計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)-西南科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院ppt課件

1、生產(chǎn)計(jì)劃與控制,主講 朱伏平 E-mail: ,西南科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育系列課程,2,第八章 車間作業(yè)計(jì)劃與控制,8.1 車間作業(yè)計(jì)劃與控制的基本概念 8.2 車間作業(yè)排序 8.3 作業(yè)調(diào)度 8.4車間作業(yè)控制,車間作業(yè)控制基本構(gòu)架；作業(yè)排序與控制的功能；影響排序的因素？信息來源和術(shù)語。 車間作業(yè)排序的目標(biāo)？排序問題的分類？ N/1的排序問題； N/2的排序問題；指派法排序。 作業(yè)調(diào)度的分批作業(yè)法；分批分割法。 作業(yè)控制的基本概念；輸入輸出控制。,3,本章要點(diǎn) 掌握：信息來源和術(shù)語；N/1的排序問題； N/2的排序問題；指派法排序；作業(yè)調(diào)度的分批作業(yè)法；分批分割法；單一工作中心的輸入/輸出控制。

2、理解：作業(yè)排序與控制的功能；影響排序的因素；車間作業(yè)排序的目標(biāo)。 了解：車間作業(yè)控制基本構(gòu)架；排序問題的分類； N/M的排序問題。復(fù)合工作中心的輸入/輸出控制；車間控制的基本工具。,第八章 車間作業(yè)計(jì)劃與控制,4,生產(chǎn)計(jì)劃體系,第八章 車間作業(yè)計(jì)劃與控制,5,8.1.1 作業(yè)計(jì)劃與控制的概念 當(dāng)物料需求計(jì)劃已執(zhí)行，經(jīng)能力需求計(jì)劃核準(zhǔn)后確認(rèn)生產(chǎn)能力滿足負(fù)荷的要求時(shí)，就應(yīng)根據(jù)物料的屬性，生成生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃或采購計(jì)劃，其中生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃以訂單的形式下達(dá)到生產(chǎn)車間。 在整個(gè)生產(chǎn)計(jì)劃和控制系統(tǒng)中，生產(chǎn)作業(yè)控制是將物料需求計(jì)劃的結(jié)果轉(zhuǎn)變成可執(zhí)行的作業(yè)活動(dòng)，包括訂單的核準(zhǔn)，訂單的排序，訂單的調(diào)度，等侯線的管理和

3、車間的控制等。在執(zhí)行訂單的過程中，還必須對執(zhí)行訂單中的狀態(tài)進(jìn)行跟蹤，包括訂單的各種例外報(bào)告，以保證訂單按期按量完成。,8.1 車間作業(yè)計(jì)劃與控制的基本概念,6,物料需求計(jì)劃,訂單排序,等候線的管理,輸入/輸出控制,派工,生產(chǎn)活動(dòng)及反饋,細(xì)能力計(jì)劃,8.1.1.1 車間作業(yè)計(jì)劃與控制的基本架構(gòu),8.1 車間作業(yè)計(jì)劃與控制的基本概念,7,8.1.1.2 車間作業(yè)控制的內(nèi)容和意義,目的： 控制生產(chǎn)作業(yè)在執(zhí)行中不偏離MPS/MRP計(jì)劃； 出現(xiàn)偏離時(shí)，采取措施，糾正偏差，若無法糾正，則反饋到計(jì)劃層； 報(bào)告生產(chǎn)作業(yè)執(zhí)行結(jié)果。,內(nèi)容： 控制加工設(shè)備完好,人員出勤； 控制加工件在工作中心加工時(shí)按排定的工序加工

4、； 保持物流穩(wěn)定, 控制投入和產(chǎn)出的工作量; 控制加工成本，結(jié)清定單，完成庫存事務(wù)處理。,8.1 車間作業(yè)計(jì)劃與控制的基本概念,8,8.1.2 生產(chǎn)作業(yè)排序和控制的功能 生產(chǎn)作業(yè)排序和控制的功能包括： 決定訂單順序，即建立訂單優(yōu)先級，通常稱之為排序； 對已排序的作業(yè)安排生產(chǎn)，通常稱之為調(diào)度，調(diào)度的結(jié)果是將形成的調(diào)度單分別下發(fā)給各個(gè)工作中心； 輸人輸出(InputOutPut)的車間作業(yè)控制。 車間的控制功能主要包括： 在作業(yè)進(jìn)行過程中，檢查其狀態(tài)和控制作業(yè)的進(jìn)度； 加速遲緩的和關(guān)鍵的作業(yè)。,8.1 車間作業(yè)計(jì)劃與控制的基本概念,9,8.1.3 生產(chǎn)作業(yè)排序和控制的影響因素 生產(chǎn)計(jì)劃制訂后，將生

5、產(chǎn)訂單以加工單形式下達(dá)到車間，加工單最后發(fā)到工作中心。對于物料或零組件來講，有的經(jīng)過單個(gè)工作中心，有的經(jīng)過兩個(gè)甚至三個(gè)或三個(gè)以上的工作中心，經(jīng)過的工作中心復(fù)雜程度不一，直接決定了作業(yè)計(jì)劃和控制的難易程度的不同。 在作業(yè)計(jì)劃和控制過程中要綜合考慮下列因素的影響：作業(yè)到達(dá)的方式；車間內(nèi)機(jī)器的數(shù)量；車間擁有的人力資源；作業(yè)移動(dòng)方式；作業(yè)的工藝路線；作業(yè)在各個(gè)工作中心上的加工時(shí)間和準(zhǔn)備時(shí)間；作業(yè)的交貨期；批 量的大?。徊煌恼{(diào)度準(zhǔn)則及評價(jià)目標(biāo)。,8.1 車間作業(yè)計(jì)劃與控制的基本概念,10,8.1.4 生產(chǎn)作業(yè)排序和控制的信息源 車間作業(yè)計(jì)劃和控制主要來自于車間計(jì)劃文件和控制文件。 計(jì)劃文件主要包括：

