車間作業計劃（Production Activity Control，PAC）是依據主生產計劃（MPS）而編制的具體執行工作方案，它把車間的生產任務落實到每個人、每臺設備上，是車間組織生產的依據，也是企業管理中最重要的部分。PAC的實施貫穿于生產系統的各道工序，受很多因素的制約。隨著生產規模的擴大和復雜程度的提高，PAC的實施與調度也出現了一些問題。本文應用車間作業調度方法，針對當前PAC與調度中存在的問題進行研究，為企業提供優化的生產作業排序和車間作業調度策略，從實踐與理論方面提升PAC及其調度水平，以提高制造系統的運行效率，增強企業的市場競爭力。
PAC與車間調度的內涵與特點
PAC系統是一個高度復雜的系統，它有效地綜合了機械、信息、網絡等資源。制定PAC是為了使生產設備、物料、人員和信息四者匹配，實現車間均衡、協調、持續生產。在PAC生產執行過程中，決策部門需要根據車間的生產能力及其它資源的使用等反饋情況不斷地調整PAC，而調整計劃貫穿于企業生產活動的全過程。因此，要最大限度地發揮生產系統的柔性潛力，滿足市場需求。
1.1 PAC與車間調度的界定與內涵
PAC的編制包括確定操作順序、分配資源和制定期量標準等。PAC與車間調度問題是一個典型的任務集，包括資源集、約束條件集、性能指標集。其中，資源集包括人員、設備、工具和材料等，而每臺設備可以完成一種或多種作業，不同設備能完成的作業集可能相同也可能不同；約束條件集用以規定生產過程中需要的條件，如任務的優先級、每個作業要求完成的時間、資源的能力、生產工藝、質量標準等；性能指標集用以規定生產過程中需要優化的目標，如生產周期、在制品量、訂單交貨期、資源利用率和生產成本等。每一個任務都包含一組需要執行的作業序列（工序），而這些作業序列需要占用系統的機器、工具等資源，并且必須按照一定的工藝順序執行。
調度的目標是為作業合理分配資源，為每一個加工對象合理安排具體的加工順序、路徑、時間、制造設備資源和操作等，使內部和外部約束條件被滿足，其中內部約束主要為企業的資源約束、能力約束和生產過程中的技術約束等；外部約束主要為訂單規定的時間要求和品質要求等，同時使大部分生產性能指標得到優化。在有限產能、庫存容量及資源的約束下，通過優化配置生產資源來提高PAC的可實施性以及生產過程的可計劃性、可控性。而車間作業調度與控制則是實現生產高效率、高柔性和高可靠性的關鍵環節。
1.2 編制PAC的特點
在編制PAC過程中應考慮其如下特點：
（1）實用性。以在制品加工進度為基礎編制工序能力計劃，使PAC緊跟生產現場，達到計劃編制與生產節拍的和諧統一。PAC計劃期短、計劃內容具體、計劃單位小等，具有可操作性強。
（2）合理性。綜合上級計劃、在制品進展情況、工序周期、工序時差和剩余工作量等因素，通過合理地排程方法，達到滿足交付和有效利用資源的目的。
（3）計算機模擬與預見性。采用“模擬和預測”的方式，幫助計劃員提前預測未來計劃的執行情況，而且通過模擬可以導出最優工序排序方案、瓶頸和薄弱環節，找準切入點，分析模擬輸出結果，從中選擇出較滿意的PAC方案，該方法可提高管理質量及效率。
（4）平衡性。以零組件交付需求為依據，不斷地平衡和處理任務與生產能力、計劃與實際的關系和矛盾，特別是設備負荷的平衡和生產現場問題的有效處理，將進一步強化生產現場組織、協調與控制。
PAC與車間調度存在的問題
PAC處理問題的廣域性、動態性和多約束性使PAC的編制容易產生各種問題。加之生產環境具有不可預測性、多變性、隨機性、干擾性和經驗性等問題的存在，PAC的編制成為企業生產管理中的一個難點，許多問題至今尚未得到很好的解決，例如數據處理、加工排序、庫存、批量與加工瓶頸等問題，這些問題都影響到PAC的適應性和效率。當前PAC與車間調度存在的主要問題如下：
