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排产教程#

本文档将指导用户配置和使用排产模块。

Info

排产是一个单独许可的模块。

概述#

排产模块的目标是作为MES的一部分,提供运营级生产计划和控制功能。通过排产提供的计划包括为车间工单确定一个良好的排序和排产解决方案,同时考虑车间条件,如设备可用性和维保计划、设置/更换、工具和人力要求等。

创建计划后,系统就能够将其发布到生产中。发布后,MES将支持执行,例如,用新计划的信息更新操作员的GUI。

Scheduling GUI example

设置排产#

本节介绍如何从处理派工的模型过渡到排产。由于这可能相当复杂,本节分为两个部分:

  • 基本模型:需要进行哪些更改才能使排产正常运行。
  • 附加功能:排产中存在的功能,当基本模型开始工作后,即可实施。

此外,在过渡到排产执行时还需要考虑一些重要因素:

  • 首先,考虑可能需要多少个排产:如果需要独立规划两个过程,则它们应该在单独的排产中。还要考虑到,有更多的排产,尽管意味着更大的工作量,但也可能将风险降到最低,因为任何可能影响一个排产的错误只会影响到更少的过程。
  • 此外,如果有多个日历和员工排产,由于这部分的模型可能相当复杂(日历、班次定义、团队,轮班计划、工作组...),建议提前设计这部分模型。
  • 排产在主数据方面的要求要比派工高得多。通过派工工作的模型中可能存在许多不正确的功能,但并不明显(例如,连接到未使用资源的服务),但一旦激活排产,就会导致问题:因此,建议不要低估在激活排产之前清理和准备模型的努力。
  • 由于排产与其他MES主数据的连接是通过车间完成的,因此可以按车间进行过渡。
  • 此外,除了将过渡过程分为多个车间外,还可以按更小的块进行过渡:例如,完成一个流程,并且对于每个步骤,激活与之连接的“步骤”和“资源”(通过“服务”)。
  • 过渡的关键时刻是使用“派工排产类型 = 排产”设置资源时。完成后,操作员将不再能够通过派工进行工作。因此,此时应该预期模型的其余部分已经完全建立,操作员、监督员和计划员培训已经完成,所有过程(何时重新计划,何时覆盖正在执行的计划,由谁...)都已定义好。
  • 在激活生产排产之前,建议对资源使用“包括在计划中”功能,该功能允许在资源仍在通过派工工作时使用计划排产类型的排产方案。在激活排产以在车间执行之前,可以将其作为一次演练,检查模型在计划排产方案中是否正确。

基本模型#

由于排产需要正确配置系统中的大量其他实体才能正常工作,因此本节将介绍当系统已在处理派工时应采取哪些步骤来设置排产。

创建排产#

排产对象是所有排产/计划过程的核心。每个排产都是一个独立的计划对象,用于排产一组车间,因此,排产的数量是通过从计划的角度定义存在多少组独立的车间来确定的。

要创建排产,必须定义下表中列出的属性:

属性 描述
名称 排产的名称
描述 排产的描述
排产模式 排产模式:自动假设排产引擎将用于创建计划
所有者 此排产的所有者角色
默认视图 用于显示排产的窗口的默认大小
默认计划范围 类型为“操作准确排产”的方案的默认计划范围
计划的默认计划范围 类型为“计划排产”的方案的默认计划范围
默认快速模式计划范围 类型为“操作快速排产”的方案的默认计划范围
默认冻结期 要应用于方案的默认冻结期
时间量子 排产的粒度:作业的持续时间将四舍五入到该值的倍数。
使用车间组 物料只能排产到属于其当前车间组内某个车间的资源。如果当前物料车间组中不存在其车间组内某个步骤的资源,则可以将物料排产到任何车间组的任何资源。在这种情况下,对于后续步骤,物料应保留在其排产到的资源的新车间组中。
扣留处理模式 如何处理扣留的物料和耐用品:
- 包括:物料包括在排产中,耐用品被视为可用
- 排除:物料不包括在排产中,耐用品不被视为可用
未来扣留处理模式 如何处理未来扣留物料:
- 忽略:物料排产至其流程结束
- 停止:物料排产至第一次未来扣留
使用本地排序进行设置 使用“最小化设置时间”标准时应如何考虑设置:
- False:排产将确定总设置时间较短的全局物料序列。
- True:排产将在本地,在每个资源上确定使该资源的设置时间最小化的序列,但要权衡的是,该序列可能与上一步骤的序列有变化。
排产耐用品 为所有方案激活耐用品排产
在进站时强制执行排产的耐用品 进站是否应强制使用为每个作业排产的耐用品
人员排产 激活所有方案的员工排产
人员排产模式 员工排产时应如何考虑员工:
- 所有证书:员工可使用其获得的任何证书
- 职位:员工只能在其职位上工作
限制车间的人员排产 员工是否只能处理其所属车间的资源,还是排产的任何车间的资源
在进站时强制执行人员排产 进站是否应强制使用为每个作业排产的员工
使用零设置时间 设置特征没有变化时,是否应考虑资源中定义的默认设置时间:
- False:任何排产到资源的作业都将产生默认设置时间
- True:只有应用“设置特征”更改的作业才会有设置时间
如果资源中有设置矩阵,则此属性不适用
排产有风险的批次 如何对批次进行排产:
- False:是否应始终在为批次排产时充分占用资源的容量
- True:如果在到期日有危险的情况下,是否应在为批次排产时只部分占用资源的容量
发布时终止方案 当发布排产方案时,是否应终止所有其他排产方案

Table: 排产属性

定义了这些属性后,就必须定义优化标准和无关联排序规则。

优化标准#

这些是排产过程的主要目标。虽然可以结合多个标准,只要权重加起来达到100%,但最好还是保持一个标准,并使用无关联排序规则在标准之上增加一些行为。

根据所选标准,可能有两种主要的排产行为:

  • 向前排产:排产从物料的可能开始日期开始(或排产范围开始,如果未定义),并向前运行直到结束。
  • 向后排产:排产从物料的到期日开始,并向后运行直到其开始。如果这样做无法满足物料可能开始日期/方案排产范围开始,则物料将通过向前排产重新排产

下表列出了可用的优化标准:

标准 类型 行为
最大化资源利用率 前进 最大化所有资源的利用率
最小化设置时间 前进 根据设置矩阵排序,以最小化设置时间的总和
最小化总等待时间 前进 最小化连续物料步骤之间的总时间
最小化平均延迟 前进 基于最早到期日的排序,以最小化所有物料的平均延迟
最小化最大延迟 前进 最小化所有物料的最大延迟
最小化交付日期偏差 向后 最小化每种物料的结束日期与到期日期的提前期
最大化优先配送 前进 根据到期日期排序,同时考虑到物料的优先级
最小化延迟物料 前进 最小化延迟物料的数量
最小化数量加权循环时间 前进 最小化总循环时间,并根据物料的数量加权——数量越高,其循环时间对这一标准的影响就越大
最小化优先数量加权循环时间 前进 最小化总循环时间,并根据物料的数量和优先级加权——数量和优先级越高,其循环时间对这一标准的影响就越大
最小化优先权加权延迟 前进 最小化总延迟,并根据物料的数量加权——数量越高,其延迟对这一标准的影响就越大
最小化总循环时间 前进 最小化总循环时间

Table: 排产优化标准

无关联排序规则#

无关联排序规则用于优化由用户选择的优化标准所施加的行为。如果优化标准不能将物料优先排序,则它们用于在每个步骤中对物料进行排序。例如,如果同一产品有两种物料,则根据优先级和到期日排序可能很重要,即使主要目标是最小化设置时间,无论选择何种序列都是一样的。

无关联排序规则被定义为要按顺序考虑的规则列表,即使用的列表中的第一个规则,如果仍存在绑定,则应用第二个规则。对于每个规则,都可以选择考虑属性的顺序。例如,对于到期日,可以考虑从最早到最晚,反之亦然。

下面列出了这些可用的无关联排序规则:

无关联排序规则 类型
可能的开始日期 根据物料的可能开始日期订购
优先级 根据物料的优先级订购
执行时间 根据作业的执行时间订购
物料名称 根据物料名称订购
数量 根据作业数量订购
设置特征 根据作业/资源特征订购
设置时间 根据作业的设置时间订购
等待时间 根据作业的等待时间订购
物料到期日 根据物料的到期日订购
操作到期日 根据组件物料的到期日订购,通过物料清单展开期间的排产进行内部计算