6、項(xiàng)目主文件，用來記錄全部有關(guān)零件的信息； 工藝路線文件，用來記錄生產(chǎn)零件的加工順序； 工作中心文件，用來記錄工作中心的數(shù)據(jù)。 控制文件主要有： 車間任務(wù)主文件，為每個(gè)生產(chǎn)中的任務(wù)提供一條記錄； 車間任務(wù)詳細(xì)文件記載完成每個(gè)車間任務(wù)所需的工序； 從工作人員得到的信息。,8.1 車間作業(yè)計(jì)劃與控制的基本概念,11,8.1.4.1 信息源加工單 加工單，也稱車間訂單。它是一種面向加工作業(yè)說明物料需求計(jì)劃的文件，可以跨車間甚至廠際協(xié)作使用。加工單的格式同工藝路線報(bào)表相似，加工單要反映出：需要經(jīng)過哪些加工工序(工藝路線)，需要什么工具、材料，能力和提前期如何。 加工單的形成，首先必須確定工具、材料、能力

7、和提前期的可用性，其次要解決工具、材料、能力和提前期可能出現(xiàn)的短缺問題。加工單形成后要下達(dá)，同時(shí)發(fā)放工具、材料和任務(wù)的有關(guān)文件結(jié)車間。,8.1 車間作業(yè)計(jì)劃與控制的基本概念,12,任務(wù)下達(dá)流程據(jù)概要,8.1 車間作業(yè)計(jì)劃與控制的基本概念,13,8.1.4.2 信息源派工單 派工單，也稱調(diào)度單，是一種面向工作中心說明加工優(yōu)先級的文件。它說明工作中心在一周或一個(gè)時(shí)期內(nèi)要完成的生產(chǎn)任務(wù)。 說明哪些工作已經(jīng)完成或正在排隊(duì)，應(yīng)當(dāng)什么時(shí)間開始加工，什么時(shí)間完成，加工單的需用日期是哪天，計(jì)劃加工時(shí)數(shù)是多少，完成后又應(yīng)傳給哪道工序。 又要說明哪些作業(yè)即將到達(dá)，什么時(shí)間到，從哪里來。 有了派工單，車間調(diào)度員、工

8、作中心操作員可以對目前和即將到達(dá)的任務(wù)一目了然。,8.1 車間作業(yè)計(jì)劃與控制的基本概念,14,數(shù)量 需用 完成,派工單的典型格式,計(jì)劃進(jìn)度 開始日期 完工日期,物料號,物料名稱,工作中心：8513名稱：車床,加工單號,工序號,數(shù)量 需用完成,時(shí)間 準(zhǔn)備 加工,上工序,下工序,正加工的工件,已加工的工件,將達(dá)到的工件,75831 D 97087 20 16 20 970504 970504 1.0 1028 8601 88501 C 97098 50 20 970504 970506 0.2 15 1028 8603,51888 F 97120 40 40 970506 970507 0.2 1

9、0 8420 入庫 16877 G 97376 20 30 970507 970507 0.1 5.0 8510 8523,37414 D 97087 25 15 970510 970511 0.1 8.0 7100 8200 88501 C 97098 10 10 970512 970512 0.1 3.0 7200 8532,8.1 車間作業(yè)計(jì)劃與控制的基本概念,15,8.1.4.3 信息源工作中心的特征和重要性 工作中心是生產(chǎn)車間中的一個(gè)單元，在這個(gè)單元中，組織生產(chǎn)資源來完成工作。工作中心可以是一臺(tái)機(jī)器、一組機(jī)器或完成某一類型工作的一個(gè)區(qū)域，這些工作中心可以按工藝專業(yè)化的一般作業(yè)車間組織

10、，或者按產(chǎn)品流程、裝配線、成組技術(shù)單元結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織。 在工藝專業(yè)化情況下，作業(yè)須按規(guī)定路線、在按功能組織的各個(gè)工作中心之間移動(dòng)。作業(yè)排序涉及如何決定作業(yè)加工順序，以及分配相應(yīng)的機(jī)器來加工這些作業(yè)。,8.1 車間作業(yè)計(jì)劃與控制的基本概念,16,8.1.4.4 信息源有限負(fù)荷方法和無限負(fù)荷方法,無限負(fù)荷方法是將工作分配給一個(gè)工作中心時(shí)，只考慮它需要多少時(shí)間，而不直接考慮這項(xiàng)工作所需的資源能力是否足夠，也不考慮在該工作中，每個(gè)資源完成這項(xiàng)工作時(shí)的實(shí)際順序。常只檢查關(guān)鍵資源。 有限負(fù)荷方法是用每一訂單所需的調(diào)整時(shí)間和運(yùn)行時(shí)間對每一種資源詳細(xì)地制定計(jì)劃。,8.1 車間作業(yè)計(jì)劃與控制的基本概念,17,8.

