车间作业计划（Production Activity Control，PAC）是依据主生产计划（MPS）而编制的具体执行工作方案，它把车间的生产任务落实到每个人、每台设备上，是车间组织生产的依据，也是企业管理中最重要的部分。PAC的实施贯穿于生产系统的各道工序，受很多因素的制约。随着生产规模的扩大和复杂程度的提高，PAC的实施与调度也出现了一些问题。本文应用车间作业调度方法，针对当前PAC与调度中存在的问题进行研究，为企业提供优化的生产作业排序和车间作业调度策略，从实践与理论方面提升PAC及其调度水平，以提高制造系统的运行效率，增强企业的市场竞争力。
PAC与车间调度的内涵与特点
PAC系统是一个高度复杂的系统，它有效地综合了机械、信息、网络等资源。制定PAC是为了使生产设备、物料、人员和信息四者匹配，实现车间均衡、协调、持续生产。在PAC生产执行过程中，决策部门需要根据车间的生产能力及其它资源的使用等反馈情况不断地调整PAC，而调整计划贯穿于企业生产活动的全过程。因此，要最大限度地发挥生产系统的柔性潜力，满足市场需求。
1.1 PAC与车间调度的界定与内涵
PAC的编制包括确定操作顺序、分配资源和制定期量标准等。PAC与车间调度问题是一个典型的任务集，包括资源集、约束条件集、性能指标集。其中，资源集包括人员、设备、工具和材料等，而每台设备可以完成一种或多种作业，不同设备能完成的作业集可能相同也可能不同；约束条件集用以规定生产过程中需要的条件，如任务的优先级、每个作业要求完成的时间、资源的能力、生产工艺、质量标准等；性能指标集用以规定生产过程中需要优化的目标，如生产周期、在制品量、订单交货期、资源利用率和生产成本等。每一个任务都包含一组需要执行的作业序列（工序），而这些作业序列需要占用系统的机器、工具等资源，并且必须按照一定的工艺顺序执行。
调度的目标是为作业合理分配资源，为每一个加工对象合理安排具体的加工顺序、路径、时间、制造设备资源和操作等，使内部和外部约束条件被满足，其中内部约束主要为企业的资源约束、能力约束和生产过程中的技术约束等；外部约束主要为订单规定的时间要求和品质要求等，同时使大部分生产性能指标得到优化。在有限产能、库存容量及资源的约束下，通过优化配置生产资源来提高PAC的可实施性以及生产过程的可计划性、可控性。而车间作业调度与控制则是实现生产高效率、高柔性和高可靠性的关键环节。
1.2 编制PAC的特点
在编制PAC过程中应考虑其如下特点：
（1）实用性。以在制品加工进度为基础编制工序能力计划，使PAC紧跟生产现场，达到计划编制与生产节拍的和谐统一。PAC计划期短、计划内容具体、计划单位小等，具有可操作性强。
（2）合理性。综合上级计划、在制品进展情况、工序周期、工序时差和剩余工作量等因素，通过合理地排程方法，达到满足交付和有效利用资源的目的。
（3）计算机模拟与预见性。采用“模拟和预测”的方式，帮助计划员提前预测未来计划的执行情况，而且通过模拟可以导出最优工序排序方案、瓶颈和薄弱环节，找准切入点，分析模拟输出结果，从中选择出较满意的PAC方案，该方法可提高管理质量及效率。
（4）平衡性。以零组件交付需求为依据，不断地平衡和处理任务与生产能力、计划与实际的关系和矛盾，特别是设备负荷的平衡和生产现场问题的有效处理，将进一步强化生产现场组织、协调与控制。
PAC与车间调度存在的问题
PAC处理问题的广域性、动态性和多约束性使PAC的编制容易产生各种问题。加之生产环境具有不可预测性、多变性、随机性、干扰性和经验性等问题的存在，PAC的编制成为企业生产管理中的一个难点，许多问题至今尚未得到很好的解决，例如数据处理、加工排序、库存、批量与加工瓶颈等问题，这些问题都影响到PAC的适应性和效率。当前PAC与车间调度存在的主要问题如下：
