《排序与统筹》PPT课件.ppt
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1、第十一章第十一章 排序与统筹方法排序与统筹方法第十一章第十一章 排序与统筹方法排序与统筹方法11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型n车间作业计划 一个工厂生产工序的计划和安排。n能否在满足加工工艺流程前提下,通过各个零件在各台机床上加工次序上的合理安排,n使得完成这批零件加工任务所需总时间最少;n使得各加工零件在车间里停留的平均时间最短。11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型n一、一台机器、几个零件的排序问题一、一台机器、几个零件的排序问题11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型例:例:某车间有一台磨床
2、,现有六个零件都要求加工,某车间有一台磨床,现有六个零件都要求加工,按照什么样的加工顺序来加工这六个零件,才能使按照什么样的加工顺序来加工这六个零件,才能使它们在车间停留的平均时间最少?它们在车间停留的平均时间最少?零件零件加工时间加工时间(h)零件零件加工时间加工时间(h)11.840.922.051.330.561.511.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型n不管按什么顺序加工这六个零件,都需要不管按什么顺序加工这六个零件,都需要 8 小时小时。n由于各个零件加工时间不同,不同的加工顺序,使得这由于各个零件加工时间不同,不同的加工顺序,使得这六个零件在车间里的平均停留时间是不一
3、样的。六个零件在车间里的平均停留时间是不一样的。零件零件加工时间加工时间(h)零件零件加工时间加工时间(h)11.840.922.051.330.561.511.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型n按照某个加工顺序加工零件时,某个零件在车间的停留按照某个加工顺序加工零件时,某个零件在车间的停留时间应该等于在时间应该等于在它前面加工的各个零件的加工时间与这它前面加工的各个零件的加工时间与这一零件本身的加工时间之和一零件本身的加工时间之和。如果用如果用 P Pi i 表示安排在第表示安排在第 i i 位位加工的零件所需的时间加工的零件所需的时间,用用 T Tj j 表示安排在第表示安排
4、在第 j j 位位加工的零件总的停留时间加工的零件总的停留时间,则有则有11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型零件零件 加工时间加工时间Pi停留时间停留时间Tj零件零件 加工时间加工时间Pi停留时间停留时间Tj11.81.840.95.222.03.851.36.530.54.361.58 这样可以计算出按照 1、2、3、4、5、6 顺序加工零件,各零件在车间的停留时间,如表所示于是各零件平均停留时间为11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型 如果按照 3、2、4、5、6、1 顺序加工零件,也可以计算出各零件在车间的停留时间,如表所示于是各零件平均停留时间为零件零件
5、加工时间加工时间Pi停留时间停留时间Tj零件零件 加工时间加工时间Pi停留时间停留时间Tj30.50.551.34.722.02.561.56.240.93.411.8811.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型n不同加工顺序得到不同的各零件的平均停留时间,不同加工顺序得到不同的各零件的平均停留时间,n求一个使得各零件的平均停留时间最少呢?求一个使得各零件的平均停留时间最少呢?11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型 对对于于某某种种加加工工顺顺序序,安安排排在在第第 j j 位位加加工工的的零零件件在在车车间里总的停留时间为间里总的停留时间为T Tj j,具体表示如下:
6、,具体表示如下:零件零件 1 1:T T1 1=P P1 1零件零件 2 2:T T2 2=P P1 1+P P2 2零件零件 3 3:T T3 3=P P1 1+P P2 2+P P3 3零件零件 4 4:T T4 4=P P1 1+P P2 2+P P3 3+P P4 4零件零件 5 5:T T5 5=P P1 1+P P2 2+P P3 3+P P4 4+P P5 5零件零件 6 6:T T6 6=P P1 1+P P2 2+P P3 3+P P4 4+P P5 5+P P6 611.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型六个零件的总停留时间为:六个零件的总停留时间为:T1+T2
7、+T3+T4+T5+T6=6P1+5P2+4P3+3P4+2P5+P6;各零件的平均停留时间为各零件的平均停留时间为由由此此可可见见,要要使使各各个个零零件件平平均均停停留留时时间间为为最最少少,只只要要 6P1+5P2+4P3+3P4+2P5+P6 的值为最小即可。的值为最小即可。11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型要使要使6 6P P1 1+5 5P P2 2+4+4P P3 3+3+3P P4 4+2+2P P5 5+P P6 6 的值为最小。的值为最小。即将即将 P P1 1,P P2 2,P P3 3,P P4 4,P P5 5,P P6 6从小到大排序,较小的数对应
8、的零件先加工。从小到大排序,较小的数对应的零件先加工。11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型结论:结论:对于一台机器对于一台机器n 个零件的排序问题,个零件的排序问题,按照加工时间按照加工时间从少到多从少到多排出加工零件的顺序排出加工零件的顺序就能使各个零件的平均停留时间为最少。就能使各个零件的平均停留时间为最少。11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型例:例:某车间有一台磨床,现有六个零件都要求加工,某车间有一台磨床,现有六个零件都要求加工,按照什么样的加工顺序来加工这六个零件,才能使按照什么样的加工顺序来加工这六个零件,才能使它们在车间停留的平均时间最少?它们在车