11、1.4.5 信息源前向排序和后向排序,前向排序是系統(tǒng)接受一個(gè)訂單后，對訂單所需作業(yè)按從前向后的順序進(jìn)行排序，前向系統(tǒng)排序能力告訴我們訂單能完工的最早時(shí)間。 后向排序是從未來的某個(gè)時(shí)間開始，按從后向前的順序?qū)λ璧淖鳂I(yè)進(jìn)行排序，后向系統(tǒng)排序能力告訴我們，為了按規(guī)定日期完成一個(gè)作業(yè)所必須開工的最晚時(shí)間。,8.1 車間作業(yè)計(jì)劃與控制的基本概念,18,8.2.1 作業(yè)排序的重要性和目標(biāo),在排序不恰當(dāng)?shù)能囬g，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)作業(yè)等待時(shí)間占總生產(chǎn)周期的 95%，從而造成一個(gè)較長的工作流周期，再加上庫存時(shí)間和其他時(shí)間，就會(huì)使現(xiàn)金流周期長。 工作流相當(dāng)于現(xiàn)金流，而作業(yè)排序是整個(gè)過程的核心。作業(yè)排序是安排作業(yè)的活動(dòng)、

12、資源使用或配置設(shè)施的時(shí)間表。,8.2 車間作業(yè)排序,19,工作中心作業(yè)排序的目標(biāo)是： 作業(yè)排序的目標(biāo)是使完成所有工作的總時(shí)間最少，也可以是每項(xiàng)作業(yè)的流程平均延遲時(shí)間最少，或平均流程時(shí)間最少。除了總時(shí)間最少的目標(biāo)外，還可以用其他的目標(biāo)來進(jìn)行排序： 滿足交貨期 極小化提前期 極小化準(zhǔn)備時(shí)間或成本 極小化在制品庫存 極大化設(shè)備或勞動(dòng)力的利用 （注：最后一個(gè)目標(biāo)是有爭議的，因?yàn)閮H僅依靠保持所有設(shè)備/或員工處于繁忙的狀態(tài)可能不是在工序中管理生產(chǎn)的最有效方法）,8.2 車間作業(yè)排序,20,8.2.2 作業(yè)計(jì)劃和排序的關(guān)系,1 排序（ Sequencing） 決定不同加工件在 加工中心的加工順序; 2 作業(yè)

13、計(jì)劃 （Scheduling） 作業(yè)計(jì)劃的主要問題不但要確定來件在各臺(tái)機(jī)器上工件的加工順序，而且，在通常情況下都規(guī)定最早可能開工時(shí)間和結(jié)束時(shí)間。但當(dāng)工件的加工順序確定之后，作業(yè)計(jì)劃也就基本確定了。所以，人們常常不加區(qū)別地使用“排序”與“作業(yè)計(jì)劃”。,8.2 車間作業(yè)排序,21,服務(wù)業(yè)-主要是人力的排序,制造業(yè)- 主要是加工件在設(shè)備上的排序,制造業(yè): 主要是實(shí)行MRP計(jì)劃的企業(yè)，且以工藝專業(yè)化安排設(shè)備的車間,8.2.3 排序問題的應(yīng)用和分類,8.2 車間作業(yè)排序,22,8.2.3 排序問題的應(yīng)用和分類,作業(yè)的排序問題可以有多種分類方法： 按機(jī)器的種類和數(shù)量，可以分為單臺(tái)機(jī)器排序問題和多臺(tái)機(jī)器排序

14、問題； 按加工路線的特征，可以分為單件車間排序問題和流水車間排序問題； 按作業(yè)達(dá)到車間情況的不同，可以分為靜態(tài)排序問題和動(dòng)態(tài)排序問題； 按目標(biāo)函數(shù)，可以分為平均流程時(shí)間最短或誤期完工的作業(yè)數(shù)最少； 按參數(shù)性質(zhì)，可分為確定型排序問題與隨機(jī)型排序問題； 按實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，可以分為單目標(biāo)排序和多目標(biāo)排序。,8.2 車間作業(yè)排序,23,排序問題必須建立合適的模型，conway等人提出了排序問題的通用模型，即任何排序問題都可以用此模型描述: 該模型是：nmAB。其中， n表示作業(yè)數(shù)量，n必須大于2，否則不存在排序問題。 m表示機(jī)器數(shù)量，m等于l為單臺(tái)機(jī)器的排序問題，m大于1則為多臺(tái)機(jī)器的排序問題。 A表示車

15、間類型(其中F表示流水車間排序，P表示流水車間排列排序問題，G表示單件車間)。 B為目標(biāo)函數(shù)，目標(biāo)函數(shù)可以是單目標(biāo)，也可以是多目標(biāo)。,8.2 車間作業(yè)排序,24,8.2.4 N個(gè)作業(yè)單臺(tái)工作中心的排序,8.2.4.1 排序目標(biāo)： 1、平均流程時(shí)間最短 平均流程時(shí)間即n個(gè)作業(yè)經(jīng)由一臺(tái)機(jī)器的平均流 程時(shí)間。若已排定順序，則任何一個(gè)作業(yè)，假設(shè)排在第K位，其流程時(shí)間 其中Pi表示作業(yè)i的加工時(shí)間;總的流程時(shí)間為 ,全部作業(yè)的平均流程時(shí)間為:,8.2 車間作業(yè)排序,25,排序目標(biāo)： 2、最大延遲時(shí)間、總延遲時(shí)間最小 單個(gè)工作中心的延期時(shí)間為Ti，如果以最大延遲時(shí)間為最小，則其目標(biāo)函數(shù)為：,8.2 車間作

