有限能力計(jì)劃FCS教學(xué)課件

6.4.APS邏輯與算法教學(xué)時(shí)間：2026年6月26日教學(xué)講師：XXX課堂規(guī)則Open—開(kāi)放的心態(tài)、積極參與、勇敢發(fā)問(wèn)

Close—封閉的環(huán)境，不要受外界的干擾，請(qǐng)將手機(jī)關(guān)機(jī)或靜音請(qǐng)勿隨意走動(dòng)、交談感謝您的配合一、

有限能力計(jì)劃FCSFCS有限能力計(jì)劃已發(fā)展多年，在動(dòng)態(tài)復(fù)雜的車(chē)間管理中，建立一計(jì)算機(jī)模擬原型，設(shè)定工作中心的能力是有限的，計(jì)劃的安排按照優(yōu)先級(jí)的規(guī)則進(jìn)行排產(chǎn)。當(dāng)工作中心負(fù)荷已滿，就根據(jù)你定義的規(guī)則如基本訂單任務(wù)(Job-based)，基本事件(Event-based)，基本資源(Resource-based)來(lái)自動(dòng)、優(yōu)化地安排可行的生產(chǎn)計(jì)劃。它的基本算法是:（1）基本訂單任務(wù)(Job-based)是基本訂單的優(yōu)先級(jí)決定下一個(gè)訂單的加工，可以自動(dòng)識(shí)別訂單的優(yōu)先級(jí)和手工定義優(yōu)先級(jí)，在計(jì)算機(jī)自動(dòng)地根據(jù)規(guī)則的優(yōu)先級(jí)排出生產(chǎn)計(jì)劃后，還可以手工介入，修改優(yōu)先級(jí)進(jìn)行重排，以滿足復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)需要。如:工作中心WCA有兩個(gè)資源，工作中心WCB有一個(gè)資源。訂單MO-1是最高優(yōu)先級(jí)，訂單MO-2是次優(yōu)先級(jí)。（2）基本事件(Event-based)是基本高利用率的方法。如:（3）基本資源（Resource-based）基本資源的約束，以優(yōu)化計(jì)劃對(duì)你定義的約束資源建模進(jìn)行大量的模擬，來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)際的詳細(xì)計(jì)劃。對(duì)所有資源可以模擬不同的批量(策略約束)來(lái)分析庫(kù)存或?qū)ν瓿扇掌诘挠绊憽６⑼街圃煊?jì)劃TOC基于TOC的計(jì)劃均可以考慮資源、物料、訂單和管理策略的約束。TOC的建?？梢杂邢弈芰?，也可無(wú)限能力?？梢酝ㄟ^(guò)有限能力建模基于所有約束，同步化物流。任何資源均可以定義為瓶頸資源或關(guān)鍵資源及次瓶頸資源。對(duì)瓶頸資源采取雙向計(jì)劃，對(duì)非關(guān)鍵資源采用倒排計(jì)劃。緩沖時(shí)間可以設(shè)置在任何復(fù)雜資源之間。DBR(Drum-Buffer-Rope)邏輯是對(duì)關(guān)鍵工序同步化所有資源和物料。如BN(BottleNeck)/CCR(CritialConstrainingResources)資源正在控制資源，它們就控制所有物流。對(duì)關(guān)鍵資源建模進(jìn)行大量的模擬，對(duì)非關(guān)鍵資源的額外能力的計(jì)劃是不重要的。瓶頸和次瓶頸資源CCR是用鼓來(lái)控制所有物流，所有這些需要物料的資源建模來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)際的詳細(xì)計(jì)劃。可以模擬不同的批量(策略約束)來(lái)分析庫(kù)存或完成日期的影響。非瓶頸、非CCR,非資源可以有不同的選擇，如有限資源或無(wú)限資源能力。在TOC系統(tǒng)還有許多不同的方法對(duì)資源和物料進(jìn)行模擬。若系統(tǒng)中存在瓶頸，瓶頸是最好控制點(diǎn)。控制點(diǎn)稱為鼓，因它決定系統(tǒng)其余部分發(fā)揮作用的節(jié)奏。