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1、第十章第十章 生产作业方案生产作业方案【学习要点】【学习要点】生产作业方案的概念和作用；编制生产作业方案的基本要求和步骤；期量标准的概念和作用，不同生产类型下期量标准的内容和确定方法；不同生产类型下生产作业方案的编制方法；作业排序的概念和基本方法；优化生产技术、约束理论、高级方案排程的基本概念和内容；10.1 10.1 概述概述u生产作业方案是企业生产方案的延续和具体化，是生产方案的具体执行方案。通过生产作业方案，把生产方案中规定的产品任务，分解为各车间、工段、班组以及工作地或个人的作业任务，以具体指导和安排日常生产活动，保证按品种、质量、数量、期限全面完成生产方案。图10-1 生产作业方案的
2、层次10.1.1 10.1.1 生产作业方案的任务生产作业方案的任务u1.落实生产方案 生产作业u2.合理组织生产过程 u3.实现均衡生产 u4.进行生产作业控制 10.1.210.1.2制定生产作业方案的基本要求制定生产作业方案的基本要求u1.确保交货期 u2.减少等待时间 u3.加工对象流程时间最短 u4.减少在制品数量和停放时间 10.1.310.1.3制定生产作业方案的主要步骤制定生产作业方案的主要步骤1.1.收集信息资料收集信息资料，需要收集的信息资料主要包括以下几种：1生产任务方面。年度季、月生产方案或主生产方案、产品开发方案、订货合同、厂外协作方案、厂内各车间和部门之间的协作方案
3、等。2产品设计和工艺方面。产品、零部件的设计图纸、整机装配系统图、自制件及外协件明细表、工艺路线和工艺规程等技术文件。3生产能力方面。厂房生产面积、设备数量及其完好率、设备停修方案，分工种工人的数量及技术等级，工台时定额及压缩系数。4生产准备方面。原材料、外购件、外协件、工装器具等的供给及库存情况。5上期方案的执行情况的统计分析资料。品种、规格、数量、质量、配套完成情况、在制品结存情况，设备利用率、工时利用率、工人出勤率等。6企业的流动资金状况。2.2.确定方案单位。确定方案单位。方案单位是编制生产作业方案时下达生产任务所用的计算单位。它反响了生产作业方案的详细程度及各级分工关系。1产品为方案
4、单位。2部件为方案单位。3零件组为方案单位4零件为方案单位。3.3.制定和修订期量标准。制定和修订期量标准。期量标准是生产方案与控制系统很重要的基础数据标准。在制定时应遵循以下原则：1所取数据应经过必要的计算和深入分析研究，要有充分的依据。2各种“期和“量要互相配合，协调一致，能客观反映合理组织生产的要求。3要便于管理，易为方案调度人员所掌握。4.4.确定编制方法。确定编制方法。生产类型、生产组织方式不同，生产作业方案的编制方法也各不相同。5.5.做好综合平衡工作，及时编制下达生产作业方案做好综合平衡工作，及时编制下达生产作业方案生产类型期 量 标 准 大量生产节拍、流水线标准工作指示图表、在
5、制品定额节拍、流水线标准工作指示图表、在制品定额成批生产批量、生产间隔期、生产周期、在制品定额、提前期单件小批生产周期、提前期10.2 10.2 大量流水生产作业方案大量流水生产作业方案10.2.1 10.2.1 大量流水生产的特点大量流水生产的特点1、专业化程度高；2、工艺过程是封闭的；3、工作地按工艺过程的先后顺序排列，生产对象在工作地间单向移动；4、生产过程具有明显的节奏性；5、各工作地之间由传送装置连接。生产作业方案的主要决策问题在流水生产线的设计阶段中就已经做出。生产作业方案的主要决策问题在流水生产线的设计阶段中就已经做出。包括流水线的生产节拍、各工作地负荷、产品的生产顺序等。10.