16、業(yè)排序,若以總延遲時(shí)間為最小，則目標(biāo)函數(shù)為：,26,8.2.4.2 作業(yè)排序的優(yōu)先規(guī)則,1、 FCFS（First come first served，先到優(yōu)先）： 根據(jù)按訂單到達(dá)工作中心的先后順序來執(zhí)行加工作業(yè)，先來的先進(jìn)行加工在服務(wù)業(yè)，通常利用這種規(guī)則以滿足顧客的要求。,2、 SOT（Shortest operation time，最短作業(yè)時(shí)間優(yōu)先）： 所需加工時(shí)間最短的作業(yè)先進(jìn)行，然后是加工時(shí)間第二最短的，如此等等，即按照作業(yè)時(shí)間的反向順序來安排訂單。這個(gè)規(guī)則等同于SPT（最短加工時(shí)間）規(guī)則。 在所有的作業(yè)排序規(guī)則中，最短加工時(shí)間規(guī)則是經(jīng)常使用的規(guī)則，它可以獲得最少的在制品，最小的平均工

17、作完成時(shí)間以及最短的工作平均延遲時(shí)間。,8.2 車間作業(yè)排序,27,4、 EDD (Earliest due date ，最早到期日)： 根據(jù)訂單交期的先后順序來安排訂單，即交貨期最早則應(yīng)最早加工，將交貨期最早的作業(yè)放在第一個(gè)進(jìn)行。這種方法在作業(yè)時(shí)間相同時(shí)往往效果非常好。,8.2 車間作業(yè)排序,3、 STR（Slack time remained，剩余時(shí)間最短優(yōu)先、剩余松弛時(shí)間）： 剩余松弛時(shí)間是將在交貨期前所剩余的時(shí)間減去剩余的總加工時(shí)間所得的差值，剩余松弛時(shí)間值越小，越有可能拖期，故STR最短的任務(wù)應(yīng)最先進(jìn)行加工。,28,8.2 車間作業(yè)排序,6、CR（Critical ratio ，緊迫

18、系數(shù)） 緊迫系數(shù)是用交貨期減去當(dāng)前日期的差值除以剩余的工作日數(shù)。,CR的值有如下幾種情況： (1)CR負(fù)值，說明已經(jīng)脫期； (2)CR1，說明剩余時(shí)間剛好夠用； (3)CR1，說明剩余時(shí)間有富裕； (4)CRl，說明剩余時(shí)間不夠。,5、STR/OP(每個(gè)作業(yè)的剩余松弛時(shí)間) STR是剩余松弛時(shí)間，OP表示作業(yè)的數(shù)量，則STROP表示平均每個(gè)作業(yè)的剩余時(shí)間，這種規(guī)則不常用，因?yàn)樵撘?guī)則計(jì)算的每個(gè)作業(yè)剩余松弛時(shí)間只是一個(gè)平均的松弛時(shí)間，而每個(gè)作業(yè)的剩余松弛時(shí)間應(yīng)該是不同的。,29,7、FO（Fewest operations，最少作業(yè)數(shù)） 根據(jù)剩余作業(yè)數(shù)來優(yōu)先安排訂單，該規(guī)則的邏輯是：較少的作業(yè)意味

19、著有較少的等待時(shí)間，該規(guī)則的平均在制品少，制造提前期和平均延遲時(shí)間均較少。,8.2 車間作業(yè)排序,8、LCFS（ Last come first served，后到優(yōu)先） 該規(guī)則經(jīng)常作為缺省規(guī)則使用。因?yàn)楹髞淼墓畏旁谙葋淼纳厦?，操作人員通常是先加工上面的工單。,9、RAN(隨機(jī)排序) 主管或操作工通常隨意選擇一件他們喜歡的進(jìn)行加工。,30,8.2.4.2 N個(gè)作業(yè)單臺(tái)工作中心的排序算例：,“n個(gè)作業(yè)單臺(tái)工作中心的問題”或“n/1”，理論上，排序問題的難度隨著工作中心數(shù)量的增加而增大，而不是隨著作業(yè)數(shù)量的增加而增大，對n的約束是其必須是確定 的有限的數(shù),8.2 車間作業(yè)排序,現(xiàn)有5個(gè)訂單需要在

20、一臺(tái)機(jī)器上加工，5個(gè)訂單到達(dá)的順序?yàn)锳，B，C，D，E，相關(guān)的數(shù)據(jù)如表8.1所列。,31,方案一：FCFS規(guī)則(先到優(yōu)先),方案一: 利用FCFS規(guī)則，其流程時(shí)間的結(jié)果如下：,總流程時(shí)間=l十3.5十8十13十1540.5(天); 平均流程時(shí)間= 40.5 /5=8.1天; 將每個(gè)訂單的交貨日期與其流程時(shí)間相比較，發(fā)現(xiàn)只有A和B訂單能按時(shí)交貨。訂單C，D和E將會(huì)延期交貨，表中延遲時(shí)間為負(fù)的表示不會(huì)延遲，3個(gè)訂單的延期時(shí)間分別為2，4和6天?？偟难舆t時(shí)間為2十4十612(天)，每個(gè)訂單平均延遲時(shí)間為1252.4(天)。,8.2 車間作業(yè)排序,32,方案二利用SOT（最短作業(yè)時(shí)間）規(guī)則，流程時(shí)間為

