生产运作计划系统和控制

第六章生产运作计划与控制生产运作计划系统期量标准与生产作业计划作业排序生产运作作业控制2023/1/91第一节生产运作计划系统生产运作计划系统是一个包括预测职能、需求管理、中期生产计划、主生产作业计划、材料计划和能力计划等相关计划职能，并以生产控制信息的迅速反馈连接构成的复杂系统。2023/1/92一、生产运作计划体系图6-1生产计划系统结构图最终装配计划车间作业计划物资供应计划物料需求计划能力需求计划粗能力需求计划主生产计划财务计划生产计划大纲组织目标产品需求计划短期计划中期计划长期计划产品市场计划经营预测2023/1/93生产运作计划体系在一个企业中，生产运作计划系统由不同类别的计划组成。这些计划按计划期的长度可以分为长期、中期和短期生产计划三个层次。2023/1/94长期生产计划长期生产计划是全企业的生产指导计划，其计划长度一般为3年——5年，或更长的时间。主要任务：进行产品决策、生产能力决策，以及确立何种竞争优势的决策。2023/1/95中期生产计划中期生产计划，又称为综合生产计划或生产计划大纲，其计划期一般为一年，又称为年度生产计划。任务：在正确预测市场需求的基础上，充分利用现有资源和生产能力，尽可能均衡地组织生产活动和合理地控制库存水平，以及尽可能满足市场需求和获得利润。2023/1/96短期生产计划短期生产计划，又称为生产作业计划，它的计划期在半年以下，一般为月或跨月计划。包括：物料需求计划、生产能力需求计划等。任务：是直接根据顾客的定单，合理地安排生产活动的每一个细节，使它们紧密衔接，以确保按顾客要求的质量、数量和交货期交货。2023/1/97三个层次计划的特点项目长期计划中期计划短期计划计划期计划时间单位空间范围详细程度不确定性管理层次特点长（≥5年）粗（年）企业高度综合高企业高层领导涉及资源获取中（1年）中（月、季）工厂综合中中层,部门领导资源利用短（月、旬、周）细（工作日、班次、小时、分）车间、工段、班组详细低低层，车间领导日常活动处理2023/1/98二、年度生产计划的编制年度生产计划又常常称为生产计划，它是企业在计划期内应完成的产品生产任务和进度的计划。它具体规定了企业在计划期内应完成的产品品种、质量、产量、产值、出产期限等一系列生产指标。包括：产品产量计划、产值计划、产品出产进度计划、生产协作计划等2023/1/99年度生产计划的主要指标产品品种指标产品质量指标产量指标产值指标又包括：商品产值总产值净产值2023/1/910年度生产计划划的主要指标标产品品种指标标产品质量指标标产品产量指标标产品产值指标标商品产值净产值总产值2022/12/2911生产计划的制制定步骤：测算总产量指指标；测算分产量指指标；编制安排产产品出产进进度；编制产品出出产进度计计划。测算总产量量指标——首先需要检检查计划年年度内产品品需求计划划，然后需需要检查企企业的生产产能力能否否满足计划划产量的需需要。测算分产量量指标——就是确定一一个合理而而有利的产产品品种的的构成方案案。这样应应考虑增加加的品种以以及新品种种的产量、、已有合同同的用户订订货和市场场的需求，，然后再考考虑生产能能力和物质质供应能力力的条件。。制定总产量量和分品种种产量指标标时的生产产能力平衡衡的测算是是按全年的的生产能力力的总量计计算的，而而且主要是是检查关键键设备的能能力。2022/12/2912滚动计划滚动计划是是一种动态态编制计划划的方法。。20042005200720062008五年滚动计划20052006200820072009执行计划预定计划详细具体粗略、可调整2004年计划执行完后对预定计划进行修订2022/12/2913滚动计划的的优点计划期——滚动计划所所包含的时时间长度。。（上例为5年）滚动期——即修订计划的的间隔时间，，它通常等于于执行计划的的时间长度。。滚动式计划的的优点：有利于计划的的连续性；有利于发挥计计划的指导作作用；把计划的严肃肃性和灵活性性很好的结合合起来。