1、第11章 制造業(yè)作業(yè)方案與控制Scheduling and Controlling for Manufacturing11.1 作業(yè)方案問題的根本概念11.2 流水作業(yè)排序問題11.3 單件作業(yè)的排序問題11.4 消費作業(yè)控制 111.1作業(yè)方案問題的根本概念編制造業(yè)方案要處理的問題編制造業(yè)方案本質上是要將資源分配給不同的義務，按照既定的優(yōu)化目的，確定各種資源利用的時間問題。由于每臺機器都能夠被分配了多項義務，而這些義務遭到加工道路的約束，就帶來了零件在機器上加工的順序問題。2 11.1作業(yè)方案問題的根本概念續(xù)有關的名詞術語編制造業(yè)方案或日程安排(Scheduling)排序(Sequencin

2、g)派工(Dispatching)控制(Controlling)趕工(Expediting) “調度是作業(yè)方案編制后實施消費控制所采取的一切行動，“編制造業(yè)方案是加工制造發(fā)生之前的活動311.1作業(yè)方案問題的根本概念續(xù)“機器，可以是工廠里的各種機床，也可以是維修工人；可以是輪船要?？康拇a頭，也可以是電子的計算機中央處置單元、存貯器和輸入、輸出單元。一句話，表示“效力者“零件代表“效力對象。零件可以是單個零件，也可以是一批一樣的零件“加工道路是零件加工的工藝過程決議的，它是零件加工在技術上的約束 “加工順序那么表示每臺機器加工n個零件的先后順序，是排序和編制造業(yè)方案要處理的問題411.2 流水作

3、業(yè)排序問題流水車間(Flow shop):工件的加工道路都一致，典型的如流水線11.2.1 最長流程時間的計算 11.2.2 兩臺機器排序問題的最優(yōu)算法 11.2.3 多臺機器排序問題的啟發(fā)式算法Work Center #1Work Center #2Output511.2.1 最長流程時間的計算工件代號i 1 4 6 3 5 2Pi1 4 5 3 4 8 6Pi2 3 9 1 3 7 5Pi3 7 6 8 2 5 9Pi4 5 6 3 9 2 44 9 12 16 24 307 18 19 22 31 3614 24 32 34 39 4819 30 35 44 46 52611.2.2 兩

4、臺機器排序問題的 最優(yōu)算法約翰森法那么假設Min(ai, bj) pim 那么按pim不增的順序排成一個序列Sb;3. 順序Sa,C,Sb即為所求順序。1211.2.3 多臺機器排序問題的 啟發(fā)式算法續(xù) 舉例工件i 1 2 3 4Pi1 2 1 6 3Pi2 4 8 2 9Pi3 5 4 8 211 13 16 14CSa (2,1)Sb(4)所求順序：2,1,3,41311.2.4 一樣零件不同挪動方 式下加工周期的計算當n個零件一樣，那么無排序問題。但不同挪動方式下的加工周期不同三種典型的挪動方式順序挪動方式：一批零件全部加工完成后，整批挪動到下道工序加工平行挪動方式：單個零件加工完成后，

5、立刻挪動到下道工序加工平行順序挪動方式：兩者混合14順序挪動方式 加工周期時間工序 1 2 3 4順序挪動方式15 設零件批量為n件，工序數目為m，一批零件不計算工序間運輸時間，只思索加工時間，設其加工的周期為T分鐘，零件在i道工序的單件工時為 分鐘/件，i=1.2n. 那么該批零件的加工周期為： 順序挪動方式續(xù)16平行挪動方式工序 1 2 34時間 加工周期17平行挪動方式續(xù)零件平行挪動的加工周期 為： 18平行順序挪動方式 特點：既堅持一批零件順序加工，有盡能夠使相鄰工序加工時間平行進展。如下圖： 時間工序1234 加工 周期19平行順序挪動方式續(xù)平行順序挪動加工周期計算 2011.3 單

6、件作業(yè)排序問題11.3.1 問題的描畫11.3.2 兩種作業(yè)方案的構成11.3.3 求解普通n/m/G/Fmax問題的啟發(fā)式方法2111.3.1 問題的描畫D=1,1,1 1,2,3 1,3,22,1,3 2,2,1 2,3,2T=2 4 13 4 5加工描畫矩陣D和加工時間矩陣T對應2211.3.2 兩種作業(yè)方案的構成符號闡明每安排一道工序稱為一“步St:t步之前已排序工序構成的部分作業(yè)方案；Ot:t步可排序工序的集合；Tk為Ot中工序Ok的最早能夠開場時間；Tk為Ot中工序Ok的最早能夠完成時間。2311.3.2 兩種作業(yè)方案的構成能動作業(yè)方案的構成1設t=1,S1為空集，O1為各工件第一