21、：,總流程時(shí)間= 1十3十5.5十10十1534.5 （天） 平均流程時(shí)間= 34.556.9(天) SOT規(guī)則的平均流程時(shí)間比FCFS規(guī)則的平均流程時(shí)間小。A和E將準(zhǔn)時(shí)完成，訂單B，C和D將延遲，延遲時(shí)間分別是0.5，4和7天。總的延遲時(shí)間為0十0十0.5十4十711.5(天)，每個(gè)訂單平均延遲時(shí)間為11.552.3(天)。,8.2 車間作業(yè)排序,33,總的流程時(shí)間為：2.5十7十8十13十1545.5(天)， 平均每個(gè)訂單流程時(shí)間為：45.559.1(天)。 只有訂單B按期完成，訂單C，A，D和E將延遲，延遲時(shí)間分別為l，1，5和6天?？偟难舆t時(shí)間為0十1十1十5十613(天)，平均延遲時(shí)

22、間為1352.6(天)。,方案三 利用EDD(最早交貨期最先加工)規(guī)則，排序結(jié)果為,8.2 車間作業(yè)排序,34,總的流程時(shí)間為=4.5十7十12十13十1551.5(天); 平均每個(gè)訂單流程時(shí)間為=51.5510.3(天)。 只有訂單C按期完成，訂單B，D，A和E將延遲，延遲時(shí)間分別為2，4，6和6天?？偟难舆t時(shí)間為0十2十4十6十618(天)，平均延遲時(shí)間為1853.6(天)。,方案四 利用STR（剩余松弛時(shí)間最短）規(guī)則，排序結(jié)果為：,8.2 車間作業(yè)排序,35,總的流程時(shí)間為= 4.5十7十8十13十1547.5(天) ; 平均每個(gè)訂單流程時(shí)間為= 47.559.5(天)。 只有訂單C按期

23、完成，訂單B，A，D和E將延遲，延遲時(shí)間分別為2，1，5和6天?？傃舆t時(shí)間為0十2十1十5十6l 4(天)，平均延遲時(shí)間為1452.8(天)。,方案五 利用每個(gè)作業(yè)的剩余松弛時(shí)間規(guī)則，排序結(jié)果為：,8.2 車間作業(yè)排序,36,總的流程時(shí)間= 2十4.5十9十14十1544.5(天); 平均每個(gè)訂單流程時(shí)間= 44.558.9 (天)。 訂單E和B能按期完成，訂單C，D和A的延期時(shí)間分別為3，6和8天，總的延遲時(shí)間為0十0十3十6十817(天)，平均延遲時(shí)間為1753.4(天)。,方案六 利用緊迫系數(shù)規(guī)則，排序結(jié)果為：,8.2 車間作業(yè)排序,37,總的流程時(shí)間= 2十7十9.5十14十1547.

24、5(天); 平均每個(gè)訂單流程時(shí)間= 47.559.5(天)。 只有訂單E和D能按期完成，訂單B，C，A將延遲，延遲時(shí)間分別為4.5，8，8天，總的延遲時(shí)間為0十0十4.5十8十820.5(天)，平均延遲時(shí)間為20.554.1(天)。,方案七 利用最少作業(yè)數(shù)規(guī)則，排序結(jié)果為：,8.2 車間作業(yè)排序,38,采用最短作業(yè)時(shí)間規(guī)則進(jìn)行排序所獲得的結(jié)果最好，對于“n/1”排序問題，用其他的評價(jià)準(zhǔn)則，如等待時(shí)間均值和完成時(shí)間均值最小， 最短作業(yè)時(shí)間都能獲得最佳的方案，所以，該規(guī)則被稱為“在整個(gè)排序?qū)W科中最重要的概念”。,上述七大規(guī)則的排序結(jié)果總結(jié)如表8.9所列:,8.2 車間作業(yè)排序,FCLS,39,最終

25、采取什么樣的排序方式，將取決于決策部門的目標(biāo)是什么，通常的目標(biāo)有：滿足顧客或下一道工序作業(yè)的交貨期；平均延遲的訂單數(shù)最少；極小化流程時(shí)間(作業(yè)在工序中所耗費(fèi)的時(shí)間)；極小化在制品庫存；延遲時(shí)間極小化；極小化設(shè)備和工人的閑置時(shí)間。這些目標(biāo)也不是絕對的，因?yàn)橛械挠唵慰赡軓?qiáng)調(diào)交貨期，而有的訂單可能對交貨期的要求不高，有的則可能強(qiáng)調(diào)設(shè)備的利用率，等等。完成這些排序的目標(biāo)，還必須取決于設(shè)備及人員的柔性，而獲得這種柔性則與作業(yè)方法的改善，設(shè)施規(guī)劃，縮短作業(yè)交換期，員工的多能工的訓(xùn)練，制造單元技術(shù)，群組技術(shù)等相關(guān)。,8.2 車間作業(yè)排序,40,8.2.5 N個(gè)作業(yè)兩臺(tái)工作中心排序,設(shè)有n個(gè)作業(yè)，加工過程經(jīng)過

26、兩個(gè)工作中心A和B，并且所有作業(yè)的加工順序都是先經(jīng)過工作中心A，再到工作中心B，這種問題被稱為“N2”排序問題，可以用約翰遜(Johnson)規(guī)則或方法來進(jìn)行排序?！皀2”排序問題模型如圖8.3所示。,8.2 車間作業(yè)排序,41,S.M.Johnson于1954年提出了一個(gè)排序方法，其目的是極小化從第一個(gè)作業(yè)開始到最后一個(gè)作業(yè)為止的全部流程時(shí)間。約翰遜規(guī)則包含下列幾個(gè)步驟：,列出每個(gè)作業(yè)在兩臺(tái)工作中心上的作業(yè)時(shí)間表 ； 找出最短的作業(yè)時(shí)間； 如果最短的作業(yè)時(shí)間來自第一臺(tái)工作中心，則將它排到前面；如果最短的作業(yè)時(shí)間來自第二個(gè)工作中心，則將該作業(yè)排到最后； 對剩余作業(yè)重復(fù)進(jìn)行步驟 A和 B，直到排

