智能网络排产计划中技巧-时间网格的应用.doc

智能网络排产计划中技巧-时间网格的应用来自：/ 2008-06-20 作者：ERP总设计师咨询团 本文为学习用途，版权及信息未经原授权方同意不得复制、转载用于商业目的。 MRP的排程计算过程，应该是一个独立的软件包，或说具有标准输入、输出接口的，可灵活选用的构件。当企业需要做资源配置时调用其产生方案。（企业计划应该有若干层级，例如，有些教科书上划分为：战略计划，中长期计划和预算，主生产计划，作业计划。每层计划，实际都要面对任务、资源，约束条件和目标。当有基建、技改、大修等较大型工程项目时，也需要专门单独做出工程计划。都可以调用适当的排程算法。）首先要明确这个软件包的输入。1、基础数据：资源：企业要考虑的各项资源，要有一个资源编码，资源类型（是什么资源，是物资，设备还是技工），资源名称，是占用类还是耗用类，计量单位，使用成本费率或库存成本费率。具体还可以有其他一些辅助检索的属性。标准作业单元：单元编码，名称，全程用时（依时间网格为单位，例如，全程用时4个网格，），作业类型（生产，采购，设备检修等等），版本和有效性（当前可不可以选择）等。标准作业单元的输入输出：单元编码，输入输出序号，输入或输出的资源（编码），输入还是输出，自作业开始后的时间点（用时间网格为单位，例如，在第3个网格），资源量，对于不同时间网格输入输出同一种资源的，应该分列（对应分分批投入或产出同一种资源情况）。2、任务（独立需求）：任务的标识号，任务要求的产出品（资源），数量，时间点，任务的来源（定单还是预测，还是中长期计划，还是企业内部产生的工作），不能按时完成的损失（按金额）等。任务有不同的来源，在ERP系统中存在于不同的业务领域，如销售系统，设备系统（维修任务），经营系统（如，技术改造）等。收集汇总后成为本软件包的输入。可以有很优化的集成或接口策略，而作为本文，只把它看作输入数据源之一。 3、资源现状：包括耗用类资源现状和占用类资源现状。耗用类资源现状：资源、当前可直接配置的数量（当地的可用库存）。根据物流系统的不同策略，可以是当前库存减去安全库存，还可以考虑：“这里没有包括的任务”已预约占用的库存，不同的物流策略产生不同的汇总方式，而如前述相同，这里只对于本软件包输入信息源提出要求，是作为数据起点。占用类资源现状：资源，当前拥有的可使用总量。4、资源的已知预期变动：这应来自调度系统，先期各次排程和系统外的任务安排，由调度系统接领安排，并追踪执行状况。对于正在执行和将要执行的各项作业，按资源汇集预期的输入输出。同样，汇集过程的集成或接口策略不在本文讨论范围，这里只强调数据起点；资源的已知预期变动分为耗用类资源和占用类资源：耗用类资源：预期变动的序号，资源编码（是什么资源），预期时间，预期增加还是减少，数量。当然，还可以有变动的说明，数据串接所需要的手段等。占用类资源：预期占用序号，资源编码，预期时间起点，预期时间终点，占用的台套数。（对于设备检修、仪器校准或送检等，如果作为任务纳入MRP管理范围，自有标准作业单元规定其对资源的占用，如果不纳入MRP管理，则要从设备、计量、工具等管理领域获得对资源的不可利用信息。）5、耗用类资源的战略储备：对于某些很重要很稀缺的资源，企业往往有意识地作出储备规划，其形式是：资源，预期时间起点，在该时间段的储备量水平。（对同一种资源，有若干时间段，例如，现在起，到今年9月底止，其应储备的规模（量），从今年9月底到年底，其应储备的规模，等等）。在下面的计算中，各时间网格对该资源的平衡就要考虑所处时间段的储备要求。信息来源应是经营系统。6、占用类资源的预期补充和丧失：针对新购置设备、设备寿命到期、技工退休等等情况，在今后的某个时间点发生占用类资源总量的变更。数据形式是：资源、时间点、增或减、变更数量。7、系统背景参数：包括计划展望期时长，时间网格时长，工厂日历（开班和作息时间），计算精度等等。以上是系统输入的基本思路，更细致、更完整的要求应在系统概要设计之后完成。系统的输出：系统的输出是各个决策变量的计算结果取值、整体变动成本和灵敏度分析。由于应保持软件包的可重用性，应把线性规划结果直接作为输出，通过调用本数据包的不同情况，不同需要，配套构建不同的数据整理，获得所需的成套计划。