第十一章制造业生产作业计划演示文稿

第十一章制造业生产作业计划演示文稿当前第1页\共有84页\编于星期六\17点优选第十一章制造业生产作业计划当前第2页\共有84页\编于星期六\17点一、生产作业计划概念

生产作业计划是生产计划的具体执行计划。它是把企业的生产任务具体地分配到各车间、工段、班组以至每个工作地和工人，规定他们在月、旬、周、日以至轮班和小时内的具体生产任务，从而保证按品种、质量、数量、期限和成本完成企业的生产任务。当前第3页\共有84页\编于星期六\17点1编制企业各层次的生产作业计划2编制生产准备计划3设备和生产面积的负荷率核算和平衡4制定或修改期量标准5编制日历进度计划6日常生产派工7通过生产调度和生产作业统计，检查和控制生产任务计划进度完成情况生产作业计划编制生产作业计划实施控制二、生产作业计划的内容当前第4页\共有84页\编于星期六\17点

概念：为制造对象（产品、部件、零件）在生产过程中的运动所规定的生产期限（时间）和生产数量的标准。不同生产类型的期量标准三、期量标准生产类型期量标准流水生产节拍、流水线工作指示图表、在制品定额成批生产批量、生产间隔期、生产周期、在制品定额、提前期、交接期单件小批生产周期、提前期当前第5页\共有84页\编于星期六\17点第一节流水生产作业计划一、流水生产概述二、流水生产的期量标准三、流水生产的生产作业计划编制当前第6页\共有84页\编于星期六\17点一、流水生产概述：

流水生产是指劳动对象按照一定的工艺过程顺利地通过各个工作地，并按照统一生产速度连续完成工序作业的生产过程。最典型的流水生产线是汽车装配生产线。

1、流水生产一般具有以下特点：1）设备专业化程度高，每个工作地只固定完成一道或几道工序；2）工作地工作地按对象专业化原则顺序布置，工艺过程一般是封闭并且劳动对象单向流动；3）生产具有明显的节奏性，劳动对象按一定时间间隔投入和出产；4）生产具有较高的连续性，劳动对象在工序间平行移动。

总之，流水生产具有高度的连续性、比例性、平行性、节奏性。（合理组织生产的要求：连续性、比例性、平行性、节奏性、适应性。）当前第7页\共有84页\编于星期六\17点2、大量流水生产的生产作业计划的关键在于合理地设计好流水线。这包括：

1）确定流水线的节拍；2）给流水线上的各工作地分配负荷；3）确定产品的生产顺序等。当前第8页\共有84页\编于星期六\17点二、大量流水生产的期量标准（主要期量标准有节拍、流水线标准工作指示表、在制品定额等。）（一）节拍1、单一对象流水线节拍的确定

节拍是流水线上出产两个相同制品的时间间隔。计算公式：式中：Fe——计划期内的有效工作时间；

N——计划期生产任务的数量（含废品量）。式（5-1）为计划节拍或平均节拍。流水线上某一工序实际出产两个相同制品的时间间隔为该工序的工作节拍。其计算公式：（11-1）（11-2）式中：ti——工序单件时间；Si——该工序的工作地（设备）数量。当前第9页\共有84页\编于星期六\17点2、多对象流水线节拍的确定

多对象流水生产有两种基本形式：可变流水线和混合流水线。（1）可变流水线节拍的确定。可变流水线的特点是在计划期内，按照一定的间隔期，成批轮番生产多种产品。其节拍确定分两种方法：①代表产品换算法。选择产量大、劳动量大、工艺过程比较复杂的产品为代表产品，按换算后的代表产品的总产量N计算每种产品的节拍。例1：三种产品A、B、C，计划产量分别是NA、NB、NC，劳动总量分别是TA、TB、TC，试计算它们的节拍？解：设代表零件为A，则KB=TB/TA，KC=TC/TA

N=NA+NBKB+NCKC

CA=Fe/N=Fe/(NA+NBKB+NCKC)CB=CAKB,CC=CAKC当前第10页\共有84页\编于星期六\17点②劳动量比例分配法。将计划期有效工作时间按各种产品的劳动量比例进行分配，然后根据各种产品分得的有效工作时间和产量计算生产节拍。

以例1为例，则解为：

FeA=Fe·TA/（TA+TB+TC）,FeB=Fe·TB/（TA+TB+TC）

FeC=Fe·TC/（TA+TB+TC）

CA=

FeA/NA,CB=

FeB/NB,CC=

FeC/NC(2)混合流水线节拍的确定。

混合流水线的特点是指在同一时间内流水线上混合地生产多种产品。一般按产品组计算节拍：

组节拍C组=Fe/N组,其中，N组——组数当各产品产量相同时，组数即产品产量；当各产品计划期产量成较小的整数比例时，各组内产品的数量由产量比确定，N组等于产品i的计划期产量。当前第11页\共有84页\编于星期六\17点

