第5章生产计划与控制-22013-12-5

5.3车间作业计划与控制车间作业计划与控制

车间作业计划是安排零部件（作业、活动）的出产数量、设备及人工使用、投入时间及产出时间。是对生产计划在规格、空间、时间上的分解。

生产控制是以生产计划和作业计划为依据，检查、落实计划执行情况，发现偏差即采取纠正措施，保证实现各项各项计划目标。5.3车间作业计划与控制车间作业计划和控制的目标满足交货期要求使在制品库存最小使平均流程时间最小提供准确的作业状态信息提高机器/工人的时间利用率减少调整准备时间使生产和人工成本最低车间作业计划与控制5.3车间作业计划与控制车间作业计划和控制要考虑的因素生产作业到达的方式车间内机器的数量车间拥有的人力资源生产作业移动方式及工艺路线生产作业的交货期生产批量的大小加工时间和准备时间评价目标车间作业计划与控制5.3车间作业计划与控制制车间作业计划与控制生产作业排序作业排序？具体地确定工件在每台设备上的加工顺序或对顾客服务的先后顺序制造业中的生产作业排序即为确定工件在机器上的加工顺序综合生产计划MPSMRP生产作业计划（作业排序）5.3车间作业计划与控制作业排序与作业计划的区别：作业计划不但要确定工件加工顺序，而且还要确定设备加工每个工件的开始时间和结束时间。作业排序的目标：↓使完成时间最短

↑使设备利用率最高↓使在制品库存量最小

↓使工件/顾客等待时间最少生产作业排序5.3车间作业计划与控制生产作业排序排序问题的分类按机器的种类和数量不同单台设备排序多台设备排序按加工路线特征按工件到达车间情况不同静态排序动态排序按目标函数性质不同单目标排序多目标排序流水车间(Flow-shop)排序单件车间(Job-shop)排序5.3车间作业计划与控制生产作业排序2、排序问题的假设及表示方法一个工件不能同时在几台不同机器上加工每台机器同时只能加工一个工件每道工序只在一台机器上完成工件加工过程中采用平行移动方式加工过程不允许中断工件数、机器数和加工时间均已知，加工时间与加工顺序无关（1）排序问题的假设条件5.3车间作业计划与控制（2）排序问题的表示方法考虑M个任务，在N台设备上的作业排序问题的完工时间为：5.3车间作业计划与控制正延迟，实际交货时间超过了交货期限负延迟，说明任务提前完成说明任务准时完成生产作业排序Ti应该改为Li5.3车间作业计划与控制3.作业排序方案的评价标准总流程时间最短平均流程时间最短最大延迟或最大误期最短平均延迟时间或平均误期最短平均在制品占用量最小总调整时间最少延期罚款最小、生产费用最小、总利润最大、设备利用率最大等生产作业排序5.3车间作业计划与控制4.作业排序的规则生产作业排序先到先服务准则（FirstCome,FirstServed,简称FCFS）最短时间优先准则（ShortestOperatingTime,简称SOT；又称为SPT，ShortestProcessingTime）交货期最早优先准则（EarliestDueDate,简称EDD）剩余松弛时间最少准则（SlackTimeRemaining,简称STR）紧迫系数（CriticalRatio,简称CR），公式（5-9），四种情况最少作业数（FewestOperations,简称FO）后到先服务（LastComeFirstServed

