第七章作业计划与控制

1、LTV的排程为其提供了竞争优势的排程为其提供了竞争优势生产的柔性增强；生产的柔性增强；按准时制生产；按准时制生产；设备利用率提高了设备利用率提高了2倍；倍；在制品较少；在制品较少；产品准备时间短，产出速度高，产品准备时间短，产出速度高，顾客服务得到改善。顾客服务得到改善。 生产作业计划是生产计划工作的继续，是企业年度生产计划的具体执行计划。它是协调企业日常生产活动的中心环节。它根据年度生产计划规定的产品品种、数量及大致的交货期的要求对每个生产单位(车间、工段、班组等），在每个具体时期(月、旬、班、小时等)内的生产任务作出详细规定，使年度生产计划得到落实。LTV公司公司LTV的排程为其提供了竞争

2、优势的排程为其提供了竞争优势w 随着数控机器的发展，公司现在只要控制：随着数控机器的发展，公司现在只要控制：(1)(1)机器的部件运转，机器的部件运转，(2)(2)机机器上的工具变换，器上的工具变换，(3)(3)机器之间的物料运送。当将这些功能连在一起时，便形机器之间的物料运送。当将这些功能连在一起时，便形成了一个柔性机器系统成了一个柔性机器系统(FMS)(FMS)。w 这样的这样的FMSFMS在达拉斯的在达拉斯的ITVITV航空器产品组有很大用途，提高了多方面的效航空器产品组有很大用途，提高了多方面的效率，如快速的机器部件运转、工具设置、废料处理、车间空间和机器的充分率，如快速的机器部件运转

3、、工具设置、废料处理、车间空间和机器的充分使用。在一个排程工作做的很好的使用。在一个排程工作做的很好的FMSFMS中，机器使用率比在标准数控车间还高，中，机器使用率比在标准数控车间还高，可增长到它的可增长到它的200200或或300300。w 所有机器和物料运送指令所有机器和物料运送指令( (电脑代码电脑代码) )被输入主机，主机再将排程输入被输入主机，主机再将排程输入FMSFMS中的电脑，现场安排人员将决定下一步该做什么，他们除了决定最后排程以中的电脑，现场安排人员将决定下一步该做什么，他们除了决定最后排程以外，还要决定所需的机床和其它设备的安装。外，还要决定所需的机床和其它设备的安装。w

4、FMSFMS使按随机顺序来调配零件、处置相同或不相同的零件及调整零件的形使按随机顺序来调配零件、处置相同或不相同的零件及调整零件的形状和尺寸等成为可能，并且不用分离产品流。这种多功能性使零件得以按准状和尺寸等成为可能，并且不用分离产品流。这种多功能性使零件得以按准时制生产。所以，生产的灵活性得到了改善。时制生产。所以，生产的灵活性得到了改善。w LTVLTV存在多方面的竞争优势。其一，机器利用率达到一般机械加工中心的存在多方面的竞争优势。其一，机器利用率达到一般机械加工中心的3 3倍倍; ;其次，生产一件产品不到其次，生产一件产品不到3 3小时即可完成，故在制品较少；其三，由于生小时即可完成，

5、故在制品较少；其三，由于生产某一产品的准备时间很短及产出速度很高，顾客服务也得到了改善。产某一产品的准备时间很短及产出速度很高，顾客服务也得到了改善。组组织织 管管理理者者必必须须作作出出以以下下排排程程 医医院院 手手术术室室使使用用 病病人人挂挂号号 护护理理、保保安安、维维修修人人员员配配备备 非非病病人人接接待待 大大学学 教教室室和和视视听听设设备备 学学生生与与教教师师课课程程安安排排 研研究究生生与与本本科科生生课课程程 工工厂厂 商商品品生生产产 物物料料购购买买 工工人人 航航空空公公司司 飞飞机机维维修修 起起飞飞时时间间表表 航航班班机机组组人人员员、餐餐饮饮包包办办人人