（3）混合流水线编排产品投入顺序生产比倒数法1、在各产品计划产量Qj中找出最大公约数D，计算出生产比Xj为Qj/D(j=1,2m)2、计算生产比的倒数mj。mj=1/Xj3、确定投产顺序：1）全部品种中mj最小的品种先投。2）出现几个相同最小值时，较晚出现品种先投。4、在已选品种的mj上标出*符号，加上mj值，作为更新后值重新进行步骤3。5、更新后值mj为1，且已分配后就退出以后安排。例：过程ABC备注（产量）（3000）（2000）（1000）

11/31/21A21/3+1/3=2/31/2*1AB32/3*1/2+1/2=11ABA42/3+1/3=11*1ABAB51*1ABABA61*ABABAC

当前第12页\共有84页\编于星期六\17点（二）流水线工作指示图表（流水线标准计划）

编制的一般步骤：（1）计算各工序的工作地需要量和工作地负荷；（2）配备工人，计算工人工作负荷，并保证工人工作负荷尽可能充分；（3）编制标准工作指示图表。1、连续流水线

同期化程度高，只需规定整个流水线的工作制度即可。2、间断流水线因同期化程度不高，需分工序规定每一个工作地的工作时间程序，确定标准计划时间，计算工作地看管周期产量。当前第13页\共有84页\编于星期六\17点（1）确定看管周期R

为了使间断流水线有节奏地工作，需平衡流水线上各工序的生产率。为此就必须规定一段时间跨度，每道工序在该时间内生产相同数量的制品，该时间跨度为看管周期R。

看管周期应大于节拍和节奏；选R时，应考虑到在制品占用量影响。（2）计算工作地的计划工作时间Ti

Ti即工作地在看管周期内的工作延续时间。计算公式：

Ti=R·Ki(11-3)

式中：Ti——工作地i的计划工作时间；

Ki——工作地i的负荷系数。当前第14页\共有84页\编于星期六\17点例11-1某企业的发动机曲轴加工线，R=120min,工作地负荷系数为：K01=100%，K02=100%，K03=66.7%,K04=83%,试计算各工作地的看管周期？解：T01=120×100%=120（min）;T02=120×100%=120（min）;T03=120×66.7%=80（min）;T04=120×83%=100（min）.（3）计算工作地看管周期产量Ni

Ni即工作地在一个看管周期R内应该生产的制品的数量。计算公式：

Ni=Ti/

ti(11-4)

式中：ti

——为工序单件时间。

例：以例11-1为例，假设工序单件时间为：t01=t02=12min,t03=4min,t04=5min,试计算各工作地看管周期产量？

解：N01=N02=120/

12

=10（件）；N03=80/

4

=20（件）；

N04=100/

5

=20（件）。

在计算出各工作地的Ti、Ni

，即可绘制标准工作指示图表。当前第15页\共有84页\编于星期六\17点（三）在制品占用量定额在制品占用量是指从原材料投入到成品入库为止，尚处于生产过程中为完工的各种制品。在制品占用量定额是指在必要的时间、地点和一定的生产技术组织条件下，保证均衡生产所必须的最低限度的在制品数量。在制品占用量Z车间或流水线内部在制品占用量Zin车间或流水线之间在制品占用量Zst工艺占用量Z1运输占用量Z2流动占用量Z3保险占用量Z4库存流动占用量Z5车间之间运输占用量Z6库存保险占用量Z7当前第16页\共有84页\编于星期六\17点三、流水生产的生产作业计划编制(一)厂级生产作业计划的编制大量生产类型的厂级月度生产作业计划，是根据企业的季度生产计划编制的。安排各车间的生产任务和进度的方法，主要取决于车间的专业组织形式。（1）如果车间为产品对象专业化，则按照各个车间的分工、生产能力和其他生产条件，分配给各个车间即可；（2）如果是按工艺原则，通常采用反工艺过程的顺序，逐个计算车间的投入和出产任务。在制品定额法即为此类方法。当前第17页\共有84页\编于星期六\17点式中：N01——本车间的产出量；Nin2——后续车间的投入量；

