第 制造业作业计划与控制

会计学1第制造业作业计划与控制

生产作业计划概述

生产作业计划的内容生产作业计划的主要任务是将主生产计划或MRP中的零部件投入出产计划细化，他是MRP的具体执行计划，具体、详细地规定了各车间、工段、班组以至每个工作地在较短的时间内（月、旬、周、日、轮班、小时）的生产运作任务。第1页/共34页生产作业计划的作用

保证主生产计划规定的生产运作任务的完成。保证企业获取更好的经济效益。第2页/共34页生产作业计划的期量标准

生产作业计划工作由作业计划编制与作业计划控制两部分组成。作业计划编制：包括制定期量标准、开展生产运作能力核算与平衡、编制各种形式的生产作业计划等。作业计划控制包括生产运作调度、生产运作作业统计与分析等内容。第3页/共34页生产作业计划的期量标准期量标准是生产作业计划工作的重要依据，也称为生产作业计划标准。它是对劳动对象在生产运作过程中的运动所规定的时间和数量的标准期量标准按每种产品分别制定。如成批生产运作的主要期量标准包括：批量、生产运作间隔期、生产运作周期、生产运作提前期。第4页/共34页批量和生产间隔期

在成批生产的企业中，按批量来组织生产是一个非常重要的特征。生产批量大，在生产组织的轮番次数就越少，生产过程相对稳定，产品品种更换次数相应减少。然而批量大，每批产品的生产周期比较长，生产中占用的生产面积、仓库面积增加等。因此，必须用科学的方法来确定生产批量生产间隔期又称生产运作重复期，是指相邻两批相同制品投入或出产的时间间隔。第5页/共34页

批量和生产间隔期的确定常用法有：以量定期法以量定期法有经济生产批量和最小批量法两种。最小批量法是以保证设备的合理利用和提高生产率为主要目标的一种批量计算方法。最小批量＝更换品种的设备调整时间/(设备调整允许损失系数×单件工序加工时间)

设备调整允许损失系数一般在0.02－0.12之间，主要根据经验确定。第6页/共34页

以期定量法以期定量法是根据标准的生产间隔来确定批量的一种方法。当产品的年产量确定以后，生产间隔期和批量关系可用以下公式表示：批量＝生产运作间隔期×平均日产量第7页/共34页生产周期毛坯加工周期装配投入提前期保险期机械加工周期保险期装配周期毛坯加工投入提前期毛坯加工出产提前期机械加工投入提前期产品生命周期图11－1：生产周期与生产提前期的关系第8页/共34页生产提前期

生产提前期是指产品（毛坯、零件）在各生产环节出产（或投入）的时间，比成品出产时间所要提前的时间量。生产提前期是成批生产企业编制生产作业计划不可缺获的期量标准。生产提前期的制定，分为：

前后车间生产批量相等情况下提前期的制定前后工序车间生产批量不等时生产提前期的制定第9页/共34页作业排序排序的基本概念排序：就是要将不同的工作任务安排一个执行的顺序，使预定的目标最优化。实际上就是要解决如何按时间的先后，将有限的人力、物力分配给不同工作任务，使预定目标最优化的问题。派工：在作业计划制定以后，按照作业计划的要求，将具体生产任务通过工票或施工单的形式下达到具体的机床和工人。赶工：是在实际进度已经落后于计划进度时采取的行动。调度：是作业计划编制以后，实行生产控制的一切行动。第10页/共34页排序中的几个概念

工件（Job）：服务对象机器（Machine、Process）:服务者“工件”与“机器”是抽象概念，例如：

n个零件在机器上加工，则零件是“工件”，设备是“机器”；工人维修设备，出故障的设备是“工件”，工人是“机器”。第11页/共34页

工序

对不允许中断加工的情况来说，一个工件(Jj,j=1,2,…n)在一台机器（Mi，i=1,2,…m）上连续加工的过程称为工序（Operation）。第12页/共34页

排序中的约束条件，主要指的是工件的性质以及它们在加工过程中的要求和限制：

加工时间一个工件的加工时间：

n个工件的加工时间则一年用矩阵来表示：其中，pij是工件Jj在机i上所需要的加工时间。

第13页/共34页第14页/共34页目标函数

用表示工件的完工时间，一般来说，完工时间的函数是要极小化的目标函数问题。在排序问题中，目标函数主要有以下几种：最大完工时间或时间表长（ScheduleLength,Make-Span）时间表长可定义为：，即为最后一个被加工完的工件的完工时间。加权流程时间（WeightedFlowTime）和加权完工时间一个工件的流程时间是指工件从到达系统开始一直到加工完为止的时间，包括在系统中的等待时间和加工时间：

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系统的平均加权时间：

将上述平均流程时间转换一下：

由于第二项是常数，第一项的分母也是常数，因此极小化平均加权流程时间相当于极小化总加权完工时间（TotalWeightedCompletionTime）:第16页/共34页第17页/共34页排序问题的分类与表示方法排序问题的类别有多种划分方法，这里采用国际上使用的三参数表示方法来描述排序问题：域表示机器的数量、类型和环境。域表示工件的性质、加工要求和限制，资源的种类、数量和对加工的影响等。域表示要优化的目标函数。第18页/共34页排序问题的求解

可行排序与最优排序排序问题中的机器、工序、资源都是有限的，绝大部分排序问题是从有限个可行解中找出一个最优解，使目标函数达到极小。三种计划（半能动计划、能动作业计划、无延迟作业计划）第19页/共34页流水车间作业排序

流水车间排序问题的特征是每个工件的加工路线都是一样的，或称为通顺序作业排序问题，表示为Fm||g，其中g是完工时间的不减函数，常见的目标函数有时间长和加权总完工时间。第20页/共34页问题F2||Cmax的排序算法

对于2台机器的流水作业排序问题，只需考虑排列排序，此问题可用Johnson算法求解或称SPT-LPT算法，该算法是基于Johnson法则基础上的，并且是最优排序。

Johnson法则：min(p1i,p2j)<min(p2i,p1j),则工件Ji应该排在工件Jj之前，如果中间是等号，则可以随意安排。第21页/共34页

Johnson算法：把工件按工序加工时间分成两个子集，，对于两个工序加工时间相等的工件可以分在两个子集的任意一个；先将第一个子集中的工件按第一台机器上加工时间的不减顺序（SPT规则），再将第二个子集中的工件按第二台机器上加工时间的不增顺序（LPT规则）排列。第22页/共34页第23页/共34页启发式算法Palmer算法

Palmer于1965年对流水作业排序问题提出了按斜度指标排列工件的启发式算法，该算法先定义工件的斜度指标，然后将各工件按其斜度指标不增进行排序。

CDS算法

Campbell等人于1970年对流水作业排序问题提出了一个基于Johnson算法的启发式算法，该算法先产生m-1个排列，然后从中选优。第24页/共34页Gupta算法Gupta于1987年对流水作业排序问题提出了另一个启发式算法，该算法先对工件定义其优先因子：第25页/共34页生产作业控制

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。执行因素的影响第26页/共34页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第27页/共34页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。第28页/共34页第29页/共34页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：调度单日报、月报例外报告、异常报告输入/输出（Input/outputcontrol，I/O）报告第30页/共34页漏斗模型

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（FunnelModel）。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。

第31页/共34页注：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。第32页/共34页控制规则

在一段较长的时间内（如数周）内，若工况稳定，输入输出两条曲线可以近似地用两条