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10生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃與控制商學(xué)院運(yùn)營(yíng)與供應(yīng)鏈管理研究所李淑霞本講提綱提綱基本概念單機(jī)與平行機(jī)器排程問題流水與單件作業(yè)排序問題生產(chǎn)作業(yè)控制服務(wù)業(yè)作業(yè)計(jì)劃一、基本概念1、作用與內(nèi)容2、在企業(yè)計(jì)劃體系中的層次與位置3、體系結(jié)構(gòu)4、若干基本概念1、作用與內(nèi)容通過MRP確定了各車間的零部件投入出產(chǎn)計(jì)劃,將全廠性的生產(chǎn)計(jì)劃變成了各車間的生產(chǎn)任務(wù)。各車間要完成既定的生產(chǎn)任務(wù),還必須將零部件投入出產(chǎn)計(jì)劃轉(zhuǎn)化成車間生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃,即:將車間的生產(chǎn)任務(wù)變成各個(gè)工段、班組、工作地的任務(wù)。只有將計(jì)劃安排到工作地,任務(wù)才算真正落實(shí)到實(shí)處。將計(jì)劃安排到工作地,涉及到任務(wù)分配和作業(yè)排序問題。為保證作業(yè)計(jì)劃(生產(chǎn)任務(wù))的按期完成,還必須實(shí)行作業(yè)控制。作業(yè)計(jì)劃與控制的內(nèi)容:根據(jù)下達(dá)的車間任務(wù),生成車間作業(yè)計(jì)劃并打印派工文件作為生產(chǎn)依據(jù);通過對(duì)生產(chǎn)記錄分析,實(shí)現(xiàn)對(duì)各工作單元和設(shè)備任務(wù)進(jìn)展情況的跟蹤與監(jiān)控,確保作業(yè)計(jì)劃按時(shí)完成。2、在企業(yè)計(jì)劃體系中的層次與位置組織目標(biāo)產(chǎn)品與市場(chǎng)計(jì)劃綜合生產(chǎn)計(jì)劃(生產(chǎn)大綱)主生產(chǎn)計(jì)劃(MPS)物料需求計(jì)劃(MRP)最終裝配計(jì)劃車間作業(yè)計(jì)劃物資供應(yīng)計(jì)劃能力需求計(jì)劃(CRP)粗能力需求計(jì)劃資源計(jì)劃財(cái)務(wù)計(jì)劃經(jīng)營(yíng)預(yù)測(cè)長(zhǎng)期計(jì)劃中期計(jì)劃短期計(jì)劃銷售計(jì)劃MRPII戰(zhàn)略層計(jì)劃戰(zhàn)術(shù)層計(jì)劃作業(yè)層計(jì)劃計(jì)劃期長(zhǎng)(5年)中期(1年)短(月/旬/周)計(jì)劃的時(shí)間單位粗(年)中(月/季)細(xì)(工作日/班次/小時(shí)/分)空間范圍企業(yè)、公司工廠車間、工段、班組詳細(xì)程度高度綜合綜合詳細(xì)不確定性高中低管理層次企業(yè)高層領(lǐng)導(dǎo)中層,部門領(lǐng)導(dǎo)低層,車間領(lǐng)導(dǎo)涉及內(nèi)容資源管理資源利用日?;顒?dòng)安排經(jīng)營(yíng)目標(biāo)綜合生產(chǎn)計(jì)劃(生產(chǎn)大綱)主生產(chǎn)計(jì)劃(MPS)物料需求計(jì)劃(MRP)自制件投入出產(chǎn)計(jì)劃外購(gòu)件需求計(jì)劃能力需求計(jì)劃粗能力需求計(jì)劃戰(zhàn)略層管理層操作層預(yù)測(cè)現(xiàn)有資源車間生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃作業(yè)統(tǒng)計(jì)與控制采購(gòu)訂單供貨單位信息反饋庫(kù)存狀態(tài)文件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)文件計(jì)劃的空間范圍計(jì)劃對(duì)象計(jì)劃的形式及種類計(jì)劃期計(jì)劃時(shí)間單位編制計(jì)劃的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)優(yōu)化方法舉例計(jì)劃編制部門計(jì)劃層全廠產(chǎn)品生產(chǎn)計(jì)劃大綱、產(chǎn)品出產(chǎn)計(jì)劃(MPS)1年季、月產(chǎn)品生產(chǎn)周期、成品庫(kù)存線性規(guī)劃經(jīng)營(yíng)處執(zhí)行層車間及有關(guān)部門零件、毛坯、原材料零部件投入出產(chǎn)計(jì)劃、原材料需求計(jì)劃(零件級(jí))1月|1季旬、周、日BOM、制造提前期,零件、原材料、毛坯庫(kù)存MRP、批量算法生產(chǎn)處操作層工段、班組、工作地工序日(周、旬)生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃(工序級(jí))日、周、旬日、時(shí)、分工藝路線、工時(shí)定額、WIP庫(kù)存各種作業(yè)排序方法車間計(jì)劃科/室控制層計(jì)劃層3、作業(yè)計(jì)劃與控制的體系結(jié)構(gòu)分解戰(zhàn)術(shù)層生產(chǎn)計(jì)劃平衡能力與負(fù)荷協(xié)調(diào)資源與任務(wù)生產(chǎn)任務(wù)靜態(tài)排序生產(chǎn)任務(wù)動(dòng)態(tài)調(diào)度資源實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分派執(zhí)行設(shè)備系統(tǒng)狀態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)分析與計(jì)劃狀態(tài)存在偏差PAC決策支持作業(yè)計(jì)劃層生產(chǎn)調(diào)度層生產(chǎn)活動(dòng)控制層存在嚴(yán)重偏差反饋至戰(zhàn)術(shù)層否是(1)作業(yè)計(jì)劃層生產(chǎn)任務(wù)的分批:使每批的零件搭配均衡,以達(dá)到高效均衡地使用車間制造資源的目的。生產(chǎn)任務(wù)的負(fù)荷平衡:在同一批生產(chǎn)任務(wù)中使各主要設(shè)備的工作時(shí)間之差最小。生成系統(tǒng)資源需求計(jì)劃。該層的主要功能是根據(jù)工廠和車間下達(dá)的中長(zhǎng)期生產(chǎn)計(jì)劃(如月、旬、周生產(chǎn)計(jì)劃)和車間資源的實(shí)際狀況進(jìn)行零件分批和負(fù)荷平衡,生成系統(tǒng)資源需求計(jì)劃。任務(wù)預(yù)處理時(shí),著重要考慮的問題是在保證交貨期的前提下,如何優(yōu)化使用系統(tǒng)內(nèi)的資源。(2)生產(chǎn)調(diào)度層生產(chǎn)任務(wù)靜態(tài)排序:確定每個(gè)工件進(jìn)入系統(tǒng)的先后順序,并確定機(jī)器加工每個(gè)工件的開始時(shí)間和完成時(shí)間生產(chǎn)任務(wù)動(dòng)態(tài)調(diào)度:對(duì)車間內(nèi)的被加工任務(wù)進(jìn)行實(shí)時(shí)再調(diào)度(考慮系統(tǒng)擾動(dòng))。車間資源的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分派。因?yàn)橘Y源的靜態(tài)分配并不意味著在實(shí)際的加工過程中零件一定可以得到這些資源。該層是在作業(yè)計(jì)劃的基礎(chǔ)上確定作業(yè)(如工件)加工順序,以及加工過程中各種制造資源的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)度。(3)生產(chǎn)活動(dòng)控制層生產(chǎn)進(jìn)度控制在制品控制質(zhì)量控制成本控制生產(chǎn)率控制……生產(chǎn)活動(dòng)控制的功能是把作業(yè)計(jì)劃變成實(shí)際行動(dòng),并對(duì)生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控、反饋和校正,使車間內(nèi)的生產(chǎn)活動(dòng)與結(jié)果盡可能與生產(chǎn)計(jì)劃所期待的狀況相吻合。