【摘要】
排产系统上线后,最常见的结局是:系统每天算一份派工建议,操作员看一眼,然后按自己的判断干活。两个月后,没人再打开那个界面。
为什么会这样?因为排产的本质不是优化问题,是协调问题。系统算出的"最优顺序",在操作员眼里可能是"让我连着换三次型、跑一条离我最远的机台、还看不清为什么"。他不执行,不是不懂,是系统没给他的约束让步。
这篇讲三层职责怎么分、六条规则各自适合什么场景、Hot Lot 为什么要设配额、规则为什么不能写死,以及判断一个派工系统有没有真正落地的唯一指标。
【核心要点】
- 三层分开:排产(Scheduling,天级产能分配)、派工(Dispatching,机台选择)、调度(实时干预),三层的输入输出不同
- 派工规则没有普适最优,只有"匹配当前瓶颈";规则选错的成本比不选更高
- Hot Lot 必须设配额(通常 5–10%),不设配额的 Hot Lot 制度会自我毁灭
- 规则要配置化(权重打分表),不写死在代码里;改一次规则要一天,不要一次迭代
- 派工遵从率 < 85%,先查三件事:规则不合理、界面看不见、操作员有隐性约束
- 优化非瓶颈等于制造库存;先找瓶颈,再谈规则
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一、三层职责,别混成一个"排产模块"
| 层次 | 时间尺度 | 输入 | 输出 | 谁负责 |
|---|---|---|---|---|
| 排产 Scheduling | 周 / 天 | 订单交期、产能、可用设备、WIP | 各站点每日投料计划、产能分配 | 计划(PPC) |
| 派工 Dispatching | 分钟 / 小时 | 当前机台状态、待加工队列、优先级、recipe | 下一批上哪台机、按什么顺序 | 系统建议 + 操作员执行 |
| 调度 Intervention | 实时 | 异常(设备宕机、Hot Lot 插入、良率异常) | 调整、插单、改派 | 值班主管 |
三层的经典错误是合并。把排产和派工做成一个模块,结果是:计划改一次,车间乱一天;车间插一单,计划表全废。
关键设计原则:派工不重新排产。派工只在"当前可用的机台 + 当前待加工的批"里做局部最优,不允许它去改天级的投料计划。反过来,排产也不该管"这一批到底上 3 号机还是 5 号机"——那是派工的事,计划没有实时数据,管不了。
二、六条规则与它们的适用场景
没有最好的规则,只有匹配当前瓶颈的规则:
| 规则 | 逻辑 | 适合 | 副作用 |
|---|---|---|---|
| FIFO | 先进先出 | 流程稳定、瓶颈不明显的线 | 交期差、Hot Lot 无法插 |
| EDD | 最早交期优先 | 订单驱动、交期压力大 | 换型频繁,设备效率降 |
| CR(Critical Ratio) | 剩余时间 / 剩余工时,小者优先 | 交期与工时兼顾,最常用 | 参数需要校准,CR 阈值难定 |
| Least Slack | 松弛时间最小优先 | 多品种、交期紧 | 计算依赖准确的工时数据 |
| WIP Balance | 优先补 WIP 低的站点 | 瓶颈漂移的线(后段封装常见) | 容易造成全线 WIP 上升 |
| Setup Avoidance | 同 recipe 批量合并 | 换型损失大的机台(炉管、注入) | 交期退让,需与 CR 联合评分 |
实战结论:单一规则几乎都不够用,用加权评分。典型权重(可按厂调):
Score = w1 × 优先级分(Hot>Super>Normal)
+ w2 × CR 紧迫度
+ w3 × 换型成本(同 recipe 加分)
+ w4 × 下游 WIP 健康度
− w5 × 距机台距离/物流成本
权重表放在配置里,让计划和车间一起调。这一条比选哪条规则重要得多。
三、Hot Lot:不设配额必然自我毁灭
Hot Lot(加急批)是 Fab 政治的具象化。每条 Hot Lot 都自称最急,而 Hot Lot 的破坏力被严重低估:一条 Hot Lot 在瓶颈机台上插队,可能拖慢后面 30–50 条正常批,累计延误可能超过它自己节省的时间。
必设三条约束:
1. 配额。Hot Lot 占在制比例上限通常 5–10%。超配额时,系统不拒绝,但强制走审批并计入台账——让"加急"变成有成本的决策,而不是一句话。
2. 有效期。Hot Lot 标记默认 24 小时或 3 个工序内失效,需要续期。不设有效期的结果是:三个月后 40% 的批都是 Hot Lot,等于没有优先级。
3. 代价可见。每次 Hot Lot 插队,系统记录"被它推后的批 + 预计延误时长",每周出一张表给计划和销售看。让加急的人看见代价,是唯一能压住 Hot Lot 通胀的机制。
配套一个技巧:给 Hot Lot 设专用通道,而不是让它插所有人的队。比如留一台非瓶颈机台/一个时段专跑加急,避免它在瓶颈上反复插队。
四、规则不能写死在代码里
这是交付质量的硬指标。判断一个排产系统做得好不好,看一件事:计划经理想改一条规则,需不需要找开发?
