1、生產(chǎn)與運(yùn)作管理（第2版）教輔材料參考講義（9）出版社：北京：機(jī)械工業(yè)出版社，出版社：北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014年年4月月編著者：陳志祥編著者：陳志祥 版權(quán)聲明：本講義只提供給購買與使用本教材的教師作為教學(xué)使用，未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)發(fā)給其他任何人第第9章章 生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃與控制生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃與控制引導(dǎo)案例：制造執(zhí)行系統(tǒng)MES幫小陳的大忙 閱讀教材的本章引導(dǎo)案例材料，思考如下問題：1。在企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)作管理系統(tǒng)中，制造執(zhí)行系統(tǒng)MES和有什么不同作用？。制造執(zhí)行系統(tǒng)幫助案例中的小陳解決什么難題？一、作業(yè)計(jì)劃編制的工作基礎(chǔ)一、作業(yè)計(jì)劃編制的工作基礎(chǔ)期量標(biāo)準(zhǔn)期量標(biāo)準(zhǔn)1.生產(chǎn)周期2.生產(chǎn)批量3.在制品定額1. 生產(chǎn)

2、周期生產(chǎn)周期 （1）單工序零件生產(chǎn)周期（2）零件生產(chǎn)周期（3）產(chǎn)品生產(chǎn)周期 （1）單工序零件生產(chǎn)周期單工序零件生產(chǎn)周期 應(yīng)用范例應(yīng)用范例-1 w假如某工廠的一個(gè)生產(chǎn)工序生產(chǎn)某一零件，單件生產(chǎn)時(shí)間為15分/件，生產(chǎn)批量為2000件，該工序同時(shí)有3個(gè)工作地進(jìn)行生產(chǎn)，每天采用兩班工作制，每班工作8小時(shí)，零件加工的定額完成率為95%，生產(chǎn)準(zhǔn)備與結(jié)束時(shí)間為30分鐘。 95. 03/60/8/2/152000時(shí)）（分班）（時(shí)天）（班件）（分（件）T時(shí)）（分班）（時(shí)天）（班分/60/8/230=10.9962（天） 11天 （2）零件生產(chǎn)周期零件生產(chǎn)周期 （3）產(chǎn)品生產(chǎn)周期產(chǎn)品生產(chǎn)周期 產(chǎn)品是由多個(gè)零件裝配

3、而成，此時(shí)產(chǎn)品的生產(chǎn)周期就是零件投入到產(chǎn)品裝配完成的所有過程的時(shí)間。如圖-1所示。 產(chǎn)品裝配零件1零件2組件1零件3組件2零件4零件5產(chǎn)品生產(chǎn)周期圖-1 產(chǎn)品生產(chǎn)周期的構(gòu)成過程2. 生產(chǎn)批量生產(chǎn)批量 （1）最小生產(chǎn)批量最小生產(chǎn)批量（2）經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)批量生產(chǎn)批量（1）最小生產(chǎn)批量最小生產(chǎn)批量ttQadmin式中： 為轉(zhuǎn)批換產(chǎn)時(shí)間，adtt為設(shè)備調(diào)整時(shí)間損失系數(shù)，零件單件加工時(shí)間。（2）經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)批量）經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)批量 icANQ2*A-換產(chǎn)設(shè)備調(diào)整的費(fèi)用換產(chǎn)設(shè)備調(diào)整的費(fèi)用N-生產(chǎn)總需求生產(chǎn)總需求C單位零件的生產(chǎn)成本單位零件的生產(chǎn)成本i-零件的存儲(chǔ)費(fèi)用率（）零件的存儲(chǔ)費(fèi)用率（） 3. 在制品定額在制品定額（

