[精选]生产作业计划与控制29529.pptx
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1、 第十章第十章 生产作业计划与控制生产作业计划与控制Q C DQ C D把企业自加工工件的生产计划转变为每把企业自加工工件的生产计划转变为每个班组、人员、每台设备的工作任务。个班组、人员、每台设备的工作任务。即具体地确定每台设备、每个人员每天即具体地确定每台设备、每个人员每天的工作任务和工件在每台设备上的加工的工作任务和工件在每台设备上的加工顺序,这一过程就称为顺序,这一过程就称为作业排序。作业排序。作业排序要解决先加工哪个工件、后加作业排序要解决先加工哪个工件、后加工哪个工件的加工顺序问题,还要解决工哪个工件的加工顺序问题,还要解决同一设备上不同工件的加工顺序问题。同一设备上不同工件的加工顺
2、序问题。第一节第一节 作业排序的基本概念作业排序的基本概念 一、作一、作业计业计划与排序划与排序 排序排序是确定工件在机器上的加工顺序。作业计划作业计划不仅包括确定工件的加工顺序,还包括确定机器加工每个工件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和生产活动。在编制作业计划时,有时一个工件的某道工序完成之后,执行它下一道工序的机器还在加工其他工件,这时,工件要等待一段时间才能开始加工,这种情况称为“工件等待工件等待”。有时,一台机器已经完成对某个工件的加工,但随后要加工的工件还未到达,这种情况称为“机器空闲机器空闲”。由于编制作业计划的关键是要解决各台机器上工件的加工顺序问题加工
3、顺序问题,而且,在通常情况下都是按最早可能开(完)工按最早可能开(完)工时间时间来编制作业计划。因此,当工件的加工顺序确定之后,作业计划也就确定了。所以,人们常常将排序与编制作业计划这两个术语不加区别地使用。二、作业排序问题的分类二、作业排序问题的分类排序问题有不同的分类方法。在制造业领域和服务业领域中,有两种基本形式的作业排序:劳动力作业排序劳动力作业排序,主要是确定人员何时工作;生产作业排序生产作业排序,主要是将不同工件安排到不同设备上,或安排不同的人做不同的工作。三、排序问题的目标函数三、排序问题的目标函数生产日程计划编制质量的好坏,将直接影响:(1)能否保证按时交货;(2)可否减少工件
4、在工序间的等待时间,能否缩短工件的生产周期和减少在制品占用量;(3)可否减少设备的闲置时间,提高设备利用率。1 1、以按时交货作为目标函数、以按时交货作为目标函数这类目标函数主要有平均延迟时间:最大延误时间:TmaxmaxTi有时还以延误的工件数为目标函数n误 2 2、以工件的完工时间和工件的、以工件的完工时间和工件的流程时间为目标函数流程时间为目标函数这类目标函数主要有最长完工时间:CmaxmaxCi;最长流程时间:FmaxmaxFi;平均完工时间:平均流程时间:设备的闲置时间I及平均闲置时间:四、作业排序方案的评价标准四、作业排序方案的评价标准(1 1)工工件件流流程程时时间间 从从工工件
5、件可可以以开开始始加加工工(不不一一定定是是实实际际的的开开始始时时间间)至至完完工工的的时时间间。它它包包括括在在各各个个机机器器之之间间的的移移动动时时间间、等等待待时时间间、加加工时间以及由于机器故障、部件无法得到等问题引起的延迟时间等。工时间以及由于机器故障、部件无法得到等问题引起的延迟时间等。(2 2)全全部部完完工工时时间间 完完成成一一组组工工作作所所需需的的全全部部时时间间。它它是是从从第第一一个个工工件件在在第第一一台台机机器器开开始始加加工工时时算算起起,到到最最后后一一个个工工件件在在最最后后一一台台机机器器上上完成加工时为止所经过的时间。完成加工时为止所经过的时间。(3
6、 3)延延迟迟 可可以以用用比比预预定定完完工工时时间间延延迟迟了了的的时时间间部部分分来来表表示示,也也可可以以用未按预定时间完工的工件数占总工件数的百分比来表示。用未按预定时间完工的工件数占总工件数的百分比来表示。(4 4)在在制制品品库库存存 一一个个工工作作正正从从一一个个工工作作地地移移向向另另一一个个工工作作地地,由由于于一一些些原原因因被被拖拖延延加加工工,正正在在被被加加工工或或放放置置于于零零件件库库中中,都都可可被被看看作作是是在在制制品品库库存存。它它是是在在途途库库存存的的一一个个例例子子,但但其其物物料料项项目目是是制制造造出出来来的的,而而不不是是购购买买来来的的。
7、这这种种度度量量标标准准可可以以用用工工件件个个数数、其其货货币币价价值值或或可可供供应应的周数来表示。的周数来表示。(5 5)总库存)总库存 计划入库量和现有库存量的总和为总库存量。计划入库量和现有库存量的总和为总库存量。(6 6)利用率)利用率 用一台机器或一个工人的有效生产时间占总工作时间用一台机器或一个工人的有效生产时间占总工作时间的百分比来表示。的百分比来表示。五、优先调度规则五、优先调度规则 所谓调度方法,所谓调度方法,就是运用若干预先规定就是运用若干预先规定的的优先顺序规则优先顺序规则,顺次决定下一个应被加,顺次决定下一个应被加工的工件的工的工件的排序方法排序方法。(1 1)FC