2022/12/2914第二节期期量标准与生生产作业计划划生产作业计划划工作的内容容和作用期量标准生产作业计划划的编制2022/12/2915一、生生产作作业计计划工工作的的内容容和作作用内容：：制定期期量标标准；；编制各各级、、各种种生产产作业业计划划检查生生产作作业准准备工工作；；生产作作业控控制。。作用：：细分工工作任任务——各时段段、各各部门门；开展日日常生生产活活动的的依据据。2022/12/2916二、、期期量量标标准准期量量标标准准———(又称称作作业业计计划划标标准准、、日日历历标标准准)为加加工工对对象象在在生生产产期期限限和和生生产产量量方方面面所所规规定定的的标标准准数数据据。。大量量生生产产类类型型：：节拍拍、、运运送送批批量量和和节节奏奏、、在在制制品品占占用用量量定定额额、、流流水水线线工工作作指指示示图图表表等等；；成批批生生产产类类型型：：批量量、、生生产产间间隔隔期期、、生生产产周周期期、、提提前前期期、、在在制制品品定定额额等等；；单件件生生产产类类型型：：生产产周周期期、、提提前前期期等等2022/12/2917节拍拍、、运运送送批批量量和和节节奏奏节拍拍———是流流水水线线上上相相邻邻两两件件相相同同制制品品投投产产或或出出产产的的时时间间间间隔隔它是流水水线最重重要的工工作参数数，它表表明流水水线生产产速度的的快慢或或生产率率的高低低。节奏或运运输批节节——顺序出产产两批同同样制品品之间的的时间间间隔，它它等于节节拍与运运输批量量的乘积积。2022/12/2918连续流流水线线工作作指示示图表表流水线的内容小时每班时间安排(分)12345678间断次数间断时间工作时间装配过程2每次10分钟460加工过程3每次10分钟4506每次10分钟4204每次10分钟440连续流流水线线工作作与间间断时时间交交替程程序图图2022/12/2919间断流流水线线工作作指示示图表表间断流流水线线标准准计划划的制制定比比较复复杂，，需要要根据据间断断流水水线的的节拍拍，规规定各各工序序在看看管周周期内内的工工作时时间和和程序序，并并考虑虑工人人多机机床看看管的的可能能性。。看管期期——为了使使间断断流水水线能能有节节奏地地生产产，一一般是是规定定一段段时间间，使使流水水线的的各道道工序序能在在该段段时间间内生生产相相同数数量的的制品品。这这一事事先规规定的的能平平衡工工序间间生产产率的的时间间，通通常称称为间间断流流水线线的看看管期期。2022/12/2920流水线名称工作班数日产量节拍看管期看管期产量轴加工流水线2160件6分2小时序号时间工作地号工号工人去处看管期内标准工作指示图12345678910111220件1120101022403020635.2040345050458060203070565.6080673090710831007099611082022/12/2921在制制品品定定额额在制制品品定定额额———是指指在在一一定定的的生生产产技技术术组组织织条条件件下下，，各各生生产产环环节节为为了了保保证证生生产产衔衔接接所所必必需需的的、、最最低低限限度度在在制制品品储储备备量量。。在制制品品的的类类型型流水水生生产产在在制制品品的的类类型型工艺艺在在制制品品运输输在在制制品品周转转在在制制品品保险险在在制制品品2022/12/2922在制制品品定定额额(续)成批批生生产产在在制制品品的的类类型型车间间内内部部在在制制品品库存存在在制制品品2022/12/2923批量量和和生生产产间间隔隔期期批量量(Q)：同同时时投投入入生生产产并并消消耗耗一一次次准准备备结结束束时时间间，，所所制制造造的的同同种种制制品品的的数数量量。。生产间隔期(Tin)：相邻的两批批相同的制品品投产或出产产的时间间隔隔。2022/12/2924确定批量和生生产间隔的主主要方法以量定期法:经济批量法以期定量法式中：EOQ——经济订货批量量D——年总需求量S——每次订货发生生的费用H——单位货物每年年保管的成本本2022/12/2925生产周周期产品的的生产产周期期，是是指产产品从从原材材料投投入生生产起起一直直到成成品出出产为为止的的全部部日历历时间间(或工作作日数数)。