Table: 排产无关联规则

将排产与车间相关联#

车间实体用于定义排产的范围:只有与排产关联的车间之一内的物料、资源和步骤才会用于排产。因此,有必要在每个需要的车间建立与排产的连接。可以在“详细信息”选项卡中查看当前连接到排产的车间。

Areas associated with Schedule

为车间定义日历#

资源的可用性由与资源车间关联的日历中的日历日和班次定义提供。

在排产中包括产品#

对于要考虑的产品物料和生产工单,必须激活产品的属性包括在排产中

在排产中包括步骤/流程#

这些步骤也有属性来触发是否应被排产考虑。这些是:

  • 包括在排产中:所有三种排产方案都将考虑该步骤
  • 包括在计划中:该步骤仅适用于计划排产类型的排产方案。

要考虑的步骤的默认配置是将“包括在排产中”设置为True。要使物料成为排产的一部分,除了将其产品包括在排产中外,其流程中至少有一个步骤必须包括在排产(或计划)中。

根据步骤级别的配置设置,步骤作业可能会发生两种不同的行为。步骤作业可能成为过程作业或填充性作业。

过程作业#

如果步骤将包括在排产中设置为True,或者步骤将包括在计划中设置为True,且排产方案的类型是计划排产,则与该步骤关联的所有作业都将被视为过程作业,即,排产必须将它们分配给资源。这要求:

  • 该步骤必须具有有效的服务上下文解析,才能排产所有物料
  • 排产中必须至少包含一个资源,用于提供所需的每项服务
  • 对其可能处理的每个物料,每个资源必须在“资源处理时间”表中有一个有效的周期定义

填充性作业#

如果步骤将包括在排产中设置为False,或者将包括在计划中设置为True,且排产方案的类型不是计划排产,或者如果步骤将Is Passthrough设置为True,则与该步骤关联的所有作业都将被视为填充性作业,即,它们不需要资源,仅因其提前期而相关。这要求:

  • 步骤应在“步骤产品产量和周期时间”表中具有有效的周期定义。

在排产中包括资源#

在排产中包括资源的方式取决于排产模式,因为不同模式可能需要不同的配置,如下表所示:

Info

不同的排产类型将在本文档后面介绍。

派工排产类型 包括在计划中 操作准确 操作准确 操作快速 规划
排产 X X X X
派工 X X

Table: 资源配置和排产类型

简而言之,对于操作模式,即当要执行生成的排产时,资源的派工排产类型必须为“排产”。这意味着资源将从与其车间关联的排产获取其分配,而不是手动派工。

但是,也可以让资源继续使用派工排产类型=派工,并将包括在排产中设置为Ture。这样,就可以获得模拟计划,而不会对车间造成任何影响。

Info

当资源的派工排产类型设置为“排产”时,它将无法再使用派工,即用户不能简单地手动为其分配特定物料。此分配必须来自排产,也可以使用“创建临时作业操作”手动给出。有关详细信息,请参阅5.4.3.2**计划外物料部分。因此,在计划方案中,如果在设置派工排产类型=“排产”之前模型中没有错误,则包括在计划中功能在从派工过渡到排产时非常有用。

除了此条件外,一个资源要被考虑在内,它必须至少提供一项所需的服务,并为可能分配给它的每个物料提供资源处理时间上下文。

物料#

执行了上述步骤后,所有物料,只要在排产中包括了产品,其流程有步骤包括在排产中且属于排产中包括的车间,都可以进行排产,前提是排产中包含了资源,这些资源可以提供所需的服务。

其他功能#

如上所述设置基本模型后,可以根据需要启用和利用不同的排产功能。

冻结期#

重新排产是一个重要的过程。由于客户需求和车间条件都可能相当不稳定,计划很快就会过时。由于排产是一个操作计划系统,考虑到车间内的所有实体,这一点变得更加重要。因此,无论是定期进行以适应新需求并平滑小的计划偏差,还是在应急基础上进行以解决重大干扰(例如资源故障),重新排产都是必要的。

但是,必须考虑到,可能无法立即实施新计划。发布新计划可能会导致延迟,例如在检索必要组件、耐用品或设置资源方面。此外,规划者可能已决定在一段时间内关闭计划,但无法更改排产中的该计划部分。

因此,利用排产,可以选择使用冻结期将计划范围的初始部分固定为原始计划中设置的内容。默认情况下,这在“排产”中定义,但可以在“排产方案”级别中替代。

对于冻结期定义的范围内的每个排产方案作业,系统将尝试通过以下方式保留原始计划:

  1. 尝试保持资源分配与已发布的排产中的资源分配相同。
  2. 尝试保留每个资源的排产作业顺序。

但是,这种试图保留部分原始计划的方法可能会与几种常见情况发生冲突:

  1. 延迟 - 每当一个或多个排产作业被安排在过去的某个时间执行时(新的计划开始日期之前)。由于这些排产作业仍需要执行,排产会将其移至可行的时刻(在计划开始日期之后)。如果定义了冻结期,则系统将尝试保留每个资源的排产作业顺序;因此,将首先计划延迟时间最长的排产作业。
  2. 预测 - 如果在新的计划开始日期之后计划的一个或多个排产作业过去已执行,则将有可用时间段,相应的资源将处于待命模式。在这种情况下,如果冻结期包括这些可用时间,则将假定资源产能应得到最充分的利用,而排产将试图通过预测其他排产作业来占用这一多余产能。
  3. 产能变化 - 主要干扰,例如资源故障,这使得冻结期所捕获的部分排产不可行。这将导致正常重新排产受影响的排产作业。

资源优先步骤组#

在某些情况下,可能会出现同一资源能够对同一物料执行一系列步骤的情况。因此,对于这一系列步骤而言,优先考虑在其当前资源中保留同一物料可能是有意义的。这可以通过使用资源优先步骤组功能来实现,该功能可确保同一资源处理这些步骤,而顺序不会改变(例如,由于优先级高于原始物料,在这些步骤之间处理另一个物料)。

Info

在以下两种情况下可以覆盖此首选项:如果存在违反时间限制的风险,或者如果需要在资源中处理急件物料。

为了实施资源优先步骤组,必须:

  • 将资源设置为首选项
  • 定义资源优先步骤组

将资源设置为首选项#

通过激活属性将资源设置为优先,可以将资源设置为优先 - 这允许将资源保留为任何物料的首选,同时配置了资源优先步骤组的步骤。

定义资源优先步骤组#

资源优先步骤组分为两个阶段:

  1. ResourcePreferenceStepGroup查找表中创建资源优先步骤组。
  2. 将步骤与资源优先步骤组相关联。

定义这些组后,如果将物料排产到某个资源,而该资源已设置为属于资源优先步骤组的步骤的首选,那么该资源应该被排产到该资源优先步骤组的剩余步骤。

机器类型#

排产支持三种不同的排产机器类型:

  • 机器
  • 批量
  • 隧道

机器#

排产类型机器的资源是指一次处理单个物料的资源,不具有产能限制,即,单个物料中可以装入机器的数量不受限制。

机器特征#
  • 同时处理的物料数量:一种。
  • 总处理时间:固定循环时间 +(数量x可变循环时间)。
  • 设置时间:通过“设置矩阵”或资源的“默认设置时间”属性定义物料的设置时间。
  • 容量:无限制容量。
机器要求#
  • “资源处理时间”表必须为每个所需上下文提供固定和可变循环时间,或者两者都提供。
机器示例#

下图显示了在排产类型机器的资源中按顺序处理的物料A、B和C(不未考虑设置时间)。

Resource of Scheduling Type of Machine

批量#

排产类型批量的资源是可以同时处理特定数量物料的资源。因此,根据此资源的容量,可能可以同时对多个物料进行批量处理,或者可能需要将特定物料拆分为多个连续批次。当一批物料放置在这种类型的资源上时,操作将持续到其物料的最长固定处理时间,并且不能通过中断来装入/移除物料。此模式以烤箱为例。

