O ORPAON
MES & Quản lý sản xuất

Hệ thống lập lịch sản xuất: viết ràng buộc trước

Hệ thống lập lịch sản xuất không bắt đầu bằng việc chọn thuật toán mà bằng việc chuyển các ràng buộc thật của xưởng thành quy tắc mà bộ giải có thể đọc: máy nào làm được công đoạn nào, chuyển đổi mất bao lâu, vật tư khi nào sẵn sàng, đơn hàng nào không thể dời. Ràng buộc rõ thì lịch được tổ chức sản xuất thực thi; ràng buộc mờ thì bộ giải tốt đến đâu cũng chỉ tạo ra một bảng không ai chấp nhận. Cách làm phổ biến là lập lịch theo năng lực hữu hạn trước, đối chiếu với thực tế hằng tuần, rồi mới thêm mục tiêu tối ưu.

Sơ đồ bốn đầu vào của lịch sản xuất: lộ trình công nghệ, thời gian chuyển đổi, mức sẵn sàng vật tư và thứ tự ưu tiên

1. Lịch không chạy được, nguyên nhân thường không phải thuật toán

Biểu hiện lặp lại: hệ thống ra lịch, tổ trưởng nhìn qua rồi để sang một bên và tiếp tục xếp theo kinh nghiệm. Nhìn kỹ thì vấn đề nằm ở dữ liệu đầu vào chứ không phải bộ giải. Đường công nghệ thiếu công đoạn, thời gian chuyển đổi lấy một giá trị trung bình, không thấy được tình trạng sẵn sàng của vật tư: khi cả ba cùng tồn tại, mọi lịch chỉ là một bài tập tính toán.

  • Đường công nghệ chưa đầy đủ: thiếu công đoạn, nhóm thiết bị hoặc định mức thời gian, hoặc không còn khớp với xưởng nên lịch tính trên số giả định
  • Thời gian chuyển đổi nhập theo giá trị cố định: cùng một máy nhưng đổi chủng loại mất thời gian rất khác nhau, khiến lịch phải xếp lại liên tục
  • Không thấy tình trạng sẵn sàng vật tư: đến ngày đã xếp mới biết vật tư chính chưa về, lịch sụp ngay buổi sáng
  • Chưa thống nhất thứ tự ưu tiên: ngày giao, hạng khách hàng và công đoạn nút cổ chai được xếp khác nhau tùy người, nên kết quả không được chấp nhận
Sơ đồ bốn đầu vào của lịch sản xuất: lộ trình công nghệ, thời gian chuyển đổi, mức sẵn sàng vật tư và thứ tự ưu tiên

2. Viết rõ ba tầng ràng buộc

Đầu vào của lập lịch chia thành ba tầng: ràng buộc cứng không thể vi phạm, ràng buộc mềm có thể cân đối, và ràng buộc dữ liệu quyết định lịch có đáng tin hay không. Viết tách ra giúp khi lịch bị chất vấn, ta phân biệt nhanh đó là vấn đề quy tắc, vấn đề cân đối hay vấn đề dữ liệu.

Tầng ràng buộcNội dung cần viết rõChỗ thường thiếu
Cứng, không thể vi phạmNăng lực thiết bị và đường công nghệ, số khuôn và đồ gá, giới hạn ca và nhân lựcQuan hệ giữa thiết bị và công đoạn chỉ nằm trong trí nhớ của người thợ lâu năm
Mềm, có thể cân đốiThời gian chuyển đổi, độ dư ngày giao, ưu tiên khách hàngLấy một giá trị trung bình cho mọi tổ hợp chủng loại
Dữ liệu, quyết định độ tin cậyĐịnh mức thời gian, thời điểm vật tư sẵn sàng, số lượng hàng đang làmNhập định mức theo giá trị lý thuyết, không hiệu chỉnh theo nhịp thực tế
Sơ đồ ba tầng ràng buộc khi xếp lịch: ràng buộc cứng, ràng buộc mềm và ràng buộc dữ liệu

3. Lịch phải nhận dữ liệu thực tế từ xưởng

Lập lịch không phải phép tính một lần. Sau khi phát hành, dữ liệu thực tế về bắt đầu, kết thúc và dừng máy phải được ghi ngược lại, nếu không vòng tính sau vẫn chạy trên giả định cũ và sai lệch lớn dần qua từng vòng. Đây là lý do lập lịch thường nằm chung một đường dữ liệu với kết nối thiết bị và OEE: việc thu thập trạng thái quyết định lịch có kiểm chứng được hay không.

  • Chốt phiên bản khi phát hành: mỗi lần đổi để lại một bản ghi, sau này truy được nguồn sai lệch
  • Ghi ngược thời điểm bắt đầu và kết thúc thực tế: khi sai lệch vượt ngưỡng đã thống nhất, vòng tính sau hiệu chỉnh giả định thời gian
  • Theo dõi riêng thiết bị nút cổ chai: thu thập trước dữ liệu dừng máy và chuyển đổi ở công đoạn nút cổ chai vì lịch nhạy nhất với nó
Vòng lặp giữa lịch sản xuất và dữ liệu hiện trường: phát hành, thời điểm bắt đầu và kết thúc thực tế, kiểm tra sai lệch, cập nhật giả định

4. Triển khai ba bước: chạy được, đối chiếu được, tối ưu được

Dự án lập lịch mất thời gian khi phiên bản đầu đã nhắm tới tối ưu. Trình tự vững hơn là làm lịch chạy được, rồi đối chiếu lịch với xưởng, cuối cùng mới thêm mục tiêu tối ưu; hai bước đầu chưa vững thì bước ba không có mốc so sánh.

  • Bước một: thay xếp lịch thủ công bằng lập lịch theo năng lực hữu hạn, mục tiêu là lịch chạy được chứ không phải lời giải tối ưu
  • Bước hai: đối chiếu lịch với thực tế hằng tuần, hiệu chỉnh định mức thời gian, thời gian chuyển đổi và thời gian chờ vật tư
  • Bước ba: thêm mục tiêu tối ưu như số lần chuyển đổi và tỷ lệ giao đúng hạn, so sánh phương án khi ràng buộc đã ổn định

Mỗi bước đều có điều kiện quay lui: nếu tỷ lệ thực thi lịch thấp hơn mức đã thống nhất trong vài tuần liên tiếp, quay về xếp thủ công chạy song song, sửa định nghĩa ràng buộc rồi mới đi tiếp, thay vì thêm thuật toán.

Tóm lại

Giá trị của hệ thống lập lịch sản xuất không nằm ở độ phức tạp của thuật toán mà ở việc lịch có được tổ sản xuất thực thi và sai lệch có giải thích được hay không: lần này vì sao phải chen đơn, máy này vì sao chuyển đổi liên tiếp, lô hàng này vì sao vẫn trễ. Ba tầng ràng buộc, dữ liệu thực tế ghi ngược, ba bước kèm điều kiện quay lui phải làm chắc thì tối ưu mới có nghĩa. Chen đơn động và tối ưu đa mục tiêu là hướng đang triển khai, thực hiện theo hình thức kiểm chứng chung, không phải cam kết bàn giao.

Đặt lịch trao đổi phương án

Mang theo đường công nghệ, ghi chép chuyển đổi và danh sách ngày giao hiện tại, chúng tôi sẽ đề xuất trình tự triển khai và bản nháp quy tắc theo ràng buộc thực tế của xưởng.

Liên hệ