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AI 排程在做什麼?決策引擎與資料系統

Yeee · 約 3 分鐘
AI 排程在做什麼?決策引擎與資料系統
智慧排程不是丟掉老師傅的經驗,而是把經驗整理成工廠能持續使用的規則。插圖:Hannah
目錄
  1. AI 排程,是一個會「算」排程的決策引擎
  2. 一、把工廠的限制,變成系統看得懂的規則
  3. 二、在試不完的排法裡,搜出好的一種
  4. 三、即時重排
  5. 「AI」不是噱頭,是「比現實快」
  6. 它不取代 ERP,也不取代老師傅
  7. 這類系統長什麼樣
  8. 小結
  9. 參考文獻

上一篇的結論是:ERP 管資料、排程管決策。那麼,一套真的會做決策、會重排的系統,長什麼樣?這就是「AI 排程」。

AI 排程,是一個會「算」排程的決策引擎

回到上一篇講過的落差。Excel 只會「存」排程,不會「算」。AI 排程補的就是「算」。它是一個決策引擎。它的工作是在多到試不完的排法裡,算出一個好的。

它必須做三件 Excel 和 ERP 都做不到的事。

一、把工廠的限制,變成系統看得懂的規則

工廠的限制有這些:機台產能、換線(換模、setup)同一台機從做 A 產品切換到做 B 產品的準備工作:換模具、換料、調機、首件確認。換線期間機台不產出,所以排程會盡量把同類工單排在一起。時間、原料到料、客戶交期、人力班表。它們全部被建模成系統能運算的約束。

老師傅腦中的經驗也變成規則。哪些單適合併著做、哪台機換線快、哪個客戶不能延,這些都寫進系統。排程知識從一個人的腦袋,變成工廠的系統資產。

二、在試不完的排法裡,搜出好的一種

上一篇算過,光是 20 張工單決定先後就有約 10 的 18 次方種排法。真實工廠的規模只會更大。AI 排程不是把這些排法全試一遍。實務上沒有系統這樣做,也不需要。

它做的是相反的事。先用你工廠的限制,把大片不可能的排法直接砍掉。再在剩下的裡面搜尋換線最少、又守得住交期的那一種。所以它給的不是「理論上最好」。它給的是你等得起的時間內找得到、又守得住限制的一版。

拉開差距的是建模、演算法與運算能力。不是人不夠認真。這個規模的組合,人腦本來就算不動。

這個規模在文獻上被算過。Jain 與 Meeran(1999)回顧過確定型 job shop 排程研究。拿 20 個工件配 10 台機台來算。解空間上界是 7.2651 × 10 的 183 次方種。job shop 排程也屬於 NP-hard。就算縮到 3 個工件 3 台機台,仍然是(European Journal of Operational Research 113(2), 390–434)。

要補一句才公道。NP-hard 說的是「這個問題」難,不是「人」不行。老師傅靠經驗跳過大部分選項,照樣排得出可行的一版。吃掉他的是時間。Larco 等人(2018)以現場觀察記錄 7 位生管、19 個 8 小時班次。生管平均每天處理 55 件任務,25.2% 開始後就被打斷(Cognition, Technology & Work 20(1), 1–10)。難的不是想出一版。難的是在被切碎的一天裡,一次又一次算出下一版。

三、即時重排

排程的價值在於重排得快。急單進來、原料晚到、機台故障。AI 排程在幾分鐘內重算出下一版可信排程。它還會告訴你哪些單會被連帶影響。

重排流程三步驟示意圖:左側機台故障造成排程衝突,中間排程引擎即時重算出新的機台時間軸,右側現場依新排程繼續生產
狀況發生時,真正有價值的是在現場等得起的時間內排出下一版。插圖:Hannah

重排成本從「半天」降到「幾分鐘」,工廠才敢跟著現實重排。不再將就用一張過期的表。

「AI」不是噱頭,是「比現實快」

AI 排程的重點不是比老師傅聰明。

老師傅的判斷仍然是核心。他的經驗變成了系統裡的規則。AI 排程贏的是速度與規模。它能在現實變動的速度之內,反覆算出可信的排程。

它不取代 ERP,也不取代老師傅

分工是一條鏈:ERP 餵資料 → 老師傅的經驗變成規則 → 引擎算與重排 → 派工單發到現場的執行指令:這張工單、這台機、什麼時候做。它是排程算完之後的輸出,不是排程本身。下發到現場。

這類系統長什麼樣

以 SARA 生產決策系統為例。它就是工廠裡這一層的決策引擎。接上 ERP 或 Excel 既有的訂單與料況資料。把工廠的限制與經驗建成排程模型。變動發生時,它快速重算。(想看它實際怎麼運作 → AI 排程解決方案

小結

要判斷一套系統是不是真的在做排程決策,看三件事。工廠的限制能不能寫成它看得懂的規則?它會不會自己搜出一版方案?變動發生後多久重排得完?三件做不到,它就還是在「存」排程,不是在「算」。它的價值不在比人聰明,在跟得上現實變動的速度。它和 ERP、和老師傅是分工,不是取代。

走到這裡,你已經懂排程是什麼、現有工具的極限、AI 排程補的是什麼。最後一個問題:導入之後,怎麼知道排程有沒有變好?下一篇談衡量指標。

參考文獻

括號內為研究對象與樣本數。

  1. Jain, A.S. & Meeran, S. (1999). Deterministic job-shop scheduling: Past, present and future. European Journal of Operational Research 113(2), 390–434.(確定型 job shop 排程研究回顧;文中解空間上界與 NP-hard 結論出自此文)連結
  2. Larco, J.A., Fransoo, J.C. & Wiers, V.C.S. (2018). Scheduling the scheduling task: a time-management perspective on scheduling. Cognition, Technology & Work 20(1), 1–10.(7 位生管、19 個 8 小時班次、1,595 筆活動紀錄)連結

常見問題

AI 排程會取代我們的排程人員嗎?

不會,但角色會變。排程人員不再花時間手動試填,而是負責把工廠的限制與經驗維護成規則、判讀系統算出的方案。經驗仍是核心,只是從「手動執行」變成「定義規則與把關」。

導入 AI 排程是不是要先換掉 ERP?

不用。AI 排程吃 ERP 的訂單、BOM、庫存資料運作,兩者互補。ERP 管資料、AI 排程管決策,把資料接起來即可。

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