,简称LCFS）有效缩短流程时间；提高设备利用率；减少在制品。四种情况：CR<0，已经拖期；CR=1，剩余时间刚好够用；CR>1，剩余时间有富余；CR<1，剩余时间不够。5.3车间作业计划与控制作业排序方法（1）N个作业单台工作中心的排序订单（按照到达的先后顺序）加工时间（天）交货期（天）剩余制造提前期（天）作业数A3555B4663C2764D5872E1341生产作业排序5.3车间作业计划与控制方案1：先到先服务（FCFS）准则订单（按到达的先后顺序排序）加工时间（天）交货期（天）流程时间（天）延迟时间（天）A350+3=3-2B463+4=71C2792D58146E131512∑154821总流程时间48天，平均流程时间=48/5=9.6天；只有订单A能在交货日期前交货，其他均延迟。总延迟时间21天，平均延迟时间=21/5=4.2天作业排序方法生产作业排序5.3车间作业计划与控制方案2：最短作业时间（SPT）准则订单（按作业时间排序）加工时间（天）交货期（天）流程时间（天）延迟时间（天）E130+1=1-2C271+2=3-4A3561B46104D58157∑3512总流程时间35天，平均流程时间7天。E、C两个订单能在交货日期前完成，A、B、D延迟，总延迟时间12天，平均延迟2.4天。作业排序方法生产作业排序5.3车间作业计划与控制方案3：交货期最早优先（EDD）准则订单（按交货期排序）加工时间（天）交货期（天）流程时间（天）延迟时间（天）E130+1=1-2A351+3=4-1B4682C27103D58157∑3812总流程时间38天，平均流程时间7.6天，订单B、C、D会延迟交货。总延迟时间12天，平均延迟2.4天。作业排序方法生产作业排序5.3车间作业计划与控制方案4：剩余松弛时间最少（STR）准则订单（按剩余松弛时间排序）加工时间（天）交货期（天）松弛时间（天）流程时间（天）延迟时间（天）E1321-2A3524-1B46282D583135C275158总流程时间41天，平均流程时间8.2天，订单B、C、D会延迟交货。总延迟时间15天，平均延迟3天。作业排序方法生产作业排序5.3车间作业计划与控制方案5：紧迫系数（CR）准则订单（按紧迫系数排序）加工时间（天）交货期（天）剩余制造提前期（天）紧迫系数流程时间（天）延迟时间（天）E134¾=0.751-2A3555/5=14-1B4666/6=182D5878/7=1.14135C2767/6=1.17158总流程时间41天，平均流程时间8.2天，订单B、C、D会延迟交货。总延迟时间15天，平均延迟3天。作业排序方法生产作业排序5.3车间作业计划与控制方案6：最少作业数（FO）准则订单（按作业数排序）加工时间（天）交货期（天）作业数（个）流程时间（天）延迟时间（天）E1311-2D5826-2B463104C274125A3551510总流程时间44天，平均流程时间8.8天，订单B、C、A会延迟交货。总延迟时间19天，平均延迟3.8天。作业排序方法生产作业排序5.3车间作业计划与控制方案7：后到先服务（LCFS）准则订单加工时间（天）交货期（天）流程时间（天）延迟时间（天）E131-2D586-2C2781B46126A351510总流程时间42天，平均流程时间8.4天，订单B、C、A会延迟交货。总延迟时间17天，平均延迟3.4天。作业排序方法生产作业排序5.3车间作业计划与控制实行准则订单顺序平均流程时间（天）平均延迟时间（天）FCFSA-B-C-D-E9.64.2SPTE-C-A-B-D72.4EDDE-A–B–C-D7.62.4STRE-A–B–D-C8.23CRE-A–B–D-C8.23FOE-D–B–C-A8.83.8LCFSE-D-C-B-A8.43.4SPT是最优方案，无论总的流程时间还是平均流程时间都是最短的。作业排序方法：不同方案之间的比较生产作业排序5.3车间作业计划与控制作业排序方法生产作业排序（2）多台设备排序流水生产作业排序（工艺路线相同）非流水生产作业排序N个作业2台设备上的排序N个作业3台设备上的排序N个作业m台设备上的排序5.3车间作业计划与控制N个作业2台设备上的排序即N个作业都是先从第1台设备上加工，然后转到第2台设备上继续加工锯床钻床JobAJobBJobC5.3车间作业计划与控制总加工周期：从第1个作业在第1台设备上开始加工算起，直到最后一个作业在第2台设备上加工结束为止的这段时间。排序目标:使总加工周期（Fmax）最短排序方法：Johnson-Bellman算法具体步骤：选择最短作业时间的作业任务；如果时间最短的作业来自第1台设备，则首先进行这个作业；如果来自第2台设备，则这个作业最后进行，并将该作业从工件表中删去；对其他作业重复前面两步，直到最后排序完成。（2）多台设备排序N个作业2台设备上的排序5.3车间作业计划与控制工件J1J2J3J4J5设备A681237设备B119524Johnson-Bellman算法排序过程步骤排序过程备注J4将J4排在最后J5J4将J5排在第4J3J5J4将J3排在第3J1J3J5J4将J1排在第1J1J2J3J5J4将J2排在第212345加工顺序为：J1——J2——J3——J5——J4（2）多台设备排序：（2台）例5-7（P.220）5.3车间作业计划与控制加工顺序为：J1——J2——J3 ——J5——J4采用甘特图或者矩阵表法确定：总流程时间（Fmax=39）工件等待时间（WJ=w22+w42=3+1）设备空闲时间（WB=2）

工件流程时间J1J2J3J5J4设备A681273设备B11954261714262631333736395.3车间作业计划与控制N个作业3台设备上的排序？Johnson-Bellman扩展算法：如满足条件：将3台设备变换为2台假想设备G、H，且存在如下关系：再采用Johnson-Bellman算法排序流水生产作业排序（工艺路线相同）5.3车间作业计划与控制工件J1J2J3J4设备A158612设备B3156设备C4105