Ns1——本车间半成品的外销量；Zst——车间之间库存在制品定额；

Zst’——期初预计库存量；

Nin1——本车间的投入量；

Nw——本车间可能出现的废品数；

Ze——车间内部期末在制品定额；

Zb——本车间期初预计。……（11-10）……（11-11）当前第18页\共有84页\编于星期六\17点（二）车间内部生产作业计划的编制

1、包括两个层次的内容：

（1）第一个层次是编制分工段（小组）的月度作业计划和旬（周）作业计划；（2）第二个层次是编制工段（小组）分工作地的旬（周）作业计划，并下达到各个工作地。2、编制分工段作业计划时：

（1）若工段按对象原则组建的，则只需将车间月度作业计划中的零件加工任务平均分配给对应的工段即可；（2）若工段按工艺原则组建的，则按反工艺原则倒排。当前第19页\共有84页\编于星期六\17点第二节成批生产作业计划一、成批生产的特点二、成批生产的期量标准三、成批生产的生产作业计划编制当前第20页\共有84页\编于星期六\17点一、成批生产的特点

1、产品方面：

品种较多，多为系列化定型产品；各产品结构、工艺相似；各产品产量不大；同一计划期内，多种产品轮番生产。

2、生产工艺方面：

各产品工艺路线不尽相同；加工设备既有专用设备又有通用设备；生产单位按对象原则或工艺原则组建。

3、需求方面：

来自用户订货或市场预测；对交货期有严格要求。

4、生产组织方面：

存在生产任务在利用生产能力时发生冲突的现象，特别是在关键设备上；品种变换多，设备准备时间占比重较大；生产作业计划编制的灵活性大，复杂性和难度也大。当前第21页\共有84页\编于星期六\17点二、成批生产的期量标准

（批量Q与生产间隔期R、生产周期、生产提前期、在制品定额等。）

（一）生产批量与生产间隔期

生产批量：在消耗一次准备结束时间条件下，连续生产一批相同制品的数量。

生产间隔期：相邻两批相同制品投入或产出的时间间隔。生产批量Q与生产间隔期R之间的关系可由下式表示：……（11-12）式中：Q—生产批量；nd—平均日产量；R—生产间隔期。确定生产批量和生产间隔期的方法有两类：以量定期法和以期定量法。当前第22页\共有84页\编于星期六\17点1、以量定期法

一般步骤：①确定一个初始批量；②依式（11-12）确定生产间隔期；③对初始变量调整，求得一个与生产间隔期相互配合的最佳数值作为标准批量。常用确定初始变量的方法：（1）最小批量法……（11-13）式中：δ——设备负荷系数；tad——设备准备结束时间；

Qmin——最小批量；t——单件工序时间。当前第23页\共有84页\编于星期六\17点①δ的确定主要考虑两个因素：零件的价值与生产类型。表11-4设备损失系数阈值参考表零件大小生产类型大批中批小批小件0.030.040.05中件0.040.050.08大件0.050.080.12②三种确定Qmin的方法：

a、按全部工序的tad和t，计Qmin；

b、按零件的关键设备的tad和t，计Qmin；

c、按（tad/t）最大的工序设备，计Qmin。当前第24页\共有84页\编于星期六\17点（2）经济批量法……（11-14）式中：B——一次准备结束工作费用；C——单位零件成本；

N——年产量；I——资金年利率。若进一步考虑批量增大，在生产周期等于生产间隔期的假设下，单位零件生产费用与单位零件库存费用相同，则导出：……（11-15）当前第25页\共有84页\编于星期六\17点得到初始变量后，要调整为标准变量，调整应考虑的因素：（1）组成同一产品的各个零件的批量应满足产品的成套关系；（2）批量应与计划产量成倍比关系；（3）批量应与大型设备同时加工的零件数成倍比关系；（4）批量应与加工刀具的耐用性、工位器具的容量、仓库工作地面积等相适应；（5）各车间的同种零件批量尽可能成倍数关系，前车间的批量必须大于或等于后车间的批量；（6）其它约束条件。当前第26页\共有84页\编于星期六\17点2、以期定量法

先确定R，再依式（11-12）确定Q。当生产任务发生变化时只对Q调整，R不变。（1）确定R时应考虑以下因素：

①

R应与月工作日数成倍数或可约数关系；

②尽可能采取统一的或为数不多的几个R，以保持生产过程的均衡性；

③应考虑由此确定的Q而导致的经济指标（如在制品占用量、设备利用率等）的优劣，以及Q与计划产量是否成倍比关系，相邻工艺阶段的Q是否互成倍比关系。（2）以期定量法的优点：①计算简便；