（1）生產實際情況與PAC的相沖突。在客戶要求訂貨批量愈來愈少、品種愈來愈多和交貨期愈來愈短的情況下，生產線負荷和能力的調控越來越復雜，不但耗費大量人力，還經常出現生產異常情況，使生產和交貨脫節。另外，由于PAC的制定多考慮按時交貨，少考慮生產線能力的限制，經常造成實際生產偏離計劃。實際生產環境中存在著大量的隨機事件，一方面由于產品的品種多，工序復雜，產品的工藝過程經常變更 ；另一方面又常常會面對緊急訂單、訂單變更及訂單取消等異常情況，又很難預測訂單在什么時候到來。雖然產品訂單是生產制造部門的任務標的，但由于產品訂單簽約日期、簽約產品類型和數量具有不穩定性，如果將其直接作為生產制造部門的任務來源，則會造成生產制造部門生產的波動，破壞生產過程的均衡，一旦計劃與實際的出入過大，將難以保證客戶訂單按時完成，影響企業的交貨信用。企業要快速響應市場需求必須及時發現PAC同實際的偏離，并不斷改進，同時也需要PAC能適應客戶需求和客觀環境的不斷變化。但如果一味追隨變化，朝令夕改，勢必造成生產上的混亂。因此控制計劃變動是保證計劃可執行程度的重要內容。顯然，期望通過不斷地調整企業本身的生產資源去適應和匹配不可預測的、動態變化的訂單任務是不現實和不可行的。事實上，需要進一步分析產生上述生產系統不平衡和頻繁更改現象的原因，很多情況可能是沒有系統合理考慮加工資源而造成的。由于企業內外部環境不確定因素的影響，雖然智能型生產系統在一定程度上能緩沖靜態作業計劃與動態調度間的矛盾，但依然無法從根本上解決計劃與調度間的脫節問題。如果將車間內所有班組進行實時調度，由于在普通機床上零件的加工工序不能確保加工時間以及加工質量，加工執行情況必須依賴人工錄入的信息，即使按照工藝規定的輔助工時和加工工時進行預先的安排，但普通機床實際的加工結果必須等待人機交互錄入后才能進入計算機以及數據庫管理系統，因此勢必影響后續工序的安排和調度。
（2）不同生產條件下，PAC編程方式也不同。PAC的編制者可以選擇不同的優化目標，對不同的優化目標，又可以采用不同的排序方法，不同的排序規則編排同一作業計劃時也將產生不同的排序結果；不同的目標影響調度的具體模式；在不同的制造資源、約束條件、生產規模、生產形式和管理方法下，車間調度問題的調度策略及其數學模型一般不同；不同企業因生產過程不同，其生產組織和管理也有所差異，計劃員對現場掌控不同所得出的結果也將不同；即使同樣的生產計劃經驗，同樣的設備和人員，所安排的生產計劃也略有差異；企業的生產類型和生產組織形式不同，采用的有關生產期限和生產數量的標準即期量標準也將不同；企業性質不同生產結果和方式也不盡相同；按照約束條件去安排，無論是拉式生產，還是推式或混合式生產，其生產方式不一樣，計劃的安排方式也不一樣，不同的編制方式其結果往往差異很大；生產計劃還與所處的環境有關系，如果企業周圍有著良好的工業環境，距碼頭近，那計劃的方式和生產方式也存在著差別；客戶不同安排的結果又不一樣；生熟手不同，產生的效率也不同。如果作業分配和排序安排不當，將出現人員或設備窩工，生產周期拉長，急件和缺件不斷生產等繁復雜的問題，只按經驗或隨意安排作業，導致生產的全面被動乃至惡性循環。另外，PAC編制存在兩大問題：第一，在當月PAC尚未執行完畢時，過早地編制下一個月的計劃，結果造成當月生產實際完成量與計劃量的偏差及用戶和市場需求情況的變化，造成計劃與生產脫節；第二，在當月PAC全部執行完畢時再編制下一個月的PAC，結果造成生產連續性缺乏必要數量的在制品儲備和當月投料、當月加工、加月裝配被動的局面。PAC的制訂應與企業當前的生產狀況相適應，投料過早或過多，各加工中心的在制品數量增加，等待時間延長，導致生產周期增加，系統穩定性變差；投料過少或過晚，系統利用率低，造成產出降低、訂單延誤。