（1）生产实际情况与PAC的相冲突。在客户要求订货批量愈来愈少、品种愈来愈多和交货期愈来愈短的情况下，生产线负荷和能力的调控越来越复杂，不但耗费大量人力，还经常出现生产异常情况，使生产和交货脱节。另外，由于PAC的制定多考虑按时交货，少考虑生产线能力的限制，经常造成实际生产偏离计划。实际生产环境中存在着大量的随机事件，一方面由于产品的品种多，工序复杂，产品的工艺过程经常变更 ；另一方面又常常会面对紧急订单、订单变更及订单取消等异常情况，又很难预测订单在什么时候到来。虽然产品订单是生产制造部门的任务标的，但由于产品订单签约日期、签约产品类型和数量具有不稳定性，如果将其直接作为生产制造部门的任务来源，则会造成生产制造部门生产的波动，破坏生产过程的均衡，一旦计划与实际的出入过大，将难以保证客户订单按时完成，影响企业的交货信用。企业要快速响应市场需求必须及时发现PAC同实际的偏离，并不断改进，同时也需要PAC能适应客户需求和客观环境的不断变化。但如果一味追随变化，朝令夕改，势必造成生产上的混乱。因此控制计划变动是保证计划可执行程度的重要内容。显然，期望通过不断地调整企业本身的生产资源去适应和匹配不可预测的、动态变化的订单任务是不现实和不可行的。事实上，需要进一步分析产生上述生产系统不平衡和频繁更改现象的原因，很多情况可能是没有系统合理考虑加工资源而造成的。由于企业内外部环境不确定因素的影响，虽然智能型生产系统在一定程度上能缓冲静态作业计划与动态调度间的矛盾，但依然无法从根本上解决计划与调度间的脱节问题。如果将车间内所有班组进行实时调度，由于在普通机床上零件的加工工序不能确保加工时间以及加工质量，加工执行情况必须依赖人工录入的信息，即使按照工艺规定的辅助工时和加工工时进行预先的安排，但普通机床实际的加工结果必须等待人机交互录入后才能进入计算机以及数据库管理系统，因此势必影响后续工序的安排和调度。
（2）不同生产条件下，PAC编程方式也不同。PAC的编制者可以选择不同的优化目标，对不同的优化目标，又可以采用不同的排序方法，不同的排序规则编排同一作业计划时也将产生不同的排序结果；不同的目标影响调度的具体模式；在不同的制造资源、约束条件、生产规模、生产形式和管理方法下，车间调度问题的调度策略及其数学模型一般不同；不同企业因生产过程不同，其生产组织和管理也有所差异，计划员对现场掌控不同所得出的结果也将不同；即使同样的生产计划经验，同样的设备和人员，所安排的生产计划也略有差异；企业的生产类型和生产组织形式不同，采用的有关生产期限和生产数量的标准即期量标准也将不同；企业性质不同生产结果和方式也不尽相同；按照约束条件去安排，无论是拉式生产，还是推式或混合式生产，其生产方式不一样，计划的安排方式也不一样，不同的编制方式其结果往往差异很大；生产计划还与所处的环境有关系，如果企业周围有着良好的工业环境，距码头近，那计划的方式和生产方式也存在着差别；客户不同安排的结果又不一样；生熟手不同，产生的效率也不同。如果作业分配和排序安排不当，将出现人员或设备窝工，生产周期拉长，急件和缺件不断生产等繁复杂的问题，只按经验或随意安排作业，导致生产的全面被动乃至恶性循环。另外，PAC编制存在两大问题：第一，在当月PAC尚未执行完毕时，过早地编制下一个月的计划，结果造成当月生产实际完成量与计划量的偏差及用户和市场需求情况的变化，造成计划与生产脱节；第二，在当月PAC全部执行完毕时再编制下一个月的PAC，结果造成生产连续性缺乏必要数量的在制品储备和当月投料、当月加工、加月装配被动的局面。PAC的制订应与企业当前的生产状况相适应，投料过早或过多，各加工中心的在制品数量增加，等待时间延长，导致生产周期增加，系统稳定性变差；投料过少或过晚，系统利用率低，造成产出降低、订单延误。