6、员员、门门卫卫和和收收卖卖票票员员 第一节第一节 排程决策排程决策排序的理论与方法是编制作业计划的基础。生产能力计划：生产能力计划：1.设备的能力2.设备的获得量综合计划：综合计划：1.设备利用2.人员需求3.转包生产计划：生产计划：1.物料需求计划2.分拆主生产计划短期排程、作业计划：短期排程、作业计划：1.生产中主负荷2.工作排序长期长期短期短期中短期中短期中期中期排程的目标是使资源的使用达到优化并能排程的目标是使资源的使用达到优化并能满足一定生产目标。满足一定生产目标。w使完成时间最短使完成时间最短w使用率最大化使用率最大化w在制品库存量最小化在制品库存量最小化w使顾客等待时间最少使顾客

7、等待时间最少w工艺导向工作中心在生产和服务组织中较多采用，它是一工艺导向工作中心在生产和服务组织中较多采用，它是一个按订单来制造产品和提供服务的生产与运作系统（它可个按订单来制造产品和提供服务的生产与运作系统（它可以是一台机器、一组机器或成组生产单元等）。该系统生以是一台机器、一组机器或成组生产单元等）。该系统生产的产品在使用的物料、操作顺序、操作要求、操作时间产的产品在使用的物料、操作顺序、操作要求、操作时间及生产准备等方面有很大差异，管理者需要建立一个生产及生产准备等方面有很大差异，管理者需要建立一个生产计划与控制系统。计划与控制系统。w对未来订货生产的排程不违背每个工作中心的生产能力限对

8、未来订货生产的排程不违背每个工作中心的生产能力限制。制。w在分配一项订货给一部门前检查一下所需工具及物料的供在分配一项订货给一部门前检查一下所需工具及物料的供给情况。给情况。w当各工作流经车间时检查进展中的工作情况。当各工作流经车间时检查进展中的工作情况。w提供关于工厂及生产活动的反馈信息。提供关于工厂及生产活动的反馈信息。w提供生产效率统计及检查生产时间，为工资及劳动力分配提供生产效率统计及检查生产时间，为工资及劳动力分配分析提供依据。分析提供依据。排序：确定每一工作中心该做哪件工作的排序：确定每一工作中心该做哪件工作的顺序。顺序。w调度工作的优先规则调度工作的优先规则w关键比率规则关键比率

9、规则w约翰逊规则约翰逊规则w在在3台机器上排序台机器上排序N件工作件工作w规则系统的局限性规则系统的局限性为工作的排序提供了指导框架。最受欢迎的优先规则有：wFCFSFCFS：先到先受服务先到先受服务：到达工作中心的第一件工作首先操作。wSPTSPT：最短的操作时间最短的操作时间：所需时间最短的工作首先操作并完成。wEDDEDD：最早到期：最早到期：首先选择要求完工时间最早的工作。wLPTLPT：最长的操作时间：最长的操作时间：时间越长越大的工作往往是十分重要的工作，因而应首先选择。wCRCR：关键比率关键比率：是用交货日期减去当前日期的差值除以剩余的工作日数。关键比率最小的任务先执行。 5件

10、薄金属板加工工作在爱佳克斯公司的长滩工作中心等待分配。件薄金属板加工工作在爱佳克斯公司的长滩工作中心等待分配。它们的生产时间和到期时间如下表所示。要根据先到先受服务、最它们的生产时间和到期时间如下表所示。要根据先到先受服务、最短的操作时间、最早到期和最长的操作时间来决定其操作顺序。每短的操作时间、最早到期和最长的操作时间来决定其操作顺序。每件工作按其来到顺序标一字母。件工作按其来到顺序标一字母。工工作作ABCDE工工作作操操作作时时间间（天天数数）62839工工作作期期限限（天天数数）86181523 1.按先到先受服务规则按先到先受服务规则(FCFS)排序的结果是排序的结果是A-B-C-D-

11、E。该系。该系统这种排序的流动统这种排序的流动“时间时间”指各件工作的等待时间加上操作时间。指各件工作的等待时间加上操作时间。如工作如工作B需要等需要等6天（由于工作天（由于工作A在操作），然后其本身操作也需要在操作），然后其本身操作也需要2天。这样一共需要天。这样一共需要8天时间才能完成天时间才能完成比期限要延迟两天。比期限要延迟两天。工工作作顺顺序序ABCDE工工作作操操作作时时间间6283928流流通通时时间间6816192877工工作作期期限限86181523工工作作延延迟迟天天数数0204511先到先受服务规则先到先受服务规则(FCFS)有以下效率测算结果：有以下效率测算结果：（a）

