预制混凝土产品的生产排程

预制混凝土工厂的运行涉及从混凝土配料到浇筑、养护、脱模、精整再到堆场发运的多工序加工——所有工序共享一座配料站，混合使用专用与共享浇筑床，并以养护延迟为排程关键制约因素。本指南介绍如何在 Schantt 中对该流程进行建模，配置按产品族的工艺路线（Routing）与换线感知（Changeover-aware）的设备组，并构建一个能够同时考虑养护等待、班次模式以及跨越四个生产工序（Stage）的物料转运的生产排程（Schedule）。

本指南以一个根据行业研究组合而成的虚构企业为背景；所有名称、参数与数据均为示例用途。

行业背景

一家生产结构梁、空心板及市政产品的预制混凝土工厂，其生产过程经历四个不同的生产工序（Stage），各工序之间由物料搬运延迟与养护等待相连接。流程始于配料工段，一台单锅搅拌机以每 8 分钟 3.0 m³ 的周期运行——满负荷时每小时 22.5 m³。混凝土通过料斗提升机与吊罐运输至浇筑区，从配料到第一个浇筑床的交接时间为 10 分钟。

浇筑在两类设备上进行：五张长线预应力浇筑床（每张 100 米，由结构梁与空心板共用）以及三张用于市政产品的独立模具工位。一根结构梁浇筑消耗 18.5 m³ 混凝土，分 6 batch（批次），占用配料站 48 分钟，在浇筑床上占用 120 分钟（90 分钟浇筑加 30 分钟振捣密实）。一块空心板浇筑消耗 2.0 m³——单次 8 分钟配料——在浇筑床上占用 30 分钟。一件市政产品浇筑消耗 2.4 m³，一次 8 分钟配料，在模具工位占用 60 分钟（45 分钟浇筑加 15 分钟振捣密实）。

浇筑完成后，每件产品都进入养护等待。结构梁与空心板采用蒸汽养护：结构梁 10 小时，温度 65–75 °C；空心板 8 小时。市政产品在常温下养护 18 小时后方能达到初凝强度。这些养护延迟连续计算——周末与夜间均计入时间——占整个从浇筑到发运周期的 40–55%，是交付期的最主要构成因素。

脱模与精整工序（Stage）进行拆模、修补表面缺陷并准备发运。结构梁的脱模耗时 45 分钟，精整 60 分钟（合计 105 分钟）。市政产品速度更快：脱模 30 分钟加精整 30 分钟。空心板完全跳过此工序——其挤出表面无需修补。精整区实行单班制（06:00–14:00），反映三座精整工位由一组固定人员操作。精整完成的产品由桥式起重机转运至堆场，转运时间 15 分钟，并从单一堆场大门发运。

模具换线会增加大量非生产时间。将长线浇筑床从结构梁配置切换为空心板配置需要 90 分钟（清理、涂油、重设侧模）。精整工位从结构梁切换为市政产品配置需要 30 分钟。五张长线床由两个产品族（Product Class）共享，单座配料站则为所有浇筑工位供料——每个排序决策都会影响下游产能与总生产时间。

Meridian Precast 在 6,200 m² 的工厂中拥有 85 名员工，生产三类产品族（Product Class），跨越四个生产工序（Stage），由两人排产团队负责排程（Scheduling）。

工艺概览

flowchart LR
  CB["混凝土配料<br/>1 台设备, batch"] --> C["浇筑<br/>8 台设备, batch"]
  C --> D["脱模与精整<br/>3 台设备, batch"]
  D --> YD["堆场发运<br/>1 台设备, flow"]
  C -.->|"空心板 & 市政产品跳过脱模<br/>（共享养护桥, 1,095 分钟）"| YD

产品走各自的类别专属路线：结构梁经过全部四个工序（Stage）；空心板与市政产品均跳过脱模与精整，通过同一条共享的浇筑→堆场发运养护桥（1,095 分钟）直接连接。