產(chǎn)生偏差的原因:預(yù)測(cè)值不準(zhǔn)確工藝規(guī)程的多樣化、非標(biāo)準(zhǔn)性隨機(jī)擾動(dòng)生產(chǎn)要素短缺操作錯(cuò)誤,出現(xiàn)不合格品企業(yè)環(huán)境的動(dòng)態(tài)性……機(jī)器:表示“提供服務(wù)者”。如機(jī)床、維修工、工作地等工件:表示“接受服務(wù)者”,或“服務(wù)對(duì)象”。如一個(gè)零件、一批零件、作業(yè)(Job)等加工路線/工藝路線:工件加工在技術(shù)上的約束,由工件加工的工藝過程所決定加工順序:每臺(tái)機(jī)器(共m臺(tái))加工n個(gè)工件的先后順序(正是作業(yè)排序所要解決的問題)4、若干基本概念(1)基本術(shù)語(yǔ)作業(yè)排序(Sequencing):確定工件在機(jī)器上的加工順序。作業(yè)計(jì)劃編制/排產(chǎn)(Scheduling):不僅要確定工件的加工順序,而且還包括確定機(jī)器加工每個(gè)(批)工件的開始時(shí)間和完成時(shí)間。正向排產(chǎn)(ForwardScheduling)、反向排產(chǎn)(BackwardScheduling)派工(Dispatching):按作業(yè)計(jì)劃的要求,將具體的生產(chǎn)任務(wù)安排到具體的機(jī)床上加工。調(diào)度(Scheduling):執(zhí)行生產(chǎn)計(jì)劃控制才采取的具體行動(dòng)?!芭晒ぁ睂儆凇罢{(diào)度”的范圍,“調(diào)度”屬于“控制”的范圍。控制(Controlling):保證生產(chǎn)進(jìn)程按計(jì)劃執(zhí)行,或當(dāng)實(shí)際的生產(chǎn)進(jìn)度偏離生產(chǎn)計(jì)劃,或出現(xiàn)例外事件時(shí)所采取的行動(dòng)?!罢{(diào)度”是實(shí)行“控制”所采取的行動(dòng)之一。外延:控制調(diào)度派工;排產(chǎn)排序(2)作業(yè)排序問題分類按領(lǐng)域:生產(chǎn)作業(yè)排序VS
勞動(dòng)力作業(yè)排序按工件到達(dá):靜態(tài)排序VS
動(dòng)態(tài)排序按參數(shù):確定型排序VS
隨機(jī)型排序按目標(biāo)函數(shù):?jiǎn)文繕?biāo)排序VS
多目標(biāo)排序按機(jī)器數(shù)量:?jiǎn)闻_(tái)機(jī)器排序VS多臺(tái)機(jī)器排序按工藝路線:?jiǎn)渭鳂I(yè)排序(Job-shop)VS
流水作業(yè)排序(Flow-shop)本講:生產(chǎn)作業(yè)排序&靜態(tài)排序&確定型排序&單目標(biāo)排序&多臺(tái)機(jī)器排序&單件作業(yè)排序/流水作業(yè)排序(3)作業(yè)排序方案的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)最長(zhǎng)流程時(shí)間最短(全部完工時(shí)間最短、加工周期最短)。完成一組作業(yè)所需要的全部時(shí)間延遲最?。櫩偷却龝r(shí)間最小)??梢杂脮r(shí)間表示,也可以用工件數(shù)表示在制品庫(kù)存最小??梢杂霉ぜ?shù)、貨幣價(jià)值表示利用率最大。機(jī)器的有效生產(chǎn)時(shí)間占總工作時(shí)間的百分比總成本最小。綜合考慮在制品庫(kù)存、加工成本與加工時(shí)間(4)作業(yè)排序問題的假設(shè)條件一個(gè)工件不能同時(shí)在幾臺(tái)不同的機(jī)器上加工;每臺(tái)機(jī)器同時(shí)只能加工一個(gè)工件;工件在加工過程中采用平行移動(dòng)方式(即當(dāng)上道工序完工后立即送至下道工序加工);不允許中斷(一個(gè)工件一旦開始加工必須一直進(jìn)行到完工,不得中途插入其它工件);每道工序只在一臺(tái)機(jī)器上完成;工件數(shù)、機(jī)器數(shù)和加工時(shí)間已知,加工時(shí)間與加工順序無(wú)關(guān)。(5)符號(hào)說明Ji工件ii=1,2,…,nMj機(jī)器jj=1,2,…,mpijJi在Mj上的加工時(shí)間Ji的總加工時(shí)間Pi=pijwijJi在Mj上加工之前的等待時(shí)間Ji的總等待時(shí)間Wi=wijriJi的到達(dá)時(shí)間Ji從外部進(jìn)入車間,可以開始加工的最早時(shí)間diJi的完工期限CiJi的完工時(shí)間Ci=ri+(pij+wij)=ri+Pi+WiCmax作業(yè)最長(zhǎng)完工時(shí)間Cmax=max{Ci}FiJi的流程時(shí)間Fi=Ci–
ri=Pi+WiFmax作業(yè)最長(zhǎng)流程時(shí)間Fmax=max{Fi}aiJi的允許停留時(shí)間ai=di–
ri
LiJi的延遲時(shí)間Li=Ci–
di=ri+
Pi+Wi–
di=Fi–
ai(+/–/0)Lmax作業(yè)最長(zhǎng)延遲時(shí)間Lmax
=max{Li}(6)排序問題表示方法排序問題表示方法:n/m/A/Bn——工件數(shù)m——機(jī)器數(shù)A——車間類型(F:流水作業(yè)排序問題;P:流水作業(yè)排列排序問題(Permutation);G:?jiǎn)渭鳂I(yè)排序問題)B——目標(biāo)函數(shù),通常為最小化例如:n/3/P/Cmax 表示:n個(gè)工件在3臺(tái)機(jī)器上加工的流水作業(yè)排列排序問題,
目標(biāo)函數(shù)是使最長(zhǎng)完工時(shí)間Cmax最短。1.單機(jī)(singlemachine)排程問題N個(gè)獨(dú)立作業(yè)以何順序分派至一臺(tái)機(jī)器上作業(yè),以使某一績(jī)效評(píng)估指標(biāo)最佳。二、單機(jī)與平行機(jī)器排程問題最短作業(yè)時(shí)間法則(SPT)最小化平均流程時(shí)間。job作業(yè)時(shí)間越小者排越前面,亦可以使平均延誤(遲)時(shí)間,平均等候時(shí)間最小化。加權(quán)最短作業(yè)時(shí)間法則(WSPT)最小化平均加權(quán)流程時(shí)間。將作業(yè)時(shí)間除以權(quán)重,所得之值越小者排越前面。最早交期法則(EDD)最大延誤(遲)時(shí)間最小化。交期越早者排越前面,但是此法會(huì)有增加延遲工件數(shù)目和增加平均延遲時(shí)間的傾向。
Hodgson法則最小化延遲工件數(shù)目。當(dāng)n個(gè)作業(yè)要排至單一機(jī)器上時(shí),利用SPT(ShortestProcessTime)法則排序可使得平均流程時(shí)間最小化,也就是。最短作業(yè)時(shí)間(SPT)法則
—最小化平均流程時(shí)間例給予一組工作集如表,目標(biāo)為最小化平均流程時(shí)間。工作作業(yè)時(shí)間表工作i作業(yè)時(shí)間ti142837435106127685依SPT派工法則排序,順序?yàn)?-1-8-7-3-2-5-6。其流程時(shí)間計(jì)算和表所示。流程時(shí)間計(jì)算表工作i流程時(shí)間ti4313+483+4+573+4+5+633+4+5+6+723+4+5+6+7+853+4+5+6+7+8+1063+4+5+6+7+8+10+12所以平均流程時(shí)間工作流程時(shí)間的計(jì)算方式為
除了最小化平均流程時(shí)間以外,在單機(jī)排程問題中SPT法則亦可以最小化平均延誤時(shí)間、最小化平均等候時(shí)間。4187325605101520253035404550加權(quán)最短作業(yè)時(shí)間法則(WSPT)—
最小化加權(quán)平均流程時(shí)間當(dāng)工作附有重要性的屬性時(shí),排程人員可給予個(gè)別之權(quán)重,權(quán)重值愈大表示重要性愈大。WSPT法則即是將作業(yè)時(shí)間除以權(quán)重,所得之值愈小者表示為愈重要之工作,而將它排至順序的第一位,依此類推。加權(quán)平均流程時(shí)間的計(jì)算方式為最短作業(yè)時(shí)間(SPT)法則—
最小化平均延誤時(shí)間單機(jī)排程問題的目標(biāo)若為最小化平均延誤時(shí)間,SPT法則排序可得最佳解,即最早交期法則(EDDRule)—