12、平均完成时间）平均完成时间=总流通时间总流通时间/工作数工作数 =77/5=15.4（天）（天）（b）使用率）使用率=总工作生产时间总工作生产时间/总流通时间总流通时间 =28/77=36.4%（c）系统中平均工作数）系统中平均工作数=总流通时间总流通时间/总工作操作时间总工作操作时间 =77/28=2.75（件）（件）（d）平均工作延迟天数）平均工作延迟天数=总延迟天数总延迟天数/工作数工作数 =11/5=2.2（天）（天）总计最短的操作时间效率指标测算结果如下：最短的操作时间效率指标测算结果如下：（a）平均完成时间）平均完成时间=65/5=13（天）（天）（b）使用率）使用率=28/65=

13、43.1%（c）系统中平均工作数）系统中平均工作数=65/28=2.32（件）（件）（d）平均工作延迟天数）平均工作延迟天数=9/5=1.8（天）（天） 2.按最短的操作时间规则按最短的操作时间规则(SPT)排序的结果是排序的结果是B-D-A-C-E。顺序。顺序根据操作时间来排定，操作时间最短的工作最先开始。根据操作时间来排定，操作时间最短的工作最先开始。工工作作顺顺序序BDACE工工作作操操作作时时间间2368928流流通通时时间间2511192865工工作作期期限限61581823工工作作延延迟迟天天数数003159工工作作顺顺序序BADCE工工作作操操作作时时间间2638928流流通通时

14、时间间2811192868工工作作期期限限68151823工工作作延延迟迟天天数数000156 3.按最早到期规则按最早到期规则(EDD)排序结果为排序结果为B-A-D-C-E。最早到期的工。最早到期的工作首先开始。作首先开始。最早到期效率指标计算结果为：最早到期效率指标计算结果为：（a）平均完成时间）平均完成时间=68/5=13.6（天）（天）（b）使用率）使用率=28/68=41.2%（c）系统中平均工作数）系统中平均工作数=68/28=2.42（件）（件）（d）平均工作延迟天数）平均工作延迟天数=6/5=1.2（天）（天） 4.按最长的操作时间规则按最长的操作时间规则(LPT)排序结果为

15、排序结果为E-C-A-D-B。工工作作顺顺序序ECADB工工作作操操作作时时间间9863228流流通通时时间间917232628103工工作作期期限限23188156工工作作延延迟迟天天数数0015112248最长的操作时间效率指标计算结果如下：最长的操作时间效率指标计算结果如下：（a）平均完成时间）平均完成时间=103/5=20.6（天）（天）（b）使用率）使用率=28/103=28.2%（c）系统中平均工作数）系统中平均工作数=103/28=3.68（件）（件）（d）平均工作延迟天数）平均工作延迟天数=48/5=9.6（天）（天） 以上四个规则的结果总结如下以上四个规则的结果总结如下:规规

16、则则 先先到到先先受受服服务务 最最短短操操作作时时间间 最最早早到到期期 最最长长操操作作时时间间 平平均均完完成成时时间间（天天） 15.4 13.0 13.6 20.6 使使用用率率（% %） 36.4 43.1 41.2 28.2 系系统统中中平平均均工工作作数数（件件） 2.75 2.32 2.42 3.68 平平均均延延迟迟天天数数（天天） 2.2 1.8 1.2 9.6 关键比率规则保证需及时完成以按期交货的工作优先顺序。关键比率规则保证需及时完成以按期交货的工作优先顺序。关键比率公式为：关键比率小于关键比率小于1.0，意味着是要过期的工作；关键比率等于，意味着是要过期的工作；关

17、键比率等于1，说明这，说明这件工作按期完成；关键比率大于件工作按期完成；关键比率大于1，说明该工作能提前并有一定空余，说明该工作能提前并有一定空余时间。时间。关键比率规则用于许多生产排程系统帮助解决以下问题：w决定特定工作的位置。w在共同基础上确定工作之间的相对顺序。w在共同基础上描述库存和按订货制作的工作。w根据需求与工作进展的变化自动地调整优先顺序。w有效地跟踪记载工作进展和位置。未完成工作所需天数现在日期期限未完成工作所需天数期限所余时间CR 今天是杰奥德食品厂生产日程表上的第今天是杰奥德食品厂生产日程表上的第25天，有三件订货，如天，有三件订货，如下所示：下所示： 利用利用CR公式计算