2022/12/2926生产提提前期期定义：：指制品品在各各工艺艺阶段段出产产或投投产日日期比比成品品出产产日期期应提提前的的时间间。生生产提提前期期又分分为出出产提提前期期和投投产提提前期期。计算方方法：：装配车车间出出产提提前期期=0某车间间出产产提前前期=后车间间投产产提前前期+车间之之间的的保险险期+(本车间间生产产间隔隔期-后车间间生产产间隔隔期)某车间间投产产提前前期=本车间间出产产提前前期+本车间间生产产周期期2022/12/2927生产提提前期期的计计算例：某某工厂厂共有有毛坯坯车间间、机机加工工车间间和装装配车车间三三个车车间，，各车车间生生产间间隔期期、生生产周周期和和车车间之之间的的保险险期如如下表表所示示，试试计算算各车车间的的生产产提前前期。。

生产周期生产间隔期保险期出产提前期投产提前期毛坯车间30601

96+1+60-45=112112+30=142机加工车间60451

20+1+45-30=3636+60=96

装配车间20300

0

0+20=20

2022/12/2928生产周周期与与生产产提前前期的的关系系2022/12/2929三、零件移移动方式及及加工周期期零件的移动动方式有三三种：顺序移动方方式平行移动方方式平行顺序移移动方式2022/12/2930顺序移动方方式特点——是每批零件件在前道工工序全部完完工后，才才整批地转转送到后道道工序加工工。式中T顺——顺序移动方方式的加工工周期n——零件加工批批量ti——第i道工序的单单件工时m——零件加工的的工序数目目2022/12/2931平行移动方方式特点——每个零件在在前道工序序加工完毕毕后，立即即转移到后后道工序继继续加工，，形成前后后工序交叉叉作业。tL——最长的单件件工序时间间2022/12/2932平行顺序移移动方式特点——既要求每道道工序连续续进行加工工，又要求求各道工序序尽可能平平行地加工工。其具体做法法：当ti＜ti+1时，零件按按平行移动动方式移动动；当ti≥ti+1时，以i工序最后一一个零件的的完工时间间为基准，，往前推移移（n-1）×ti+1作为零件在在i+1工序的开始始加工时间间。2022/12/2933平行顺序序移动方方式(续)2022/12/2934零件三种种移动方方式的比比较比较项目平行移动方式平行顺序移动方式顺序移动方式生产周期运输次数设备利用组织管理短多差中中中好复杂长少好简单2022/12/2935选择零件移动动方式需考虑虑的因素零件尺寸加工时间批量大小专业化形式平行移动方式平行顺序移动方式顺序移动方式大小小长长短大大小对象专业化对象专业化工艺专业化2022/12/2936在制品定额法法在大批量生产产条件下，车车间分工及相相互联系稳定定，车间之间间在生产上的的联系，主要要表现在提供供一种或少数数几种半成品品的数量上。。只要前车间间的半成品能能够保证后车车间加工的需需要和车间之之间库存半成成品变动的需需求，就可以以使生产协调调地进行。2022/12/2937在制品定额额法(续)因此，在大大批量生产产条件下，，作业计划划的编制，，着重解决决各车间在在生产数量量上的衔接接。在制品定额额法——就是根据大大批量生产产的这一特特点，用在在制品定额额作为调节节生产任务务数量的标标准，以保保证车间之之间的衔接接。也就是说，，运用预先先制定的在在制品定额额，按照工艺过程反反顺序地连连锁计算方法，调整整车间的投投入和出产产数量，顺顺次确定各各车间的生生产任务。。2022/12/2938累计计编编号号法法就是是将将预预先先制制定定的的提提前前期期转转化化为为提提前前量量，，确确定定各各车车间间计计划划期期应应达达到到的的投投入入和和出出产产的的累累计计数数，，减减去去计计划划期期前前已已投投入入和和出出产产的的累累计计数数，，求求得得车车间间计计划划期期应应完完成成的的投投入入和和出出产产数数。。累计计数数是是指指年年初初或或从从开开始始生生产产该该种种产产品品所所计计算算的的累累计计数数。。