最小化最大延誤時(shí)間1955年Jackson提出EDD(EarlyDueDate)派工法則,其應(yīng)用在最小化最大延誤時(shí)間和最大延遲時(shí)間,但是會(huì)有增加延遲工作數(shù)目和增加平均延遲時(shí)間的傾向。EDD法則排序?yàn)榻黄谟缯吲胖劣懊妫碒odgson法則:求NT最小,
即最小化延遲工件數(shù)目以EDD法則將所有工作排序?yàn)榧?,并?jì)算E集合中所有工作的完工時(shí)間。假使結(jié)果出現(xiàn)沒有或者只有一個(gè)延遲工作,則停止,此時(shí)已達(dá)到最小最佳解。否則進(jìn)入第二步驟。Step1在集合中從頭至尾找出第一個(gè)延遲作業(yè),假設(shè)為kStep2檢視前k個(gè)工作(包含第k個(gè)),將最長(zhǎng)作業(yè)時(shí)間的工作移至另一集合中(開始為空集合)。Step3重新計(jì)算集合中所有工作的完工時(shí)間。若集合中沒有延遲作業(yè),則停止,集合的延遲個(gè)數(shù)即為最小解。否則回到步驟2。Step4順序PtCtDtLtB4440C2670D511150A819163E10291712F12411823合計(jì)41110
38順序PtCtDtLtB4440C2670D511150E1021174F12331815合計(jì)41110
19順序PtCtDtLtB4440C2670D511150F1223185合計(jì)41110
5最少的延遲作業(yè)為三件。2.平行機(jī)器(parallelmachine)排程問題傳統(tǒng)平行機(jī)器排程問題就是將n個(gè)工作如何安排至m臺(tái)平行機(jī)器的問題。一般平行機(jī)器主要可分為二種:Unrelatedparallelmachine(無(wú)關(guān)聯(lián)平行機(jī)器):?各機(jī)器的加工速度皆不同,且以同一機(jī)器來(lái)說,
不同的工件也會(huì)有不同的加工速度。Identicalparallelmachine(等效平行機(jī)器):?所有的機(jī)器對(duì)于某一個(gè)工件的加工速度均相同。最小化平均流程時(shí)間Step1:SPT法則:{6,10,3,7,9,1,8,2,5,4}Step2:依序?qū)⒐ぷ髦概芍磷钤玳e置之機(jī)器工作i12345678910作業(yè)時(shí)間ti5638723542降低總完工時(shí)間Step1:LPT法則:{4,5,2,1,8,9,3,7,6,10}Step2:依序?qū)⒐ぷ髦概芍磷钤玳e置之機(jī)器Step3:依SPT法則排序機(jī)器上工作工作i12345678910作業(yè)時(shí)間ti5638723542降低最大延遲時(shí)間Step1:EDD法則:{6,10,1,7,2,8,5,4,3,9}Step2:依序?qū)⒐ぷ髦概芍磷钤玳e置的機(jī)器作業(yè)時(shí)間交期工作i158269331448125711625738851094151027流水作業(yè)排序問題的基本特征:每個(gè)工件的加工路線一致(是指工件的流向一致,并不要求每個(gè)工件都經(jīng)過每臺(tái)機(jī)器),但工件在不同機(jī)器上的加工順序不盡相同(有工序交叉)。排列排序問題——流水作業(yè)排序問題的特例:所有工件在各臺(tái)機(jī)器上的加工順序都相同(同順序)。排列排序問題的最優(yōu)解不一定是相應(yīng)的流水作業(yè)排序問題的最優(yōu)解,但一般是較優(yōu)解??梢宰C明:對(duì)于僅有2臺(tái)/3臺(tái)機(jī)器的特殊情況,排列排序問題的最優(yōu)解一定是相應(yīng)的流水作業(yè)排序問題的最優(yōu)解。主要討論排列排序問題:n/m/P/Fmax
1.流水作業(yè)排序問題三、流水與單件作業(yè)排序問題(1)最長(zhǎng)流程時(shí)間Fmax的計(jì)算設(shè):n個(gè)工件的加工順序?yàn)镾=(S1,S2,…,Si…,Sn) Csimk
表示工件Si在機(jī)器Mk上的完工時(shí)間(i=1,2,…,n) psimk
表示工件Si在機(jī)器Mk上的加工時(shí)間(k=1,2,…,m)則:Csim1=Csi-1m1+psim1Csim2=max{Csim1,Csi-1m2}+psim2……Csimk=max{Csimk-1,Csi-1mk}+psimk……Csnmm=max{Csnmm-1,Csn-1mm}+psnmm遞推公式當(dāng)ri
=0時(shí)(i=1,2,…,n):
Fmax=Csnmm
(即排在末位加工的工件在車間的停留時(shí)間)S=(S1,S2,…,Si-1,Si
…,Sn)mk-1mkmmm1……psimkPsimk-1psim1psimmCsi-1mkCsi-1mk-1Csi-1m1Csi-1mm……CsimkCsimk-1Csim1Csimm……Csimk
=max{Csimk-1
,Csi-1mk}+psimk本工件在上工序機(jī)器上的完工時(shí)間前工件在本機(jī)器上的完工時(shí)間算例有一個(gè)6/4/P/Fmax問題,加工時(shí)間矩陣如下表。當(dāng)工件的加工順序?yàn)镾=(6,1,5,2,4,3)時(shí),求最長(zhǎng)流程時(shí)間Fmax。i123456pi1423142pi2456745pi3587555
pi4424331加工時(shí)間矩陣解:i615243pi12(2)4(6)4(10)2(12)1(13)3(16)pi25(7)4(11)4(15)5(20)7(27)6(33)pi35(12)5(17)5(22)8(30)5(35)7(42)
pi41(13)4(21)3(25)2(32)3(38)4(46)順序S=(6,1,5,2,4,3)時(shí)的加工時(shí)間矩陣Fmax=max(38,42)+4=46本工件在前機(jī)器上的完工時(shí)間前工件在本機(jī)器上的完工時(shí)間訓(xùn)練:求Fmax
i123456pi14(4)2(6)3(9)1(10)4(14)2(16)pi24(8)5(13)6(19)7(26)4(30)5(35)pi35(13)8(21)7(28)5(33)5(38)5(43)
pi44(17)2(23)4(32)3(36)3(41)1(44)i123456pi1423142pi2456745pi3587555
pi4424331(2)n/2/F/Fmax問題的最優(yōu)算法:Johnson算法Johnson法則:
如果min(pi1,pj2)<min(pj1,pi2),則工件i應(yīng)該排在工件j之前。Johnson算法:從加工時(shí)間矩陣中找出最短的加工時(shí)間。若最短的加工時(shí)間出現(xiàn)在M1上,則對(duì)應(yīng)的工件盡可能往前排;若最短的加工時(shí)間出現(xiàn)在M2上,則對(duì)應(yīng)的工件盡可能往后排。若最短加工時(shí)間有多個(gè)則任選一個(gè)。從加工時(shí)間矩陣中劃去上述已排工件的加工時(shí)間。重復(fù)上述步驟直到所有工件都已排序。算例:求下列6/2/F/Fmax問題的最優(yōu)解:i123456pi1518534pi2722474求解過程:1)將工件2排在第1位:2?????2)將工件3排在第6位:2????33)將工件5排在第2位:25???34)將工件6排在第3位:256??35)將工件4排在第5位:256?436)將工件1排在第4位:256143Fmax=28改進(jìn)Johnson算法i123456pi1518534pi2722474前例求解過程:將所有pi1pi2的工件按pi1不減的順序排成一個(gè)序列A。將所有pi1>pi2的工件按pi2不增的順序排成一個(gè)序列B。將A放到B之前,就構(gòu)成最優(yōu)加工順序。A=2,5,6,1B=4,3S=A+B=2,5,6,1,4,3(3)一般n/m/P/Fmax問題的啟發(fā)式算法求解規(guī)模:(n!)m
