生产与运作：第九章课件

第九章 作业计划与排序一、编制生产作业计划的内容和作用 （一）编制内容 1.制定或修改期量标准 期量标准是指为了合理的组织企业生产活动，在生产产品或零件的数量和期限方面所规定的标准数据。2.编制生产作业计划 3.进行设备和生产面积的核算和平衡 4.生产现场管理（1）生产作业准备和服务（2）生产现场的布置（3）日常生产派工 （4）生产任务的临时调整（5）鼓励职工的劳动热情 5.生产控制第九章作业计划与排序一、编制生产作业计划的1（二）生产作业计划的作用 1。是建立企业正常生产秩序和管理秩序，提高经济效益的一项重要手段。（1）工人心中有数，干部的日常管理有了秩序；（2）保证了各部门和车间之间的衔接配合；（3）及时检查和解决生产中遇到的问题，保证了生产任务的完成。2。生产作业计划起着具体落实生产计划的作用。（1）空间上 （2）时间上 （3）计划单位上细分生产任务 3。平衡试算更细致，有利于充分的利用生产能力。4。是企业计划管理的重要环节，确保了企业年度经营计划的顺利实现。5。是规定全体职工奋斗目标，调动职工积极性的重要手段。6。有利于实现均衡生产。第九章 作业计划与排序（二）生产作业计划的作用第九章作业计划2二、期量标准的制定 （一）期量标准的种类 1。品种单一的大量生产：节拍、批量、节奏、在制品占用量定额、流水线工作指示图表等；2。稳定的成批生产：批量、产品的投入与出产间隔期和提前期、生产周期、在制品占用量定额等；3。单件小批生产：生产周期、提前期等。第九章 作业计划与排序二、期量标准的制定第九章作业计划与排序3二、几个重要的期量标准的制定 （一）批量和生产间隔期 1。概念 （1）批量：相同产品或零件一次投入或出产的数量。（2）生产间隔期：相邻两批相同产品或零件投入或出产的时间间隔。（3）二者关系：批量=生产间隔期 平均每日产量 2。确定 按照一定的生产间隔期和批量组织生产就是成批生产的节奏性，因此，正确确定生产间隔期和批量对于加强成批轮番生产的成套性和组织有节奏的均衡生产关系很大。第九章 作业计划与排序二、几个重要的期量标准的制定第九章作业计划4（1）以量定期法（经济批量法）最小批量法和经济批量法 经济批量法是一种根据费用来确定合理批量的方法。设备调整费用（Ca）库存保管费用（Cb）年度设备调整费用 Ca=A (N/Q)A 每次设备调整费用 N 年产量 Q 批量 年库存保管费用 Cb=(Q/2)C C 每件产品的年平均保管费用 总费用 Y=Ca+Cb+Cc=A(N/Q)+(Q/2)C+p*N 经济批量 Q经=2NA/C 批量费用 第九章 作业计划与排序（1）以量定期法（经济批量法）批量费用5批量调整a.批量应与月产量倍比关系，并在主要工序上不少于一个或半个轮班的产量b.使同一批制品在各车间的批量相等或成简单倍比关系c.批量大小应与生产面积或设备容积相适应d.一般来说，毛坯批量应大于机加工批量，机加工批量应大于装配批量。（2）以期定量法统一规定为数不多的互为倍数的标准的生产间隔期（见下表）根据零件的价值、体积、工艺复杂度、生产周期等情况进行分类；根据生产间隔期和生产任务确定批量（3）两者的结合批量调整6批类生产间隔期（天）每月批次日批124三日批38周批64旬批83半月批122月批241季批72一季一次半年批144半年一次标准生产间隔期表 第九章 作业计划与排序批类生产间隔期（天）每月批次日批124三日批38周批64旬批7（二）生产周期 1。定义：是指从原材料投入开始到成品出产为止的全部日历时间（或工作日数）。铸锻毛坯生产周期保险期毛坯周期机械加工生产周期部件装配生产周期总装、油漆、包装生产周期保险期保险期保险期加工周期部装周期总装周期产品生产周期机械产品生产周期示意图 第九章 作业计划与排序（二）生产周期铸锻毛坯生产周期保险期毛坯周期82。确定 （1）零件工序生产周期 （2）零件工艺阶段的生产周期 （3）产品的生产周期 网络图的关键路线的长度 第九章 作业计划与排序2。确定第九章作业计划与排序9（三）生产提前期 1。定义：指产品在各生产环节出产或投入的时间与成品出产时间相比所要提前的时间。有投入提前期和出产提前期两种。2。制定：（1）前后车间生产批量相等的情况装配投入提前期机加工出产提前期机加工投入提前期毛坯出产提前期毛坯投入提前期毛坯周期机加工周期装配周期保险期保险期 第九章 作业计划与排序（三）生产提前期装配投入提前期机加工出产提前期机加工投入10某车间的投入提前期=该车间的出产提前期+该车间的生产周期 某车间的出产提前期=后车间的投入提前期+保险期 （2）前后车间批量不相等的情况车间批量生产周期生产间隔期毛坯机加工装配24012040205030603010 第九章 作业计划与排序某车间的投入提前期=该车间的出产提前期+该车间11装配投入提前期机加工出产提前期机加工投入提前期毛坯出产提前期毛坯投入提前期毛坯周期保险期机加工周期保险期装配周期12401120121240140418081120121160161200201240 第九章 作业计划与排序装配投入提前期机加工出产提前期机加工投入提前期毛坯出产提前期12（四）在制品定额 1。定义：在一定的技术组织条件下，各生产环节上为了保证生产衔接所必需的最低限度的在制品的标准储备量。2。确定：（1）大量流水生产条件下，在制品定额的确定流水线内部 工艺在制品：流水线的各个工作地上正在进行加工和检验的在制品。