2022/12/2939累计计编编号号法法(续)本车车间间出出产产累累计计号号数数=最后后车车间间出出产产累累计计号号数数+最后后车车间间平平均均日日产产量量×本车车间间出出产产提提前前期期本车车间间投投入入累累计计号号数数=最后后车车间间出出产产累累计计号号数数+最后后车车间间平平均均日日产产量量×本车车间间投投入入提提前前期期计划划期期车车间间应应完完成成的的出出产产量量=计划划期期末末计计划划出出产产的的累累计计号号数数－－计计划划期期初初已已出出产产的的累累计计号号数数计划划期期车车间间应应完完成成的的投投入入量量=计划划期期末末计计划划投投入入的的累累计计号号数数－－计计划划期期初初已已投投入入的的累累计计号号数数2022/12/2940示例例某厂厂生生产产A产品品，，下下表表列列出出了了A产品及零零件的期期量标准准。设A产品月产产量为60台。

工艺阶段期量标准装配零件加工毛坯制造与准备批量(台)153060生产间隔期(天)6(周批)12(半月批)24(月批)提前期(天)出产02040投入1030602022/12/2941产品出产产的平均均日产量量设每月工工作24天。平均日产产量=60÷÷24=2.5台/日2022/12/29421月份车车间A产品投投入、、出产产累计计数及及月任任务计计算表表生产车间1月末投入、产出累计数计算计划期初(年初)累计数1月份任务当月任务/累计数(1)(2)(3)(4)=(2)－(3)(5)装配出产投入6060+10×2.5=85020606560/6060/80机加工出产投入60+20×2.5=11060+30×2.5=1355070606560/11060/130毛坯准备出产投入60+40×2.5=16060+60×2.5=210100150606060/16060/2102022/12/29432月份车车间A产品投投入、、出产产累计计数及及月任任务计计算表表生产车间2月末投入、产出累计数计算计划期初(年初)累计数2月份任务当月任务/累计数(1)(2)(3)(4)=(2)－(3)(5)装配出产投入120120+10×2.5=1456080606560/12060/140机加工出产投入120+20×2.5=170120+30×2.5=195110130606560/17060/190毛坯准备出产投入120+40×2.5=220120+60×2.5=270160210606060/22060/2702022/12/2944某厂上半年各各车间投入、、出产累计数数及月任务计计划表生产车间年初结存数量/累计(月)123456装配出产投入0/020/2060/6060/8060/12060/14060/18060/20060/24060/26060/30060/32060/36060/380机加工出产投入30/5020/7060/11060/13060/17060/19060/23060/25060/29060/31060/35060/37060/41060/430毛坯准备出产投入30/10050/15060/16060/21060/22060/27060/28060/33060/34060/39060/40060/45060/46060/5102022/12/2945订货点法订货点法——是安排需要量量很大的通用用件和标准件件生产任务的的方法。通用件和标准准件品种繁多多，各个时期期需要量也不不稳定。2022/12/2946生产周期法生产周期法适适用于单件小批生产产类型。它根据预先制制定的产品生生产周期进度度表和合同规规定的交货期期限，在生产产能力核算平平衡的基础上上，编制各项项定货综合的的产品生产周周期进度表，，并从中摘录录出某车间计计划期应当投投入和出产的的生产任务。。2022/12/2947第三节作业业排序作业排序（Sequencing）——对一定期间内内分配给生产产单位的作业业任务，根据据产品(零件)的工艺路线和和设备负荷可可能性，确定定各个生产单单位作业任务务的先后顺序序。作业排序问题题通常表述为为“n项作业任务在在m个生产单位的的排序的问题”。2022/12/2948一、作业排序序的要求和类类型要求求完成时间最短短使用率最大化化顾客等待时间间最少在制品库存量量最小化评价标准作业平均流动动时间有效工作时间间的百分比作业延期时间间系统的平均工工作数量2022/12/2949作业排序的类型流水型m×n排序问题指n项任务在m台设备上加工工，所有任务务的工艺顺序序相同，有n!