（3）影響PAC因素的多樣性而導致其變動。影響PAC及其調度有各方面因素，識別這些影響和干擾具有一定的困難。車間制造環境的復雜性、生產加工任務和調度目標的多樣性，系統加工任務的動態性，使得PAC和車間調度存在一定的復雜性和困難。由于大量不確定因素的存在，傳統的PAC與控制模式存在作業計劃與現場調度相脫節的問題，目前PAC的研究與制定大部分逐層進行，往往是上層計劃的可行性到下層計劃編制實現時才能驗證。這樣既加大了車間調度的難度，又使作業計劃流于形式，生產控制目標難以實現。在PAC編制工作完成以后，付諸生產實施時，由于作業計劃考慮的是靜態情況，而實際生產過程是動態的，無論編制PAC時考慮多么周密，安排如何具體，也無法預見實際生產過程中的所有變化。PAC將隨著市場、加工時間、加工路線等生產影響因素和約束條件的變化而變化，在實施過程中也不是一成不變。在生產中，由于生產能力的變化，前一周期任務的延期完成、廢品的產生都可能影響PAC的完成。另外，停機、停工、準備時間的變化，可用原材料的減少等也都是影響PAC完成的因素。盡管制定PAC時已經充分考慮了現有的生產能力，但由于其在實施過程中受到各種因素的影響造成事實情況與計劃要求不符或偏離，這種差異主要表現為生產進度和生產數量的不一致；多品種產品的總需求量及其比例的預測與實際情況的差異 ；特定品種的需求預測和實際情況的差異 ；訂貨計劃和實際需求情況的差異；計劃產量(計劃時間)和實際產量(實際時間)的差異；庫存量的變動和產品中斷發生的差異，此外還有因設備故障和出勤情況變化而造成的工作效率變動。因此，PAC能否得到有效執行，不僅僅取決于該計劃是否完善，還取決于對一些不可預見的突發事件的處理，如原材料供應變化、生產任務變化、工件加工質量達不到要求而被迫返工等。在制定PAC時，有可能面臨著原料供應、產品需求量、產品價格等都是不確定的，無法提供計劃所需材料（比如由于供方失約、原材料短缺等原因），不得不減少甚至停止生產。當出現下列情況時，PAC也要進行調整與修改：市場對產品的需求發生變化；經營方針、目標發生變化；企業微觀經濟效益、宏觀經濟效益發生變化和其它宏觀控制條件變化；季節性變化；人、財、物等資源供應條件發生變化；專業化、協作者關系及其組織形式發生變化。
（4）外部動態性和內部相對靜態的矛盾。在實際車間調度中，不僅需要考慮管理人員、制造人員的技術水平，刀具、央具、量具、檢驗用具、物料轉序等因素，還需考慮產品的投產期、交貨期、生產能力、加工順序、制造設備和原材料的可用性、生產批量、加工工藝路徑、成本限制等其他因素，以及生產作業調度和制造資源調度。盡管影響車間調度問題的因素很多，但有些約束條件必須滿足，如交貨期，生產能力等，而有些只需控制在一定的范圍之內，即可把相互矛盾的目標做到相對平衡，如生產成本，這些約束在進行車間調度時可以作為確定性因素處理。實際車間調度問題的難度遠超過經典車間調度中的排序問題，其中諸多因素影響調度決策，如市場、技術、人員、資金、經營管理、制造資源。企業生產的內部要素，即企業的生產資源和生產能力，相對來說是確定的、靜態的。因此，外部動態性和內部相對靜態性二者之間的不匹配和沖突干擾不可避免地成為單件訂貨型生產系統的固有特性，造成了生產系統的不平衡性，主要表現在兩方面：某些時段訂單多，任務量大，企業出現某些資源緊張，負荷率大甚至不堪重負，不得不通過頻繁大量的加班或外協來完成生產任務；在另一些時段，生產負荷與資源的這種關系可能倒置過來。因此投產批量的設置必須在一個可控的范圍內，既不能批量過小導致當前設備利用率過低，也不可以批量過大而導致在制品庫存過大, 影響到其下道工序的投產時間。在制訂作業計劃時如果沒有考慮系統瓶頸，當出現異常情況，瓶頸發生漂移時，也沒有相應的應對措施，就無法實現均衡生產。