运输在制品：处于连续流水线的运输过程中或放置在运输装置上的在制品。只在连续流水线上才计算。周转在制品：在间断流水线上由于相邻两工序的生产率不同而形成的在制品。保险在制品：当流水线上某一工序发生意外时，为保证整个流水线仍能正常工作而设置的在制品。（四）在制品定额13流水线之间当供应流水线和需求流水线的节拍相等时，存在运输在制品和保险在制品；节拍不等时，存在周转在制品和保险在制品。（2）成批生产条件下，在制品定额的确定车间内部取决于产品生产的计划期末停留在车间内的产品的批数和批量。具体来讲就是：Zin=Q(T0/R)=ndT0nd平均每日产量因此，车间内部在制品的批数取决于T0/R和具体的投入出产日期。即：T0R，T0/R就是月末车间在制品的批数。车间之间也即库存在制品Zmax=ndDst=ndRi=QiDst库存天数Ri前车间出产间隔期Qi前车间出产批量Zst=Zmax/2=Qi/2流水线之间当供应流水线和需求流水线的节拍相14件号全月任务批量工作日期末在制品24681012141618202224211005050（1批）210050031002525（1批）41002060（3批）第九章 作业计划与排序件号全月任务批量工作15三、生产作业计划的编制（一）在制品定额法1。原理：通过在制品定额和实际结存量的差异来决定投入和产出的数量，以消除这种差异，从而得出生产作业计划的方法。适用于大量大批生产的企业。2。具体方法：在制品定额法是按照反工艺顺序，从产品的最后一个车间开始，逐渐向前推算。（1）某车间的出产量=后车间投入量+该车间外销量+（库存半成品定额期初库存半成品结存量）（2）某车间的投入量=该车间出产量+该车间预计废品量+（车间在制品定额期初在制品预计结存量）三、生产作业计划的编制16（3）注意：反工艺顺序最后车间出产量就是成品出产量，它与车间的半成品外销量都是根据生产计划任务确定的。车间预计废品量是按计划规定的废品率计算的。期初库存半成品和在制品结存量一般由计划时实际结存量加上计划时到期末的预计发生量确定。（4）一般步骤：计算各车间投入和出产量（表1）编制各车间月度计划（表2）把月计划按月分配（表3）（3）注意：17某产品10000台零件A：1：1B：1：4C：1：6100004000060000装配车 间1出产量1000040000600002废品-3在制品定额100050004期初在制品预计结存量60035005投入量（1+2+3-4）1040041500零件库6半成品外销量-20007半成品定额80060008期初预计结存量10007100机加工车间9出产量（5+6+7-8）102004240010废品100140011在制品定额1800450012期初在制品预计结存量60034013投入量（9+10+11-12）1150044900毛坯库14半成品外销量500610015半成品定额20001000016期初预计结存量300010000毛坯车间17出产量（13+14+15-16）110005100018废品800-19在制品定额400250020期初在制品预计结存量300150021投入量（17+18+19-20）1190052000表1：各车间某月份投入量与出产量计算某产品18表2：某月份加工车间投入与出产计划任务序号件号名称每台件数装配投入需要量库存定额差额外销量出产量投入量101-051轴110400-200-1020011500202-034齿轮441500-1100200042400449003-第九章 作业计划与排序表2：某月份加工车间投入与出产计划任务序号19零件件号及名称计 划 出产 量（件）计 划 投入 量（件）项目日历进度12343101-051轴1020011500计 划投入460460460460460计 划产出408408408408408实 际出产累 计出产02-034齿轮4240044900计 划投入17961796179617961796计 划产出16961696169616961696实 际出产累 计出产其它计 划投入计 划产出实 际出产累 计出产注：（1）按全月25个工作日安排。（2）本例按日平均投入和出产。表3：某月份加工车间日历进度计划零件件号及名称计划出产量（件）计划投入量（件）项目20（二）提前期法（累计编号法）多品种成批生产条件下，不可能有稳定在制品数量，在制品变动不易掌握。但可以从产品完工期推算出各工艺阶段需要投入和出产的日期，然后通过以期转化为量的方法，从期的衔接达到量的衔接。累计编号指从年初或从开始生产这种产品起，以成品出产的先后顺序，为每一件产品编上一个累计号码。提前量在同一时间上，产品在某一生产环节上的累计编号，同成品的出产累计号数相比，相差的号数。提前量的大小与提前期成正比，即：提前量=提前期平均日产量提前期法根据预先制定的提前期，通过平均日产量转化为提前量，从而得出同一时期产品在各生产环节上的提前量，来保证各车间之间数量上的衔接的计划制定方法。（二）提前期法（累计编号法）211.具体方法（1）计算产品在各车间计划期末应达到的累计出产和投入的号数某车间出产累计号数=成品出产累计号数+该车间出产提前期定额成品的平均日产量某车间投入累计号数=成品出产累计号数+该车间投入提前期定额成品平均日产量（2）计算各车间在计划期内应完成的出产量和投入量,计划期车间出产（投入）量=计划期末出产（投入）累计号数计划期初已出产（投入）累计号数（3）按照零件的批量进行修正，使其和批量相等或成整数倍数1.