生產(chǎn)與運作管理制造業(yè)作業(yè)計劃概述

第11章制造業(yè)作業(yè)計劃與控制SchedulingandControllingforManufacturing11.1作業(yè)計劃問題的基本概念11.2流水作業(yè)排序問題11.3單件作業(yè)的排序問題11.4生產(chǎn)作業(yè)控制

111.1作業(yè)計劃問題的基本概念編制作業(yè)計劃要解決的問題編制作業(yè)計劃實質(zhì)上是要將資源分配給不同的任務，按照既定的優(yōu)化目標，確定各種資源利用的時間問題。由于每臺機器都可能被分配了多項任務，而這些任務受到加工路線的約束，就帶來了零件在機器上加工的順序問題。211.1作業(yè)計劃問題的基本概念（續(xù)）有關的名詞術語編制作業(yè)計劃或日程安排(Scheduling)排序(Sequencing)派工(Dispatching)控制(Controlling)趕工(Expediting)“調(diào)度”是作業(yè)計劃編制后實施生產(chǎn)控制所采取的一切行動，“編制作業(yè)計劃”是加工制造發(fā)生之前的活動311.1作業(yè)計劃問題的基本概念（續(xù)）“機器”，可以是工廠里的各種機床，也可以是維修工人；可以是輪船要停靠的碼頭，也可以是電子的計算機中央處理單元、存貯器和輸入、輸出單元。一句話，表示“服務者”“零件”代表“服務對象”。零件可以是單個零件，也可以是一批相同的零件“加工路線”是零件加工的工藝過程決定的，它是零件加工在技術上的約束“加工順序”則表示每臺機器加工n個零件的先后順序，是排序和編制作業(yè)計劃要解決的問題411.2流水作業(yè)排序問題流水車間(Flowshop):工件的加工路線都一致，典型的如流水線11.2.1最長流程時間的計算11.2.2兩臺機器排序問題的最優(yōu)算法11.2.3多臺機器排序問題的啟發(fā)式算法Work

Center#1WorkCenter#2Output511.2.1最長流程時間的計算工件代號i146352Pi1453486Pi2391375Pi3768259Pi4563924491216243071819223136142432343948193035444652611.2.2兩臺機器排序問題的最優(yōu)算法約翰森法則如果Min(ai,bj)<Min(aj,bi),則工件i應該排在工件j之前。約翰森算法（1）從加工時間矩陣中找出最短加工時間；（2）若最短加工時間出現(xiàn)在機器M1

上，則對應工件應該盡可能往前排；若最短加工時間出現(xiàn)在機器M2上，則對應工件應該盡可能往后排。711.2.2兩臺機器排序問題的最優(yōu)算法（續(xù)）然后從加工時間矩陣中劃去已排序工件的加工時間。若最短加工時間有多個，則任挑一個。（3）若所有工件都已排序，停止。否則，轉(zhuǎn)步驟（1）。8將工件2排在第1位

2將工件3排在第6位

2

3將工件5排在第2位

2

5

3將工件6排在第3位

2

5

6

3將工件4排在第5位

2

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4

3將工件1排在第4位

2

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1

4

3最優(yōu)加工順序為S=(2,5,6,1,4,3),Fmax=28I123456Ai518534Bi72247411.2.2兩臺機器排序問題的最優(yōu)算法（續(xù)）911.2.2兩臺機器排序問題的最優(yōu)算法（續(xù)）Johnson算法的改進1.將所有ai≤

