机械工业生产作业计划与控制.ppt

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1、生产与运作管理生产与运作管理生产与运作管理生产与运作管理教辅材料教辅材料教辅材料教辅材料参考讲义参考讲义参考讲义参考讲义出版社：北京：机械工业出版社，出版社：北京：机械工业出版社，2009年年7月月编著者：陈志祥，李丽编著者：陈志祥，李丽本讲义由李丽老师制作，陈志祥教授审校本讲义由李丽老师制作，陈志祥教授审校 版权声明：本讲义只提供给购买与使用本教材的教师作为教学使用，未经允许不得转发给其他任何人第一页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审第第8章章 生产作业计划与控制生产作业计划与控制一、学习目标一、学习目标 1、了解作业计划的基础工作、了解作业计划

2、的基础工作期量标准的内容期量标准的内容 2、掌握作业排序的基本方法、掌握作业排序的基本方法 3、熟悉生产作业控制的内容与方法、熟悉生产作业控制的内容与方法、熟悉生产作业控制的内容与方法、熟悉生产作业控制的内容与方法二、内容提要二、内容提要 1、作业计划编制的工作基础期量标准、作业计划编制的工作基础期量标准 2、作业排序理论、作业排序理论、作业排序理论、作业排序理论 3、生产控制、生产控制第二页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥讲义制作：李丽，陈志祥审审引导案例：忙碌，不代表有效率 史黛西坐在会议桌旁，前面堆了一大堆文件，她手上拿着一张名单，似乎已经准备好应付围攻。她说：“对

3、，已经查出来了。事实上，昨天晚上我一直忙着追踪和查证这些资料。结果，我发现出问题的零件有三十种。”钟纳说：“你确定材料都发出去了吗？”“没错，”史黛西说，“他们已经根据时间表，把材料发出去了，但是在最后装配部还看不到这些零件，零件卡在新瓶颈那里了。”“等一等，你怎么知道那真的是瓶颈呢？”她说：“因为这些零件被耽搁了，我觉得一定是”第三页，编辑于星期五：十一点 二十分。第八章 生产作业计划与控制第一节 期量标准第二节 生产作业计划第三节 作业排序第四节 生产控制第五节 现场管理讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审第四页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：

4、李丽，陈志祥审第一节第一节 期量标准期量标准作业计划编制的工作基础作业计划编制的工作基础期量标准期量标准1.生产周期2.生产批量3.在制品定额第五页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审1.生产周期生产周期（1）单工序零件生产周期（2）零件生产周期（3）产品生产周期 第六页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥讲义制作：李丽，陈志祥审审（1）单工序零件生产周期单工序零件生产周期 第七页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥讲义制作：李丽，陈志祥审审应用范例应用范例8-1 假如某工厂的一个生产工序生产某一零件，单件生产时间

5、为15分/件，生产批量为2000件，该工序同时有3个工作地进行生产，每天采用两班工作制，每班工作8小时，零件加工的定额完成率为95%，生产准备与结束时间为30分钟。=10.9962（天）11天 第八页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审 （2）零件生产周期零件生产周期 第九页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审 （3）产品生产周期产品生产周期 产品是由多个零件装配而成，此时产品的生产周期就是零件投入到产品装配完成的所有过程的时间。如图8-1所示。产品装配零件1零件2组件1零件3组件2零件4零件5产品生产周期

6、图8-1 产品生产周期的构成过程第十页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥讲义制作：李丽，陈志祥审审2.生产批量生产批量（1）最小生产批量最小生产批量（2）经济生产批量生产批量第十一页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审（1）最小生产批量最小生产批量式中：为转批换产时间，为设备调整时间损失系数，零件单件加工时间。第十二页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审（2）经济生产批量）经济生产批量 A-换产设备调整的费用换产设备调整的费用N-生产总需求生产总需求C单位零件的生产成本单位零件的生产成本

7、i-零件的存储费用率（）零件的存储费用率（）第十三页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审 3.在制品定额在制品定额（1）工艺在制品（2）运输在制品（3）工序间流动占用在制品（4）保险在制品第十四页，编辑于星期五：十一点 二十分。第二节 生产作业计划生产作业计划编制的方法 在制品定额法 提前期法 生产周期法车间内部作业计划的编制讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审第十五页，编辑于星期五：十一点 二十分。在制品定额法Q 出=Q 后投+M 销+(Z 末定-Z 初库)Q 投=Q 本出+M 废+(Z 末定-Z 初库)讲义制作：李丽，陈志祥讲义制作：

