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1、Chapter11 制造业生产作业计划与控制1 作业计划的基本概念 一、作业计划 是将主生产计划（MPS）细化为每周、每个工作日、甚至每小时的具体作业的安排。编制作业计划实质上是将资源分配给不同的任务，按照既定的优化目标，确定各种资源利用的时间问题。1二、作业计划与控制的功能 1、确定订单执行的顺序。2、作业调度或派工 3、生产作业控制：监控订单执行过程，保证订单如期完成。加快滞后订单或关键订单。4、不断修订作业计划2三、作业排序的目标 1、满足交货日期。2、流程时间最短。3、在制品（WIP）库存最小。4、机器或人员空闲时间最小。3四、作业排序问题的分类 1、两种基本的作业排序：劳动力作业排序
2、：人员排班 生产作业排序：将不同工件安排到不同设备上，或安排不同的人做不同的工作。在制造业中，生产作业排序是主要的 在服务业中，劳动力作业排序是主要的，42、按机器的种类和数量不同，分为单台机器的排序和多台机器的排序。3、按零件到达车间的情况不同，分为静态排序和动态排序。5 五、作业排序问题的4参数表示法:n/m/A/B n/m/A/B 其中其中,n,n 零件数；零件数；m m 机器数；机器数；A A 作业类型；作业类型；在在AA的位置若标以的位置若标以“F”“F”，则代表流水作业排序问题。，则代表流水作业排序问题。若标以若标以“P”“P”，则表示流水作业排列排序问题。，则表示流水作业排列排序
3、问题。若标以若标以“G”“G”，则表示一般单件作业排序问题。，则表示一般单件作业排序问题。当当mm11，则，则AA处为空白处为空白 B B目标函数，通常是使其值最小。目标函数，通常是使其值最小。62 流水作业计划问题 流水车间作业计划问题基本上就是流水作业排序问题。而且一旦加工顺序确定，就可以重复进行，形成循环作业计划。一、加工周期的计算一、加工周期的计算 n个不同零件按相同的加工路线经过m台机器加工，目标是使这批零件的加工周期最短。加工周期又称作最长流程时间Fmax 7例题6/4/p/Fmax问题，当按顺序S(6,1,5,2,4,3)加工时，求Fmax.8 加工周期为46因 因1317 13
4、17，取大的 取大的17 17加 加4 49二、n/2/F/Fmax问题的最优算法 Johnson算法：从加工时间矩阵中找出最短的加工时间。若最短的加工时间出现在M1上，则对应的零件尽可能往前排；若最短加工时间出现在M2上，则对应零件尽可能往后排。然后，从加工时间矩阵中划去已排序零件的加工时间。若最短加工时间有多个，则任挑一个若所有零件都已排序，停止。否则，转步骤。10 求最优顺序怎么计算出来的？11利用横道图计算加工周期1 12 23 30 0 2 2 20 20 10 10 30 30时间 时间工序 工序ab 7 7零件 零件2 2 零件 零件5 5 零件 零件6 6 零件 零件1 1 零
5、件 零件4 4 零件 零件3 34 44 45 57 75 54 4 2 28 828 2812算法步骤的改进（对象多时更简便对象多时更简便）把Johnson算法作些改变，改变后的算法按以下步骤进行：p292 将所有aibi的零件按ai值不减的顺序排成一个序列A。将所有aibi的零件按bi值不增的顺序排成一个序列B。将A放到B之前，就构成了最优加工顺序13 序列A为(2，5，6，1)，序列B为(4，3)，构成最优顺序为(2，5，6，1，4，3)，与Johnson算法结果一致。14习题现有现有55个零件，设要先车后铣，其加工工时如下表个零件，设要先车后铣，其加工工时如下表所示。问如何安排零件加工
6、顺序，使加工周期最所示。问如何安排零件加工顺序，使加工周期最短，并计算出加工周期。（答案：短，并计算出加工周期。（答案：3939分钟）分钟）零件零件车床工时（分钟）车床工时（分钟）铣床工时（分钟）铣床工时（分钟）AABBCCDDEE449966887733776610105515三、求一般n/m/P/Fmax问题近优解的启发式算法 1、Palmer法2、关键零件法3、CDS法161、Palmer法 按零件的斜度指标排列零件的启发式算法 式中，m为机器数；pik为零件i在机器Mk上的加工时间。按照各零件i不增的顺序排列零件。17例题 有一个4/3/F/Fmax问题，其加工时间如表所示，试用Pal
7、mer法求解。加工时间矩阵ii11223344ppi1i1PPi2i2PPi3i311884422445566228833992218解1=-P11+P13=-1+4=3 2=-P21+P23=-2+5=34=-P41+P43=-3+2=-13=-P31+P33=-6+8=2按i不增的顺序排列零件，得到加工顺序（1，2，3，4）或（2，1，3，4）最长流程时间Fmax=2819 2、关键零件法求近优解举例p294余下的零件，若 余下的零件，若P Pi1 i1P Pim im，则，则按 按P Pi1 i1不减的顺序排成一个序 不减的顺序排成一个序列 列S Sa a；若；若P Pi1 i1 P P