②易于保证零件生产的成套性，有利于组织均衡生产。缺点：对经济指标的考虑粗糙。适用范围：一般适用于中、小批量生产企业。

当前第27页\共有84页\编于星期六\17点（二）生产周期T

T指制品从原材料投入到成品出产所经历的整个生产过程的全部经历时间长度。图为产品生产周期结构示意图。毛坯准备、机械加工、产品装备等每一工艺阶段的生产周期构成：工艺过程时间停留时间检验过程时间运输时间自然时间制度规定的停歇时间其中工艺时间是生产周期的主要组成部分，它的长短取决于零件工序时间、零件移动方式和批量的大小等因素。而停留时间则依工序数目、生产组织水平、配合条件、生产准备条件等因素而定。当前第28页\共有84页\编于星期六\17点当前第29页\共有84页\编于星期六\17点（三）生产提前期D

它指部件（毛坯，零件）在各工艺过程上出产或投入的日期比成品出产日期应提前的时间长度。

1、投入提前期D：

D车间投入=D车间出产+T车间……（11-19）

2、出产提前期D：

D本车间出产=

D后车间投入+R本—R后+T车间之间保险……（11-20）

当前第30页\共有84页\编于星期六\17点（四）在制品占用量Z。

它划分为车间内部在制品占用量Zin和库存(半成品)在制品占用量Zst。

在制品占用量Z车间内部在制品占用量Zin库存在制品占用量Zst库存流动占用量Zst1库存保险占用量Zst2当前第31页\共有84页\编于星期六\17点

三、成批生产作业计划的编制

（一）厂级生产作业计划的编制

内容包括安排各车间投入、产出的制品种类、时间和数量。编制思路与大量生产类似，但具体方法又有不同。在成批生产情况下，一般采用基于提前期的累计编号法。采用累计编号法时，生产的产品必须累计编号。即从年初或开始生产该型号的产品起，按照成品出产的先后顺序，为每一个产品编一个累计号码。在同一个时间点，产品在某一生产工艺阶段上的累计号码，同成品出产的累计号码的差称为提前量，其大小与提前期成正比例。累计编号法的一般步骤如下：1、首先确定各个生产环节的提前期定额与批量定额D车间投入=D车间出产+T车间……（11-19）D本车间出产=

D后车间投入+R本—R后+T车间之间保险……（11-20）当前第32页\共有84页\编于星期六\17点2、计算各车间在计划期末产品出产和投入应达到的累计号数。

No=Noe+ndTo……（11-22）

Nin=Noe+ndTin……（11-23）式中：No——本车间出产累计号；Nin——本车间投入累计号；Noe——最后车间出产累计号；Tin

——本车间投入提前期；

To——本车间出产提前期；nd——最后车间日均产量；3、计算各车间在计划期内产品出产量和投入量……（11-24）……（11-25）式中：ΔNo——计划期本车间出产量；

ΔNin——计划期本车间投入量；No’——本车间期初出产累计号；Nin’

——本车间期初投入累计号；当前第33页\共有84页\编于星期六\17点4、对计算出的产品出产量和投入量进行修正使车间出产或投入的数量与批量相等或成整数倍关系。例:11-4用累计编号法确定各车间的生产任务具有的特点：（1）在确定装配车间的出产累计编号后，可同时计算各车间的任务，而不必按照反工艺顺序方向依次计算；（2）由于生产任务用累计编号表示，无须计算在制品数量，也不必按照计划期实际完成情况修正计划，简化计划编制工作；（3）能保证零件的成套出产。当前第34页\共有84页\编于星期六\17点例11-4：表11-5给出了某成批生产企业主要车间的批量、生产周期、生产间隔期、出产提前期以及投入提前期等期量标准。设1月上旬初装配车间已达到的出产累计编号为220。按照累计编号法计算1~4月各车间的生产作业计划。表11-5某成批生产企业主要车间的期量标准车间批量(件)生产周期(旬)间隔期(旬)保险期(旬)出产提前期(旬)投入提前期(旬)装配2011101加工4032136毛坯801421011当前第35页\共有84页\编于星期六\17点一月二月三月四月上中下上中下上中下上中下装配出产240260280300320340360380400420440460投入260280300320340360380400420440460480加工出产320360400440480520投入360400440480520560毛坯出产480560640投入480560640当前第36页\共有84页\编于星期六\17点（二）成批生产车间内部生产作业计划的编制

将下达的厂级生产作业计划分解为零件任务，再将零件任务细化为工序任务、分配到有关的生产单位和工作地，编制生产进度计划，并做好生产技术准备工作，组织计划的实施。一般分解为三个层次：作业进度计划、作业短期计划、作业的进度控制。这里集中探讨作业进度计划。作业进度计划的任务是为计划期内的各项作业任务配置所需的生产能力，在满足交货要求而又保持负荷与能力相平衡的条件下编制出各项作业任务的进度日程计划。