批量特征#
  • 同时处理的物料数量:多种,同时处理。
  • 总处理时间:一个批次中所有物料的最大固定周期时间。
  • 设置时间:在资源级别定义的默认设置时间。
  • 容量:已容量化,容量给出了资源内的可用量。
  • 兼容性:只有在服务兼容的情况下才能批量处理物料。
批量要求#
  • “资源处理时间”表必须为每个所需的上下文提供固定的周期时间。
  • 在容量方面,所有物料的产品必须在批量资源中处理,以填充其容量类属性;之后,必须填写“资源容量”智能表,并在“容量”字段中详细说明在资源内一次匹配多少单元的某个容量类。
  • 在兼容性方面:
    • 具有相同服务的物料始终可以一起批量处理。
    • 具有兼容服务的物料始终可以一起批量处理。
    • 不属于上述任何情况的物料不能同时批量处理。
批量示例#

下图显示了如果所有物料均兼容,在一个批量资源中处理四种物料。请注意:

  • 对于第一批,整个批次的处理时间最长,即物料A的处理时间
  • 对于第二批,由于无法装入所有物料D,鉴于物料C占用了一半产能,物料D将分成两批。

Resource of Scheduling Type Batch

批量附加配置#

由于激活批量资源(例如,工业烤箱)可能会有很高的能源成本,因此,最好能保证形成的任何批量将至少占用资源的一定容量。这可以使用资源属性最小批量容量使用来实现:通过在此处定义一个百分比,排产将只能创建至少占用这个水平的容量的批量(这是一个硬性约束)。

隧道#

排产类型隧道的资源是一种持续处理多种物料的资源,类似于生产线。服务兼容性提供了不间断处理的能力。这也是一种容量化的资源,因为要容纳物料,传送带的长度是有限的:这决定了可以同时占用隧道资源的物料的数和量,以及每种物料的处理时间。

隧道特征#
  • 同时处理的物料数量:多个种,按顺序处理,有重叠(一种物料可能在另一种物料退出时装入输送机)。
  • 总处理时间:可变循环时间x(1+数量/产能)。可变循环时间是在传送带内处理一个单元所需的时间。
  • 设置时间:通过“设置矩阵”或资源的“默认设置时间”属性定义物料的设置时间。请注意,使用默认设置时间可能会导致在兼容服务之间切换时应用设置时间(有关详细信息,请参阅3.2.3设置部分)。
  • 容量:已容量化,容量给出了资源内的可用长度。
  • 兼容性:只有当物料的服务兼容时,它们才能同时占用传送带。
隧道要求#
  • “资源处理时间”表必须提供每个所需上下文的可变循环时间,这与每个单元在隧道内花费的时间相对应。
  • 在产能方面,隧道资源内处理的所有物料的产品都需要填写产能类别属性;之后,必须填写资源产能上下文解析表,在“产能”字段中详细说明某个产能类别的多少个单元一次适合传送带的长度。
  • 在兼容性方面:
    • 具有相同服务的物料可以同时占用传送带。
    • 服务兼容的物料可以同时占用传送带。
    • 不属于上述任何情况的物料不能同时占用传送带(第一种物料必须完全退出隧道后,才能装载第二种物料)。
隧道示例#

下图显示了隧道资源中三种物料的处理情况,其兼容性显示在左上方的矩阵中。请注意:

  • 由于物料A和B兼容,B可以在A完全离开之前开始加载到资源中。但是,物料C的情况并非如此,因为物料C与A不兼容,必须等待A完全退出隧道(但它与B兼容,这意味着当B仍在隧道中时可以装载)。
  • 由于可变循环时间是指一个单元在传送带起点和终点之间行进所需的时间,因此第一个物料单元到达隧道终点需要花费此时间。此后,每个单元退出资源的速率为(可变周期时间)/产能,即总数量x(可变循环时间)/产能。将这两次相加,即可得出可变循环时间x(1 + 数量/产能)的总处理时间。

Resource of Scheduling Type of Tunnel

无限产能#

除了这些以前的资源模型外,还可以考虑资源具有无限产能。这意味着可以同时处理任意数量的物料,每种物料的总处理类型的计算方法与机器资源类似(固定循环时间+ [数量x可变循环时间])。这可以用于没有资源容量和可用性约束的过程,因此,实际上,排产将只在前一个和后一个步骤之间应用提前期。

设置#

设置代表特定资源配置的更改,使其准备处理其他范围的物料,而不是最初可能的物料。由于这些配置转换可能会持续很长时间,因此它们是对生产线的重要限制,必须加以考虑。

当这些更改发生时,排产可以实施设置时间。此外,这些配置还可以在特定排产中缩短总设置时间:

  • 优化标准最小化总设置时间:这一优化标准将确定一个排序和排产解决方案,该解决方案的重点是只在设置上花费较少比例的资源可用性。
  • 无关联排序规则设置时间:这种无关联排序规则用于确保在给定资源上,要排产的下一个作业是将导致设置时间最少的作业
  • 排产属性“对设置使用本地排序”::此属性确定“最大限度缩短设置时间”标准的行为。如果设置为False,排产将确定总设置时间较短的物料的总体顺序。如果设置为True,排产将在本地(在每个资源上)确定最大限度缩短该资源的设置时间的顺序,代价是顺序可能与上一步骤中的顺序有所不同。

要让系统考虑设置,用户必须提供两个输入:

  • 设置特征 - 如何识别配置的更改
  • 设置时间 - 更改需要多长时间

实施设置特性#

首先,要让排产实施设置时间,有必要确定必须监视哪些配置/属性的更改。

这是在步骤级别完成的,具有属性“设置特性”。这可以假设四个值:

  • 服务 - 由资源在连续作业中提供的服务的更改被视为设置。
  • 产品 - 在连续作业中,在资源上处理的产品中的更改被视为设置。
  • 产品组 - 在连续作业中,在资源上处理的产品组中的更改被视为设置。
  • 配方 - 在连续作业中,资源上使用的配方中的更改被视为设置。

Info

当使用产品组作为步骤特征时,所有包括在排产领域内且流程通过该步骤的物料都必须具有与产品组相关联的产品。

Info

当使用配方作为步骤特征时,对于包括在排产领域中且其流程通过该步骤的所有物料,必须有一个配方上下文,该上下文不能特定于资源。

因此,每当同一资源中连续两个作业的选定特征更改时,排产将假定需要设置。这些设置的时间配置如下所述。

实施设置时间#

在系统中实施设置的方法有两种,如下所述:

使用设置矩阵#

“设置矩阵”对象详细说明了资源的不同配置之间的更改。这些配置以资源在任何时候提供的服务来表示。下表显示了一个设置矩阵示例。

起始服务\终止服务 服务A 服务B
服务A 0 3
服务B 3 0

Table: 设置矩阵示例

假设在本例中,设置矩阵的时间尺度是小时,这意味着对于与此设置矩阵关联的任何资源,只要该资源被迫从提供服务A更改为服务B,更改后执行的第一个服务B操作将有3小时的设置时间;如果更改发生在另一个方向,则在更改后执行的第一个服务A操作将有5小时的设置时间。

Info

由于设置矩阵的对角线表示资源提供的服务未更改的情况,并且由于这种情况可能不需要设置时间,因此可以激活设置矩阵属性在对角线上使用零点,以自动将这些矩阵位置归零。

Info

设置矩阵不适用于排产类型批量的资源,因为一批物料可能包含多项(兼容)服务,无法识别连续批次之间的过渡。相反,只要计划新批次,就会应用默认设置时间。

Info

设置矩阵适用于服务的设置特征

使用默认设置时间#

使用设置矩阵的另一种方法是使用在资源级别定义的默认设置时间默认设置时间不允许用户根据过渡给出不同的时间。但是,它可以为所有可用的设置特征定义默认设置时间:服务、产品、产品组和配方。默认设置时间会创建一个虚拟设置矩阵,其中所有位置都有它的值:假设默认设置时间等于 2 小时,并且使用的设置特征为服务,则虚拟矩阵将显示在下表中:

起始服务\终止服务 服务A 服务B 服务C 服务D
服务A 2 2 2 2
服务B 2 2 2 2
服务C 2 2 2 2
服务D 2 2 2 2

Table: 虚拟设置矩阵表

这意味着,对于任何操作,即使“设置特性”没有改变,也会应用2小时的设置时间。但是,与许多情况一样,缺少设置特征更改意味着不应该有设置时间,可以使用排产属性使用零设置时间将这些设置视为0。通过激活此属性,虚拟矩阵将更改为以下属性:

起始服务\终止服务 服务A 服务B 服务C 服务D
服务A 0 2 2 2
服务B 2 0 2 2
服务C 2 2 0 2
服务D 2 2 2 0

Table: 使用零设置时间的虚拟设置矩阵表

如果“设置特性”为“服务”,则可以组合使用“设置矩阵”和“默认设置时间”。如果资源提供了许多服务,并且大多数过渡具有相同的设置罚分,但某些过渡不同,则可以定义默认设置时间并使用设置矩阵覆盖具有不同设置时间的过渡。通过将最后一个方案(默认设置时间= 2)与设置矩阵相结合,结果如下所述,其中设置矩阵给出的过渡以绿色显示,默认设置时间给出的过渡以橙色显示。

起始服务\终止服务 服务A 服务B 服务C 服务D
服务A 0 3 2 2
服务B 5 0 2 2
服务C 2 2 0 2
服务D 2 2 2 0

Table: 与默认设置时间结合使用的设置矩阵

Info

排产的属性“使用零设置时间”仅在没有与之关联的“设置矩阵”时有效;因此,当将“设置矩阵”与“默认设置时间”组合使用时,还需要将服务未改变的过渡归零。

Info

在使用默认设置时间和具有兼容服务的排产类型隧道资源时,将设置矩阵与默认设置时间结合使用可能特别有用。由于原则上不希望在这些服务之间有一个设置,因此可以定义一个设置矩阵,将这些转换覆盖为0。

日历#

工作日历定义工厂的正常工作时间,并出于排产目的定义可对排产方案作业排序的可用时间段。日历会影响资源、雇员和耐用品的可用性,分别根据工作和非工作期间来增加和减少时间。

对于资源,与资源车间关联的日历将确定资源的可用期:这包括在日历级别指定的非工作日和在班次定义中指定的非工作时间。任何资源非工作时间都将在排产GUI中显示为划掉的时间段。

Resource non-working Times

对于员工,日历定义不仅包括与员工关联的日历,还包括班次计划分配和生成的员工日历日:

  • 在日历级别,班次定义可用于将工作日划分为不同班次,并为每个班次定义团队模式。生成日历天时,每个日历天都分配有班次定义中指定的班次,并根据团队模式将一个团队与每个班次相关联。
  • 在员工级别,可以将员工分配到轮班计划、团队、工作组和职位。通过生成每天的轮班计划日历天,雇员将与其团队工作的班次相关联。

Info

有关员工排产的详细信息,请参阅员工部分。

排产引擎的默认行为是绝不在非工作时间安排作业。但是,有两种配置可以更改处理非工作时间段的方式。

在非工作期处理#

资源属性可以在非工作时间处理允许排产方案作业在非工作期间继续执行或完成。但是,这些工作仍然无法在非工作期开始。这是为了模拟机器预设了关机计时器的情况,因此不需要人为干预来处理,例如使用关机计时器的工业烤箱。因此,即使可能经过一个或多个非工作期,资源仍将继续处理。

跨越工作时间的作业#

步骤属性可以跨工作时间允许在工作期内启动排产方案作业,在非工作期开始时暂停,然后在下一个工作期恢复。因此,只要排产方案作业跨越非工作期间,执行就会停止,并在下一个工作期间恢复。

维保#

维保在两个方面代表着排产中的重要限制:

  • 纠正性维保:每当出现资源或耐用品故障时,应针对该设备发出特定维保活动工单(MAO)。排产将把MAO视为资源或耐用品的不可用期间。
  • 预防性维保:针对特定资源或耐用品的预防性维保计划可以按照用户指定的频率来安排MAO。排产反过来会考虑这些MAO,从而限制了资源/耐用品的可用性。

排产考虑与排产领域的资源或耐用品相关的MAO,它们没有被标记为在排产中忽略,即:

  • 临时
  • 基于时间
  • 基于定义的排产日期的使用

请注意,对于基于预防性时间的活动,由于排产将只考虑任何给定点存在的MAO,建议在维保计划中设置维保活动,并使用排产下一模式=Ture配置,以便启用要排产的实例数属性,该属性允许用户设置足够多的MAO以覆盖排产计划范围。否则,将只会创建下一个维保活动实例,因此维保计划在资源/耐用品可用性中不会产生实际影响。

下一张图片显示了一个排产方案,在该方案中,请求为激光修剪 -01激光修剪 -03资源提供两个临时维保活动工单,并为接触印刷资源应用了每日预防性维保计划。

Corrective and Preventive Maintenance Activities in Scheduling

耐用品#

耐用品是指可以与资源一起使用以生产不同产品的工具。可能的情况是,对于同一资源,不同产品可能需要不同的耐用品。此外,在一次操作中,可能需要多种类型的耐用品,每种耐用品都有自己的维保计划。同一个耐用品池可以在多个资源之间共享。

如果耐用品是生产过程中的一个制约因素,将其纳入排产可能变得非常重要。排产支持耐用品排产,换句话说,将操作执行约束为所需资源和耐用品都可用时。

Info

耐用品排产在时间上会显著影响排产的性能。因此,只有当耐用品是一个限制因素时,才应激活此功能。

为了实施耐用品排产,必须:

  • 激活耐用品排产
  • 指定耐用品可用性
  • 指定耐用品要求

激活耐用品排产#

激活耐用品排产通过“排产”完成,具有两个属性:

  • 排产耐用品 - 激活该功能。
  • 在进站时强制执行排产的耐用品 - 执行排产时,系统将在进站时强制执行的已排产耐用品是资源附带的耐用品:换言之,拥有正确产品的正确数量的耐用品是不够的,还必须是通过排产确定的耐用品。

Info

如果耐用品属性从排产中排除设置为True,则不会考虑将耐用品用于排产。

Info

如果排产属性扣留处理模式设置为“排除”,且耐用品被扣留,则不会考虑用于排产。

指定耐用品可用性#

若要使耐用品被考虑在内,它们必须:

  • 处于包括在排产中已设置为True的步骤中,且位于与排产关联的车间中
  • 属于包括在排产中是耐用品均设置为True的产品。
  • 如果排产属性扣留处理模式设置为“排除”,则未将从排产中排除设置为True,且未处于扣留状态

Info

耐用品的处理流程本身不会被考虑,即排产程序永远不会试图通过其流程的各个步骤来计划耐用品处理。

指定耐用品要求#

要定义耐用品要求,必须指定:

  • 限定耐用品的物料清单,用于所需的每组耐用品。
  • MaterialDurablesContext智能表应为需要耐用品的每个上下文提供物料清单。此外,如果物料清单中使用了“使用步骤”,则只有使用步骤与MaterialDurablesContext的步骤匹配的物料清单产品才会用于该上下文。

通过选择作业,打开右侧的详细信息选项卡并展开工具选项卡,可以看到分配给排产作业/ 排产方案作业的耐用品分配。

Durables required by a job

此外,导航至“耐用品”视图后,可以看到为每个耐用品分配了哪些作业。

Durables view

雇员#

在某些制造环境中,特别是当生产过程由人工装配和操作组成时,劳动力可能是限制因素,因为一群雇员可能负责执行大量的操作。此外,考虑到可能有多个班次和团队在一天/一周内轮换,每位员工可能会因缺勤、病假和休假而拥有自己的日历;此外,每位员工可能拥有自己的一套技能/证书,这一约束因素可能需要规划。

排产支持劳动力排产,换言之,将操作执行限制在所需资源和雇员都可用的时间。

Info

劳动力排产会显著降低排产的时间绩效。只有当劳动力是限制因素时才激活它。

为了实施劳动力排产,必须:

  • 激活劳动力排产
  • 指定劳动力可用性
  • 指定劳动力

激活员工排产#

激活劳动力排产通过“排产”完成,具有四个属性:

  • 人员排产 - 激活该功能。
  • 排产人员模式 - 就劳动力可用性而言,每位员工只应考虑其职位,或者他/她是否有资格获得其被授予的任何证书。这仅适用于资源人员要求,而不适用于步骤证书要求。
  • 限制车间的人员排产 - 每位员工是否只应考虑其所在地区的工作,还是应考虑与排产相关的所有车间。
  • 在进站时强制执行排产的人员 - 执行排产时,系统将在进站时强制执行的已排产人员是在资源中选中的员工:换言之,拥有具有正确证书的正确数量的员工是不够的,还必须是通过排产确定的人员。

指定雇员可用性#

若要使雇员被考虑在内,需要执行以下步骤:

  1. 创建所需的证书并授予相应的员工。
  2. 创建团队。确保填写团队的属性代码。将员工分配到各自的团队。
  3. 创建日历。
  4. 创建班次定义。对于每个班次,通过组合团队代码来输入团队模式,以表示该班次的团队轮换。例如,如果有三个团队的代码为A、B和C,如果某班次的团队模式为A,那么将始终为该班次分配团队A;如果团队模式为ABC,那么在具有相同班次定义的连续几天内,分配给该班次的团队将按这种方式轮换:A -> B -> C -> A。
  5. 将班次定义与相应的日历工作日相关联。为所需范围生成日历天。
  6. 创建轮班计划并将其与日历相关联。根据需要添加尽可能多的工作组。工作组是一组职位相同的雇员。
  7. 为每位雇员分配团队、轮班计划、工作组和职位。
  8. 在轮班计划中生成雇员日历天。

指定员工要求#

资源人员要求#

要实施劳动力要求,必须为每个需要雇员的资源填写资源人员要求。这是根据证书完成的,可以将多个证书分配给单个资源。此外,对于每个证书,都可以定义以下属性:

  • 数量:所需的具有此证书的员工数量
  • 分配类型:过程和/或设置过程中是否需要该员工
  • 分配:员工的分配中有多少将用于此资源。换言之,只要一名雇员的所有分配总和小于或等于1,就可以一次将其分配给多个资源。
步骤证书要求#

除了资源人员要求外,还可以使用“步骤”以及“产品或产品组”(可选)在“步骤证书要求上下文”表中定义要求。

如果配置了此项,则对于排产流程中包括的资源所提出的所有资源人员要求,系统将仅考虑那些不仅拥有资源人员要求中指定的证书,而且拥有步骤证书要求的证书(如果上下文适用)的雇员。

通过选择作业,打开右侧的详细信息选项卡并展开“雇员”选项卡,可以看到雇员分配到排产作业/排产方案作业的情况。

Employees required by a job

此外,导航到“雇员”视图可以看到哪些作业分配给每个雇员。

Employee View

物料依赖性#

某行业的生产过程可能要求,除了生产运送给客户的成品外,还需要生产用于装配它们的组件(可能还有其他中间组件)。

由于组件在其流程中的正确步骤的可用性是装配依赖产品的一个限制因素,因此可以从以下两个方面考虑这些依赖关系:

  1. 如果此关系是通过“物料依赖项”给出的,则排产将仅在前面的排产方案作业完成后安排后续排产方案作业。换言之,与物料依赖项的起始物料起始步骤关联的作业的结束日期必须小于物料依赖性的结束物料结束步骤关联的作业的开始日期。
  2. 在计划排产模式的排产方案中,对于属性包括在计划中包括在物料清单展开中标为True的任何已计划生产工单,系统将执行物料清单展开,查看与产品关联的物料清单。在这种情况下,将为这些物料清单中指定的组件创建虚拟物料,并在它们之间创建虚拟物料依赖性,以确保在组件准备就绪之前不会启动已完成的良好作业。

Info

有关物料清单展开的详细信息,请访问生产工单计划部分。

对于这两种情况,展开“依赖项”选项卡,可以在详细信息栏中看到与每个排产方案作业/排产作业关联的依赖项。具有依赖项的作业也会标有依赖项图标。

Material dependencies

时间限制#

在特定生产过程中,可能需要在步骤之间施加最长和/或最短时间限制(连续或不连续)。此逻辑可以在排产中使用时间约束来实施。为了实施时间限制,需要满足三个条件:

  • 标记时间约束开始和结束的步骤必须属于排产领域。
  • 标记时间约束开始和结束的步骤必须激活启用时间约束属性。
  • 时间限制上下文必须在这两个步骤之间提供最大和/或最小类型的时间限制。

填写时间限制上下文#

由于时间约束上下文表既可用于排产也可用于执行目的,因此在排产时只考虑其部分字段。这些是:

  • 起始步骤 - 时间约束的开始步骤。
  • 起始操作 - 开始步骤的操作,时钟开始为时间约束而运行。
  • 结束步骤 - 时间约束的结束步骤。
  • 类型 - 这是最大还是最小时间限制。
  • 时间限制 - 时间限制的值,以小时为单位。

Info

尽管时间约束上下文表中有一个结束操作字段,但该字段仅用于执行;对于排产,假定时钟在与结束步骤关联的作业的开始日期停止运行。

Info

尽管可以在同一对步骤之间同时提供最大和最小时间约束,但对于两个时间约束,起始操作字段必须相同:两者都在进站时开始时钟,或两者都在出站时开始时钟。

下图显示了接触印刷步骤和金属化步骤之间给出的最小类型的时间约束,时间限制为2小时,从接触印刷步骤中物料作业的结束日期开始测量。当没有资源可用性限制(没有其他排产方案作业在第一个作业后立即阻止资源的金属化),同一流程中两个步骤的执行延迟可归因于此时间约束。

Time Constraint between two Jobs in Scheduling

扣留和未来扣留#

排期可以考虑可能已被置于物料上的扣留和未来扣留。

扣留#

根据在排产级别定义的“扣留处理模式”属性,可以通过以下两种方式之一处理当前扣留的物料:

  • 已包括:排产中通常会考虑有扣留的物料
  • 已排除:有扣留的物料将从排产中排除

未来扣留#

根据在调度级别定义的“未来扣留处理模式”属性,可以通过以下两种方式之一处理具有未来扣留的物料:

  • 忽略:物料将正常安排,就像未来扣留不存在一样
  • 停止:物料将只部分排产
    • 如果物料将要处理的第一个未来扣留的状态为“已排队”,则会进行排产,直到该未来扣留的上一个步骤。
    • 如果物料将要处理的第一个未来扣留的状态为“已处理”,则会进行排产,直到该未来扣留的步骤。

饱和度#

在某些情况下,可能需要尝试将较大的负载集中到某个资源上,或者,作为此操作的副作用,尽可能将负载从另一个资源转移;但是,这种转移不应意味着到期日不起作用。例如,这些情况包括使用可靠性较低的资源,它将处理较小一部分工作,除非其替代品超载且到期日存在风险;或者,使用吞吐量更大的资源,可能需要限制其可用性以防止高优先级/热门生产工单或物料到达。

饱和度是使用两个资源属性激活的:“优先级”和“饱和度”。然后,排产将为每个资源预测其将承担的负载水平:如果超过“饱和度”属性中定义的水平,则负载将在它和其他具有较低优先级的资源之间分配。饱和度级别可以定义为0(默认,资源始终被视为已饱和,负载将均匀分配)和1(资源从不被视为饱和,并将累加所有未由高优先级资源承担的负载;在这种情况下,将首先考虑其饱和度)之间的值。0到1之间的任何值都代表资源可用时间的阈值(以十进制表示),在该阈值之后则视为已饱和。

下面显示了所有资源均被视为已饱和的情况(默认情况),以及单个资源(激光修剪机-01)的饱和度水平为0.8的情况。

All Resource considered saturated (Default)

Laser Trimming Machine - 01 with a Saturation level of 0.8

生产工单计划#

尽管排产引擎作为一种操作计划工具的重点是对已在生产中的物料进行排序和排产,但短期内发布的计划生产工单也可能对车间产生影响,必须在短期内加以考虑。

排产试图通过使用称为“计划排产”的前瞻模式来捕捉这一现实,该模式通过创建虚拟物料(然后将与真实物料一起进行计划)来模拟这些计划内生产工单的发布。由于这是一种模拟,其中的虚拟物料尚不存在,而且生产工单尚未发布,因此这种计划无法发布/生效。

Info

尽管计划排产的主要目的是模拟生产工单开始,但由于该计划不会生效(无法发布),因此它可以与所有仍在处理派工的资源一起使用以生成计划。有关详细信息,请查看基本模型。

功能#

生产工单计划将考虑激活了“包括在计划中”属性的每个计划生产工单(系统状态=已创建)。对于这些生产工单,它还将考虑为那些激活了包括在物料清单展开属性的生产内部组件。

成品#

若要某生产工单被考虑在内:

  • 必须创建其系统状态
  • 必须将包括在计划中设置为True
  • 其产品必须将包括在排产中设置为True,并且必须有默认物料形式、默认物料类型最大物料尺寸。(可选)还必须指定最小物料尺寸
  • 生产工单或其产品必须定义默认流程路径。如果任一默认流程路径中指定的步骤存在于多个车间中,则必须指定生产工单的设施