8、im im，则按，则按P Pi1 i1不 不增的顺序排列成序列 增的顺序排列成序列S Sb b，顺，顺序（序（S Sa a，C C，S Sb b）为所求顺序）为所求顺序找出加工时间最 找出加工时间最长的零件 长的零件C C本例 本例为 为3 3号零件 号零件203、CDS法Campbell-Dudek-Smith Campbell-Dudek-Smith 三人提出了一个启发式算三人提出了一个启发式算法法,简称简称CDSCDS法。他们把法。他们把JohnsonJohnson算法用于一般的算法用于一般的n/m/P/Fn/m/P/Fmaxmax问题，得到问题，得到(1)1)个加工顺序，取其个加工顺序
9、，取其中优者中优者具体做法是，对加工时间具体做法是，对加工时间 和和用用JohnsonJohnson算法求（算法求（m-1m-1）次加工顺序，取其中最）次加工顺序，取其中最好的结果。好的结果。21当当11时，按时，按JohnsonJohnson算法得到加工顺序算法得到加工顺序(1(1，22，33，4)4)；当当22时，得到加工顺序时，得到加工顺序(2(2，33，11，4)4)。对于顺序对于顺序(2(2，33，11，4)4)，相应的，相应的FFmaxmax2929。所以，。所以，取顺序取顺序(1(1，22，33，4)4)。我们已经知道，这就是最。我们已经知道，这就是最优顺序。优顺序。22四、相同
10、零件在不同移动方式下加工周期的计算p295 零件在加工过程中有三种移动方式：顺序移动：集体移p295 平行移动：一个一个移p296 不考 平行顺序移动p296231、顺序移动方式例题已知已知n=4n=4，tt11=10=10分钟，分钟，55分钟，分钟，1515分钟，分钟，1010分钟，分钟，则则TT顺顺=4=4（10+5+15+1010+5+15+10）=160=160分钟。分钟。TT顺顺t2 MM22t4MM44工序工序时间时间t1MM11MM33t3242、平行移动方式t1t2t3t4TT平平MM11MM22MM33MM44工序工序时间时间253、平行顺序移动方式 综合了以上两种方式的优点
11、。平行顺序移动方式要求每道工序连续加工，但又要求各道工序尽可能平行地加工。具体做法是：1、当titi+1时，零件按平行移动方式转移；2、当titi+1时，以i工序最后一个零件的完工时间为基准，往前推移（n-1）ti+1作为零件在（i+1）工序的开始加工时间。26t1t2t3t4TT平平MM11MM22MM33MM44工序时间时间273 单件车间作业计划问题一、任务分配问题一、任务分配问题nn个零件分配给个零件分配给nn台机器加工，用匈牙利算法可找台机器加工，用匈牙利算法可找到最优分配方案。到最优分配方案。步骤步骤p297p297例题MM11MM22MM33MM44JJ11JJ22JJ33JJ4
12、499774466778866111133121288131355111177101028匈牙利算法的步骤11、行缩减、行缩减M M1 1M M2 2M M3 3M M4 4每行最小数 每行最小数J J1 1J J2 2J J3 3J J4 49 97 74 46 67 78 86 611 113 312 128 813 135 3 5 311 7 11 77 4 7 410 6 10 6M M1 1M M2 2M M3 3M M4 4J J1 1J J2 2J J3 3J J4 46 60 00 00 04 41 12 25 50 05 54 47 72 2 4 4 3 3 4 4每列最 每
13、列最小数 小数0 0 1 1 0 0 2 222、列缩减、列缩减293、用最少的直线覆盖全部的0M M1 1M M2 2M M3 3M M4 4J J1 1J J2 2J J3 3J J4 46 60 00 00 03 30 01 14 40 05 54 47 70 0 2 2 1 1 2 2每列最 每列最小数 小数0 0 1 1 0 0 2 2M M1 1M M2 2M M3 3M M4 4J J1 1J J2 2J J3 3J J4 46 60 00 00 04 41 12 25 50 05 54 47 72 2 4 4 3 3 4 4每列最 每列最小数 小数0 0 1 1 0 0 2 2
