摘 要： 基于关键设备的计划调度模型与应用是为目前我国制造行业执行系统最为重要的组成部分之一，而鉴于管理描述和测定方法研究过程的复杂性，在建立计划调度模型与应用中往往存在诸多难题。据我国各个制造业对于关键设备的储备情况及特点，对于如何做好相关模型求解问题则需要更多的优化措施以有效解决设备生产过程中的各种调度问题。将主要就我国在基于关键设备的计划调度与应用作如下分析与讨论。
关键词： 关键设备；计划调度；应用模型；求解方法
随着我国社会经济的高速发展与社会体制的变革，现代生产企业的竞争模式逐步实现不仅仅依靠各种先进的生产工艺和生产设备作为手段，而是将新型的生产计划调度与管理方法提升为最主要的竞争本钱。生产计划调度作为企业生产的重要内容，同时也是企业生产保障的最薄弱环节之一。为了能够切实提高企业的生产能力，在对关键设备生产计划调度方面则应以结合运筹学、管理学和计算机应用技术等学科理论知识为基础，做到有效降低生产成本、均衡原材料资源利用和提高生产效率等，从而实现企业的经济效益和社会效益。同时，作为一项管理办法，无论是在理论研究方面还是生产实际当中，其技术模型的建立及应用开发也备受各界专家、学者的关注。因此可以说，针对如何开发与研究计划调度模型的问题是具有十分重要的意义与价值的。
1 计划调度模型的建立及原理分析
1.1 先进的生产计划调度技术
先进的生产计划调度技术一般都是以最优化的技术方法对每一个企业生产流程的单元方案及关键设备进行相对比较的详细的计算与分析，并建立相应的计划调度模型以指导各个工序流程的正常生产，如生产作业等。实例举证，APS即主动阶段开关技术。APS技术的动态节能是微星独家采用的节能技术来实现计划统筹与调度应用的。APS技术应用于企业生产的计划调度需保证完成分配、协调和生产调度控制三个基本任务，通过生产数据分析统一建立比较先进的生产计划调度模型，由于APS技术在提高企业生产效益方面具有相当大的潜能与发展空间，应用计划调度模型则可以提高实际生产能力满足消费客户的买需要求，且能够及时发现生产企业与消费客户之间供应关系存在的问题及瓶颈，实现快速同步计划，避免供不应求。
1.2 生产计划调度模型的基本特征
生产企业的生产计划调度模型是一个层次化分布相对明显的系统工程。其构架主要是以计划层为上部结构，而调度层则作为下层结构。上层的计划结构是据生产企业的发展状况、与消费市场之间的供需关系以及原材料的保证情况编制相对宏观的生产计划调度及调整方案，下层结构则是通过以生产流程中的工艺切换、关键设备的运行状况、原材料供应及公共资源波动等情况为依据，将生产计划结构所能够确定的市场需要计划分解为各个详细的分部调度计划，并根据实际生产情况制定最为优化的关键设备生产方案及资源分配方案，同时凸显一些在经济与性能两方面的指标可供随时调整。鉴于我国企业生产的作业流程普遍具有非线性、随机性和不确定性等基本特征，优化制定的生产计划调度模型应具有决策混合型问题的能力和作用。
1.3 设计原理
本文论述应用计划调度模型技术主要是以生产企业关键设备生产运作流程的总计划和调度，作为指导生产的关键内容，将直接影响企业从原材料购入、生产运作及后期销售整个过程的经营与管理过程。生产计划调度作为企业生产的重要内容，同时也是企业生产保障的最薄弱环节之一。为了能够切实提高企业的生产能力，在对关键设备生产计划调度方面则应以结合运筹学、管理学和计算机应用技术等学科理论知识为基础，做到有效降低生产成本、均衡原材料资源利用和提高生产效率等，从而实现企业的经济效益和社会效益。但是，从应用生产计划调度模型的发展现状来看，理论研究方面任欠成熟，在实际应用过程中往往也会出现如应用软件模型单一等问题，未能将生产实际中的各种约束因素完整体现，建立模型的目标函数也过于单一。因此，为了能进一步扩大生产企业关键设备应用生产计划调度模型技术的作用，不论是在理论研究方面还是生产实际中都应加大操作力度。
1.4 计划调度模型的组成及影响要素
