Workshop planlegging

Den planlegging av verkstedet er å organisere i gang driften av et verksted for den beste bruk av menneskelige ressurser og materiale er tilgjengelig for å frembringe de ønskede mengder i den tildelte tid.

Grunnleggende konsepter for planlegging

Oppgaver

En oppgave i er en elementær arbeidsenhet lokalisert i tid av en startdato t i eller en sluttdato c i , hvis ytelse er preget av en varighet p i (på a ) I tillegg bruker oppgave i en (eller flere) ressurs k med en intensitet som ofte antas å være konstant under utførelsen av oppgaven. ci = ti + pi.aik

I noen problemer kan oppgaver utføres i biter, og fletter de forskjellige biter sammen for å holde ressursene inaktiv så lite som mulig. I andre, tvert imot, kan du ikke avbryte en oppgave når den har startet. Vi snakker da henholdsvis om forebyggende og ikke-forebyggende problemer.

Ressurser

En ressurs k er et teknisk eller menneskelig middel som kreves for å utføre en oppgave og tilgjengelig i begrenset mengde, dens kapasitet A k .

Det er flere typer ressurser. En ressurs kan fornyes hvis den, etter å ha blitt brukt av en eller flere oppgaver, igjen er tilgjengelig i samme mengde (personer, maskiner, plass osv.); mengden ressurser som brukes når som helst er begrenset. Ellers er det forbruksmateriell (råvare, budsjett osv.); det totale forbruket (eller akkumuleringen) over tid er begrenset.

Det skilles også mellom disjunktive (eller ikke-delbare) ressurser som bare kan utføre en oppgave om gangen (maskinverktøy, manipulatorrobot) og kumulative (eller delbare) ressurser som kan brukes av flere oppgaver samtidig (team av arbeidere) , arbeidsstasjon).

Begrensninger

Tidsbegrensninger

Tidsbegrensninger inkluderer vanligvis:

de tildelte tidsbegrensningene, vanligvis som følge av administrasjonsmessige imperativer og knyttet til tidsfrister for oppgavene (for eksempel leveringstid) eller til den totale varigheten av et prosjekt;
begrensningene fra kjent teknikk og mer generelt begrensningene for teknologisk sammenheng, som beskriver den relative plasseringen av visse oppgaver i forhold til andre (f.eks. begrensninger i rekkevidde i tilfelle verkstedproblemer);
planleggingsbegrensninger knyttet til respekt for arbeidstid osv.

Disse begrensningene kan alle uttrykkes ved hjelp av potensielle ulikheter som pålegger en minimumsavstand mellom to bestemte øyeblikk knyttet til oppgavene (oftest startdatoene).

Ressursbegrensninger

Ressursbegrensninger gjenspeiler det faktum at de er tilgjengelige i begrenset mengde (deres kapasitet).
Det er to typer ressursbegrensninger, knyttet til ressursens disjunktive eller kumulative natur.

For disjunktive ressurser, er et par oppgaver (i, j) som bruker den samme ressursen, knyttet til disjunksjonsparet . Paret av disjunksjon er oversatt av . Mer enkelt, oppgavene må utføres etter hverandre (i <j eller ellers j <i). $(i<j)\vee (j<i)$ $(t_{j}\geq t_{i}+p_{i})\vee (t_{i}\geq t_{j}+p_{j})$
For kumulative ressurser må summen av samtidig ressursbehov for oppgaven være mindre enn ressurskapasiteten. La for en gitt tidsplan være settet med oppgaver som bruker ressursen k på tidspunktet t: La a i være intensiteten som oppgaven jeg bruker en ressurs med (det antas å være konstant for hver oppgave i), og kapasiteten til ressursen k (tilgjengelig mengde k). Så $T_{k}(t)={i\in 1,...,n{\mbox{ avec }}t\in [t_{i},t_{i}+p_{i}[}$ .Ak $\forall t,\sum _{i\in T_{k}(t)}a_{i}\leq A_{k}$

Planlegging av forskjellige typer produksjonsverksteder

En veldig utbredt klassifisering av verksteder, fra planleggingssynspunktet, er basert på maskinens forskjellige konfigurasjoner. De mest kjente modellene er de fra en enkelt maskin, parallelle maskiner, et enkeltveisverksted eller et flerveisverksted.

Enkelt maskin
Parallelle maskiner
Enveis workshops (Flow Shop)
Workshops med flere stier (Job Shop)
Andre konfigurasjoner

Unik maskin

I dette tilfellet blir alle oppgavene utført av en enkelt maskin. Oppgavene består da av en enkelt operasjon som krever samme maskin. En av de interessante situasjonene der vi kan møte denne typen konfigurasjoner, er tilfellet der vi står overfor et produksjonssystem som består av en flaskehalsmaskin som påvirker hele prosessen. Studien kan da begrenses til studiet av denne maskinen.