14、如直线数等于矩阵的行数，则已找到最优矩阵；否则转入下一步。304、未覆盖的元素中减去其中的最小数，并将这一最小数加到直线交叉的元素上。其余数字不变MM11MM22MM33MM44JJ11JJ22JJ33JJ446600000033001144005544770 0 2 2 1 1 22MM11MM22MM33MM44JJ11JJ22JJ33JJ447711000033000033005533660 0 2 2 0 0 11315、分配任务M1M2M3M4J1J2J3J47100300305360 2 0 1J1M3；J2M2；J3M4；J4M132二、n个作业单机床排序88个优先调度规则：个优
15、先调度规则：p301p30111、SPT(Shortest SPT(Shortest Processing Processing Time)Time)法法则则优优先先选择加工时间最短的工序。选择加工时间最短的工序。例题例题作业 作业（按到达顺序）（按到达顺序）加工时间 加工时间（天）（天）交货日期 交货日期（从现在起天数）（从现在起天数）AABBCCDDEE3344226611556677992233SPT排序作业顺序作业顺序加工时间加工时间交货日期交货日期流程时间流程时间EECCAABBDD112233446622775566990+1=10+1=11+2=31+2=33+3=63+3=66
16、+4=106+4=1010+6=1610+6=16总流程时间=1+3+6+10+16=36（天）平均流程时间=36/5=7.2（天）作业E和C可以满足交货日期，作业A只晚1天交货。平均作业延迟（0+0+1+4+7）/5=2.4天342、FCFS(First Come First Served)法则作业顺序 作业顺序 加工时间 加工时间 交货日期 交货日期 流程时间 流程时间A AB BC CD DE E3 34 42 26 61 15 56 67 79 92 20+3=3 0+3=33+4=7 3+4=77+2=9 7+2=99+6=15 9+6=1515+1=16 15+1=16总流程时间=
17、3+7+9+15+16=50（天）平均流程时间=50/5=10（天）作业A能及时完成。作业B、C、D、E都分别迟1、2、6和14天。平均作业延迟（0+1+2+6+14）/5=4.6天353、EDD(Earliest Due Date)法则优先选择完工期限紧的工件。作业顺序 作业顺序 加工时间 加工时间 交货日期 交货日期 流程时间 流程时间E EA AB BC CD D1 13 34 42 26 62 25 56 67 79 90+1=1 0+1=11+3=4 1+3=44+4=8 4+4=88+2=10 8+2=1010+6=16 10+6=16总流程时间=1+4+8+10+16=39（天）
18、平均流程时间=39/5=7.8（天）作业B、C、D、都将延误。平均作业延迟（0+0+2+3+7）/5=2.4天364、MWKR(Most Work Remaining)法则优先选择余下加工时间最长的工件。5、LWKR(Least Work Remaining)法则优先选择余下加工时间最短的工件。6、MOPNR(Most Operations Remaining)法则优先选择余下工序数最多的工件。7、SCR(Smallest Critical Ratio)法则优先选择临界比最小的工件。临界比为工件允许停留时间与工件余下加工时间之比。8、RANDOM法则随机地挑一个工件 374 生产作业控制一、实
19、行生产作业控制的原因和条件一、实行生产作业控制的原因和条件11、原因：、原因：11）加工时间估计不准确）加工时间估计不准确22）随机因素的影响）随机因素的影响33）加工路线的多样性）加工路线的多样性44）企业环境的动态性）企业环境的动态性22、实施生产控制的三个条件：、实施生产控制的三个条件：11）要有一个标准）要有一个标准22）要取得实际生产进度与计划偏离的信息）要取得实际生产进度与计划偏离的信息33）要能采取纠正偏差的行动。）要能采取纠正偏差的行动。38二、生产作业控制工具11、廿特图、廿特图有两种形式的廿特图：作业进度图和机器图有两种形式的廿特图：作业进度图和机器图工工作作4/4/171
20、74/4/18184/4/19194/4/20204/4/21214/4/22224/4/23234/4/24244/4/25254/4/2626AABBCC作业进度图39机器图机器机器 4/224/224/234/234/244/244/254/254/264/264/274/274/284/284/294/29磨床磨床剖光机剖光机AABBAACCBBCC40二、日常调度单它告诉主管哪些工件要被加工，这些工件的优先它告诉主管哪些工件要被加工，这些工件的优先级以及加工时间。级以及加工时间。开始日期开始日期工件号工件号描述描述运行时间运行时间201201203203205205205205207
