工业工程毕业论文-南华车间作业计划与控制改善研究(33页).doc

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1、-工业工程毕业论文-南华车间作业计划与控制改善研究-第 32 页毕业设计（论文）任务书课题名称:南华车间作业计划与控制改善研究学 院: 管理科学与工程学院专业班级:工业工程051姓 名:学 号:指导教师：毕业设计（论文）课题要求：1课题研究对象是南华车间作业计划，目的是希望通过运用生产计划与控制的相关理论和方法对该车间作业计划的制定和实施进行分析和改善。从而降低生产成本、降低生产资源的浪费和限制，实现成本最优化目的。2现场调研资料收集：电机生产、电机生产计划、南华车间作业计划的制定与实施以及其他相关资料和数据。3设计分析运用生产运作与管理等专业基础知识对南华集团车间作业计划的控制现状进行分析和

2、改进，通过对电机流水线的排序问题分析，找出问题和不足，此基础上，提出合理的车间作业计划改进方案。4方案论证依据目标对南华车间作业计划的现状进行改善，并论证、评价新方案的合理性和可行性。起止时间：2009年02月17日至2009年6月14日共17周指 导 教 师签 字系 主 任签 字院 长签 字摘要 近几十年来，在生产管理领域，车间作业排序问题的研究取得了很大的进展。在车间生产管理的研究中，一般都是采取从日程安排入手的方法进行整体规划。即在有限资源范畴内，订立一个严格的计划和日程安排制度，这里的资源主要是指设备资源。 随着近代工业的产生、发展，生产计划与控制在企业中发挥着越来越重要的作用，本文介

3、绍的正是通过研究生产计划与控制这项基本智能，将各项生产要素组织成现实生产力，提高企业的经济效益。 本文在通过对车间作业计划排序、企业的车间作业体系的研究、车间作业控制、流程分析等方面以及对生产管理方面的研究来对企业的车间作业计划和控制进行研究并改善。 关键词：生产计划、车间作业计划、作业控制、流程分析ABSTRACTDuring recent decades, in the field of production management, shop scheduling research has made great progress. Production management in the

4、workshop of the study, are generally taken from the schedule starting with the overall planning of the method. That is, within the framework of limited resources, to establish a strict system of planning and scheduling, the resources here mainly refers to equipment resources.With the emergence of mo

5、dern industry, development, production planning and control in enterprises is playing an increasingly important role, this article is introduced by studying the production planning and control of the basic intelligence, the various factors of production will be organized into practical productive fo

6、rces to improve the economic efficiency of enterprises. In this paper, through the Job Shop Scheduling sort of an enterprise operating system of the workshop, workshop operations control, process analysis and production management research to the job shop business plan and conduct research and impro

7、ve control.Key words: Production Planning, Shop Scheduling, Operations Control, Process Analysis.目录第一章 绪论51 选题背景及意义52 本文研究内容53 南华老厂区布局改善9第二章 车间作业计划与控制介绍111 基本构架和目标112 车间作业计划的功能123 车间作业计划与控制的影响因素124 车间作业计划与控制的信息源13第三章 车间作业排序141 排序的目标142 排序和计划的关系143 排序问题的分类和表示法144 作业排序的约束条件155 作业排序的优先规则及其评价155.1 n个作业单

8、台工作中心的排序155.2 n个作业两台工作中心排序20第四章 南华车间作业计划编制与改善251 车间作业计划的编制方法252 主生产计划的编制253 物料需求计划编制264 车间作业计划编制285 南华车间作业改善研究29第五章 车间作业控制311 作业控制的基本概念312 车间控制的基本工具34第六章 南华车间工艺流程分析及流程程序分析361 工艺程序分析362 工序流程分析38第七章 南华车间作业计划与控制体系结构421 概念422 南华生产车间的特性433 南华公司生产计划体系结构434 南华车间生产控制结构研究45结束语48致谢49参考文献50第一章 绪论1 选题背景及意义选题背景：