種Palmer法(D.S.Palmer,1965)CDS法(Campbell/Dudek/Smith,1970)關(guān)鍵工件法(陳榮秋,1983)綜合分割法算法比較A.Palmer法一種按斜度指標(biāo)不增的順序排列工件的啟發(fā)式算法工件斜度指標(biāo)計(jì)算公式:算例:用Palmer法對(duì)下列4/3/F/Fmax問題求解i1234pi11263pi28429pi34582求解過程:1=–p11+p13=–1+4=32=–p21+p23=–2+5=33=–p31+p33=–6+8=24=–p41+p43=–3+2=–11-2-3-4Fmax=282-1-3-4Fmax=28都是最優(yōu)順序B.CDS法將Johnson算法用于一般n/m/P/Fmax問題求解。具體做法:對(duì)前述算例用CDS法求解當(dāng)l=1時(shí)按Johnson算法得到加工順序:(1,2,3,4)Fmax=28當(dāng)l=2時(shí)按Johnson算法得到加工順序:(2,3,1,4)Fmax=29取順序(1,2,3,4)i1234l=1pi11263pi34582l=2pi1+pi296812pi2+pi31291011C.關(guān)鍵工件法計(jì)算每個(gè)工件的總加工時(shí)間Pi=pij,找出總加工時(shí)間最長(zhǎng)的工件K,將其作為關(guān)鍵工件。對(duì)于余下的工件,若pi1
pim,則按pi1不減的順序排成一個(gè)序列Sa;若pi1>pim,則按pim不增的順序排成一個(gè)序列Sb。(Sa,K,Sb)即為所求的工件順序。對(duì)前述算例用關(guān)鍵工件法求解總加工時(shí)間最長(zhǎng)的為3號(hào)工件,即K=3;滿足pi1
pi3
的工件為1和2,按pi1不減的順序得:Sa=(1,2);滿足pi1
>
pi3
的工件為4,按pim不增的順序得:Sb=(4);加工順序?yàn)椋⊿a,K,Sb),即(1,2,3,4)。i1234pi11263pi28429pi34582Pi13111614D.綜合分割法找出與min{pi1}對(duì)應(yīng)的工件F,將其排在首位,然后找出與min{pim}對(duì)應(yīng)的工件L,將其排在最后,F(xiàn)或L若有多個(gè)則選總加工時(shí)間短的零件。剩下的工件組成子集Sn-2。計(jì)算Sn-2中每個(gè)工件的總加工時(shí)間Pi=∑pij,找出最短加工時(shí)間Pmin和最長(zhǎng)加工時(shí)間Pmax。計(jì)算分割點(diǎn)Pc=Pmin+λ(Pmax–Pmin),λ∈(0,1),通常取λ=0.618。對(duì)Sn-2中的所有工件,若Pi≤Pc,則按Pi不減的順序排成一個(gè)序列Sa;若Pi>Pc,則按Pi不增的順序排成一個(gè)序列Sb。S=(F,Sa,Sb,L)即為所求順序之一。改變?chǔ)说闹担?.1,.02,…,0.9),嘗試其它順序,取其中更好者。對(duì)前述算例用綜合分割法求解F=1,L=4Sn-2=(2,3):Pmin=11,Pmax=16Pc=Pmin+λ(Pmax–Pmin)=11+0.618(16-11)=13.472Sa=(2),Sb=(3)S=(F,Sa,Sb,L)=(1,2,3,4)i1234pi11263pi28429pi34582Pi13111614算法比較及應(yīng)用實(shí)例之一:
5/4/P/Fmax
按經(jīng)驗(yàn)加工時(shí)間長(zhǎng)的先排:S=(5,3,1,2,4),F(xiàn)max=32
按經(jīng)驗(yàn)加工時(shí)間短的先排:S=(4,2,1,3,5),F(xiàn)max=32
Palmer法:S=(3,1,4,5,2),F(xiàn)max=31
CDS法:S=(4,1,3,5,2),F(xiàn)max=29
關(guān)鍵工件法:S=(4,1,3,5,2),F(xiàn)max=29綜合分割法:S=(4,1,3,5,2),F(xiàn)max=29
i12345pi124316pi213214pi342635
pi431427算法比較及應(yīng)用實(shí)例之二:
5/5/P/Fmax
按經(jīng)驗(yàn)加工時(shí)間長(zhǎng)的先排:S=(5,4,2,3,1),F(xiàn)max=42
按經(jīng)驗(yàn)加工時(shí)間短的先排:S=(1,3,2,4,5),F(xiàn)max=48
Palmer法:S=(4,3,5,2,1),F(xiàn)max=40
CDS法:S=(3,4,5,1,2),F(xiàn)max=40
關(guān)鍵工件法:S=(3,5,4,2,1),F(xiàn)max=40
綜合分割法:S=(3,4,5,2,1),F(xiàn)max=38
i12345pi167258pi2531035pi336167
pi402022
pi511333算法比較及應(yīng)用實(shí)例之三:
6/5/P/Fmax
按經(jīng)驗(yàn)加工時(shí)間長(zhǎng)的先排:S=(3,2,5,6,4,1),F(xiàn)max=58
按經(jīng)驗(yàn)加工時(shí)間短的先排:S=(1,4,6,5,2,3),F(xiàn)max=53
Palmer法:S=(1,2,4,6,5,3),F(xiàn)max=53
CDS法:S=(1,4,2,3,6,5),F(xiàn)max=49
關(guān)鍵工件法:S=(1,5,6,2,3,4),F(xiàn)max=53綜合分割法:S=(1,5,2,3,6,4),F(xiàn)max=49
i123456pi1159458pi2536364pi3467563
pi4675731
pi5343126
順序移動(dòng)方式平行移動(dòng)方式平行順序移動(dòng)方式補(bǔ)充:相同零件、不同移動(dòng)方式下加工周期的計(jì)算零件在加工過程中的移動(dòng)方式順序移動(dòng)方式一批零件在上道工序全部加工完畢后才整批地轉(zhuǎn)移到下道工序繼續(xù)加工。時(shí)間工序n=4件,m=4工序t1=10分鐘/件,t2=5分鐘/件,t3=15分鐘/件,t4=10分鐘/件總加工周期T順特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):設(shè)備利用率高;移動(dòng)次數(shù)少;管理工作簡(jiǎn)單。缺點(diǎn):加工周期長(zhǎng)。常用于單件或成批生產(chǎn)過程——工藝原則平行移動(dòng)方式每個(gè)零件在前道工序加工完畢后立即轉(zhuǎn)移到下道工序繼續(xù)加工,形成前后工序交叉作業(yè)。時(shí)間工序總加工周期T平n=4件,m=4工序t1=10分鐘/件,t2=5分鐘/件,t3=15分鐘/件,t4=10分鐘/件時(shí)間工序總加工周期T平n=4件,m=4工序t1=10分鐘/件,t2=5分鐘/件,t3=15分鐘/件,t4=10分鐘/件特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):加工周期短。缺點(diǎn):設(shè)備利用率低;移動(dòng)次數(shù)多;管理工作較為復(fù)雜。常用于裝配流水線、大量生產(chǎn)過程——對(duì)象原則平行順序方式每道工序連續(xù)進(jìn)行加工;各道工序盡可能平行地加工.時(shí)間工序總加工周期T平順n=4件,m=4工序t1=10分鐘/件,t2=5分鐘/件,t3=20分鐘/件,t4=10分鐘/件2.單件作業(yè)排序問題(Job-shop排序)n/m/G/Fmax問題描述:n個(gè)工件安排在m臺(tái)機(jī)器上加工,一臺(tái)機(jī)器同時(shí)只能加工一個(gè)工件的一道工序,每個(gè)工件最多具有m道工序。每個(gè)工件的加工路線都不相同,每個(gè)工件訪問機(jī)器的次序是任意的,工件沒有一定的流向。工件之間沒有優(yōu)先權(quán),也沒有相關(guān)性。在滿足各工件工藝路線條件下,對(duì)所有工件的工序排序,使總完工時(shí)間最少。描述某個(gè)工件的某道工序:(i,j,k)表示工件i的第j道工序在機(jī)器k上進(jìn)行?;咎卣鳎好總€(gè)工件的加工路線都不相同,工件沒有一定的流向。工藝路線矩陣D加工時(shí)間矩陣T兩種作業(yè)計(jì)劃的構(gòu)成半能動(dòng)作業(yè)計(jì)劃(Semi-activeschedule):各工序都是按最早可開工時(shí)間安排的作業(yè)計(jì)劃(anoperationstartsitsprocessingonamachinerightwhenbothofthemarefree),否則為非能動(dòng)作業(yè)計(jì)劃(Non-activeschedule)能動(dòng)作業(yè)計(jì)劃(Activeschedule):任何一臺(tái)機(jī)器上的每段空閑時(shí)間都不足以加工一道可加工工序的半能動(dòng)作業(yè)計(jì)劃。無(wú)延遲作業(yè)計(jì)劃(No-delayschedule):沒有任何延遲出現(xiàn)的能動(dòng)作業(yè)計(jì)劃。(所謂延遲,是指有工件等待加工時(shí),機(jī)器出現(xiàn)空閑,即使這段空閑時(shí)間不足以加工任何一道可加工工序)示例:能動(dòng)作業(yè)計(jì)劃(無(wú)延遲)非能動(dòng)作業(yè)計(jì)劃1,1,12,1,31,2,31,3,22,3,22,2,1M1M2M3能動(dòng)作業(yè)計(jì)劃(有延遲)延遲能動(dòng)作業(yè)計(jì)劃(無(wú)延遲)思考題:
符號(hào)說明將每安排一道工序稱作一“步”(Step){St}——t步之前已排序工序構(gòu)成的部分作業(yè)計(jì)劃;{Ot}——第t步可以排序的工序集合;Tk——{Ot}中工序Ok的最早可能開工時(shí)間;T’k——{Ot}中工序Ok的最早可能完工時(shí)間。能動(dòng)作業(yè)計(jì)劃的構(gòu)成步驟設(shè)t=1,{S1}為空集,{O1}為各工件第一道工序的集合。求T*=min{T’k},并找出T*出現(xiàn)的機(jī)器M*。
如果M*有多臺(tái)則任選一臺(tái)。從{Ot}中挑選出滿足以下條件的工序Oj:需要機(jī)器M*加工,且Tj<T*。(因?yàn)镺j取自第t步可以排序的工序集合,因此保證了計(jì)劃的半能動(dòng)性;而Tj<T*則保證在機(jī)器M*上安排Oj后,在Oj之前機(jī)器M*上不會(huì)有足夠的空閑可插入其它工序,因此保證了計(jì)劃的能動(dòng)性)將確定的工序Oj放入{St},從{Ot}中消去Oj,并將Oj的緊后工序放入{Ot}中。使t=t+1。若還有未安排的工序,轉(zhuǎn)步驟2);否則停止。算例有一個(gè)2/3/G/Fmax問題,其工藝路線矩陣D和加工時(shí)間矩陣T分別如下。試構(gòu)造一個(gè)能動(dòng)作業(yè)計(jì)劃。C1Step{Ot}TkT’kT*M*Oj11,1,12,1,300232M11,1,122,1,31,2,302363M3M31,2,332,1,31,3,266977M21,3,242,1,3699M32,1,352,2,191313M12,2,162,3,2131818M22,3,21,1,12,1,31,2,31,3,22,3,22,2,1時(shí)間機(jī)器M1M2M3026791318任選C2Step{Ot}TkT’kT*M*Oj11,1,12,1,300232M11,1,121,2,32,1,320633M3M32,1,331,2,32,2,133777M3M11,2,341,3,22,2,173877M12,2,151,3,22,3,2778128M21,3,262,3,281313M22,3,21,1,12,1,31,2,31,3,22,3,22,2,1時(shí)間機(jī)器M1M2M30237813選M3任選任選C3Step{Ot}TkT’kT*M*Oj11,1,12,1,300232M11,1,121,2,32,1,320633M32,1,331,2,32,2,133777M3M12,2,141,2,32,3,2377127M31,2,352,3,21,3,2712121312M22,3,261,3,2121313M21,3,21,1,12,1,31,2,31,3,22,3,22,2,1時(shí)間機(jī)器M1M2M302371213選M1無(wú)延遲作業(yè)計(jì)劃的構(gòu)成步驟設(shè)t=1,{S1}為空集,{O1}為各工件第一道工序的集合。求T*=min{Tk},并找出T*出現(xiàn)的機(jī)器M*。
如果M*有多臺(tái)則任選一臺(tái)。從{Ot}中挑選出滿足以下條件的工序Oj:需要機(jī)器M*加工,且Tj=T*。將確定的工序Oj放入{St},從{Ot}中消去Oj,并將Oj的緊后工序放入{Ot}中。使t=t+1。若還有未安排的工序,轉(zhuǎn)步驟2);否則停止。C4Step{Ot}TkT’kT*M*Oj11,1,12,1,3002300M1M31,1,121,2,32,1,320630M32,1,331,2,32,2,1337733M3M11,2,341,3,22,2,173873M12,2,151,3,22,3,27781277M2M22,3,262,3,281312M21,3,21,1,12,1,31,2,31,3,22,3,22,2,1時(shí)間機(jī)器M1M2M302371213任選M3任選任選M1三類啟發(fā)式算法優(yōu)先調(diào)度法則(規(guī)則調(diào)度)隨機(jī)抽樣法概率調(diào)度法A.優(yōu)先調(diào)度法則(規(guī)則調(diào)度)規(guī)則名英文全名含義適用目標(biāo)SPTShortestProcessingTime優(yōu)先選擇加工時(shí)間最短的工序WIP最少(平均流程時(shí)間最短)FCFSFirstComeFirstServed優(yōu)先選擇最早進(jìn)入可排工序集合的工序公平對(duì)待工件EDDEarliestDueDate優(yōu)先選擇完工期限最緊的工件保證交貨期(工件最大延遲時(shí)間最?。㎝WKRMostWorkRemaining優(yōu)先選擇余下加工時(shí)間最長(zhǎng)的工件工件完工時(shí)間盡量接近LWKRLeastWorkRemaining優(yōu)先選擇余下加工時(shí)間最短的工件工作量小的工件盡快完成MOPNRMostOperationsRemaining優(yōu)先選擇余下工序數(shù)最多的工件與MWKR類似(主要減少轉(zhuǎn)運(yùn)排隊(duì)時(shí)間)SCRSmallestCriticalRatio優(yōu)先選擇臨界比最小的工件工件允許停留時(shí)間/工件余下加工時(shí)間RANDOMRandom隨機(jī)地挑選一個(gè)工件幾點(diǎn)說明:可以分別以能動(dòng)作業(yè)計(jì)劃/無(wú)延遲作業(yè)計(jì)劃的構(gòu)造為基礎(chǔ),在第3)步選擇下道工序時(shí),如果有多個(gè)可選方案則按規(guī)則優(yōu)先選取。一般來(lái)說,以無(wú)延遲作業(yè)計(jì)劃的構(gòu)造為基礎(chǔ)的基于規(guī)則的啟發(fā)式算法,比以一般能動(dòng)作業(yè)計(jì)劃的構(gòu)造為基礎(chǔ)的基于規(guī)則的啟發(fā)式算法效果好。組合規(guī)則調(diào)度。如:SPT+MWKR+RANDOM優(yōu)化效果有限。應(yīng)用舉例:(以無(wú)延遲作業(yè)計(jì)劃為基礎(chǔ))Step{Ot}TkT’kT*M*Oj11,1,12,1,3002300M1M31,1,122,1,31,2,302360M32,1,331,2,32,2,1337733M3M1?1,1,12,1,31,2,31,3,22,3,22,2,1時(shí)間機(jī)器M1M2M302371213FCFS規(guī)則:1,2,3MWKR規(guī)則:2,2,1LWKR規(guī)則:1,2,3SPT規(guī)則:組合規(guī)則B.隨機(jī)抽樣法:對(duì)同一個(gè)問題多次運(yùn)用RANDOM規(guī)則挑選下道工序,從而得到多個(gè)排序方案,然后從中選優(yōu)。(效果與樣本大小與母體有關(guān))C.概率調(diào)度法:按某一規(guī)則挑選下道工序時(shí),給不同的候選工序以采用該規(guī)則不同的概率,然后采用隨機(jī)抽樣法。(將規(guī)則調(diào)度與隨機(jī)抽樣法相結(jié)合,既利用了規(guī)則調(diào)度向目標(biāo)函數(shù)趨近的優(yōu)點(diǎn),又克服了隨機(jī)抽樣的盲目性)四、生產(chǎn)作業(yè)控制1.實(shí)行生產(chǎn)控制的原因和條件2.不同生產(chǎn)類型生產(chǎn)控制的特點(diǎn)3.生產(chǎn)控制的基本內(nèi)容4.“漏斗”模型(FunnelModel)5.