6、2.2 10.2.2 大量流水生产的期量标准大量流水生产的期量标准10.2.2.1 10.2.2.1 节拍节拍节拍是流水线上出产两个相邻相同制品的时间间隔。1.单一对象流水线节拍确实定。其计算公式为：式中 Fe方案期内的有效工作时间；N方案期生产任务的数量含废品量。流水线上某工序上两个相同制品的时间间隔为该工序的工作节拍。式中 ti工序单件时间；si该工序的工作地数量。2.多对象流水线节拍确实定。多对象流水生产有两种基本形式。可变流水线可变流水线:AAAAAAAABBBBBBBBBBBBBBCCCCCCCCCC混合成组流水线混合成组流水线:2A5B3C2A5B3C2A5B3C2A5B3C2A5
7、B3C2A5B3C2A5B3C2A5B3C10.2.2.2 10.2.2.2 流水线标准工作指示图表流水线标准工作指示图表u流水线标准工作指示图表又称流水线标准方案。说明流水线内各工作地在正常条件下的具体工作制度和劳动组织方式的一种标准图表，它既是大量流水生产条件下进行日常生产管理的一个期量标准，又是标，又是标准的生产作业方案。准的生产作业方案。u编制流水工作指示图表的过程，也是流水线工序同期化的过程。u所谓工序同期化是指通过技术组织措施调整流水线各工序的时间，使其与节拍相等或与节拍成整数倍关系。u由于工序同期化程度不同，流水线连续程度不同，故有连续流水线和连续流水线和间断流水线。间断流水线。
8、1.连续流水线工作指示图表的编制工作时间间断时间u连续流水线的工序同期化程度高并不是自然形成的，需要经过复杂的流水线平衡设计。u装配线平衡问题一般分为三类1.给定生产节拍，在满足约束条件下使流水线工位数量最少；2.是给定流水线的工位数量，在满足约束条件下使生产节拍最小；3.给定工位数量，最小化装配线平衡指数。u装配线平衡时，首先应符合各工序之间的先后顺序关系；其次应使每个工作地分配到的装配工步作业单元作业时间之和小于和接近节拍；第三，应使工作地数目最少，装配线有较高的负荷系数。u根据装配工艺技术划分的装配作业单元、每个作业单元所需时间以及作业单元之间的先后关系。也就是初始的装配工艺网络图，如图
9、10-2所示。u当作业单元很多，关系较复杂时，需要用一些专门方法解决装配线的时间平衡问题如启发式法、位置加权法、分支定界法等。下面仅介绍采用分支界限法，进行流水线平衡的方法和步骤。图10-2 工步顺序图u例：设某产品的节拍为10分钟。其装配工作可分为11个工步，各工步的时间定额如表102所示。各工步的先后顺序如图10-2。表10-2 工步时间工步号1234567891011工步时间min62571263554图10-2 工步顺序图u第一步，第一步，列出所有可作为第一工序的编组方案，有以下两个方案：u方案1-1，t11=6+2+1=9u方案1-2，t12=6+2+2=10u分别计算这两个方案的工
10、序时间和Ski值uT=6+2+5+7+1+2+6+3+5+5+4=46u因为Sk11=Sk12=5，t11t23t21，所以，第二工序的分支节点，应在方案2-2的节点进行分支。u第三步第三步，第三工序的编组方案u方案3-1 ，t31=5+3=8;u方案3-2 t32=6;u由于Sk31t42，所以，第四工序的分支节点，应在方案4-1的节点进行分支。u第五步第五步，第五工序的编组方案，只有一个方案，即u方案5-1 ，t51=5+5=10;u第六步第六步，第六工序的编组方案u方案6-1 t61=4;u全部工步编组结束，得到流水线必须的工作地数Sb1=Sk6=65，所以回朔。u第七步第七步，由最后一
11、道工序回溯，在第二道工序找到Sk2l=Sk23=5，还没分过支，因为t23t2l，所以决定由方案2-3节点进行分支，寻求可行解2，计算结果Sb2=5。因不存在Sk小于5的节点，即求得流水线上最少的工作地数为5。表10-3 作业分配结果工序一二三四五作业编组，工序时间min10710109工作地需要数11111图10-3 分支定界寻优树形图2.2.间断流水线作业指示图表间断流水线作业指示图表u1 1确定看管周期确定看管周期R R。人为确定一个时间间隔，每道工序在该时间间隔内生产相同数量的制品，这个“时间间隔就是间断流水线的看管期u看管期长度的选择，应根据以下因素决定：u1 1工人兼职的负荷；工人