4、1）工藝在制品（2）運(yùn)輸在制品（3）工序間流動(dòng)占用在制品（4）保險(xiǎn)在制品二、作業(yè)排序理論二、作業(yè)排序理論 （一）單臺(tái)設(shè)備上的作業(yè)排序方法單臺(tái)設(shè)備上的作業(yè)排序方法 （二）流水生產(chǎn)線作業(yè)排序方法（二）流水生產(chǎn)線作業(yè)排序方法 （三）單件生產(chǎn)作業(yè)排序與任務(wù)分配作業(yè)排序與任務(wù)分配（一）單臺(tái)設(shè)備上的作業(yè)排序方法（一）單臺(tái)設(shè)備上的作業(yè)排序方法排序規(guī)則：（1）最短加工時(shí)間優(yōu)先規(guī)則SPT(Shortest Processing Time)（2）最短交貨期優(yōu)先規(guī)則EDD(Earliest due date)（3）先到先加工規(guī)則FCFS(First come first served)（4）最小松動(dòng)時(shí)間優(yōu)先規(guī)則ST

5、R（松動(dòng)時(shí)間=交貨期-加工時(shí)間）（5）臨界比率最小優(yōu)先規(guī)則（交貨期減去當(dāng)前日期除以作業(yè)時(shí)間）（6）綜合規(guī)則（綜合使用兩種規(guī)則，如先按照交貨期優(yōu)先排序，然后按照最短加工時(shí)間優(yōu)先的原則排序）（7）后到先加工規(guī)則（8）隨機(jī)規(guī)則應(yīng)用范例應(yīng)用范例-2 有6個(gè)工件需要在某臺(tái)設(shè)備上加工，各工件的加工時(shí)間如表-1所示（工件編號(hào)是工件達(dá)到工作地的先后次序）（當(dāng)前日期為1） 表表-1 工件的加工時(shí)間與交貨期工件的加工時(shí)間與交貨期按照各原則排序結(jié)果如表按照各原則排序結(jié)果如表2表表6所示。所示。工件編號(hào)i123456加工時(shí)間交貨期7148121020210515618w表表-2 按照先來先加工的規(guī)則排序按照先來先加工

6、的規(guī)則排序注：總的拖期數(shù)是注：總的拖期數(shù)是5件，平均拖期時(shí)間為：（件，平均拖期時(shí)間為：（0+3+5+17+17+20）/6=10.33,平均流程時(shí)間：平均流程時(shí)間：(7+15+25+27+32+38)/6=24作業(yè)排序工件編號(hào)112233445566加工時(shí)間等待時(shí)間完成時(shí)間交貨期拖期時(shí)間7071408715123101525205225271017527321517632381820應(yīng)用范例應(yīng)用范例-2應(yīng)用范例應(yīng)用范例-2w表表-3 按照最短加工時(shí)間優(yōu)先規(guī)則排序按照最短加工時(shí)間優(yōu)先規(guī)則排序注：總拖期數(shù)為注：總拖期數(shù)為3件，平均拖期時(shí)間為：（件，平均拖期時(shí)間為：（0+0+0+6+16+18）/6

7、=6.33,平均流程時(shí)間：平均流程時(shí)間：(2+7+13+20+28+38)/6=18作業(yè)排序工件編號(hào)142536415263加工時(shí)間等待時(shí)間完成時(shí)間交貨期拖期時(shí)間2021005271506713180713201468202812161028382018應(yīng)用范例應(yīng)用范例-2w表表-4 按照交貨期優(yōu)先規(guī)則排序按照交貨期優(yōu)先規(guī)則排序注：總拖期數(shù)為注：總拖期數(shù)為4件，平均拖期時(shí)間為：件，平均拖期時(shí)間為：0+0+3+7+10+18）/6=6.33,平均流平均流程時(shí)間：程時(shí)間：(2+10+17+22+28+38)/6=19.5作業(yè)排序工件編號(hào)142231455663加工時(shí)間等待時(shí)間完成時(shí)間交貨期拖期時(shí)間

8、202100821012071017143517221576222818101028382018應(yīng)用范例應(yīng)用范例-2w表表-5 按照最小松動(dòng)時(shí)間優(yōu)先的次序排序按照最小松動(dòng)時(shí)間優(yōu)先的次序排序注：工件注：工件3和和5松動(dòng)時(shí)間相等，采用隨機(jī)規(guī)則，總拖期數(shù)為松動(dòng)時(shí)間相等，采用隨機(jī)規(guī)則，總拖期數(shù)為5件，平均拖期件，平均拖期時(shí)間為：（時(shí)間為：（0+1+7+7+17+20）/6=8.86,平均流程時(shí)間：平均流程時(shí)間：(8+15+17+27+32+38)/6=22.83作業(yè)排序工件編號(hào)122134435566松動(dòng)時(shí)間加工時(shí)間等待時(shí)間完成時(shí)間交貨期拖期時(shí)間4808120778151418215171071010

