Войти
Планирование - это процесс организации, контроля и оптимизации работы и рабочих нагрузок в производственном процессе или производственном процессе. Планирование используется для распределения производственных и машинных ресурсов, планирования человеческих ресурсов, планирования производственных процессов и закупки материалов.
Это важный инструмент для производства и инженерного дела, где он может иметь большое влияние на производительность процесса. В производстве цель составления расписания - минимизировать время и затраты на производство, сообщая производственному предприятию, когда производить, с каким персоналом и на каком оборудовании. Но это академическая цель. С точки зрения бизнеса, первоочередной задачей является соблюдение установленного клиентом срока. Большинство крупных заводов требуют составления графиков для сглаживания потокового производства, выравнивания производства, сохранения страхового запаса, соблюдения времени цикла или продолжения назначения заданий автоматическим машинам или линиям в качестве следующего приоритета.
В некоторых ситуациях планирование может включать случайные атрибуты, такие как случайное время обработки, случайные сроки выполнения, случайные веса и стохастические поломки машины. В этом случае проблемы планирования упоминаются как Стохастическое планирование.
Планирование - это процесс организации, контроля и оптимизации работы и рабочих нагрузок в производственном процессе. Компании используют обратное и перспективное планирование для распределения производственных и машинных ресурсов, планирования человеческих ресурсов, планирования производственных процессов и закупки материалов.
Преимущества планирования производства включают:
Инструменты планирования производства значительно превосходят старые методы планирования вручную. Они предоставляют производственному планировщику мощные графические интерфейсы, которые можно использовать для визуальной оптимизации рабочих нагрузок в реальном времени на различных этапах производства, а распознавание образов позволяет программному обеспечению автоматически создавать возможности планирования, которые могут быть не очевидны без это взгляд на данные. Например, авиакомпания может пожелать свести к минимуму количество выходов на посадку в аэропорту, необходимое для ее самолета, чтобы снизить затраты, а программное обеспечение для планирования может позволить планировщикам увидеть, как это можно сделать, путем анализа расписания, использования самолетов или поток пассажиров.
Ключевым признаком планирования является производительность, соотношение между количеством вводимых ресурсов и количеством выпуска. Ключевые понятия здесь:
Планирование производства может потребовать значительных вычислительных мощностей, если существует большое количество задач. Следовательно, используется ряд сокращенных алгоритмов (эвристика ) (также известных как правила диспетчеризации ):
Серийное производство календарное планирование - это практика планирования и составления графиков серийных производственных процессов. См. Серийное производство. Хотя планирование может применяться к традиционно непрерывным процессам, таким как рафинирование, оно особенно важно для периодических процессов, таких как процессы для фармацевтических активных ингредиентов, биотехнологические процессы и многие специальные химические процессы. Планирование серийного производства разделяет некоторые концепции и методы с планированием конечной мощности, которое применялось для решения многих производственных задач. Конкретные вопросы планирования процессов серийного производства вызвали значительный промышленный и академический интерес.
Пакетный процесс может быть описан в терминах рецепта, который включает перечень материалов и инструкции по эксплуатации, которые описывают, как производить продукт. Стандарт ISA S88 batch process control обеспечивает основу для описания рецепта пакетного процесса. Стандарт обеспечивает процедурную иерархию рецепта. Рецепт может быть разбит на серию отдельных процедур или основных шагов. Единичные процедуры организованы в операции, а операции могут быть далее организованы в фазы.
Следующий рецепт из учебника иллюстрирует организацию.
.. Упрощенная процедурная организация рецепта в стиле S88 может выглядеть следующим образом :
Обратите внимание, что организация здесь предназначена для фиксации всего процесса для планирования. Рецепт для целей управления процессом может иметь более узкую область применения.
Большинство ограничений и ограничений, описанных Pinedo, применимы при пакетной обработке. Различные операции в рецепте подчиняются ограничениям по времени или приоритету, которые описывают, когда они начинаются и / или заканчиваются по отношению друг к другу. Кроме того, поскольку материалы могут быть скоропортящимися или нестабильными, ожидание между последовательными операциями может быть ограничено или невозможно. Продолжительность операций может быть фиксированной или зависеть от продолжительности других операций.