27、序完成。,8.2 車間作業(yè)排序,8.2.5.1 N個(gè)作業(yè)兩臺(tái)工作中心排序,42,8.2.5.2 n/2排序問題的目標(biāo)：,n個(gè)作業(yè)在兩臺(tái)機(jī)器上排序的目標(biāo)是使最大完成時(shí)間(總加工周期)Fmax最短。 Fmax的含義以甘特圖的形式如圖8.4所示。多臺(tái)機(jī)器排序的目標(biāo)一般也是使最大完成時(shí)間(總加工周期) Fmax 最短。可以將“n2”排序問題用圖8.4所示的甘持圖來描述，在下圖中，可以看出 Fmax 的構(gòu)成：,8.2 車間作業(yè)排序,43,8.2.5.2 n/2排序問題的算例：,現(xiàn)有5個(gè)訂單，每個(gè)訂單在兩臺(tái)工作中心上的作業(yè)時(shí)間如表:,8.2 車間作業(yè)排序,44,對于n個(gè)作業(yè)在兩臺(tái)機(jī)器上的排序，須注意下列問

28、題： (1)第1臺(tái)機(jī)器為連續(xù)安排作業(yè)，無須等待時(shí)間，故閑置時(shí)間為零； (2)第1臺(tái)機(jī)器的排序和第2臺(tái)機(jī)器的排序結(jié)果相同，如果第2臺(tái)機(jī)器排序和第1臺(tái)機(jī)器排序不一樣，勢必會(huì)造成等待時(shí)間的增加，從而不能保證總的完成時(shí)間最??； (3)第2臺(tái)機(jī)器的閑置時(shí)間是造成總時(shí)間增加的惟一因素，應(yīng)盡量縮短這種閑置浪費(fèi)時(shí)間； (4)最小所有作業(yè)完成總時(shí)間有時(shí)不一定是惟一的一種排序結(jié)果，如果在排序時(shí)出現(xiàn)最小時(shí)間值相同的兩個(gè)作業(yè)，則可任意選擇其中的一種進(jìn)行排序，這樣就會(huì)造成不同的排序結(jié)果。,8.2 車間作業(yè)排序,45,8.2.6 N個(gè)作業(yè)N臺(tái)工作中心排序,常使用指派法對“nn”排序問題進(jìn)行排序，指派法是線性規(guī)劃中運(yùn)輸方法

29、的一個(gè)特例。其目的是極小化或極大化某些效率指標(biāo)。,指派法比較適合解決具有如下特征的問題：1、有N個(gè)事項(xiàng)分配到N個(gè)目的地2、每個(gè)事項(xiàng)必須被派給一個(gè)唯一的目的地3、只能用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：成本最小、利潤最大、最少完成時(shí)間等,8.2 車間作業(yè)排序,46,8.2.6.1 指派法用于n/n排序問題的具體步驟： 將每行中的數(shù)減去該行中的最小數(shù)（這將會(huì)使每行中至少有一個(gè)0）。 將每列中的各個(gè)數(shù)量減去該列中的最小數(shù)（這將會(huì)使每列中至少有一個(gè)0）。 判斷覆蓋所有0的最少線條數(shù)是否等于n。如果相等，就得到了一個(gè)最優(yōu)方案，因?yàn)樽鳂I(yè)只在0位置上指派給工作中心，如果滿足上述要求的線條數(shù)少于n個(gè)，轉(zhuǎn)至第步。 畫出盡可能少的線，使

30、這些線穿過所有的0(這些線可能與步驟中的線一樣)。將未被這些線覆蓋的數(shù)減去其中最小的，并將位于線交點(diǎn)位置上的數(shù)加上該最小的數(shù)，重復(fù)步驟 。,8.2 車間作業(yè)排序,47,8.2.6.2 指派法算例： 現(xiàn)有5個(gè)作業(yè)要在5臺(tái)工作中心上完成，完成每個(gè)作業(yè)的成本如表8.15所列的成本分配矩陣。,8.2 車間作業(yè)排序,9,48,步驟1-行減，即從本行中減去本行最小數(shù),8.2 車間作業(yè)排序,5-3=2,6-3=3,4-3=1,8-3=5,3-3=0,減去4,減去2,減去5,減去3,注: 為每行減后本列中的最小數(shù),49,步驟2-列減，即每一列減去本列中最小的數(shù) 在行減的基礎(chǔ)上減,8.2 車間作業(yè)排序,2-0=

31、2,2-0=2,2-0=2,5-0=5,0-0=0,5-2,4-2,3-2,3-2,2-2,50,步驟3-應(yīng)用線覆蓋表8.17中的零元素，因?yàn)楦采w全部0的線數(shù)是4，如表8.18所列，而要求應(yīng)為5才能獲得最佳解，所以應(yīng)轉(zhuǎn)至下一步。,8.2 車間作業(yè)排序,51,步驟4-將未覆蓋的數(shù)減去前面直線交點(diǎn)最小的數(shù)，并將該最小的數(shù)加到直線的交點(diǎn)上,8.2 車間作業(yè)排序,2-1,2-1,5-1,1+1,3+1,1-1,5-1,2-1,3-1,2-1,1-1,2+1,2+1,52,8.2 車間作業(yè)排序,步驟4-再用第3步所得的線來檢驗(yàn)畫線就得到如表8.20所列的結(jié)果，這種覆蓋全部零元素的畫法可能不止一種。,最優(yōu)

