二、生产控制系统的运行

（一）生产控制系统的内部结构和工作原理

一般说来，生产控制系统由有关的要素集合而成为三个有机的组成部分。即：被控制系统（S），控制器（R），信息反馈传导系统（1）。其工作过程包括三个环节：输入，输出，反馈。其结构与工作原理如图 17-1 所示。

① 同 491 页注，第 744 页。

② 同 491 页注，第 790 页。

③ 林友孚教授主编《现代生产管理》。西南财经大学出版社，1994 年第 1 版，第 334 页～336 页。

材料人员

X(输入)

设备

计划

图 17-1 生产控制系统结构与工作原理

图 17-1 中，生产控制系统中的被控系统 S 就是从生产经营准备开始，直至成品劳务产出为止的整个生产物质流动过程。生产控制的控制器 R，从我国当前和传统的组织机构的职责范围看，即是生产经营调度机构。△Y 是生产经营信息，是输出 Y（产品或劳务）与 Z（目标任务、标准等）相比较发生的偏差。它反馈到控制器（调度机构）中，经过分析研究，从控制器中发出控制措施。乙调表示发出的调度指示或命令，改变输入 X，以控制输出 Y。I 接收信息和发出指令的信息传导系统。

上图是企业生产控制系统内部结构和工作原理的一种最简化的表示，实际情况则复杂得多。特别是其中的信息传导系统（1），构造上包括测量器、比测器、驱动器、记忆器等诸多组件（由人、机器分别或共同充任并发挥功能）；运作中则需经历资料采集、识别判断、指令矫正、结果确认等多项程序，才能实现控制的目的。

（二）生产控制的基本方式和类型

1. 生产控制的基本方式。图 17-1 主要是介绍生产控制系统的工作机理。实施控制时所采取的具体方式方法，则随所控制的具体对象、内容、目标及所处环境条件的不同而各不相同。但归纳而言，大致有三种基本的方式：

1. 排除干扰方式。即在输入之前便设法排除内外环境中对被控制系统产生干扰的因素，使输入控制在标准状态，以保证输出（成果）符合标准。如为保证产品质量，不合格的原材料不投入生产；为保证服务质量，培训不合格的服务人员不上岗；为确保空运安全，上机前进行严格的人、物检查并没收危险品等，便属此种方式。

本方式适用于干扰因素极为明显，事前容易察觉的情况。

本方式的局限性在于：第一，随着生产力的发展，市场状况经常变化， 生产经营活动日益复杂，事先不易觉察的因素渐多，有时无法采用此方式； 第二，有的干扰因素虽可事先察觉，但无法事先排除，或排除在经济上不合理，此时也不宜采用此种方式。

1. 补偿干扰方式。就是对由于内外环境变化而产生的干扰因素，允许其进入受控系统，但在输入时或输入后采取补救措施，消除其不良影响，获得良好的效果。如冶炼厂根据矿石、焦炭、溶剂等原料成分的变化，采用不同的配料比或改变工艺方法，以消除炉料成分变化对冶炼的影响，获得合乎标准的生铁，便属此种方式。

应用本方式实施控制，需具备下述条件：第一，事先知道干扰因素及其影响程度之大小；第二要有科学、可靠的技术方法用以补偿干扰因素的不良影响；第三，干扰因素的不良影响应在技术、经济所允许的范围内（即干扰因素不能过多，不良影响不能过大），否则将防不胜防，补不胜补。

1. 平衡偏差方式，即平衡输出标准（如计划日产量）和实际输出值（如实际日产量）之间的偏差以进行控制。在生产流程的控制中，其原理可以公式“Z＝Y＋△X①”1 或 Z＝F（Y）”来表示。

公式中的 Y 通常指上期的实际输出值，△X 调为一增量（可为任一有理数），Z 为标准。

本方式的特点是：需用信息量小，一般只需要获得实际值 Y 的信息，而不必细究 Y≠Z 的原因（因生产经营过程中许多随机影响因素无法深究并排除，或排除活动不经济）。所以它特别适用于控制影响因素复杂，干扰因素属随机性质的活动。但应用时，需具备两个条件：第一，必要的有关信息（Y） 的收集、处理应迅速及时；第二，平衡的措施要反应及时和有效。当用于平衡的△X 调为预先准备的标准保险量之部分或全部时，标准保险量的确定应经济合理。

以上三种方式各有其适用条件和优缺点，应在技术经济论证的基础上正确选用。一般说来，在生产控制工作中，三种方式往往结合起来使用，以相互补充，凡属是综合了二种及二种以上方式的控制，可称为“复合方式”。

1. 生产控制的主要类型。对生产控制活动进行分类的目的，在于从不同角度认识生产控制的特点，以便正确地选用各种适宜的控制方式和方法。因此，进行生产控制分类有重要的理论和实践意义。它不仅可以具体指导我们选用已有的控制技术和方法，还有助于人们研究如何改善和丰富控制技术、控制方法。