8、FSFCFS(first first come come first first servedserved)最最短短加加工工时时间间优先规则优先规则 优先选择最进进入可排序集合的工件。优先选择最进进入可排序集合的工件。(2 2)EDDEDD(earliest earliest due due datedate)规规则则 优优先先选选择择完完工工期期限最紧的工件。限最紧的工件。(3 3)SPTSPT(shortest shortest processing processing timetime)规规则则 优优先先选选择加工时间最短的工件。择加工时间最短的工件。(4 4)SCRSCR(small
9、est smallest critical critical ratioratio)规规则则 优优先先选选择择临临界界比比最最小小的的工工件件。临临界界比比为为工工作作允允许许停停留留时时间间和和工工件件余余下下加加工工时时间间之之比比。临临界界比比率率=(交交货货期期-当当前前日日期期)/作业时间作业时间(5 5)MWKRMWKR(most most work work remainingremaining)规规则则 优优先先选选择择余余下加工时间最长的工件。下加工时间最长的工件。(6 6)LWKRLWKR(least least work work remainingremaining)规
10、规则则 优优先先选选择择余余下加工时间最短的工件。下加工时间最短的工件。(7 7)MOPNRMOPNR(most most operations operations remainingremaining)规规则则 优优先先选择余下工序数最多的工件。选择余下工序数最多的工件。(8 8)RANDOMRANDOM规则规则 随机地挑选下一件工件。随机地挑选下一件工件。第二节第二节 制造业作业排序制造业作业排序 作业排序是作业计划的基础。合理的作业作业排序是作业计划的基础。合理的作业排序,可以:排序,可以:缩短生产周期,提高按时交货的能力;缩短生产周期,提高按时交货的能力;充分利用设备能力,提高生产资
11、源利用率;充分利用设备能力,提高生产资源利用率;减少在制品数量,提高资金周转率。减少在制品数量,提高资金周转率。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 【例【例4-1】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41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)。采用不同的排序方法进行排序.见表82至表85。排序结果比较见表86。表表81 工件的加工时间与交货期工件的加工时间与交货期工件编号工件编号i i1 12 23 34 45 56 6加工时间加工时间交货期交货期7 714148 81212101020202 210105 515156 61818表表8
12、 82 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 作业排序作业排序工件编号工件编号112233445566加工时间加工时间等待时间等待时间完成时间完成时间交货期交货期拖期时间拖期时间7071408715123101525205225271017527321517632381820 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=103平均流程时间:平均流程时间:(7+15+25+27+32+38)/6=24 表表8 83 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 作业排序作业排序工件编号工件编号1
13、14 42 25 53 36 64 41 15 52 26 63 3加工时间加工时间等待时间等待时间完成时间完成时间交货期交货期拖期时间拖期时间2 20 02 210100 05 52 27 715150 06 67 7131318180 07 71313202014146 68 8202028281212161610102828383820201818 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)/66.33,平均流程时间:平均流程时间:(2+7+13+20+28+38)/618。表表8 84 4 按照交货期优先规则排序按照交货期优先规