结构梁遍历全部四个工序（Stage）。空心板与市政产品均跳过脱模与精整，通过同一条共享的 1,095 分钟养护等待转移时间（Transfer Time）从浇筑直接桥接至堆场发运——Schantt 每对工序（Stage）仅允许设置一个转移时间（Transfer Time），因此空心板较快的 8 小时蒸汽养护使用了与市政产品 18 小时常温养护相同的保守长等待值。

排产挑战与 Schantt 的应对方案

Meridian Precast 的场景为按单生产（Make-to-order）：订单在要求装运日前 2–6 周到达，排产团队根据固定的客户任务列表构建前瞻性计划。Schantt 最小化总生产时间——即所有任务的总完工时间（Makespan）——从选定的开始日期向前排产。本指南假定实际排产周期为一到两周，覆盖中等规模预制工厂的典型订单量。

Schantt 提供两种主动排程（Scheduling）优化模式。在 Auto 模式下，算法从头决定任务顺序、设备分配与时间安排——在排序自由度可接受且优化器能对同类产品进行聚类以减少换线（Changeover）时效果最佳。在 Semi-Auto 模式下，排产人员提供固定的生产顺序，算法在其中优化设备分配，保留所选顺序。两种模式均尊重工作日历（Calendar）、换线（Changeover）、转移时间（Transfer Time）和设备可用性。

Schantt 擅长处理的问题

• 含共享上游瓶颈的批次工序（Batch-stage）排序。 配料站建模为单台 batch 型工序（Stage）设备，配备其周期时间（Cycle Duration）与批量大小（Batch Size）。每次浇筑都通过该工序（Stage）排序——没有两次浇筑能同时取用混凝土，排程（Schedule）如实反映配料站的实际小时产出。
• 含换线感知（Changeover-aware）排程的多设备浇筑。 浇筑床在同一个浇筑工序（Stage）内分组为平行设备。当一张床从一个产品族（Product Class）切换到另一个产品族（Product Class）时，模具清理与复位时间作为该设备的方向性换线（Directional Changeover）录入。优化器倾向于选择能够通过聚类同类产品来减少总换线时间的顺序。
• 含工序跳过（Stage Skipping）的按产品族工艺路线（Per-class Routing）。 每个产品族（Product Class）获得自己的工艺路线（Routing）。空心板跳过脱模与精整；市政产品也同样跳过。不在产品族（Product Class）工艺路线（Routing）中的工序（Stage）不会产生工序（Operation）、设备分配或甘特图（Gantt Chart）行。桥接转移时间（Transfer Time）将养护延迟应用于跨越的空缺。
• 工序间等待作为计划前向延迟。 蒸汽养护（8–14 小时）与常温初凝（18 小时）建模为转移时间（Transfer Time）——计划中的前向延迟，不分配设备。养护缺口出现在时间线上，下游工序（Operation）只有在经过该时间后才开始。
• 基于顺序的换线作为每台设备的方向性设置时间。 模具换线因产品族（Product Class）对而异，且切换方向不同时持续时间也不同。Schantt 将每台设备上每个方向的换线（Changeover）分别录入，使优化器能考虑每次转换的实际设置时间，而非单一均值。
• 含班次模式与例外的工作日历感知可用性。 浇筑实行两班制（06:00–22:00），精整实行一班制（06:00–14:00），默认工作日历（Calendar）适用于配料与堆场发运。每个区域使用各自的工作日历（Calendar），节假日与维护窗口从工作时间内扣除。