瓶頸是實(shí)際生產(chǎn)能力不能滿足需求的資源，用瓶頸作控制點(diǎn)原因在于確保其上游作業(yè)不過(guò)量生產(chǎn)。若系統(tǒng)沒(méi)有瓶頸，設(shè)置鼓最佳位置莫過(guò)于次瓶頸。次瓶頸是那些運(yùn)行時(shí)間接近生產(chǎn)能力，如果作業(yè)計(jì)劃安排得當(dāng)?shù)脑?，還有適當(dāng)剩余能力的資源。若一個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有瓶頸和次瓶頸，控制點(diǎn)位置可以任意選擇。一般來(lái)講最好位置是物流分叉點(diǎn)，即該處資源的產(chǎn)出流向好幾個(gè)下游作業(yè)。鼓、緩沖器與繩子(DBR)的邏輯:有一個(gè)瓶頸或者帶有次瓶頸資源的線性流程假如加工中心E是一個(gè)瓶頸，有兩件與瓶頸有關(guān)的事情：①在瓶頸的前面設(shè)置緩沖庫(kù)存確保瓶頸連續(xù)工作，這是因?yàn)槠款i的產(chǎn)出決定了系統(tǒng)的產(chǎn)出（最短木板原理）；②將E的已加工信息傳遞給上游作業(yè)A以便A按需生產(chǎn)，這樣才能避免庫(kù)存的增加。這種信息傳遞被稱為繩子。如果鼓不是瓶頸，而是有少量空閑時(shí)間的次瓶頸，則可以設(shè)置兩個(gè)緩沖庫(kù)存：一個(gè)設(shè)置在次瓶頸前面，另一個(gè)則是成品緩沖庫(kù)存，見(jiàn)圖中藍(lán)色部分。具有一個(gè)瓶頸的網(wǎng)絡(luò)流程

三、準(zhǔn)時(shí)制JIT-看板系統(tǒng)傳統(tǒng)的確定看板卡的數(shù)量是建立看板控制系統(tǒng)，需要確定所需的看板卡(或容器)的數(shù)量。對(duì)于兩看板系統(tǒng),我們要確定搬運(yùn)看板和生產(chǎn)看板的套數(shù)?？窗蹇ù砹搜b載用戶與供應(yīng)商間來(lái)回流動(dòng)的物料的容器數(shù)，每個(gè)容器代表供應(yīng)商最小生產(chǎn)批量。因此容器數(shù)量直接控制著系統(tǒng)中在制品的庫(kù)存數(shù)?？窗鍞?shù)量的計(jì)算不同企業(yè)因運(yùn)作方式的差異，具體的看板管理系統(tǒng)不盡相同，但是計(jì)算看板數(shù)量的方法本質(zhì)上卻是相同的。可以按照以下的公式來(lái)計(jì)算看板的數(shù)量：式中N——看板數(shù)量；

D——某零件單位時(shí)間的需求量；

T——對(duì)于取貨看板而言，為等待時(shí)間(也包括物料搬運(yùn)時(shí)間)，而對(duì)于生產(chǎn)看板，則表示加工時(shí)間；

α——計(jì)算的偏差，如安全庫(kù)存、等待時(shí)間的誤差或者加工時(shí)間的誤差等；

c——標(biāo)準(zhǔn)容器中放置某零件的數(shù)量大小。四、APS約束規(guī)則管理它是用于哪一任務(wù)的訂單加載到計(jì)劃板。它們大部分是簡(jiǎn)單的排序規(guī)則一基于一些任務(wù)的屬性。以下是標(biāo)準(zhǔn)算法任務(wù)或訂單選擇規(guī)則的詳細(xì)介紹:(1)瓶頸:基于次要任務(wù)選擇規(guī)則的排列。向前和向后方法來(lái)計(jì)劃所有未分配的任務(wù)訂單。重點(diǎn)是瓶頸資源工序的雙向模式只計(jì)劃需要指明瓶頸資源的任務(wù)，能用任何可得到的規(guī)則計(jì)劃剩余任務(wù)。(2)完成日期:基于最早完成日期。(3)先到先服務(wù):按照先到訂單，先安排生產(chǎn)?；谀M的順序計(jì)劃選擇規(guī)則(OperationataTime)實(shí)現(xiàn)模擬順序計(jì)劃的關(guān)鍵是二步導(dǎo)向規(guī)則的使用。有兩個(gè)基本的規(guī)則:(1)工序選擇規(guī)則OSR。(2)資源選擇規(guī)則RSR。