具体方法222.优点（1）计划编制快（2）计划修正是自动进行的（3）可有效保证零件的成套性例某产品月计划任务250台，月工作日数25天，平均日产10台。要求在三月份的第5个工作日出产第一批50台。试确定三月末各车间出产（投入）累计号数。数据如下表：第九章 作业计划与排序2.优点第九章作业计划与排序23期量标准装配车间机加工车间毛坯车间批量50100200生产周期5510生产间隔期51020出产提前期投入提前期三月末出产累计号数三月末投入累计号数00+5=55+105=1010+5=1515+2010=2525+10=3525*10=250250+5*10=300250+10*10=350250+15*10=400250+25*10=500250+35*10=600 第九章 作业计划与排序期量标准装配车间机加工车间毛坯车间批量50100200生产周24四、作业排序有n项任务，在作业过程中有不同的作业顺序。所谓作业排序，就是在充分利用现有资源的条件下，合理安排作业投产的时间顺序，使作业周期最短，或如期交货率最高或费用最省。排序问题通常表述为有n项生产任务，在m个设备（生产单位）上加工，通常包括两类：（1）流水型mn排序问题n!个排序方法（2）非流水型mn排序问题(n!)个排序方法四、作业排序有n项任务，在作业过程中有不同的25流水型排序问题，分为1n,2n,3n和mn几种情况进行讨论。其中2n类型已有了求最优解的方法，其它类型仅可求出近似最优解。在讨论排序问题时，有以下约定：（1）一个工件不能同时在不同的设备上加工。（2）每道工序只在一台设备上完成，每台设备只完成一道工序。（3）每台设备同时只能加工一个工件。（4）工件在加工过程中采取平行移动方式。（5）工件数n，设备数m，与加工时间均已知时，允许工件在工序之间等待，允许设备在工件未达到时闲置。(一）流水型排序问题一）流水型排序问题流水型排序问题，分为1n,2n,3n和26平行移动方式平行移动方式每个零件在前道工序加工完毕后，立即转移到后道每个零件在前道工序加工完毕后，立即转移到后道工序去继续加工。即零件在工序间工序去继续加工。即零件在工序间1 件件1 件地移动。件地移动。工序M1M2M3M4时间t1t1t1t1t2t2t2t2t3t3t3t3t4t4t4t4平行移动方式每个零件在前道工序加工完毕后，立即转移271、单台设备的排序问题（1n）一台设备有n项任务，如何安排作业顺序才能取得较好的经济效益？衡量效益的指标通常有：（1）完成任务的时间总和最短；（2）按期交货的作业项目最多；（3）任务总的拖期天数最少。通常情况下，这些指标不能同时达到最优，则根据任务的需要，以单项目标作为优先原则进行作业排序。1、单台设备的排序问题（1n）一台设28例：在一台设备上安排6项加工任务，其作业时间和交货期已知。任务编号i123456作业时间P(i)1021846交货期D(i)154614108设：i为任务编号，i=1,2,3,4.n,P(i)为第i项任务的作业时间;W(i)为第i项任务的等待时间；F(i)为第i项任务的完成时间;D(i)为第i项任务的交货期；L(i)为第i项任务的拖期时间；K(i)为实际排序序号例：在一台设备上安排6项加工任务，其作29（1）先到先安排先到先安排(FCFS)i123456P(i)1021846W(i)0101213212581F(i)101213212531112D(i)154614108L(i)0877152360当F(i)D(i)0,则为拖期当F(i)D(i)0,则为按期，拖期时间为零（1）先到先安排(FCFS)i123456P(i)1302、最短工时优先原则（最短工时优先原则（SPT）K(i)123456i325641P(i)1246810W(i)0137132145F(i)13713213176D(i)641081415L(i)0005716282、最短工时优先原则（SPT）K(i)123456i32313、交货期优先原则（交货期优先原则（EDD）K(i)123456i236541D(i)468101415P(i)2164810W(i)0239132148F(i)23913213179L(i)0013716273、交货期优先原则（EDD）K(i)123456i236324、按期完成作业项目最多的原则排序（又称摩尔(More)法则）这种方法使拖期项目达到最少，如期完成作业项目最多。它是在EDD原则的基础上排序，依次计算每项作业是否拖期。如果拖期，则将该作业移到最后加工，然后再检查任务是否拖期，直到第一次向后移的任务仍然拖期为止。K(i)123456i23(6)5(4)(1)641D(i)46(8)10(14)(15)81415P(i)21(6)4(8)(10)6810W(i)02(3)3(7)(7)7132146F(i)23(9)7(15)(17)13213177L(i)00(1)0(1)(2)5716284、按期完成作业项目最多的原则排序（又称摩尔(More)法33四种优先原则的排序比较表四种优先原则的排序比较表优先原则等待时间W(i)完成时间F(i)拖期L(i)总天数 