基于MES的生产计划与排程优化系统

为应对多品种、小批量、交期紧的生产挑战，提升计划准确性与执行效率，拟构建基于制造执行系统（MES）的生产计划与排程优化系统，实现从“经验驱动”向“数据驱动”的转变。 

一、系统目标

集成MES实时数据与高级计划排程（APS）算法，构建动态、可视、智能的排程体系。实现订单交付周期缩短15%，生产计划达成率提升至95%以上，设备与人力等资源利用率优化10%-15%，显著降低计划调整频次与生产等待时间。

二、系统架构与功能

1.数据集成中心：

对接ERP系统，获取主生产计划（MPS）、客户订单、物料需求计划（MRP）。

对接MES系统，实时获取设备状态（运行、停机、维护）、在制品（WIP）进度、工序实绩、人员配置、物料齐套情况等动态数据。

集成BOM、工艺路线、标准工时、设备能力等静态基础数据。

2.核心优化引擎（APS）：

采用约束理论（TOC）、遗传算法或混合整数规划等优化算法。

考虑多重复杂约束：设备能力与专用性、工序先后逻辑、换模时间（SMED）、人员技能、物料供应、订单优先级、交货期等。

支持多种排程模式：有限能力排程（FCS）、基于事件的动态重排、模拟推演（What-ifAnalysis）。

3.智能排程与可视化：

自动生成全局最优或近优的详细生产作业计划（到机台、到工序、到时间段）。

提供甘特图、资源负荷图等可视化工具，直观展示计划排布与资源占用。

实时预警：对物料短缺、设备瓶颈、交期风险进行提前预警。

4.闭环执行与反馈：

优化后的计划自动下达至MES系统指导生产执行。

MES实时反馈实际开工、完工、异常中断等信息，驱动APS引擎动态调整后续计划，形成“计划-执行-反馈-再计划”的闭环。

三、实施关键点

数据准确性：确保MES基础数据（工艺、工时、设备状态）的及时性与准确性是系统成功前提。

规则定义：清晰定义排程优先级规则（如按交期、按客户等级、按库存）与约束条件。

用户协同：计划员、调度员深度参与，系统提供人机协同调整界面，兼顾算法优化与管理经验。

四、预期效益

系统将大幅提升计划科学性与响应速度，有效缓解生产瓶颈，减少在制品积压，保障订单准时交付，增强生产透明度与管控能力，为企业精益生产和柔性制造提供核心支撑。