以下是詳細(xì)的模擬順序器的工序選擇規(guī)則或資源選擇規(guī)則的決策邏輯分析與介紹:針對(duì)不同產(chǎn)品和資源，必須選擇不同的規(guī)則，在決定是使用工序選擇規(guī)則還是資源選擇規(guī)則時(shí)，主要考慮的是什么是一個(gè)好的計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)。一旦確定你的目標(biāo)，你就可以選擇工序或資源選擇規(guī)則來(lái)完成目標(biāo)。一般來(lái)說(shuō)，先選擇工序選擇規(guī)則，然后選擇合適的資源選擇規(guī)則。在一些情況下，有關(guān)的資源選擇規(guī)則被工序選擇規(guī)則所決定。1、工序選擇規(guī)則(OperationSelectionRule)在APS至少有一個(gè)資源是空閑的和兩個(gè)或多個(gè)工序能用于這個(gè)資源，采用OSR。此規(guī)則決定哪一個(gè)工序被加載。這就是決定計(jì)劃結(jié)果質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素。獨(dú)立的工序選擇規(guī)則詳細(xì)介紹如下:(1)最早完成日期:選擇最早完成的工序(也許是訂單完成日期)。(2)最高優(yōu)先級(jí)第一:選擇最高優(yōu)先級(jí)(最低值)的工序。(3)最低優(yōu)先級(jí)第一:選擇最低優(yōu)先級(jí)(最高值)的工序。(4)最高訂單屬性字段:選擇最高(最大)訂單屬性字段的工序。(5)最低訂單屬性字段:選擇最低(最小)訂單屬性字段的工序。(6)動(dòng)態(tài)最高訂單屬性字段:選擇動(dòng)態(tài)最高(最大)訂單屬性字段的工序。2、資源選擇規(guī)則ResourceSelectionRuleRSR選擇工序加載到資源組內(nèi)的哪一資源。(1)最早結(jié)束時(shí)間:選擇將要最先完成工序的資源。(2)最早開(kāi)始時(shí)間:選擇將要最先開(kāi)始工序的資源。(3)最遲結(jié)束時(shí)間:選擇將要最遲完成工序的資源。(4)與前工序一樣:選擇被用于前一工序的資源。(5)非瓶頸最早開(kāi)始時(shí)間:選擇將要最早開(kāi)始工序的非瓶頸資源。3、相關(guān)選擇規(guī)則:如果選擇一工序選擇規(guī)則，就自動(dòng)地選擇相應(yīng)的資源選擇規(guī)則。(1)系列順序循環(huán):選擇同樣或下一個(gè)最高(最低)系列值的工序。當(dāng)沒(méi)有最高值的工序，順序?qū)⑾喾?，選擇最低的工序。(2)系列降順序:選擇同樣或下-一個(gè)最低系列值的工序。(3)系列升順序:選擇同樣或下一個(gè)最高系列值的工序。(4)最小準(zhǔn)備系列:選擇最小準(zhǔn)備時(shí)間及最近的系列值的工序。(5)最小準(zhǔn)備時(shí)間:選擇最小準(zhǔn)備或換裝時(shí)間的工序。(6)定時(shí)區(qū)的系列順序循環(huán):選擇同樣或下一個(gè)最高(最低)系列值工序。且只考慮在特定的時(shí)區(qū)里的訂單完成日期里的工序。當(dāng)沒(méi)有最高值的工序，順序?qū)⑾喾?，選擇最低的工序。(7)定時(shí)區(qū)的系列降順序:選擇同樣或下一個(gè)最低系列值工序。且只考慮在特定的時(shí)區(qū)里的訂單完成日期里的工序。(8)定時(shí)區(qū)的系列升順序:選擇同樣或下一個(gè)最高系列值工序。且只考慮在特定的時(shí)區(qū)里的訂單完成日期里的工序。(9)定時(shí)區(qū)的最小準(zhǔn)備系列:選擇最小準(zhǔn)備時(shí)間及最近的系列值的工序。且只考慮在特定的時(shí)區(qū)里的訂單完成日期里的工序。(10)定時(shí)區(qū)的最小準(zhǔn)備時(shí)間:選擇最小準(zhǔn)備或換裝時(shí)間的工序，且只考慮在特定的時(shí)區(qū)里的訂單完成日期里的工序。