生产排产技能 (Production Scheduling)

面向工厂 PMC（生产计划控制）岗位的智能排产工具。基于有限能力排程（Finite Capacity Scheduling）算法，自动完成工单排序、工序安排与物料齐套分析。

功能概述

1. 工单管理 - 录入订单/工单信息（产品、数量、交期、优先级）
2. 物料齐套检查 - 自动检查库存与在途物料是否满足生产需求
3. 智能排产 - 基于优先级的有限能力排程算法
4. 甘特图可视化 - 交互式排产结果展示
5. 物料需求计划 - 输出采购/领料建议

数据格式

BOM配置（产品-物料关系）

产品与原材料的对应关系在 assets/bom.csv 中维护：

| 产品 | 原材料 | 单件用量 | 单位 | |------|--------|----------|------| | 电机壳体 | 原材料A | 2.0 | kg | | 电机壳体 | 原材料B | 1.0 | kg | | 电机壳体 | 包装材料 | 0.5 | 个 | | 连接支架 | 原材料A | 1.0 | kg | | 连接支架 | 原材料B | 0.5 | kg |

维护方式：

• 直接编辑 assets/bom.csv 文件
• 或在提交工单时附带 BOM 数据

工单数据（必填）

支持 CSV 或直接描述，字段说明：

| 字段 | 说明 | 示例 | |------|------|------| | order_id | 工单号 | WO2026041201 | | product | 产品名称 | 电机壳体 | | quantity | 数量 | 100 | | due_date | 交期 | 2026-04-20 | | priority | 优先级(1-5,1最高) | 1 | | bom | 物料清单(JSON) | 见下方 |

BOM 示例：

{
  "原材料A": 2.5,
  "原材料B": 1.2,
  "包装材料": 0.5
}

物料库存（必填）

| 字段 | 说明 | 示例 | |------|------|------| | material | 物料名称 | 原材料A | | stock | 库存数量 | 500 | | on_the_way | 在途数量 | 200 | | lead_time | 采购周期(天) | 5 |

工序资源（可选）

| 字段 | 说明 | 示例 | |------|------|------| | process | 工序名称 | CNC加工 | | capacity | 日产能 | 200 | | time_per_unit | 单位耗时(分钟) | 30 |

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排产流程

第一步：数据收集

请按以下格式提供数据：

1. 工单信息（必填）

工单号, 产品名称, 数量, 交期, 优先级
WO001, 电机壳体, 100, 2026-04-20, 1
WO002, 连接支架, 200, 2026-04-22, 2

2. 物料库存（必填）

物料名称, 库存数量, 在途数量, 采购周期(天)
原材料A, 500, 200, 5
原材料B, 300, 100, 3

3. 工序配置（可选，不提供则使用默认参数）

工序名称, 日产能, 单位耗时(分钟)
CNC加工, 200, 30
装配, 150, 20

第二步：数据验证

运行 scripts/scheduler.py 进行数据格式校验：

• 工单字段完整性
• 物料数据有效性
• 交期合理性

第三步：排产计算

排产引擎按以下规则执行：

1. 优先级排序 - 优先级数字越小越优先
2. EDC 法则 - 同优先级按交期从早到晚
3. 有限能力排程 - 按工序产能约束安排起止时间
4. 物料齐套检查 - 标记物料缺口

第四步：结果输出

生成三种输出：

1. 甘特图 - 交互式 HTML 页面
2. 排产明细表 - CSV 格式
3. 物料需求表 - 缺口物料及采购建议

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执行示例

用户输入方式一：结构化数据

请帮我排产，以下是工单数据：
工单号, 产品, 数量, 交期, 优先级
WO001, 电机壳体, 100, 2026-04-20, 1
WO002, 连接支架, 200, 2026-04-22, 2

物料库存：
原材料A: 库存100, 在途200
原材料B: 库存50, 在途100

工序配置：
CNC加工: 日产能200, 单位耗时30分钟
装配: 日产能150, 单位耗时20分钟

用户输入方式二：直接描述

我有3个工单：
1. WO001 电机壳体 100件 4月20日交 优先级1
2. WO002 连接支架 200件 4月22日交 优先级2
3. WO003 底座支架 150件 4月25日交 优先级3

当前库存：原材料A 500kg, 原材料B 300kg
每个电机壳体需要原材料A 2kg, 原材料B 1kg
每个连接支架需要原材料A 1kg, 原材料B 0.5kg
每个底座支架需要原材料A 1.5kg, 原材料B 0.8kg

车间产能：每天可生产200件

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算法说明

优先级规则

| 规则 | 说明 | 适用场景 | |------|------|----------| | EDD | 最早交期优先 | 紧急订单多 | | SPT | 最短工时优先 | 追求效率 | | CR | 关键比率 | 动态优先级 | | FCFS | 先到先服务 | 公平性要求 |

默认使用 EDD+优先级组合。

排产模式

• 正向排程：从最早可用时间开始，计算完成时间
• 反向排程：从交期倒推，确保按时交付

默认使用反向排程模式。

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注意事项

1. 物料数据必须准确，否则齐套分析结果不可靠
2. 工序配置不完整时，系统使用默认参数（单工序、日产能100）
3. 排产结果仅供参考，实际执行需结合车间情况调整
4. 甘特图中红色标记表示物料缺口或产能超负荷

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输出示例

甘特图

• 展示各工单在各工序的时间安排
• 鼠标悬停显示详细信息
• 支持缩放和拖拽

排产明细表

| 工单号 | 产品 | 数量 | 工序 | 开始时间 | 结束时间 | 状态 | |--------|------|------|------|----------|----------|------| | WO001 | 电机壳体 | 100 | CNC | 04-15 08:00 | 04-15 14:00 | ✓ | | WO001 | 电机壳体 | 100 | 装配 | 04-15 14:30 | 04-16 10:00 | ✓ |

物料需求表

| 物料 | 需求总量 | 可用量 | 缺口 | 建议采购量 | 到货时间 | |------|----------|--------|------|------------|----------| | 原材料A | 800 | 700 | 100 | 100 | 04-18 | | 原材料B | 400 | 400 | 0 | - | - |