生产控制的分类，和一般控制的分类方法大体相同。一般的控制活动， 通常是从五个不同的角度划分为以下类型：

1. 按控制活动的综合程度高低和影响范围大小，将其分为管理控制（ 全局性的，多为非程序化的）和作业控制（局部性的，多为程序化的）。

2. 按系统的基本结构不同将其分为开环控制（指令单向性、无信息反馈回路）和闭环控制（有信息反馈回路的）。

3. 按控制与受控系统的时、空关系划分，有前馈控制（事先控制；输入前进行）、现场控制和后馈控制（事后控制；输出时进行）。

4. 按控制目标函数之的不同进行划分，将其分为程序控制（Z＝C 或 Z

＝F（t)即标准为一常数，或系随时间变化的函数）、跟踪控制（Z＝F（w）， W 称先行量，即受控系统外的自变量）、自适应控制（Z＝（y），Y 为系统前期之输出，即随系统的条件改变标准）和最佳控制（Z＝maxf（x），或 Z＝ minf（x））。

1. 按时态将控制分为静态控制（间歇性地获取信息）和动态控制（连续不断地获取井处理信息）。

一项控制活动，往往兼属凡种类型。根据一般控制活动的分类，生产控

① 该方式用于库存物资控制即所谓订货点法，其公式与上述公式略有不同：Z＝y1＋△Z1（须当 y1＝R 时， R 为订货点量）。y1 为标准的基数 R,△Z1 为标准增量（订购批量），Z 为标准的最高存量。但两者的基本原理还是相同的，均可表示为 Z＝F(y)0——编者注。

制的类属可以区分如下：

1. 生产控制活动总起来看，既包括管理控制，也包括作业控制。

2. 从生产控制系统的结构来看，生产控制活动大多属于具有信息反馈回路的闭环控制。因此，必须健全其信息传导系统。

生产信息系统是生产控制系统的组成部分之一。其结构有简单型与复杂型之分，两者的主要区别在于所用的物质技术手段及效率不同。简单型的生产信息系统是以人工操作为主，复杂型的生产信息系统则是以电子计算机操作为主。前者工作效率较低，而后者效率很高。

生产信息系统无论其具体结构如何，基本构成单元是相同的，计有：第一，信息源，即信息的来源（生产计划或生产场所）；第二，信息处理器（机）； 第三，信息管理者；第四，信息接收器（信息使用者或存贮器）。在简单型的生产信息系统中，上述第二、第三项往往合而力一。

1. 从控制活动与受控对象的时、空关系上看，生产控制活动包括了前馈、现场、后馈三种控制类型。也就是说，在受控系统运行之前，输入未进入系统时，即对输入予以控制；在系统运行之中，对整个物流的进行和变化予以控制；在系统运行之后，产生结果，也要施以控制。虽然从工作量来看，

   大多数是现场控制。但为了加强预防性，必须认真做好预先控制，这主要是搞好生产作业准备工作，尽量做到排除干扰。同时，还要做好后馈（事后） 控制，这主要是指对成品产出入库控制和供货合同完成情况的控制。事后控制并不是“马后炮”，不单纯是指已经引起不戾后果，发生事故才采取控制措施（当然这也是需要的），更重要的是观察系统运行的动态，预见潜在的问题，及早提出措施，加以预防。在生产控制中，影响因素很多，有些难干预先发觉，需要运行结束后才能发现。因此，后馈控制仍然是不可缺少的一种生产控制。

2. 从控制目标函数看，生产控制绝大多数是属于程序控制，也就是按既定的目标，如年、季、月产量指标和时间进度进行的控制，其目标函数是Z＝c（C

   代表常数）或之 Z＝f（t）（t 代表时间）。因为生产控制主要是控制投入产出的数量和期限，掌握时间进度等等。但也不排除自适应控制和跟踪控制。如按照当日的实际出量，来确定下一天的产量任务；按照下一车间的投入产出的情况，来规定上一车间的投入产出，进行平衡偏差调节，它的目标函数即 Z＝ f（Y）（自适应控制）。在一些品种繁多、按合同安排生产、任务不固定的企业，由于任务不固定，实行多品种、小批量，按市场需要和订货组织生产，产量目标按合同订货量而变化，控制目标函数 Z＝f（W）， 也就是实施跟踪控制。至于最佳控制，则是生产控制的基本要求之一。任何类型的控制，其目标之均应力求最佳（一定条件下的最佳）。

3. 从时态上看，生产控制活动中既有静态控制（如根据产量月报控制次月产量），也有动态控制（如对见习服务生的现场矫正，对冶炼炉温不断观测及调节等）。两种控制类型各有其特定的对象及适用条件，主要考虑：

   产品或不同生产的特点；控制活动欲解决何种问题；经济性如何。注意：所谓“静态”只是相对的，如厂部有关机构一月统计一次月产量，此属静态控制类型，而对于基层生产单位来说，则可能需要逐日、逐班甚至小时地统计生产量，以精确地核算月产量，这就相当于动态控制了。同样，所谓“动态” 也是相对的，因为无论怎样连续不断地收集或处理信息，运行中总会有微小的时间间隔，不可能绝对地做到“分秒不停”。