21、207208208151311513115143151431514515145157121571215340153401531215312轴轴铆钉铆钉锭子锭子锭子锭子测量杆测量杆轴轴11.411.420.620.64.34.38.68.66.56.54.64.641三、各种状态和异常报告 1、预计延期报告 2、废品报告 3、返工报告 4、作业总结报告部件号部件号计划日期计划日期新日期新日期延期原因延期原因措施措施1712517125130441304417653176534/104/104/114/114/114/114/154/155/15/15/145/14夹具损坏 夹具损坏送去镀金，镀金
22、工 送去镀金，镀金工罢工 罢工新孔未成直线 新孔未成直线工具室返还 工具室返还4/15 4/15新批量开始生产 新批量开始生产工程部重新安装 工程部重新安装钻模 钻模425 服务作业排序一.两类服务作业顺序顾客化服务：顾客化服务：先到先服务方式先到先服务方式 预约式作业排序预约式作业排序标准化服务：如交通运输和零售业等，更多的与标准化服务：如交通运输和零售业等，更多的与设备、工具相连。设备、工具相连。在交通运输业中，时刻表不考虑个别顾客的要求。在交通运输业中，时刻表不考虑个别顾客的要求。对邮件分发、垃圾回收及清洁街道等服务的作业对邮件分发、垃圾回收及清洁街道等服务的作业排序，是根据路径计划以及
23、最大限度地有效利用排序，是根据路径计划以及最大限度地有效利用工具设备的目的来进行的。工具设备的目的来进行的。43二、服务作业排序方法 1）安排顾客需求 在这种方式下，服务能力保持一定，而顾客需求在这种方式下，服务能力保持一定，而顾客需求被适当安排，以提供准时服务和充分利用能力。被适当安排，以提供准时服务和充分利用能力。11、预约、预约 优点在于及时的顾客服务和服务人员的高效率。优点在于及时的顾客服务和服务人员的高效率。如医生、律师和汽车修理。如医生、律师和汽车修理。22、预订、预订 类似于预约，但它通常被用于顾客接受服务时需类似于预约，但它通常被用于顾客接受服务时需占据或使用相关的服务设施的情
24、况。占据或使用相关的服务设施的情况。如预订宾馆房间、火车飞机座位，买音乐会门票。如预订宾馆房间、火车飞机座位，买音乐会门票。优点在于给予服务管理者一段提前期来计划设施优点在于给予服务管理者一段提前期来计划设施的充分利用。的充分利用。443、排队等待 如餐馆、银行、零售店、理发店 规则是先到先服务。特殊顾客有优先权。如军人、残疾人、离休干部优先452）安排服务人员 当需要迅速响应顾客需求且需求总量大致可以预测时，可通过服务人员的适当安排来调整服务能力，以满足不同时段的服务负荷。如营业员、护士、警察、公交司机的日常排班4611、人员排序、人员排序方案的要求方案的要求人员排序方案需要确定每个人一周内
25、的工作日和人员排序方案需要确定每个人一周内的工作日和休息日。休息日。人员排序必须满足每天的不同需求。人员排序必须满足每天的不同需求。还需根据需求的变化随时调整人员排序计划。还需根据需求的变化随时调整人员排序计划。47邮局包裹服务部的人员排序计划邮局包裹服务部的人员排序计划（其中（其中表示工作日，空白表示休息日）表示工作日，空白表示休息日）人员 人员 周一 周一 周二 周二 周三 周三 周四 周四 周五 周五 周六 周六 周日 周日A AB BC CD DE EF FG GH HI IJ J 能力 能力（C C）需求 需求（R R）差（差（C-C-R R）8 86 62 26 64 42 29
26、98 81 110 109 91 110 1010 100 05 53 32 22 22 20 0合计 合计50 5042 428 848保证每人有两日连休的方法保证每人有两日连休的方法人人员员人员需要量（人）人员需要量（人）周周一一周周二二周周三三周周四四周周五五周周六六周周日日AA6644889911003322BB55337788993322CC44226677883322DD33115566773322EE33114455662211FF22003344552211 49续表人人员员人员需要量（人）人员需要量（人）周一周一周二周二周三周三周四周四周五周五周六周六周日周日GG220022
27、33441100HH11001122331100II00000011221100JJ00000000110000在岗 在岗人数 人数7 7 8 8 10 10 10 10 10 10 3 3 2 2 合计 合计50 50需要 需要人数 人数6 6 4 4 8 8 9 9 10 10 3 3 2 2 42 42空闲 空闲人数 人数1 1 4 4 2 2 1 1 0 0 0 0 0 0 8 850 9、静夜四无邻，荒居旧业贫。5 月-235 月-23Monday,May 15,2023 10、雨中黄叶树，灯下白头人。13:02:5713:02:5713:025/15/2023 1:02:57 PM