4、工序選擇規(guī)則的分析標(biāo)準(zhǔn)的工序選擇規(guī)則是已在APS定義好的。使用者可以簡(jiǎn)單選擇其中一規(guī)則。在APS里有20多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則。不同的規(guī)則對(duì)應(yīng)不同的目標(biāo)。這些規(guī)則可以進(jìn)一步分成靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的規(guī)則。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本APS算法機(jī)制APS的高級(jí)算法是基于規(guī)則，約束自動(dòng)的調(diào)配資源，優(yōu)化計(jì)劃，來(lái)達(dá)到你需要的計(jì)劃目標(biāo)。APS有兩種計(jì)劃排產(chǎn)方法。(1)基于訂單任務(wù)(Job-based),訂單優(yōu)先級(jí)計(jì)劃一算法任務(wù)順序計(jì)劃:一次一個(gè)訂單或任務(wù)。(2)基于事件(Event-based),資源利用率最大化計(jì)劃---模擬順序計(jì)劃:一次一個(gè)工序或操作。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本1、算法(Algorithmic)任務(wù)順序計(jì)劃:一次一個(gè)訂單或任務(wù)(JobataTime)算法順序器選擇一個(gè)訂單，然后把每一個(gè)訂單的每一個(gè)工序放在計(jì)劃排程板。它重復(fù)這個(gè)過(guò)程，直到所有的訂單，所有的工序已經(jīng)加載。滿足約束的條件下第一次加載到可用時(shí)間間隔的每一個(gè)工序及特別的資源。在一個(gè)JobataTime順序器，這些計(jì)劃被計(jì)劃板上選擇的訂單控制。因此，計(jì)劃的質(zhì)量關(guān)鍵是用于加載訂單的規(guī)則。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本算法任務(wù)順序計(jì)劃包括:（1）向前順序計(jì)劃：用于訂單的規(guī)則是可以按優(yōu)先值排序的任務(wù)，且是已分配的每一個(gè)任務(wù)。其他可能的排序條件是提前完成就提前下達(dá)和最小化閑散時(shí)間。從數(shù)學(xué)的角度說(shuō)并不是所有的規(guī)則都是優(yōu)化的。每一個(gè)規(guī)則代表不同的策略和計(jì)劃的重點(diǎn)。如，完成日期相關(guān)的規(guī)則集中于減少延遲訂單的數(shù)量，而基于優(yōu)先級(jí)的規(guī)則努力完成最重要的訂單。在一些應(yīng)用中，一個(gè)特定的工序能用于兩個(gè)或多個(gè)資源。如，一個(gè)鉆孔工序也許用到兩個(gè)鉆床的任一個(gè)。在此案中，算法順序器的計(jì)劃是首先決定任務(wù)的順序，然后，由規(guī)則決定在加載過(guò)程中分配給特定工序用哪一個(gè)資源。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本（2）向后順序計(jì)劃：雖然一個(gè)算法順序器是由第一個(gè)工序開(kāi)始和通過(guò)最后工序加載每一個(gè)訂單任務(wù)向前計(jì)劃，它也能用同樣的順序設(shè)計(jì)相反的流程。在此案中,順序器由最后的工序開(kāi)始計(jì)劃到它的完成日期。那么，它在最后工序開(kāi)始時(shí)間繼續(xù)由前一工序加載到完成。這個(gè)過(guò)程是連續(xù)的后排計(jì)劃，直到第一個(gè)工序被加載。在這一點(diǎn)上，算法順序器會(huì)選擇新的訂單任務(wù)加載和重復(fù)整個(gè)過(guò)程。