（5）PAC和組織管理方式不當。生產組織管理方式不恰當容易引起生產線能力不平衡，設備維護不到位，因此造成各工段的工作進度不協調，出現等工現象或者堆滿了物料等待加工。PAC安排不合理，負荷分布不均衡，無法做到均衡生產，企業的PAC執行率低下。物料的生產和采購期量系統不夠健全，物控跟催采購物料進廠狀況，在核查時疏忽或責任沒到位造成停工待料。而供應商來料不合格、技術資料延遲、采購計劃錯誤、材料標準錯誤和合同評審程序失效所引致的PAC的時常變更，導致采購部與供應商無法跟上。生產需求的隨機性導致生產需求變化和生產瓶頸無法預測時，人工生產排程困難，資源不能充分利用。此外，原材料短缺對PAC帶來很大沖擊，使企業不能正常安排生產，計劃不能按時完成，有些企業為了保證信譽度，保證訂單的交貨期，不得不以高價購進原材料來維持正常的生產，從而造成經濟損失。物料在系統中通過時間太長，設備利用率低，緊急訂單得不到及時處理。備料導致無法跟進生產計劃而促使計劃變動, 計劃、生產及物料進度不能協調同步進行。物控工作失控造成生產物料不足或過多。銷售計劃淡旺季預測不準確，造成人員招聘的無計劃，影響企業士氣，還影響生產效率和資源的利用。客戶天天催貨，計劃部頻繁更改出貨計劃，生產部門時而待料，時而通宵加班等，造成客戶抱怨、取消訂單甚至索賠。這些由于生產計劃的頻繁變化所致使的生產現場和生產循環的混亂，嚴重影響客戶滿意度。生產經營紊亂引發質量失控造成經常性返工或返修，進而影響PAC的執行。面對頻繁的計劃變化，生產計劃部的工作任務極其艱巨復雜，很難保證計劃與控制的質量，生產計劃員苦不堪言，加上對實際生產控制缺乏理解，因此常出現所謂的“車間經驗”的問題，即忽視目標與實際能力之間的相互關系，導致生產控制惡性循環。如果需要通過加急任務和特別行動才能將最重要的任務按時完成，企業往往采取的措施是進一步加長生產周期，這個循環將會變成一個惡性時間螺旋，它只有在遠遠高于實際所需的生產局期和更大的偏差水平上才能夠穩定下來，從而造成更大的浪費與等待。
（6）調度業務考評辦法不合理。以結果為導向的經濟責任制考核辦法未體現調度考核職能，它主要考察該單位部門是否完成PAC的各項任務，而對實際生產過程中各項生產指令執行情況以及生產中出現的問題存在不報或延時報告現象沒有進行考核，造成車間調度指令經常得不到落實或落實不及時，政令不暢通，影響生產順利進行。同時，調度在日常檢查工作發現工藝過程中存在的問題很難及時糾正，下達的調度指令缺乏“震懾”力，調度室對調度員尚未建立考核辦法和相應的考核機制來充分調動調度員工作積極性。
PAC的編制流程、方法與調度原則
2.1 PAC的來源及編制流程
編制PAC要解決兩方面的問題：一方面保證交貨期；另一方面保證企業在生產車間相互銜接。它反映兩個主要的變量關系：期與量。期，即計劃的時間變量；量，即生產計劃的數量。一個典型的制造車間生產活動主要工作流程是:
（1）生產訂單由銷售訂單分解及綜合重組而得，它是銷售訂單與生產之間的中介。計劃人員根據原料供應情況、車間設備狀況對某一時間段內(如一周、三天等)到達的所有客戶訂單進行分析，如產品類型、數量、客戶重要程度等因素，采用一定的算法，將多個合同進行歸并，并根據交貨期、設備能力和生產工藝等限制性要求進行最佳組合，使前后工序緊密銜接，減少等待時間。根據交期與資源，對訂單進行評估，當出現生產不能滿足訂單要求時，生產部門需要和銷售部門進行信息交流和溝通，最后得出生產訂單，即MPS。
（2）PAC依據MPS完工時間，物料需求計劃中各零件計劃到位時間以及產品的加工次序進行任務分解，然后根據一定的規則，確定各子任務的加工設備，而任務單的開工時間則根據訂單下達日期、任務單計劃入庫日期、相關的工藝信息、生產技術準備工作以及各加工單元的當前加工計劃來統一決定，實現PAC有賴于各項工作的落實。在編制出理論計劃以后，就形成了各加工單元的負荷。
（3）平衡各加工設備的加工能力與工作負荷，制訂派工計劃和相關物料準備計劃。初步確定若干種可行方案，在計算出各方案的總成本后擇優選擇，確定加班、轉包等生產能力。同時，根據物料、工裝等條件及各加工單元的反饋信息，制訂出正式可行的作業計劃，分配到各工段或班組中，充分利用瓶頸環節生產能力，準時提供零部件，同時盡量使設備負荷均衡并使在制品庫存盡量減少,保證生產中心按期完工。車間計劃、車間作業、車間調度根據車間生產能力和資源狀況信息，為計劃資源作優化調度。當生產作業的加工對象不止一種時，為了加快生產進度、縮短加工時間，需要合理地安排生產作業順序。