32、的分配及其成本為： 作業(yè)E分配至第1個(gè)工作中心 3元 作業(yè)B分配至第2個(gè)工作中心 4元 作業(yè)c分配至第3個(gè)工作中心 2元 作業(yè)D分配至第4個(gè)工作中心 5元 作業(yè)A分配至第5個(gè)工作中心 3元 總成本：17元 如果同時(shí)有兩個(gè)0被覆蓋，先選擇只有一個(gè)0的。,53,作業(yè)調(diào)度是等候線的管理，等候線是指若干個(gè)作業(yè)到達(dá)某個(gè)工作中心時(shí)處于等待的一種狀態(tài)，最理想的情況是作業(yè)到達(dá)工作中心時(shí)能夠立即加工，從而可以降低在制品的數(shù)量和縮短制造提前期。 對來工作中心之前的若干作業(yè)進(jìn)行管理，它的目的是為了控制提前期和在制品，同時(shí)能使瓶頸工作中心被充分利用。按照限制理論，其排序的順序是首先安排關(guān)鍵工作中心的任務(wù)，然后再安排其

33、他工作中心的任務(wù)。為了縮短制造的提前期，可以采取的策略有分批作業(yè)和作業(yè)分割，而并行作業(yè)則是將原來的作業(yè)分成多個(gè)批次，各個(gè)批次同時(shí)加工。,8.3 作業(yè)調(diào)度,54,8.3.1 分批作業(yè)： 分批作業(yè)即把原來一張加工單加工的數(shù)量分成幾批，由幾張加工單來完成，以縮短加工周期。每批的數(shù)量可以不同。 采用加工單分批或分割只有在用幾組工作中心能完成同樣的工作時(shí)才有可能。 每組工作中心需要有準(zhǔn)備時(shí)間，推備時(shí)間增加了。 此外，還可能需要幾套工藝裝備，成本也會(huì)增加。 有時(shí)，一道工序由一臺(tái)工作中心完成，下一道工序分別由兩組不同的工作中心加工，然后再由一臺(tái)工作中心來完成第三道工序。,8.3 作業(yè)調(diào)度,55,有一個(gè)訂單，

34、需要在兩個(gè)工作中心上來完成，如果是一個(gè)批次，則總的提前期如圖8.7所示：,8.3 作業(yè)調(diào)度,在工作中心A上的準(zhǔn)備時(shí)間SA,在工作中心A上的加工時(shí)間PA,在工作中心A上的準(zhǔn)備時(shí)間SB,在工作中心A上的加工時(shí)間PB,轉(zhuǎn)移時(shí)間TAB,56,如果作業(yè)轉(zhuǎn)移到工作中心B之前，工作中心B即已準(zhǔn)備好，則此時(shí)總的提前期為:,8.3 作業(yè)調(diào)度,在工作中心A上的準(zhǔn)備時(shí)間SA,在工作中心A上的加工時(shí)間PA,在工作中心A上的準(zhǔn)備時(shí)間SB,在工作中心A上的加工時(shí)間PB,轉(zhuǎn)移時(shí)間TAB,57,現(xiàn)在將訂單分成兩個(gè)或兩個(gè)以上的批次，且至少把兩個(gè)批次連接起來作業(yè)，具體步驟如下： (1)一批作業(yè)分成兩個(gè)批次。 (2)在第一個(gè)工作中

35、心完成第一批時(shí)，直接將它轉(zhuǎn)移到第二個(gè)工作中心上。 (3)當(dāng)?shù)谝粋€(gè)工作中心將執(zhí)行第二個(gè)批次時(shí)，第二個(gè)工作中心也正好將執(zhí)行第一批次作業(yè)。 (4)當(dāng)?shù)谝粋€(gè)工作中心完成第二批次時(shí)，立即將它轉(zhuǎn)移至第二個(gè)工作中心。 分成兩個(gè)批次的結(jié)果如圖89所示。設(shè)兩個(gè)批次分別為Q1和Q2，則有：,8.3 作業(yè)調(diào)度,58,如果在第二個(gè)工作中心上加工的時(shí)間比較短，則可能會(huì)造成第二個(gè)工作中心產(chǎn)生等待的時(shí)間，為避免這種情況的發(fā)生，第一批量應(yīng)盡可能大一些，為使第二個(gè)工作中心閑置時(shí)間為零，則應(yīng)滿足下式：,8.3 作業(yè)調(diào)度,59,將作業(yè)分批可以很有效地縮短總的提前期，但是，作業(yè)的批次加大，必然會(huì)導(dǎo)致作業(yè)轉(zhuǎn)換時(shí)間的加大，作業(yè)轉(zhuǎn)移的次數(shù)

36、也增多，這些都會(huì)產(chǎn)生成本，由此計(jì)劃和控制的成本也將增加，因此，在將作業(yè)分批考慮時(shí)，一定要將成本的因 素考慮進(jìn)來，以追求總的成本最小。,8.3 作業(yè)調(diào)度,60,8.3.2.1 分批分割 將作業(yè)分割也是為了縮短提前期，通常是將作業(yè)分成兩個(gè)或兩個(gè)以上的批次，但是，多個(gè)批次同時(shí)作業(yè)，在每個(gè)工作中心上都會(huì)有準(zhǔn)備的時(shí)間。一般在作業(yè)準(zhǔn)備時(shí)間較短、一人多工位的操作、重復(fù)性設(shè)備的閑置等情況下，可將作業(yè)進(jìn) 行分割處理。如圖8.10所示。,8.3 作業(yè)調(diào)度,61,8.3.2.2 分割成兩批作業(yè)進(jìn)行后，因?yàn)槭峭瑫r(shí)作業(yè)，每一工位均需要一名員工操作機(jī)器，如果兩臺(tái)機(jī)器由一名工人操作，即該工人在機(jī)器1上準(zhǔn)備結(jié)束后，第1臺(tái)機(jī)器

