第5章生產(chǎn)計劃與控制-2 2013-12-5

1、1工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制1 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制 車間作業(yè)計劃車間作業(yè)計劃是安排零部件（作業(yè)、活動）的是安排零部件（作業(yè)、活動）的出產(chǎn)數(shù)量、設備及人工使用、投入時間及產(chǎn)出時間。出產(chǎn)數(shù)量、設備及人工使用、投入時間及產(chǎn)出時間。是對生產(chǎn)計劃在是對生產(chǎn)計劃在規(guī)格規(guī)格、空間空間、時間時間上的分解。上的分解。 生產(chǎn)控制生產(chǎn)控制是以生產(chǎn)計劃和作業(yè)計劃為依據(jù)，檢是以生產(chǎn)計劃和作業(yè)計劃為依據(jù)，檢查、落實計劃執(zhí)行情況，發(fā)現(xiàn)偏差即采取糾正措施，查、落實計劃執(zhí)行情況，發(fā)現(xiàn)偏差即采取糾正措施，保證實現(xiàn)各項各項計劃目標。保證實現(xiàn)各項

2、各項計劃目標。2工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制u車間作業(yè)計劃和控制的車間作業(yè)計劃和控制的目標目標 滿足交貨期要求滿足交貨期要求 使在制品庫存最小使在制品庫存最小 使平均流程時間最小使平均流程時間最小 提供準確的作業(yè)狀態(tài)信息提供準確的作業(yè)狀態(tài)信息 提高機器提高機器/ /工人的時間利用率工人的時間利用率 減少調(diào)整準備時間減少調(diào)整準備時間 使生產(chǎn)和人工成本最低使生產(chǎn)和人工成本最低1 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制3工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制u車間作業(yè)計劃和控制

3、要考慮的車間作業(yè)計劃和控制要考慮的因素因素 生產(chǎn)作業(yè)到達的方式生產(chǎn)作業(yè)到達的方式 車間內(nèi)機器的數(shù)量車間內(nèi)機器的數(shù)量 車間擁有的人力資源車間擁有的人力資源 生產(chǎn)作業(yè)移動方式及工藝路線生產(chǎn)作業(yè)移動方式及工藝路線 生產(chǎn)作業(yè)的交貨期生產(chǎn)作業(yè)的交貨期 生產(chǎn)批量的大小生產(chǎn)批量的大小 加工時間和準備時間加工時間和準備時間評價目標評價目標1 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制4工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制制制1 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制 生產(chǎn)作業(yè)排序生產(chǎn)作業(yè)排序作業(yè)排序？作業(yè)排序？ 具體地確定工件在每臺設備上的加工順序具體地確定

4、工件在每臺設備上的加工順序或?qū)︻櫩头盏南群箜樞蚧驅(qū)︻櫩头盏南群箜樞?制造業(yè)中的生產(chǎn)作業(yè)排序即為確定工件在制造業(yè)中的生產(chǎn)作業(yè)排序即為確定工件在機器上的加工順序機器上的加工順序綜合生產(chǎn)計劃綜合生產(chǎn)計劃MPSMRP生產(chǎn)作業(yè)計劃生產(chǎn)作業(yè)計劃（作業(yè)排序）（作業(yè)排序）5工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制作業(yè)排序與作業(yè)計劃的區(qū)別：作業(yè)排序與作業(yè)計劃的區(qū)別： 作業(yè)計劃不但要確定工件加工順序，而且還要確定設備加工每個工件的開始時間和結(jié)束時間。作業(yè)排序的目標：作業(yè)排序的目標： 使完成時間最短 使設備利用率最高 使在制品庫存量最小 使工件/顧客等待時

5、間最少 生產(chǎn)作業(yè)排序生產(chǎn)作業(yè)排序6工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制 生產(chǎn)作業(yè)排序生產(chǎn)作業(yè)排序1. 排序問題的分類 按機器的種類和數(shù)量不同 單臺設備排序 多臺設備排序 按加工路線特征 按工件到達車間情況不同靜態(tài)排序動態(tài)排序 按目標函數(shù)性質(zhì)不同單目標排序多目標排序流水車間(Flow-shop)排序單件車間(Job-shop)排序7工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制 生產(chǎn)作業(yè)排序生產(chǎn)作業(yè)排序2、排序問題的假設及表示方法v一個工件不能同時在幾臺不同機器上加工v每臺機器同時只能加