在这些情况下,系统将根据产品的“最大物料大小”和“最小物料大小”属性拆分其数量,从而创建一组虚拟物料,并通过排产来考虑这些虚拟物料。在下图中可以看到,根据最大物料尺寸1600分解了10,000个单位的生产工单。

Production Order Planning logic for Finished Good Products

组件/物料清单展开#

对于要考虑用于物料清单展开的生产工单,除了已指定的条件外,它还必须:

  • 激活包括在物料清单展开中属性
  • 拥有与产品流程相关的限定物料物料清单。
  • 物料清单的单位必须与步骤的主要单位匹配
  • 至少有一个物料清单产品已激活包括在排产中

在这些情况下,系统将计算物料清单产品满足生产工单所需的物料。在确定了每个组件产品的总要求后,系统将尝试按以下顺序执行:

  1. 半成品 - 系统将尝试首先使用已经完成生产并准备被消耗的组件。为此,必须满足以下条件:
    • 产品应激活属性在排产中使用库存
    • 如果要针对计划和操作方案对这些步骤进行排产,则存储半成品的步骤应该将包括在排产中设置为True;或者,如果只要针对计划方案对这些步骤进行排产,则应将包括在计划中设置为Ture。
    • 该步骤的属性排产库存类型应设置为“半成品”。
  2. WIP - 如果半成品数量不足,系统将尝试使用仍在处理中的物料。为此,必须满足以下条件:
  3. 产品应激活属性在排产中使用库存
  4. 如果要针对计划和操作方案对这些步骤进行排产,则正在处理中的步骤应该将包括在排产中设置为True;或者,如果只要针对计划方案对这些步骤进行排产,则应将包括在计划中设置为Ture。
  5. 步骤的属性排产库存类型应设置为“处理中”。
  6. 原物料 - 如果处于“半成品”和“处理中”状态的产品数量都不足,系统将在过程开始时查找存储为原物料的物料。为此,必须满足以下条件:
    • 产品应激活在排产中使用库存属性
    • 如果要针对计划和操作方案对这些步骤进行排产,则正在存储原物料的步骤应该将包括在排产中设置为True;或者,如果只要针对计划方案对这些步骤进行排产,则应将包括在计划中设置为Ture。
    • 步骤的属性排产库存类型应设置为原物料。
  7. 新建虚拟物料 - 如果系统中的所有数量都不足以满足需求,系统将创建新的虚拟物料,同时考虑到产品的最大和最小物料尺寸,方法与成品相同。

当系统确定可用于满足这些需求的物料(真实或虚拟)时,它还会在成品和组件产品的物料之间创建虚拟依赖性。这在计划期间使用,可确保在组件完成所有必要操作之前不会启动与成品的装配步骤相关的作业。

下图显示了一个总需求为10,000的组件的计划示例:

Production Order Planning logic for Components (BOM Explosion)

Info

由于特定组件产品的总要求可能来自多个生产工单,因此系统将优先完成优先级最高的生产工单,其次是到期日最早的。

Info

生产工单计划将以递归方式查找组件。如果组件产品的其中一个步骤与范围物料的物料清单相关,如果至少有一个物料清单产品激活了属性“包括在排产中”,则排产将为该产品创建虚拟物料,并在其流程的步骤中查找物料清单上下文。

可用性日期#

在排产期间,最好只考虑某些实体在特定日期后可用:

  • 资源目前可能正在进行维保,只能在一段时间后恢复生产。
  • 物料目前可能正在接受检验或返工,并且只能在特定日期后释放。
  • 生产工单可能具有定义的开始日期,以避免WIP累积和物料成本计算过早

因此,这三个实体具有“可用性日期”属性,允许用户指定排产应从哪个时刻起将其视为可用:

  • 资源:可用性日期
  • 物料:可能的开始日期
  • 生产工单:计划的开始日期

供料步骤#

尽管排产可能侧重于为一组特定生产车间制定计划,但特定产品的流程可能会跨越其他车间或为生产车间供料的工厂设施,例如仓库或外包商:尽管此工厂设施的工作不会按生产车间的情况安排,但可能需要考虑与这些操作相关的潜在客户。

这可以使用排产中指定的排产供料步骤功能来实现。除了已包括在排产领域中的物料(与排产关联的车间,有步骤标为包括在排产中的流程中的物料),系统将在这些步骤中查找物料。要定义供料步骤,必须同时输入步骤和工厂设施。这些步骤必须将包括在排产中标记为True,不能属于与排产关联的任何车间,必须属于馈送步骤中指定的设施的车间,并且排产、步骤和设施的组合必须唯一。

Info

如果有与馈送步骤相关的提前期,则可以在步骤产品产量和周期时间上下文表中指定这些提前期,类似于直通步骤。

排产生成#

本节旨在解释与获取、分析和生成排产相关的流程。

排产方案类型#

可以创建三种类型的排产方案:

  1. 操作准确排产 - 典型的排产方案,所有符合条件的物料都排产到其流程的结束。作为一种操作方案,它可以发布,从而更新排产中的有效计划。
  2. 操作快速排产 - 另一种操作排产,它不是规划物料直到流程结束,而是根据计划范围预测哪些作业必须进行规划(通常很短,为1-2天,以减少生成方案的时间),并进行排产。此预测基于步骤产品产量和周期时间表中给出的理论时间,以及物料的到期日期。如果操作准确排产需要太长时间才能提供解决方案,则应使用操作快速排产方案,并假设解决方案可能不那么准确。
  3. 计划排产 - 计划排产是一个前瞻性的方案,其中不仅有物料的排产,还有生产工单的排产。实现方式是:模拟发布这些工单以及创建虚拟物料来完成此工单。由于这不是一个操作计划,因此无法发布:其实施要以发布生产工单为前提,要么通过与ERP集成,要么在MES中通过开始生产工单操作,然后创建和发布操作方案。

下表总结了不同类型的排产方案:

方案类型 操作准确 操作快速 规划
范围 物料 物料 物料和生产工单
计划的步骤 全部 预测将在规划范围内的那些 全部
要发布?
目的 发布新计划 如果生成操作准确排产的时间不可接受,则发布新计划 预测/模拟计划生产工单的发布

Table: 排产方案类型

排产过程工作流#

排产过程工作流包括:

  1. 同步车间信息 - 此操作可以在现有排产方案上执行,也可以为此创建新的排产方案。同步过程用于检索所有必要的排产信息,包括当前已发布的排产信息(如果有)以及WIP、设备和人员数据。
  2. 生成排产方案 -- 排产生成将使用同步过程中的信息,并将使用基于定义的优化标准的不同算法来生成排产方案。可以锁定或解锁特定作业(请参阅第5.2.2.6节“锁定/解锁排产方案作业”),然后再次重新生成排产。
  3. (可选)生成附加排产方案 -- 可以生成其他排产方案,这些方案会因优化标准和无关联排序规则等不同而有所差异。
  4. (可选)比较不同的排产方案 - 不同的排产方案可以在一系列KPI和物料完成日期之间进行比较。
  5. 发布排产方案 -- 此操作仅适用于操作排产方案,一旦执行,排产方案将成为车间必须遵循的有效排产。

Scheduling process workflow

鉴于车间内的波动性和排班的精细度,任何发布的排班都将很快过时。因此,上述过程预计需要多次重复。根据过程提前期(通常每天至少一次),排产应更新。定义重新排产的频率时应考虑到典型的变异性,如意外事件和延迟发生的程度。根据这些信息,必须定义排产何时过时,以及何时必须重新生成排产。但是,重大干扰(如设备故障或缺勤)可能需要快速重新生成和发布新方案以迅速解决问题。

使用排产#

排产过程有三个基本实体:排产排产方案排产/排产方案作业

排产#

对于所连接的一组车间,排产是一个有效的计划,从而定义将在此方案内计划/跟踪的物料/生产工单的范围。

排产是将为操作员GUI馈送正确的物料排序的计划,并将自动更新计划的执行状态:例如,当物料进站后,排产将把物料作业的开始日期更新为实际的进站日期。

排产中所示的有效计划将因意外事件(如延误、设备故障、损失等)而很快过时。然后,用户可以运行排产过程,以便在生产中实施新排产。

排产视图#

在排产对象中,有三个视图:

  • 排产:有效计划
  • 方案:为该排产创建的所有方案
  • 详细信息:详细介绍该排产的某些属性和关系的视图

这三个视图可以通过右上角的“视图”按钮访问。

Default schedule view

排产视图#

打开排产时,排产视图是默认视图。只有当存在已发布的排产方案时,即如果操作排产方案已生效,才会填充此视图;否则将为空。此视图与在排产方案级别显示的视图类似。

如果视图已填充,则可以对有效生产计划使用不同的可视化效果。

左上角的六个图标允许通过两种方式更改有效计划的可视化效果。

前四个图标允许在四个视图之间切换:

  1. 资源视图,显示每个设备的排产作业(要为每个物料执行的剩余步骤)分配。这有助于确定系统中关键资源的负载分配。
  2. 物料视图,在每行中显示每个物料的排产作业序列。这有助于在所选时间范围内直观地显示单个物料的执行情况,并检测连续操作之间是否有显著的等待时间(如果系统中存在依赖项,也可以检测组件和成品物料之间是否有显著的等待时间)。
  3. 员工视图,显示分配给每个员工的工作列表
  4. 耐用品视图,显示分配给每个耐用品的作业列表

Info

页面右上角的搜索栏适用于为视图选择的任何实体:例如,在资源视图中,它将查找资源;在物料视图中,它将查找物料。

后面的两个图标允许在两种不同的布局之间进行切换:

  1. 日历视图,用于绘制甘特图并以图形方式显示所有不同的排产作业。
  2. 列表视图,在表格视图中显示不同的排产作业。

Info

可以将这两种视图类型组合在一起:资源、物料、员工和耐用品视图有日历和列表视图。

下图显示了这些可视化配置。

Visualization options in the Schedule

日历视图#

日历视图具有帮助用户浏览生产排产的功能。

关于显示的时间窗口,用户可以使用时间窗口宽度组合框(1.)配置其宽度。其可能的值包括:

  • 小时
  • 自定义

或者,用户可以使用计划水平栏(2.)移动或扩大/缩小时间窗口。请注意,在此栏中显示了两个符号:

  1. 垂直蓝色条表示当前日期/时间。
  2. 深灰色栏表示计划范围的不同时刻存在排产作业,从而显示整个范围内的负载。

最后一项功能也用于时间窗口(3.)的标题,深灰色条显示当前时间窗口不同时刻存在排产作业。

为了限制当前窗口的范围,在使用“资源”视图(4.)时,可以折叠/展开不同车间,隐藏或显示各自的资源。此外,除了前面所述的搜索栏的用法外,还可以使用步骤筛选器栏(5.),该栏只显示该步骤的排产作业。

通过将鼠标悬停在排产作业上,将出现一个工具提示,显示作业详细信息,如下所示:

Schedule job tooltip

通过单击资源、耐用品或员工日历视图上的排产工作,与同一物料相关的其他作业将会突出显示,同时显示必须处理该物料的其他步骤。此外,在资源视图中,优先顺序箭头将显示车间中该物料的计划流程。

Calendar View

还可以展开右侧的“详细信息”选项卡,显示作业详细信息以及与该作业相关的任何可能的员工、耐用品或依赖性。

Job details tab

列表视图#

列表视图允许根据开始日期和结束日期筛选作业,使用“起始”(1.)和“结束”(2.)日期。通过单击某个实体的名称(3.),还可以展开和折叠分配给该实体的排产作业。

List View

方案视图#

排产的排产视图提供了两个功能:

  1. 通过创建新方案或发布方案来管理不同的排产方案,从而使其有效。
  2. 比较不同的排产方案。

可以通过两种方式比较方案。

通过访问方案的KPI视图,可以比较所有不同排产方案的一组全局KPI。视图采用颜色编码,以便根据特定的KPI轻松识别哪些是最好的结果,哪些是最差的结果,其中纯绿色为最佳结果,纯红色为最差结果。

Scenarios KPIs

在“方案”视图中选择两个或多个排产方案并单击“比较”后,比较视图将打开。这为不同方案中的每个物料时间线提供了直接比较,无论是日历视图还是列表视图它还允许对物料的计划结束日期与到期日期进行比较,以菱形符号表示。根据到期日的履行情况,此符号采用特定颜色:

  • 如果物料提前完成,则菱形会变为绿色,并且图标左侧的列表视图中会显示预测。
  • 如果物料延迟完成,则菱形会变为红色,并且图标右侧的列表视图中会显示延迟。
  • 如果物料在截止日期内完成,则菱形会变成蓝色。

Comparing Schedule Scenarios in Calendar View

Comparing Schedule Scenarios in List View

详细信息视图#

排产的详细信息视图与一般实体的视图非常相似 - 在“详细信息”部分,它显示排产的各种属性,特别是对计划过程非常重要的属性,如默认计划范围、默认冻结期和扣留处理模式。

进一步下移到“车间”部分,可以查看哪些车间与当前排产相关:在排产中仅考虑这些车间中存在的资源、步骤、物料、耐用品和员工。

再下面,“馈送步骤”部分允许用户定义馈送步骤。馈送步骤是指虽然未包含在与排产相关的任何车间中,并且在排产中根本不会考虑的步骤,但将被考虑为排产提供物料,而不会有任何容量限制(就像没有给资源任何分配一样)。

其他部分(附件和历史记录)的工作方式与其他任何实体相同。

排产操作#

在排产级别有两个操作可用:

调整排产作业#

此操作允许用户更改特定排产作业的资源分配。可以通过调整按钮或拖放排产作业来完成此操作。在排产作业中进行的任何更改都将立即影响操作员GUI,因此,计划员/监督员可以使用此操作对车间执行的排产进行实时更改。

Selecting a Schedule Job

Adjust job wizard

Adjusting a job using drag-and-drop

创建排产方案#

此操作允许用户为排产创建新的排产方案。此操作可以从方案视图访问,如下图所示。

Creating a New Schedule Scenario

用户选择创建排产方案后,必须填写以下信息:

  • 名称
  • 描述
  • 计划开始日期:计划开始的日期。默认为“现在”
  • 类型:要创建的方案的类型。有关详细信息,请参阅第4.1节“排产方案类型”
  • 计划范围:排产的长度
  • 冻结期:对于排产中的计划内容,新排产方案应有多少保持不变

排产方案#

排产方案是用户在特定排产的范围内创建的假设计划。创建排产方案时应考虑三个因素:

  • 当前车间状态(如正在处理的工作和设备可用性)是从MES收集的。
  • 当前有效计划(即排产),如果用户打算保持计划开始时的作业不变。
  • 用户以优化标准和无关联排序规则的形式定义的排产目标。

用户可以随时创建新的排产方案,也可以创建多个方案,以比较不同排产目标的影响。

排产方案视图#

在排产方案对象中,有两个视图:

  • 排产方案:排产方案本身
  • 详细信息:详细介绍该排产方案的某些属性和关系的视图

这两个视图可以通过右上角的“视图”按钮访问。

打开排产方案时,排产方案视图是默认视图。仅当先前已生成排产方案时,才会填充此视图。

当视图填充后,它支持方案的不同可视化。

由于此视图在大多数情况下与第5.1.1.1节“排产视图”中前面所述的排产视图相同,因此有任何问题请参考此节。

排产方案详细信息视图#

排产方案的详细信息视图与通用实体非常相似 - 在详细信息部分中,它显示排产方案的各种属性,特别是对计划过程非常重要的属性,如默认计划范围、默认冻结期、无关联排序规则和优化标准,以及它的状态(如状态、上次同步日期和上次处理日期)。

下面是统计数据部分,可以查看排产方案生成的处理时间,以及有关已排产/未排产的排产方案作业数的统计信息。

再下面,消息部分将显示同步或生成操作期间获得的任何异常或警告。

最后一节(历史记录)的工作方式与任何其他实体相同。

排产方案操作#

有三项主要操作与排产方案相关:

同步排产方案#

此操作将计算创建计划时所需的所有输入。如上所述,这将包括与车间和当前有效计划相关的所有信息。换句话说,排产方案是静态的,因为它不会自动保持最新;这只会在排产方案同步的情况下发生。同步完成后,生成就可用了。

生成排产方案#

方案同步后,就可以通过生成方案来获取计划。在开始生成之前,用户还可以调整目标,即新排产的优化标准和无关联排序规则。生成完成后,如果获得的计划可行,它将显示在排产GUI上;否则,将报告错误消息。排产生成后,如果用户希望获得一个具有不同目标集的新排产,则可以重新生成计划。