8、李丽，陈志祥审审第十六页，编辑于星期五：十一点 二十分。提前期法 （1）车间计划期末应达到的累计生产和投入的号数 M 出=M 后出+T 出N 后 M 投=M 后出+T 投N 后 （2）计划期内应完成的出产量和投入量 出产任务量=期末出产累计编号-期初已出产累计编号 投入任务量=期末投入累计编号-期初已投入累计编号 （3）计算出产量和投入量（修正）讲义制作：李丽，陈志祥讲义制作：李丽，陈志祥审审第十七页，编辑于星期五：十一点 二十分。例题8-1讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审第十八页，编辑于星期五：十一点 二十分。生产周期法讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审第十九页

9、，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥讲义制作：李丽，陈志祥审审第三节第三节 作业排序理论作业排序理论 一、单台设备上的作业排序方法单台设备上的作业排序方法 二、水生产线作业排序方法二、水生产线作业排序方法 三、单件生产作业排序与任务分配作业排序与任务分配第二十页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审一、单台设备上的作业排序方法一、单台设备上的作业排序方法排序规则：（1）最短加工时间优先规则SPT(Shortest Processing Time)（2）最短交货期优先规则EDD(Earliest due date)（3）先到先加工规则F

10、CFS(First come first served)（4）最小松动时间优先规则STR（松动时间=交货期-加工时间）（5）临界比率最小优先规则（交货期减去当前日期除以作业时间）（6）综合规则（综合使用两种规则，如先按照交货期优先排序，然后按照最短加工时间优先的原则排序）（7）后到先加工规则（8）随机规则第二十一页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥讲义制作：李丽，陈志祥审审应用范例应用范例8-2 有6个工件需要在某台设备上加工，各工件的加工时间如表8-1所示（工件编号是工件达到工作地的先后次序）（当前日期为1）表表8-1 工件的加工时间与交货期工件的加工时间与交货期按照各原

11、则排序结果如表按照各原则排序结果如表82表表86所示。所示。工件编号i123456加工时间交货期7148121020210515618第二十二页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审表表8-2 按照先来先加工的规则排序按照先来先加工的规则排序注：总的拖期数是注：总的拖期数是5件，平均拖期时间为：（件，平均拖期时间为：（0+3+5+17+17+20）/6=10.33,平均流程时间：平均流程时间：(7+15+25+27+32+38)/6=24作业排序工件编号112233445566加工时间等待时间完成时间交货期拖期时间7071408715123101525

12、205225271017527321517632381820应用范例应用范例8-2第二十三页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审应用范例应用范例8-2表表8-3 按照最短加工时间优先规则排序按照最短加工时间优先规则排序注：总拖期数为注：总拖期数为3件，平均拖期时间为：（件，平均拖期时间为：（0+0+0+6+16+18）/6=6.33,平均流程时间：平均流程时间：(2+7+13+20+28+38)/6=18作业排序工件编号142536415263加工时间等待时间完成时间交货期拖期时间20210052715067131807132014682028121

13、61028382018第二十四页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥讲义制作：李丽，陈志祥审审应用范例应用范例8-2表表8-4 按照交货期优先规则排序按照交货期优先规则排序注：总拖期数为注：总拖期数为4件，平均拖期时间为：件，平均拖期时间为：0+0+3+7+10+18）/6=6.33,平均流程时平均流程时间：间：(2+10+17+22+28+38)/6=19.5作业排序工件编号142231455663加工时间等待时间完成时间交货期拖期时间202100821012071017143517221576222818101028382018第二十五页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲

14、义制作：李丽，陈志祥讲义制作：李丽，陈志祥审审应用范例应用范例8-2表表8-5 按照最小松动时间优先的次序排序按照最小松动时间优先的次序排序注：工件注：工件3和和5松动时间相等，采用随机规则，总拖期数为松动时间相等，采用随机规则，总拖期数为5件，平均拖期时间为：件，平均拖期时间为：（0+1+7+7+17+20）/6=8.86,平均流程时间：平均流程时间：(8+15+17+27+32+38)/6=22.83作业排序工件编号122134435566松动时间加工时间等待时间完成时间交货期拖期时间48081207781514182151710710101727207105273215171263238