（3）影响PAC因素的多样性而导致其变动。影响PAC及其调度有各方面因素，识别这些影响和干扰具有一定的困难。车间制造环境的复杂性、生产加工任务和调度目标的多样性，系统加工任务的动态性，使得PAC和车间调度存在一定的复杂性和困难。由于大量不确定因素的存在，传统的PAC与控制模式存在作业计划与现场调度相脱节的问题，目前PAC的研究与制定大部分逐层进行，往往是上层计划的可行性到下层计划编制实现时才能验证。这样既加大了车间调度的难度，又使作业计划流于形式，生产控制目标难以实现。在PAC编制工作完成以后，付诸生产实施时，由于作业计划考虑的是静态情况，而实际生产过程是动态的，无论编制PAC时考虑多么周密，安排如何具体，也无法预见实际生产过程中的所有变化。PAC将随着市场、加工时间、加工路线等生产影响因素和约束条件的变化而变化，在实施过程中也不是一成不变。在生产中，由于生产能力的变化，前一周期任务的延期完成、废品的产生都可能影响PAC的完成。另外，停机、停工、准备时间的变化，可用原材料的减少等也都是影响PAC完成的因素。尽管制定PAC时已经充分考虑了现有的生产能力，但由于其在实施过程中受到各种因素的影响造成事实情况与计划要求不符或偏离，这种差异主要表现为生产进度和生产数量的不一致；多品种产品的总需求量及其比例的预测与实际情况的差异 ；特定品种的需求预测和实际情况的差异 ；订货计划和实际需求情况的差异；计划产量(计划时间)和实际产量(实际时间)的差异；库存量的变动和产品中断发生的差异，此外还有因设备故障和出勤情况变化而造成的工作效率变动。因此，PAC能否得到有效执行，不仅仅取决于该计划是否完善，还取决于对一些不可预见的突发事件的处理，如原材料供应变化、生产任务变化、工件加工质量达不到要求而被迫返工等。在制定PAC时，有可能面临着原料供应、产品需求量、产品价格等都是不确定的，无法提供计划所需材料（比如由于供方失约、原材料短缺等原因），不得不减少甚至停止生产。当出现下列情况时，PAC也要进行调整与修改：市场对产品的需求发生变化；经营方针、目标发生变化；企业微观经济效益、宏观经济效益发生变化和其它宏观控制条件变化；季节性变化；人、财、物等资源供应条件发生变化；专业化、协作者关系及其组织形式发生变化。
（4）外部动态性和内部相对静态的矛盾。在实际车间调度中，不仅需要考虑管理人员、制造人员的技术水平，刀具、央具、量具、检验用具、物料转序等因素，还需考虑产品的投产期、交货期、生产能力、加工顺序、制造设备和原材料的可用性、生产批量、加工工艺路径、成本限制等其他因素，以及生产作业调度和制造资源调度。尽管影响车间调度问题的因素很多，但有些约束条件必须满足，如交货期，生产能力等，而有些只需控制在一定的范围之内，即可把相互矛盾的目标做到相对平衡，如生产成本，这些约束在进行车间调度时可以作为确定性因素处理。实际车间调度问题的难度远超过经典车间调度中的排序问题，其中诸多因素影响调度决策，如市场、技术、人员、资金、经营管理、制造资源。企业生产的内部要素，即企业的生产资源和生产能力，相对来说是确定的、静态的。因此，外部动态性和内部相对静态性二者之间的不匹配和冲突干扰不可避免地成为单件订货型生产系统的固有特性，造成了生产系统的不平衡性，主要表现在两方面：某些时段订单多，任务量大，企业出现某些资源紧张，负荷率大甚至不堪重负，不得不通过频繁大量的加班或外协来完成生产任务；在另一些时段，生产负荷与资源的这种关系可能倒置过来。因此投产批量的设置必须在一个可控的范围内，既不能批量过小导致当前设备利用率过低，也不可以批量过大而导致在制品库存过大, 影响到其下道工序的投产时间。在制订作业计划时如果没有考虑系统瓶颈，当出现异常情况，瓶颈发生漂移时，也没有相应的应对措施，就无法实现均衡生产。
