调度生产过程的思路、原则、方法

调度生产过程概述

调度需要解决的是如何将资源分配给任务，在满足相关约束条件下，使得某项（或某多项）性能指标达到最优。调度在生活中的应用非常广泛，比如我们日常生活中经常使用的滴滴打车、工厂中的运送物料的AGV小车等都是调度的应用实例。

生产制造调度是将调度应用到生产企业，将机器分配给工单（任务），即安排各机器上相应工单的上机时间或上机顺序，在满足相关约束条件（工艺约束、资源约束等）下，使得某项或多项性能指标（制造周期、机器利用率、能耗、成本等）达到最优。

企业在生产制造过程中涉及到ERP\MES\PLC等多套系统的协作（如下图），其中生产制造调度是MES中的关键业务，其协作过程如下：

1）ERP/MRPII依据客户订单或营收目标下达生产任务给MES系统并实时获取MES系统上传的生产进度状况数据；

2）MES系统依据ERP系统下达的生产任务，制定生产排程并下发任务（工单）至设备，同时获取各设备的任务（工单）执行状况；

3）DCS/PLC系统按照MES系统下达的任务（工单）执行生产、记录产品生产过程中产生的数据信息（过站数据、品质数据等），同时将任务（工单）的执行状况、生产过程数据信息上传至MES系统。

调度生产过程的思路

调度生产过程前，首先需要整合各系统资讯，获取到订单、设备、工艺、原料库存等约束条件现况，然后基于上述情况制定作业计划并展开关键工序作业计划、设备级作业计划。基于异常原因导致的重调度，则需要依据约束条件，制定更改方案并进一步展开工序、设备级的作业计划。

调度生产过程的原则

1.计划性原则

生产调度工作必须以生产计划为依据，这是生产调度工作的基本原则。生产调度工作的灵活性必须服从计划的原则性，要围绕完成计划任务来开展调度业务。

2.预见性原则

生产调度要以预防为主，对生产过程中的各个环节的情况做好分析，及时发现各种与计划相脱节的问题并制定好预案。

3.及时性原则

发现生产中的问题，采取措施加以解决，使生产顺利进行，是生产调度的根本职能。在生产过程中如果不能及时发现问题，则会随时产生不良后果。

4.准确性原则

数据记录、数据计算、统计报表的应该准确无误。

5.灵活性原则

调度过程中如果有重大情况变化或灾害，难以完成生产任务时，应该可以调整作业计划。

调度生产过程的方法

在求解制造过程调度问题时，常用的方法包含：

1.基于运筹学的方法

基于实际制造过程中的调度问题进行化简并附加假设条件产生数学规划模型，通过运筹学方法求解，形成实际问题解。该方法以求解最优解为目标，存在“指数爆炸”现象。

2.基于传统启发式的方法

将实际制造过程中调度问题用与工件或机器等相关的简单信息决定上机顺序，形成实际问题解。该方法计算量小，运行速度快，但是具有复杂约束、复杂目标或大规模等特点的调度问题，其调度效果往往不令人满意。

3.基于计算机仿真的方法

基于制造过程调度问题建立仿真模型，确定初始参数，通过执行仿真程序确定满意度：如果满意，则形成实际问题解；如果不满意，则重新执行仿真程序；该方法具有建模灵活但耗时长，面对复杂问题，难以得到令人满意的调度效果。所以，单纯采用仿真方法难以有效解决实时调度问题。

4.基于软计算的方法

软计算方法涵盖了遗传算法、禁忌搜索短发、模拟退火算法、粒子群算法/蚁群算法等。该方法通过对初始解进行寻优策略改进当前解，不断产生新解，当达到终止条件后退出。该方法不以寻求问题最优解为目标，求解过程中基于简单的形式化描述，将决策变量包含在待寻优个体中。

原文链接：生产管理知识资讯

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