9、17272071052732151712632381820應(yīng)用范例應(yīng)用范例-2w表表-6 按照臨界比率優(yōu)先的次序排序按照臨界比率優(yōu)先的次序排序w 注：總拖期數(shù)為注：總拖期數(shù)為5件，平均拖期時(shí)間為：（件，平均拖期時(shí)間為：（0+1+5+15+18+28）/6=11.16,平均流程時(shí)間：平均流程時(shí)間：(8+15+25+30+36+38)/6=25.33作業(yè)排序工件編號(hào)122133455664臨界比率加工時(shí)間等待時(shí)間完成時(shí)間交貨期拖期時(shí)間1.3758081201.8778151411.91015252052.85253015152.836303618184.5236381028應(yīng)用范例應(yīng)用范例-2w表

10、表-7 各排序規(guī)則的結(jié)果比較各排序規(guī)則的結(jié)果比較排序方法總拖期工件數(shù)平均拖期時(shí)間平均流程時(shí)間先來先加工最短加工時(shí)間優(yōu)先交貨期優(yōu)先最小松動(dòng)時(shí)間優(yōu)先臨界比率優(yōu)先5345510.336.336.338.8611.16241819.522.8325.55（二）流水生產(chǎn)線作業(yè)排序方法（二）流水生產(chǎn)線作業(yè)排序方法1. Flow-shop排序問題的描述排序問題的描述2. 多工件兩臺(tái)設(shè)備的排序問題算法多工件兩臺(tái)設(shè)備的排序問題算法3. 多工件多設(shè)備的排序問題啟發(fā)算法多工件多設(shè)備的排序問題啟發(fā)算法(略略)1. Flow-shop排序問題的描述（續(xù)）排序問題的描述（續(xù)）假設(shè)：（1）一個(gè)工件不能同時(shí)在不同機(jī)器上加工。

11、（2）工件在加工過程中采用平行移動(dòng)方式（當(dāng)上一道工序完成后立即進(jìn)入下道工序）。（3）不允許中斷，工件一旦進(jìn)入加工狀態(tài)，一直加工完成為止，中途不插入其他工件。（4）每道工序只在一臺(tái)設(shè)備上加工。（5）工件數(shù)、機(jī)器數(shù)與加工時(shí)間已知。（6）每臺(tái)設(shè)備同時(shí)只能加工一個(gè)工件。2. 多工件兩臺(tái)設(shè)備的排序問題算法多工件兩臺(tái)設(shè)備的排序問題算法Johnson算法的基本步驟：（1）列出工件（編號(hào)為）在設(shè)備1和設(shè)備2上加工時(shí)間和，并用時(shí)間矩陣（表格）表示。（2）從加工時(shí)間和中找出最小加工時(shí)間。（3）如果最小加工時(shí)間出現(xiàn)在第1臺(tái)設(shè)備，則對(duì)應(yīng)的工件應(yīng)盡可能往前排（先加工）。（4）如果最小加工時(shí)間出現(xiàn)在第2臺(tái)設(shè)備，則對(duì)應(yīng)的工

12、件應(yīng)盡可能往后排（后加工）。（5）從加工時(shí)間數(shù)據(jù)矩陣中刪去已經(jīng)排序的工件，重復(fù)以上過程，直到所有的工件排完為止。應(yīng)用范例應(yīng)用范例-3 已經(jīng)有6個(gè)工件需要在兩臺(tái)設(shè)備上加工的流水作業(yè)，單件加工時(shí)間矩陣如表-8所示。應(yīng)用Johnson算法確定最優(yōu)解。表表-8 加工時(shí)間矩陣加工時(shí)間矩陣1234568342761932105i1 ip2ip表表-9 應(yīng)用應(yīng)用Johnson算法算法確定排序過程確定排序過程44245241524615243615243612512345645步驟步驟排序結(jié)果排序結(jié)果備選方案?jìng)溥x方案 應(yīng)用范例應(yīng)用范例-3（續(xù)）（續(xù)）w 表-9中的第2步，由于最小時(shí)間是2，有兩種可選的方案，即