（5）PAC和组织管理方式不当。生产组织管理方式不恰当容易引起生产线能力不平衡，设备维护不到位，因此造成各工段的工作进度不协调，出现等工现象或者堆满了物料等待加工。PAC安排不合理，负荷分布不均衡，无法做到均衡生产，企业的PAC执行率低下。物料的生产和采购期量系统不够健全，物控跟催采购物料进厂状况，在核查时疏忽或责任没到位造成停工待料。而供应商来料不合格、技术资料延迟、采购计划错误、材料标准错误和合同评审程序失效所引致的PAC的时常变更，导致采购部与供应商无法跟上。生产需求的随机性导致生产需求变化和生产瓶颈无法预测时，人工生产排程困难，资源不能充分利用。此外，原材料短缺对PAC带来很大冲击，使企业不能正常安排生产，计划不能按时完成，有些企业为了保证信誉度，保证订单的交货期，不得不以高价购进原材料来维持正常的生产，从而造成经济损失。物料在系统中通过时间太长，设备利用率低，紧急订单得不到及时处理。备料导致无法跟进生产计划而促使计划变动, 计划、生产及物料进度不能协调同步进行。物控工作失控造成生产物料不足或过多。销售计划淡旺季预测不准确，造成人员招聘的无计划，影响企业士气，还影响生产效率和资源的利用。客户天天催货，计划部频繁更改出货计划，生产部门时而待料，时而通宵加班等，造成客户抱怨、取消订单甚至索赔。这些由于生产计划的频繁变化所致使的生产现场和生产循环的混乱，严重影响客户满意度。生产经营紊乱引发质量失控造成经常性返工或返修，进而影响PAC的执行。面对频繁的计划变化，生产计划部的工作任务极其艰巨复杂，很难保证计划与控制的质量，生产计划员苦不堪言，加上对实际生产控制缺乏理解，因此常出现所谓的“车间经验”的问题，即忽视目标与实际能力之间的相互关系，导致生产控制恶性循环。如果需要通过加急任务和特别行动才能将最重要的任务按时完成，企业往往采取的措施是进一步加长生产周期，这个循环将会变成一个恶性时间螺旋，它只有在远远高于实际所需的生产局期和更大的偏差水平上才能够稳定下来，从而造成更大的浪费与等待。
（6）调度业务考评办法不合理。以结果为导向的经济责任制考核办法未体现调度考核职能，它主要考察该单位部门是否完成PAC的各项任务，而对实际生产过程中各项生产指令执行情况以及生产中出现的问题存在不报或延时报告现象没有进行考核，造成车间调度指令经常得不到落实或落实不及时，政令不畅通，影响生产顺利进行。同时，调度在日常检查工作发现工艺过程中存在的问题很难及时纠正，下达的调度指令缺乏“震慑”力，调度室对调度员尚未建立考核办法和相应的考核机制来充分调动调度员工作积极性。
PAC的编制流程、方法与调度原则
2.1 PAC的来源及编制流程
编制PAC要解决两方面的问题：一方面保证交货期；另一方面保证企业在生产车间相互衔接。它反映两个主要的变量关系：期与量。期，即计划的时间变量；量，即生产计划的数量。一个典型的制造车间生产活动主要工作流程是:
（1）生产订单由销售订单分解及综合重组而得，它是销售订单与生产之间的中介。计划人员根据原料供应情况、车间设备状况对某一时间段内(如一周、三天等)到达的所有客户订单进行分析，如产品类型、数量、客户重要程度等因素，采用一定的算法，将多个合同进行归并，并根据交货期、设备能力和生产工艺等限制性要求进行最佳组合，使前后工序紧密衔接，减少等待时间。根据交期与资源，对订单进行评估，当出现生产不能满足订单要求时，生产部门需要和销售部门进行信息交流和沟通，最后得出生产订单，即MPS。
（2）PAC依据MPS完工时间，物料需求计划中各零件计划到位时间以及产品的加工次序进行任务分解，然后根据一定的规则，确定各子任务的加工设备，而任务单的开工时间则根据订单下达日期、任务单计划入库日期、相关的工艺信息、生产技术准备工作以及各加工单元的当前加工计划来统一决定，实现PAC有赖于各项工作的落实。在编制出理论计划以后，就形成了各加工单元的负荷。
（3）平衡各加工设备的加工能力与工作负荷，制订派工计划和相关物料准备计划。初步确定若干种可行方案，在计算出各方案的总成本后择优选择，确定加班、转包等生产能力。同时，根据物料、工装等条件及各加工单元的反馈信息，制订出正式可行的作业计划，分配到各工段或班组中，充分利用瓶颈环节生产能力，准时提供零部件，同时尽量使设备负荷均衡并使在制品库存尽量减少,保证生产中心按期完工。车间计划、车间作业、车间调度根据车间生产能力和资源状况信息，为计划资源作优化调度。当生产作业的加工对象不止一种时，为了加快生产进度、缩短加工时间，需要合理地安排生产作业顺序。