Parallelle maskiner

I dette tilfellet har vi et sett med identiske maskiner for å utføre arbeidet. Jobbene består av en enkelt operasjon og en jobb krever bare en maskin. Planlegging utføres i to faser: den første fasen består i å tildele maskinene arbeidet og den andre fasen består i å etablere sekvensen for utførelse på hver maskin.

Enveis workshops (Flow Shop)

Et enkeltveisverksted er et verksted der produktutviklingsprosessen sies å være “lineær”, dvs. når prosesseringstrinnene er identiske for alle produserte produkter. Avhengig av produkttypene skilles det mellom kontinuerlig produksjon og diskret produksjon. Kontinuerlig produksjon kjennetegnes av fluiditeten i prosessen og eliminering av lagring. Dette er spesielt tilfelle i raffinerier, sementanlegg, papirfabrikker ... Den diskrete masseproduksjonen gjelder hovedsakelig forbrukerprodukter produsert i kjeden (f.eks. Bil, det meste av tekstilfeltet, maskinverktøy …).

I begge tilfeller kan maskinene være dedikert til en bestemt operasjon, og installeres i henhold til deres sekvens av inngrep i produksjonsområdet.

Et av hovedmålene for en enkeltveisbutikk er å finne en rekke oppgaver i hånden som respekterer et sett med begrensninger og som minimerer den totale produksjonstiden. Blant egenskapene til et problem i denne kategorien:

det er i det minste n! forskjellige løsninger der n er antall jobber som skal utføres. Merk at n! = n * (n-1) * (n-2) .... * 1;
problemet er NP-hardt bortsett fra versjoner med to maskiner og noen spesielle tilfeller med tre maskiner;
høy produktivitet, men lav fleksibilitet .

Workshops med flere stier (Job Shop)

Multi-Path Workshops (MCAs) er produksjonsenheter som behandler en rekke individuelle produkter, hvis produksjon krever forskjellige typer maskiner i forskjellige sekvenser. En av egenskapene til en flerveisbutikk er at etterspørselen etter et bestemt produkt vanligvis er av lite til middels volum. Et annet kjennetegn er variasjon i drift og en stadig skiftende produktmiks. Dermed er det nødvendig at systemet er fleksibelt. Generelt sett er fleksibilitet evnen til et system til å svare på variasjoner i miljøet.

Det mest vurderte målet for en flerveisbutikk er det samme som det som vurderes for en enveisbutikk, nemlig å finne en sekvens av oppgaver på maskinene som minimerer den totale produksjonstiden.

Figuren nedenfor viser et eksempel på en flerveisbutikk med fire jobber og seks maskiner.

Noen av egenskapene til et planleggingsproblem i et flerveisverksted:

antall mulige løsninger er i størrelsesorden (n!) m, hvor n er antall oppgaver som skal utføres og m antall maskiner. Merk at en oppgave betyr det samme som en jobb.
problemet er NP-vanskelig og regnes som et av de vanskeligste problemene å håndtere.

Andre konfigurasjoner

Hovedkategoriene, som er lineære produksjonsverksteder (Flow Shop) og multi-path workshops (Job Shop) er ikke de eneste modellene i bransjen. Flere andre mellomkategorier eksisterer, hvorav de mest kjente er:

hybrid flow shop-verksteder: dette er flow shop-verksteder der et gitt "gulv" i produksjonen kan leveres av flere maskiner parallelt. I denne typen verksteder går alt arbeid gjennom hver etasje og rekkefølgen på gulvene er den samme for hver jobb. Denne typen verksteder kalles også et “enveis verksted med maskiner med flere enheter”;
åpne butikker: hvert produkt som skal behandles må gjennomgå et sett med operasjoner på et sett med maskiner, men i en helt gratis bestilling;
de fleksible verkstedene : Disse verkstedene er preget av et høyt automatiseringsnivå, og søker dermed et kompromiss mellom fleksibilitet og produktivitet. De danner grunnlaget for flerveisverksteder der hovedoppgavene (lagring, prosessering av deler, håndtering osv.) Automatiseres.

Referanser

P. Lopez og F. Roubellat, produksjonsplanlegging, Hermes Science Europe Ltd, 2001
C. Gagné, Industrial scheduling: metaheuristic resolution strategies and multiple goals, PhD Thesis, 2001
B. Grabot, Planlegging av produksjonsverksteder, Ingeniørteknikker Doc AG 3 105
B. Montreuil, organisering av fraktal layout for jobbbutikk, int. j. prod. res., 1999, vol. 37, nr. 3, 501-521