12、兼职的负荷；u2 2工人看管设备的间距；工人看管设备的间距；u3 3流水线上各道工序生产率协调程度；流水线上各道工序生产率协调程度；u4 4零件的价值、工作地存放制品的面积。零件的价值、工作地存放制品的面积。u一般取一个班，二分之一个班或四分之一个班的时间为看管周期。2 2确定看管周期内各工作地的产量及工作地设备负荷。确定看管周期内各工作地的产量及工作地设备负荷。1 1根据各道工序的单件加工时间根据各道工序的单件加工时间ti ti和流水线的生产节拍和流水线的生产节拍r r，确定各工序的设备，确定各工序的设备工作地工作地数。数。u假设 ，则Si=1;u假设tir，则Si=2 2确定各工序设备确定
13、各工序设备工作地工作地在看管期内的产量。在看管期内的产量。u对于多工作地工序，当工序中各工作地的产量Qik相等时，产量为u当各工作地的产量Qik不相等时，工作地满负荷的看管期的产量 ，而工作地负荷不满的看管期产量QinQ-QimSi-1 3 3计算看管期内各工作地工作时间长度。计算看管期内各工作地工作时间长度。4 4计算设备的负荷系数计算设备的负荷系数Ki Ki。3 3确定工作起、止时间，绘制标准工作指示图表。确定工作起、止时间，绘制标准工作指示图表。4 4确定和配备工人，规定工作程序。确定和配备工人，规定工作程序。表10-4 间断流水线工作指示图表示意图10.2.2.3 10.2.2.3 在
14、制品占用量定额在制品占用量定额u在制品是指从原材料投入到产品入库为止，处于生产过程中尚未完工的所有零件、组件、部件、产品的总称。1.1.工艺占用量。工艺占用量。工艺在制品定额是指保证流水线全部工作地同时开始工作所必需的在制品数量。2.2.运输占用量运输占用量u是指流水线内处于运输过程中的在制品数量。3.3.周转占用量周转占用量式中Z1在制品工艺占有量件；m工序数；Si工序i的设备工作地数；qi工序i的设备工作地生产数量。式中：ts前后工序同时工作的时间；Se、Sl前后两工序的设备工作地数；te、tl前后两工序的单件生产时间式中：m工序数；n运输批量表10-5周转占用量变化情况图表10-4 间断
15、流水线工作指示图表示意图u4.4.保险占用量。保险占用量。保险占用量即保险在制品定额，是为了保证流水线上个别工作地或工序突然发生故障、出现废品，不至于影响到整个流水线的正常生产而设置的在制品数量。u5.5.库存周转占用量。库存周转占用量。库存周转占用量，是由于前后车间或流水线之间生产率不同或工作制度班次或起止时间不同而形成的在制品占用量。u6.6.车间之间运输占用量。车间之间运输占用量。车间之间运输占用量是停留在车间之间的运输工具上和等待运输的在制品占用量。u7.7.库存保险占用量。库存保险占用量。库存保险占用量是由于供给车间或流水线因意外原因造成交付延迟时，为保证需用车间正常生产而设置的在制
16、品占用量。10.2.3 10.2.3 大量流水生产作业方案的编制大量流水生产作业方案的编制10.2.3.1 10.2.3.1 零部件详细物料生产作业方案的编制零部件详细物料生产作业方案的编制u1.在制品定额法。计算各车间出产量和投入量的公式如下：表10-6某月份各车间投入与产出方案计算实例u车间只需根据当月产量要求，适当调整流水线的工作班次和工作时间。10.2.3.2 车间内部生产作业方案的编制车间内部生产作业方案的编制10.3 10.3 成批生产作业方案成批生产作业方案10.3.1 10.3.1 成批生产的特点成批生产的特点1成批轮番生产较多种类的产品和零部件，每次变换生产对象时，都需要重新
17、调整机器设备成工艺装备。2各种不同的产品、部件、零件往往要同时在各车间、班组甚至工作地平行交叉地进行生产。3生产技术准备工作，特别是图纸和工艺装备的准备工作量很大。生产类型期 量 标 准 大量生产节拍、流水线标准工作指示图表、在制品定额成批生产批量、生产间隔期、生产周期、在制品定额、批量、生产间隔期、生产周期、在制品定额、提前期提前期单件小批生产周期、提前期10.3.2 10.3.2 成批生产的期量标准成批生产的期量标准u批量与生产间隔期、生产周期、生产提前期、在制品定额批量与生产间隔期、生产周期、生产提前期、在制品定额等。10.3.2.1 10.3.2.1 批量与生产间隔期批量与生产间隔期u
18、批量是指在消耗一次准备结束时间的条件下，连续生产一批相同制品的数量。生产间隔期又称生产重复期，在稳定的定期轮番成批生产中才有此标准，它是指相邻两批相同制品投入或产出的时间间隔。u批量与生产间隔期的相互关系如下：式中：Q生产批量R生产间隔期nd平均日产量，为方案期产量与方案期工作日数的比值。u确定批量和生产间隔期的方法主要有两种。1.1.以量定期法。以量定期法。首先从生产的技术与经济两方面考虑，确定一个初始批量，然后确定生产间隔期，最后，对初始批量进行适当的调整，求得一个与生产间隔期相互配合的最正确数值作为标准批量。u1最小批量法。最小批量法是从充分利用设备和提高劳动生产率两个因素来考虑的。u