（4）车间分配任务有两种的方式 ：一种是将零件的所有加工任务分配到一个工段或班组 ；另一种是根据各工段或班组设备、人员的特点将零件加工的工序分别分配到不同班组。前一种方式需要班组调度人员同车间调度人员密切协作，以便将不能在本班组加工的工序安排到其他班组或外车间进行加工，后一种方式需要车间的车间调度人员及时了解生产的执行情况，随时根据具体情况重新调度和安排生产。现车间大多数都采用第一种方式进行任务的安排，以方便对班组进行统一考核和人员、生产质量的管理。在复杂的车间里，调度人员接到厂区下达的PAC以后将这些任务分解成零件任务分发到各个工段，由工段调度员根据本工段的当前任务将零件任务分派到各个班组或工人，班组严格遵照生产制造单组织生产。
2.2 PAC日程计划的制定要求
如何对计划进行生产预先设定时间、顺序、不同产品和批量衔接等，是日程计划要明确的事项。企业的生产活动是一个涉及面广而复杂的体系，要使该体系顺畅运作，计划部门需要与销售、研发、生技和资材等相关职能部门合作，经过系统的生产日程计划和安排，为各部门的生产提供依据，确保全面、有序且高效地运作。
（1）生产流程的衔接。同一件产品在生产流程的时间安排上需要衔接，以保障半成品的顺畅流动，部门与部门之间需保留1/3或半天的缓冲量，以避免出现衔接不上或堆积太多等问题。任何PAC总是在某个时间点上开始执行并跨越某个时段，它总是在前一个计划的基础上（初态）进行调整和修订，故计划问题实际上是再计划，它必须能够适应和兼容生产系统的初态，它还应该为下一个计划留有余地，这就要求计划具有继承性、可扩展性和兼容性。
（2）操作顺序的安排。在实际生产环境中，操作顺序十分复杂甚至是动态变化的，因不同的设备有不同的加工时间、加工特性（如新设备与旧设备、通用设备与专用设备等），所以加工操作顺序依赖于设备的选择。一个好的作业计划的各种加工操作顺序有高度的弹性。
（3）作业分配的确定。依据作业日程计划，将作业分配到每个作业者和设备中，同时指派有关部门或人员准备作业。作业分配一般以生指令单形式发放，操作员要与所分配的工作相适应，头道工序需要由判断能力强、稳定性好的人员操作，难度系数高的工序应分配给技能熟练的工作操作者，与主流结合的工序要安排注意力集中且判断能力强的人员操作，此外，人际关系不和谐的作业人员应尽可能分开工作，缺勤率高的员工应安排做辅助性工作。
（4）短缺和富裕的生产能力调整。由于生产的一次性、经验性及生产系统中诸多意外扰动事件，企业不可能将所接订单任务和剩余生产能力匹配到十分精确的程度，加上客户不愿妥协于企业生产系统的现状而改变交货期，那么在订单确定的交货期条件下，计划期内的所需设备的生产负荷率不可能恰好等于100％。对负荷率超过100%的设备，可以通过对某些零件进行适当、可行的工艺更改或组织外协来转移部分生产负荷，还可通过组织加班来提高设备的剩余生产能力，从而达到降低设备负荷率的目的；对于所有设备负荷率均较低的情况，可以通过将计划的终止期适当提前和降低计划期内的剩余生产能力等途径，达到提高设备的负荷率的目的。
2.3 PAC的编制方法与柔性调度原则
PAC的编制应根据不同生产类型采用不同的编制方法，企业应建立合理的作业计划，实现均衡生产，完成生产任务，进而实现企业的绩效指标有重要作用。PAC中的排产方法主要有正排法、倒排法、平行排产法以及偏置法和覆盖法等。另外企业还可根据实际生产情况，采用固定周期计划法和投产计划法相结合的方法编制PAC，既可以保证企业生产的连续性和稳定性，又能兼顾计划制定的灵活性。多品种中小批量生产企业的PAC管理受许多方面复杂因素的影响，要编制出满意的PAC，不仅要求及时、准确、完整地收集大量的内外部信息，采用先进的计划方法，还需要结合PAC管理决策人员与专家的知识。
在敏捷化、全球制造的新形势下，车间调度研究面临着许多新问题，迫切需要科学的调度方法和调度机制来解决。虽然企业最终采取的排序方式取决于决策部门的排序目标，但完成这些目标，还取决于设备、工艺以及人员的柔性，而获得这种柔性，与作业方法改善、设施规划、缩短作业交货期、制造单元技术和群组技术等相关。因此，柔性车间调度需要注意以下原则：