bi的工件按ai值不減的順序排成一個序列A；2.將ai＞bi的工件按bi值不增的順序排成一個序列B；3.將A放到B之前，就構成了一個最優(yōu)加工順序。1011.2.2兩兩臺機機器排序序問題的的最優(yōu)優(yōu)算法（（續(xù)）舉舉例例工件號123456ai518534bi722474工件最優(yōu)優(yōu)順序：：2561431345582747424813182631115222628aibi最優(yōu)順序下下的加工周周期為281111.2.3多臺臺機器排序序問題的啟啟發(fā)式算算法關鍵工件法法1.計算算每個工件件的總加工工時間，將將加工時間間最長的工工件作為關關鍵工件C；2.對于于余下的工工件，若pi1≤pim則按pi1不減的順序序排成一個個序列Sa,若pi1>pim則按pim不增的順序序排成一個個序列Sb;3.順序序（Sa,C,Sb）即為所求求順序。1211.2.3多臺臺機器排序序問題的啟啟發(fā)式算算法（續(xù)））舉例工件i1234Pi12163Pi24829Pi3548211131614CSa(2,1)Sb(4)所求順序：：（2,1,3,4））1311.2.4相同同零件不同同移動方式式下加工工周期的計計算當n個零件件相同，則則無排序問問題。但不不同移動方方式下的加加工周期不不同三種典型的的移動方式式順序移動方方式：一批批零件全部部加工完成成后，整批批移動到下下道工序加加工平行移動方方式：單個個零件加工工完成后，，立即移動動到下道工工序加工平行順序移移動方式：：兩者混合合14順序移動方方式加工周期時間工序1234順序移動方式15設零件批量量為n（件件），工序序數(shù)目為m，一批零零件不計算算工序間運運輸時間，，只考慮加加工時間，，設其加工工的周期為為T（分鐘鐘），零件件在i道工工序的單件件工時為（（分鐘/件件），i=1.2……n.則該批零件件的加工周周期為：順序移動方方式（續(xù)））16平行移動方方式工序1234時間加工周期17平行移動方方式（續(xù)））零件平行移移動的加工工周期為為：18平行順序移移動方式特點：既保保持一批零零件順序加加工，有盡盡可能使相相鄰工序加加工時間平平行進行。。如圖所示示：時間工序1234加工周期期19平行順序移移動方式（（續(xù)）平行順序移移動加工周周期計算2011.3單單件作業(yè)業(yè)排序問題題11.3.1問題題的描述11.3.2兩種種作業(yè)計劃劃的構成11.3.3求解解一般n/m/G/Fmax問題的啟發(fā)發(fā)式方法2111.3.1問題題的描述D=1,1,11,2,31,3,22,1,32,2,12,3,2T=241345加工描述矩矩陣D和加加工時間矩矩陣T對應應2211.3.2兩種種作業(yè)計劃劃的構成符號說明每安排一道道工序稱為為一“步””{St}:t步之之前已排序序工序構成成的部分作作業(yè)計劃；；{Ot}:t步可可排序工序序的集合；；Tk為{Ot}中工序Ok的最早可能能開始時間間；T’k為{Ot}中工序Ok的最早可能能完成時間間。2311.3.2兩種種作業(yè)計劃劃的構成能動作業(yè)計計劃的構成成（1）設t=1,{S1}為空集，，{O1}為各工件件第一道工工序的集合合。（2）求T*=min{T’k},并求出T*所出現(xiàn)的機機器M*。如果M*有多臺，則則任選一臺臺。（3）從{Ot}中選出滿滿足以下兩兩個條件的的工序Oj：需要M*加工，且Tj<T*。（4）將選定的工工序Oj放入{St},從{Ot}中消去Oj,并將Oj的緊后工序序放入{Ot}，使t=t+1.（5）若還還有未安排排的工序，，轉(zhuǎn)步驟（（2）；否否則，停止止。24能動作業(yè)計計劃的構成成t{Ot}TkT`kT*M*Oj11,1,12,1,300232M11,1,121,2,32,1,320633M32,1,331,2,32,2,133777M3M11,2,341,3,22,2,173877M12,2,151,3,22,3,2778128M21,3,262,3,281313M22,3,225能動作業(yè)計計劃的甘特特圖2,3,21,1,12,2,11,3,22,1,31,2,33778132370時間機器M1M2M32611.3.2兩種種作業(yè)計劃劃的構成（（續(xù)）無延遲作業(yè)業(yè)計劃的構構成（1）設t=1,{S1}為空集，，{O1}為各工件件第一道工工序的集合合。（2）求T*=min{Tk},并求出T*所出現(xiàn)的機機器M*。如果M*有多臺，則則任選一臺臺。（3）從{Ot}中選出滿滿足以下兩兩個條件的的工序Oj：需要M*加工，且Tj=T*。