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企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度是企業(yè)全面生產(chǎn)和正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要手段和重要工具，作為企業(yè)作業(yè)控制、日常生產(chǎn)管理、生產(chǎn)信息匯集和生產(chǎn)協(xié)調(diào)指揮的中心，企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度擔(dān)負(fù)著企業(yè)興衰成敗的重大責(zé)任，可以說生產(chǎn)調(diào)度是企業(yè)的心臟。因此，為保證企業(yè)安全穩(wěn)定生產(chǎn)，全面、貫通、協(xié)調(diào)、統(tǒng)籌、高效的生產(chǎn)調(diào)度策略日趨成為現(xiàn)代企業(yè)追求的長遠(yuǎn)目標(biāo)。文中介紹了中小型離散制造企業(yè)車間生產(chǎn)調(diào)度的現(xiàn)狀，并結(jié)合其車間生產(chǎn)的顯著特點(diǎn)，進(jìn)行了車間生產(chǎn)調(diào)度模式的設(shè)計(jì)。
0 引言
在新型的市場環(huán)境中，中小型離散制造企業(yè)面臨著日益激烈的國際競爭和錯(cuò)綜復(fù)雜的市場變化。為了適應(yīng)高節(jié)奏、短周期、動(dòng)態(tài)變化的生產(chǎn)特點(diǎn)，大多數(shù)的中小型離散制造型企業(yè)選擇采用多品種、小批量、快速響應(yīng)的制造策略。因此與大型企業(yè)截然不同的，中小型企業(yè)車間往往是小批量生產(chǎn)，甚至是單件生產(chǎn)，從而導(dǎo)致車間生產(chǎn)存在著較多弊端，比如說沒有成型的生產(chǎn)工藝，無法采用以往的生產(chǎn)調(diào)度模式和生產(chǎn)流程安排，多項(xiàng)目多機(jī)器的并行生產(chǎn)調(diào)度很大程度上都要依靠經(jīng)驗(yàn)來完成。這對(duì)解決中小型企業(yè)生產(chǎn)的復(fù)雜性、多約束性、多目標(biāo)性和不確定性等難點(diǎn)帶來了阻礙。要想切實(shí)做到節(jié)約資源、縮短周期、降低成本，中小型企業(yè)要比大型企業(yè)更加注重車間生產(chǎn)的調(diào)度模式，加強(qiáng)信息化管理，做到逐層推進(jìn)信息流動(dòng)，做到物質(zhì)流和信息流相統(tǒng)一，設(shè)計(jì)出真正適合于中小型企業(yè)的制造執(zhí)行系統(tǒng)。
1 中小型企業(yè)車間生產(chǎn)調(diào)度模式的現(xiàn)狀
車間生產(chǎn)調(diào)度是對(duì)一個(gè)可用的加工機(jī)床集在時(shí)間上進(jìn)行加工任務(wù)集分配，以滿足一個(gè)性能指標(biāo)集。典型的車間生產(chǎn)調(diào)度問題包括一個(gè)要完成的作業(yè)集，每個(gè)作業(yè)由一個(gè)操作集組成，各個(gè)操作需要占用機(jī)器設(shè)備或其他資源，并且必須按照可行的工藝次序加工；一個(gè)資源集，包括人員、設(shè)備、工具和材料等，每臺(tái)設(shè)備可完成工件的若干操作，并且在不同設(shè)備上能加工的操作集也可以不同，一個(gè)約束條件集，如任務(wù)的優(yōu)先級(jí)、工序的先后關(guān)系、每個(gè)作業(yè)要求完成的時(shí)間和資源的能力等；一個(gè)性能指標(biāo)集，用以規(guī)定生產(chǎn)過程中需要優(yōu)化的目標(biāo)，如生產(chǎn)周期、在制品量、訂單交貨期、資源利用率和生產(chǎn)成本等。在約束條件下，調(diào)度的目標(biāo)是合理分配作業(yè)資源，合理安排作業(yè)的加工次序和加工開始時(shí)間，同時(shí)使部分或全部生產(chǎn)性能指標(biāo)得到優(yōu)化。
在全面質(zhì)量管理理論中，影響產(chǎn)品質(zhì)量的五大主要因素是“人機(jī)料法環(huán)”，即人員、機(jī)器、原料、方法和環(huán)境。而在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，同樣根據(jù)這一理論，生產(chǎn)調(diào)度也正是依據(jù)這五大要素指導(dǎo)生產(chǎn)的。