（1）创建时间原则，即按订单创建时间来排序，其优点是操作简单，缺点在于忽视了数量不同所需的加工时间也不同，同时还忽视了生产的均衡性；
（2）处理时间原则，即优先处理加工时间最短的订单，优点是能有效降低订单的平均等待时间，缺点是忽略了交货时间和设备的利用率；
（3）交货期原则，根据订单的截止期限来排序，即优先执行到期时间最早的订单，此原则表面看可以尽可地满足交货期限，但实质上忽视了产品之间加工难易程度及所需加工时间；
（4）剩余时间原则，即优先选择剩余处理时间最短的订单来执行，该原则虽提高了系统的整体性能，但可能导致单个订单的执行被延误。
由此，我们可以得出PAC工序的柔性调度规则（见表一）为：
由表1调度优化规则，综合某几个调度指标加以平衡，现优化归纳如下：
（1）剩余能力量最大的瓶颈设备先安排；
（2）当瓶颈设备正在加工的负荷量相同时，交货期早的工件优先安排；
（3）当瓶颈设备正在加工的负荷量、工件交货期均相同时，优先安排剩余加工时间最长的工件；
（4）当瓶颈设备正在加工的负荷量、工件交货期、工件剩余加工时间均相同时，优先安排剩余工序数最多的工件；
（5）当瓶颈设备正在加工的负荷量、工件交货期、工件剩余加工时间和工件剩余工序数均相同时，优先安排瓶颈工件；
（6）将等待加工的n个工件，按交货期从小到大排列；交货期相同的工件，按工件剩余加工时间从大到小排列；剩余加工时间相同的工件，按工件剩余工序数从多到少排列；剩余工序数相同的工件，按将要安排的工序的加工时间从大到小的次序排列。
表1 调度优先规则
PAC的评价指标
制造业是一个微观的经济系统，除了以宏观经济系统作为自己的依存环境，还需在产、供、销、储、运等方面搞好内部与外部的协调和配合，才能保证企业的生存和发展，获得良好的经济效益和社会效益，因此，必须用科学的决策手段来制定科学的PAC以保证企业未来的生产经营活动正常、均衡、连续地进行生产。由于生产过程与生产环境的动态性、生产领域知识的多样性和车间调度影响因素的复杂性，计划人员必须将制造人员、制造资源、约束条件、数学方法、信息技术、生产规模和车间调度方法综合考虑，对车间调度结果进行定量分析与评价，然后根据定量评价结果反过来指导车间调度。
PAC评价的目的是为了判断计划的优劣。但在评价过程中由于评价指标不唯一将带来一系列问题，这些问题可以通过建立“计划围着合同转，生产围着计划转”的体系，以及计划调度对车间领导负责，车间调度对计划调度负责，班组长对车间调度负责，工人对班组长负责的生产控制体系，使各种关系明确，从而为PAC评价的执行提供有力保障。
PAC和车间调度性能目标大致可以归结为3大类：1)最大能力指标：包括最大生产率、最短生产周期等 ；2)生产成本指标：包括最大利润、最小化运行费用、最小投资、库存最小、最大收益等；3)客户满意度指标：包括最短延迟时间，最小提前或者最小拖后时间等。快速准时的交货要求已影响了这些目标的权重，更加强调交货期、产销率和低库存。PAC指标体系如下表：
PAC的异常处理与调控
3.1 生产过程中的异常处理
在实际生产中很多影响PAC正常执行的不确定性事件(如表3所示)将使确定的调度方案不能正常执行，此时企业需要重新安排调度。在修改PAC时，应着重考虑以下因素：是否影响用户的服务水平，成本是否增加，PAC的可信度是否严重下降，企业环境和市场变化是否频繁、迅速。车间调度要及时了解这些影响因素，组织有关部门和人员降低这些不平衡因素的影响，保证PAC安全运行和按要求完成。
表2 PAC指标体系
3.2 PAC实施的进度控制
