第六章生产运作计划与控制

第六章生产运作计划与控制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。3/3/20232一、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3/3/20233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。3/3/20234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。3/3/20235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。3/3/20236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。3/3/20237三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3/3/20238二、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3/3/20239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3/3/202310年度生产计划的主要指标产品品种指标产品质量指标产品产量指标产品产值指标商品产值净产值总产值3/3/202311生产计划的制定步骤：测算总产量指标；测算分产量指标；编制安排产品出产进度；编制产品出产进度计划。测算总产量指标——首先需要检查计划年度内产品需求计划，然后需要检查企业的生产能力能否满足计划产量的需要。测算分产量指标——就是确定一个合理而有利的产品品种的构成方案。这样应考虑增加的品种以及新品种的产量、已有合同的用户订货和市场的需求，然后再考虑生产能力和物质供应能力的条件。制定总产量和分品种产量指标时的生产能力平衡的测算是按全年的生产能力的总量计算的，而且主要是检查关键设备的能力。3/3/202312滚动计划滚动计划是一种动态编制计划的方法。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3/3/202313滚动计划的优点计划期——滚动计划所包含的时间长度。（上例为5年）滚动期——即修订计划的间隔时间，它通常等于执行计划的时间长度。滚动式计划的优点：有利于计划的连续性；有利于发挥计划的指导作用；把计划的严肃性和灵活性很好的结合起来。3/3/202314第二节期量标准与生产作业计划生产作业计划工作的内容和作用期量标准生产作业计划的编制3/3/202315一、生产作业计划工作的内容和作用内容：制定期量标准；编制各级、各种生产作业计划检查生产作业准备工作；生产作业控制。作用：细分工作任务——各时段、各部门；开展日常生产活动的依据。3/3/202316二、期量标准期量标准——(又称作业计划标准、日历标准)为加工对象在生产期限和生产量方面所规定的标准数据。大量生产类型：节拍、运送批量和节奏、在制品占用量定额、流水线工作指示图表等；成批生产类型：批量、生产间隔期、生产周期、提前期、在制品定额等；单件生产类型：生产周期、提前期等3/3/202317节拍、运送批量和节奏节拍——是流水线上相邻两件相同制品投产或出产的时间间隔它是流水线最重要的工作参数，它表明流水线生产速度的快慢或生产率的高低。节奏或运输批节——顺序出产两批同样制品之间的时间间隔，它等于节拍与运输批量的乘积。3/3/202318连续流水线工作指示图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连续流水线工作与间断时间交替程序图3/3/202319间断流水线工作指示图表间断流水线标准计划的制定比较复杂，需要根据间断流水线的节拍，规定各工序在看管周期内的工作时间和程序，并考虑工人多机床看管的可能性。看管期——为了使间断流水线能有节奏地生产，一般是规定一段时间，使流水线的各道工序能在该段时间内生产相同数量的制品。这一事先规定的能平衡工序间生产率的时间，通常称为间断流水线的看管期。3/3/202320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1120101022403020635.2040345050458060203070565.6080673090710831007099611083/3/202321在制品定额在制品定额——是指在一定的生产技术组织条件下，各生产环节为了保证生产衔接所必需的、最低限度在制品储备量。在制品的类型流水生产在制品的类型工艺在制品运输在制品周转在制品保险在制品3/3/202322在制品定额(续)成批生产在制品的类型车间内部在制品库存在制品3/3/202323批量和生产间隔期批量(Q)：同时投入生产并消耗一次准备结束时间，所制造的同种制品的数量。生产间隔期(Tin)：相邻的两批相同的制品投产或出产的时间间隔。3/3/202324确定批量和生产间隔的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D——年总需求量S——每次订货发生的费用H——单位货物每年保管的成本3/3/202325生产周期产品的生产周期，是指产品从原材料投入生产起一直到成品出产为止的全部日历时间(或工作日数)。3/3/202326生产提前期定义：指制品在各工艺阶段出产或投产日期比成品出产日期应提前的时间。生产提前期又分为出产提前期和投产提前期。计算方法：装配车间出产提前期=0某车间出产提前期=后车间投产提前期+车间之间的保险期+(本车间生产间隔期-后车间生产间隔期)某车间投产提前期=本车间出产提前期+本车间生产周期

3/3/202327生产提前期的计算例：某工厂共有毛坯车间、机加工车间和装配车间三个车间，各车间生产间隔期、生产周期和车间之间的保险期如下表所示，试计算各车间的生产提前期。