（4）車間分配任務有兩種的方式 ：一種是將零件的所有加工任務分配到一個工段或班組 ；另一種是根據各工段或班組設備、人員的特點將零件加工的工序分別分配到不同班組。前一種方式需要班組調度人員同車間調度人員密切協作，以便將不能在本班組加工的工序安排到其他班組或外車間進行加工，后一種方式需要車間的車間調度人員及時了解生產的執行情況，隨時根據具體情況重新調度和安排生產。現車間大多數都采用第一種方式進行任務的安排，以方便對班組進行統一考核和人員、生產質量的管理。在復雜的車間里，調度人員接到廠區下達的PAC以后將這些任務分解成零件任務分發到各個工段，由工段調度員根據本工段的當前任務將零件任務分派到各個班組或工人，班組嚴格遵照生產制造單組織生產。
2.2 PAC日程計劃的制定要求
如何對計劃進行生產預先設定時間、順序、不同產品和批量銜接等，是日程計劃要明確的事項。企業的生產活動是一個涉及面廣而復雜的體系，要使該體系順暢運作，計劃部門需要與銷售、研發、生技和資材等相關職能部門合作，經過系統的生產日程計劃和安排，為各部門的生產提供依據，確保全面、有序且高效地運作。
（1）生產流程的銜接。同一件產品在生產流程的時間安排上需要銜接，以保障半成品的順暢流動，部門與部門之間需保留1/3或半天的緩沖量，以避免出現銜接不上或堆積太多等問題。任何PAC總是在某個時間點上開始執行并跨越某個時段，它總是在前一個計劃的基礎上（初態）進行調整和修訂，故計劃問題實際上是再計劃，它必須能夠適應和兼容生產系統的初態，它還應該為下一個計劃留有余地，這就要求計劃具有繼承性、可擴展性和兼容性。
（2）操作順序的安排。在實際生產環境中，操作順序十分復雜甚至是動態變化的，因不同的設備有不同的加工時間、加工特性（如新設備與舊設備、通用設備與專用設備等），所以加工操作順序依賴于設備的選擇。一個好的作業計劃的各種加工操作順序有高度的彈性。
（3）作業分配的確定。依據作業日程計劃，將作業分配到每個作業者和設備中，同時指派有關部門或人員準備作業。作業分配一般以生指令單形式發放，操作員要與所分配的工作相適應，頭道工序需要由判斷能力強、穩定性好的人員操作，難度系數高的工序應分配給技能熟練的工作操作者，與主流結合的工序要安排注意力集中且判斷能力強的人員操作，此外，人際關系不和諧的作業人員應盡可能分開工作，缺勤率高的員工應安排做輔助性工作。
（4）短缺和富裕的生產能力調整。由于生產的一次性、經驗性及生產系統中諸多意外擾動事件，企業不可能將所接訂單任務和剩余生產能力匹配到十分精確的程度，加上客戶不愿妥協于企業生產系統的現狀而改變交貨期，那么在訂單確定的交貨期條件下，計劃期內的所需設備的生產負荷率不可能恰好等于100％。對負荷率超過100%的設備，可以通過對某些零件進行適當、可行的工藝更改或組織外協來轉移部分生產負荷，還可通過組織加班來提高設備的剩余生產能力，從而達到降低設備負荷率的目的；對于所有設備負荷率均較低的情況，可以通過將計劃的終止期適當提前和降低計劃期內的剩余生產能力等途徑，達到提高設備的負荷率的目的。
2.3 PAC的編制方法與柔性調度原則
PAC的編制應根據不同生產類型采用不同的編制方法，企業應建立合理的作業計劃，實現均衡生產，完成生產任務，進而實現企業的績效指標有重要作用。PAC中的排產方法主要有正排法、倒排法、平行排產法以及偏置法和覆蓋法等。另外企業還可根據實際生產情況，采用固定周期計劃法和投產計劃法相結合的方法編制PAC，既可以保證企業生產的連續性和穩定性，又能兼顧計劃制定的靈活性。多品種中小批量生產企業的PAC管理受許多方面復雜因素的影響，要編制出滿意的PAC，不僅要求及時、準確、完整地收集大量的內外部信息，采用先進的計劃方法，還需要結合PAC管理決策人員與專家的知識。
在敏捷化、全球制造的新形勢下，車間調度研究面臨著許多新問題，迫切需要科學的調度方法和調度機制來解決。雖然企業最終采取的排序方式取決于決策部門的排序目標，但完成這些目標，還取決于設備、工藝以及人員的柔性，而獲得這種柔性，與作業方法改善、設施規劃、縮短作業交貨期、制造單元技術和群組技術等相關。因此，柔性車間調度需要注意以下原則：
