1、2022-11-6生产与运作管理11制造业作业计划与控制生产与运作管理生产与运作管理11制造制造业作业计划与控制业作业计划与控制生产与运作管理11制造业作业计划与控制11.1作业计划问题的基本概念编制作业计划要解决的问题n编制作业计划实质上是要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。n由于每台机器都可能被分配了多项任务，而这些任务受到加工路线的约束，就带来了零件在机器上加工的顺序问题。生产与运作管理11制造业作业计划与控制 11.1作业计划问题的基本概念（续）有关的名词术语n编制作业计划或日程安排(Scheduling)n排序(Sequencing)n派工(Di
2、spatching)n控制(Controlling)n赶工(Expediting)n“调度”是作业计划编制后实施生产控制所采取的一切行动，“编制作业计划”是加工制造发生之前的活动生产与运作管理11制造业作业计划与控制11.1作业计划问题的基本概念（续）n“机器”，可以是工厂里的各种机床，也可以是维修工人；可以是轮船要停靠的码头，也可以是电子的计算机中央处理单元、存贮器和输入、输出单元。一句话，表示“服务者”n“零件”代表“服务对象”。零件可以是单个零件，也可以是一批相同的零件n“加工路线”是零件加工的工艺过程决定的，它是零件加工在技术上的约束 n“加工顺序”则表示每台机器加工n个零件的先后顺序
3、，是排序和编制作业计划要解决的问题生产与运作管理11制造业作业计划与控制11.2 流水作业排序问题流水车间(Flow shop):工件的加工路线都一致，典型的如流水线11.2.1 最长流程时间的计算 11.2.2 两台机器排序问题的最优算法 11.2.3 多台机器排序问题的启发式算法Work Center#1Work Center#2Output生产与运作管理11制造业作业计划与控制11.2.1 最长流程时间的计算工件代号i 1 4 6 3 5 2Pi1 4 5 3 4 8 6Pi2 3 9 1 3 7 5Pi3 7 6 8 2 5 9Pi4 5 6 3 9 2 44 9 12 16 24 3
4、07 18 19 22 31 3614 24 32 34 39 4819 30 35 44 46 52生产与运作管理11制造业作业计划与控制11.2.2 两台机器排序问题的 最优算法约翰森法则n如果Min(ai,bj)pim 则按pim不增的顺序排成一个序列Sb;n3.顺序（Sa,C,Sb）即为所求顺序。生产与运作管理11制造业作业计划与控制11.2.3 多台机器排序问题的 启发式算法（续）举例工件i 1 2 3 4Pi1 2 1 6 3Pi2 4 8 2 9Pi3 5 4 8 211 13 16 14CSa(2,1)Sb(4)所求顺序：（2,1,3,4）生产与运作管理11制造业作业计划与控制
5、11.2.4 相同零件不同移动方 式下加工周期的计算当n个零件相同，则无排序问题。但不同移动方式下的加工周期不同三种典型的移动方式n顺序移动方式：一批零件全部加工完成后，整批移动到下道工序加工n平行移动方式：单个零件加工完成后，立即移动到下道工序加工n平行顺序移动方式：两者混合生产与运作管理11制造业作业计划与控制顺序移动方式 加工周期时间工序 1 2 3 4顺序移动方式顺序移动方式生产与运作管理11制造业作业计划与控制 设零件批量为n（件），工序数目为m，一批零件不计算工序间运输时间，只考虑加工时间，设其加工的周期为T（分钟），零件在i道工序的单件工时为 （分钟/件），i=1.2n.则该批零
6、件的加工周期为：顺序移动方式（续）生产与运作管理11制造业作业计划与控制平行移动方式工序 1 2 34时间 加工周期生产与运作管理11制造业作业计划与控制平行移动方式（续）零件平行移动的加工周期 为：生产与运作管理11制造业作业计划与控制平行顺序移动方式 特点：既保持一批零件顺序加工，有尽可能使相邻工序加工时间平行进行。如图所示：时间工序1234 加工 周期生产与运作管理11制造业作业计划与控制平行顺序移动方式（续）平行顺序移动加工周期计算 生产与运作管理11制造业作业计划与控制11.3 单件作业排序问题11.3.1 问题的描述11.3.2 两种作业计划的构成11.3.3 求解一般n/m/G/
7、Fmax问题的启发式方法生产与运作管理11制造业作业计划与控制11.3.1 问题的描述D=1,1,1 1,2,3 1,3,22,1,3 2,2,1 2,3,2T=2 4 1 3 4 5加工描述矩阵D和加工时间矩阵T对应生产与运作管理11制造业作业计划与控制11.3.2 两种作业计划的构成符号说明n每安排一道工序称为一“步”nSt:t步之前已排序工序构成的部分作业计划；nOt:t步可排序工序的集合；nTk为Ot中工序Ok的最早可能开始时间；nTk为Ot中工序Ok的最早可能完成时间。生产与运作管理11制造业作业计划与控制11.3.2 两种作业计划的构成能动作业计划的构成n（1）设t=1,S1为空集