Schantt 如何应对各项挑战

1. 共享配料站逐次排序每次浇筑。

• 单座配料站为所有浇筑工位供应混凝土。一根结构梁浇筑需要 6 batch（批次），每批 8 分钟——独占配料站 48 分钟——在此期间没有其他浇筑可以开始。一个同时生产结构梁、空心板和市政产品的典型工作日可能要求 20 batch（批次）或更多，使配料站在上午浇筑窗口期满负荷运转。
• 配料站建模为混凝土配料工序（Stage）上的一台专用设备，每周期产能 3.0 m³，周期时间（Cycle Duration）8 分钟。每个需要混凝土的任务首先通过该工序（Stage），排程（Schedule）按顺序安排每batch（批次）——两次浇筑在搅拌机上没有重叠。配料站的工作日历（Calendar）（两班制，周一至周五）确保配料只在人员到岗时运行，每周维护停机扣除周一第一个小时。甘特图（Gantt Chart）将每batch（批次）显示为配料站上的一个工序（Operation），排产人员可随时查看搅拌机何时可用于下一次浇筑。

2. 当产品在共享床上混产时，模具换线消耗数小时的有效床时间。

• 五张长线床在结构梁与空心板之间共享。每次从一个产品族（Product Class）切换到另一个产品族（Product Class）需要 90 分钟用于清理、涂油和重设侧模。在相同床上混合两种产品类的排程（Schedule）每天可能累积 6–10 小时的换线（Changeover）时间，直接减少浇筑产能。
• 每张共享长线床（Bed 01 至 Bed 05）都有方向性换线录入：结构梁转空心板 90 分钟，空心板转结构梁 90 分钟。精整工位有结构梁转市政产品 30 分钟和市政产品转结构梁 30 分钟的录入。通过将换线设置为每台设备、每对产品族（Product Class）的持续时间，优化器会在导致更短总排程（Schedule）时对同一产品族（Product Class）的任务进行分组。排产人员可以直接在生产排程改进中看到被避免的换线（Changeover）。

3. 养护等待在浇筑与下一道有效工序之间增加了 8–18 小时的被动等待。

• 结构梁蒸汽养护 10 小时，空心板 8 小时；市政产品常温初凝 18 小时。这些等待连续运行——周末与夜间均计入——但没有任何设备在作业。仅养护时间就占从浇筑到发运周期的 40–55%，周五傍晚浇筑的产品虽然在周末完成养护，但直到周一早上（脱模人员 06:00 上班）才能脱模，从而增加了 48 小时的等待。
• 每种养护制度都被建模为浇筑与目标工序（Stage）之间的转移时间（Transfer Time）。结构梁使用 600 分钟（10 小时）的转移至脱模与精整。空心板与市政产品共享一个从浇筑直接到堆场发运的 1,095 分钟桥接（1,080 分钟常温养护加 15 分钟起重机转运），跳过脱模工序（Stage）——因为 Schantt 每对工序（Stage）仅允许设置一个转移时间（Transfer Time），两个产品类都使用这个保守的 18 小时等待值，空心板较快的 8 小时蒸汽养护使用相同的更长共享值建模。该转移在连续时间上运行——排程（Schedule）在夜间与周末连续推进——因此养护延迟按实际时钟分钟数计算，而非按工作日历（Calendar）工作时间。在甘特图（Gantt Chart）上，浇筑工序（Operation）与下游工序（Stage）之间的间隙显示为一个未分配的时间间隔；排产人员可以准确看到脱模何时可以开始。

4. 单班脱模造成养护完成与下一工序之间的空闲时间。

• 脱模与精整工序（Stage）在三个精整工位上实行一班制（06:00–14:00）。当蒸汽养护在 03:00 完成时，产品在床上等待三个小时直到人员到岗。在五张长线床上，这个人员空闲缺口每天可能损失 15 床小时。周末缺口更大：周五傍晚浇筑的产品周六早上完成养护，但脱模要等到周一 06:00 才能开始。
• 三个精整工位（Finishing Station 01 至 Finishing Station 03）分配了专用的单班制工作日历（Calendar）（周一至周五，06:00–14:00）。由于脱模与精整工序（Stage）拥有自己的工作日历（Calendar），排程（Schedule）不会在这些时间之外在这些设备上安排工作。该工序（Stage）之前的养护转移时间（Transfer Time）在连续时间上运行，因此当养护在 03:00 完成时，下游工序（Operation）在 06:00 开始——排程（Schedule）正确考虑了空闲缺口而无需手动调整。排产人员在甘特图（Gantt Chart）上可以看到养护到脱模的缺口，即转移结束与精整工序（Operation）开始之间的间隔。