需要找开发 = 失败。因为 Fab 的规则三个月必变一次(新产品导入、瓶颈转移、客户结构变化),每次变更走需求、排期、发版,等上线时业务已经又变了。最后的结果是系统里的规则永远落后现实半年。
正确的做法:
- 规则 = 可配置的评分函数,权重、参数、阈值全部在配置表;
- 规则支持版本与生效时间,改之前先模拟,模拟结果和当周实际对比,确认改善再启用;
- 规则变更留痕:谁改的、为什么改、模拟结果如何。半年后复盘时这是唯一依据;
- 支持按线体/机台群配置不同规则。前段和后段的瓶颈性质完全不同,一套规则管全厂必然一头不适。
模拟能力是关键。上线前用历史 4 周数据回放,对比"新规则 vs 现有规则"的交期达成率、平均 Cycle Time、换型次数。三个指标里至少两个改善,才允许上线。没做模拟就上线的规则变更,本质是拿产线做实验。
五、遵从率:唯一的落地指标
派工建议做得再漂亮,操作员不执行就等于零。唯一有意义的指标是派工遵从率:
遵从率 = 实际执行与建议一致的派工次数 / 总派工次数
健康值 > 85%。低于这个数,先查三件事,顺序不能换:
第一,规则是不是不合理。最常见的原因:规则只看交期,不看操作员的物理约束。建议他去 200 米外的机台取一批,而他手上还有三批要处理——他当然不执行。规则要接入物流距离、机台可达性。
第二,界面是不是看不见。派工建议藏在三级菜单里、需要手动刷新、字体太小、不显示"为什么选它"。正确做法:工位大屏常驻显示,每条建议带一句理由("CR=0.6,同 recipe 换型省 40 分钟")。
第三,是不是有隐性约束没被建模。操作员知道一些系统不知道的事:这台机的机械手有点卡、这批片的载具要换、某某设备工程师正在调机。这些约束要提供"人工否决 + 原因码"入口,否决数据每周汇总——高频否决原因就是下一版规则的需求清单。
反过来,遵从率 100% 也不是好事。那说明操作员放弃了判断,闭眼执行。健康状态是 85–95%:大部分执行,少数有理由的否决,且否决原因可追溯。
六、先找瓶颈,再谈规则
排产的目的是让瓶颈不停。优化非瓶颈,只会制造库存。
识别瓶颈的两个信号:
- WIP 持续堆积的站点(队列长度 > 该站点 8 小时产能);
- 利用率 > 90% 且 Cycle Time 波动大的机台群。
找到瓶颈后的三个动作,按优先级:
- 保瓶颈不闲:瓶颈机台的派工规则要最激进(宁可在它前面堆 WIP,也不能让它等料);瓶颈机台的 PM 尽量安排在计划停机窗口;瓶颈机台的换型要合并批次。
- 非瓶颈服从瓶颈:非瓶颈机台的派工规则应该"限流"——不让它冲太快,产出堆在瓶颈前只是变成库存。这是反直觉的,很多厂的 KPI 是按机台利用率考核,结果全厂都在冲,WIP 爆掉。
- 瓶颈会漂移:每周重算一次瓶颈在哪。产品结构一变,瓶颈可能从前段光刻移到后段测试。规则跟着瓶颈走,不跟着习惯走。
最后一个数字判断:Cycle Time 和 WIP 的关系(Little's Law)。CT = WIP / 产出率。当 WIP 上升到某个点,CT 开始非线性上升,那个点就是这条线的最佳 WIP 水平。超过它继续投料,产出不增、CT 暴涨,这是排队论里最可靠的结论,也是"越忙越乱"的数学解释。
七、可复用点
- 三层分职:排产定投料、派工选机台、调度管异常;派工不重新排产。
- 不用单一规则,用加权评分;权重表配置化,计划和车间共同维护。
- Hot Lot 三约束:配额 5–10%、有效期 24h、代价可见(每周出表)。
- 规则必须可配置、可版本化、可模拟;没跑过历史回放的规则不许上线。
- 遵从率 85–95% 为健康;低于 85% 按「规则不合理 → 界面看不见 → 隐性约束」顺序查。
- 先定瓶颈再定规则;非瓶颈要限流不要冲量;每周重算瓶颈位置。
- 用 Little's Law 定最佳 WIP:CT = WIP / 产出率,找到 CT 非线性起跳的那个点。
下一篇讲物料与批次追溯:Genealogy 怎么建才不断链——从原材料到成品,中间隔了十几层加工、多次拆合、多次换载具,追溯链断在哪一环,通常在设计阶段就注定了。
判断口诀:派工不是选最早的那批,是选让瓶颈不闲的那批;瓶颈之外的优化,都是在制造库存。