8、，O1为各工件第一道工序的集合。n（2）求T*=minTk,并求出T*所出现的机器M*。如果M*有多台，则任选一台。n（3）从Ot中选出满足以下两个条件的工序Oj：需要M*加工，且Tj T*。n（4）将选定的工序Oj放入St,从Ot中消去Oj,并将Oj的紧后工序放入Ot，使t=t+1.n（5）若还有未安排的工序，转步骤（2）；否则，停止。生产与运作管理11制造业作业计划与控制能动作业计划的构成tOtTkTkT*M*Oj11,1,12,1,300232M11,1,121,2,32,1,320633M32,1,331,2,32,2,133777M3M11,2,341,3,22,2,173877M1
9、2,2,151,3,22,3,2778128M21,3,262,3,281313M22,3,2生产与运作管理11制造业作业计划与控制能动作业计划的甘特图2,3,21,1,1 2,2,11,3,22,1,3 1,2,3 3 7 7 8 13 2 3 70时间时间机器 M1M2M3生产与运作管理11制造业作业计划与控制11.3.2 两种作业计划的构成（续）无延迟作业计划的构成n（1）设t=1,S1为空集，O1为各工件第一道工序的集合。n（2）求T*=minTk,并求出T*所出现的机器M*。如果M*有多台，则任选一台。n（3）从Ot中选出满足以下两个条件的工序Oj：需要M*加工，且Tj=T*。n（4
10、）将选定的工序Oj放入St,从Ot中消去Oj,并将Oj的紧后工序放入Ot，使t=t+1.n（5）若还有未安排的工序，转步骤（2）；否则，停止。生产与运作管理11制造业作业计划与控制无延迟作业计划的构成tOtTkTkT*M*Oj11,1,12,1,3002300M1M31,1,121,2,32,1,320630M32,1,331,2,32,2,1337733M3M11,2,341,3,22,2,173873M12,2,151,3,22,3,27781277M2M22,3,261,3,2121312M21,3,2生产与运作管理11制造业作业计划与控制无延迟作业计划的甘特图2,3,21,1,1 2,
11、2,12,1,3 1,2,3 3 7 7 12 13 2 3 70时间时间机器 M1M2M31,3,2生产与运作管理11制造业作业计划与控制11.3.3 三类启发式算法（1）优先调度法则n构成两种作业计划的第（3）步一般都有多道工序可以满足，按不同的优先调度法则来选择工序，可以得出满足不同目标函数的作业计划n计算量小n已经提出100多种优先调度法则生产与运作管理11制造业作业计划与控制优先调度法则nFCFS（first come,first served）选择最早进入可排序集合的工序nSPT(shortest processing time）选择加工时间最短的工序nEDD（earliest d
12、ue date）选择完工期限最紧的工序nSCR(smallest critical ratio)选择临界比最小的工件nMWKR(most work remaining)选择余下加工时间最长的工件nLWKR(least work remaining)选择余下加工时间最短的工件nMOPNR(most operations remaining)选择余下工序数最多的工件nRANDOM 随机挑选一个工件nRushTop Priority生产与运作管理11制造业作业计划与控制11.3.3 三类启发式算法（续）（2）随机抽样法n从全部能动计划或无延迟计划中随机抽样，得出多个作业计划，从中取优。（3）概率调度
13、法n将优先调度法则与随机抽样法结合n对不同工件将优先调度法则分配不同的挑选概率，效果较好生产与运作管理11制造业作业计划与控制11.4 生产作业控制实行生产作业控制的原因生产环境的变化计划的失误执行的原因：执行过程中，有可能会出现操作人员执行不力、效率不高和工作态度等现象，造成计划完不成执行因素的影响生产与运作管理11制造业作业计划与控制11.4 生产作业控制（续）生产作业控制的程序制定生产作业监控体系监控实际生产过程 评估偏差情况 采取纠偏措施生产与运作管理11制造业作业计划与控制11.4 生产作业控制（续）生产作业控制的功能为每个车间的工单指派优先级维护车间在制品数量将车间工单信息传送到相
14、应办公室提供实际产出数据来为能力控制服务根据车间工单对机位的要求，为在制品库存管理提供数量信息测量人员和设备的效率、利用率和产量。生产与运作管理11制造业作业计划与控制生产与运作管理11制造业作业计划与控制11.4 生产作业控制（续）生产作业控制的主要工具实际生产中，有不少工具可以用来进行生产作业控制，这些工具容易通过运用适当的软件来生成，主要包括：n调度单n日报、月报n例外报告、异常报告n输入/输出（Input/output control，I/O）报告生产与运作管理11制造业作业计划与控制11.4 生产作业控制（续）漏斗模型模型介绍德国汉诺威大学的Bechte和Wiendall等人于20世纪80年代初在实施输入/输出控制时提出了漏斗模型（Funnel Model）。漏斗模型的基本原则：工作中心的输入永远不能超过工作中心的输出。当工作中心的输入超过输出，就会拖欠订单，结果将会出现作业推迟、客户不满、下游作业或相关作业的延期。生产与运作管理11制造业作业计划与控制注：曲线图的垂直段表示某天到达或完成的一个或多个工件之间所包含的工作量；水平段表示相邻两个到达或完成的任务之间的时间间隔。如果运输时间不变，输入曲线与上道工序的输出曲线相对应。2022-11-6生产与运作管理11制造业作业计划与控制