19、Tad/Q t 则u式中：设备调整时间损失系数；u Tad设备准备结束时间；u Qmin最小批量；u t单件工序时间。零件单价生产类型大批中批小批较低0.030.040.05中等0.040.050.08较高0.050.080.12u2经济批量法。式中：B 一次设备调整的费用；C 单位零件成本；I 年库存费用率；N 年产量。图10-5 经济批量确实定u2.2.以期定量法以期定量法 。首先确定生产间隔期，然后确定批量。当生产任务发生变化时，只对批量进行调整，而生产间隔期不变。u优点：优点：u计算简便，能适应生产任务的变动，当任务变动较大时，只需调整批量即可；u由于生产间隔期与每月的工作日数互成倍数
20、或可约数关系，批量又依生产间隔期制定，保持了各种必要的比例关系，易于保证零件生产的成套性，利于组织均衡生产。10.3.2.2 10.3.2.2 生产周期生产周期u生产周期是指制品从原材料投入到成品出产所经历的整个生产过程的全部日历时间。产品生产周期是各个工艺阶段周期之和。产品生产周期毛坯生产周期毛坯周期加工周期部装周期总装周期机加工生产周期部装生产周期总装生产周期保险期保险期保险期u生产周期确实定是根据产品的制造过程结构，从零件所经过的工序和工艺阶段，由下至上计算的。1.1.工序加工周期计算。工序加工周期计算。零件工序周期是一批零件在某道工序上的制造时间，计算公式为：u式中：TOP工序周期；u
21、 Q批量；u t单件工序时间；u S工序的工作地数；u Fe日有效工作时间；u Kt定额完成系数；u Tse准备结束时间。2.2.工艺阶段生产周期计算。工艺阶段生产周期计算。工艺阶段生产周期是指零件在某一工艺阶段的加工周期。在成批生产中，工艺阶段生产周期与零件在工序间的移动方式有关。u1 1顺序移动方式。顺序移动方式。u2 2平行移动方式。平行移动方式。即一批零件在某道工序加工时，每加工完一件，随即向后道工序传递一件。零件在工序之间以单件的方式传送。计算公式：tl最长工序的作业时间 0 20 40 60 80 100 120 140 160M1M2M3M4T平平顺顺Top=n t i-n-1
22、min tj，tj+1 mi=1m-1j=13平行顺序移动方式。是将平行移动方式和顺序移动方式结合起平行顺序移动方式。是将平行移动方式和顺序移动方式结合起来，取优弃劣而形成的一种移动方式。来，取优弃劣而形成的一种移动方式。Top=n t i-(n-1)min(tj，tj+1)mi=1m-1j=1 4 4三种移动方式的比较三种移动方式的比较移动方式顺序移动平行移动平行顺序移动优缺点1管理简单，设备不停歇，可充分负荷。2加工周期长。1周期最短，2设备有停歇，利用率低。3运输频繁，管理复杂。两者结合,扬长避短 组织管理复杂选择策略小而轻；单件小批；加工时间短，调整时间长；工艺专业化。大且重；大量大批
23、；加工时间长，调整时间短；对象专业化。小而轻；大量大批；加工时间长，调整时间短；对象专业化。u在实际生产中，为了简单起见，在计算顺序移动方式的加工周期时，考虑到工序之间的间断时间，用以下简单公式计算：u计算平行移动方式或平行顺序移动方式的加工周期时，用一个平行系数对To进行修正：uTopTopToTo，依经验取0.60.8。式中：t零件在工序之间转移的平均间断时间；n 零件的工序数。u3.3.产品生产周期。产品生产周期。通常根据各工艺阶段的平行衔接关系，绘制产品生产周期图表。一般只需绘出主要零件即可。图10-7 产品生产周期图表u4.4.生产提前期。生产提前期。生产提前期是指产品在各个工艺阶段
24、投入或出产日期比成品最终产出的日期应提前的时间。毛坯生产周期保险期装配周期保险期装配投入提前期加工出产提前期机械加工生产周期加工投入提前期毛坯出产提前期毛坯投入提前期 注意，这里讲的生产提前期是传统的手工编制作业方案年代的概念，与MRP系统的提前期在概念上有所不同。10.3.2.3 10.3.2.3 在制品占用量定额在制品占用量定额u1.1.车间内部在制品占用量车间内部在制品占用量表10-11成批生产时在制品占用的各种情况u在制品占用量是一个变化的瞬间值，一般以期末量表示。u为了掌握车间生产资金的占用情况，还需要计算各种产品的车间平均在制品占用量。u平均在制品占用量可按下式计算：u式中：车间内