9、生产计划与控制是研究如何将企业的生产要素合理配置、使用，以便高效的创造出产品和服务的一门学问。它是随着近代工业的产生、发展而成长起来的一门实践性很强的学科。企业正是通过生产计划与控制这项基本职能，将各项生产要素组织成现实生产力，按市场需求创造出物质产品和服务，并不断的提高企业的经济效益。 近年来，由于经济的迅速发展、技术的飞跃进步以及市场需求的日趋多样化，世界各国的产业结构发生了很大的变化，其中以各种服务为特征的第三产业在国民经济中多占的比重越来越大。原来在制造业处于主导地位的规模化大生产的生产方式则越来越不适应动态变化的市场需求，纷纷转向多品种中小批量生产的生产方式，这种变化对生产管理提出了

10、更加复杂和更高的要求，使得企业生产计划与控制的思想和方法遇到了前所未有的挑战和发展机遇，传统的生产方式和管理模式面临新的变革。必须寻求新的管理模式和管理方法。促使企业的生产与运作不断调整，从而形成效率更高、更灵活的生产系统。随着信息化技术的广泛应用，出现了在计算机系统支撑下的新型生产方式，如计算机集成制造系统，精益生产方式、敏捷制造、快速响应供应链模式、虚拟企业、大规模定制、世界级制造等。这样，又产生了在生产计划与控制工作中如何应用信息化技术来进行改善和创新的问题。选题意义：本文将从南华集团车间作业计划入手，对生产计划与控制应用进行分析，学会掌握生产计划与控制的基础理论与研究方法，并是增强科学

11、处理和解决生产系统实际问题的能力。2 本文研究内容（1）、南华股份有限公司概述 安徽皖南电机股份有限公司（AnHui Wannan Electric Machine Company）是安徽省机械系统重点企业，系安徽省电机行业最大的企业，1993年被原国家机械部列为定点生产单位。公司创建于1958年，位于皖东南泾县，地处黄山、齐云山、太平湖、九华山、太极洞等著名风景胜地的辐射中心，是全国最早试制并生产Y系列三相异步电动机的企业之一，1983年被机械部列为Y系列电机定点生产单位。40多年来，尤其是改革开放以来，经过迁址扩建和技术改造，现已成为拥有国内先进工艺和装备，具有较高管理水平的中型企业。20

12、02年8月改制为民营股份制企业。1993年起先后跻身“全国500家最大电器机械及器材制造企业”、“中国机械500强”、“中国电机20强”、“安徽机械工业50强企业”、“安徽民营企业50强企业”行列。公司具有年生产电动机500万千瓦的能力。自1992年以来，公司经济效益综合指数一直名列全国同行业前十位左右。以公司为核心带动周边28家机电生产企业形成的“皖南电机产业集群”，2005年又被批准为“安徽省中小企业促进工程产业集群”。 公司主导产品全部采用国际标准，并荣获采用国际标准产品标志证书。公司主要产品有：Y系列、Y2系列及其派生系列和中型高压、直流、尼玛（NEMA）标准共30多个系列，6000余

13、种规格电动机产品，以及IHS、IHF、FS系列氟塑料化工泵等产品。其中Y、Y2及其派生系列三相异步电动机获2005年度国家免检产品、690V及其以下中小型电机2006年度获中国名牌产品、“中国电机十佳名优品牌”、“质量检验稳定合格产品（1996年2006年）”等称号，Y、YD系列三相异步电动机获“安徽省及原国家机械部优质产品证书”、“安徽省名牌产品”、“全国质量稳定合格产品和全国质量服务信誉双保障产品”称号。Y、Y2、YD、YH、YCT、YZC、YEJ等11个系列通过CQC产品认证和3C认证，NEMA电机获得了加拿大EEV高效电机认证和CSA（US）认证，Y2系列、Z4直流电机通过CE认证。注

14、册商标“南华”牌、WNM，“南华”牌为安徽省著名商标。1997年12月，公司在安徽省同行业中首家获得国家ISO9001质量体系认证。 公司产品不仅行销国内20多个省、市（区），而且出口美国、加拿大、意大利、澳大利亚等国和东南亚地区，并在东北、华北、华东、华中、华南一带建有30多个销售分公司。公司一贯奉行“质量第一，信誉至上”的经营宗旨，不但为用户提供质量可靠的优质产品，而且提供优良的销售服务，在国内外用户中享有较高的声誉。（2）、南华集团行政组织机构 质量管理体系是质量管理持续改进其有效的思路，企业目标是主导产品一次交验合格率=98.78%，为了确保目标的实现，围绕企业的质量方针展开了一系列的