项目数1先到先安排811126052SPT45762833EDD48792744More4677283（1）按SPT法，可使零件的等待时间，总加工时间最短（2）按EDD法，可使任务拖期时间减少（3）More法则可使拖期的作业项目达到最少四种优先原则的排序比较表优先原则等待时间W(i)完成时间F(342、多台设备的排序问题2n排序问题3n排序问题mn排序问题序：多台设备完工时间的计算设n个工件的加工顺序为(1,2,3,.,n)其中i为排在第i位加工的工件代号以表示工件Si在机器Mk上的完工时间，表示工件Si在上Mk的加工时间，则可按以下公式计算2、多台设备的排序问题2n排序问题序：多台设备35在熟悉以上计算公式以后，可以直接在加工时间矩阵上从左向右计算完工时间并标注在加工时间的右上角由递推公式可知，对于第一行第一列，只需将加工时间的数值作为完工时间标在加工时间的右上角，对于第一行的其它元素，只需从左到右依次将前一列右上角的数字加上计算列的加工时间，并将结果填在计算列加工时间的右上角对于从第二行到第m行第一列，只要把上一行右上角的数字和本行的加工时间相加，将结果填在本行加工时间的右上角，从第二列到第n列，则要从本行前一列右上角和本列上一行的右上角数字中取大者，再加上本列的加工时间，将结果填在本列加工时间的右上角最后一行的最后一列右上角数字即为整个完工时间在熟悉以上计算公式以后，可以直接在加工时间矩阵上从左向右36i123456Pi1423142Pi2456745Pi3587555pi4424331i615243Pi12246410212113316Pi257411415520727633Pi3512517522830535742pi4113421325232338446例如：有一个的排序问题，其加工时间如下表，当按顺序（，）加工时，其完工时间是多少i123456Pi1423142Pi2456745Pi35837（1）、）、2n 流水型排序问题流水型排序问题n项任务在两台机床上加工，该问题使用约翰逊-贝尔曼规则，可求出最优解（总工时最小的排序）。约翰逊-贝尔曼规则为：1）检查tAi,tBi的各数值，找出最小值。其中tAi为零件在机床A上加工的单件时间，tBi为零件在B机床上加工的单件时间，A为第一道工序，B为第二道工序。2）若最小值为tAi,则该零件排在设备A上最先加工，若tBi为最小值，则该零件在B机床上最后加工。3）将上述已排序的零件除去，重复上述两个步骤，直至全部零件排完为止。（1）、2n流水型排序问题n项任务在两台机38例：A，B两台机床，加工6种零件，单件工时如下，求最优排序。J1J2J3J4J5J6A214713166B472051014零件代号单件工时时.件1机床J2J1J6J3J4J5例：A，B两台机床，加工6种零件，单件工时如下，求最优排序。39J1J2J3J4J5J6A加工开始02125324561结束212532456166B加工开始212532526171结束253252577185J1J2J3J4J5J6A214713166B472051014J2J6J3J5J4J1A加工开始0410173346结束41017334667B加工开始41125455567结束112545556071J1J2J3J4J5J6A加工开始02125324561结束40（2）、）、3n 流水型排序问题流水型排序问题n项任务依次在A，B，C三台机床上加工，设tAi,tBi,tCi为第i种任务（零件）在A，B，C机床上的单件工时。排序方法有两种：1）。当符合下列两个条件之一时，可将三台机床的排序转化为两台机床排序问题。(1)mintAi maxtBi(2)mintCi max tBi设有机床G与H，设tGi,tHi分别为G与H的单件加工时间，则tGi =tAi+tBi，tHi =tBi+tCi上述问题变换为G，H两台机床的排序问题。（2）、3n流水型排序问题n项任务依次在A，B41例：A，B，C三台机床，加工6种零件，单件工时如下，求最优排序。J1J2J3J4J5J6A865876B456231C6876910J1J2J3J4J5J6G12111110107H10131381211J4J6J5J2J3J1或J6 J5 J3J1J2J4例：A，B，C三台机床，加工6种零件，单件工时如下，求最优排42J6J5J2J3J1J4A加工开始加工开始0613192432结束结束61319243240B加工开始加工开始61319243240结束结束71624303642C加工开始加工开始71726344147结束结束172634414753按上列排序顺序，安排三台机床加工零件的顺序：2）、3n问题在不符合上述条件下，按mn问题求解。J6J5J2J3J1J4A加工开始0613192432结束643（3）、）、mn 流水型排序问题流水型排序问题mn流水型排序问题常用的启发式方法有Palmer法、法、CDS法法、关键零件法零件法A.Palmer法年.Palmer法提出按斜度指标排列工件的启发式算法，称之为Palmer法工件的斜度指标可按下式计算m为机器数目，pik为工件i在Mk上的加工时间按照各工件i的降序排列工件，可得出令人满意的顺序（3）、mn流水型排序问题mn流水型44例：有7种零件在5台机床上加工，工艺顺序均相同，工时如下，求较优工序。J1J2J3J4J5J6J7M13465724M22571656M35332285M42342522M52685443-2211-8-1-6J2,J3,J4,J6,J1,J7,J5J2,J4,J3,J6,J1,J7,J5例：有7种零件在5台机床上加工，工艺顺序均相45B.CDS法法，Campbell,udek,.mith三人提出了一个启发式算法，称之为Palmer法他们把约翰逊-贝尔曼规则用于一般的流水排序问题，得到（m-1）个加工顺序，取其中优者具体做法是，对加工时间用约翰逊-贝尔曼规则求(m-1)次加工顺序，取其中最好的结果例：有7种零件在5台机床上加工，工艺顺序均相同，工时如下，求较优工序。