对新的生产计划和控制方法的要求

叶华

为了克服实际中遇到的困难，越来越多的计算机公司、软件公司和管理咨询机构都正在提供越来越多的，或多或少的生产计划和控制的解决方案。这些方法总的来说具有如下的发展趋势：

　● 在车间中或接近车间的交互模式中采用工作站；
　● 能够与主机或下层的计算机系统进行集成；
　● 提供越来越多的标准软件用于大量数据的数据处理和保存；
　● 集成了分析和表示方法程序，尤其是采用图形表示的方法；
　● 采用价格便宜的数据库系统。

除了这些系统之外，运行数据采集和处理系统（PDR-PDP系统）的迅速发展也令人注目。其基本想法是尽可能实际地采集加工和运输过程的开始和完成时刻，通过一个全自动的计算机控制器对这些数据进行自动的采集和记录。在第二步将这些数据进行综合和处理，从而得到关于工作进度的报告和关键数据。在离散加工型生产车间中，经常是完全不使用生产调度模块，而代之以显示在计划板上的生产进展情况。这种控制台已逐渐被具有交互功能的彩色图形显示器所代替--称之为电子控制。

自80年代初以来，可以看到一个明显的趋势，即将生产控制结合进一个全面的、集成的制造企业模型中去。这种方法在60年代中在集成的数据处理这一概念下进行过讨论，但由于不同硬件和软件系统之间联结的巨大困难而未能实现。今天这种集成的想法又通过计算机集成制造（CIM）、后勤供应技术（Logistics）和准时生产（JIT）概念从不同的角度被重新提起，并且在实际中越来越多地被实现。CIM思想强调的是在一个计算机应用的工厂内设计功能（计算机辅助设计）、加工计划（计算机辅助计划）、制造（计算机辅助制造）和质量保证（计算机辅助质量管理）功能的计算机化和集成。后勤供应和JIT考虑的则是完整的物流以及与其伴随的采购和销售市场之间的信息流，其目的是为了能够使企业以最短的时间、在正确的时刻和地点、以尽可能低的成本满足市场的需求。它要求与供应商和重要客户之间进行在线连接。值得注意的是，在这些解决方法中没有提到控制方法本身的问题。在较新的文献中，除了极个别的例外之外，也没有看到有控制方法新的报导。一个例外是日本的看板控制系统，另一个是在美国影响较大的最优化生产技术（OPT）系统。但必须指出的是，在发表的所有关于这些方法的文章中都没有介绍其普遍适用的模型。然而，只有借助模型才能够容易理解其相应的规则和公式，并保证取得有针对性的结果。

另一个值得注意的对生产控制方法的研究是Plossl对生产控制的解释。他强调输入、输出对控制库存和生产周期的重要性，并将其用一个很有说服力的模型进行了表示：任务的输入速率必须根据相应的输出速率进行定义和控制。输出速率同样受到能力（本身也是一个变量）的影响。生产过程中的在制品数量由输入和输出确定，它又进一步决定了生产周期。Plossl实际上已经表示出了这个本质的相互关系，只是没有将它构造成为一个形式化的（数学）模型。

因此，在以往发表的论文对生产控制的研究的基础上，我们首先应该确定现在和将来对生产控制系统的要求。这些要求可以分成3类，考虑到完整性，对硬件和软件发展趋势同时进行了描述：

对新的生产计划和控制方法的主要要求是：
1、要能够用计算机按照随机过程模型表示和处理生产过程；
2、另外，要能够根据市场和所使用的制造设备（成本中心和工作中心）的情况采用不同的控制策略。例如在生产任务饱满情况下强调的是设备的利用率，而在任务不足的情况下短生产周期更重要。计划和控制方法不能去试图通过将任务向前推移来提高那些无法满负荷使用的机床的利用率，因为这样反而会进一步使瓶颈机床的负荷更加加重。
3、另一个重要的要求是要能够对生产周期、库存、计划能力和利用率这4个目标参量进行测量和控制，对出现的偏差进行诊断。
4、最后，还要求能够在控制回路中对反馈数据的质量进行检查。

如果不遵守这些基本原则，任何生产计划与控制系统在实际应用中都会失败，因为它们不能满足现代生产企业的需求。

除了以上技术要求之外还必须考虑人的作用，还必须定义对使用方法的要求。首先，必须给决策和计划一定的自由空间。由于过程本身的随机特性而使得进行准确到分钟或小时的计划显得毫无意义。更重要的是，进行计划的和计划设计的员工应该在规定的工作内容和计划范围内主动地参与生产过程的计划和控制。因此，需要有一个能够清晰表示过程的方法，并通过不同的计划方法和用户友好的监视和诊断手段对其进行支持。另外，必须有意识地放弃下面的做法：即每一项活动都非通过系统不可。通过交谈、电话等进行的人员之间的交流是完全必要的，过多的形式化会窒息整个系统。最后在进行数据采集的初期就将有关人员的数据（用于进行工资的计算）和有关过程的数据（用于任务监控的目的）分开是比较理想的做法，在今天的技术水平下，这也是可能的。

将调度归并到质量管理的范畴中去是实现这种想法的好办法。在质量管理的发展过程中产生的各种方法也可以用于生产计划和控制中去。例如：将统计方法用于计划和监控；通过偏差进行分析和诊断；以及通过质量管理目标和组织来保证其质量。当一个企业对它的计划系统产生的结果和产品质量和成本具有同样的责任感和自豪感时，企业才可能在这方面取得明显的进步。

代生产计划和控制方法所提出的要求的本质是：能够正确地表示实际生产过程模型，对生产控制中4个基本目标参量（高利用率、低库存、生产周期短、按时交货）之间的依赖关系能够正确予以表述。当然，为了做到这些，首先必须对生产周期进行详细的考察。