（1）創建時間原則，即按訂單創建時間來排序，其優點是操作簡單，缺點在于忽視了數量不同所需的加工時間也不同，同時還忽視了生產的均衡性；
（2）處理時間原則，即優先處理加工時間最短的訂單，優點是能有效降低訂單的平均等待時間，缺點是忽略了交貨時間和設備的利用率；
（3）交貨期原則，根據訂單的截止期限來排序，即優先執行到期時間最早的訂單，此原則表面看可以盡可地滿足交貨期限，但實質上忽視了產品之間加工難易程度及所需加工時間；
（4）剩余時間原則，即優先選擇剩余處理時間最短的訂單來執行，該原則雖提高了系統的整體性能，但可能導致單個訂單的執行被延誤。
由此，我們可以得出PAC工序的柔性調度規則（見表一）為：
由表1調度優化規則，綜合某幾個調度指標加以平衡，現優化歸納如下：
（1）剩余能力量最大的瓶頸設備先安排；
（2）當瓶頸設備正在加工的負荷量相同時，交貨期早的工件優先安排；
（3）當瓶頸設備正在加工的負荷量、工件交貨期均相同時，優先安排剩余加工時間最長的工件；
（4）當瓶頸設備正在加工的負荷量、工件交貨期、工件剩余加工時間均相同時，優先安排剩余工序數最多的工件；
（5）當瓶頸設備正在加工的負荷量、工件交貨期、工件剩余加工時間和工件剩余工序數均相同時，優先安排瓶頸工件；
（6）將等待加工的n個工件，按交貨期從小到大排列；交貨期相同的工件，按工件剩余加工時間從大到小排列；剩余加工時間相同的工件，按工件剩余工序數從多到少排列；剩余工序數相同的工件，按將要安排的工序的加工時間從大到小的次序排列。
表1 調度優先規則
PAC的評價指標
制造業是一個微觀的經濟系統，除了以宏觀經濟系統作為自己的依存環境，還需在產、供、銷、儲、運等方面搞好內部與外部的協調和配合，才能保證企業的生存和發展，獲得良好的經濟效益和社會效益，因此，必須用科學的決策手段來制定科學的PAC以保證企業未來的生產經營活動正常、均衡、連續地進行生產。由于生產過程與生產環境的動態性、生產領域知識的多樣性和車間調度影響因素的復雜性，計劃人員必須將制造人員、制造資源、約束條件、數學方法、信息技術、生產規模和車間調度方法綜合考慮，對車間調度結果進行定量分析與評價，然后根據定量評價結果反過來指導車間調度。
PAC評價的目的是為了判斷計劃的優劣。但在評價過程中由于評價指標不唯一將帶來一系列問題，這些問題可以通過建立“計劃圍著合同轉，生產圍著計劃轉”的體系，以及計劃調度對車間領導負責，車間調度對計劃調度負責，班組長對車間調度負責，工人對班組長負責的生產控制體系，使各種關系明確，從而為PAC評價的執行提供有力保障。
PAC和車間調度性能目標大致可以歸結為3大類：1)最大能力指標：包括最大生產率、最短生產周期等 ；2)生產成本指標：包括最大利潤、最小化運行費用、最小投資、庫存最小、最大收益等；3)客戶滿意度指標：包括最短延遲時間，最小提前或者最小拖后時間等。快速準時的交貨要求已影響了這些目標的權重，更加強調交貨期、產銷率和低庫存。PAC指標體系如下表：
PAC的異常處理與調控
3.1 生產過程中的異常處理
在實際生產中很多影響PAC正常執行的不確定性事件(如表3所示)將使確定的調度方案不能正常執行，此時企業需要重新安排調度。在修改PAC時，應著重考慮以下因素：是否影響用戶的服務水平，成本是否增加，PAC的可信度是否嚴重下降，企業環境和市場變化是否頻繁、迅速。車間調度要及時了解這些影響因素，組織有關部門和人員降低這些不平衡因素的影響，保證PAC安全運行和按要求完成。
表2 PAC指標體系
3.2 PAC實施的進度控制