概括而言，各种类型的控制活动所运用的方法不外乎排除干扰、补偿干扰和平衡差三种基本方式。其中某些控制类型只适于采用特定的控制方式， 如前馈控制宜于采用排除干扰方式、现场控制宜于采用补偿干扰方式，后馈控制宜于采用平衡偏差方式，静态控制也宜于采用平衡偏差方式；某些控制类型如动态控制、程序控制、最佳控制则需根据实际情况灵活地选用三种控制方式；某些控制类型本身就是某种基本控制方式的进一步细分，如自适应控制和跟踪控制就是平衡偏差方式的两个细类，区别仅在于信息源和自变量不同（一个为受控系统内的自变量，一个为系统外的自变量）。

虽然各种类型的控制所运用的方法无非三种基本的控制方式，但即使是同一类型的控制采用同一种基本的控制方式，由于时间、场合、具体条件的不同，具体运用上也会有并可以有种种不同。在这方面，对不同的控制类型的共同要求是：第一，控制方法的选用应切合实际；第二，方法本身应力求简便易行；第三，随机制宜与方法的程序化、规范化相结合，即控制的“艺术”与科学相结合，提高方法的理性程度；第四，应高度注重关键控制点（时点，地点或人员）的控制，以利提高控制方法的效率和效益，加强控制活动的系统性。

（三）生产控制系统运行的特征

生产控制系统是一种动态系统。其反馈方式多为负反馈，即当受控系统出现的差异超过允许范围时，控制器就会作出反应，采用与之相反方向的行动去纠正偏差，实现既定的目标（正方馈则相反，控制器在发现差异后是采取与之相同方向的行为去扩大差异，使系统朝着越来越偏离现状的方向运动从而引致生产系统发生根本性变革。在日常控制中应用较少）。研究生产控制系统运行的特征，目的在于使生产控制系统按人们规定的方式更好地发挥作用。一般说来，生产控制系统的运行，具有下述四个特征：稳定性、灵敏度、频率、反应性。

1. 稳定性。简言之，就是动态系统在一定条件下其运动状态的可预测性和可制导性。所谓“一定的条件”，主要指：（1）运动的时间是一定的，而非无限期的；（2）运动对于标准的允许偏离域一定。所谓“运动状态的可预测性和可制导性”，则是指在上述条件下：（1）系统的运动有一定规律性， 可以预知；（2）系统趋于标准要求的状态，当受到某种“干扰”产生偏移后， 亦能自动或被动地回复到或趋向于标准要求的状态。系统的运行，符合上述定义，则可称为“稳定”，参见图 17-2；反之，则称为“不稳定”，参见图17-3。

系统的运行是否稳定，主要取决于：（1）控制系统设计的正确性、合理性；（2）“干扰”的强度和规律性；（3）控制的方式及力度。

1. 灵敏度。由于控制系统内外各种因素的影响，系统的运行及输出极少呈现恒定地符合标准的状态，而经常会或大或小地偏离标准。控制系统不应当，也不可能对每个微小的差异都作出反应，这就需要规定一个容许的偏离域或允许的差异值。这一允许差异值（容许偏离域）的范围大小，就是控制系统的灵敏度。控制系统通常只是对超出允许差异值范围的偏离作出反向反应（负反馈）。

控制系统灵敏度高，则调控次数相对较多，但每次的控制行动力度较小。

灵敏度低，则调控次数相对较少，每次调控的力度较大，有时可能出现“矫在过正”的情况，影响系统的稳定性。故应恰当规定控制系统的灵敏度。

1. 频率。即控制系统对受控对象进行检测（衡量）、比较的时间间隔。间隔短则频率高，间隔长则频率低。

系统频率高的优点，是使生产系统经常处于受控状态，能及时发现差异并纠正偏差，保证系统的稳定性。但其缺点是增大了控制工作量和有关费用。频率低的优缺点则正好相反。所以，与系统的灵敏度问题相似，对其频率也应根据对象、环境条件的状况，经过慎重研究作出规定。

1. 反应性。就是指控制器在发现超出允许偏移范围的差异，且可用某种常规化措施予以回应的情况下，实施调控的时点及其持续的时间。显而易见， 由于从获取信息到采取措施并作用于对象总需要一定的时间，而此间受控系统仍处于运动变化之中（这里不讨论正常间歇或重大非常事故时的反应问题），并会受到系统内外种种不可知因素的“干扰”，调控的时机（急或缓） 和时间（长或短）不同，其针对性和有效性也会有所不同，甚至结果迥异。以开水供应这一简单的问题为例：用冷水供应管道故障导致开水流量减小。排除故障后，若长时间按常规量供冷水，可能造成开水供应较长时间的中断

（水温较长时间达不到卫生标准）。因此，必须正确地确定采取控制措施的时间（时点及持续时间），以适应系统情况的变化。

控制系统具有良好反应性的基础，是要深入认识受控对象的生产技术规律，并努力运用现代科学技术手段（运筹学、电脑技术等）实施调控。条件具备的，可在构建生产控制系统时，就采用动态决策技术设置对策库。