18、关键比率如下：公式计算关键比率如下： 工作工作B的关键比率小于的关键比率小于1，意味着若不加快生产必要过期，所以首，意味着若不加快生产必要过期，所以首先选择工作先选择工作B开始生产。工作开始生产。工作C准时完成，工作准时完成，工作A还有一定空余时间。还有一定空余时间。工工作作ABC期期限限302827未未完完成成工工作作所所需需天天数数452工工作作ABC关关键键比比率率(30-25)/4=1.25(28-25)/5=0.60(27-25)/2=1.00优优先先顺顺序序312w所有工作列成表，每件工作所需机器时间也列出来；w选择操作时间最短的工作，若此工作在第一台机器上，则首先安排这件工作；若

19、此工作在第二台机器上，则最后安排此工作；w一旦一件工作安排后，即划掉它；w其余工作照步骤23依次进行下去，最后按工作中心的排序进行操作。 在纽约弗里多尼亚工具冲模工厂有在纽约弗里多尼亚工具冲模工厂有5件特殊的工作需通过两个工件特殊的工作需通过两个工作中心（钻机和机床）的操作，各件工作的操作时间如下：作中心（钻机和机床）的操作，各件工作的操作时间如下：各工作操作时间（小时）各工作操作时间（小时）工工作作ABCDE生生产产中中心心1 1（钻钻机机）538107生生产产中中心心2 2（车车床床）264712 结果为：结果为：BEDCA 这样，这样，5件工作需要件工作需要35小时即可完成。第小时即可完

20、成。第2工作中心等待第一件工作中心等待第一件工作的到来需工作的到来需3小时，在工作小时，在工作B完成后也要停工完成后也要停工1小时等待下一工作的小时等待下一工作的到来。到来。 这种工作排序的分段时间流通可以通过图示表现出来：这种工作排序的分段时间流通可以通过图示表现出来：时间时间 0 3 10 20 28 33 0 3 9 10 22 29 33 35工作中心工作中心1工作中心工作中心2BEBDCAEDCA空余空余时间时间完成完成工作工作BACDE 若下面的两个条件之一满足，若下面的两个条件之一满足，可按约翰逊规则求解。可按约翰逊规则求解。w机器机器1上的工作最小持续时间至上的工作最小持续时间

21、至少等于机器少等于机器2上工作的最大持续上工作的最大持续时间。时间。w机器机器3上的工作最小持续时间至上的工作最小持续时间至少等于机器少等于机器2上工作的最大持续上工作的最大持续时间。时间。 考虑以下工作及其在相应的机器上的操作时间。考虑以下工作及其在相应的机器上的操作时间。 想通过约翰逊规则求得最佳排序。由于约翰逊规则的两个条件均想通过约翰逊规则求得最佳排序。由于约翰逊规则的两个条件均满足，可以运用这个规则。首先，建立以下新表：满足，可以运用这个规则。首先，建立以下新表： 运用运用N/2问题的约翰逊规则，可得到最佳排序：问题的约翰逊规则，可得到最佳排序： BACD工作工作ABCD机器机器 1

22、 1，T T1 113567机器机器 2 2，T T2 25342机器机器 3 3，T T3 39756工作工作ABCDT T1 1+T+T2 2188109T T2 2+T+T3 3141098 计算每个工件的总加工时间 ，找出加工时间最长的工件C（j=m)，将其作为关键工件；对于余下的工件，若 ，则按 不减的顺序排成一个序列 ；若 ，则按 不增的顺序排成一个序列 ；顺序 即为所求顺序。ijipPimipp11 ipasimipp1impbS),(,baSCS 考虑以下工作及其在相应的机器上的操作时间。工工作作ABCD机机器器 1 1，T T1 11263机机器器 2 2，T T2 2842

23、9机机器器 3 3，T T3 34582总总加加工工时时间间13111614 结果为：结果为：ABCD以上述传统规则为基础的系统有如下的局限以上述传统规则为基础的系统有如下的局限性：性：排程是动态的，所以规则需要做适当的修改以适应生产过程、产品组合的变化等。规则看不到上游和下游的情况，可能注意不到其它部门中的限制资源及瓶颈资源等。规则不能看到期限之外的东西。例如有两批订货同时到期，一批是给批发商的补充订货，另一批是最终买方订货，若不能按期交货则可能导致买方工厂停工。所以虽然两批订货有相同的期限，显然后着更为重要。w作业计划作业计划：把生产计划按月、周、日分解到车间、班组及个人，并按日历顺序安排

