工厂生产计划排产分析方法与优化原理介绍

一、排产分析

计划员往往根据现实的生产要求和生产环境选择不同的排产策略，显而易见会得到不同的排产结果，这是因为不同的排产策略会排列出不同的待排产工单顺序以及选择不同的设备与时间段。

在很多情况下，不可能满足所有工单的最优排产，往往有可能安排某个工单在某台设备上生产既能保证交付期又能保证生产效率，但很有可能损害其他工单的交付期或损失设备的换线效率。

在APS系统中一个重要的功能设计就是“排产分析”，通过对排产结果的分析，计划员能够对自动排产结果进行微调。计划员需要了解所选的排产策略能不能保证交付期、会不会导致资源冲突、设备的负载是否均衡，富余产能在哪，如果有紧急插单应该安排在哪儿对现有的生产计划影响最小？

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车间内的制造资源是有限的，排产是一个在有限资源的约束下得到一个妥协的结果。在不同的生产环境下，排产的约束条件等等不一，而且权重也不尽相同。即使仅考虑满足ERP给定的最晚结束时间，就有可能发现设备产能不够。即使设备可用，还有可能配套的工装夹具不够用。

尽管设备和工装夹具都能保证生产，此时计划员还希望能够按照预定义的优化策略进行排产，比如换线成本最低，那就有可能导致时间违背等各种一系列的冲突。因此，几乎大部分的排产结果是“顾头不顾尾”。计划员需要了解当前排产结果中产生了哪些冲突，才能针对性进行干预，逐步寻找更优的结果。

系统在自动排产时会根据设置检查各项冲突：

检查工序的开始与结束日期与ERP要求的基本开始与结束日期；
检查有关联工序的关系，比如装配的开始不能早于注塑的结束；
检查设备产能是否超载；
检查工装夹具是否足够；
检查是否有足够的人员；
检查人员资质；
检查物料可用性。

例如，在排产时间范围内有10个冲压工单产生了资源冲突，其中6个工单是因为模具1的问题。此时，计划员要决定是否将这6个工单往后延。如果一段时间下来，模具1一直是瓶颈，那就需要考虑是否增加模具1。至于需要增加几套，还需要进一步衡量因为模具1不够导致交期延迟的损失是多少。

二、排产优化

正如前面所描述，排产策略需要因地制宜，没有“既要马儿跑得快又让马儿不吃草”的所谓面面俱到的排产方案。

计划员只有通过分析排产结果才能验证所选的排产策略是否合适，并进行针对性的优化。

此时，需要通过KPI来评估排产结果。常用的排产KPI包括：

全部产能，表示在计划范围内设备上可以安排的生产时间，取决于设备类型、工作日历和可同时作业的工单量；
占用产能，表示在计划范围内工单被安排在设备上的占用时间；
设备费用，以设备标准费率来计算设备的使用费用；
空闲时间，表示计划范围内设备上无工单的工作时间；
空闲费用，以设备标准费率来计算设备的空闲费用；
工序延迟，所有工序的延迟时间之和；
换线成本，所有工序的静态、动态换线时间之后；
换线率，换线成本与占用产能之比；
劳动力时间，所有工序的单位劳动力需要乘以工序加工时间；
劳动力费用，以工人标准费率计算劳动力费用；
工单延迟，所有工单延迟时间之和；
工单提前，所有工单提前时间之和；
等待时间，各工单的工序之间的过渡时间之后；
工单周期，各个工单的第一个工序开始时间到最后一个工序结束时间之间的时间之和。

具体优化策略我们下篇文章再做详细讲解，欢迎关注！