在 Schantt 中需要建模的内容

预制混凝土生产线的生产模型由五个一级实体（Entity）构成。下表显示 Meridian Precast 场景中各实体的数量，与数据集完全对应。

分步设置

1. 按生产顺序创建工序（Stage），然后设置转移时间（Transfer Time）。 按顺序定义四个工序（Stage）——混凝土配料（位置 1, batch）、浇筑（位置 2, batch）、脱模与精整（位置 3, batch）、堆场发运（位置 4, flow）。在每个工序（Stage）的详情页面，设置相邻工序之间的转移时间（Transfer Time）：

• 混凝土配料 → 浇筑：10 分钟（吊罐转运，所有产品类通用）
• 浇筑 → 脱模与精整：600 分钟（蒸汽养护，仅结构梁）
• 浇筑 → 堆场发运：1,095 分钟（空心板与市政产品的共享养护桥——Schantt 每对工序（Stage）仅允许设置一个工厂级转移时间（Transfer Time），因此两个产品类均使用保守的 18 小时等待值；空心板 8 小时蒸汽养护以该更长共享值建模）
• 脱模与精整 → 堆场发运：15 分钟（起重机转运，结构梁）

养护转移时间（Transfer Time）在连续时间上运行（24 小时，7 天）——没有工作日历（Calendar）会停止它们。跳过桥接（浇筑→堆场发运）确保空心板与市政产品虽然绕过脱模与精整，但仍有一个养护等待被应用——两个产品类共享相同的 1,095 分钟桥接值。

2. 为每个工序（Stage）添加设备（Machine）。 按工序（Stage）创建设备列表：

• 混凝土配料： 配料站（一台设备）
• 浇筑： Long-line Bed 01 至 Long-line Bed 05（五台设备，由结构梁与空心板共享），以及 Individual Mold Station 06 至 Individual Mold Station 08（三台设备，用于市政产品）
• 脱模与精整： Finishing Station 01 至 Finishing Station 03（三台设备）
• 堆场发运： Yard Gate（一台设备）

3. 创建产品族（Product Class）并定义按产品族的工艺路线（Per-class Routing）。 创建三个产品族（Product Class）——预制结构梁、空心板、市政产品——各单位设为"件"。在每个产品族（Product Class）详情页面，通过按位置顺序选择该产品类所经过的工序（Stage）来定义工艺路线（Routing）：

• 结构梁：全部四个工序（Stage）（混凝土配料 → 浇筑 → 脱模与精整 → 堆场发运）
• 空心板：混凝土配料、浇筑、堆场发运（完全跳过脱模与精整）
• 市政产品：混凝土配料、浇筑、堆场发运（完全跳过脱模与精整）

将所有工艺路线（Routing）的部分转移（Partial Transfer）设为关闭——每次浇筑以整批数量移交至下一工序（Stage）。

4. 为每个产品类添加一个代表产品（Product）。 创建三个产品（Product），各自链接到其产品族（Product Class）：

• 结构梁： I-Girder-36M（预制结构梁类）
• 空心板： HC-Slab-12M（空心板类）
• 市政产品： Manhole-1200（市政产品类）

为每个产品（Product）分配一个标识颜色（例如结构梁蓝色、空心板绿色、市政产品橙色），使甘特图（Gantt Chart）以不同颜色呈现每个产品类。

5. 在每个设备（Machine）详情页面设置设备产能参数与换线（Changeover）。 在产品族（Product Class）已创建的基础上，配置加工参数与方向性换线（Directional Changeover）：