24、生产进度。 特点：时间、执行单位、计划单位三个方面更加细化和具体。w作业计划标准（期量标准）：为了生产顺利进行，在生产期限和生产数量方面所规定的标准数据。w大量生产：节拍、标准计划、在制品定额w成批生产：批量、生产间隔期、生产提前期、生产周期、在制品定额w单件小批生产：生产周期、提前期w节拍：由计划期的有效工作时间除以计划期的产品数量而得。w标准工作指示图表 （1）连续流水线标准工作指示图表 （2）间断流水线标准工作指示图表 工序与流水节拍不同步 当前工序时间后工序时间 机床空闲 设置看管期 当前工序时间后工序时间 零件待机 设置看管期 工作地工作延续时间 （看管周期）单工作地：多工作地（各工

25、作地时间相等）：多工作地（各工作地时间不等）：尽量使负荷集中在一起lsTT rTPtPTllols看管周期产量,oolstSPTlooloTStPT) 1(续时间负荷不满工作地工作延w在制品定额：从原材料投入到成品入库止，处在生产过程中尚未完工的所有零部件产品的总和。（1）工艺在制品定额（2）运输在制品定额（3）工序间流动在制品定额（4）保险在制品定额（5）库存流动在制品定额（6）车间之间运输在制品定额（7）车间之间保险在制品定额miiigSZ11ttnmZornlLZ1,22连续运输jjiioijtStSTZ3miiotTZ14hlPPNZmin5w1、批量：相同产品（零件）一次投入或出产的

26、数量。w2、生产间隔期：前后两批产品投入或出产的时间间隔。 批量生产间隔期平均日产量批量确定方法：批量确定方法：w（1）最小批量法：使设备调整时间损失对加工时间之比不超过给定的允许值（着眼于设备利用率和劳动生产率）tkTQktQTadadminmin),(损失系数式中: Qmin-最小批量; T ad一一更换品种时对设备工装进行调整的时间; k一一设备调整允许损失系数; t一一单件工艺工序时间。 设备调整允许损失系数，一般取0.02一0.12之间 (见下表)。w 零部件价值 生产类型 大批 中批 小批 低 0.02 0.03 0.05 中 0.03 0.05 0.08 到 0.05 0.08

27、0.12w（2）经济批量法：从经济原则出发，综合考虑使设备调整费和库存费之和为最小时的生产批量。)(22:,2经济批量在两线交叉点：管费，：单位产品单位时间保每次调整费年产量调整费保管费UANQAQNUQiCUUANAQNUQ保管费调整费批量费用Q*w3、生产周期：从原材料投入到成品出产所经过的整个生产过程的全部日历时间。w4、生产提前期：指产品在各工艺阶段出产或投入的日期比成品出产的日期应提前的时间。 某车间投入提前期该车间出产提前期该车间生产周期某车间投入提前期该车间出产提前期该车间生产周期 某车间出产提前期后车间投入提前期保险期某车间出产提前期后车间投入提前期保险期 （本车间生产间隔期后

28、车间生产间隔期）（本车间生产间隔期后车间生产间隔期）w5、在制品定额：包括车间内部在制品和库存在制品（流动和保险）。由于成批生产中的在制品占用量是变动的，所以在制品占用量一般指在月末时的在制品数量。（一）流水线生产作业计划（一）流水线生产作业计划的编制的编制1 1、厂级生产作业计划的编制、厂级生产作业计划的编制 厂级生产作业计划是由厂级生产管理部门编制的。它根据企业年度(季)生产计划，编制各车间的月(旬、周）的生产作业计划，包括出产品种、数量(投入量、产出量)、日期(投入期、产出期)和进度(投入进度和产出进度）。编制厂级生产作业计划分两个步骤:正确选择计划单位;确定各车间的生产作业任务。2 2

