生產(chǎn)與運(yùn)作管理_11制造業(yè)作業(yè)計(jì)劃與控制ppt課件

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(fèi)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(zhì)上是要將資源分配給不同的義務(wù)，按照既定的優(yōu)化目的，確定各種資源利用的時(shí)間問題。由于每臺(tái)機(jī)器都能夠被分配了多項(xiàng)義務(wù)，而這些義務(wù)遭到加工道路的約束，就帶來了零件在機(jī)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(guān)的名詞術(shù)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(diào)度是作業(yè)方案編制后實(shí)施消費(fèi)控制所采取的一切行動(dòng)，“編制造業(yè)方案是加工制造發(fā)生之前的活動(dòng)311.1作業(yè)方案問題的根本概念續(xù)“機(jī)器，可以是工廠里的各種機(jī)床，也可以是維修工人；可以是輪船要停靠的碼頭，也可以是電子的計(jì)算機(jī)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(duì)象。零件可以是單個(gè)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(shù)上的約束 “加工順序那么表示每臺(tái)機(jī)器加工n個(gè)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(shí)間的計(jì)算 11.2.2 兩臺(tái)機(jī)器排序問題的最優(yōu)算法 11.2.3 多臺(tái)機(jī)器排序問題的啟發(fā)式算法Work Center #1Work Center #2Output511.2.1 最長流程時(shí)間的計(jì)算工件代號(hào)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(tái)機(jī)器排序問題的 最優(yōu)算法約翰森法那么假設(shè)Min(ai, bj) pim 那么按pim不增的順序排成一個(gè)序列Sb;3. 順序Sa,C,Sb即為所求順序。1211.2.3 多臺(tái)機(jī)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(dòng)方 式下加工周期的計(jì)算當(dāng)n個(gè)零件一樣，那么無排序問題。但不同挪動(dòng)方式下的加工周期不同三種典型的挪動(dòng)方式順序挪動(dòng)方式：一批零件全部加工完成后，整批挪動(dòng)到下道工序加工平行挪動(dòng)方式：單個(gè)零件加工完成后，

5、立刻挪動(dòng)到下道工序加工平行順序挪動(dòng)方式：兩者混合14順序挪動(dòng)方式 加工周期時(shí)間工序 1 2 3 4順序挪動(dòng)方式15 設(shè)零件批量為n件，工序數(shù)目為m，一批零件不計(jì)算工序間運(yùn)輸時(shí)間，只思索加工時(shí)間，設(shè)其加工的周期為T分鐘，零件在i道工序的單件工時(shí)為 分鐘/件，i=1.2n. 那么該批零件的加工周期為： 順序挪動(dòng)方式續(xù)16平行挪動(dòng)方式工序 1 2 34時(shí)間 加工周期17平行挪動(dòng)方式續(xù)零件平行挪動(dòng)的加工周期 為： 18平行順序挪動(dòng)方式 特點(diǎn)：既堅(jiān)持一批零件順序加工，有盡能夠使相鄰工序加工時(shí)間平行進(jìn)展。如下圖： 時(shí)間工序1234 加工 周期19平行順序挪動(dòng)方式續(xù)平行順序挪動(dòng)加工周期計(jì)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(gòu)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(shí)間矩陣T對(duì)應(yīng)2211.3.2 兩種作業(yè)方案的構(gòu)成符號(hào)闡明每安排一道工序稱為一“步St:t步之前已排序工序構(gòu)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(shí)間；Tk為Ot中工序Ok的最早能夠完成時(shí)間。2311.3.2 兩種作業(yè)方案的構(gòu)成能動(dòng)作業(yè)方案的構(gòu)成1設(shè)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(xiàn)的機(jī)器M*。假設(shè)M*有多臺(tái)，那么任選一臺(tái)。3從Ot中選出滿足以下兩個(gè)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(shè)還有未安排的工序，轉(zhuǎn)步驟2；否那么，停頓。24能動(dòng)作業(yè)方案的構(gòu)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(dòng)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(shí)間機(jī)器 M1M2M32611.3.2 兩種作業(yè)方案的構(gòu)成續(xù)無延遲作業(yè)方案的構(gòu)成1設(shè)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(xiàn)的機(jī)器M*。假設(shè)M*有多臺(tái)，那么任選一臺(tái)。3從Ot中選出滿足以下兩個(gè)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(shè)還有未安排的工序，轉(zhuǎn)步驟2；否那么，停頓。27無延遲作業(yè)方案的