Definition of Optimization Criteria for Generation

Definition of Untie Sort Rules for Generation

Info

有关优化标准和解锁排序规则的详细信息,请分别查看第3.1.1.1节“优化标准”和第3.1.1.2节“解锁排序规则”。

发布排产方案#

生成方案后,如果用户批准了新的部署计划,则可以发布该计划。与当前排产方案关联的排产将使用已发布方案中的信息进行更新。

排产方案还存在三项其他次要操作:

复制排产方案#

此操作将根据当前方案创建新的排产方案。如果同步过程很长,并且用户希望一次尝试不同的标准,这将非常有用:如果方案已同步,然后已复制,则可以立即生成新的方案。

调整排产方案作业#

调整排产方案作业允许用户在生成方案后更改特定作业的资源分配。例如,这样就可以在通过“发布”操作部署计划之前对计划进行一些小的调整,或者再次重新排产(生成)整个方案,但要考虑到用户对排产所做的更改。调整有两种行为:

  1. 仅调整当前作业:仅调整和锁定相关作业
  2. 调整所有作业:调整、锁定相关作业,并触发排产方案的生成

此外,可以通过以下两种方式之一执行调整:

  1. 通过单击“调整”按钮,设置新资源、计划开始日期和计划结束日期,并选择调整行为。
  2. 通过在所需时间将作业拖放到所需的资源上。使用拖放,行为将是只调整当前工作。

锁定/解锁排产方案作业#

此操作允许用户在生成完成后锁定特定作业。锁定作业后,如果用户选择重新生成方案(例如使用另一组优化标准或无关联排序规则),排产将不会移动已锁定排产方案作业的分配。

排产作业/排产方案作业#

作业是排产的基本组成部分。每个作业表示正在其流程的某个步骤进行处理的物料。排产过程的目标是将这些作业分配给具有特定开始和结束日期的特定资源。在排产GUI中,如果是日历视图,作业以矩形表示,如果是列表视图,则以行表示

日历视图中的作业图形表示如下:

Schedule Job

此图形表示给出了关于作业的几个细节。作业的开始日期与计划开始日期相对应,而结束日期与计划结束日期相对应。作业的整个跨度对应于计划持续时间,灰度部分对应于计划设置时间,较浅部分对应于计划处理时间。

排产作业#

每当发布该排产的排产方案时,就会创建或更新排产作业,从而获取该排产的排产过程的结果。由于排产跟踪计划的执行情况,排产作业状态在其关联物料的整个执行过程中会通过如下所示的状态模型进行更改。

状态 外观 描述
已排产 Material has not arrived at the Job's flowpath yet 物料尚未到达作业的流程路径
准备就绪 Material has arrived at the Job's flowpath 物料已到达作业的流程路径
处理中 Material has been tracked in at the Job's flowpath 物料已在作业的流程路径进站
已完成 Material has been tracked out at the Job's flowpath 物料已在作业的流程路径出站

Table: 作业状态

当物料进入下一步骤后,引用当前排产作业的排产作业将被终止,并且在排产的GUI中将不再可见。

排产方案作业#

排产方案作业是在同步其所属的排产方案时创建的;它们对资源的分配,以及可能对员工和耐用品的分配,是在排产方案生成期间计算的,之后它们将在排产方案GUI中变得可见。

与排产作业不同,排产方案作业不用于跟踪相关物料的执行;因此,它们的状态不会随着物料的执行而更改。

此外,对于计划类型的排产方案,系统不仅会考虑WIP,还会在考虑导入到MES中的计划生产工单的情况下进行预测。这是通过将计划生产工单拆分为一个或多个虚拟物料来实现的,然后在计划方案中将这些物料与WIP的真实物料一起排产。为了区分这两种类型的物料,与真实或虚拟物料相关的作业将在排产方案GUI上有不同的表示,如下所示:

物料 作业外观 描述
真实 A job connected to a Material in MES 连接到MES中物料的作业
虚拟 A job connected to a virtual material, simulated from a planned Production Order in MES 连接到虚拟物料的作业,根据MES中的计划生产工单进行模拟

Table: 物料类型

执行#

由于排产是一种操作规划和控制工具,因此可以将选定的计划付诸实施,并跟踪在执行过程中是否遵循计划。本节旨在讨论系统针对执行和规划使用排产的含义。

工厂导览#

计划发布后,所涉及的资源将收到各自的过程序列列表,如工厂导览中所示。这些列表可以显示在表格视图中,也可以显示为甘特图。

Scheduling Resource view

同样,工厂导览中的步骤视图将以表格视图或甘特图的形式显示该步骤的处理列表。

Scheduling Step view

从两个视图中,可以执行所需的操作来执行排产。

物料管理#

使用派工(默认模式)时,在特定资源处理特定步骤的物料的典型顺序是:

  • 派送
  • 进站
  • 出站
  • 迁移至下一站

将资源切换为排产时,不再进行派工,因为物料分配至资源是通过排产完成的。

Info

尽管排产会将每个作业分配给(非直通)一个资源,但可以通过使用“通过排产覆盖进站”或“调整排产作业”修改此分配。

随着与物料管理相关的各种操作的执行,排产作业将更新为物料执行的最新状态。因此,除了可以跟踪排产中整个计划的执行情况外,还可以随时根据车间的更新状态同步和生成排产方案。

验证和覆盖#

当针对执行使用排产时,系统中会发生两个与正常操作模式相关的重大更改:

  1. 派工工单由排产分配提供
  2. 进站必须按照排产给出的顺序进行

除了这些验证之外,还可以根据配置激活两个额外的验证:

  1. 通过激活排产属性在进站时强制执行排产的耐用品,系统将验证在进站过程中,作业的调度所建议的每个单独的耐用品是否已附加到资源上。
  2. 通过激活排产属性在进站时强制执行排产的人员,系统将验证在进站过程中,调度作业所建议的每个单独的人员是否已在资源上签入。

派工/资源分配#

如下图所示,工厂导览中显示的每个作业都有一个由排产给出的资源分配,取代了典型的派工操作。

FabExplorer showing the job allocation

如果此分配不能令人满意或不可行,则可以通过在物料页面或工厂导览的步骤视图中执行“通过排产覆盖进站”来更改此分配,该操作的行为方式与“派工和进站”操作类似。

Track-in with Schedule Override

Track-in with Schedule Override

此外,还可以在不进站的情况下将物料分配给另一个资源。这可以通过执行“调整排产作业”来实现,方法是单击相应的按钮或在日历视图中拖放作业。

Adjust Schedule Job

计划外物料#

如果物料尚未排产,因此其当前步骤没有排产作业,则无法进站到排产资源。为此,用户必须使用“创建临时作业”操作为该物料创建排产作业。此操作的工作方式与派工操作类似,但有一个不同之处,即用户必须为此作业提供计划开始日期(默认为当前日期和时间)。

Create Ad-Hoc Job - Step 1

Create Ad-hoc Job - Step 2

序列强制#

要实现排产中详述的计划,必须遵守排产在每个资源上建议的工单。因此,无论何时尝试在资源上进站,系统都会验证与物料相关联的作业是否是队列中下一个最早的排产开始日期;否则,将抛出异常。

有两种方法可以替代此限制:

  1. 通过使用资源属性排产进站公差,可以放款此约束:例如,通过将“排产进站公差”设置为4,系统将允许用户进站序列中前五个物料中的任何一个。

  2. 与其他约束一样,可以使用“通过排除覆盖进站”来覆盖序列实施。

耐用品和劳动力实施#

如本节前面所述,可以让系统在进站过程中验证分配给每个工作的耐用品和员工是否与资源相关联。可以通过在排产中选择某作业,打开右侧的详细信息选项卡并分别展开“耐用品”或“雇员”选项卡,来检查哪些耐用品和/或雇员与该作业相关联。

Details tab showing Durables and Employees

Info

要了解有关耐用品排产的详细信息,请查看耐用品部分。

Info

要了解有关劳动力排产的详细信息,请查看员工部分。

与其他排产验证一样,可以通过使用“通过排产覆盖进站”来忽略此约束。请注意,在使用“通过排产覆盖进站”时,仍会应用与耐用品和员工有关的其他限制(不是通过排产实施)。