29、、计划单位的选择、计划单位的选择w产品为计划单位w部件为计划单位w零件组为计划单位w零件为计划单位 企业应根据自己的生产特点、生产类型、管理水平、产品特点等选择合适的计划单位。3、安排车间生产任务的方法、安排车间生产任务的方法在制品定额在制品定额法：法： 即按反工艺顺序确定各车间的投入与出产任务，解即按反工艺顺序确定各车间的投入与出产任务，解决车间之间数量上的衔接与平衡。决车间之间数量上的衔接与平衡。 某车间出产量某车间出产量后续车间投入量本车间半成品外销量（车间之间库存半成品定额期初预计半成品库存量） 某车间投入量某车间投入量本车间出产量本车间废品量（本车间在制品定额车间期初在制品预计数）（

30、二）成批生产作业计划编制（二）成批生产作业计划编制累计编号法累计编号法 从年初（或从开始生产这种产品起）依产品投入或出产的先后顺序，编制连续的累计号。提前期越长，提前量越大。出产（投入）累计号出产（投入）累计号最后车间出产累计号数最后车间平均日产量本车间出产（投入）提前期出产（投入）量出产（投入）量计划期末出产（投入）累计号计划期初已出产（投入）累计号 平行编制各车间生产作业计划 无需预计当月任务完成情况和在制品结存量 生产任务可以自动修正 可以保证零部件的成套性w某厂A产品10月份要求达到出产累计号150，平均日产2台日。已知：9月份已出产累计号100，装配投入至112，加工出产至114，加

31、工投入至118；装配车间生产周期11天，装配投入提前期11天，机加工投入提前期24天，机加工出产提前期17天。wN（装配出产）150wN（装配投入）15011 2172wN（机投入）15024 2198wN（机出产）15017 2184w装配出产量15010050台w装配投入量17211260台w机加工出产量18411470台w机加工投入量19811880台作业作业某产品今年一季度的实际商品量为310台，四月份的商品量为120台，五月份计划商品量为120台。该产品在各车间（装配、机加、毛坯）的生产周期、批量分别为10、30、15天和30、60、120；各车间之间的保险期各为5天，各月的工作日统

32、一按24天计算；四月末各车间（装配、机加、毛坯）的投入出产累计号分别为475、695、825和430、525、770。试确定各车间五月份的投入出产任务。w实行生产作业控制的原因：实行生产作业控制的原因：加工时间估计不准确。随机因素的影响。加工路线的多样性。企业环境的动态性。 w实施生产作业控制有实施生产作业控制有3个条件个条件:要有一个标准。标准就是生产计划和生产作业计划。要取得实际生产进度与计划偏离的信息。计算机辅助生产管理信息系统能有效地提供实际生产与计划偏离的信息。通过生产作业统计模块，每天都可以取得各个零部件的实际加工进度和每台机床负荷情况的信息。要能采取纠正偏差的行动。纠正偏差是通过

33、调度来实行的。生产作业控制的生产作业控制的主要内容有：主要内容有：生产进度控制在制品占用量控制生产调度w主要功能：主要功能：1）为每一车间工段分配优先级；2）维护在制品数量信息；3）将车间工单状态信息传递到办公室；4）为能力控制提供实际产出数量；5）根据工单和工位要求，为制品库存管理提供数量依据；6）提供效率、利用率、人力和设备生产率等数据。需求的不稳定性、随机性、非均匀性；顾客的参与制定服务作业计划的复杂性F顾客参与的影响：顾客参与的影响： 由于员工需要与顾客接触，服务态度直接关系到服务质量； 顾客的参与影响服务运作实现标准化，从而影响服务效率； 为使顾客感到舒适、愉快和方便，也会造成服务能力的浪费； 对服务的感觉是主观的； 顾客参与的程度越深，对效率的影响越大。F减少顾客参与影响的方法减少顾客参与影响的方法： 通过服务标准化减少服务品种； 通过自动化减少同顾客的接触； 将部分操作与顾客分离； 设置一定量的库存。需求的不稳定性、随机性、非均匀性；顾客的参与制定服务作业计划的复杂性 顾客参与的影响：顾客参与的影响： 由于员工需要与顾客接触，服务态度直接关系到服务质量； 顾客的参与影响服务运作实现标准化，从而影响服务效率； 为使顾客感到舒适、愉快和方便，也会造成服务能力的浪费； 对服务的感觉是主观的； 顾客参与的程度越深，对效率的影响越大。 减少顾客参与影响的方法：减少顾客参