9、構(gòu)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(shí)間機(jī)器 M1M2M31,3,22911.3.3 三類啟發(fā)式算法1優(yōu)先調(diào)度法那么構(gòu)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(diào)度法那么來選擇工序，

10、可以得出滿足不同目的函數(shù)的作業(yè)方案計(jì)算量小曾經(jīng)提出100多種優(yōu)先調(diào)度法那么30優(yōu)先調(diào)度法那么FCFSfirst come, first served選擇最早進(jìn)入可排序集合的工序SPT( shortest processing time選擇加工時(shí)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(shí)間最長的工件LWKR(least work remaining)選擇余下加工時(shí)間最短的工件MOPNR(most operations rema

11、ining)選擇余下工序數(shù)最多的工件RANDOM 隨機(jī)挑選一個(gè)工件RushTop Priority3111.3.3 三類啟發(fā)式算法續(xù)2隨機(jī)抽樣法從全部能動(dòng)方案或無延遲方案中隨機(jī)抽樣，得出多個(gè)作業(yè)方案，從中取優(yōu)。3概率調(diào)度法將優(yōu)先調(diào)度法那么與隨機(jī)抽樣法結(jié)合對(duì)不同工件將優(yōu)先調(diào)度法那么分配不同的挑選概率，效果較好3211.4 消費(fèi)作業(yè)控制實(shí)行消費(fèi)作業(yè)控制的緣由消費(fèi)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(huì)出現(xiàn)操作人員執(zhí)行不力、效率不高和任務(wù)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(fèi)作業(yè)控制續(xù) 消費(fèi)作業(yè)控制的程序制定消費(fèi)作業(yè)監(jiān)控體系監(jiān)控實(shí)踐消費(fèi)過程 評(píng)價(jià)偏向情況 采取糾偏措施

12、3411.4 消費(fèi)作業(yè)控制續(xù) 消費(fèi)作業(yè)控制的功能為每個(gè)車間的工單指派優(yōu)先級(jí)維護(hù)車間在制品數(shù)量將車間工單信息傳送到相應(yīng)辦公室提供實(shí)踐產(chǎn)出數(shù)據(jù)來為才干控制效力根據(jù)車間工單對(duì)機(jī)位的要求，為在制品庫存管理提供數(shù)量信息丈量人員和設(shè)備的效率、利用率和產(chǎn)量。353611.4 消費(fèi)作業(yè)控制續(xù) 消費(fèi)作業(yè)控制的主要工具實(shí)踐消費(fèi)中，有不少工具可以用來進(jìn)展消費(fèi)作業(yè)控制，這些工具容易經(jīng)過運(yùn)用適當(dāng)?shù)能浖砩?，主要包括：調(diào)度單日?qǐng)?bào)、月報(bào)例外報(bào)告、異常報(bào)告輸入/輸出Input/output control，I/O報(bào)告3711.4 消費(fèi)作業(yè)控制續(xù) 漏斗模型模型引見德國漢諾威大學(xué)的Bechte和Wiendall等人于20世紀(jì)80年代初在實(shí)施輸入/輸出控制時(shí)提出了漏斗模型Funnel Model。漏斗模型的根本原那么：任務(wù)中心的輸入永遠(yuǎn)不能超越任務(wù)中心的輸出。當(dāng)任務(wù)中心的輸入超越輸出，就會(huì)拖欠訂單，結(jié)果將會(huì)出現(xiàn)作業(yè)推遲、客戶不滿、下游作業(yè)或相關(guān)作業(yè)的延期。38注：曲線圖的垂直段表示某天到達(dá)或完成的一個(gè)或多個(gè)工件之間所包含的任務(wù)量；程度段表示相鄰兩個(gè)到達(dá)或完成的義務(wù)之間的時(shí)間間隔。假設(shè)運(yùn)輸時(shí)間不變，輸入曲線與上道工序的輸出曲線相對(duì)應(yīng)。3911.4 消費(fèi)作業(yè)控制續(xù) 控制規(guī)那么在一段較長的時(shí)間內(nèi)如數(shù)周內(nèi)，假設(shè)工況穩(wěn)定，輸入輸出兩條曲線