14、则排序 作业排序作业排序工件编号工件编号1 14 42 22 23 31 14 45 55 56 66 63 3加工时间加工时间等待时间等待时间完成时间完成时间交货期交货期拖期时间拖期时间2 20 02 210100 08 82 2101012120 07 71010171714143 35 51717222215157 76 6222228281818101010102828383820201818注:总拖期数为注:总拖期数为4 4件,平均拖期时间为:件,平均拖期时间为:(0+0+3+7+10+180+0+3+7+10+18)/6/66.336.33,平均流程时间:平均流程时间:(2+10+
15、17+22+28+382+10+17+22+28+38)/6/619.519.5。表表8 85 5 按照临界比率优先的规则排序按照临界比率优先的规则排序 作业排序作业排序工件编号工件编号1 12 22 21 13 33 34 45 55 56 66 64 4临界比率临界比率加工时间加工时间等待时间等待时间完成时间完成时间交货期交货期拖期时间拖期时间1.3751.3758 80 08 812120 01.871.877 78 8151514141 11.91.910101515252520205 52.82.85 525253030151515152.832.836 63030363618181
16、8184.54.52 23636383810102828注:总拖期数为注:总拖期数为5 5件,平均拖期时间为:件,平均拖期时间为:(0+1+5+15+18+280+1+5+15+18+28)/6/611.1611.16,平均流程时间:平均流程时间:(8+15+25+30+36+388+15+25+30+36+38)/6/625.3325.33。表表8 86 6 各排序规则的结果比较各排序规则的结果比较 排序排序方法方法总拖期总拖期工件数工件数平均拖平均拖期时间期时间平均流平均流程时间程时间先来先加工先来先加工最短加工时间优先最短加工时间优先交货期优先交货期优先临界比率优先临界比率优先5 53
17、34 45 510.3310.336.336.336.336.3311.1611.162424181819.519.522.5522.55最短加工时间优先是最好的规则,因为其拖期数,平均拖期时间,最短加工时间优先是最好的规则,因为其拖期数,平均拖期时间,平均流程时间都是最小的,第二是交货期优先规则,第三是先来先平均流程时间都是最小的,第二是交货期优先规则,第三是先来先加工规则,第四临界比率优先规则。加工规则,第四临界比率优先规则。二、流水作业排序方法二、流水作业排序方法流水作业排序问题的基本特征是每个工件的加工每个工件的加工路线都一致。路线都一致。在流水生产线上制造不同的零件,遇到的就是流水作
18、业排序问题。加工路线一致,是指工件的流向一致流向一致,并不要求每个工件必须经过加工路线上每台机器加工。如果某些工件不经某些机器加工,则设相应的加工时间为零。流水作业排序问题的表示方法流水作业排序问题的表示方法n/m/A/B其中n代表工件数;m代表机器数;A是代表排序的类型,在A的位置若标以“F”,则代表流水型排序,若标以“P”,则是流水型排序中的同顺序排序。在A的位置标以G,是表示非流水型排序。B代表目标函数,(一)、(一)、n/2/F/F n/2/F/Fmaxmax问题的最优算法问题的最优算法JohnsonJohnson算法:算法:(1)从加工时间矩阵中找出最短的加工时间。(2)若最短的加工
19、时间出现在M1上,则对应的工作尽可能往前排;若最短加工时间出现在M2上,则对应工件尽可能往后排。然后,从加工时间矩阵中划去已排序工件的加工时间。若最短加工时间有多个,则任挑一个。(3)若所有工件都已排序,停止。否则,转步骤(1)。【例4-2】:求下表所示的6/2/F/Fmax问题的最优解。i123456M1M2571282543744求解过程可简单表示如下:求解过程可简单表示如下:将工件2排第1位 2将工件3排第6位 2 3将工件5排第2位 2 5 3将工件6排第3位 2 5 6 3将工件4排第5位 2 5 6 4 3将工件1排第4位 2 5 6 1 4 3 最优加工顺序为最优加工顺序为S S
20、(2,5,6,1,4,32,5,6,1,4,3)。求得最优顺)。求得最优顺序下的序下的F Fmaxmax2828。F Fmaxmax的计算方法的计算方法i12345Pi1Pi2Pi3Pi499615217118514722830939216830104012521531536747860334440956565(二)、一般(二)、一般n/m/P/Fn/m/P/Fmaxmax问题问题的启发式算法的启发式算法 第三节第三节 生产作业控制生产作业控制 一、生产作业监控系统一、生产作业监控系统 生产作业监控系统主要依据是生产作业生产作业监控系统主要依据是生产作业计划。计划。生产作业准备生产作业准备检查
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- 精选 生产 作业 计划 控制 29529
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