B.CDS法，具体做法是，对加工时间用约翰逊-贝尔曼规则46J1J2J3J4J5J6J7M13465724M22571656M35332285M42342522M52685443J1J2J3J4J5J6J7M13465724M22571647J1J2J3J4J5J6J7l=1 pi13465724J6,J2,J4,J3,J5,J7,J1pi52685443L=2Pi1+pi25913613 710 J4,J2,J3,J5,J6,J7,J1Pi4+pi549127965L=3Pi1+pi2+pi310 12 16815 15 15 J2,J6,J3,J5,J7J1J4Pi3+pi4+pi5912 1591114 10 J2,J6,J3,J5,J7,J4,J1L=4Pi1+pi2+p13+pi412 15 201020 17 17 J4,J2,J6,J3,J5,J7,J1Pi2+pi3+pi4+pi51117 221017 19 16257165653322852342522J1J2J3J4J5J6J7l=1pi13465724J6,48（3）、）、mn 流水型排序问题流水型排序问题C.关键零件法关键零件法，步骤如下：（1）在n种零件中，求出总工时最大的零件，作为关键零件Jc。（2）除去关键零件Jc，将满足ti1tim的零件，按tim值的大小，从大到小排列在Jc之后。（4）若ti1=tim，则相应的零件可排在Jc之紧前，也可排在Jc之紧后。（3）、mn流水型排序问题C.关键49例：有7种零件在5台机床上加工，工艺顺序均相同，工时如下，求较优工序。J1J2J3J4J5J6J7M13465724M22571656M35332285M42342522M5268544314212815242120J6 J2 J4 J3 J5 J7 J1或J6J2J3 J4J5J7 J1例：有7种零件在5台机床上加工，工艺顺序均相50作业：1。有9种零件在一台设备上加工，加工工时、交货期如下，试分别用SPT法，EDD法，More法安排投产顺序。任务编号i12345 6789作业时间P(i)67314 5281交货期D(i)1215 10 58 613 20 25作业：1。有9种零件在一台设备上加工，加工工时、交货期如下，512。A，B两台机床，流水加工7种零件，单件工时如下，求最优排序。J1J2J3J4J5J6J7A10683426B2763584作业：2。A，B两台机床，流水加工7种零件，单件工时如下，52作业：3。A，B，C三台机床，流水加工6种零件，单件工时如下，求最优排序，并计算加工周期。J1J2J3J4J5J6A10812679B367465C871012911作业：3。A，B，C三台机床，流水加工6种零件，单件工时如下531、问题的描述：对于一般单件作业的排序问题，每个工件都有其独特的加工路线，工件没有一定的流向。对于流水作业的排序问题，第K道工序永远在上加工，没有必要将工序号与机器号分开。对于一般的单件作业排序问题，要描述一道工序，要用3个参数：I、J、K表示。I表示工件代号，J表示工序号，K表示完成工件I的第J道工序的机器的代号。因此，可以用（I，J，K）来表示工件I的第J道工序是在机器K上进行的这样一件事。于是，可以用加工描述矩阵的形式来描述所有工件的加工。加工描述矩阵D的每一行描述一个工件的加工，每一列的工序号相同。例如，加工描述矩阵(二）非流水型排序问题二）非流水型排序问题（单件作业排序问题）（单件作业排序问题）1、问题的描述：(二）非流水型排序问题（单542、启发式算法：对于一般单件作业的排序问题，可以用分支定界法或整数规划法求最优解，但它们都是无效算法，不能应用到生产实践中，启发式算法是求解一般单件车间排序问题使用最多的方法。在介绍3类启发式方法之前，先讲2种十分重要的作业计划及其构成方法。（1）两种作业计划的构成在可行的加工顺序下，可以作出无数种作业计划。其中，各工序都按最早可能开（完）工时间安排的作业计划称为半能动作业计划。任何一台机器的每段空闲时间都不足以加工一道可加工工序的半能动作业计划，称为能动作业计划。无延迟作业计划是没有任何延迟出现的能动作业计划。所谓“延迟”，指有工件等待加工时，机器出现空闲，即使这段空闲时间不足以完成一道工序。2、启发式算法：552、启发式算法：能动作业计划和无延迟作业计划在研究一般作业排序问题时有重要作用。下面介绍它们的生成方法。为此，先作一些符号说明。将每安排一道工序称为一“步”，设STT步之前已排序工序构成的部分作业计划；OT第T步可以排序的工序的集合；TKOT中工序OK的最早可能开工时间；TKOT中工序OK的最早可能完工时间；2、启发式算法：56（1）、能动作业计划的构成步骤1）设t=1，St为空集，Ot为各工件第一道工序的集合；2）求T*=MIN（TK），并求出T*出现的机器M*。如果M*有多台，则任选一台。3）从Ot中挑出满足以下两个条件的工序Oj；需要机器M*加工，且TjT*；4）将确定的工序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；5）若还有未安排的工序，转步骤2）；否则，停止。