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3060196+1+60-45=112112+30=142机加工车间6045120+1+45-30=3636+60=96装配车间2030000+20=203/3/202328生产周期与生产提前期的关系3/3/202329三、零件移动方式及加工周期零件的移动方式有三种：顺序移动方式平行移动方式平行顺序移动方式3/3/202330顺序移动方式特点——是每批零件在前道工序全部完工后，才整批地转送到后道工序加工。式中T顺——顺序移动方式的加工周期

n——零件加工批量ti——第i道工序的单件工时m

——零件加工的工序数目

3/3/202331平行移动方式特点——每个零件在前道工序加工完毕后，立即转移到后道工序继续加工，形成前后工序交叉作业。tL——最长的单件工序时间3/3/202332平行顺序移动方式特点——既要求每道工序连续进行加工，又要求各道工序尽可能平行地加工。其具体做法：当ti＜ti+1时，零件按平行移动方式移动；当ti≥ti+1时，以i工序最后一个零件的完工时间为基准，往前推移（n-1）×ti+1作为零件在i+1工序的开始加工时间。3/3/202333平行顺序移动方式(续)3/3/202334零件三种移动方式的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3/3/202335选择零件移动方式需考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3/3/202336在制品定额法在大批量生产条件下，车间分工及相互联系稳定，车间之间在生产上的联系，主要表现在提供一种或少数几种半成品的数量上。只要前车间的半成品能够保证后车间加工的需要和车间之间库存半成品变动的需求，就可以使生产协调地进行。3/3/202337在制品定额法(续)因此，在大批量生产条件下，作业计划的编制，着重解决各车间在生产数量上的衔接。在制品定额法——就是根据大批量生产的这一特点，用在制品定额作为调节生产任务数量的标准，以保证车间之间的衔接。也就是说，运用预先制定的在制品定额，按照工艺过程反顺序地连锁计算方法，调整车间的投入和出产数量，顺次确定各车间的生产任务。3/3/202338累计编号法就是将预先制定的提前期转化为提前量，确定各车间计划期应达到的投入和出产的累计数，减去计划期前已投入和出产的累计数，求得车间计划期应完成的投入和出产数。累计数是指年初或从开始生产该种产品所计算的累计数。3/3/202339累计编号法(续)本车间出产累计号数=最后车间出产累计号数+最后车间平均日产量×本车间出产提前期本车间投入累计号数=最后车间出产累计号数+最后车间平均日产量×本车间投入提前期计划期车间应完成的出产量=计划期末计划出产的累计号数－计划期初已出产的累计号数计划期车间应完成的投入量=计划期末计划投入的累计号数－计划期初已投入的累计号数3/3/202340示例某厂生产A产品，下表列出了A产品及零件的期量标准。设A产品月产量为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1030603/3/202341产品出产的平均日产量设每月工作24天。平均日产量=60÷24=2.5台/日3/3/2023421月份车间A产品投入、出产累计数及月任务计算表生产车间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=210100150606060/16060/2103/3/2023432月份车间A产品投入、出产累计数及月任务计算表生产车间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=270160210606060/22060/2703/3/202344某厂上半年各车间投入、出产累计数及月任务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30/10050/15060/16060/21060/22060/27060/28060/33060/34060/39060/40060/45060/46060/5103/3/202345订货点法订货点法——是安排需要量很大的通用件和标准件生产任务的方法。通用件和标准件品种繁多，各个时期需要量也不稳定。3/3/202346生产周期法生产周期法适用于单件小批生产类型。它根据预先制定的产品生产周期进度表和合同规定的交货期限，在生产能力核算平衡的基础上，编制各项定货综合的产品生产周期进度表，并从中摘录出某车间计划期应当投入和出产的生产任务。3/3/202347第三节作业排序作业排序（Sequencing）——对一定期间内分配给生产单位的作业任务，根据产品(零件)的工艺路线和设备负荷可能性，确定各个生产单位作业任务的先后顺序。作业排序问题通常表述为“n项作业任务在m个生产单位的排序的问题”。3/3/202348一、作业排序的要求和类型要求完成时间最短使用率最大化顾客等待时间最少在制品库存量最小化评价标准作业平均流动时间有效工作时间的百分比作业延期时间系统的平均工作数量3/3/202349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，所有任务的工艺顺序相同，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，所有任务的工艺顺序不同，有(n!)m个排序方案。3/3/202350作业排序的类型作业排序的表示方法为生产单位数×作业任务数/排序问题类型/评价尺度(优化目标)如m×n/FLW/Fmax表示m个生产单位完成n项作业任务、流水型排序问题和以最大流程时间作为评价尺度。3/3/202351二、N项作业在1个工作中心的排序1×n流水排序型问题的优先规则：先到先服务(FCFS)最短作业时间(SPT)最短交货延期量(EDD)SPT与EDD结合原则最小松弛时间(SST)

后到先服务(LCFS)按期完成作业项目最多的原则按期完成作业项目最多的原则：即先按交货期优先原则逐项安排作业顺序，并依次计算每项任务是否拖期，如果遇到某项任务拖期，则将其移至最后加工；之后，若又有任务拖期，则又将其移至最后加工。