生产计划调度模型的组成要素一般分为三个不同层次即长期计划、中期计划和短期计划。计划调度的长期计划属战略性范畴，制定计划所受影响因素具有诸多的不确定性，计划应用措施的意义不大。生产实际中还是主要以中、短期计划调度作为主要技术手段。通常，中、短期计划包括综合生产计划、主生产计划和生产作业计划等。综合生产计划是以生产企业内部、自身的生产能力和市场消费的需求状况，在计划期较长时间内确定生产水平和货存量，均衡原材料资源利用，实现降低投资成本和利润最大化。主生产计划则是综合生产计划的下一步划分，是以如何合理安排在计划期内的产量及时间，确保能够将综合生产计划有效转化为各个分部计划。
生产计划调度模型的建立通常涉及生产企业的原材料采购、加工生产及供需销售等活动过程，其建立模型主要受到计划期时段、生产模式、生产工序、关键设备用途、中间产品存储容量、存储策略、人力资源、预算成本、生产产品相关性、市场需求等几个方面的因素影响。
2 基于关键设备对计划调度模型的应用
2.1 模型建立需考虑的问题
2.1.1 不确定性因素。企业生产过程中往往存在诸多的不确定因素，这些不确定因素有可能在生产过程中发生不同程度的变化导致建立模型的难度倍增，如关键设备故障、损坏及操作失误等。对于不确定性因素对建模的影响应主要通过采取基于概率论理论的随机概率试验法组织建立生产计划调度模型，以一定的方法求解最优解。或可以模糊数表示不确定因素的方法并利用模糊集理论及技术求解关键设备计划调度模型的最优解。
2.1.2 集成化因素。由于在企业生产中生产计划与调度两个不同结构层次之间还是存在一种相辅相成的紧密关系。只重视生产计划不能保证生产任务的完成，只重视生产调度则对企业生产目标没有绝对的把握性。因此，只有协调好二者之间的关系才能够体现生产计划调度模型的价值与作用。
2.1.3 层次化因素。实现关键设备具有层次化的生产计划是将一个完整的生产计划调度问题——分解开来，以重要性不同分开层次展开分析与解决方案的探讨，最终化整为零整合为一个科学合理地计划调度可实施方案。
2.2 用计划调度模型的求解方法
从上世纪五十年代以来，关于生产计划调度问题的研究主要提出了如运筹学法、人工智能理论、控制理论、启发式方法以及人工神经网络、蚁群算法、微粒群算法和多智能体等智能求解方法。但是，鉴于研究水平不高和建立生产计划调度模型的复杂性，至今未形成一套完整的理论体系，其理论求解方法有运筹学法、启发式法和智能优化算法等。
2.2.1 运筹学法。运筹学法的原理是将企业生产对关键设备的计划调度问题转换建立为一种线性的、混合整数线性或混合整数非线性的优化模型，同时通过利用不同的数学求解手段得到合理的可操作结果。此法对于规模大的生产过程还无法做到面面俱到，因此不宜于大范围推广。
2.2.2 启发式方法。启发式方法是经验法的一种，是以过往经验作为基础进行归纳总结并合理利用的方法原理。在得到有效经验数据后即可通过试验找到解决计划调度问题的办法，建立优化模型必需要求生产决策管理人员具有一定的主观能动性和创新能力。采用此法求解模型的最优解具有操作简便、计算量少和易于操作等优点，但同样存在的确定在于其全局敏感性，遵循规则不同则可制定的生产计划调度方案就不一样。换句话说，生产计划调度模型的性能主要决定于对制定规则的选择。
2.2.3 智能优化算法。生产计划调度模型的求解方法一般都可以得到最优解，其求解难度与跟企业生产规模的大小有着直接的联系。对企业生产计划调度工作最具价值的求解办法则是能够保证在有限合理地时间内尽快得到最优可行的解，这一点智能优化算法基本可以实现。如人工神经网络、蚁群算法、微粒群算法和多智能体等求解方法。
3 结束语
多年以来，我国在基于关键设备的计划调度模型应用还尚处于发展阶段。在随着全球企业生产管理办法趋于整体模式化的今天，企业生产中关键设备凸显的重要性不言而喻。因此，笔者认为大力开发生产计划调度模型的应用将是我国生产行业实现更大一步发展的基础。
参考文献：
[1]谢规良、孙树栋、刘冉、倪颖杰，基于关键设备的计划调度模型与应用，航空制造技术，2003（05）.