9、间停留的平均时间最少?零件零件加工时间加工时间(h)零件零件加工时间加工时间(h)11.840.922.051.330.561.5从上述结论可知,按照3、4、5、6、1、2 顺序加工零件,可使各个零件的平均停留时间为最少。各零件平均停留时间为11.1车间作业计划模型车间作业计划模型零件零件 加工时间加工时间Pi停留时间停留时间Tj零件零件 加工时间加工时间Pi停留时间停留时间Tj30.50.561.54.240.91.411.86.051.32.722.08习题11.1车间作业计划模型车间作业计划模型11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型n一、一台机器、几个零件的排序问题一、一台
10、机器、几个零件的排序问题n二、两台机器,二、两台机器,n个零件个零件11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型例例 某工厂要做一些零件,这些零件要求先在车床某工厂要做一些零件,这些零件要求先在车床上车削,然后再在磨床上加工。上车削,然后再在磨床上加工。应该如何安排这五应该如何安排这五个零件的先后加工顺序才能使完成这五个零件的总个零件的先后加工顺序才能使完成这五个零件的总的加工时间为最少?的加工时间为最少?零件零件车床车床磨床磨床零件零件车床车床磨床磨床11.50.541.252.522.00.2550.751.2531.01.7511.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型解
11、:解:由于每个零件必须先进行车床加工,再进行磨床由于每个零件必须先进行车床加工,再进行磨床加工,所以加工,所以在车床上加工零件的顺序与在磨床上加工在车床上加工零件的顺序与在磨床上加工零件的顺序是一样的零件的顺序是一样的。11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型零件零件车床车床磨床磨床零件零件车床车床磨床磨床11.50.541.252.522.00.2550.751.2531.01.75 1 2 3 4 5车床磨床8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:0011.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型零件零
12、件车床车床磨床磨床零件零件车床车床磨床磨床11.50.541.252.522.00.2550.751.2531.01.75 1 2 3 4 51车床磨床8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:0011.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型零件零件车床车床磨床磨床零件零件车床车床磨床磨床11.50.541.252.522.00.2550.751.2531.01.75 1 2 3 4 512车床磨床8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:0011.1
13、 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型零件零件车床车床磨床磨床零件零件车床车床磨床磨床11.50.541.252.522.00.2550.751.2531.01.75 1 2 3 4 512 3 4 5车床磨床8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00共需要共需要1010小时小时11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型零件零件车床车床磨床磨床零件零件车床车床磨床磨床11.50.541.252.522.00.2550.751.2531.01.75 5 3 2 1 4车床磨床8:00 9:00 10:00 1
14、1:00 12:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:0011.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型零件零件车床车床磨床磨床零件零件车床车床磨床磨床11.50.541.252.522.00.2550.751.2531.01.75 5 3 2 1 4车床磨床8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00511.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型零件零件车床车床磨床磨床零件零件车床车床磨床磨床11.50.541.252.522.00.2550.751.2531.01.75 5 3 2 1
15、 412车床磨床8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00453共需要共需要9小时小时11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型 5 3 2 1 412车床磨床8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00453 1 2 3 4 512 3 4 5车床磨床8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:0011.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型 5 3 2 1 412车床
16、磨床8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00453 1 2 3 4 512 3 4 5车床磨床8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00n可知加工时间的延长主要是由于可知加工时间的延长主要是由于磨床的停磨床的停工待料工待料,n车床上加工时间越短的零件,越早加工,车床上加工时间越短的零件,越早加工,n磨床上加工时间越短的零件,越晚加工,磨床上加工时间越短的零件,越晚加工,11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型设设 a1,a2,an;和和