車間的生產管理主要集中在計劃與控制兩個方面。生產控制是對生產的數量和進度的控制，主要包括車間調度、生產作業核算和在制品管理等內容。作業控制的內容很多，可以歸納成三條：進度控制、在制品控制和能力負荷控制。進度控制和在制品控制主要靠計劃手段實現，能力負荷控制主要靠調度手段實現。生產控制的步驟主要包括確立標準、衡量績效和糾正偏差三個階段。生產計劃調度與控制的目標是通過對制造過程中物料的合理計劃、調度與控制，縮短產品的制造周期，減少在制品，提高生產率，其工作要求具有計劃性、統一性、預見性和及時性等特點。生產進度控制的主要內容包括投入進度控制，出產進度控制和工序進度控制，其中出產進度控制有利于出產進度的順利進行，追蹤投入進度和工序進度，及時掌握出產信息；工序進度控制可以保證生產連續性，適合周期長，工序多的產品。從均衡生產角度出發的基于產出速度的生產思想，可應用于制訂作業計劃 (即投料順序安排)、進行車間調度及應對不確定因素等方面；從動態思想角度考慮作業計劃，解決靜態計劃與動態調度間的矛盾。目前企業常采用的生產進度控制措施主要有：
(1)保持足夠庫存量。這種措施簡單、有效，但占用大量資金、造成庫存損耗，還會掩蓋管理中存在的問題。
(2)異常原因分析、追查。針對要項提出對策、改善重點，設定異常表單，召開異常管理會議檢討異常現象，并通過部門協調方式獲得較圓滿的處理對策并確保實效；定期分析生產異常所費成本并探討潛在原因，研訂出永久性處理對策并通知相關部門及人員執行。異常處理的最大挑戰是如何適應持續不斷的變化，否則容易出現參數設置不當，造成資源利用不合理，優先級沒有得到有效控制，生產工藝不夠合理，無效作業過多，提前期過長等問題。要解決實際生產中因各種影響因素導致訂單延期的問題，生產部門可以采取工序重疊或縮小工序間隔時間的方法，其中工序重疊(并行加工)不是等到在一個設備上加工的所有零件都已經完成以后再將它們運到下一臺設備進行后續的加工，而是在部分零件的加工以后就將它們運送到下一臺設備(有時事先還需要進行檢驗)，并在那里立即開始下一道工序的加工，但采用工序重疊的方法將會增加額外的運輸費用，并需要有關部門加強生產監控。由于車間調度與管理工作實現了計算機管理，通過對生產過程進行合理的組織，可減少成品，半成品存量，降低浪費。同時，大量的統計工作和信息傳遞工作由計算機完成，可節省部分管理費用，提高了管理的科學性與有效性。當生產進度落后時，能及時主動地與有關部門商量對策，協商解決辦法，并采取行動加以補救。生產過程錯綜復雜，要使PAC得到貫徹執行，達到預期目的，還需要生產管理人員不斷進行綜合平衡和調整。
(3)加強工裝管理，制預防性維修計劃（PM）。企業應對生產中容易出現的非正常停工、影響正常生產秩序的那些環節制定預防性措施，包括生產流程中工藝路線長、工序復雜的零部件；加工精度高、難度大和廢品率高的工序；故障發生頻繁或負荷率特別高的設備等，一方面通過建立嚴格的PM制度，做好設備維護保養。在企業生產實踐過程中，需要對生產流程中的某些關鍵環節制定預防措施，把可能發生的問題在產生之前解決。將關鍵設備的計劃與基于設備狀態的PM進行同步與協調，在制定PAC的同時考慮設備的預防性維護，達到整體設備效能（OEE）最高的目標。關鍵工序的監控目的在于創造良好的工作條件，排除干擾因素，保證生產進度嚴格按照計劃進度進行，非關鍵工序的監控旨在控制作業開始時間和完成時間，避免因非關鍵工序的延期影響關鍵工序的作業。另一方面提高搶修技術，縮短搶修時間，通過加班趕工來彌補因各種原因造成損失，保證PAC如期完成。對車間內設備位置進行研究分析，使其與所生產的產品規格相對應，減少物料流動的時間和距離，認真進行工序研究，實現各工序間生產能力的相對平衡。另外，加強工藝技術管理，加強事前預防和事中控制，隨時糾正、消除不規范操作和工藝缺陷，減少因處理工藝問題造成的時間浪費。