例如：有两个单件作业，其加工描述矩阵D和加工时间矩阵T分别如下，试构成一个能动作业计划。（1）、能动作业计划的构成步骤57tOtTkTkT*M*Oj11,1,12,1,300232M11,1,121,2,32,1,320633M32,1,331,2,32,2,133777M3M11,2,341,3,22,2,173877M12,2,151,3,22,3,2778128M21,3,262,3,281313M22,3,2能动作业计划的构成tOtTkTkT*M*Oj11,1,1022M11,158能动作业计划的构成时间机器1，1，12，2，11,3,22，3，22，1，31，2，3237781337M1M2M3能动作业计划的构成时间机器1，1，12，2，11,3,22，59（2）、无延迟作业计划的构成步骤1）设t=1，St为空集，O1为各工件第一道工序的集合；2）求T*=MIN（TK），并求出T*出现的机器M*。如果M*有多台，则任选一台。3）从Ot中挑出满足以下两个条件的工序Oj；需要机器M*加工，且Tj=T*；4）将确定的工序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；5）若还有未安排的工序，转步骤2）；否则，停止。例如：有两个单件作业，其加工描述矩阵D和加工时间矩阵T分别如下，试构成一个无延迟作业计划。（2）、无延迟作业计划的构成步骤60tOtTkTkT*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无延迟作业计划的构成tOtTkTkT*M*Oj11,1,1020M11,161无延迟作业计划时间机器1，1，12，2，11,3,22，3，22，1，31，2，3237712 1337M1M2M3无延迟作业计划时间机器1，1，12，2，11,3,22，3，62（3）、三类启发式算法1）优先调度法则在介绍能动作业计划与无延迟作业计划的构成步骤时，其中3步的两个条件一般都有多个工序可以满足。按什么样的准则来选择可安排的工序，对作业计划的优劣有很大影响。为了得到所希望的作业计划，人们提出了好多优先调度法则。按优先调度法则挑选工序比随意挑选一道工序的方法更符合计划编制的要求，同时又不必列出所有可能的作业计划，从而计算量较少。在应用优先调度法则时，只要将构成能动作业计划的第三步修改为：按预定的优先调度法则从Ot中挑出满足以下两个条件的工序Oj；需要机器M*加工，且TjT*；对于构成无延迟作业计划的第三步修改为：按预定的优先调度法则从Ot中挑出满足以下两个条件的工序Oj；需要机器M*加工，且Tj=T*；一般说来，以构成无延迟作业计划为基础的启发式算法比以构成能动作业计划为基础的启发式算法的效果要好。（3）、三类启发式算法632）随机抽样法它从全部能动作业计划或无延迟作业计划之中抽样，得出多个作业计划，从中选优。应用随机抽样法时，实际上是对同一问题多次应用随机法则来决定要挑选的工序，从而得到多个作业计划。这种方法不一定能得到最优的作业计划，但可以得到较满意的作业计划，而且计算量比分枝定界法要小的多。随机抽样法比用优先调度法则得到的结果一般要好一些。3）概率调度法随机抽样法是从K个可供选择的工序以等概率方式挑选每个工序被挑选的概率为1/K，这种方法没有考虑不同工序的特点，有一定的盲目性。概率调度法是根据目标函数的要求选择优先调度法则并给出各工序的被选择的概率，可以得到多个作业计划。此方法比随机抽样法更为有效2）随机抽样法64五、生产作业控制的内容和功能1、内容（1）确定工艺流程，这是生产作业控制的起点和基础。（2）安排生产进度计划，这是生产作业控制的前提。（3）下达生产指令，这是生产作业控制的重要手段。（4）生产进度控制，这是生产作业控制成败的关键。五、生产作业控制的内容和功能652、功能（1）进度管理生产作业控制的核心就是进度管理。所谓进度管理就是严格地按照生产进度计划的要求，掌握作业标准与工序能力的平衡。也就是从作业准备开始到作业结束为止的产品生产全过程，根据生产进度计划规定，掌握作业速度，调整速度，调整进度上的延迟和冒进，以保证交货期和生产进度计划的实现。作业分配、进度控制、偏离校正。第九章 作业计划与排序2、功能第九章作业计划与排序66（2）余力管理所谓余力，就是计划期内一定生产工序的生产能力同该期已经承担的负荷的差额。余力管理的目的，一是保证实现计划规定的进度；二是要经常掌握车间、机械设备和作业人员的实际生产能力和实际生产数量，通过作业分配和调整，谋求生产能力和负荷之间的平衡，做到既不工作量过多，也不发生窝工的现象。第九章 作业计划与排序（2）余力管理第九章作业计划与排序67（3）实物管理就是对物质材料、在制品和成品，明确其任一时间点的所在位置和数量的管理。在实物管理中，搞好在制品管理与搬运管理，又是实现生产有效控制的首要环节。第九章 作业计划与排序（3）实物管理第九章作业计划与排序68 第九章 作业计划与排序（4）信息管理企业是由管理部门利用“人流”、“物流”、“资金流”和“信息流”来组织生产的。所谓信息管理就是根据生产的实际需要，按照逻辑的形式对生产过程中的各种信息进行分类、收集和处理，制定传输的路线和有关责任制度，以保证信息畅通、反馈准确、处理及时、控制有效。第九章作业计划与排序（4）信息管理69（二）生产作业控制的方法1.