6、工一個工件v每道工序只在一臺機器上完成v工件加工過程中采用平行移動方式v加工過程不允許中斷v工件數(shù)、機器數(shù)和加工時間均已知，加工時間與加工順序無關（1）排序問題的假設條件8工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制（2）排序問題的表示方法考慮M個任務 ，在N臺設備 上的作業(yè)排序問題),.,2 , 1(MiJi),.,2 , 1(NjMj時間在加工過程中總的等待上加工之前的等待時間在要求的交貨期限間可以開始加工的最早時上的加工時間在臺加工設備數(shù)第項加工任務第iijiijiiiijiijjiJWMJWJdJrMJtjMiJiiiijijiiiW

7、rtwrCJT)(?的完工時間為：9工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制iiiiiiTWrCFJ時間加工過程中的實際停留的總流程時間即工件在iiiiiiidrFdCLJ的延遲時間任務0iL正延遲，實際交貨時間超過了交貨期限0iL0iL負延遲，說明任務提前完成說明任務準時完成iiiLJ, 0maxL ? 生產(chǎn)作業(yè)排序生產(chǎn)作業(yè)排序Ti 應該改為Li10工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制3. 作業(yè)排序方案的評價標準作業(yè)排序方案的評價標準q 總流程時間最短q 平均流程時間最短q 最

8、大延遲或最大誤期最短q 平均延遲時間或平均誤期最短q 平均在制品占用量最小q 總調(diào)整時間最少q 延期罰款最小、生產(chǎn)費用最小、總利潤最大、設備利用率最大等 生產(chǎn)作業(yè)排序生產(chǎn)作業(yè)排序11工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制4. 作業(yè)排序的規(guī)則作業(yè)排序的規(guī)則 生產(chǎn)作業(yè)排序生產(chǎn)作業(yè)排序1)先到先服務準則（先到先服務準則（First Come, First Served, 簡稱簡稱FCFS）2)最短時間優(yōu)先準則（最短時間優(yōu)先準則（Shortest Operating Time, 簡稱簡稱SOT；又稱為；又稱為SPT， Shortest Proc

9、essing Time）3)交貨期最早優(yōu)先準則（交貨期最早優(yōu)先準則（Earliest Due Date, 簡稱簡稱EDD）4)剩余松弛時間最少準則（剩余松弛時間最少準則（Slack Time Remaining, 簡稱簡稱STR）5)緊迫系數(shù)（緊迫系數(shù)（Critical Ratio, 簡稱簡稱CR），公式（，公式（5-9），四種情況），四種情況6)最少作業(yè)數(shù)（最少作業(yè)數(shù)（Fewest Operations, 簡稱簡稱FO）7)后到先服務（后到先服務（Last Come First Served , 簡稱簡稱LCFS）1.有效縮短流程時間；2.提高設備利用率；3.減少在制品。四種情況：CR1，剩

10、余時間有富余；CR1，剩余時間不夠。日數(shù)正常生產(chǎn)所剩余的工作當前日期交貨期-CR12工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制u 作業(yè)排序方法作業(yè)排序方法（1）N個作業(yè)單臺工作中心的排序個作業(yè)單臺工作中心的排序訂單訂單（按照到達的先后順序）（按照到達的先后順序）加工時間加工時間（天）（天）交貨期交貨期（天）（天）剩余制造提前期剩余制造提前期（天）（天）作業(yè)數(shù)作業(yè)數(shù)A3555B4663C2764D5872E1341 生產(chǎn)作業(yè)排序生產(chǎn)作業(yè)排序13工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制方案

11、方案1：先到先服務（：先到先服務（FCFS）準則）準則訂單（按到達的訂單（按到達的先后順序排序）先后順序排序）加工時間加工時間（天）（天）交貨期交貨期（天）（天）流程時間流程時間（天）（天）延遲時間延遲時間（天）（天）A350+3=3-2B463+4=71C2792D58146E131512154821總流程時間總流程時間48天，平均流程時間天，平均流程時間=48/5=9.6天；只有訂單天；只有訂單A能在交貨日期前能在交貨日期前交貨，其他均延遲。交貨，其他均延遲?？傃舆t時間總延遲時間21天，平均延遲時間天，平均延遲時間=21/5=4.2天天u 作業(yè)排序方法作業(yè)排序方法 生產(chǎn)作業(yè)排序生產(chǎn)作業(yè)排序