3/3/202352FCFS、SPT、EDD、SST优先规则的应用例：下表是在某工作中心等待加工的6项作业的加工时间（包含换产时间）与预定日期，假设工作的到达顺序与表中顺序相符。根据以下规则来决定其作业顺序：①FCFS②SPT③EDD④SST并对它们分别进行评价。

作业加工时间（天）预定日期（天）ABCDEF2841051271641715183/3/202353按FCFS规则排序排序的结果是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=93/3/202354按SPT规则作业顺序是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)ACEBDF245810122611192941741516171802031223合计4110840平均108/41=2.63108/6=1840/6=6.673/3/202355按EDD规则作业顺序是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=6.333/3/202356按SST规则松弛时间=预定日期-加工时间，按松弛时间从小到大排列，可得顺序：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=9.53/3/202357三、N项作业在2个工作中心的流水型排序（简称为N/2排序）作业顺序相同的若干个作业在工作中心上的作业排序，我们运用约翰逊（Johnson）规则解决。其步骤如下：(1)列出每个作业在两工作中心的作业时间；(2)选择最短的作业时间；(3)如果最短的作业时间来自第一台机床，则首先进行这个作业；如果最短的作业时间来自第二台机床，则最后进行这个作业；(4)重复上述步骤，直到排序完成。3/3/202358约翰逊-贝尔曼规则例：4项作业在两台设备上进行加工，其加工顺序相同，作业时间如下表所示:625374268TT=(2+4+8+6)+(5)=2553A786t1t26机床作业BDC24ADBC1CBDACBDA3/3/202359四、N项作业在3个工作中心的排序(简称为N/3排序)此方法是约翰逊（Johnson）规则的扩展方法，它是将三台设备合并为两台假想的设备，然后按约翰逊(Johnson)规则进行排序。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：3/3/202360约翰逊(Johnson)规则的

扩展方法例：4项作业在三台设备上进行加工，其加工顺序相同，作业时间如下表所示:9A1046t1t26机床作业BDCt3781265391ADCB作业12A15tG10机床BDCtH1012181115解：3/3/202361续2T=7+6+12+6+9+6=46T781266549106933A786t1t26机床作业BDCEF2679457作业题：排序并计算加工周期。3/3/202362五、M台机器上N项作业的排序(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的约贝扩展方法进一步扩展到一般的N/M问题，以求得一个近似的最优解。也叫坎贝尔-杜达克-史密斯法。关键零件法最小排序系数3/3/202363CDS算法的步骤第一步，根据第1台与第M台（即最后一台）机器的两组操作时间，应用约贝规则排出第1个作业顺序方案；第二步，根据第1台与第2台机器的操作时间合并，以及第（M-1）与第M台机器的操作时间合并，得到两组操作时间，应用约贝规则排出第2个作业顺序方案；第三步，根据第1、第2、第3台，三台机器的操作时间合并，以及第（M-2）、第（M-1）、第M台三台机器的操作时间合并，又得到两组操作时间，应用约贝规则，排出第3个作业顺序方案；3/3/202364CDS算法的步骤(续)第四步，重复以上运算，最后将第1、第2、…，第（M-1）共（M-1）台机器和操作时间合并，以及将第2、第3、…、第M共（M-1）台机器的操作时间合并，得到的两组操作时间，也应用约贝规则，排出第（M-1）个作业顺序方案；第五步，根据以上（M-1）个工作顺序方案，分别作图求出它们的总流动时间从中取得小值，最小值所对应的排序方案为最优的或近似最优的方案。

3/3/202365六、服务业中作业排序服务作业排序的目标:使服务能力与顾客需求相适应，以降低顾客等待时间，提高服务满意度。服务作业排序的方法：将顾客需求分配到服务能力不同的时间段内将服务人员安排到顾客需求的不同时间段内3/3/202366方法一——顾客需求的安排预约（医生、汽车修理、律师）预订（预订旅馆房间、火车或飞机座位）排队等待（餐馆、银行、零售商店、理发店）注意不同方法的好处及存在的问题！3/3/202367方法二——服务人员的安排将人员需求计划转化为日常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)862642981109110100532220504283/3/202368第四节生产作业控制生产作业控制——是指生产作业计划执行过程中，对有关产品(零部件)的数量和生产进度进行控制。生产作业控制是实现生产作业计划的保证。3/3/202369生产作业控制的步骤第一，确定生产作业控制标准；第二，检查执行结果与标准进行比较；第三，采取措施纠正偏差。3/3/202370一、生产进度控制生产进度控制是指对原材料投入生产到成品入库为止的全过程所进行的控制。包括：投入进度控制出产进度控制工序进度控制3/3/202371二、在制品占用量的控制在制品占用量控制是对生产过程各个环节的在制品实物和账目进行控制。3/3/202372在制品占用量控制的内容控制车间内各工序之间在制品的流转；控制跨车