企業(yè)生產(chǎn)控制組織形式1、實(shí)行生產(chǎn)控制的原因和條件原因:加工時(shí)間估計(jì)不準(zhǔn)確隨機(jī)因素的影響加工路線的多樣性企業(yè)環(huán)境的動(dòng)態(tài)性條件:要有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)——即生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃要取得實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)度與計(jì)劃偏離的信息要能采取糾正偏差的行動(dòng)2、不同生產(chǎn)類型生產(chǎn)控制的特點(diǎn)項(xiàng)目單件小批生產(chǎn)大量大批生產(chǎn)零件流動(dòng)沒有主要的、固定的流動(dòng)路線單一的流動(dòng)路線瓶頸設(shè)備經(jīng)常變動(dòng)穩(wěn)定調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間/費(fèi)用高低工人操作多而復(fù)雜,工作范圍寬少而簡(jiǎn)單,工作范圍窄工作節(jié)奏由工人和工長(zhǎng)控制由機(jī)器和工藝過程控制在制品庫(kù)存高低成品庫(kù)存很少較高供應(yīng)商經(jīng)常變化穩(wěn)定作業(yè)計(jì)劃編制不確定性高,變化大不確定性低,變化少生產(chǎn)控制復(fù)雜生產(chǎn)控制簡(jiǎn)單單件小批生產(chǎn)的控制移動(dòng)時(shí)間排隊(duì)時(shí)間調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間加工時(shí)間等待運(yùn)輸時(shí)間如何控制隊(duì)長(zhǎng)是生產(chǎn)控制要解決的主要問題通過輸入/輸出控制,可以控制隊(duì)長(zhǎng)3、生產(chǎn)控制的基本內(nèi)容生產(chǎn)進(jìn)度控制在制品控制質(zhì)量控制、成本控制、生產(chǎn)率控制狹義:生產(chǎn)進(jìn)度(生產(chǎn)作業(yè))的控制。廣義:對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行全過程的監(jiān)督、檢查、調(diào)節(jié)和校正。生產(chǎn)量控制生產(chǎn)均衡性控制生產(chǎn)成套性控制車間在制品控制庫(kù)存半成品控制(1)生產(chǎn)量進(jìn)度控制差額推算法:首先計(jì)算出實(shí)際完成量與計(jì)劃的差額,然后根據(jù)生產(chǎn)條件分析趨勢(shì),從而推算出計(jì)劃期末可能達(dá)到的生產(chǎn)量及計(jì)劃完成程度。(時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型)相關(guān)推算法:對(duì)生產(chǎn)量及與生產(chǎn)量存在因果關(guān)系的某個(gè)指標(biāo)之間進(jìn)行相關(guān)分析,并進(jìn)行預(yù)測(cè)。(因果關(guān)系預(yù)測(cè)模型)對(duì)生產(chǎn)量(產(chǎn)量、產(chǎn)值)的控制應(yīng)建立在預(yù)測(cè)分析的基礎(chǔ)上,實(shí)施主動(dòng)性控制。差額推算法控制示例:某裝配車間6月份計(jì)劃裝配某產(chǎn)品8500臺(tái),本月上旬的計(jì)劃與實(shí)際裝配量見下表。該車間有38名工人,歷史上工時(shí)利用率最高水平達(dá)到95%。應(yīng)如何進(jìn)行本月的生產(chǎn)量進(jìn)度控制?(每旬有效工作日按8天計(jì))日期12345678計(jì)劃日產(chǎn)量(臺(tái))220290330250340420500400實(shí)際日產(chǎn)量(臺(tái))200300400250300450500400制度工時(shí)(小時(shí))15.515.515.515.515.515.515.515.5解:時(shí)間進(jìn)程=8/24100%=33.33%,產(chǎn)量進(jìn)度=2800/8500100%=32.94%。產(chǎn)量進(jìn)度滯后于時(shí)間進(jìn)度!全月計(jì)劃完成情況預(yù)測(cè):上旬平均日產(chǎn)量=2800/8=350臺(tái),本月余下時(shí)間預(yù)計(jì)產(chǎn)量=350臺(tái)/天16天=5600臺(tái)。預(yù)計(jì)完成月計(jì)劃=(2800+5600)/8500100%=98.82%,全月產(chǎn)量缺口=8500–8400=100臺(tái)到月末應(yīng)完成的產(chǎn)量=8500-2800=5700臺(tái),中、下旬的平均日產(chǎn)量要達(dá)到:5700/16=357臺(tái)/天。要抓緊進(jìn)度,中、下旬應(yīng)比上旬平均多生產(chǎn)7臺(tái)/天。(2)生產(chǎn)均衡性控制
不僅要求企業(yè)按時(shí)完成任務(wù),而且要求企業(yè)每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)和每種產(chǎn)品都能按日、周、旬、月完成生產(chǎn)任務(wù),即實(shí)現(xiàn)均衡生產(chǎn)。
實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)均衡性控制的目的,在于保證生產(chǎn)過程能夠連續(xù)地、有節(jié)奏地進(jìn)行,減少停工待料或工序間在制品積壓。
具體方法:圖表法,均衡率系數(shù)法,進(jìn)度分段均衡率法。圖表法示例1:生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)曲線圖表法示例2:計(jì)劃完成統(tǒng)計(jì)曲線5月日期計(jì)劃完成率(%)1009011012345678均衡率系數(shù)法示例=(0.8+0.9+0.8+1+1+1+1+1+0.917+1)/10100%=94.17%日期(n=10)12345678910計(jì)劃產(chǎn)量Pi50505055555555606060實(shí)際產(chǎn)量pi40454060606065705570計(jì)劃完成率ri(%)80908010910910911811691.7116.7旬生產(chǎn)進(jìn)度統(tǒng)計(jì)表不考慮超出計(jì)劃部分:防止掩蓋未完成計(jì)劃的現(xiàn)象(3)生產(chǎn)成套性控制成套性投料控制:在安排各工藝階段時(shí),根據(jù)產(chǎn)品裝配要求及當(dāng)前生產(chǎn)狀況,合理控制各工序的投料,既要充分利用機(jī)器現(xiàn)有生產(chǎn)能力,保證生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)出量最大,又要充分考慮產(chǎn)品裝配要求,保證零部件配套出產(chǎn),盡量減少在制品占用量。成套性出產(chǎn)控制:將零件實(shí)際出產(chǎn)的品種、時(shí)間及數(shù)量與作業(yè)計(jì)劃中所要求的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,并結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的有關(guān)技術(shù)資料進(jìn)行配套性分析,檢查已出產(chǎn)的零件品種和數(shù)量是否滿足產(chǎn)品裝配的配套要求,一旦發(fā)現(xiàn)不配套情況,應(yīng)立即采取糾正措施,及時(shí)補(bǔ)齊缺料。工具:成套性甘特圖零件配套性甘特圖123456789101112…20床頭箱絲杠光杠小軸長(zhǎng)軸齒輪法蘭盤錐套齒輪套…...本月計(jì)劃裝配所需零件數(shù)量...按生產(chǎn)計(jì)劃應(yīng)完成零件數(shù)量目前實(shí)際完成零件數(shù)量零件數(shù)量配套件種類(4)車間在制品控制車間在制品是指已投入車間、正處于加工、裝配、檢驗(yàn),或處于等待狀態(tài),或處于運(yùn)輸過程中的各種原材料、毛坯、外購(gòu)件、半成品等。Flow-shop車間在制品控制:輪班任務(wù)報(bào)告(生產(chǎn)任務(wù)卡)Job-shop車間在制品控制:加工路線單(長(zhǎng)票、跟單)單工序工票(短票、工序票、派工單)輪班任務(wù)報(bào)告(生產(chǎn)任務(wù)卡)用于控制流水作業(yè)零件在各工作組的數(shù)量和流向,使各工作組明確自己任務(wù)內(nèi)容、數(shù)量和交付期限。