13、先選工件2和先選工件5，最后得出兩種不同的排序結(jié)果：436152 或436125。w兩種排序的最長(zhǎng)流程時(shí)間都是35。故兩種排序都是最優(yōu)的排序。圖-2 排序結(jié)果的甘特圖表示 M1M2181826293310162335排序（4-3-6-1-5-2）的甘特圖32時(shí)間M1M21818263033101623293532排序（4-3-6-1-2-5）的甘特圖時(shí)間（三）單件生產(chǎn)作業(yè)排序與任務(wù)分配（三）單件生產(chǎn)作業(yè)排序與任務(wù)分配1.單件車間排序單件車間排序 2.任務(wù)分配1. 單件車間排序單件車間排序單件生產(chǎn)作業(yè)排序問題是最復(fù)雜的一類排序問題。單件車間作業(yè)計(jì)劃與流水車間的作業(yè)計(jì)劃不同，由于工件的加工路線多樣

14、化，導(dǎo)致其作業(yè)排序的問題比流水作業(yè)排序問題復(fù)雜得多。用優(yōu)化方法需要更長(zhǎng)計(jì)算時(shí)間，因此一般也都用啟發(fā)方法才更有實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值2. 任務(wù)分配任務(wù)分配 假設(shè)有n份任務(wù)要分配給n個(gè)任務(wù)承擔(dān)者（人或機(jī)器），用0-1整數(shù)規(guī)劃方法表示，任務(wù)分配問題的數(shù)學(xué)模型為： 式中： 為第 個(gè)任務(wù)承擔(dān)者完成第 個(gè)任務(wù)的時(shí)間（或費(fèi)用）。 nninjijijxcZ11minijcij2. 任務(wù)分配（續(xù)）任務(wù)分配（續(xù)）約束條件： （-16） （-17） （-18）系數(shù)矩陣：niijx11nj,2, 111njijxni,2, 11, 0 orxijnnnnnnijcccccccccc212222111211)(應(yīng)用范例應(yīng)用范例6

15、w有四項(xiàng)任務(wù)要在4個(gè)設(shè)備上加工，加工時(shí)間如表-12所示。確定最優(yōu)化的任務(wù)分配方案。w表表-12 任務(wù)加工時(shí)間表任務(wù)加工時(shí)間表任務(wù)設(shè)備J1J2J3J4任務(wù)設(shè)備J1J2J3J4M135710M35738M242148M484911應(yīng)用范例應(yīng)用范例6（續(xù)）（續(xù)）三、生產(chǎn)控制三、生產(chǎn)控制（一）生產(chǎn)控制系統(tǒng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)（二）生產(chǎn)進(jìn)度控制（二）生產(chǎn)進(jìn)度控制（三）在制品管理（三）在制品管理（一）生產(chǎn)控制系統(tǒng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)生產(chǎn)大綱與主計(jì)劃物料需求計(jì)劃作業(yè)計(jì)劃計(jì)劃層工作分配領(lǐng)料單操作規(guī)程進(jìn)度表過程控制作業(yè)統(tǒng)計(jì)進(jìn)度分析作業(yè)調(diào)整控制層計(jì)劃執(zhí)行信息反饋圖-4 生產(chǎn)計(jì)劃與控制系統(tǒng)（一）生產(chǎn)控制系統(tǒng)（續(xù)）生產(chǎn)控制系統(tǒng)（續(xù)）