25、部在制品平均占用量；u 生产周期；u 生产间隔期；u 批量；u 平均日产量。u2.2.车间之间在制品占用量。车间之间在制品占用量。包括库存流动在制品占用量和库存保险占用量两种。u库存流动在制品占用量是由前后两车间的批量和生产间隔期不同而形成的在制品占用量。图10-10 库存流动在制品占用量变化图u库存保险占用量。是由于前车间因意外原因造成交库延误时，为保证后车间正常生产而设置的在制品占用量。u式中：uZst2库存保险占用量；uDin前车间的交库延误天数，亦即恢复间隔期；und后车间的平均日需要量。10.3.3 10.3.3 成批生产作业方案的编制成批生产作业方案的编制10.3.3.1 10.3
26、.3.1 零部件生产作业方案详细物料方案的编制零部件生产作业方案详细物料方案的编制u成批生产条件下，编制零部件生产作业方案的方法主要有MRP法和累计编号法。u累计编号法也称为提前期法，是指根据预先制定的提前期标准，规定各车间出产和投入应到达的累计号数的方法。这种方法将预先制定的提前期转化为提前量。u某车间出产累计号数产品出产累计号数某车间出产累计号数产品出产累计号数+该车间出产提前期定额该车间出产提前期定额成品的平均成品的平均日产量日产量=产品出产累计号数产品出产累计号数+出产提前量出产提前量u某车间投入累计号数产品出产累计号数某车间投入累计号数产品出产累计号数+该车间投入提前期定额该车间投入
27、提前期定额成品的平均成品的平均日产量日产量=产品出产累计号数产品出产累计号数+该车间投入提前量该车间投入提前量u 方案期车间出产量方案期末出产的累计号数方案期车间出产量方案期末出产的累计号数-方案期初已生产的累计号数方案期初已生产的累计号数u 方案期车间投入量方案期末投入的累计号数方案期车间投入量方案期末投入的累计号数-方案期初已投入的累计号数方案期初已投入的累计号数u10.3.3.2 10.3.3.2 成批生产车间内部生产作业方案成批生产车间内部生产作业方案u在成批生产的机械制造企业，车间内部的工作中心一般有两种组织形式：工艺专业化的机群和成组生产单元。u如果是成组生产单元形式，车间内部生产
28、作业方案相对简单。如果是工艺专业化的机群形式，则车间内部生产作业方案工作就复杂得多。本节主要介绍工艺专业化形式下的生产作业方案的编制。u1.1.零部件工序进度方案零部件工序进度方案。成批生产零部件工序进度方案是将详细物料方案下达给车间的任务细化为工序任务，分配到有关的班组/工作中心，并编制日程进度，u通过一个简单的例子来说明零件工序进度方案的编制过程。u图10-11所示的产品结构，MRP系统根据各种物料的提前期，计算并确定了它们的开始时间和完工时间，并下到达了相应的车间。接下来是根据所加工零件的工艺路线资料和工作中心资料，编制零件的工序进度方案。图10-11 产品结构及物料提前期u第一步，准备
29、编制方案所需材料。u1零件的工艺路线。表10-12零件工艺路线u2工作中心资料。表10-13工作中心生产能力3外购外协件供给资料。包括外购外协件的供给来源、供给周期、供给来源的生产能力以及备选的供给来源等。u第二步，推算零部件的工序进度日程。u 对于新投产的任务，应从交货日期开始，反工序顺序，由后向前推算。对于已经在车间内加工，由上期结转的尚未完成的在制任务，则从当前工序开始，由前向后推算。u第三步，计算生产能力需求量详见第9章中能力需求方案的编制过程。图10-12 零部件的工序进度日程u第四步，工作中心负荷分布情况的反响与调整。第四步，工作中心负荷分布情况的反响与调整。u第五步，制定正式的工
30、序进度方案并组织实施。第五步，制定正式的工序进度方案并组织实施。u实际生产中会发生很多复杂的情况，如工作中心设备的突然故障、出现不合格品、物料供给的延迟等等，这些情况物料需求方案是不可能及时和完全掌握的。因此，零部件工序进度方案的编制不是一个全自动的过程，需要一定的人机交互。u2.2.班组班组/工作中心作业排序与任务分派。工作中心作业排序与任务分派。班组/工作中心在确定了一定时期内月、周的工作任务后，根据各种零件的交货日期、单件时间和调整时间、批量等资料，进行作业排序和任务分派，也就是安排各种零件在工作中心内部的加工顺序，并具体分配落实到每台设备。图10-13零件D在工作中心的最早和最迟开工时
31、间10.410.4单件小批生产作业方案单件小批生产作业方案10.4.110.4.1单件小批生产的特点单件小批生产的特点u品种多，产量小，按照订单组织生产；u产品的结构与工艺有较大的差异；u生产的稳定性和专业化程度很低。u通用设备，按照工艺原则组织生产单位。u每个工作中心承担多种生产任务的加工。u产品的生产过程间断时间、工艺路线和生产周期均很长。u但是，单件小批生产方式具有生产灵活，对外部市场环境较好的适应性等优点。10.4.210.4.2单件小批生产的期量标准单件小批生产的期量标准u通常是以经验统计方法，对企业过去生产过的所有产品按性能特征、型号规格、复杂程度等进行分类的基础上，按类进行分析整