15、1820第二十六页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥讲义制作：李丽，陈志祥审审应用范例应用范例8-2表表8-6 按照临界比率优先的次序排序按照临界比率优先的次序排序 注：总拖期数为注：总拖期数为5件，平均拖期时间为：（件，平均拖期时间为：（0+1+5+15+18+28）/6=11.16,平均流程时间：平均流程时间：(8+15+25+30+36+38)/6=25.33作业排序工件编号122133455664临界比率加工时间等待时间完成时间交货期拖期时间1.3758081201.8778151411.91015252052.85253015152.836303618184.52

16、36381028第二十七页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥讲义制作：李丽，陈志祥审审应用范例应用范例8-2表表8-7 各排序规则的结果比较各排序规则的结果比较排序方法总拖期工件数平均拖期时间平均流程时间先来先加工最短加工时间优先交货期优先最小松动时间优先临界比率优先5345510.336.336.338.8611.16241819.522.8325.55第二十八页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审二、流水生产线作业排序方法二、流水生产线作业排序方法1.Flow-shop排序问题的描述排序问题的描述2.多工件两台设备的排序问题算

17、法多工件两台设备的排序问题算法3.多工件多设备的排序问题启发算法多工件多设备的排序问题启发算法(略略)第二十九页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审1.Flow-shop排序问题的描述（续）排序问题的描述（续）假设：（1）一个工件不能同时在不同机器上加工。（2）工件在加工过程中采用平行移动方式（当上一道工序完成后立即进入下道工序）。（3）不允许中断，工件一旦进入加工状态，一直加工完成为止，中途不插入其他工件。（4）每道工序只在一台设备上加工。（5）工件数、机器数与加工时间已知。（6）每台设备同时只能加工一个工件。第三十页，编辑于星期五：十一点 二十分

18、。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审2.多工件两台设备的排序问题算法多工件两台设备的排序问题算法Johnson算法的基本步骤：（1）列出工件（编号为）在设备1和设备2上加工时间和，并用时间矩阵（表格）表示。（2）从加工时间和中找出最小加工时间。（3）如果最小加工时间出现在第1台设备，则对应的工件应尽可能往前排（先加工）。（4）如果最小加工时间出现在第2台设备，则对应的工件应尽可能往后排（后加工）。（5）从加工时间数据矩阵中删去已经排序的工件，重复以上过程，直到所有的工件排完为止。第三十一页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审应用范例应用

19、范例8-3 已经有6个工件需要在两台设备上加工的流水作业，单件加工时间矩阵如表8-8所示。应用Johnson算法确定最优解。表表8-8 加工时间矩阵加工时间矩阵1234568342761932105第三十二页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥讲义制作：李丽，陈志祥审审表表8-9 应用应用Johnson算法算法确定排序过程确定排序过程44245241524615243615243612512345645步骤排序结果备选方案 第三十三页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审应用范例应用范例8-3（续）（续）表8-9中的第2步，由于最小时

20、间是2，有两种可选的方案，即先选工件2和先选工件5，最后得出两种不同的排序结果：436152 或436125。两种排序的最长流程时间都是35。故两种排序都是最优的排序。第三十四页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审图8-2 排序结果的甘特图表示 M1M2181826293310162335排序（4-3-6-1-5-2）的甘特图32时间M1M21818263033101623293532排序（4-3-6-1-2-5）的甘特图时间第三十五页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥讲义制作：李丽，陈志祥审审三、单件生产作业排序与任务分配三、单

21、件生产作业排序与任务分配1.单件车间排序单件车间排序 2.任务分配第三十六页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥讲义制作：李丽，陈志祥审审1.单件车间排序单件车间排序单件生产作业排序问题是最复杂的一类排序问题。单件车间作业计划与流水车间的作业计划不同，由于工件的加工路线多样化，导致其作业排序的问题比流水作业排序问题复杂得多。用优化方法需要更长计算时间，因此一般也都用启发方法才更有实践应用价值第三十七页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审2.任务分配任务分配 假设有n份任务要分配给n个任务承担者（人或机器），用0-1整数规划方法表示，

22、任务分配问题的数学模型为：式中：为第 个任务承担者完成第 个任务的时间（或费用）。第三十八页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥讲义制作：李丽，陈志祥审审2.任务分配（续）任务分配（续）约束条件：（8-16）（8-17）（8-18）系数矩阵：第三十九页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审应用范例应用范例86有四项任务要在4个设备上加工，加工时间如表8-12所示。确定最优化的任务分配方案。表表8-12 任务加工时间表任务加工时间表任务设备J1J2J3J4任务设备J1J2J3J4M135710M35738M242148M484911第四