(4）采用技術措施。壓縮關鍵路線工序作業時間，節約成本，如改進工藝方案、合理劃分工序組成和改進工藝裝備等。在網路計劃的優化方面，著重從時間優化和成本優化上下功夫。一方面在人力、材料、設備和資金等資源有保障的前提下，尋求最短生產周期，改變銜接關系，組織平行交叉作業，優先保證關鍵活動上的人力和物力；另一方面找出時間費用較少的方案，達到節約時間，降低成本的目的。企業在調整工序仍未達到客戶的交貨期要求時，需要與客戶協商延長交期，然后采取組織措施，在工藝流程允許的條件下，對關鍵路線上的各關鍵工作組織平行作業或交叉作業，合理調配工作人員，利用時差，從非關鍵路線上，抽調部分人力集中于關鍵路線。實踐證明，抓住關鍵環節對建立班組生產秩序和加快生產進度有重要作用。
(5)PAC控制方法。生產進度控制的方法主要有平衡線法，圖表控制法和準時制控制法等，這些方法具有不同的特點和適用對象。但在制訂作業計劃時以上方法均沒有考慮系統瓶頸，當出現瓶頸發生漂移等異常情況時，沒有相應的應對措施，因此無法真正意義上實現均衡生產。在車間作業控制系統中，需要依靠計算機的快速計算能力，采用一些優化規則來編排合理有效的PAC，作為生產技術準備、任務及作業安排工作依據，使制造企業的各環節有條不紊圍繞其運轉。在不增加設備的情況下，通過快速換模(SMED),發揮柔性生產系統的作用，對所有設備能生產的產品規格做好規劃，及時調整，更換工裝，發揮現有設備的能力，減少生產準備時間以縮短生產周期。
(6)加強人力資源管理，實現人員的充分配置，把人員因素的影響降到最低。對員工進行技術培訓，達到一人多能，實現崗位間的互換，以應付緊急情況；完善班組間、工序間的績效考核，結合績效對員工進行必要的崗位調整與補充。
(7)偏差控制。在實際生產過程中還需對生產偏差進行管控，當實際完成情況與計劃偏差較大時，應及時采取有效的糾正措施，使生產過程處于受控狀態，保證作業計劃目標的順利實現。要解決PAC的實施過程中，由于某些不確定事件破壞PAC中原有平衡的問題，則需對PAC進行全過程控制，監督檢查取得實際生產進度與計劃偏離的信息，利用偏離的信息進行分析，采取糾正偏差的行動，及時調整、校正生產進度。具體來說，將實時監控的數據與計劃數據進行對比，評價執行的偏差，確定是否對PAC進行滾動。具體方法是:設某一天實際加工的工序總數為nR(nR由對監控數據的統計得到)，其中與計劃吻合的工序數量為nS，則執行的吻合率可表示為:
執行的偏差率表示為：
設定一個偏差率門檻值，記為[σ]，當σ>[σ]，對PAC進行滾動，否則仍然維持原來的計劃。充分利用監控數據，根據執行的偏差率定量地決定是否進行作業計劃的滾動，相應地確定日程作業計劃的時間長度。由此可見，PAC具有動態性，主要表現在兩個方面：一方面由于車間生產過程中出現的如訂單改變和下達時間、機床故障等各種擾動和變數，使PAC必須隨之實時地滾動才能保證計劃的準確性和可行性；另一方面PAC的制定受產品工藝方案的制約，只有充分考慮產品的多工藝方案，才可能保證制定柔性的PAC。當需求變動時，要分析變動計劃的限制條件和難易程度，確認訂單和下達訂單系統都不能自動修改，保持計劃的穩定性。修訂計劃應該嚴肅認真，并且按照程序進行，只有生產計劃系統才有權利對計劃進行修訂，未接到正式修訂的計劃之前，各車間部門無權改變原計劃。
結束語
本文針對當前制造業PAC與調度存在的問題，我們主要做了以下工作：第一，為企業提供了良好的生產作業制定思路，使企業制定出合適的PAC。第二，提供了準確、及時的車間作業調度策略，確保企業生產系統的高效運行。第三，應用了先進合理的車間作業調度方法，合理配置各種資源，通過優化作業安排與調度方法的結合，提高制造系統的運行效率，滿足客戶的要求，增強企業在市場上的競爭力等。由此觀之，因為未來車間管理將更多地涉及管理與科學技術和工程問題的綜合處置與協調等方面，因此，加強PAC優化車間管理可以使企業利用有限的資源和生產能力，靈活地運用各優化方法，從而更合理地安排生產，以取得企業效益的最大化。
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本文標題：制造業ERP系統車間作業計劃與調度研究
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