32、理，找出其中的某些规律。u常用的期量标准有：吨工时、产品工时结构、生产周期图表和产品负荷分布模式等。1.1.吨工时。吨工时。是指平均每吨产品的加工劳动量。这种期量标准只有同类产品才有可比性。进一步细化，也可以计算某类部件的吨工时。2.2.产品工时结构。产品工时结构。是指产品加工劳动量中各工种工时的构成比例。3.3.生产周期图表。生产周期图表。生产周期的计算方法与成批生产中采用的方法相同。但主要考虑产品零件中的主要件和关键件在工艺上的逻辑衔接关系，确定产品的生产周期。4.4.产品负荷分布模式产品负荷分布模式。是指按设备大组或设备组汇总的产品加工劳动量在产品周期内的分布规律。图10-14 产品在某
33、设备组的负荷分布示意图表10-14 某公司轧钢设备负荷分布模式设备组产品生产周期月编号名称12345678910101201301401402403404405406407408409410411412501铸造锻造焊接划线大车中小车立车龙门铣中小铣插床摇臂钻滚齿机平面磨内圆磨外圆磨装配105555520201010105510555525252515205101510101015102525302020102020202015201010102020202020152020302520302010105101010152020152020201520202010101020151010151
34、0102030302055205555105203030205552025注：表中数字是该产品各月生产负荷占各设备大组总负荷的百分数10.4.310.4.3单件小批生产作业方案的编制单件小批生产作业方案的编制10.4.3.110.4.3.1零部件生产作业方案详细物料方案的编制零部件生产作业方案详细物料方案的编制按照工程管理的思想和模式1.1.生产周期进度表法。生产周期进度表法。是一种传统的方法，编制生产作业方案一般包括以下三个步骤：首先，根据接受顾客订货的情况，分别安排生产技术准备工作。其次，根据合同规定的交货期，为每一项订货编制生产周期进度表。表10-15 产品生产周期进度表表10-16 订
35、货生产说明书订货编号交货期限成套部件编号工艺路线投入期出产期5033月31日110铸工车间机加工车间装配车间1月20日2月25日3月15日2月15日3月10日-111铸工车间机加工车间装配车间1月15日2月10日3月10日2月5日3月5日-再次，进一步调整平衡后，编制综合日历进度方案，正式确定各车间的生产任务。最后，由各车间针对关键件编制生产周期和设备负荷方案。u2.2.工程管理与工程管理与MRPMRP相结合方法相结合方法。这种方法在原理上与生产周期进度表法相似，只是运用了信息系统的辅助，使方案编制的更加细致一些。主要步骤如下：u首先，根据工程的工作内容和交货期要求，编制工程方案。u其次，编制
36、主生产方案，就是将一定时期内所有的工程方案汇总起来，经过粗略平衡生产能力之后，编制的综合工程进度方案。u最后，编制详细物料方案，就是将各大节点的工作进行物料或工作展开，计算各种物料的数量和开始结束时间。时间坐标上的时间坐标上的 产品结构产品结构MRP：简化的网络方案简化的网络方案 5 51010151520202525交货日期交货日期时时间间(12)方桌方桌桌面桌面桌腿桌腿E(2)面面框框(4)(5)板材板材(3)方木方木1(2)方木方木2(7)(20)(10)销销产产供供3.3.生产进度百分比法。生产进度百分比法。是一种比较粗放的方案控制方法，就是对某项产品规定在各个时间段应完成总任务的百分
37、比的方法。如某产品生产周期为3个月，要求第一个月完成30，第二个月完成35，第三个月完成35，而具体的工作内容由车间自己掌握。此方法适用于生产周期长的大型产品。4.4.网络方案技术。网络方案技术。网络方案技术是指在网络模型的基础上，对工程工程进行规划及有效的控制，使资源发挥最大的功能，节省费用、缩短工期、提高工作效率的一种科学方法。广泛用于工程管理、单件小批量生产方案。10.4.3.210.4.3.2车间内部生产作业方案车间内部生产作业方案u根据物料的工艺路线和所经过的工作中心资料，分时段汇总一定时期内各种订单工程的物料在各工作中心的能力需求量，并与工作中心的能力进行比照，对于超出工作中心能力