它既是一種作業(yè)計(jì)劃,也是生產(chǎn)過程的原始數(shù)據(jù)記錄憑證。例:特點(diǎn):將統(tǒng)計(jì)、核算、檢查計(jì)劃完成情況相結(jié)合,簡(jiǎn)化原始記錄的種類;加強(qiáng)了生產(chǎn)計(jì)劃性及計(jì)劃嚴(yán)肅性。加工路線單(長(zhǎng)票、跟單)加工路線卡是記錄和掌握每批零件從投料開始,經(jīng)各道工序的加工、檢驗(yàn),一直到入庫(kù)為止的整個(gè)生產(chǎn)過程的原始憑證。例:特點(diǎn):信息集中、一單多用(領(lǐng)料/加工/檢驗(yàn)/入庫(kù));便于貫徹工藝規(guī)程;容易污損。單工序工票(短票、工序票、派工單)以工序?yàn)閷?duì)象設(shè)票,其內(nèi)容與長(zhǎng)票基本一致。優(yōu)點(diǎn):使用靈活。缺點(diǎn):數(shù)量多,不便于統(tǒng)計(jì)、核對(duì)。(5)庫(kù)存半成品控制半成品庫(kù)是車間之間在制品轉(zhuǎn)運(yùn)的樞紐:一方面有效地保管和及時(shí)發(fā)送在制品,為第一線服務(wù);另一方面嚴(yán)格按照期量標(biāo)準(zhǔn)和作業(yè)計(jì)劃監(jiān)督車間的生產(chǎn),及時(shí)向生產(chǎn)指揮系統(tǒng)提供信息。庫(kù)存半成品的控制主要通過半成品出入庫(kù)臺(tái)帳及其它憑證進(jìn)行。例:4、“漏斗”模型(FunnelModel)德國(guó)漢諾威大學(xué)(UniversityofHanover)于20世紀(jì)80年代初依據(jù)庫(kù)存控制思想而提出,進(jìn)而形成了完整的基于負(fù)荷導(dǎo)向的生產(chǎn)控制理論與方法。所謂“漏斗”,是對(duì)一個(gè)處理過程的形象化描述。一個(gè)工廠,一個(gè)車間,一個(gè)工作地,一臺(tái)機(jī)床都可以看作一個(gè)“漏斗”。作為漏斗的輸入,可以是上道工序轉(zhuǎn)來(lái)的加工任務(wù),或來(lái)自用戶的訂貨;作為漏斗的輸出,可以是完成某工序的加工任務(wù),也可以是工廠完工產(chǎn)品;而漏斗中的液體,則表示累計(jì)的任務(wù)或在制品。利用漏斗模型,可對(duì)一個(gè)工作地的負(fù)荷、在制品庫(kù)存以及平均通過時(shí)間(零件在該工作地的平均生產(chǎn)周期)和出產(chǎn)數(shù)量之間的相互關(guān)系進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,得出其數(shù)量結(jié)構(gòu),進(jìn)而建立以工作地在制品控制為核心的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃與控制系統(tǒng)。由于在制品庫(kù)存主要取決于加工任務(wù)的投料方法,因此可通過控制漏斗的輸入,調(diào)整在制品數(shù)量和平均通過時(shí)間,同時(shí)控制其輸出,從而保證生產(chǎn)系統(tǒng)能夠均衡地進(jìn)行生產(chǎn)。一個(gè)工作地的漏斗模型平均在制品庫(kù)存輸入曲線輸出曲線觀察期平均通過時(shí)間到達(dá)任務(wù)完工任務(wù)在制品固定能力可調(diào)節(jié)能力時(shí)間(日)平均生產(chǎn)率產(chǎn)出量負(fù)荷(小時(shí))負(fù)荷界05、企業(yè)生產(chǎn)控制組織形式廠部調(diào)度工作機(jī)構(gòu):中小企業(yè)一般在廠部生產(chǎn)科下設(shè)調(diào)度組;規(guī)模較大的廠可設(shè)總調(diào)度室(處)車間調(diào)度工作機(jī)構(gòu):車間一般下設(shè)計(jì)劃調(diào)度組,配備計(jì)調(diào)員負(fù)責(zé)日常的生產(chǎn)調(diào)度工作。工段生產(chǎn)調(diào)度:一般由工段長(zhǎng)具體負(fù)責(zé),并根據(jù)情況酌情配備專職的工段計(jì)調(diào)員、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)員等,負(fù)責(zé)編制晝夜輪班作業(yè)計(jì)劃、調(diào)整設(shè)備負(fù)荷、組織生產(chǎn)地的服務(wù)工作,作好生產(chǎn)原始記錄和工段各種作業(yè)統(tǒng)計(jì)工作等。生產(chǎn)控制程序安排作業(yè)——測(cè)定偏差——糾正偏差:制定生產(chǎn)工作標(biāo)準(zhǔn);分配生產(chǎn)任務(wù),維持生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行;收集、記錄與傳遞生產(chǎn)信息;評(píng)價(jià)成果,即通過觀察、分析與統(tǒng)計(jì)等形式進(jìn)行評(píng)估;進(jìn)行短期或長(zhǎng)期調(diào)整。OPT的提出時(shí)間——70年代末期人物——以色列的物理學(xué)家-------EliGoldratt提出提高企業(yè)產(chǎn)出率(產(chǎn)銷率,有效產(chǎn)出)理論依據(jù):資源約束理論(TOC)TheoryofConstraintOPT的目標(biāo)OPT的主要貢獻(xiàn)之一:財(cái)務(wù)指標(biāo)作業(yè)指標(biāo)財(cái)務(wù)指標(biāo):凈利潤(rùn)(Netprofit
)投資收益率(Returnoninvestment)現(xiàn)金流量(Cashflow)作業(yè)指標(biāo):
產(chǎn)銷率(Throughput-therateatwhichmoneyisgeneratedbythesystemthroughsales,產(chǎn)銷率指的是單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出來(lái)并銷售出去的產(chǎn)品所創(chuàng)造的利潤(rùn)額)
庫(kù)存(Inventory-allthemoneythatthesystemhasinvestedinpurchasingthingsitintendstosell)
運(yùn)行費(fèi)(Operatingexpenses-allthemoneythatthesystemspendstoturninventoryintothroughput)企業(yè)目標(biāo)現(xiàn)在和將來(lái)都能賺錢財(cái)務(wù)指標(biāo)凈利潤(rùn)投資收益率現(xiàn)金流量作業(yè)指標(biāo)產(chǎn)銷率庫(kù)存運(yùn)行費(fèi)用制造周期OPT的主要概念瓶頸工序(Bottleneck)與非瓶頸工序(Non-Bottleneck)例:產(chǎn)品P經(jīng)過A、B兩道工序加工原材料AB市場(chǎng)15件/周20件/周25件/周瓶頸工序:指的是實(shí)際生產(chǎn)能力小于或等于生產(chǎn)負(fù)荷的資源。能力約束資源(Capacity-constrainedresource,CCR)關(guān)鍵資源網(wǎng)絡(luò)和非關(guān)鍵資源網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品裝配部件裝配部件裝配關(guān)鍵資源網(wǎng)絡(luò)非關(guān)鍵資源網(wǎng)絡(luò)瓶頸工序產(chǎn)品原材料零件工藝路線能力情形1XYMarketCaseA存在空閑情形。多少?25%inY能力情形2YXMarketCaseBY是否存在不必要的生產(chǎn)?Yes,25%inY.能力情形3XYAssemblyMarketCaseCY是否存在不必要的生產(chǎn)?Yes,25%inY.能力情形4XYMarketMarketCaseD如果X和Y同時(shí)生產(chǎn)
,會(huì)不會(huì)生產(chǎn)出不需要的產(chǎn)品?Yes,25%inY.從節(jié)約時(shí)間的角度BottleneckNonbottleneck每個(gè)過程都節(jié)約時(shí)間的后果?