进度分析（1）坐标图计划当日产量实际当日产量计划累计产量实际累计产量第九章 作业计划与排序（二）生产作业控制的方法计划当日产量实际当日产量计划累计产量70（2）条形图数量102030405060708090床头箱ECA进给箱溜板手轮尾架中心架刀架座卡盘FDB 第九章 作业计划与排序（2）条形图数量1020304050607080712.倾向分析倾向分析的工具是折线图。就是把各工序每日实际完成的数量，按时间序列绘制成坐标图。（1）将每日实际完成的零件数量，每三天一平均，得到若干平均值，连成一条曲线，称为短波。（2）将短波各尖峰连成一线，各谷底另联成一线。外覆线（3）在两条外覆线的中间绘一曲线，称为中波。这就是倾向线。第九章 作业计划与排序2.倾向分析第九章作业计划72 3.看板管理 （1）看板管理的基本原理 看板：就是记载有前道工序应生产的零件号、零件名称、零件数量以及运送时间、地点和运送容器的卡片或其它形式的信息载体。看板管理：又叫准时生产（JITJust In Time），它的要点就是准时。即前道工序根据看板上的信息，只在必要的时间，按必要的数量，生产必要的产品，形成由出产决定投入的闭环系统。下道工序的生产需求决定上一道工序的生产。化大批量为小批量，尽可能减少在制品储备和按件传送。勇最后的装配工序来调整平衡全部工作。3.看板管理73（2）看板的形式工序看板：在一个工厂内工序之间使用的看板。a.取货看板：后工序凭取货看板到前工序取货。b.送货看板：当前工序供应的后工序单位较多时，可由前工序定时巡回送货。但要由后工序各单位填写送货看板的零件号和数量。c.生产看板：用于指示某工序生产工人进行生产活动的看板。协作看板：用于固定的工厂协作单位向工厂送货的看板。（3）看板的运行这里只说工序看板的运行（如图）第九章 作业计划与排序（2）看板的形式第九章作业计划74 第九章 作业计划与排序第九章作业计划与排序75（4）看板的作用它是领货、运送和生产指令防止过量制造和过量运送贯彻目视管理的工具准确传送信息，保持信息流畅（5）看板管理的运用条件以均衡化的流水生产为基础，否则，不可能非常准时。要有稳定的产品质量，否则不可能保证不合格品不流入后道工序。要有较高的企业管理水平。第九章 作业计划与排序（4）看板的作用第九章作业计划与764、利用“漏斗模型”进行生产控制所谓“漏斗”是为了方便地研究生产系统而作出的一种形象化描述。一台机床、一个车间乃至一个工厂，都可以看作是一个“漏斗”。作为“漏斗”的输入，可以是某工序完成的加工任务，也可以是来自用户的定货；作为“漏斗”的输出，可以是某工序的加工任务，也可以是工厂制成的产品，而“漏斗”的液体，则表示累积的任务或在制品。液体的量为在制品量。如下图所示 第九章 作业计划与排序4、利用“漏斗模型”进行生产控制第九章作业774、利用“漏斗模型”进行生产控制 第九章 作业计划与排序时间（日）观察期负荷（小时）输入曲线输出曲线平均生产率平均在制品库存产出量负荷界4、利用“漏斗模型”进行生产控制78（1）基本公式对于单台机器的情况，可以按泊松输入，负指数分布、单服务台的等待制（M/M/1）系统来描述平均等待时间等于工件的平均在制品占用量，平均队长等于平均在制品库存。在一段时间内，如果工况稳定，输入曲线和输出曲线可以近似地由两条平行直线来表示，其斜率等于平均在制品库存除以平均通过时间。平均通过时间等于平均在制品库存除以单位时间平均产量（1）基本公式平均等待时间等于工件的平均在制品占用量79（2）控制规则按照上式，可以采用4个简单的规则来调整输入、输出、在制品库存和通过时间。1）若希望保持在制品库存稳定，就要使单位时间内的平均输入等于平均输出。2）若希望改变在制品库存量，可暂时增加或减少输入。增加输入，在制品量将上升；减少输入，在制品，将下降。3）若希望平均通过时间在所控制的范围内，则适当调整平均在制品库存与单位时间平均产量的比例。4）要使各个工件的平均通过时间稳定，就采用先进先出（FIFC）规则安排各工件的加工顺序。（2）控制规则80例：某工作地加工能力为8小时/天，现对该工作地做了为期10天的观察，在观察期内的输入和输出情况如下表。试根据这些数据画出该工作地的输入/输出曲线，并计算有关参数。其中1至10号工件已出产，11至15号工件已投入，但尚未出产。任务号i投入日期出产日期定额工时ti（小时）生产周期Tpi（天）11520552122110931822104420235351723106615241597222553824265292427531020292091121_20_1221_5_1323_15_1425_35_1528_15_例：某工作地加工能力为8小时/天，现对该工作地做了为期181工作地输入输出图见P279解：设：AB为观察期出产量；BE为观察期末在制品；ML为平均生产率；MZ为加权平均通过时间；MI为平均在制品；MA为平均设备利用率；P为观察期，A为加工能力(小时/天),A=8小时/天,P=10天AB=ti=5+10+10+5+10+15+5+5+5+20=90ML=AB/P=90/10=9MZ=(tiTpi)/AB=(5*5+10*9+20*9)/90=6.5BE=ti=20+5+15+35+15=90MA=ML/A=9/8=1.125=112.5%工作地输入输出图见P27982（三）生产调度1.