作业进度计划的编制步骤：1、准备编制计划所需材料

（1）零件的工艺路线；（2）工作中心的资料；（3）外购外协件供应资料。当前第37页\共有84页\编于星期六\17点2、推算作业任务的工序进度日程

（1）对于新投产的任务，应从交货日期开始，反工艺顺序，由后往前推算；（2）对于已经在车间内加工的在制任务，则从当前工序开始，由前向后推算。3、计算生产能力需求量

根据生产任务的工序进度日程，将同一时段内所有生产任务对同一工作中心需求的加工时间汇总起来，就得到在这一时段生产任务对该工作中心的生产能力需求量；4、调整工作中心负荷，使负荷与能力达到平衡

调整负荷的措施有两类：一类属于降低负荷；另一类属于临时提高有效生产能力。当前第38页\共有84页\编于星期六\17点常用降低负荷的措施有：（1）修改进度日程表；（2）压缩制品在工作中心的等待时间；（3）组织平行工序加工；（4）将标准批量分为若干个小批量。常用的临时提高有效生产能力的措施有：（1）采用备选设备或工艺路线；（2）增加工人、增加班次，从而增加有效工作时间；（3）外协加工。5、制定正式的作业进度计划和工作中心生产能力需求计划当前第39页\共有84页\编于星期六\17点（三）生产作业统计工作它是实行生产作业控制和编制生产作业计划等工作的基础。（1）生产作业统计内容生产作业统计工作要求：数据准确，资料完整，分析正确，上报及时。生产进度统计：对产品零部件生产过程各工序的投入出产时间和数量及废品等数据的统计与分析。库存在制品统计：对在制品半成品出入库，库存量和在制品资金占用量数据的统计与分析。生产作业计划完成情况统计：对产品和零件的完工情况，各单位和个人完成计划任务和工作量的统计与分析。（2）生产作业统计的原始凭证它是一定形式的单据票据上用数字和文字对生产活动所做最初直接记录。设计原始凭证要求：种类形式内容符合管理要求，数据统一，囗径一致。填写原始凭证要求：准确，清晰，完整，及时。成批生产类型企业常用原始凭证为：加工路线单、单工序工票、废品通知单等。当前第40页\共有84页\编于星期六\17点（3）生产作业统计台帐和报表它为一定的格式对生产作业活动情况和原始凭证记录的整理。常置的各种不同台帐：零件统计台帐、零件工序统计台帐、库存零件收发存台帐常置的各种统计报表：生产日报，生产旬报，生产月报，产品配套缺件表（4）生产作业计划完成情况考核1、产量指标完成率2、品种指标完成率3、成套性指标：4、均衡性指标：当前第41页\共有84页\编于星期六\17点第三节单件小批生产作业计划

一、单件小批订货生产组织概述

1、生产类型：

（1）订货装配型：产品的“三化”程度高，标准件和通用件多。只在装配时是按用户订单组织生产。生产组织时，把通用件按备货生产型生产，产品装配按订货型组织生产。

（2）半订货生产型：产品为专用产品，产品结构由用户需求确定但其中部分零部件是通用件，按备货生产型组织生产。

（3）订货生产型：产品专用性强，“三化”程度低。其中采用一部分标准件，通用件很少。

当前第42页\共有84页\编于星期六\17点

二、单件小批生产期量标准

1、产品生产周期：通常用图表法确定产品生产周期。（1）确定零件生产周期；（2）确定部件和零件组生产周期；（3）确定部件装配和产品总装配生产周期。

2、生产提前期：

以产品生产周期图表为基础，推算出各工艺阶段的投入和出产提前期。以星期、旬为计划时间单位。

3、总日历进度计划：

它按工种分配产品总工作量到生产周期的每个时间阶段内的图表。在产品交货期一定条件下，根据产品工作量日历分配图表，可推算出为完成这产品加工任务，各车间各工序在各时间内承担的工作量。它是编制生产作业计划，进行生产资源和任务平衡的必要资料。当前第43页\共有84页\编于星期六\17点三、单件小批生产作业计划的编制

