相鄰兩個生產計劃之間的銜接問題

本文主要探討在生產計劃的“編制 -> 執行”過程中,遇到的計劃與實際生產活動,相鄰兩個計劃之間的銜接問題,及常見的方案建議。

生產計劃是通過對生產環境的整體評估,並基於評估結果對生產活動的推導和仿真,從而獲得的工作安排,用於指導生產活動。計劃人員對生產條件掌握越準確,編制出來的計劃越貼近實際情況、越具有可操作性。但無論對計劃的內部因素(例如產能、工藝)還是外部因素(例如交期、插單)的把握,均建立在對未來的預期的基礎上,必定具有不確定性和可變性。因此,計劃的“編制->執行”過程,排產人員除了需要儘可能掌握訂單、工藝、設備和資源的現狀、變更外,還需要在對生產活動、計劃變更等方面有一定的經驗和應變能力。

因爲生產活動並不一定能完全按照計劃的既定預想的(當然編制計劃時也會爲此預留一定程度的緩衝),當生產活動與計劃的差異少於預留的緩衝區時,不會對計劃產生根本性改變;一但差異超過緩衝餘量,實際情況與計劃不再匹配 - 即計劃失控。通過APS生成的計劃,往往已對各種情況進行過優化,特別是進度和資源方面的優化,相對人工計劃更精益。當餘量無法容納變更時時,計劃就會被從根本上推翻。但真實的生產活動,這種變更是時刻發生的。當環境因素髮生變化時, 人工對計劃進行修改就必不可少。因爲不可能任何變更都需要或容許即時重新生成計劃;這種修改只能成爲下一輪計劃的額外輸入。

上述計劃的不確定性需要儘可以掌控外,從計劃到執行,再將執行結果反饋到下一輪計劃的整個循環過程,還存在大量時效性問題。儘管理想情況下,不考慮現實情況的變化,計劃與實際生產之間仍然存在時間上的間隙。即生成的計劃在生產單位開始執行,有可能已經過一定時間,時效性有所缺失。因此,計劃與實際生產活動之間的銜接,是每個企業的計劃體系必須考慮的因素之一。部署了基於APS的自動計劃系統後,編制計劃所需的時間和計劃的周全程度在一定程度上得到縮減和完善;但這種提效和優化,並無法完全消除計劃與實際生產的差異,只能起來緩解作用。對於這種時間差異導致的計劃與實際生產活動脫節的問題,我們通常採用鎖定一定時間範圍內生產任務作爲過渡區,或通過實時規劃方式提高時效性來應對。

一、 在計劃與實際生產活動之間設置緩衝區

進行每輪計劃時,將與當前時間相近的未來一定時間範圍內的計劃任務設置爲鎖定狀態,這些任務不納入新一輪計劃,在新一輪計劃發佈到生產單位前,這些鎖定狀態的任務用於保證生產活動持續進行。

傳統的計劃編制方式是以指定的頻率,對指定範圍內的生產任務,進行定時計劃編制。例如每天生成一次計劃,每次對未來三天的生產活動進行計劃編制。常見的製造業場景中,“計劃->執行”過程具有連貫性需求。每次產生新的計劃時,因爲計算系統運算、人工對計劃的查覈確認等工作,需要消耗一定的時間。若計劃以當前實時編制,而不考慮計劃與生產的時間空隙問題、計劃部門與生產部門對接問題、生產單位執行延時問題,計劃下發到生產單位那一刻有可能已超時,存在“先天性脫離計劃要求”的現象。因此,計劃必須確保在下發給生產單位時,其時效性是合理的。