（4）將選定的工工序Oj放入{St},從{Ot}中消去Oj,并將Oj的緊后工序序放入{Ot}，使t=t+1.（5）若還還有未安排排的工序，，轉(zhuǎn)步驟（（2）；否否則，停止止。27無延遲作業(yè)業(yè)計劃的構構成t{Ot}TkT`kT*M*Oj11,1,12,1,3002300M1M31,1,121,2,32,1,320630M32,1,331,2,32,2,1337733M3M11,2,341,3,22,2,173873M12,2,151,3,22,3,27781277M2M22,3,261,3,2121312M21,3,228無延遲作業(yè)業(yè)計劃的甘甘特圖2,3,21,1,12,2,12,1,31,2,337712132370時間機器M1M2M31,3,22911.3.3三類類啟發(fā)式算算法（1）優(yōu)先先調(diào)度法則則構成兩種作作業(yè)計劃的的第（3））步一般都都有多道工工序可以滿滿足，按不不同的優(yōu)先先調(diào)度法則則來選擇工工序，可以以得出滿足足不同目標標函數(shù)的作作業(yè)計劃計算量小已經(jīng)提出100多種種優(yōu)先調(diào)度度法則30優(yōu)先調(diào)度法法則FCFS（（firstcome,firstserved）選擇最最早進入可可排序集合合的工序SPT(shortestprocessingtime）選擇加加工時間最最短的工序序EDD（earliestduedate）選擇完完工期限最最緊的工序序SCR(smallestcriticalratio)選選擇臨界比比最小的工工件MWKR(mostworkremaining)選擇余下下加工時間間最長的工工件LWKR(leastworkremaining)選擇余余下加工時時間最短的的工件MOPNR(mostoperationsremaining)選選擇余下工工序數(shù)最多多的工件RANDOM隨機機挑選一個個工件RushTopPriority3111.3.3三類類啟發(fā)式算算法（續(xù)））（2）隨機機抽樣法從全部能動動計劃或無無延遲計劃劃中隨機抽抽樣，得出出多個作業(yè)業(yè)計劃，從從中取優(yōu)。。（3）概率率調(diào)度法將優(yōu)先調(diào)度度法則與隨隨機抽樣法法結(jié)合對不同工件件將優(yōu)先調(diào)調(diào)度法則分分配不同的的挑選概率率，效果較較好3211.4生生產(chǎn)作業(yè)業(yè)控制實行生產(chǎn)作作業(yè)控制的的原因生產(chǎn)環(huán)境的的變化計劃的失誤誤執(zhí)行的原因因：執(zhí)行過過程中，有有可能會出出現(xiàn)操作人人員執(zhí)行不不力、效率率不高和工工作態(tài)度等等現(xiàn)象，造造成計劃完完不成執(zhí)行因素的的影響3311.4生生產(chǎn)作業(yè)業(yè)控制（續(xù)續(xù)）生產(chǎn)作業(yè)控控制的程序序制定生產(chǎn)作作業(yè)監(jiān)控體體系監(jiān)控實際生生產(chǎn)過程評估偏差情情況采取糾偏措措施3411.4生生產(chǎn)作業(yè)業(yè)控制（續(xù)續(xù)）生產(chǎn)作業(yè)控控制的功能能為每個車間間的工單指指派優(yōu)先級級維護車間在在制品數(shù)量量將車間工單單信息傳送送到相應辦辦公室提供實際產(chǎn)產(chǎn)出數(shù)據(jù)來來為能力控控制服務根據(jù)車間工工單對機位位的要求，，為在制品品庫存管理理提供數(shù)量量信息測量人員和和設備的效效率、利用用率和產(chǎn)量量。353611.4生生產(chǎn)作業(yè)業(yè)控制（續(xù)續(xù)）生產(chǎn)作業(yè)控控制的主要要工具實際生產(chǎn)中中，有不少少工具可以以用來進行行生產(chǎn)作業(yè)業(yè)控制，這這些工具容容易通過運運用適當?shù)牡能浖砩?，主要要包括：調(diào)度單日報、月報報例外報告、、異常報告告輸入/輸出出（Input/outputcontrol，I/O）報告告3711.4生生產(chǎn)作業(yè)業(yè)控制（續(xù)續(xù)）漏斗模型模型介紹德國漢諾威威大學的Bechte和Wiendall等人人于20世世紀80年年代初在實實施輸入/輸出控制制時提出了了漏斗模型型（FunnelModel）。漏斗模型的的基本原則則：工作中中心的輸入入永遠不能能超過工作作中心的輸輸出。