1、生产作业计划编制的方法

在编制单件小批生产作业计划时，主要考虑期限上的衔接、负荷与生产能力的均衡。常用的方法有：

（1）生产周期进度表法

A、依据订货合同，确定产品的生产阶段；

B、编制订货说明书；

C、编制综合日历进度表。

(2)生产进度百分比法

A、确定各车间制造该产品的时间；

B、根据进度要求，下达完成计划任务的百分比；

C、车间根据百分比，计算出该项产品在本车间的总工作量并编制车间日历进度计划。

（3）网络计划技术当前第44页\共有84页\编于星期六\17点第四节作业排序（sequencing）作业排序是解决各个生产层次中生产任务的加工顺序问题，既包括哪个生产任务先投产，哪个生产任务后投入，还包括在同一设备上不同工件的加工顺序。作业排序（sequencing）：确定工件在设备上的加工顺序。作业计划（scheduling）：不仅包括确定工件的加工顺序，还包括确定设备加工每个工件的开始时间和结束时间。排序的目标：如何在尽可能满足各种约束条件的情况下，给出一个令人满意的排序方案。当前第45页\共有84页\编于星期六\17点一、作业排序的基本概念

（一）作业排序问题的分类

1、制造业和服务业中两种基本形式的排序：（1）劳动力排序：主要是确定人员何时工作；（2）生产作业排序：主要是将不同的工件安排在不同的设备上，或安排不同的人员做不同的工作。2、生产作业排序的分类：

（1）按设备数量分类：单件车间排序问题（job-shop）:加工路线不同流水车间排序问题（flow-shop）:

所有工件的加工路线相同。单台设备排序问题多台设备排序问题当前第46页\共有84页\编于星期六\17点（2）按工件到达车间的情况分类：静态排序动态排序确定性动态排序随机性动态排序（3）按目标函数的性质分类：单目标排序多目标排序（4）按目标的不同又可划分为不同的排序问题：如使平均流程时间最短的排序、使总流程时间最短的排序、使平均误期时间最短的排序、使最大平均误期时间最短的排序问题等。当前第47页\共有84页\编于星期六\17点（二）影响生产作业排序的因素

1、生产任务的到达方式静态到达（成批到达）：生产计划人员将一段时间内的订单汇总，一起安排生产作业计划。动态到达：在一段时间内按某种统计分布规律到达，即生产随到随安排。2、车间中的设备种类和数量3、车间中的人员数量：在特定的生产操作人员数量少于设备数量的情况下，尤其是服务系统，生产操作人员成为排序时必须考虑的关键资源。4、生产任务在车间的流动模式：分流水车间（定流车间）、单件车间（随机路线车间）、混合式加工车间。当前第48页\共有84页\编于星期六\17点5、作业计划的评价标准作业计划的评价标准有以下三类：①任务完成的程度；②设备利用的程度；③达到企业整体目标的程度。由于可操作性的缘故，通常对作业计划的评价集中在任务完成的程度方面。常见的有：（1）总流程时间Fmin最短；（2）平均流程时间最短；指一批工件实际生产周期或加工周期的平均值；（3）最大延迟Lmax或最大误期Tmax最短；延迟指工件的实际完成时间与预定的交货期之间的差额。这里既包括实际完成时间比预定的交货期晚，即通常意义下的延误，也包括实际完成时间比预定的交货期早的情况。误期指通常意义下的延误。当前第49页\共有84页\编于星期六\17点（4）平均延迟或平均延迟最短；（5）平均在制品占用量最小；（6）总调整时间最小。除了上述标准之外，还有延期罚款最小、生产费用最小、总利润最大、设备利用率最大等。当前第50页\共有84页\编于星期六\17点（三）作业排序的基本分析

1、作业排序的一般假设：

（1）一台设备不得同时加工两个或两个以上的任务；（2）一个任务不能同时在几台设备上加工；（3）每个任务必须按照工艺顺序进行加工。

2、作业排序所需的有关生产信息：

任务Ji在第j个工序Oij（j=1,2,…，Ni，i=1,2,…，M）在相应的设备上Mij（i,j=1,2,…，N）上所需要的加工时间为tij

，Ji的可能开始时刻为ri和应完工的交货期di。

3、作业排序的一般结论：

平均流程时间的最优排序方案对于平均完工时间、平均延迟以及平均等待时间也是最优的。但是这一结论对于Fmax和其他最大值目标是不成立的。当前第51页\共有84页\编于星期六\17点3、作业排序的表示方法一般用等人在《TheoryofScheduling》中提出的表示方法，该方法只用4个参数就可以表示大多数不同的排序问题。即：其中：n—工件数；m—机器数；

B—目标函数，通常使其值最小；

A—车间类型，该位置若标以“F”，则代表流水作业排序问题；若标以“P”，则表示流水作业排列排序问题；若标以“G”，则表示一般单件作业排序问题。当m=1时，则A处为空白，因为对于单台机器的排序问题来说，无所谓加工路线问题。例：当前第52页\共有84页\编于星期六\17点（四）作业排序的优先调度规则