个排序方案。。非流水型m×n排序问题指n项任务在m台设备上加工工，所有任务务的工艺顺序序不同，有(n!)m个排序方案。。2022/12/2950作业排序的类型作业排序的表表示方法为生产单位数×作业任务数/排序问题类型型/评价尺度(优化目标)如m×n/FLW/Fmax表示m个生产单位完完成n项作业任务、、流水型排序序问题和以最最大流程时间间作为评价尺尺度。2022/12/2951二、、N项作作业业在在1个工工作作中中心心的的排排序序1××n流水水排排序序型型问问题题的的优优先先规规则则：：先到到先先服服务务(FCFS)最短短作作业业时时间间(SPT)最短短交交货货延延期期量量(EDD)SPT与EDD结合合原原则则最小小松松弛弛时时间间(SST)后到到先先服服务务(LCFS)按期期完完成成作作业业项项目目最最多多的的原原则则按期期完完成成作作业业项项目目最最多多的的原原则则：：即先先按按交交货货期期优优先先原原则则逐逐项项安安排排作作业业顺顺序序，，并并依依次次计计算算每每项项任任务务是是否否拖拖期期，，如如果果遇遇到到某某项项任任务务拖拖期期，，则则将将其其移移至至最最后后加加工工；；之之后后，，若若又又有有任任务务拖拖期期，，则则又又将将其其移移至至最最后后加加工工。。2022/12/2952FCFS、SPT、EDD、SST优先先规规则则的的应应用用例：：下表表是是在在某某工工作作中中心心等等待待加加工工的的6项作作业业的的加加工工时时间间（（包包含含换换产产时时间间））与与预预定定日日期期，，假假设设工工作作的的到到达达顺顺序序与与表表中中顺顺序序相相符符。根据据以以下下规规则则来来决决定定其其作作业业顺顺序序：：①①FCFS②SPT③EDD④SST并对对它它们们分分别别进进行行评评价价。。作业加工时间（天）预定日期（天）ABCDEF2841051271641715182022/12/2953按FCFS规则排排序排序的的结果果是A-B-C-D-E-F。顺序加工时间流程时间预定交货期延期天数(如果为负则赋值0)ABCDEF28410512210142429417164171518001071423合计4112054平均120/41=2.93120/6=2054/6=92022/12/2954按SPT规则作业顺顺序是是A-C-E-B-D-F顺序加工时间流程时间预定交货期延期天数(如果为负则赋值0)ACEBDF

245810122611192941741516171802031223合计4110840平均108/41=2.63108/6=1840/6=6.672022/12/2955按EDD规则作业顺序是是C-A-E-B-D-F顺序加工时间流程时间预定交货期延期天数(如果为负则赋值0)CAEBDF425810124611192941471516171800031223合计4111038平均110/41=2.68110/6=18.3338/6=6.332022/12/2956按SST规则松弛时间=预定日期-加工时间，按松弛时时间从小到到大排列，，可得顺序序：C-A-F-D-B-E顺序松弛时间加工时间流程时间预定交货期延期天数(如果为负则赋值0)CAFDBE05678104212108546182836414718171615000112026合计4113357平均133/41=3.24133/6=22.1757/6=9.52022/12/2957三、N项作业在2个工作中心心的流水型型排序（简简称为N/2排序）作业顺序相相同的若干干个作业在在工作中心心上的作业业排序，我我们运用约约翰逊（Johnson）规则解解决。其其步骤如如下：(1)列出每个个作业在在两工作作中心的的作业时间间；(2)选择最短的作业时时间；(3)如果最短的作业时时间来自自第一台机机床，则首先进行这个个作业；；如果最短的作业时时间来自自第二台机机床，则最后进行这个个作业；；(4)重复上述述步骤，，直到排排序完成成。