原則:瓶頸控制了系統(tǒng)的庫(kù)存和產(chǎn)銷率原則:瓶頸上損失一小時(shí)則是整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)小時(shí)的損失原則:非瓶頸獲得的一個(gè)小時(shí)是毫無(wú)意義的OPT的九條原則平衡物流,而不是平衡生產(chǎn)能力追求生產(chǎn)能力的平衡是為了使企業(yè)的生產(chǎn)能力得到充分利用。對(duì)于一個(gè)已投產(chǎn)的企業(yè),特別是多品種生產(chǎn)的企業(yè),如果一定要追求生產(chǎn)能力的平衡,那么即使企業(yè)的生產(chǎn)能力充分利用了,產(chǎn)品也并非都能恰好符合當(dāng)時(shí)市場(chǎng)的需求OPT認(rèn)為生產(chǎn)能力的平衡實(shí)際是做不到的,必須在市場(chǎng)波動(dòng)這個(gè)前提下追求物流平衡。所謂物流平衡就是使各個(gè)工序都與瓶頸環(huán)節(jié)同步,以求生產(chǎn)周期最短、在制品最少OPT的九條原則(續(xù))非瓶頸資源的利用程度不由其本身決定,而是由系統(tǒng)的約束決定的系統(tǒng)的約束就是瓶頸。因?yàn)橄到y(tǒng)的產(chǎn)出是由所能經(jīng)過瓶頸的產(chǎn)品量決定的,即瓶頸制約著產(chǎn)銷率。而非瓶頸資源的充分利用不僅不能提高產(chǎn)銷率,而且會(huì)使庫(kù)存和運(yùn)行費(fèi)增加
OPT的九條原則(續(xù))資源的“利用”(Utilization)和“活力”(Activation)不是同義詞“利用”是指資源應(yīng)該利用的程度,“活力”是指資源能夠利用的程度;“利用”注重的是有效性,而“活力”注重的則是可行性按傳統(tǒng)的觀點(diǎn),一般是將資源能夠利用的能力加以充分利用,所以“利用”和“活力”是同義的。按OPT的觀點(diǎn),兩者有著重要的區(qū)別:因?yàn)樽鏊枰墓ぷ?應(yīng)該做的,即“利用”)與無(wú)論需要與否,最大程度可做的工作(能夠做的,即“活力”)之間是明顯不同的。所以對(duì)系統(tǒng)中非瓶頸資源的安排使用,應(yīng)基于系統(tǒng)的約束從平衡物流的角度出發(fā),應(yīng)允許在非關(guān)鍵資源上安排適當(dāng)?shù)拈e置時(shí)間OPT的九條原則(續(xù))瓶頸上一個(gè)小時(shí)的損失則是整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)小時(shí)的損失生產(chǎn)時(shí)間包括調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間和加工時(shí)間。但在瓶頸資源與非瓶頸資源上的調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間的意義是不同的。而如果在瓶頸資源上節(jié)省一個(gè)小時(shí)的調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間,則將能增加一個(gè)小時(shí)的加工時(shí)間,相應(yīng)地,整個(gè)系統(tǒng)增加了一個(gè)小時(shí)的產(chǎn)出瓶頸必需保持100%的“利用”,如增加瓶頸設(shè)備的生產(chǎn)批量等以盡量增大其產(chǎn)出。對(duì)瓶頸還應(yīng)采取特別的保護(hù)措施,不使其因管理不善而中斷或等工,如在瓶頸工序前設(shè)置質(zhì)量檢查站和緩沖等。OPT的九條原則(續(xù))非瓶頸獲得的一個(gè)小時(shí)是毫無(wú)意義的瓶頸控制了庫(kù)存和產(chǎn)銷率OPT的九條原則(續(xù))轉(zhuǎn)運(yùn)批量可以不等于(在許多時(shí)候應(yīng)該不等于)加工批量車間現(xiàn)場(chǎng)的計(jì)劃與控制的一個(gè)重要方面就是批量的確定,它影響到企業(yè)的庫(kù)存和產(chǎn)銷率轉(zhuǎn)運(yùn)批量(指工序間運(yùn)送一批零件的數(shù)量)和加工批量(指經(jīng)過一次調(diào)整準(zhǔn)備所加工的同種零件的數(shù)量)確定加工批量應(yīng)考慮資源的合理應(yīng)用(減少設(shè)備的調(diào)整次數(shù))和合理的在制品庫(kù)存(減少資金積壓和在制品庫(kù)存費(fèi)用)確定轉(zhuǎn)運(yùn)批量要考慮提高生產(chǎn)過程的連續(xù)性、平衡性,減少工序間的等待時(shí)間和減少轉(zhuǎn)運(yùn)工作量與轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用為使瓶頸上的產(chǎn)銷率達(dá)到最大,瓶頸上的加工批量必須大非瓶頸上的加工批量要小以減少庫(kù)存費(fèi)用和加工費(fèi)用在制品庫(kù)存不應(yīng)因此增加,所以轉(zhuǎn)運(yùn)批量應(yīng)該小OPT的九條原則(續(xù))批量大小應(yīng)是可變的,而不是固定的原則8是原則7的直接應(yīng)用在OPT中,轉(zhuǎn)運(yùn)批量是從在制品的角度來(lái)考慮的,而加工批量則是從資源類型的角度來(lái)考慮的同一種工件在瓶頸資源和非瓶頸資源上加工時(shí)可以采用不同的加工批量,在不同的工序間傳送時(shí)可以采用不同的轉(zhuǎn)運(yùn)批量,其大小根據(jù)實(shí)際需要?jiǎng)討B(tài)決定以上兩條是涉及物流的OPT的九條原則(續(xù))編排作業(yè)計(jì)劃時(shí)應(yīng)考慮系統(tǒng)資源約束,提前期是作業(yè)計(jì)劃的結(jié)果,而不是預(yù)定值MRPII是按預(yù)先制定的提前期,用無(wú)限能力計(jì)劃法編制作業(yè)計(jì)劃。但當(dāng)生產(chǎn)提前期與實(shí)際情況出入較大時(shí),所得的作業(yè)計(jì)劃就脫離實(shí)際難以實(shí)施OPT先安排瓶頸工序上加工的關(guān)鍵件的生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃,以瓶頸工序?yàn)榛鶞?zhǔn),把瓶頸工序之前、之間、之后的工序分別按拉動(dòng)、工藝順序、推動(dòng)的方式排
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