此外,實際生產中有可能部分企業因爲工藝、資源、設備等特殊原因,在執行計劃任務前所需時間無法包含任務的預處理時間,例如特殊工件備料、專業操作人員班組分配等準備工作等。而這些額外的工作往往在實踐操作中,是客觀存在的,需要預留相應的時間。因此,爲確保生產單位可完全按照計劃編定的時間、進度來執行,在確定計劃的起止時間和起始任務時必須劃出一定的緩衝區。這個緩衝區在新舊計劃的過渡過程中,起到避免生產活動停滯的作用。因此,在生成新一輪計劃時,除了需要把上一輪計劃週期內未執行完成的任務在新一輪計劃考慮進來外,還需要根據上一週期任務的執行情況(包括但不限於備料情況、機臺設備就緒情況等)將計劃中部分已排定但未開始執行的一部分任務鎖定,供生產單位繼續按既定計劃執行,並將這些任務排除在新一輪計劃範圍內。存在這些被鎖定的任務,不需參與新一輪計劃的規劃運算,留給生產單位繼續執行,有助於確保這部分任務在時間(開始、結束時間)和空間(使用哪個機臺哪些資源)上的穩定性。避免新一輪計劃的變化導致這些任務的前期預備工作的浪費。具體的鎖定時間長度、任務範圍需要根據實際情況而定。

二、通過實時連續計劃,保證計劃的連貫性

該方法使用了OptaPlanner的實時規劃功能(Real Time Planning),通過規劃服務程序的全程在線、實時處理特性。當計劃各種因素髮生變更時(例如任務完成、任務作廢、資源可用性變更等),APS系統能即時作出響應,將變更因素納入考慮範圍,並基於已有的計劃方案找出新的方案,最大程度上保證計劃的連貫性。

該方法雖然可以實現計劃工作的持續性,可實時更新計劃;但這種連貫性也只是基於變更前後兩個方案承接關係,來實現最大程度連貫性。當變更內容過於巨大時,前後的變化還是足以讓生產活動出現斷層,從而引發上述提到的部分任務的前期預準備工作作廢。因此,同樣需要使用類似於設定緩衝區的方法,防止生產活動因爲計劃變更過大,而導致部分任務的預處理工作浪費。只不過因爲實時規劃的變更通常是連接、小規模逐步進行的。因此,每個變更產生的差異,相對傳統的定時分批計劃必然小得多;從而產生更小的前後計劃間跳躍。在OptaPlanner用戶手冊中,有專門的章節介紹這處情況,其描述就是我們項目管理中,項目計劃常用的滾動計劃模型。將任務分爲“未計劃”,“草擬”“已發佈”和“歷史”四種狀態。憶出現,但在當前計劃時間內未予以考慮的任務可列爲“未計劃”,下一輪將要納入規劃運算的任務列爲“草擬”,經過規劃運算已排定任務執行時空、且需要發佈給生產單位執行的任務列表“已發佈”,已開始執行或已執行完成的任務列爲“歷史”;隨着時間推移任務遵循上述四種狀態進行轉換。可以看出,對於已發佈的任務,其時間跨度通常會大於計劃的週期(也即計劃頻率)。因此,每一輪發布的計劃,可能在下一輪計劃會被重新納入,也有部分任務將會鎖定,這些任務雖然未開始執行,但不再納入下一輪計劃;從而確保生產活動的連貫性。如下圖。

滾動計劃

綜上,部署了APS系統後,計劃編制和發佈工作,同樣遵循平緩過渡、預留緩衝的原則,以實現計劃與生產的無縫接洽;APS系統對計劃起到優化和增效的作用。

 

本系列文章在公衆號不定時連載,請關注公衆號(搜“讓APS成爲可能”或掃以下QR Code)及時接收,二維碼:

如需瞭解更多關於OptaPlanner的應用,請發電郵致:[email protected]
或到討論組發表你的意見:
若有需要可添加本人微信(13631823503)或QQ(12977379)實時溝通,但因本人日常工作繁忙,通過微信,QQ等工具可能無法深入溝通,較複雜的問題,建議以郵件或討論組方式提出。(討論組屬於google郵件列表,國內網絡可能較難訪問,需自行解決)

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章