12、14工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制方案方案2：最短作業(yè)時間（：最短作業(yè)時間（SPT）準則）準則訂單（按作業(yè)訂單（按作業(yè)時間排序）時間排序）加工時間加工時間（天）（天）交貨期交貨期（天）（天）流程時間流程時間（天）（天）延遲時間延遲時間（天）（天）E130+1=1-2C271+2=3-4A3561B46104D581573512總流程時間總流程時間35天，平均流程時間天，平均流程時間7天。天。E、C兩個訂單能在交貨日期前完成，兩個訂單能在交貨日期前完成，A、B、D延遲，延遲，總延遲時間總延遲時間12天，平均延遲天，平均延遲2.4天

13、。天。u 作業(yè)排序方法作業(yè)排序方法 生產(chǎn)作業(yè)排序生產(chǎn)作業(yè)排序15工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制方案方案3：交貨期最早優(yōu)先（：交貨期最早優(yōu)先（EDD）準則）準則訂單（按交貨訂單（按交貨期排序）期排序）加工時間加工時間（天）（天）交貨期交貨期（天）（天）流程時間流程時間（天）（天）延遲時間延遲時間（天）（天）E130+1=1-2A351+3=4-1B4682C27103D581573812總流程時間總流程時間38天，平均流程時間天，平均流程時間7.6天，訂單天，訂單B、C、D會延遲交貨。會延遲交貨。總延遲時間總延遲時間12天，平均延

14、遲天，平均延遲2.4天。天。u 作業(yè)排序方法作業(yè)排序方法 生產(chǎn)作業(yè)排序生產(chǎn)作業(yè)排序16工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制方案方案4：剩余松弛時間最少（：剩余松弛時間最少（STR）準則）準則訂單（按訂單（按剩剩余松弛時間余松弛時間排序）排序）加工時間加工時間（天）（天）交貨期交貨期（天）（天）松弛時間松弛時間（天）（天）流程時間流程時間（天）（天）延遲時間延遲時間（天）（天）E1321-2A3524-1B 46282D583135C275158總流程時間總流程時間41天，平均流程時間天，平均流程時間8.2天，訂單天，訂單B、C、D會延

15、遲交貨。會延遲交貨?？傃舆t時間總延遲時間15天，平均延遲天，平均延遲3天。天。u 作業(yè)排序方法作業(yè)排序方法 生產(chǎn)作業(yè)排序生產(chǎn)作業(yè)排序17工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制方案方案5：緊迫系數(shù)（：緊迫系數(shù)（CR）準則）準則訂單（按緊迫訂單（按緊迫系數(shù)系數(shù)排序）排序）加工時間加工時間（天）（天）交貨期交貨期（天）（天）剩余制造提剩余制造提前期（天）前期（天）緊迫系數(shù)緊迫系數(shù)流程時間流程時間（天）（天）延遲時間延遲時間（天）（天）E134=0.751-2A3555/5=14-1B 4666/6=182D5878/7=1.14135C276

16、7/6=1.17158總流程時間總流程時間41天，平均流程時間天，平均流程時間8.2天，訂單天，訂單B、C、D會延遲交貨。會延遲交貨?？傃舆t時間總延遲時間15天，平均延遲天，平均延遲3天。天。u 作業(yè)排序方法作業(yè)排序方法 生產(chǎn)作業(yè)排序生產(chǎn)作業(yè)排序18工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制方案方案6：最少作業(yè)數(shù)（：最少作業(yè)數(shù)（FO）準則）準則訂單（按訂單（按作作業(yè)數(shù)業(yè)數(shù)排序）排序）加工時間加工時間（天）（天）交貨期交貨期（天）（天）作業(yè)數(shù)作業(yè)數(shù)（個）（個）流程時間流程時間（天）（天）延遲時間延遲時間（天）（天）E1311-2D5826-2