做MPS时，通过对最终产品或标准部件在标准作业单元的输出情况，汇总标准作业单元安排而获得主生产计划；做详细生产排程时，直接按标准作业单元的分类，分别汇总出物料需求计划，作业安排计划等等。做工程计划，做财务预算等等都可以有相应安排。这部分内容由于与排程方法关系不大，也不在本文讨论范围，属于延伸接口部分。软件包工作流程概要：数据准备（即获取前述7部分的各项输入）构成线性规划数据格式（按线性规划要求对输入数据实现再组织）线性规划求解结果输出。以下讨论构成线性规划数据格式：（依据于前述的7部分输入数据）首先确定决策变量：遍历任务（第2部分），根据每项任务所要求的输出资源，查找基本工作单元（第1部分），找出所有能够输出该资源的工作单元；对找到的工作单元，做成一个队列（对第1部分做出入选标记）。针对获得的工作单元队列，再依据这些单元所要求的输入，如果某个输入资源是生产中间件或采购获得的资源，就要再找出这个资源的生产或采购基本工作单元，并在已入选队列中查重，符合以上条件者加入到队尾。完成后，获得了本次排程可能涉及的全部基本工作单元。对每个单元，对本次排程涉及到的每一个时间网格，构成了一个决策变量，全部单元在全部网格内，构成了本次的全部决策变量。为识别不同的决策变量，要对决策变量标明工作单元和时间网格两个属性（两属性作为主键），即“X（工作单元，时间网格）”。接下来，确定资源范围：首先，每项任务（第2部分）所涉及的交货产品，是本次排程涉及的资源。第二，本次排程涉及的各个工作单元，其输入资源，也是本次将要涉及的资源，遍历本次排程可能涉及的工作单元队列，根据工作单元输入，并经过查重，汇集出所有涉及的资源。以下依据本次涉及的资源构造约束方程：（由于是对每个资源的每个网格做时间域动态平衡，即对每个资源的每个网格建立一个约束方程。）约束方程右边项： 耗用类资源的各时间网格约束方程右边值涉及：当前该资源的总量（第3部分）；从当前到该时间网格止的已知预期变动（第4部分）中，该资源的汇总；该时间网格所属时间点的战略储备（第5部分）等三个因素。占用类资源的各时间网格约束方程右边值涉及：当前资源总量（第3部分）；从当前到该时间网格止的资源补充和失去（第6部分）中，该资源的汇总；该时间网格内的已知先期预约占用（第4部分）等三个因素。为识别不同的约束方程，要对约束方程标明资源和时间网格两个属性，如，右边值可表示为“b（资源，时间网格）” 约束方程变量和系数： 依据每个决策变量，查找决策变量所代表的工作单元的输入和输出资源，并依据时间差（决策变量所代表的网格为作业零时），换算出输入、输出的时间点所处的网格。如果输入、输出资源是耗用类资源，从输入、输出时间点所处网格起，到计划展望期结束止，该资源的所有各个约束方程都要体现这一决策变量给后来所带来的影响（这些约束方程中就有该决策变量项，系数是该单元产出或消耗该资源的数量）。例如，针对决策变量“X（某甲，12日3时）”，查某甲单元产出资源K，产出量L，产出时间点是开工后3小时，那么，资源K，从12日6时起，就多了 “X（甲，12日3时）乘以L”，以后的各个网格都受到这一影响，那些约束方程总是要有这一项。而12日6时以前则与之无关。（消耗与产出相似）处理思路是依据决策变量，找到输入输出资源，算出起作用的时间点，将该决策变量及系数添到此后各网格的该资源各个约束方程中。如果输入是占用类资源，则仅仅在预期时间网格这一个约束方程中添加量时占用。例如，针对决策变量“X（某甲，12日3时）”， 查某甲单元占用设备M，从开工后一小时开始占用，占用量R台时，那么，设备M这一资源，将在12日4时至5时期间，准备“X（甲，12日3时）乘以R”台时，以供应用。这与其他任何网格都无关。处理思路是：依据决策变量，找到输入的各个占用资源，算出要占用的时间点，将该决策变量及系数添加到占用时间点的时间网格约束方程中。为识别不同的约束方程变量和系数，要对约束方程中出现的变量系数标明：资源、约束的时间网格、工作单元、变量的时间网格四个属性，前两个属性标明约束方程（对谁，对什么时间点做时间域动态平衡），后两个属性标明决策变量。第二、第四两个时间网格是不同的，这体现了决策变量对