15、质量持续改进。目标实现的前提是组织职能与机构的落实。各部门职能分，如表1.2所示：表1.1 各部门质量职能及部门职能分配（注: 表示主责, 表示次要职责）门职能部市场调研产品开发产品设计标准化组织采购生产准备设备管理过程控制工艺控制检验试验计量管理包装储运销售运输售后服务教育培训质量活动公司总部企管处中心办设计处工艺处销售处客户服务中心成品库汽车队供应处物资总库生产处中间库质检处计量室型试室设备动力处财务核算处劳资处工会各分厂各车间各班组3 南华老厂区布局改善 原来的厂区布置图值班室职工食堂行政楼门卫处凉亭池塘线圈车间定子加工车间铸铝车间铸件存放处冲压车间卫生间成品区区质检中心及成品库大门总装

16、车间一总装车间二总装车间办公室转子加工区改善前质检图1.1原来的车间布局图主要是对车间布置做改善，避免迂回和交叉运输，可以将总装车间和转子加工区做一下调换。改进后的布局图如下：值班室职工食堂行政楼门卫处凉亭池塘线圈车间定子加工车间铸铝车间铸件存放处冲压车间卫生间转子加工区成品区质检中心及成品库总装车间总装车间一总装车间二办公室大门图1.2 改进后的车间布局图第二章 车间作业计划与控制介绍当物料需求计划已执行，并且经能力需求计划核准后确认生产能大满足负荷的要求时，就应根据物料的属性，生成生产作业计划或采购计划，其中生产作业计划以订单的形式下达到生产车间。在整个生产计划和控制系统中，生产作业控制是

17、将物料需求计划的结果转变成可执行的作业活动，包括订单的枯准，订单的排序，订单的调度，等侯线的管理和车间的控制等。在执行订单的过程中，还必须对执行订单中的状态进行跟踪，包括订单的各种例外报告，以保证订单按期按量完成。1 基本构架和目标基本构架车间作业控制活动是物料需求计划的执行层次，包括订单的排序，等候线的管理，输入输出的控制，订单的调度，生产活动的控制及反馈等。其结果要反馈至物料需求计划及细能力计划层次，以保证物料需求计划和纫能力计划的可行。车间作业计划与控制的基本架构如图21所示。物料需求计划订单的排序生产活动及反馈派工输入/输出控制等候线的管理细能力计划图2.1车间作业计划与控制的架构 车

18、间作业计划(scheduling)是安排零部件(作业、活动)的出产数量、设备，以及人工使用、投入时间及产出时间。生产控制是以生产计划和作业计划为依据，检查、落实计划执行的情况，发现偏差即采取纠正措施，保证实现各项计划目标。通过制订车间作业计划和进行车间作业控制，可以使企业实现如下目标： (1)满足交货期要求；(2)使在制品库存最小；(3)使平均流程时间最短；(4)提供准确的作业状态信息(5)提高机器人工的利用率；(6)减少调整准备时间；(7)使生产和人工成本最低。2 车间作业计划的功能 为保证在规定的交货期内提交满足顾客要求的产品，在生产订单下达到车间时，必须将定单、设备和人员分配到各工作中心

19、或其他规定的地方。典型的生产作业排序和控制的功能包括：决定订单顺序(Priority)，即建立订单优先级，通常称之为排序；对已排序的作业安排生产，通常称之为调度(Dispatch)，调度的结果是将形成的调度单分别下发给各个工作中心；输人输出(InputOutput)的车间作业控制。车间的控制功能主要包括：在作业进行过程中，检查其状态和控制作业的进度；加速迟缓的和关键的作业。 车间作业计划与控制是由车间作业计划员来完成的。作业计划员的决策取决于以下因素：每个作业的方式和规定的工艺顺序要求，每个工作中心上现有作业的状态，每个工作中心前面作业的排队情况，作业优先级，物料的可得性，当天较晚发布的作业订