任务：以生产作业计划为依据，检查、监督和协助有关部门做好各项生产准备工作，全面掌握生产活动的过程，组织各方面的力量为生产服务，并根据实际情况，灵活机动的组织日常生产，迅速及时的处理生产过程中的各种问题和矛盾，充分利用多余的生产能力，克服薄弱环节，必要时对生产作业计划作适当的调整和补充，从而使各生产各环节能协调的进行，保证生产任务的完成。2.内容：（1）计划开始执行时的生产调度（2）计划执行过程中的生产调度（3）计划期末的生产调度（三）生产调度833.原则：（1）计划性原则：以计划为依据，均衡、全面的完成计划。（2）统一性原则：高度的集中统一指挥。（3）预见性原则：以预防为主，防患于未然。事先预防，事先控制。抓早、抓紧、抓细、抓实。早布置、早检查、早监督、早控制。（4）及时性原则：当机立断的作风，敢于负责的精神。（5）群众性原则：深入实际，深入第一线。分配任务时：讲形势，交任务、指关键。处理问题时：民主，倾听群众意见。调度决定前：尽可能经过群众酝酿。3.原则：844.措施（1）建立健全调度工作制度值班报告会议现场办公班前班后小组会（2）建立健全调度机构现代化生产必须有强有力的生产调度系统，厂部、车间、工段、班组以及有关生产部门都要建立生产调度组织。（3）适当配置和充分利用各种生产调度设备通讯设备远距离文件传送设备工业电视电子自动记录系统 第九章 作业计划与排序4.措施第九章作业计划与排85六、人员班次计划1、人员班的分类（1）班次的特点：根据最后编制的班次计划的特点，班次计划可分为个人班次计划和公共班次计划。（2）班次的种类：根据每天的班次数，可分为单班次问题和多班次问题。（3）工人的种类：根据排班对象的特点，可以将人员班次问题分为全职工人排班、全职及兼职排班、多种向下替代排班。（4）参数的性质：根据参数性质的不同，可以划分为确定型人员班次问题与随机型人员班次问题。六、人员班次计划862、单班次问题单班次问题指的是每天只有一个班次工人当班，不存在换班问题。它具有以下几个特点：是最简单，也是最基本的班次问题它的模型可作为某些特殊的多班次问题的合理近似。求解单班次问题的思想和方法，虽然不能直接应用于求解一般的人员班次安排问题，但对于我们建立求解一般的人员班次问题的方法能提供一些有益的启示。设某单位每周工作7天，每天一班，平常日需要N人，周末需要n人。求在以下条件下的班次计划：保证工人每周有两个休息日保证工人每周的两个休息日为连休除保证条件以外，连续两周内，每名工人有一周在周末休息除保证条件以外，连续两周内，每名工人有一周在周末休息2、单班次问题872、单班次问题(1)条件下的班次计划：保证工人每周有两个休息日对条件，所需劳动力下限为W1=maxn,N+2n/5求解步骤为1）安排W1-n名工人在周末休息；2）对余下的n名工人从1到编号，1号至W1-N号工人周一休息；3）安排紧接着的W1-N名工人第二天休息，4）如果5W15N+2n，则有多余的休息日供分配，此时可按需要调整班次计划，只要保证每名工人一周休息两天，平日有N人当班即可。例见P2932、单班次问题882、单班次问题(2)条件下的班次计划：保证工人每周连休两天对条件，所需劳动力下限为W2=maxn,N+2n/5,(2N+2n)/3求解步骤为1）计算W2；2）取k=max0,2N+n-2W2;3）1号至k号工人(五、六）休息，（k+1）至2k工人（日，一）休息，接下来的W2-n-k名工人周末（六、日）休息4）对余下的工人按（一、二），（二三），（三、四），（四、五）的顺序安排连休，保证有N名工人在平常日当班。例见P2932、单班次问题892、单班次问题(3)条件下的班次计划：隔一周在周末休息对条件，所需劳动力下限为W3=max2n,N+2n/5求解步骤为1）计算W2，将W3-2n名工人安排周末休息；2）将余下的2n名工人分成A、B两组，每组n名工人，A组的工人第一周周末休息，B组工人第二周周末休息；3）按照条件每周休息两天的步骤3）、4），给A组工人分配第二周的休息日。如果5W35N+2n，可以先安排1号至W3-N号工人周五休息，按周五、周四的顺序安排休息日。4）B组的n名工人第一周的班次计划与A组的第二周班次计划相同。例见P2952、单班次问题902、单班次问题(4)条件下的班次计划：每周连休两天，隔一周在周末休息;对条件，所需劳动力下限为W4=max2n,N+2n/5,(4N+4n)/5求解步骤为1）计算W4，将W4名工人分成A、B两组；A组W4/2名工人，第一周周末休息；B组（W4-W4/2）名工人，第二周末休息。2）k=max0,4N+2n-4W4，A组中k/2名工人（五2，六2）休息，k/2工人（日2，一1）休息；B组中k/2名工人（五1，六1）休息，k/2名工人（日1，一2）休息。3）在保证周末有n人当班，平均有N人当班的前提下，对A组余下的工人按下列顺序安排连休日;（六2，日2），（四2，五2），（三2，四2）,（二2，三2），（一2，二2）；对B组余下的工人按下列顺序安排连休日（六1，日1），（四1，五1），（三1，四1），（二1，三1），（一1，二1）。例见P2952、单班次问题913、多班次问题多班次问题即每天有多种班次的工人需换班，比单班次问题多了换班约束，如规定任意连续两天工作内的班次必须相同。单班次问题中的班次计划为休息日、工作日的顺序，而多班次作息计划除了确定每名工人休息日、工作日的顺序外，还需要确定每名工人在每个工作日的具体班次，因此多班次问题比单班次问题复杂得多。在此不作介绍。3、多班次问题92