车间的生产管理主要集中在计划与控制两个方面。生产控制是对生产的数量和进度的控制，主要包括车间调度、生产作业核算和在制品管理等内容。作业控制的内容很多，可以归纳成三条：进度控制、在制品控制和能力负荷控制。进度控制和在制品控制主要靠计划手段实现，能力负荷控制主要靠调度手段实现。生产控制的步骤主要包括确立标准、衡量绩效和纠正偏差三个阶段。生产计划调度与控制的目标是通过对制造过程中物料的合理计划、调度与控制，缩短产品的制造周期，减少在制品，提高生产率，其工作要求具有计划性、统一性、预见性和及时性等特点。生产进度控制的主要内容包括投入进度控制，出产进度控制和工序进度控制，其中出产进度控制有利于出产进度的顺利进行，追踪投入进度和工序进度，及时掌握出产信息；工序进度控制可以保证生产连续性，适合周期长，工序多的产品。从均衡生产角度出发的基于产出速度的生产思想，可应用于制订作业计划 (即投料顺序安排)、进行车间调度及应对不确定因素等方面；从动态思想角度考虑作业计划，解决静态计划与动态调度间的矛盾。目前企业常采用的生产进度控制措施主要有：
(1)保持足够库存量。这种措施简单、有效，但占用大量资金、造成库存损耗，还会掩盖管理中存在的问题。
(2)异常原因分析、追查。针对要项提出对策、改善重点，设定异常表单，召开异常管理会议检讨异常现象，并通过部门协调方式获得较圆满的处理对策并确保实效；定期分析生产异常所费成本并探讨潜在原因，研订出永久性处理对策并通知相关部门及人员执行。异常处理的最大挑战是如何适应持续不断的变化，否则容易出现参数设置不当，造成资源利用不合理，优先级没有得到有效控制，生产工艺不够合理，无效作业过多，提前期过长等问题。要解决实际生产中因各种影响因素导致订单延期的问题，生产部门可以采取工序重叠或缩小工序间隔时间的方法，其中工序重叠(并行加工)不是等到在一个设备上加工的所有零件都已经完成以后再将它们运到下一台设备进行后续的加工，而是在部分零件的加工以后就将它们运送到下一台设备(有时事先还需要进行检验)，并在那里立即开始下一道工序的加工，但采用工序重叠的方法将会增加额外的运输费用，并需要有关部门加强生产监控。由于车间调度与管理工作实现了计算机管理，通过对生产过程进行合理的组织，可减少成品，半成品存量，降低浪费。同时，大量的统计工作和信息传递工作由计算机完成，可节省部分管理费用，提高了管理的科学性与有效性。当生产进度落后时，能及时主动地与有关部门商量对策，协商解决办法，并采取行动加以补救。生产过程错综复杂，要使PAC得到贯彻执行，达到预期目的，还需要生产管理人员不断进行综合平衡和调整。
(3)加强工装管理，制预防性维修计划（PM）。企业应对生产中容易出现的非正常停工、影响正常生产秩序的那些环节制定预防性措施，包括生产流程中工艺路线长、工序复杂的零部件；加工精度高、难度大和废品率高的工序；故障发生频繁或负荷率特别高的设备等，一方面通过建立严格的PM制度，做好设备维护保养。在企业生产实践过程中，需要对生产流程中的某些关键环节制定预防措施，把可能发生的问题在产生之前解决。将关键设备的计划与基于设备状态的PM进行同步与协调，在制定PAC的同时考虑设备的预防性维护，达到整体设备效能（OEE）最高的目标。关键工序的监控目的在于创造良好的工作条件，排除干扰因素，保证生产进度严格按照计划进度进行，非关键工序的监控旨在控制作业开始时间和完成时间，避免因非关键工序的延期影响关键工序的作业。另一方面提高抢修技术，缩短抢修时间，通过加班赶工来弥补因各种原因造成损失，保证PAC如期完成。对车间内设备位置进行研究分析，使其与所生产的产品规格相对应，减少物料流动的时间和距离，认真进行工序研究，实现各工序间生产能力的相对平衡。另外，加强工艺技术管理，加强事前预防和事中控制，随时纠正、消除不规范操作和工艺缺陷，减少因处理工艺问题造成的时间浪费。