20、单，工作中心资源的能力。3 车间作业计划与控制的影响因素 生产计划制订后，将生产订单以加工单形式下达到车间，加工单最后发到工作中心。对于物料或零组件来讲，有的经过单个工作中心，有的经过两个工作中心，有的甚至可能经过三个或三个以上的工作中心，经过的工作中心复杂程度不一，直接决定了作业计划和控制的难易程度的不同。这种影响因素还有很多，在作业计划和控制过程中通常要综合考虑下列因素的影响；作业到达的方式；车间内机器的数量；车间拥有的人力资源；作业移动方式；作业的工艺路线；作业在各个工作中心上的加工时间和准备时间；作业的交货期；批量的大小；不同的调度准则及评价目标。4 车间作业计划与控制的信息源 车间作

21、业计划和控制主要来自于车间计划文件和控制文件。计划文件主要包括：项目主文件，用来记录全部有关零件的信息；工艺路线文件，用来记录生产零件的加工顺序；工作中心文件，用来记录工作中心的数据。其中控制文件主要有：车间任务主文件，为每个生产中的任务提供一条记录；车间任务详细文件记载完成每个车间任务所需的工序；从工作人员得到的信息。第三章 车间作业排序1 排序的目标 当执行物料需求计划生成的生产定单下达至生产车间后，须将众多不同的工作，按一定顺序安排到机器设备上，以使生产效率最高。在某机器上或某工作中心决定哪个作业首先开始工作的过程，称为排序或优先调度排序，在进行作业排序时，需要用到优先调度规则。这些规则

22、可能很简单，它仅须根据一种数据信息对作业进行排序。这些数据可以是加工时间，也可以是交货期内货物到达的顺序。 作业排序的目标是使完成所有工作的总时间最少，也可以是每项作业的流程平均延迟时间最少，或平均流程时间最少。除了总时间最少的目标外，还可以用其他的目标来进行排序。车间作业排序通常要达到以下目标：满足顾客或下一道作业的交货期；极小化流程时间(作业在工序中所耗费的时间)；极小化准备时间或成本；极小化在制品库存；极大化设备或劳动力的利用。最后一个目标是有争议的，因为保持所有设备或员工一直处于繁忙的状态，可能不是在工序中管理生产中最有效的方法。2 排序和计划的关系 编作业计划与排序不是同义语。作业计

23、划是安排零部件(作业、活动)的出产数量、设备及人工使用、投入时间及出产时间，排序只是确定作业在机器上的加工顺序。可以通过一组作业的代号的排列来表示该组作业的加工顺序。而编制作业计划，则不仅包括确定作业的加工顺序，而且还包括确定机器加工每个作业的开始时间和完成时间。因此，只有作业计划才能指导每个工人的生产活动。 编制作业计划与排序的概念和目的都是不同的，但是，编制作业计划的主要工作之一就是要确定最佳的作业顺序，而且，在通常情况下部是按最早可能开(完)工的时间来编排作业计划的。因此，当作业的加工顺序确定之后，作业计划也就确定了。人们常常不加区别地使用“排序”与“编作业计划”。3 排序问题的分类和表

24、示法 作业的排序问题可以有多种分类方法，按机器的种类和数量，可以分为单台机器排序问题和多台机器排序问题；按加工路线的特征，可以分为单件车间排序问题和流水车间排序问题；按作业达到车间情况的不同，可以分为静态排序问题和动态排序问题；按目标函数，可以分为平均流程时间最短或误期完工的作业数最少；按参数的性质，可以分为确定型排序问题与随机型排序问题；按实现的目标，可以分为单目标排序和多目标排序。排序问题必须建立合适的模型，Con-way等人提出了排序问题的通用模型，即任何排序问题都可以用此模型描述，该模型是nmAB，其中n表示作业数量,n必须大于2，否则不存在排序问题；m表示机器数量，m等于l为单台机器

25、的排序问题，m大于1则为多台机器的排序问题；A表示车间类型(其中F表示流水车间排序，P表示流水车间排列排序问题，G表示单件车间)；B为目标函数，目标函数可以是单目标，也可以是多目标。4 作业排序的约束条件 它受到高层决策的两个约束：必须完成生产任务以及短期内生产资源的约束，因为扩充生产能力不在作业计划的权限之内，也不是短期就能够实现的；同时还要考虑制造工艺上的约束，不能违反作业的先后顺序及其他工艺上的强制性要求。至于操作人员缺勤、设备故障、材料脱节、在制品库存的时间和场地的限制等，不在这里考虑。5 作业排序的优先规则及其评价5.1 n个作业单台工作中心的排序当n个作业全部经由一台机器处理时，属