В дополнение к технологическому оборудованию, для периодического процесса могут потребоваться рабочая сила, материалы, коммунальные услуги и дополнительное оборудование.
В некоторых простых случаях анализ рецепта может выявить максимальную производительность и единицу ограничения скорости. В приведенном выше примере процесса, если должно быть произведено несколько партий или партий Продукта C, полезно рассчитать минимальное время между последовательными запусками партии (время цикла). Если партии разрешено начинать до конца предыдущей партии, минимальное время цикла определяется следующим соотношением:
где CT min - минимально возможное время цикла для процесс с M unit-процедурами, а τ j - общая длительность j-й единичной процедуры. Единичную процедуру с максимальной продолжительностью иногда называют узким местом. Это соотношение применяется, когда каждая единица-процедура имеет одну выделенную единицу оборудования.. 
Если резервные единицы оборудования доступны по крайней мере для одной единичной процедуры, минимальное время цикла становится следующим:.
Где N j - количество избыточного оборудования для единичной процедуры j.
Если оборудование повторно используется в процессе, минимальное время цикла становится более зависимым от конкретных деталей процесса. Например, если процедура сушки в текущем примере заменяется другой реакцией в реакторе, минимальное время цикла зависит от режима работы и от относительной продолжительности других процедур. В приведенных ниже случаях увеличение времени удержания в сумке может уменьшить среднее минимальное время цикла.. 
. 
Различные диаграммы используются, чтобы помочь планировщикам визуально управлять расписаниями и ограничениями. Диаграмма Ганта - это дисплей, который показывает действия на горизонтальной гистограмме, на которой полосы представляют время действия. Ниже приведен пример диаграммы Ганта для процесса в примере, описанном выше.. 
. Другая временная диаграмма, которую также иногда называют диаграммой Ганта, показывает время, в течение которого ключевые ресурсы, например оборудование, заняты. На предыдущих рисунках показана эта диаграмма Ганта в стиле занятости.
Ресурсы, которые потребляются по ставке, например электрическая мощность, пар или рабочая сила обычно отображаются в виде графиков зависимости скорости потребления от времени.. 
Когда ситуации планирования становятся более сложными, например, когда два или более процессов совместно используют ресурсы, может быть трудно найти лучший график. Ряд общих задач планирования, включая варианты описанного выше примера, попадают в класс проблем, которые становится очень трудно решить по мере роста их размера (количества процедур и операций).
Большое разнообразие алгоритмов и подходы были применены к планированию пакетного процесса. Ранние методы, которые были реализованы в некоторых системах MRP, предполагали бесконечную пропускную способность и зависели только от времени партии. Такие методы не учитывали какие-либо ресурсы и создавали бы невыполнимые расписания.
Математическое программирование Методы включают формулировку задачи расписания как задачи оптимизации, где есть некоторая цель, например общая продолжительность должна быть минимизирована (или увеличена) с учетом ряда ограничений, которые обычно формулируются как набор неравенств и равенств. Цель и ограничения могут включать в себя переменные ноль или один (целые числа), а также нелинейные отношения. Соответствующий решатель применяется к результирующей задаче смешанного целочисленного линейного или нелинейного программирования (MILP / MINLP). Теоретически гарантируется, что этот подход найдет оптимальное решение, если оно существует. Недостатком является то, что алгоритм решателя может занять неоправданно много времени. Практикующие могут использовать упрощения для конкретных задач в формулировке, чтобы получить более быстрые решения без исключения критических компонентов модели планирования.
Программирование с ограничениями - аналогичный подход, за исключением того, что проблема формулируется только как набор ограничений и цель заключается в том, чтобы быстро прийти к приемлемому решению. С помощью этого метода возможно множество решений.
Агентное моделирование описывает пакетный процесс и строит возможное расписание при различных ограничениях. Комбинируя смешанное целочисленное программирование или методы оптимизации на основе моделирования, этот подход может обеспечить хороший баланс между эффективностью решения и выполнением графика.