17、b1,b2,bn分别是零件分别是零件 1,2,n 在机器在机器 A 和和 B 上的加工时间,则使上的加工时间,则使得全部零件的得全部零件的总加工时间最短的排序算法总加工时间最短的排序算法为:为:1).找出加工时间找出加工时间 a1,a2,an,b1,b2,bn,中的中的最小数最小数。2).若最小数为若最小数为 ai,则将零件则将零件 i 排在第一位加工,并从零件集排在第一位加工,并从零件集合中去掉这个零件。合中去掉这个零件。3).若最小数为若最小数为 bj,则将零件则将零件 j 排在最后一位加工,并从零件排在最后一位加工,并从零件集合中去掉这个零件。集合中去掉这个零件。4).对剩下的零件重复上
18、述手续,直到零件集合为空集时停止。对剩下的零件重复上述手续,直到零件集合为空集时停止。11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型零件零件车床车床磨床磨床零件加工顺序零件加工顺序11.50.522.00.2531.01.7541.252.550.751.25若最小数为若最小数为 ai,则将零件则将零件 i 排在第一位加工;排在第一位加工;若最小数为若最小数为 bj,则将零件则将零件 j 排在最后一位加工。排在最后一位加工。11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型零件零件车床车床磨床磨床零件加工顺序零件加工顺序11.50.522.00.25第五第五31.01.7541.252
19、.550.751.25若最小数为若最小数为 ai,则将零件则将零件 i 排在第一位加工;排在第一位加工;若最小数为若最小数为 bj,则将零件则将零件 j 排在最后一位加工。排在最后一位加工。11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型零件零件车床车床磨床磨床零件加工顺序零件加工顺序11.50.5第四第四22.00.25第五第五31.01.7541.252.550.751.25若最小数为若最小数为 ai,则将零件则将零件 i 排在第一位加工;排在第一位加工;若最小数为若最小数为 bj,则将零件则将零件 j 排在最后一位加工。排在最后一位加工。11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计
20、划模型零件零件车床车床磨床磨床零件加工顺序零件加工顺序11.50.5第四第四22.00.25第五第五31.01.7541.252.550.751.25第一第一若最小数为若最小数为 ai,则将零件则将零件 i 排在第一位加工;排在第一位加工;若最小数为若最小数为 bj,则将零件则将零件 j 排在最后一位加工。排在最后一位加工。11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型零件零件车床车床磨床磨床零件加工顺序零件加工顺序11.50.5第四第四22.00.25第五第五31.01.75第二第二41.252.550.751.25第一第一若最小数为若最小数为 ai,则将零件则将零件 i 排在第一位加
21、工;排在第一位加工;若最小数为若最小数为 bj,则将零件则将零件 j 排在最后一位加工。排在最后一位加工。11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型零件零件车床车床磨床磨床零件加工顺序零件加工顺序11.50.5第四第四22.00.25第五第五31.01.75第二第二41.252.5第三第三50.751.25第一第一若最小数为若最小数为 ai,则将零件则将零件 i 排在第一位加工;排在第一位加工;若最小数为若最小数为 bj,则将零件则将零件 j 排在最后一位加工。排在最后一位加工。11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型 5 3 4 1 21 2车床磨床8:00 9:00
22、10:00 11:00 12:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00453零件零件车床车床磨床磨床零件加工顺序零件加工顺序11.50.5第四第四22.00.25第五第五31.01.75第二第二41.252.5第三第三50.751.25第一第一11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型 5 3 4 1 21 2车床磨床8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00453共需要共需要7小时小时11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型 以上介绍了求解以上介绍了求解一台机器一台机器 n
23、个零件个零件和和二台机器二台机器 n 个零件个零件的排序问题的算法。的排序问题的算法。在一般的车间作业计划问题中,在一般的车间作业计划问题中,有有 m 台机器台机器 n 个零件个零件,一般找不到类似的有效的求解算法,但可以用,一般找不到类似的有效的求解算法,但可以用求解求解整数规划整数规划的方法加以解决。的方法加以解决。习题 p279,211.1车间作业计划模型车间作业计划模型解:此题为两台机器,n 个零件模型,这种模型加工思路为:钻床上加工时间越短的零件越早加工,磨床上加工时间越短的零件越晚加工。根据以上思路,则加工顺序为:2,3,7,5,1,6,4。钻床的停工时间是:40.1。磨床的停工时
24、间是:42.6。第十一章第十一章 排序与统筹方法排序与统筹方法11.1 11.1 车间作业计划模型车间作业计划模型11.2 11.2 统筹方法统筹方法11.2统筹方法统筹方法一、导言一、导言用网络分析的方法编制的计划称为用网络分析的方法编制的计划称为网络计划网络计划。它是。它是二十世纪五十年代末发展起来的一种编制大型工程进度二十世纪五十年代末发展起来的一种编制大型工程进度计划的有效方法。计划的有效方法。1.1.基础来源于图论基础来源于图论2.2.前身是甘特图前身是甘特图11.2统筹方法统筹方法甘特图(甘特图(甘特图(甘特图(Gantt ChartGantt ChartGantt ChartGa
25、ntt Chart)1.1.对各项活动进行计划调度与控制对各项活动进行计划调度与控制2.2.简单、醒目、便于编制简单、醒目、便于编制3.3.横向表示时间,纵向表示活动横向表示时间,纵向表示活动4.4.各种图形符号各种图形符号x x活动活动开始时间开始时间结束时间结束时间工作量工作量目前进度目前进度甘特图的例子甘特图的例子分析分析设计设计实施实施验收与评价验收与评价11.2统筹方法统筹方法一、一、基本概念基本概念用网络分析的方法编制的计划称为用网络分析的方法编制的计划称为网络计划网络计划。它是。它是二十世纪五十年代末发展起来的一种编制大型工程进度二十世纪五十年代末发展起来的一种编制大型工程进度计
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