26、于n个作业单台工作中心的排序问题，即n/1问题，这里的作业可以理解为到达工作中心的工件。模型如图3.1所示，图中J表示作业（i=1，2，n）J1J2机器J3Jn图3.1 n个作业单个工作中心的排序n个作业单台工作中心的排序目标如下： (1)平均流程时间最短。平均流程时间即n个作业经由一台机器的平均流程时间。若已排定顺序，则任何一个作业，假设排在第k位，其流程时间其中表示作业i的加工时间；总的流程时间为全部作业的平均流程时间为相应的目标函数为min,即式中的分子最小故可以写为 (2)最大延迟时间、总延迟时间(或平均延迟时间)最小。单个工作中心的延期时间为如果以最大延迟时间为最小，则其目标函数为

27、（i=1，2，n）若以总延迟时间为最少，则目标函数为 min进行作业排序，需要利用优先调度规则，这些规则比较适用于以工艺专业化为导向的场所。优先规则通常以定量的数值来描述，常用的排序规则有以下几种：1. 作业排序的优先规则的介绍 （1）先到先服务规则（FCFS）（2）最短作业时间优先规则（S0T） （3）剩余松弛时间（STR）（4）每个作业的剩余松弛时间（STR/OP）（5）最早到期日（EDD）（6）紧迫系数（CR）（7）最少作业数（FO）。2. 优先规则的评价 上述排序的规则适用于若干作业在一个工作中心上的排序，这类问题被称为“n个作业单台工作中心的问题”或“nl问题”，理论上，排序问题的难

28、度随着工作中心数量的增加而增大，而不是随着作业数量的增加而增大，对n的约束是，它必须是确定的有限的数。下面以南华锻造车间来说明上述的排序规则。南华锻造车间一锻造机要生产 Y2 90S-2、Y2 802-6、Y2 100L-2、Y2 100S1-2、Y2 90S1-2这5种锻件，厂里下达的订单顺序为A、B、C、D、E 相关的数据如表3.1所列表3.1 订单的原始数据订单交货期（天）加工时间（天）剩余的制造提前期（天）作业数A7155B52.563C64.564D8572E92111分析：分别采用先到先服务规则、最短作业时间规则、最早到期日规则、剩余松弛时间规则、每个作业的剩余松弛时间规则、紧迫系

29、数规则、最少作业数规则进行排序，并对排序的结果进行比较分析。(1)先到先服务。订单按照到达的先后顺序决定优序到达的顺序为A，B， C，D，E。则总的流程时间为l+3.5+8+13+11=40.5(天)，平均流程时间=40.5/5=8.1(天)，计算结果如表3.2所列。表3.2 先到先服务的计算结果订单交货期（天）加工时间（天）作业数流程时间（天）延迟时间（天）A7150+1=1-6B52.531+2.5=3.5-1.5C64.543.5+4.5=82D8528+5=134E92113+2=156将每个订单的交货日期与其流程时间相比较，发现只有A和B订单能按时交货。订单C，D和E将会延期交货，表

30、中延迟时间为负的表示不会延迟，3个订单的延期时间分别为2，4和6天。总的延迟时间为2+4+6=12(天)，每个订单平均延迟时间为12/5=2.4(天)。(2)最短作业时间。订单加工顺序为：A，E，B，C，D。总的流程时间为：1+3+5.5+10+15=34.5(天)。平均流程时间为34.5/5=6.9(天)。A和E将准时完成，订单B，C和D将延迟，延迟时间分别是0.5，4和7天。总的延迟时间为：0+0+0.5+4+7=11.5(天)，每个订单平均延迟时间为11.5/5=2.3(天)。计算结果如表3.3所列。表3.3最短作业时间的计算结果订单交货期（天）加工时间（天）作业数流程时间（天）延迟时间