具體來說，人員是指直接參與車間生產(chǎn)調(diào)度過程中的組織者、指揮者和操作者，包括人員的技術(shù)水平、心理行為和犯錯(cuò)概率等；機(jī)器是執(zhí)行車間生產(chǎn)調(diào)度的設(shè)備；原料是執(zhí)行車間生產(chǎn)調(diào)度時(shí)用到的全部原材料、配件和半成品等；方法是指在生產(chǎn)調(diào)度過程中，從技術(shù)、管理、經(jīng)濟(jì)效益等方面綜合分析的優(yōu)化方案；環(huán)境則是指生產(chǎn)調(diào)度過程中的車間現(xiàn)場環(huán)境和質(zhì)量保證體系等。而在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)調(diào)度是在接受生產(chǎn)定單并確定其工藝路線后，根據(jù)工藝路線和決策支持提供的相關(guān)知識(shí)編排生產(chǎn)計(jì)劃，然后對(duì)各個(gè)工作中心下達(dá)生產(chǎn)調(diào)度單，在滿足時(shí)間要求和有限共享資源約束的條件下，分配所需資源與時(shí)間，進(jìn)而完成相關(guān)資源的調(diào)度?？梢哉f，車間生產(chǎn)調(diào)度過程需要一個(gè)多元化管理模式，而對(duì)于中小型離散制造企業(yè)來說，訂單的隨機(jī)性、作業(yè)計(jì)劃和生產(chǎn)調(diào)度的復(fù)雜性、制作工藝的多樣性、生產(chǎn)過程的不確定性和動(dòng)態(tài)性、能力負(fù)荷的多約束性和不均衡性最為棘手，需要良好快速響應(yīng)機(jī)制，要求在宏觀上規(guī)劃生產(chǎn)，微觀上調(diào)控生產(chǎn)效率，增加企業(yè)利潤。
一般制造業(yè)企業(yè)中，生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度、車間現(xiàn)場管理三個(gè)職能形成一種遞階結(jié)構(gòu)。這個(gè)過程就是在現(xiàn)有的工藝、機(jī)器設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施和人員配置條件下，在一個(gè)時(shí)段(調(diào)度期)上，為全部機(jī)器編排一系列工序的調(diào)度表。而此項(xiàng)工作基本是單獨(dú)依靠計(jì)劃人員的經(jīng)驗(yàn)來完成的，我們熟知的可應(yīng)用于車間生產(chǎn)調(diào)度管理的軟件一般只是依據(jù)調(diào)度表的相關(guān)數(shù)據(jù)得出基于機(jī)器的甘特圖或基于工序的甘特圖，顯示出所有機(jī)器上全部作業(yè)的起止時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)調(diào)度表的可視化，實(shí)現(xiàn)所謂的生產(chǎn)調(diào)度現(xiàn)代化，而沒有真正利用高效的優(yōu)化算法對(duì)生產(chǎn)調(diào)度進(jìn)行輔助優(yōu)化。
2 中小型企業(yè)車間生產(chǎn)調(diào)度模式的設(shè)計(jì)
基于中小型離散制造企業(yè)車間生產(chǎn)調(diào)度的特殊性，理想化的生產(chǎn)調(diào)度模式或者說是生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)該是在一定的約束條件下，能夠安排好包括資源的調(diào)度方式、可能的算法，生產(chǎn)計(jì)劃的安排方式，加工順序，項(xiàng)目、資源、時(shí)間各個(gè)視圖的檢測(cè)方案等，通過數(shù)據(jù)的錄入，依據(jù)數(shù)字仿真或者圖形仿真獲得產(chǎn)品制造時(shí)間或成本的最優(yōu)化。
中小型離散制造企業(yè)的車間生產(chǎn)是從企業(yè)簽訂訂單，技術(shù)人員設(shè)計(jì)出合理的工藝流程后，主要負(fù)責(zé)車間人員安排、機(jī)器調(diào)度、產(chǎn)品加工的制造過程。因此在調(diào)度模式的理想狀態(tài)下，暫時(shí)無需考慮生產(chǎn)準(zhǔn)備情況、材料供應(yīng)情況、機(jī)器使用規(guī)則、車間生產(chǎn)環(huán)境等因素，僅從中小型制造企業(yè)人員數(shù)量少、人員素質(zhì)不均衡、設(shè)備數(shù)量少、更新緩慢等實(shí)際特點(diǎn)出發(fā)，兼顧生產(chǎn)過程中可能事件的隨機(jī)性和動(dòng)態(tài)性，追求產(chǎn)品制造最短期限、最大利潤和最小成本和費(fèi)用，機(jī)器設(shè)備的最大資源利用率和客戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的最滿意程度。綜合以上幾點(diǎn)，中小型離散制造企業(yè)的車間生產(chǎn)調(diào)度框架如圖1所示。
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