23、十页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥讲义制作：李丽，陈志祥审审应用范例应用范例86（续）（续）第四十一页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审第四节第四节 生产控制生产控制一、生产控制系统生产控制系统二、生产进度控制二、生产进度控制三、在制品管理三、在制品管理第四十二页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥讲义制作：李丽，陈志祥审审一、生产控制系统生产控制系统生产大纲与主计划物料需求计划作业计划计划层工作分配领料单操作规程进度表过程控制作业统计进度分析作业调整控制层计划执行信息反馈图8-4 生产计划与控制系统第四十

24、三页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审一、生产控制系统（续）生产控制系统（续）1.生产控制的层次性与集成性问题生产控制的层次性与集成性问题2.生产调度的有关问题生产调度的有关问题第四十四页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审1.生产控制的层次性与集成性问题生产控制的层次性与集成性问题生产控制分三个层次：（1）订货控制。（2）投料控制。（3）作业控制。第四十五页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审2.生产调度的有关问题生产调度的有关问题 （1）生产调度的任务（2）

25、生产调度的三大制度（3）生产调度的工作原则（4）生产调度的工作方法 第四十六页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审（1）生产调度的任务 1）检查生产作业计划的执行情况，掌握生产动态，及时采取必要的调整措施。2）检查生产作业的准备情况，督促和协调有关部门做好这方面的工作。3）根据生产需要，合理调配生产资源，保证各生产环节、各工作地协调进行生产。4）组织厂级和车间级的生产调度会议，协调车间之间、工段之间的生产进度。第四十七页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥讲义制作：李丽，陈志祥审审（2）生产调度的三大制度生产调度要坚持三大制度生产调

26、度要坚持三大制度1）值班制度。2）会议制度。3）报告制度。第四十八页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥讲义制作：李丽，陈志祥审审（3）生产调度的工作原则生产调度的工作原则生产调度的工作原则1）计划性原则。2）预见性原则。3）集中性原则。4）关键点原则。5）行动性原则。6）效率性原则。第四十九页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审二、二、生产进度控制生产进度控制1.进度控制的工作步骤进度控制的工作步骤2.作业进度控制中应注意的几个问题作业进度控制中应注意的几个问题第五十页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制

27、作：李丽，陈志祥审1.进度控制的工作步骤进度控制的工作步骤（1）生产进度统计（2）进度差异分析（3）作业调整调整作业计划的策略：1）改变作业顺序。2）安排加班。3）向其他生产环节求援。4）利用外协。第五十一页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥讲义制作：李丽，陈志祥审审表表表表8-13 8-13 车间作业进度统计表车间作业进度统计表车间作业进度统计表车间作业进度统计表 日期项目1234567891011计划日产量（台）实际日产量（台）日完成率（%）计划累计产量实际累计产量累计完成率12010083.312010083.312011595.824021589.612012010

28、036033593.112011091.648044592.71201251046005709512011898.372068895.6休息12512398.484581195.912512510097093696.5125120961095105696.412512499.21220118096.7实际累计量计划累计产量时间产量图8-5 生产进度的累计统计图第五十二页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审2.作业进度控制中应注意的几个问题作业进度控制中应注意的几个问题为了搞好生产进度控制，生产管理部门应注意如下几个方面的问题：（1）注意关键零件与关键

29、工序的进度的检查与监督。关键零件与关键工序是影响生产进度的主要环节，因此必须密切关注它们的进度。（2）搞好生产过程物资供应，确保物物资的准时供应。（3）做好生产作业统计工作，确保信息反馈及时与准确。（4）搞好生产现场管理，维持正常的生产秩序，使物流合理化。（5）掌握供需求变动的趋势，灵活调整作业计划。第五十三页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥讲义制作：李丽，陈志祥审审三、在制品管理三、在制品管理在制品管理主要应重点抓好如下几个方面的工作：（1）建立、健全在制品的收、发与领用制度；（2）正确、及时对在制品进行统计与核查；（3）合理存放与妥善保管在制品；（4）合理确定在制品管理的任务及分工。第五十四页，编辑于星期五：十一点 二十分。讲义制作：李丽，陈志祥审讲义制作：李丽，陈志祥审本本 章章 小小 结结本章讨论了制造业的作业计划与控制方法，第一节介绍了有关作业计划的基础性工作-期量标准问题，第二节，介绍了作业计划的理论基础-排序方法，主要介绍了单台设备排序与多台设备的流水作业排序问题，第三节介绍生产控制的方法，包括生产调度与进度控制等。第五十五页，编辑于星期五：十一点 二十分。