31、（天）A7150+1=1-6E9211+2=3-6B52.533+2.5=5.50.5C64.545.5+4.5=104D85210+5=157（3）最早到期日。订单加工顺序为：B,C,A,D,E。只有订单B按期完成，总的流程时间为：2.5+7+8+13+15=45.5（天），平均每个订单流程时间为45.5/5=9.1（天）。订单B按期完成，订单C,A,D和E将延迟，延迟时间分别为1，1，5和6。总的延迟时间为0+1+1+5+6=13（天），平均延迟时间为13/5=2.6（天）计算结果如表3.4所示表3.4 最早到期日的计算结果订单交货期（天）加工时间（天）作业数流程时间（天）延迟时间（天）B

32、52.530+2.5=2.5-2.5C64.542.5+4.5=71A7157+1=81D8528+5=135E92113+2=156（4）剩余松弛时间。订单加工顺序为：C,B,D,A,E。只有订单C按期完成，总的流程时间为：4.5+7+12+13+15=51.5（天），平均每个订单流程时间为：51.5/5=10.3（天）。订单B,D,A和E将延迟，延迟时间分别为2，4，6，6天总的延迟时间为0+2+4+6+6=18（天），平均延迟时间为18/5=3.6（天）。计算结果如表3.5所示表3.5剩余松弛时间的计算结果订单交货期（天）加工时间（天）松弛时间（天）流程时间（天）延迟时间（天）C64.5

33、1.54.5+0=4.5-1.5B52.52.54.5+2.5=72D8537+5=124A71612+1=136E92713+2=156 （5）每个作业的剩余松弛时间。订单的加工顺序为：C,D,A,B,E。只有订单C按期完成，总的流程时间为：4.5+7+8+13+15=47.5（天），平均每个订单的流程时间为：47.5/5=9.5（天）。订单B.A,D和E将延迟，延迟的时间分别为2，1，5和6天。总的延迟时间为0+2+1+5+6=14(天)，平均延迟时间为14/5=2.8计算 结果如3.6表所：表3.6每个作业剩余松弛时间的计算结果订单顺序加工时间（天）交货期（天）作业数松弛时间（天）每个作

34、业剩余松弛时间(天)流程时间（天）延迟时间（天）C4.5641.50.3754.5+0=4.5-1.5B2.5532.50.834.5+2.5=72A17561.27+1=81D58231.58+5=135E2917713+2=156 （6）紧迫系数。订单顺序为E,B,C,D,A.总的流程时间为2+4.5+9+14+15=44.5（天），平均每个订单的流程时间为44.5/5=8.9（天）。订单B和E能按期完成，订单C,D和A的延期时间分别为3，6和8天，总的延期时间为0+0+3+6+8=17（天），平均延迟时间为17/5=3.4（天）。计算结果如表3.7所列：表3.7紧迫系数计算结果订单顺序交

35、货期（天）加工时间（天）剩余的制造提前期（天）紧迫系数流程时间（天）延迟时间（天）E92110.820+2=2-7B52.560.832+2.5=4.5-0.5C64.561.004.5+4.5=93D8571.149+5=146A7151.4014+1=158 (7)最少作业数。订单的加工顺序为：E,D,B,C,A。只有订单E和D能按期完成，总的流程时间为：2+7+9.5+14+15=47.5（天）。平均每个订单的流程时间为：47.5/5=9.5（天）。订单B,C,A将延迟，延迟时间分别为4.5，8，8天，总的延迟时间为0+0+4.5+8+8=20.5（天）平均延迟时间为20.5/5=4.1

36、（天），计算结果如表3.8所列：表3.8 最少作业数计算结果订单顺序加工时间（天）交货期（天）作业数流程时间（天）延迟时间（天）E2910+2=2-7D5822+5=7-1B2.5537+2.5=9.54.5C4.5649.5+4.5=148A17514+1=158上述的七大原则的排序结果总结如表3.9所示：表3.9几种排序结果的对比排序规则订单顺序平均流程时间（天）平均延迟时间（天）LCLSA,B,C,D,E8.12.4SOTA,E,B,C,D6.92.3EDDB,C,A,D,E9.12.6STRC,B,D,A,E10.33.6STR/OPC,D,A,B,E9.52.8CRE,B,C,D,A