17、B 463104C274125A3551510總流程時間總流程時間44天，平均流程時間天，平均流程時間8.8天，訂單天，訂單B、C、A會延遲交貨。會延遲交貨?？傃舆t時間總延遲時間19天，平均延遲天，平均延遲3.8天。天。u 作業(yè)排序方法作業(yè)排序方法 生產(chǎn)作業(yè)排序生產(chǎn)作業(yè)排序19工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制方案方案7：后到先服務（：后到先服務（LCFS）準則）準則訂單訂單加工時間加工時間（天）（天）交貨期交貨期（天）（天）流程時間流程時間（天）（天）延遲時間延遲時間（天）（天）E131-2D586-2C2781B 46126A3

18、51510總流程時間總流程時間42天，平均流程時間天，平均流程時間8.4天，訂單天，訂單B、C、A會延遲交貨。會延遲交貨。總延遲時間總延遲時間17天，平均延遲天，平均延遲3.4天。天。u 作業(yè)排序方法作業(yè)排序方法 生產(chǎn)作業(yè)排序生產(chǎn)作業(yè)排序20工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制實行準則實行準則訂單順序訂單順序平均流程時間平均流程時間（天）（天）平均延遲時間平均延遲時間（天）（天）FCFSA-B-C-D-E9.64.2SPTE-C-A-B-D72.4EDDE-ABC-D7.62.4STRE-ABD-C8.23CRE-ABD-C8.23F

19、OE-DBC-A8.83.8LCFSE-D-C-B-A8.43.4SPT是最優(yōu)方案，無論總的流程時間還是平均流程時間都是最短的。u 作業(yè)排序方法：作業(yè)排序方法：不同方案之間的比較 生產(chǎn)作業(yè)排序生產(chǎn)作業(yè)排序21工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制u 作業(yè)排序方法作業(yè)排序方法 生產(chǎn)作業(yè)排序生產(chǎn)作業(yè)排序（2）多臺設備排序q 流水生產(chǎn)作業(yè)排序（工藝路線相同）（工藝路線相同）q 非流水生產(chǎn)作業(yè)排序N個作業(yè)2臺設備上的排序N個作業(yè)3臺設備上的排序N個作業(yè)m臺設備上的排序22工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與

20、控制車間作業(yè)計劃與控制N個作業(yè)2臺設備上的排序即N個作業(yè)都是先從第1臺設備上加工，然后轉(zhuǎn)到第2臺設備上繼續(xù)加工鋸床鋸床鉆床鉆床23工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制l總加工周期總加工周期：從第1個作業(yè)在第1臺設備上開始加工算起，直到最后一個作業(yè)在第2臺設備上加工結(jié)束為止的這段時間。排序目標排序目標: :使總加工周期（使總加工周期（F Fmaxmax）最短）最短排序方法：排序方法：Johnson-BellmanJohnson-Bellman算法算法具體步驟：1.1. 選擇最短作業(yè)時間的作業(yè)任務；選擇最短作業(yè)時間的作業(yè)任務；2.2. 如

21、果時間最短的作業(yè)來自第如果時間最短的作業(yè)來自第1 1臺設備，則首先進行這個臺設備，則首先進行這個作業(yè)；如果來自第作業(yè)；如果來自第2 2臺設備，則這個作業(yè)最后進行，并臺設備，則這個作業(yè)最后進行，并將該作業(yè)從工件表中刪去；將該作業(yè)從工件表中刪去；3.3. 對其他作業(yè)重復前面兩步，直到最后排序完成。對其他作業(yè)重復前面兩步，直到最后排序完成。（2 2）多臺設備排序）多臺設備排序N個作業(yè)2臺設備上的排序24工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制工件工件J1J2J3J4J5設備設備A681237設備設備B119524Johnson-Bellman算法排序過程步驟步驟排序過程排序過程備注備注J4將J4排在最后J5J4將J5排在第4J3J5J4將J3排在第3J1J3J5J4將J1排在第1J1J2J3J5J4將J2排在第212345加工順序為：J1J2J3J5J4（2）多臺設備排序：（2臺）例5-7 （P.220）25工業(yè)工程概論工業(yè)工程概論生產(chǎn)計劃與控制生產(chǎn)計劃與控制5.3 車間作業(yè)計劃與控制車間作業(yè)計劃與控制加工順序為：J1J2J3J5J