|
现在，约束计划的开发已经吸引各个领域的专家的高度注意，因为，它是有潜力解决现实中的非常难的问题。不仅基于很强的理论基础，而且，也广泛吸引商业利益。特别是在对变异的建模优化与满意问题。 无论我们是用先进的基因演算法，还是用人机互动式的仿真方法，都需要对制造业的复杂约束，多目标优化，大规模的搜索和车间生产的不确定性的问题进一步研究，以适用实际需要。 在人类努力的大多领域 ， 约束在不断的增加。它们在物理世界形成互相依赖。约束是在一些未知或变化 的简单的逻辑关系，在给定的领域 ，每一个约束取一值。约束就限制了变化所带来的可能的值，它反映部分资讯，约束也可以是不协调的，它可以在不同领域 互相约束。实际上，我们都用约束来指导推理和决策，是每天的常见行动的重要的一部分。如，我可以从5点到6点在那 。这就是典型的约束，我们用它计划我们的时间。自然，我们不能仅仅解决一个约束，因为约束很少是独立的。，所以，我们不得不接受的现实是这些问题比较复杂。 约束计划是基于约束规则的电脑系统的程式，约束计划的概念是详述问题的约束来解决问题。结果是找到让所有的约束满意的方案。 计划调度的实施的关键是基于约束规则，基于约束自动的调配资源，优化计划，来达到你所需要的计划目标。对离散的制造行业解决复杂的加工过程如多工序，多资源等（Jobshop调度），对重复式或流程式的制造行业解决顺序问题如优化排序等（Flowshop调度）。 如你的主要目标是一个满足所有任务规定的完成日期吗？ 还是你重点是提高设备利用率，减少非生产时间（準备时间和设备维护时间）？ 确定基本计划的目标是选择合适的规则的先决条件。一旦决定你的目标，你就可以选择规则来完成目标。 是基于订单的优先顺序决定下一个订单的加工，可以自动识别订单的优先顺序和手工定义优先顺序，在电脑自动的根据规则的优选级排出生产计划后，还可以手工介入，修改优先顺序进行重排。以满足复杂的现实的需要。 约束规则如下： 针对不同产品和资源，必须选择不同的规则，在决定是使用工序选择规则或资源选择规则时，主要考虑的是什么是一个好的计划标準？一旦确定你的目标，你就可以选择工序和资源选择规则来完成目标。一般来说，先选择工序选择规则，然后选择合适的资源选择规则。在一些情况下，有关的资源选择规则被工序选择规则所决定。 工序选择规则OSR（ Operation Selection Rule） 相关选择规则： 静态规则：为所有在排队中的订单，所有等待的工序提供一简单的索引机制。这些规则在每一次预 先类比时间时不需要再次评估。用于工序选择规则的叁数是固定的。例如规则是最早完成日期规则，完成日期在顺序排程中从未改变。在排队中的第一个工序被分配到一等待资源。因为规则总是选择第一个等待工序，此规则执行的非常快。 动态规则：每一个在排队的工序被每一次调用的规则检查。因此，我们是基于当前的订单任务和系统的状态决定我们的选择。这个机制充分考虑了任何改变出现的时间和事件的结果。例如，最小工序空闲规则，因为工序的空闲值随时在改变。因为动态选择规则需要在每一次事先类比以后检查在排队中的每一个工序，它比静态规则要慢一些。 为有助于分析规则，我们对规则进行分类。分成四个主要类别来对应四个不同的计划目标。 预先确定订单任务的叁数：是基于预先定义订单任务的优先顺序来选择下一个工序或用户规定的属性栏位（如成本）。一般来说，每一个规则由特性的最高，最低的值被调用。这类包括最高优先顺序，最低优先顺序，最高订单特性栏位，最低订单特性栏位，动态最高订单特性栏位，动态最低订单特性栏位，计划档案订单，最长等待时间，最短等待时间，和最大过程时间。
最高优先顺序和最低优先顺序是分别用最高或最低优先顺序选择工序的静态规则。 最高订单特性栏位，最低订单特性栏位是和优先顺序规则相似的静态规则，除了基于用户定义属性的选择。例如。 最高订单特性栏位规则用一个属性栏位定义，如由成本的最高值来选择任务。因为这是一个静态规则，它假设当订单任务正在等待处理时成本是不变的。
动态最高订单特性栏位，动态最低订单特性栏位规则是动态的。虽然这些规则执行较慢，它们也适应当订单任务正在等待时属性栏位可以改变的情况。
计划档案订单规则是一静态规则，是基于已进入资料库的订单来选择订单。这个规则和先到先服务规则相似。 最长等待时间，最短等待时间规则是一动态规则，它是基于订单任务被等待计划的时间来选择工序。 最大过程时间规则是用最大过程时间来选择工序。预先确定任务的叁数规则一般用于订单任务的特性的情况。（如优先顺序或成本）， 不考虑任务完成日期或设备利用率。因为这些规则忽略完成日期，它们典型更适应面向库存生产（MTS）环境，而不是面向订单生产环境（MTO）。
最小化任务延缓：在许多面向订单生产环境（MTO），计划目标是保证每一个订单任务按期完成。 最小化任务延缓的规则是建立一最小化延缓任务的计划。这类规则包括最早完成日期，最小化运行闲散时间，最小化订单闲散时间，关键率，和实际关键率。这些规则的最简单的是最早完成日期。这是一静态规则。虽然这个规则执行的非常快。这一类所有的规则是基于空闲时间计算的动态规则。空闲时间是完成日期和最早完成时间的差异。
最小订单闲散时间规则选择一个父项任务的工序，父项任务有最小的闲散时间。如它没被选择，这个订单任务大多可能是延迟的。