37、8.93.4FOE,D,B,C,A9.54.1由表可知，采用最短作业时间规则进行排序所获得的结果最好，对于“n/1”排序问题，无论是采用本范例中的评价指标还是采用如等待时间最小等其他指标，最短作业时间都能获得最佳的方案，所以，该规则被称为“在整个排序学科中最重要的念”。当然，最终采取什么样的排序方式，将取决于决策部门的目标是什么，通常的目标有：满足顾客或下一道工序作业的交货期；平均延迟的订单数最少；极小化流程时间(作业在工序中所耗费的时间)；极小化在制品库存；延迟时间极小化；极小化设备和工人的闲置时间。这些目标也不是绝对的，因为有的订单可能强调交货期，而有的订单可能对交货期的要求不高，有的则可

38、能强调设备的利用率，等等。完成这些排序的目标，还必须取决于设备及人员的柔性，而获得这种柔性则与作业方法的改善，设施规划，缩短作业交换期，员工的多能工的训练，制造单元技术，群组技术等相关。5.2 n个作业两台工作中心排序n/2排序问题的模型设有n个作业，加工过程经过两个工作中心A和B，并且所有作业的加工顺序都是先经过工作中心A，再到工作中心B，这种问题被称为“n/2”排序问题，可以用约翰逊(Johnson)规则或方法来进行排序。“n/2”排序问题的模型如图3.2所示。J1J2JnJ3。机器B机器A图3.2 n个作业两台机器的排序模型1、 n/2排序问题的描述约翰逊规则是由Johnson于1954

39、年提出的，其目的是极小化从第一个作业开始到最后一个作业结束的全部流程时间。Johnson规则可以描述为：设表示第i个作业在第j个机器上的加工时间，在所有的中，取其最小值，如果j=1，即表示该作业在机器1上的加工时间，最短的作业来自第1个工作中心，则应首先加工该作业，排序时排在最优，如果j2，则排序时把该作业放在后面，待该作业删除后，再重复上述步骤，直至所有作业排完为止。如果出现最小值相同的情况，则任意排序，即既可以尽量往前排义可以尽量往后排。2、 n/2排序问题的目标n个作业在两台机器上排序的目标是使最大完成时间(总加工周期)最短。的含义以甘特图的形式如下图所示。多台机器排序的目标一般也是使最

40、大完成时间(总加工周期)最短。可以将“n/2”排序问题用图3.3所示的甘特图来描述，在图中，可以很清楚地看出的构成。机器第一台机器的作业时间第二台机器的作业时间总加工周期时间图3.3 n/2问题的甘特图 对于n个作业在两台机器上的排序，须注意下列问题： (1)第1台机器为连续安排作业，无须等待时间，故闲置时间为零； (2)第l台机器的排序和第2台机器的排序结果相同，显而易见，如果第2台机器排序和第1台机器排序不一样，则势必会造成等待时间的增加，从而不能保证总的完成时间最小； (3)第2台机器的闲置时间是造成总时间增加的惟一因素，应尽量缩短这种闲置浪费时间； (4)最小所有作业完成总时间有时不一

41、定是惟一的一种排序结果，如果在排序时出现最小时间值相同的两个作业，则可任意选择其中的一种进行排序，这样就会造成不同的排序结果。 两台机器排序问题的扩展 一般情况下，当机器数为3台以上时，就很难找到最优解了，但是，对于n个作业由3台机器流水作业时，即n个作业均按相同的次序经过机器1，2和3，在满足某些条件后可以采用Johnson规则来解决问题。 设有3台机器A,B,C如果作业在3台机器上的加工时间满足以下条件，则可以转化为两台机器的排序问题：或者式中，表示任何第i项作业在机器1，2及3上的加工时间，上两式表示n项作业在机器2上的最大加工时间比在机器1或机器3上的最小加工时间还少，或二者相等，只是二者有其一即可。所以可以定义：将和看成是两台机器上第i个作业的加工时间，然后再用Johnson规则来排序。下面我们就具体的实例来说明下：南华轴承加工车间有5批不同的轴承需要加工，加工这5批轴承在3台机器上加工，所有轴承的加工均按照1、2、3的顺序在3台机器上加工，加工时间如表3.10所示。表3.10 5批轴承在3台机器上