28、 11、以我独沈久，愧君相见频。5 月-2313:02:5713:02May-2315-May-23 12、故人江海别，几度隔山川。13:02:5713:02:5713:02Monday,May 15,2023 13、乍见翻疑梦，相悲各问年。5 月-235 月-2313:02:5713:02:57May 15,2023 14、他乡生白发，旧国见青山。15 五月 20231:02:57 下午13:02:575 月-23 15、比不了得就不比，得不到的就不要。五月 231:02 下午5 月-2313:02May 15,2023 16、行动出成果，工作出财富。2023/5/15 13:02:5713
29、:02:5715 May 2023 17、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。1:02:57 下午1:02 下午13:02:575 月-23 9、没有失败，只有暂时停止成功！。5 月-235 月-23Monday,May 15,2023 10、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。13:02:5713:02:5713:025/15/2023 1:02:57 PM 11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。5 月-2313:02:5713:02May-2315-May-23 12、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。13:02:5
30、813:02:5813:02Monday,May 15,2023 13、不知香积寺，数里入云峰。5 月-235 月-2313:02:5813:02:58May 15,2023 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。15 五月 20231:02:58 下午13:02:585 月-23 15、楚塞三湘接，荆门九派通。五月 231:02 下午5 月-2313:02May 15,2023 16、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/5/15 13:02:5813:02:5815 May 2023 17、空山新雨后，天气晚来秋。1:02:58 下午1:02 下午13:02:585 月
31、-23 9、杨柳散和风，青山澹吾虑。5 月-235 月-23Monday,May 15,2023 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。13:02:5813:02:5813:025/15/2023 1:02:58 PM 11、越是没有本领的就越加自命不凡。5 月-2313:02:5813:02May-2315-May-23 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。13:02:5813:02:5813:02Monday,May 15,2023 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。5 月-235 月-2313:02:5813:02:58May 15,2023 14、意志坚强的人
32、能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。15 五月 20231:02:58 下午13:02:585 月-23 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。五月 231:02 下午5 月-2313:02May 15,2023 16、业余生活要有意义，不要越轨。2023/5/15 13:02:5813:02:5815 May 2023 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。1:02:58 下午1:02 下午13:02:585 月-23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感 谢 您 的 下 载 观 看专家告诉