作业排序问题非常复杂，大多属于NP（NearOptimalsolution）难题，至今还没有研究出有效的解析求解方法。因此，大多数排序算法采用优先调度规则（优先安排哪一个任务的规则）解决生产对设备需求发生的冲突。常见优先调度规则有：（1）FCFS（FirstComeFirstServed）规则：优先选择排队等待的任务中最早进入的任务；（2）SPT（ShortestProcessingTime）法则：优先选择加工时间最短的任务；该规则能有效地缩短任务的流程时间，提高设备利用率，降低在制品占用量。（3）EDD（EarliestDueDate）规则：优先选择加工期限最早的任务；当前第53页\共有84页\编于星期六\17点（4）SST（SmallestSlackTime）规则：优先选择松弛时间最短的工件。松弛时间是指在不影响交货的条件下，完成任务的机动时间。该规则与EDD规则类似，但更能反映任务的紧迫程度。……（11-33）式中：ST—松弛时间；DD（DueDate）—交货时间；

CD(CurrentDate)—当前日期；

Li—剩余工序的加工周期（不含等待时间）。（5）MWKR（MostWorkRemaining）规则：优先选择余下加工时间最长的任务；当前第54页\共有84页\编于星期六\17点（6）SCR（SmallestCriticalRatio）规则：优先选择关键比最小的任务。关键比（CR）为任务允许停留时间和任务剩余工序加工时间之比。……（11-34）（7）LWKR（LeastWorkRemaining）规则：优先选择余下加工时间最短的任务；（8）MOPNR（MostOperationsRemaining）规则：优先选择余下工序最多的任务；（9）RANDOM规则：随机地挑选任务。当前第55页\共有84页\编于星期六\17点局部优先规则：决定任务的优先分配顺序仅以单个设备队列中的任务所代表的信息为依据，例SPT、EDD、FCFS等规则。优先调度规则全局优先规则：决定任务的优先分配顺序不仅考虑正在排序的设备的情况，还要考虑到其他设备的有关信息，例SCR、MWKR、LWKR，以及MOPNR等规则。有时，需采用优先规则的组合进行排序。例：SPT+MWRK+RANDOM，含义是首先选用SPT规则选择下一个待加工的任务；若同时有多个任务被选中，则采用MWRK规则再次选择；若仍有多个任务被选中，最后采用RANDOM从中随机选择一个作为下一个待加工的任务。当前第56页\共有84页\编于星期六\17点二、作业排序方法（一）单设备排序问题1.定理1对于单设备排序问题，SPT规则使平均加工时间最小。2.定理2

对于单设备排序问题，EDD规则使最大延迟Lmax或最大延误Tmax最短。例11-5:5个工件J1-J2-J3-J4-J5的单机作业排序问题的有关资料见下表：工件号J1J2J3J4J5作业时间37154交货期23208614当前第57页\共有84页\编于星期六\17点工件排序J3J1J5J4J2作业时间13457交货期82314620开始时间025914结束时间1481320延迟L-7-19-670误期T00070工件排序J4J3J5J2J1作业时间51473交货期68142023开始时间0671118结束时间56101720延迟L-1-2-4-3-3误期T00000表11-9采用SPT规则计算工件排序表11-10采用EDD规则计算工件排序当前第58页\共有84页\编于星期六\17点3.定理3

如果对于某单设备排序问题，存在使Tmax为0的工件排序方案，则在交货期比考虑中的工件的作业时间之和大的工件中，将作业时间最大的工件安排在最后位置，如此反复进行，可得到使

最小的最优工件顺序。用定理3对例11-5的计算,见表11-11。当前第59页\共有84页\编于星期六\17点工件排序J3J4J1J5J2作业时间15347交货期86231420开始时间0271014结束时间1691320延迟L-70-14-10误期T00000表11-11采用定理3计算工件排序当前第60页\共有84页\编于星期六\17点

4、加工前设备调整的两个原则：（1）如果各工件的调整时间与排序无关，可将其与实际加工时间合并，作为工件的作业时间来考虑即可；（2）如果各工件的调整时间与排序相关，可用总处理时间作为评价准则。……（11-35）式中：S（i-1）i——在第(i-1)个工件加工结束后，再开始第i个工件加工所需调整时间；式中第2项与排序无关，使第1项最小的排序就是最优排序方案。此问题相当于巡回销售商（travelingsalesman）问题,可用分支定界法求解。当前第61页\共有84页\编于星期六\17点（二）多设备排序问题