38、的情况，安排加班方案或外协方案。u一般只对自制的关键件和主要件编制分工序的进度方案，其它按类下达的物料分解落实后，只能采取临时派工法临时派工法，由管理者根据生产任务的要求和设备的实际负荷情况，按日编制昼夜轮班或工作班方案，并以任务箱和配工板的形式安排工作地每天的生产任务。10.5 10.5 作业排序作业排序10.5.1 10.5.1 作业排序的基本概念作业排序的基本概念10.5.1.1 10.5.1.1 作业排序问题的分类和表示作业排序问题的分类和表示排序问题有不同的分类方法，最常用的是按机器、零件和目标函数分类。按照机器的种类和数量不同，可以分为单台机器排序问题和多台机器排序问题。按照零件到
39、达车间的情况不同分为静态排序问题和动态排序问题。按照目标函数的性质不同对排序问题进行划分，目标函数有平均流程时间最短、误期完工零件数最少等等。u康韦Conway.R.W等人提出了排序问题的通用模型。un/m/A/B，u其中n表示作业数量，n必须大于2，否则不存在排序问题；um表示机器数量，m等于l为单台机器的排序问题，m大于1则为多台机器的排序问题；uA表示车间类型其中F表示流水作业排序问题，P表示流水车间排列排序问题，G表示单件作业排序问题；uB为目标函数，目标函数可以是单目标，也可以是多目标。例如，n/3/P/Cmax，表示n个零件、3台机器的流水作业排序问题，目标函数是使最长完工时间Cm
40、ax最小。10.5.1.210.5.1.2影响生产作业排序的因素影响生产作业排序的因素u1.1.生产任务的到达方式。生产任务的到达方式。u2.2.车间中的设备种类和数量。车间中的设备种类和数量。u3.3.车间中的人员数量。车间中的人员数量。对于作人员数量少于设备数量的情况，尤其是效劳系统，操作人员成为排序时必须考虑的关键资源。u4.4.生产任务在车间的流动模式。生产任务在车间的流动模式。如果所有流动路线相同，则称为流水车间。流动路线均不一样的情形，称为单件车间或随机路线车间，这类排队效劳系统在医院中是常见的。5.5.作业排序的评价标准作业排序的评价标准1总流程时间最短。2平均流程时间最短。3最
41、大延迟最短。4平均延迟或平均误期最短。5平均在制品占用量最小。6总调整时间最小。还有延期罚款最小、生产费用最小、总利润最大、设备利用率最大等。10.5.2 10.5.2 排序问题的调度规则排序问题的调度规则 选择最优排序的规则叫调度规则，10个常用的优先调度规则：1 1FCFSFCFS先到先效劳先到先效劳：按照订单到达的先后顺序进行加工。2 2SPTSPT最短作业时间最短作业时间：首先加工所需时间最短的作业，然后是第二短的，以此类推。此规则也称为SOTShortest operating time3 3EDDEDD最早交货期最早交货期：将交货期最早的作业放在第一个进行。交货期指的是整个作业的交
42、货期；OPNDD指的是下一个作业的交货期。4 4ESDESD最早开始日期，最早开始日期，即交货日期减去作业的正常提前期：将最早开始的作业放在第一个进行。5 5STRSTR剩余松弛时间剩余松弛时间：剩余松弛时间是交货期前的剩余时间与剩余的加工时间的差值。剩余松弛时间最短的作业优先进行。6 6STR/OPSTR/OP每个作业的剩余松弛时间每个作业的剩余松弛时间：STR/OP最短的作业优先进行。STR/OP的计算方法如下：SSTR/OP交货期前的剩余时间一剩余的加工时间剩余的作业数7 7CRCR关键比率关键比率：关键比率是用交货日期减去当前日期的差值，再除以剩余的工作日数计算得出。关键比率最小的订单
43、优先执行。8 8QRQR排队比率排队比率：排队比率是用方案中剩余的松弛时间除以方案中剩余的排队时间计算得出。排队比率最小的订单优先执行。9 9LCFSLCFS后到先效劳后到先效劳：该规则经常作为映省规则使用。因为后到的订单放在先到的上面，操作人员通常是先处理上面的订单。1010随机排序或随意处置：随机排序或随意处置：主管或操作人员通常随意选择他们喜欢的作业先执行。10.5.310.5.3作业排序方法作业排序方法10.5.3.1 n10.5.3.1 n个作业的单机排序问题个作业的单机排序问题n/1n/1某公司，5个客户提供了他们的订单。详细的作业排序数据如下：表10-18 作业加工数据表作业按到
44、达顺序加工时间天交货日期从现在起天数ABCDE3426156792表10-19 FCFS作业排序作业顺序加工时间天交货日期天流程时间天开始时间+加工时间=完成时间ABCDE3426156792037915+34261=3791516总流程时间=3+7+9+15+16=50天平均流程时间=50/5=10天表10-120 SPT作业排序作业顺序加工时间天交货日期天流程时间天ECABD12346275690+1=11+2=33+3=66+4=1010+6=16总流程时间=1+3+6+10+16=36平均流程时间=36/5=7.2天表10-21 EDD作业排序作业顺序加工时间天交货日期天流程时间天EA