(4）采用技术措施。压缩关键路线工序作业时间，节约成本，如改进工艺方案、合理划分工序组成和改进工艺装备等。在网路计划的优化方面，着重从时间优化和成本优化上下功夫。一方面在人力、材料、设备和资金等资源有保障的前提下，寻求最短生产周期，改变衔接关系，组织平行交叉作业，优先保证关键活动上的人力和物力；另一方面找出时间费用较少的方案，达到节约时间，降低成本的目的。企业在调整工序仍未达到客户的交货期要求时，需要与客户协商延长交期，然后采取组织措施，在工艺流程允许的条件下，对关键路线上的各关键工作组织平行作业或交叉作业，合理调配工作人员，利用时差，从非关键路线上，抽调部分人力集中于关键路线。实践证明，抓住关键环节对建立班组生产秩序和加快生产进度有重要作用。
(5)PAC控制方法。生产进度控制的方法主要有平衡线法，图表控制法和准时制控制法等，这些方法具有不同的特点和适用对象。但在制订作业计划时以上方法均没有考虑系统瓶颈，当出现瓶颈发生漂移等异常情况时，没有相应的应对措施，因此无法真正意义上实现均衡生产。在车间作业控制系统中，需要依靠计算机的快速计算能力，采用一些优化规则来编排合理有效的PAC，作为生产技术准备、任务及作业安排工作依据，使制造企业的各环节有条不紊围绕其运转。在不增加设备的情况下，通过快速换模(SMED),发挥柔性生产系统的作用，对所有设备能生产的产品规格做好规划，及时调整，更换工装，发挥现有设备的能力，减少生产准备时间以缩短生产周期。
(6)加强人力资源管理，实现人员的充分配置，把人员因素的影响降到最低。对员工进行技术培训，达到一人多能，实现岗位间的互换，以应付紧急情况；完善班组间、工序间的绩效考核，结合绩效对员工进行必要的岗位调整与补充。
(7)偏差控制。在实际生产过程中还需对生产偏差进行管控，当实际完成情况与计划偏差较大时，应及时采取有效的纠正措施，使生产过程处于受控状态，保证作业计划目标的顺利实现。要解决PAC的实施过程中，由于某些不确定事件破坏PAC中原有平衡的问题，则需对PAC进行全过程控制，监督检查取得实际生产进度与计划偏离的信息，利用偏离的信息进行分析，采取纠正偏差的行动，及时调整、校正生产进度。具体来说，将实时监控的数据与计划数据进行对比，评价执行的偏差，确定是否对PAC进行滚动。具体方法是:设某一天实际加工的工序总数为nR(nR由对监控数据的统计得到)，其中与计划吻合的工序数量为nS，则执行的吻合率可表示为:
执行的偏差率表示为：
设定一个偏差率门槛值，记为[σ]，当σ>[σ]，对PAC进行滚动，否则仍然维持原来的计划。充分利用监控数据，根据执行的偏差率定量地决定是否进行作业计划的滚动，相应地确定日程作业计划的时间长度。由此可见，PAC具有动态性，主要表现在两个方面：一方面由于车间生产过程中出现的如订单改变和下达时间、机床故障等各种扰动和变数，使PAC必须随之实时地滚动才能保证计划的准确性和可行性；另一方面PAC的制定受产品工艺方案的制约，只有充分考虑产品的多工艺方案，才可能保证制定柔性的PAC。当需求变动时，要分析变动计划的限制条件和难易程度，确认订单和下达订单系统都不能自动修改，保持计划的稳定性。修订计划应该严肃认真，并且按照程序进行，只有生产计划系统才有权利对计划进行修订，未接到正式修订的计划之前，各车间部门无权改变原计划。
结束语
本文针对当前制造业PAC与调度存在的问题，我们主要做了以下工作：第一，为企业提供了良好的生产作业制定思路，使企业制定出合适的PAC。第二，提供了准确、及时的车间作业调度策略，确保企业生产系统的高效运行。第三，应用了先进合理的车间作业调度方法，合理配置各种资源，通过优化作业安排与调度方法的结合，提高制造系统的运行效率，满足客户的要求，增强企业在市场上的竞争力等。由此观之，因为未来车间管理将更多地涉及管理与科学技术和工程问题的综合处置与协调等方面，因此，加强PAC优化车间管理可以使企业利用有限的资源和生产能力，灵活地运用各优化方法，从而更合理地安排生产，以取得企业效益的最大化。
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本文标题：制造业ERP系统车间作业计划与调度研究
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