2022/12/2958约翰逊-贝尔曼规规则例：4项作业在在两台设设备上进进行加工工，其加加工顺序序相同，，作业时时间如下下表所示示:625374268TT=(2+4+8+6)+(5)=2553A786t1t26机床作业BDC24ADBC1CBDACBDA2022/12/2959四、N项作业在在3个工作中中心的排排序(简称为N/3排序)此方法是是约翰逊逊（Johnson）规则的的扩展方方法，它它是将三三台设备备合并为为两台假假想的设设备，然然后按约约翰逊(Johnson)规则进行行排序。。此方法可得到最优解；否则，只能得到近似最优解。当满足或时注意：2022/12/2960约翰逊(Johnson)规则的扩扩展方方法例：4项作业在在三台设设备上进进行加工工，其加加工顺序序相同，，作业时时间如下下表所示示:9A1046t1t26机床作业BDCt3781265391ADCB作业12A15tG10机床BDCtH1012181115解：2022/12/2961续2T=7+6+12+6+9+6=46T781266549106933A786t1t26机床作业BDCEF2679457作业题：：排序并计计算加工周期期。2022/12/2962五、M台机器上N项作业的排序序(简称为N/M排序)一般解法：分枝定界法启发式算法——称为CDS算法，该算法是将N/3的约贝扩展方方法进一步扩扩展到一般的的N/M问题，以求得得一个近似的的最优解。也也叫坎贝尔-杜达克-史密斯法。关键零件法最小排序系数数2022/12/2963CDS算法的的步骤骤第一步步，根根据第第1台与第第M台（即即最后后一台台）机机器的的两组组操作作时间间，应应用约约贝规规则排排出第第1个作业业顺序序方案案；第二步步，根根据第第1台与第第2台机器器的操操作时时间合合并，，以及及第（（M-1）与第第M台机器器的操操作时时间合合并，，得到到两组组操作作时间间，应应用约约贝规规则排排出第第2个作业业顺序序方案案；第三步步，根根据第第1、第2、第3台，三三台机机器的的操作作时间间合并并，以以及第第（M-2）、第第（M-1）、第第M台三台台机器器的操操作时时间合合并，，又得得到两两组操操作时时间，，应用用约贝贝规则则，排排出第第3个作业业顺序序方案案；2022/12/2964CDS算法法的的步步骤骤(续)第四四步步，，重重复复以以上上运运算算，，最最后后将将第第1、第第2、…，第第（（M-1）共共（（M-1）台台机机器器和和操操作作时时间间合合并并，，以以及及将将第第2、第第3、…、第第M共（（M-1）台台机机器器的的操操作作时时间间合合并并，，得得到到的的两两组组操操作作时时间间，，也也应应用用约约贝贝规规则则，，排排出出第第（（M-1）个个作作业业顺顺序序方方案案；；第五五步步，，根根据据以以上上（（M-1）个个工工作作顺顺序序方方案案，，分分别别作作图图求求出出它它们们的的总总流流动动时时间间从从中中取取得得小小值值，，最最小小值值所所对对应应的的排排序序方方案案为为最最优优的的或或近近似似最最优优的的方方案案。。2022/12/2965六、、服服务务业业中中作作业业排排序序服务务作作业业排排序序的的目目标标:使服务能能力与顾顾客需求求相适应应，以降降低顾客客等待时时间，提提高服务务满意度度。服务作业业排序的的方法：：将顾客需需求分配配到服务务能力不不同的时时间段内内将服务人人员安排排到顾客客需求的的不同时时间段内内2022/12/2966方法一一——顾客需需求的的安排排预约（（医生生、汽汽车修修理、、律师师）预订（（预订订旅馆馆房间间、火火车或或飞机机座位位））排队等等待（（餐馆馆、银银行、、零售售商店店、理理发店店））注意不不同方方法的的好处处及存存在的的问题题！2022/12/2967方法二——服务人员的的安排将人员需求求计划转化化为日常排排班计划星期一二三四五六日ABCDEFGHIJXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX合计能力(C)需求(R)差(C-R)862642981109110100532220504282