• 配料站——加工时间：
• 结构梁：批量大小（Batch Size）18,600 kg，周期时间（Cycle Duration）48 分钟（6 批 × 8 分钟）
• 空心板：批量大小（Batch Size）5,000 kg，周期时间（Cycle Duration）8 分钟
• 市政产品：批量大小（Batch Size）6,000 kg，周期时间（Cycle Duration）8 分钟
• 配料站——换线（方向性，按对）：
• 结构梁 ↔ 空心板、结构梁 ↔ 市政产品：各方向 10 分钟
• 空心板 ↔ 市政产品：各方向 5 分钟
• Long-line Bed 01 至 Bed 05——加工时间： 结构梁周期时间（Cycle Duration）120 分钟，批量大小（Batch Size）18,600 kg；空心板周期时间（Cycle Duration）30 分钟，批量大小（Batch Size）5,000 kg
• Long-line Bed 01 至 Bed 05——换线（Changeover）： 结构梁与空心板之间各方向 90 分钟
• Individual Mold Station 06 至 Station 08——加工时间： 市政产品周期时间（Cycle Duration）60 分钟，批量大小（Batch Size）6,000 kg
• Finishing Station 01 至 Station 03——加工时间： 结构梁周期时间（Cycle Duration）105 分钟，批量大小（Batch Size）18,600 kg
• Finishing Station 01 至 Station 03——换线（Changeover）： 结构梁与市政产品之间各方向 30 分钟
• Yard Gate——吞吐量（Throughput）： 结构梁 0.5 件/小时、空心板 2.0 件/小时、市政产品 1.0 件/小时

6. 配置工作日历（Calendar）、例外与停机时间。 创建两个工作日历（Calendar）：

• 标准（两班制）——默认工作日历： 周一至周五，06:00–22:00。应用于混凝土配料、浇筑与堆场发运（并作为团队默认值）。
• 脱模（单班制）： 周一至周五，06:00–14:00。作为设备级工作日历覆盖，分配给 Finishing Station 01 至 Finishing Station 03。

添加四个非工作日历例外：元旦（1月1日）、国际劳动节（5月1日）、圣诞节（12月25日）与除夕（12月31日）。全部设为非工作日。

添加两个示例性停机（Downtime）条目：每周配料站维护窗口（周一 06:00–07:00，用于搅拌机桨叶检查与校准）与每年两次的全厂床上检查（6月15日 06:00–08:00，影响所有浇筑设备）。

有关在 Schantt 中配置每项的详细步骤说明，请参见 Schantt 文档。

常见错误

1. 对共享床上的所有产品对使用单一笼统换线值。 在长线床上使用同时覆盖结构梁转空心板和空心板转结构梁的单一换线值，或者忽略了精整工位换线的做法，会降低排程（Schedule）质量，因为优化器无法区分快速与慢速转换。修正方法： 在每台服务于多个产品族（Product Class）的设备上输入方向性按对换线持续时间。使用实际时间——床模换线 90 分钟，精整工位切换 30 分钟——而不是单一中值。

2. 遗漏跳过工序（Stage）的产品类的桥接转移时间（Transfer Time）。 空心板与市政产品绕过脱模与精整，但在到达堆场发运之前仍然需要一个养护等待。如果没有从浇筑直接到堆场发运的桥接转移时间（Transfer Time），排程（Schedule）会将这些产品在浇筑后立即放入堆场——养护延迟消失了。修正方法： 在浇筑工序（Stage）的详情页面上，创建一个由两个产品类共享的单一浇筑→堆场发运转移时间（Transfer Time），设为 1,095 分钟（Schantt 每对工序（Stage）仅允许设置一个工厂级转移时间）。排程（Schedule）随后将应用养护延迟，即使中间工序（Stage）不存在——空心板较短的 8 小时蒸汽养护使用与市政产品相同的保守 18 小时等待值建模。