37、開始加工時(shí)，即走向第2臺(tái)機(jī)器進(jìn)行作業(yè)的準(zhǔn)備，則此兩臺(tái)機(jī)器的開始加工時(shí)間有一個(gè)偏差，偏差值為第二個(gè)作業(yè)的準(zhǔn)備時(shí)間，結(jié)果如圖811所示。雖然作業(yè)的總時(shí)間多了一個(gè)作業(yè)準(zhǔn)備時(shí)間，但需要的操作工人可以減少1人。,8.3 作業(yè)調(diào)度,62,8.3.2.3 串行改平行作業(yè) 通過設(shè)依次順序作業(yè)中下道工序的排隊(duì)時(shí)間Q為負(fù)值來實(shí)現(xiàn),依次順序作業(yè),平行順序作業(yè),Q S R M,工作中心 1,Q S R M,工作中心 2,Q S R M,工作中心 3,提前期,Q=排隊(duì)時(shí)間 S=準(zhǔn)備時(shí)間 R=加工時(shí)間 M=傳送時(shí)間,8.3 作業(yè)調(diào)度,63,8.3.2.4 壓縮排隊(duì)、等待和傳送時(shí)間。有人為設(shè)定和系統(tǒng)按設(shè)定的比例壓縮兩種處理

38、方式。 替代工序或改變工藝 其它。如加班加點(diǎn)、調(diào)配人力。,8.3 作業(yè)調(diào)度,64,8.4.1 作業(yè)控制的基本概念 美國生產(chǎn)與庫存控制協(xié)會(huì)(APICS)對車間控制系統(tǒng)的定義為：利用來自車間的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理文件，來維護(hù)和傳遞有關(guān)車間工單和工作中心狀態(tài)信息的系統(tǒng)。 車間作業(yè)控制的功能有以下幾種： (1)為每一車間工單分配優(yōu)先級； (2)維護(hù)在制品數(shù)量信息； (3)將車間工單狀態(tài)信息傳遞到辦公室； (4)為能力控制提供實(shí)際產(chǎn)出數(shù)據(jù)； (5)根據(jù)工單和工位要求，為制品庫存管理提供數(shù)量依據(jù); (6)提供效率、利用率、人力和設(shè)備生產(chǎn)率等數(shù)據(jù)。,8.4 車間作業(yè)控制,65,生產(chǎn)作業(yè)控制的內(nèi)容有： 控制加工單的

39、下達(dá)；控制加工作業(yè)在工作中心加工的工序優(yōu)先級；控制投入和產(chǎn)出的工作量，保持物流穩(wěn)定；控制加工成本，結(jié)清訂單，完成庫存事務(wù)處理。 對生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)行控制，可以控制生產(chǎn)作業(yè)在執(zhí)行中不偏離MPSMRP計(jì)劃，當(dāng)出現(xiàn)偏離時(shí)，采取措施，糾正偏差，若無法糾正，則將它反饋到計(jì)劃層，并報(bào)告生產(chǎn)作業(yè)執(zhí)行的結(jié)果。,8.4 車間作業(yè)控制,66,甘特圖又叫作業(yè)進(jìn)度計(jì)劃表，可以用來幫助制定計(jì)劃和跟蹤作業(yè)。甘特圖是一種繪制任務(wù)的橫道圖，它不僅用于協(xié)調(diào)已計(jì)劃好的活動(dòng)，而且還用于項(xiàng)目計(jì)劃的制定,作業(yè) 周一 周二 周三 周四 周五,A B C,甘特圖符號,一個(gè)活動(dòng)的開始 一個(gè)活動(dòng)的結(jié)束 計(jì)劃允許的活動(dòng)時(shí)間 實(shí)際工作進(jìn)程 為非生產(chǎn)性活

40、動(dòng)空出的時(shí)間，如修理、常規(guī)維修、材料出庫等,8.4 車間作業(yè)控制,67,8.4.2 輸入/輸出控制 輸入輸出控制(簡稱IO)是控制能力計(jì)劃執(zhí)行的方法，或者說是一種衡量能力執(zhí)行情況的方法。它可以用來計(jì)劃和控制排隊(duì)的時(shí)間和提前期。投入產(chǎn)出報(bào)表要用到的數(shù)據(jù)是：計(jì)劃投入、實(shí)際投入、計(jì)劃產(chǎn)出、實(shí)際產(chǎn)出、計(jì)劃排隊(duì)時(shí)間、實(shí)際排隊(duì)時(shí)間，以及投入、產(chǎn)出時(shí)數(shù)的允差。這是一種需要逐日分析的控制方法。 輸入輸出控制是生產(chǎn)計(jì)劃和控制系統(tǒng)的一個(gè)主要特征，它的主要規(guī)則是輸入一個(gè)工作中心的工作應(yīng)該永遠(yuǎn)不超過該工作中心輸出的工作。,8.4 車間作業(yè)控制,68,當(dāng)輸入超過輸出時(shí)，一定是在工作中心內(nèi)發(fā)生了積壓，這反過來又使得上游作業(yè)的提前期估計(jì)值增加。另外，當(dāng)工作中心的作業(yè)積壓后，就會(huì)出現(xiàn)阻塞，作業(yè)效率就會(huì)降低