1、流水生产的作业排序（1）定理4在2个工序流水生产作业计划问题中，希望总流程时间最小时，如果，……（11-36）则在最优排序中，Ji排在Jk之前。如果中间为等号，则工件i既可排在工件j之前，也可排在工件j之后。

n/2/F/Fmax问题，于1954年提出的著名的Johnson算法。Johnson-Bellman排序算法步骤如下：

A、从未排序的工件表中找出作业时间最小的工件；

B、若最小的作业时间出现在第一工序，则该工件排在工件顺序的开始；若最小的作业时间出现在第二工序，则该工件排在工件顺序的最后；然后，将已排序工件从工件表中删去。若最小作业时间多个，则任挑一个。当前第62页\共有84页\编于星期六\17点

C、若工件表为空，则说明已得到最优排序。否则，转步骤A。例11-6（2）扩展的Johnson-Bellman算法对n/3/F/Fmax，有扩展的Johnson-Bellson算法。算法的使用条件为……（11-37）在满足式（11-37）时，将3台设备A、B、C变换为2台虚拟设备G、H，按下式计算工件在虚拟设备上的加工时间：……（11-38）

然后用Johnson-Bellman算法计算最优顺序。当前第63页\共有84页\编于星期六\17点例11-6求下表所示的6/2/F/Fmax问题的最优解。i123456ai518534bi722474将工件2排在第1位2将工件3排在第6位23将工件5排在第2位253将工件6排在第3位2563将工件4排在第5位25643将工件1排在第4位256143当前第64页\共有84页\编于星期六\17点三、一般n/m/P/Fmax问题的启发式算法（一）Palmer法1965年，D.S.Palmer提出按斜度指标排列工件的启发式算法。工件的斜度指标：k=1,2,…,m式中：m—机器数；pik—工件i在Mk上的加工时间。按照各工件λi不增的顺序排列工件，可得出令人满意的顺序。例11.7有一个4/3/F/Fmax问题，其加工时间如下表所示，试用Palmer法求解。i1234pi11263pi28429pi34582当前第65页\共有84页\编于星期六\17点解：k=1,2,3λi=-pi1+pi3λ1=-p11+p13=-1+4=3λ2=-p21+p23=-2+5=3λ3=-p31+p33=-6+8=2λ4=-p41+p43=-3+2=-1按各工件λi不增的顺序排列工件,得到加工顺序（1,2,3,4）和(2,1,3,4)。当前第66页\共有84页\编于星期六\17点（二）关键工件法陈荣秋1983年提出的一个启发式算法。步骤如下：（1）计算每个工件的总加工时间Pi=Σpij,找出加工时间最长的工件C,将其作为关键工件；（2）对余下的工件，若pi1≤pim,则按pi1不减的顺序排成一个序列Sa;若pi1>pim,则按pim不增的顺序排成一个序列Sb;（3）顺序（Sa,C,Sb）即为所求顺序。例11.8有一个5/3/F/Fmax问题，其加工时间如下表所示，试用关键工件法求解。i12345pi112634pi284298pi345823pi1311161415（1,2,3,5,4）当前第67页\共有84页\编于星期六\17点（三）CDS法Campbell,Dudek,Smith三人提出了一个启发式算法，简称CDS法。例：对例11-7用CDS法求解。i1234l=1pi11263pi34582l=2pi1+pi296812pi2+pi31291011当l=1时，按Johnson算法得到加工顺序（1,2,3,4）,相应的Fmax=28；当l=2时，按Johnson算法得到加工顺序（2,3,1,4）,相应的Fmax=29；最优顺序为（1,2,3,4）。当前第68页\共有84页\编于星期六\17点

最长流程时间的计算工件代号i

1234Pi11263Pi28429Pi3458213912913152413182628当前第69页\共有84页\编于星期六\17点（1）顺序移动方式

概念：指一批零件或产品在前道工序全部加工完成后，整批转移到后道工序加工的移动方式例:加工批量n＝4，工序数m＝4，各道工序时间t1＝10mint2=5mint3=15mint4=10min其顺序移动方式示意图如下：10515工序4工序3工序2工序1t2040608010012014016010（一）、零件在加工过程中的移动方式二、生产过程的时间组织当前第70页\共有84页\编于星期六\17点生产周期计算公式：

n——批量

m——工序数

ti

——i工序单件工时

T顺——顺序移动方式生产周期例：T顺＝4×（10＋5＋15＋10）=160当前第71页\共有84页\编于星期六\17点(2)平行移动方式概念：指每个产品或零件在上道工序加工完后，立即转到下道工序加工，使各个零件或产品在各道