3. 将钢筋笼准备建模为单独的工序（Stage）。 钢筋笼准备从上游平行流程供应浇筑线。将其添加为工序（Stage）会创建 Schantt 不支持的汇合路线——两个独立的工作流（钢筋笼与模具）在一个下游工序（Stage）汇合。修正方法： 将钢筋笼准备时间吸收到浇筑工序（Stage）的加工窗口内。假设钢筋笼已提前准备并在床旁就位；每个产品的浇筑工序（Stage）持续时间已在准备窗口之上包含了浇筑与振捣密实时间。

4. 将所有设备设置为相同的工作日历（Calendar），未考虑单班脱模人员配置。 如果每台设备都使用默认的两班制工作日历（Calendar），精整工位的可用时间为 06:00–22:00——但实际上只有一组人员负责脱模与精整区域的操作。排程（Schedule）会在第二班安排无法配备人员的工序（Operation）。修正方法： 将脱模（单班制）工作日历（Calendar）作为设备级覆盖分配给三个精整工位。排程（Schedule）将精整工作限制在 06:00–14:00，反映实际的人员配置约束。

5. 忘记在配料站上建模维护停机（Downtime）。 如果没有停机条目，每周一上午的搅拌机检查会显示为可用产能，排程（Schedule）可能在周一 06:00 安排配料，与实际维护窗口冲突。修正方法： 在配料站设备上添加每周重复停机（周一 06:00–07:00）。对于每年两次的床上检查，使用全厂停机条目（不指定特定设备），覆盖所有浇筑设备的 2 小时窗口。

好的排程（Schedule）应该是什么样的

一个在 Schantt 中良好配置的预制混凝土生产排程（Schedule）能够减少因换线（Changeover）与人员缺口造成的空闲时间，并使养护时间线可视化。

之前（电子表格基线）： 排产团队针对共享电子表格手动排序浇筑，力求满足装运日期与床可用性。

• 每天 6–10 小时花在五张共享长线床的换线（Changeover）上——每次产品族（Product Class）切换增加 90 分钟，而结构梁与空心板混合的日子会累积四到五次切换
• 每天 15 床小时因脱模人员空闲缺口而损失——在夜间完成养护的产品在床上等待直到 06:00 人员到岗
• 周五傍晚浇筑的产品在周末损失 48 小时，等待周一早上脱模人员到岗

之后（Schantt Auto 模式）： 在所有工序（Stage）、设备（Machine）、换线（Changeover）、转移时间（Transfer Time）和工作日历（Calendar）均已配置的情况下，优化器根据排产人员的任务列表构建排程（Schedule）。

• 优化器将结构梁浇筑分组为共享床上的连续块，将每日换线（Changeover）时间从 6–10 小时减少到 2–3 小时——每张床每天一或两次切换
• 脱模单班制工作日历（Calendar）正确地将精整工作限制在 06:00–14:00；隔夜与周末缺口自动处理——排程（Schedule）仅在人员可用时安排脱模工序（Operation）
• 配料站利用率与浇筑计划匹配：优化器安排浇筑顺序，使配料站以稳定的节奏运行，任务之间没有不必要的空闲缺口
• 甘特图（Gantt Chart）将养护转移时间（Transfer Time）呈现为浇筑与脱模之间（或跳过路线中浇筑与堆场发运之间）的一个可见缺口，使排产人员无需依赖手动计算即可准确看到每件产品何时可用于下一工序（Stage）

在 Schantt 中试用

注册 Schantt 并加载内置示例数据集即可自行构建此场景——本指南中的每个工序（Stage）、设备（Machine）、产品族（Product Class）、产品（Product）和工作日历（Calendar），以及已配置的工艺路线（Routing）、换线（Changeover）、转移时间（Transfer Time）和停机时间（Downtime），均可直接用于排程（Scheduling）。您的配置与排程（Schedule）将限定在您的团队账户范围内。如需深入了解任何步骤，请参阅 Schantt 文档。