7、道工序的集合。2求T* = minTk,并求出T*所出現的機器M*。假設M*有多臺，那么任選一臺。3從Ot中選出滿足以下兩個條件的工序Oj：需求M*加工，且Tj T* 。4將選定的工序Oj放入St,從Ot中消去Oj,并將Oj的緊后工序放入Ot ，使t=t+1.5假設還有未安排的工序，轉步驟2；否那么，停頓。24能動作業(yè)方案的構成tOtTkTkT*M*Oj11,1,12,1,300232M11,1,121,2,32,1,320633M32,1,331,2,32,2,133777M3M11,2,341,3,22,2,173877M12,2,151,3,22,3,2778128M21,3,262,3

8、,281313M22,3,225能動作業(yè)方案的甘特圖2,3,21,1,1 2,2,11,3,22,1,3 1,2,3 3 7 7 8 13 2 3 70時間機器 M1M2M32611.3.2 兩種作業(yè)方案的構成續(xù)無延遲作業(yè)方案的構成1設t=1,S1為空集，O1為各工件第一道工序的集合。2求T* = minTk,并求出T*所出現的機器M*。假設M*有多臺，那么任選一臺。3從Ot中選出滿足以下兩個條件的工序Oj：需求M*加工，且Tj=T* 。4將選定的工序Oj放入St,從Ot中消去Oj,并將Oj的緊后工序放入Ot ，使t=t+1.5假設還有未安排的工序，轉步驟2；否那么，停頓。27無延遲作業(yè)方案的

9、構成tOtTkTkT*M*Oj11,1,12,1,3002300M1M31,1,121,2,32,1,320630M32,1,331,2,32,2,1337733M3M11,2,341,3,22,2,173873M12,2,151,3,22,3,27781277M2M22,3,261,3,2121312M21,3,228無延遲作業(yè)方案的甘特圖2,3,21,1,1 2,2,12,1,3 1,2,3 3 7 7 12 13 2 3 70時間機器 M1M2M31,3,22911.3.3 三類啟發(fā)式算法1優(yōu)先調度法那么構成兩種作業(yè)方案的第3步普通都有多道工序可以滿足，按不同的優(yōu)先調度法那么來選擇工序，

10、可以得出滿足不同目的函數的作業(yè)方案計算量小曾經提出100多種優(yōu)先調度法那么30優(yōu)先調度法那么FCFSfirst come, first served選擇最早進入可排序集合的工序SPT( shortest processing time選擇加工時間最短的工序EDDearliest due date選擇完工期限最緊的工序SCR(smallest critical ratio)選擇臨界比最小的工件MWKR(most work remaining)選擇余下加工時間最長的工件LWKR(least work remaining)選擇余下加工時間最短的工件MOPNR(most operations rema

11、ining)選擇余下工序數最多的工件RANDOM 隨機挑選一個工件RushTop Priority3111.3.3 三類啟發(fā)式算法續(xù)2隨機抽樣法從全部能動方案或無延遲方案中隨機抽樣，得出多個作業(yè)方案，從中取優(yōu)。3概率調度法將優(yōu)先調度法那么與隨機抽樣法結合對不同工件將優(yōu)先調度法那么分配不同的挑選概率，效果較好3211.4 消費作業(yè)控制實行消費作業(yè)控制的緣由消費環(huán)境的變化方案的失誤執(zhí)行的緣由：執(zhí)行過程中，有能夠會出現操作人員執(zhí)行不力、效率不高和任務態(tài)度等景象，呵斥方案完不成執(zhí)行要素的影響3311.4 消費作業(yè)控制續(xù) 消費作業(yè)控制的程序制定消費作業(yè)監(jiān)控體系監(jiān)控實踐消費過程 評價偏向情況 采取糾偏措施

12、3411.4 消費作業(yè)控制續(xù) 消費作業(yè)控制的功能為每個車間的工單指派優(yōu)先級維護車間在制品數量將車間工單信息傳送到相應辦公室提供實踐產出數據來為才干控制效力根據車間工單對機位的要求，為在制品庫存管理提供數量信息丈量人員和設備的效率、利用率和產量。353611.4 消費作業(yè)控制續(xù) 消費作業(yè)控制的主要工具實踐消費中，有不少工具可以用來進展消費作業(yè)控制，這些工具容易經過運用適當的軟件來生成，主要包括：調度單日報、月報例外報告、異常報告輸入/輸出Input/output control，I/O報告3711.4 消費作業(yè)控制續(xù) 漏斗模型模型引見德國漢諾威大學的Bechte和Wiendall等人于20世紀80年代初在實施輸入/輸出控制時提出了漏斗模型Funnel Model。漏斗模型的根本原那么：任務中心的輸入永遠不能超越任務中心的輸出。當任務中心的輸入超越輸出，就會拖欠訂單，結果將會出現作業(yè)推遲、客戶不滿、下游作業(yè)或相關作業(yè)的延期。38注：曲線圖的垂直段表示某天到達或完成的一個或多個工件之間所包含的任務量；程度段表示相鄰兩個到達或完成的義務之間的時間間隔。假設運輸時間不變，輸入曲線與上道工序的輸出曲線相對應。3911.4 消費作業(yè)控制續(xù) 控制規(guī)那么在一段較長的時間內如數周內，假設工況穩(wěn)定，輸入輸出兩條曲線