45、BCD13426256790+1=11+3=44+4=88+2=1010+6=16总流程时间=1+4+8+10+16=39平均流程时间=39/5=7.8天表10-22 LCFS作业排序作业顺序加工时间天交货日期天流程时间天EDCBA16243297650+1=11+6=77+2=99+4=1313+3=16总流程时间=46天平均流程时间=46/5=9.2天平均延迟=4.0天表10-23 随机作业排序作业顺序加工时间天交货日期天流程时间天DCAEB62314975260+6=66+2=88+3=1111+1=1212+4=16总流程时间=53天平均流程时间=53/5=10.6天平均延迟=5.4天
46、表10-24 STR作业排序作业顺序加工时间天交货日期天流程时间天EABDC13462256970+1=11+3=44+4=88+6=1414+2=16总流程时间=43天平均流程时间=43/5=8.6天平均延迟=3.2天表10-25排序结果汇总表有限调度规则总完成时间天平均完成时间天平均延迟天FCFS规则SPT规则EDD规则LCFS规则随机规则STR规则50363946534310.07.27.89.210.68.64.62.42.44.05.43.210.5.3.2 10.5.3.2 n n个作业的双机排序个作业的双机排序n n/2/2u约翰逊贝尔曼规则是一种使一组待加工作业通过两台机器或两
47、个连续工作中心的操作时间最少操作时间最少的技术，它还能使工作中心内的总空闲时间最工作中心内的总空闲时间最小小。约贝规则必须满足条件：1各项作业在各工作中心的作业时间包含换产与加工必须己知且固定；2作业时间必须独立于作业顺序；3所有作业都必须遵循同样的两步式工作顺序；4没有工作优先级；5在作业被移送到第2个工作中心之前，其在第1个工作中心的所有工作内容都必须完全结束。u按约贝规则进行排序，其步骤如下：1列出全部作业及其在各个工作中心的时间；2选取时间最短的作业，如果最短时间在第1个工作中心，就将该作业排在第一位，如果在第2个工作中心，则将其排在序列的最后一位；3消除这项作业及其时间，进行下一步的
48、考虑；4重复第2、3步，直到所有作业都已进入序列。u例10-2：某冲模工厂有4件特殊的工作需通过两个工作中心钻机和车床的操作，各项工作的操作时间见表10-26，为这组工作进行排序，使总完成时间最短。表10-26各工作操作时间 单位：小时工作工作生产中心生产中心1钻机钻机生产中心生产中心2车机车机ABCDE538107264712解：排序的时间为：各工作中心的作业时间与空闲时间可通过图10-15表示出来：表示为空闲时间时间时间03102028330391022293335。图10-15 各工作中心作业时间与空闲时间分布图10.5.3.3 10.5.3.3 台机器上台机器上n n项作业的排序项作业
49、的排序简称为简称为n/3n/3排序排序u如果满足下面的两个条件之一或均满足，可以按约贝规则的扩展方法求得最优解：u1机器1上的作业最小操作时间至少等于机器2上作业的最大操作时间；u2机器3上的作业最小操作时间至少等于机器2上作业的最大操作时间。例10-3：作业机器1，T1机器2，T2机器3，T3ABCD1356753429756表10-27 各机器的操作工时 单位：小时表10-28 假想机器G/H的操作工时 单位：小时作业机器G，T1+T2机器H，T2+T3ABCD188107141098解：u10.5.4 M10.5.4 M台机器上台机器上N N项作业的排序项作业的排序简称为简称为N/MN/
50、M排序排序u有一种启发式算法，该算法是将N/3的约贝扩展方法进一步扩展到一般的N/M问题，以求得一个近似的最优解。u第一步，根据第1台与第M台机器的两组操作时间，应用约贝规则排出策1个作业顺序方案；u第二步，根据第1台与第2台机器的操作时间合并，以及第M-1与第M台机器的操作时间合并，得到两组操作时间，应用约贝规则排出第2个方案；u第三步，根据第1、第2、第3台，三台机器的操作时间合并，以及第M-2、第M-1、第M台三台机器的操作时间合并，应用约贝规则，排出第3个方案；u第四步，重复以上运算，最后将第1、第2、，第M-1共M-1台机器和操作时间合并，以及将第2、第3、第M共M-1台机器的操作时