16、1.生產(chǎn)控制的層次性與集成性問題生產(chǎn)控制的層次性與集成性問題2. 生產(chǎn)調(diào)度的有關(guān)問題生產(chǎn)調(diào)度的有關(guān)問題1. 生產(chǎn)控制的層次性與集成性問題生產(chǎn)控制的層次性與集成性問題生產(chǎn)控制分三個(gè)層次：（1）訂貨控制。（2）投料控制。（3）作業(yè)控制。2. 生產(chǎn)調(diào)度的有關(guān)問題生產(chǎn)調(diào)度的有關(guān)問題 （1）生產(chǎn)調(diào)度的任務(wù)（2）生產(chǎn)調(diào)度的三大制度（3）生產(chǎn)調(diào)度的工作原則（4）生產(chǎn)調(diào)度的工作方法 （1）生產(chǎn)調(diào)度的任務(wù) 1）檢查生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的執(zhí)行情況，掌握生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，及時(shí)采取必要的調(diào)整措施。2）檢查生產(chǎn)作業(yè)的準(zhǔn)備情況，督促和協(xié)調(diào)有關(guān)部門做好這方面的工作。3）根據(jù)生產(chǎn)需要，合理調(diào)配生產(chǎn)資源，保證各生產(chǎn)環(huán)節(jié)、各工作地協(xié)調(diào)進(jìn)行生產(chǎn)。

17、4）組織廠級(jí)和車間級(jí)的生產(chǎn)調(diào)度會(huì)議，協(xié)調(diào)車間之間、工段之間的生產(chǎn)進(jìn)度。 （2）生產(chǎn)調(diào)度的三大制度生產(chǎn)調(diào)度要堅(jiān)持三大制度生產(chǎn)調(diào)度要堅(jiān)持三大制度1）值班制度。2）會(huì)議制度。3）報(bào)告制度。（3）生產(chǎn)調(diào)度的工作原則生產(chǎn)調(diào)度的工作原則生產(chǎn)調(diào)度的工作原則1）計(jì)劃性原則。2）預(yù)見性原則。3）集中性原則。4）關(guān)鍵點(diǎn)原則。5）行動(dòng)性原則。6）效率性原則。（二）（二） 生產(chǎn)進(jìn)度控制生產(chǎn)進(jìn)度控制1. 進(jìn)度控制的工作步驟進(jìn)度控制的工作步驟2. 作業(yè)進(jìn)度控制中應(yīng)注意的幾個(gè)問題作業(yè)進(jìn)度控制中應(yīng)注意的幾個(gè)問題1. 進(jìn)度控制的工作步驟進(jìn)度控制的工作步驟（1）生產(chǎn)進(jìn)度統(tǒng)計(jì)（2）進(jìn)度差異分析（3）作業(yè)調(diào)整調(diào)整作業(yè)計(jì)劃的策略：1）

18、改變作業(yè)順序。2）安排加班。3）向其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)求援。4）利用外協(xié)。表表-13 車間作業(yè)進(jìn)度統(tǒng)計(jì)表車間作業(yè)進(jìn)度統(tǒng)計(jì)表 日期項(xiàng)目1234567891011計(jì)劃日產(chǎn)量（臺(tái)）實(shí)際日產(chǎn)量（臺(tái)）日完成率（%）計(jì)劃累計(jì)產(chǎn)量實(shí)際累計(jì)產(chǎn)量累計(jì)完成率12010083.312010083.312011595.824021589.612012010036033593.112011091.648044592.71201251046005709512011898.372068895.6休息12512398.484581195.912512510097093696.5125120961095105696.412512499.21220118096.7實(shí)際累計(jì)量計(jì)劃累計(jì)產(chǎn)量時(shí)間產(chǎn)量圖-5 生產(chǎn)進(jìn)度的累計(jì)統(tǒng)計(jì)圖2. 作業(yè)進(jìn)度控制中應(yīng)注意的幾個(gè)問題作業(yè)進(jìn)度控制中應(yīng)注意的幾個(gè)問題為了搞好生產(chǎn)進(jìn)度控制，生產(chǎn)管理部門應(yīng)注意如下幾個(gè)方面的問題：（1）注意關(guān)鍵零件與關(guān)鍵工序的進(jìn)度的檢查與監(jiān)督。關(guān)鍵零件與關(guān)鍵工序是影響生產(chǎn)進(jìn)度的主要環(huán)節(jié)，因此必須密切關(guān)注它們的進(jìn)度。（2）搞好生產(chǎn)過程物資供應(yīng)，確保物物資的準(zhǔn)時(shí)供應(yīng)。（3）做好生產(chǎn)作業(yè)統(tǒng)計(jì)工作，確保信息反饋及時(shí)與準(zhǔn)確。（