径,然后试第三个最佳,等等。
2、目标
最后还要指定一个优化目标。这些目标指导寻找一个好的、期望能接近最优的计划
方案。在生产计划排程模块中选择优化目标时,我们看到主要有下面一些面向时间的目标:
Makespan,完成所有定单任务所需要的时间。使makespan最小是多机床任务排序
问题中常见的优化目标;
Lateness,定单任务完成时间和它的到期时间之差。使所有定单的lateness总和最
小,或使单个定单中最大的lateness最小,是常见的排程目标。
Flowtime,一个定单任务在生产系统中花费的时间。使所有定单的flowtime总和
最小也是一个优化目标。
Setuptime,每个定单任务的生产准备时间。使所有定单的setuptime总和最小也可
以作为一个优化目标。
另外,还有三个与成本相关的目标,