案例二向后順序計(jì)劃的算法順序器優(yōu)勢(shì)是總是產(chǎn)生一個(gè)不會(huì)延遲的計(jì)劃，然而，計(jì)劃的開(kāi)始時(shí)間也許不可行。基本上，一個(gè)向前JOBATATIME順序器固定了開(kāi)始時(shí)間，決定結(jié)束時(shí)間，這也許會(huì)違反完成日期。然而，一個(gè)向后JOBATATIME順序器固定結(jié)束時(shí)間，決定開(kāi)始時(shí)間。雖然，理想的計(jì)劃是沒(méi)有延遲訂單，這確實(shí)吸引人，但是后排計(jì)劃需要-一些特別的限制，甚至，在許多的情況下，會(huì)產(chǎn)生可行的方案。后排計(jì)劃把所有的任務(wù)都放到計(jì)劃板上，以至于它們當(dāng)滿足完成日期，盡可能地延遲。這就意味著系統(tǒng)沒(méi)有時(shí)間緩沖,由于任何中斷出現(xiàn)(機(jī)器故障，物料延遲，等等)將會(huì)產(chǎn)生延遲訂單任務(wù)。再加上，由于延遲使用能力，等待最后時(shí)刻開(kāi)始每一個(gè)任務(wù)的因素，我們就可能放棄了一些機(jī)會(huì)來(lái)考慮需要增加的計(jì)劃任務(wù)。（3）雙向計(jì)劃/瓶頸計(jì)劃我們選擇任務(wù)順序和計(jì)劃工序中的一個(gè)工序用向前排計(jì)劃此工序的前一個(gè)工序，用后排計(jì)劃此工序的后一個(gè)工序。這對(duì)瓶頸工序或利用率高的資源是非常有用的。我們要把一個(gè)工序分配給瓶頸資源，然后加載此資源的上游和下游工序。瓶頸算法順序器的優(yōu)勢(shì)是可以最小化所有任務(wù)的周期，使得所有計(jì)劃的能力、節(jié)拍受到瓶頸計(jì)劃的約束。2、模擬(Simulation)的順序計(jì)劃：一次一個(gè)工序或操作(OperationataTime)是一個(gè)模擬順序器，它能產(chǎn)生算法順序器所不能產(chǎn)生的許多計(jì)劃。模擬順序器選擇一次一個(gè)工序加載獨(dú)立的工序而不是整個(gè)任務(wù)。它是一個(gè)出色的控制工序加載到計(jì)劃板上的方法。用模擬順序器產(chǎn)生計(jì)劃主要是為了增加工序計(jì)劃的靈活性。從以上案例可以看出用模擬順序方法生產(chǎn)周期明顯縮短。它們的區(qū)別是算法順序器是按訂單任務(wù)加載，模擬順序器是按獨(dú)立工序加載而不是整個(gè)訂單任務(wù)。模擬順序器是一個(gè)出色的控制工序加載到計(jì)劃板上的方法。用模擬順序器產(chǎn)生計(jì)劃主要是為了增加OperationataTime的靈活性。總之：模擬順序器是在單一時(shí)間，模擬產(chǎn)生計(jì)劃，通過(guò)向前移動(dòng)從一事件時(shí)間到下一個(gè)事件。模擬順序器是在當(dāng)前時(shí)間開(kāi)始及加載所有現(xiàn)在所有能開(kāi)始的工序。注意這些工序不是單一的任務(wù)。一旦所有工序被加載，就能在此時(shí)間開(kāi)始。例如，在計(jì)劃板一旦資源改變?yōu)榭臻e，就加載第一個(gè)需完成的任何工序。因此，模擬順序器企圖在此新的事件時(shí)間上加載另外的工序，模擬順序器持續(xù)這一方法。模擬順序器只能采用向前排計(jì)劃，它僅僅向前移動(dòng)所有工序。算法順序器是連續(xù)地向后或向前移動(dòng)，它為每一一個(gè)訂單任務(wù)加載所有工序。它在當(dāng)前時(shí)間開(kāi)始，為第一個(gè)訂單任務(wù)向前加載所有工序。然后，回到當(dāng)前時(shí)間為第二個(gè)訂單任務(wù)再次向前移動(dòng)加載所有工序。它用此方法持續(xù)地向前和向后移動(dòng)，直到所有任務(wù)全部加載到計(jì)劃板上。因此，算法順序器是通過(guò)時(shí)間固定一個(gè)訂單和任務(wù)。一旦訂單上的所有工序被加載，就可以加載下一個(gè)訂單任務(wù)。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文