當工工作中心的的輸入超過過輸出，就就會拖欠訂訂單，結(jié)果果將會出現(xiàn)現(xiàn)作業(yè)推遲遲、客戶不不滿、下游游作業(yè)或相相關作業(yè)的的延期。38注：曲線圖圖的垂直段段表示某天天到達或完完成的一個個或多個工工件之間所所包含的工工作量；水水平段表示示相鄰兩個個到達或完完成的任務務之間的時時間間隔。。如果運輸輸時間不變變，輸入曲曲線與上道道工序的輸輸出曲線相相對應。3911.4生生產(chǎn)作業(yè)業(yè)控制（續(xù)續(xù)）控制規(guī)則在一段較長長的時間內(nèi)內(nèi)（如數(shù)周周）內(nèi)，若若工況穩(wěn)定定，輸入輸輸出兩條曲曲線可以近近似地用兩兩條直線來來表示，其其斜率（平平均生產(chǎn)率率）等于平平均在制品品庫存/平平均通過時時間實際實踐中中，可以采采用四個規(guī)規(guī)則來調(diào)整整輸入、輸輸出、在制制品庫存和和通過時間間：若希望保持持在制品庫庫存量，可可暫時增加加或減少輸輸入。若希望改變變在制品庫庫存量，可可暫時增加加或減少輸輸入。若希望平均均通過時間間在所控制制的范圍內(nèi)內(nèi)，則適當當調(diào)整平均均在制品庫庫存與生產(chǎn)產(chǎn)率的比例例。要使各個工工件的平均均通過時間間穩(wěn)定，可可以采用FIFO規(guī)規(guī)則來安排排各工件的的加工順序序。409、靜夜四無無鄰，荒居居舊業(yè)貧。。。2022/12/252022/12/25Sunday,December25,202210、雨中黃葉葉樹，燈下下白頭人。。。2022/12/252022/12/252022/12/2512/25/20228:59:10AM11、以以我我獨獨沈沈久久，，愧愧君君相相見見頻頻。。。。2022/12/252022/12/252022/12/25Dec-2225-Dec-2212、故故人人江江海海別別，，幾幾度度隔隔山山川川。。。。2022/12/252022/12/252022/12/25Sunday,December25,202213、乍乍見見翻翻疑疑夢夢，，相相悲悲各各問問年年。。。。2022/12/252022/12/252022/12/252022/12/2512/25/202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)發(fā)，舊國見青青山。。25十二月月20222022/12/252022/12/252022/12/2515、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月222022/12/252022/12/252022/12/2512/25/202216、行動出成果果，工作出財財富。。2022/12/252022/12/2525December202217、做前，能夠夠環(huán)視四周；；做時，你只只能或者最好好沿著以腳為為起點的射線線向前。。2022/12/252022/12/252022/12/252022/12/259、沒有有失敗敗，只只有暫暫時停停止成成功??！。2022/12/252022/12/25Sunday,December25,202210、很多多事情情努力力了未未必有有結(jié)果果，但但是不不努力力卻什什么改改變也也沒有有。。。2022/12/252022/12/252022/12/2512/25/20228:59:10AM11、成功功就是是日復復一日日那一一點點點小小小努力力的積積累。。。2022/12/252022/12/252022/12/25Dec-2225-Dec-2212、世間成事事，不求其其絕對圓滿滿，留一份份不足，可可得無限完完美。。2022/12/252022/12/252022/12/25Sunday,December25,202213、不知香積積寺，數(shù)里里入云峰。。。2022/12/252022/12/252022/12/252022/12/2512/25/202214、意志堅強強的人能把把世界放在在手中像泥泥塊一樣任任意揉捏。。25十二二月20222022/12/252022/12/252022/12/2515、楚塞三三湘接，，荊門九九派通。。。。十二月222022/12/252022/12/252022/12/2512/25/202216、少年十十五二十十時，步步行奪得得胡馬騎騎。。2022/12/252022/12/2525December202217、空山新新雨后，，天氣晚晚來秋。。。2022/12/252022/12/252022/12/25202