最小运行闲散时间规则是基于每一个工序的平均闲散时间（订单任务计算的闲散时间/剩餘工序数量）而不是任务的剩餘闲散时间。这个基于闲散时间的规则形成的基本想法是每一个剩餘工序有一固有的风险， 根据它延迟的可能性，每一个工序的最小闲散时间的订单任务是最关键的。因此，如果我们在同样的闲散时间中选择订单任务，我们会选择最大剩餘工序数量的订单任务，因次，根据每个工序最小闲散时间的规则来选择处理风险最大的订单任务。
基于闲散时间规则的最后的差异是关键率。这个规则选择父项任务有最大关键率的工序。关键率是剩餘工作时间/（剩餘工作时间+闲散时间）。注意只要闲散时间是正的数，分母大于它，关键率就小于1。就此，任务还没有延迟。如果关键率大于1，闲散时间是负数，任务就不能按期完成。关键率规则与最小工序闲散时间规则相似。相同的是，它们都是用闲散时间来计算的。不同的是它的剩餘工作已完成。它的基本的前提是剩餘闲散时间本身在决定最关键订单任务时并不重要，即相关的剩餘工作已完成。如我们有许多剩餘工作，那么，我们需要较大的闲散时间来保证我们的订单任务不能延迟。
三、基于物料约束 当生产计划想要计划一个需要某物料的工序时，它将仅仅计划库存水平足以满足当时或以后的工序。如果在计划时区不能满足条件，物料约束计划将首先查看是否有未分配的定单，产生库存需求。如果它找到这样的定单，它将首先计划定单，然后计划工序的库存需要。如定单产生库存需求另外的未有的库存，物料约束计划将象以前一样寻找定单来计划。这个过程将重复许多次。如果有不够，就需要库存补充。 静态物料约束规则（SMC）
先对每一个物料从ERP系统导入建立可用量清单，最早开始的订单和被分配的物料，随著物料业务，订单日期的延迟，或变化，系统会自动调整或显示订单的变化。 MO-3只有在MO-1，MO-2，PO-1完成后，才能开工。
因为MO-1的延迟，自动调整MO-3的开工日期 动态物料约束规则（DMC） 当计划建立时，动态分配物料，允许重新分配物料到另外的一个订单，它可以处理物料的有效期，变化的產出率，和减少在制品等实际问题。 MO-3 只有在MO-1，MO-2，PO-1完成后，才能开工。 而MO-1延迟，导致调整MO-3只能用MO-2-1，PO-1，MO-1的物料，而原来的MO-2-2的物料可以重新分配到MO-2，PO-1的完成后就可以开工。
从库存取出约束（Take from stock kit） 定义在一工序需要的子项。 在我们做计划时，考虑子项物料从库存的可用量的约束来排计划。放入库存约束（Put to stock kit） 定义从工序的父项产出结果。在我们做计划时，考虑产出的约束，必须考虑库位所能容纳的约束。 生产计划根据产品结构的相关性来分配物料的约束，查询约束可以按物料编码报告物料约束。也可以按订单号报告物料约束。工具约束：工具子项反映关键工具作为资源，也可以作为约束物料，如你可以定义工具产生约束，如工具维修，故障。
总之，制造业对客户需求的回应越来越强烈。 现在生产计划调度系统正开始将基于约束规则基因搜寻和类比仿真模式结合起来，解决制造同步化问题和工厂的顺序冲突问题。
现在，约束计划已经成功应用到许多不同问题领域。它和分析DNA结构一样多样化。对医院的时间表和工业的排程。实践证明它能较好适应解决现实的问题。因为，许多应用领域自然的需要约束。分派问题也许是第一个工业应用约束解决工具。用甘特图来描述计划可能是最成功的应用领域如有限约束排程。
在现实中，约束计划可以广泛的运用，但是当前的工具也有可能没有涉及到的领域或局限和缺点。 无论是从理论上，还是实际的观点来看，约束的定义促使问题可追踪是非常重要的，约束计划的有效性仍然是不可预测的：何时，如何使用约束。通常直觉是决策的最重要的部分。有时，盲目的快速搜寻如按时间顺序后排比约束进化（基因演算法）更有效。在许多约束模型 的特别问题是成本优化。有时，它是对改善起初的方案是非常困难的。且一个小的改善就会花去很多时间。
约束计划也在不断的进化，它们能动态的增加约束。大部分情况下，约束系统产生的计划是可执行的。除了机器故障，延迟的计划，在最坏的情况下，新订单的接受。这是需要快速的重排计划或提高当前的方案来解决未预料的事件。同时，在通常较紧计划优化的方案和可以解决较少差异的，稳定的，次优化的方案之间交替选择。 当前的约束满意系统的缺点标誌著未来研究发展方向，在它们之间，建模看上去是最重要的之一。已经开始讨论使用全局约束，把主要的约束预先设置到套装软体。（如所有不同的约束规则）。目前， 建模语言较多的使用ILOG公司的（ILOG Solver）来表示约束问题。（如名列前矛的商业管理软体供应商均采用此技术）
从较低层次的观点，视觉化的技术越来越流行，他们帮助定义系统的瓶颈。 各种约束解决方法的交互研究是最具挑战的问题之一。混合演算法结合各种约束技术是这个研究的结果。另外感兴趣的研究领域是解决协同和对应的结合的理论。约束满意技术和传统的OR（Operation Research）方法如整数规划是另外的挑战。研究平行和并行的约束已作为提高效率的方法，在这些系统 ，多层代理技术是最有前景。
|
|
|
来自： powerbirds > 《生产规划》
