生产计划-生产作业计划与控制培训课件(ppt 42页)

第6章 生产作业计划与控制 6.1 生产作业计划 6.2 作业排序的理论与方法 6.3 生产作业控制 1企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 6.1 生产作业计划 6.1.1 生产作业计划的主要内容和作用 6.1.2 生产作业计划的期量标准 2企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 生产作业计划的主要内容和作用 主要内容： 把生产任务落实到执行人员、设备或工作中心或工作地上，并 且要避免资源负荷的超载，即要达到资源负荷的平衡，避免瓶 颈现象。 确定零部件的加工顺序。 按已经排好顺序的零部件安排到具体的工作中心或工作地或设 备上，即实际中的派工。 生产作业控制即车间控制，不断地检查任务的执行情况，检查 设备的负荷情况，及时为拖后的任务制定相应的赶工单，以保 证计划的如期完成。 根据设备运转的好坏和新指令的到来，不断地修订作业计划， 以适应变化。 控制作业过程中的质量问题。 3企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 作用： 生产作业计划是生产计划的继续、延伸和补充， 与生产计划构成一个紧密联系的体系。因此，没 有一个好的生产作业计划，就不可能保证很好地 实现主生产计划，特别对加工装配型企业。 具体地说，生产作业计划的主要作用可概括为两 个方面： 保证主生产计划规定的生产任务按期完成； 保证企业获取更好的经济效益。 4企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 生产作业计划的主要内容和作用（续） 生产作业计划的期量标准 生产作业计划工作由作业计划编制与作业控制 两部分组成。前者主要包括制定期量标准、开 展生产运作能力核算与平衡、编制各种形式的 生产作业计划等内容；后者主要包括生产运作 调度、生产运作作业统计与分析等内容。 期量标准是生产作业计划工作的重要依据，因 此也称生产作业计划标准。 期量标准按每种产品分别制定。 5企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 生产作业计划的期量标准（续） 批量和生产间隔期 生产间隔期又称生产运作重复期，是指相邻两 批相同制品投入或出产的时间间隔。 批量与生产间隔期有密切的关系，在确定其标 准时需要相互考虑： （1）以量定期法 最小批量=更换品种的设备调整时间/（设备调整允许损 失系数单件工序加工时间） （2）以期定量法 批量生产运作间隔期平均日产量 6企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 生产作业计划的期量标准（续） 生产周期 某种产品的生产周期是指从原材料投入开始到 产成品出产为止的全都日历时间。 生产过程组织的一个重要内容是时间组织，所 追求的目标就是提高时间利用率，缩短产品的 生产周期。 确定生产运作周期，一般首先根据生产运作流 程确定各工艺阶段的生产运作周期，然后以此 为基础确定产品的生产运作周期。 7企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 生产作业计划的期量标准（续） 生产提前期 生产提前期是指产品（毛坯、零件）在各生产环 节出产（或投入）的时间，比成品出产时间所要 提前的时间量。 8 产品生产周期 装配投入提前期 毛坯加工出产提前期 毛坯加 工周期 机械加工周期保险期保险期装配周期 机械加工投入提前期 毛坯加工投入提前期 生产周期与生产提前期的关系 企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 生产作业计划的期量标准（续） 生产提前期的制定，有两种不同的情况： 前后车间生产批量相等情况下提前期的制定 车间投入提前期=本车间出产提前期+本车间生产周期 车间出产提前期后车间投入提前期+保险期 前后工序车间生产批量不等时生产提前期的制定 车间出产提前期=后车间投入提前期+保险期+（本车间生 产间隔期后车间生产间隔期） 9企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 6.2 作业排序的理论与方法 6.2.1 排序的基本概念 6.2.2 排序问题的描述 6.2.3 排序问题的分类与表示方法 6.2.4 排序问题的求解 6.2.5 流水车间作业排序 6.2.6 单件车间作业排序 10企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 排序的基本概念 加工顺序：每台机器加工n个工件的先后顺序。 作业排序：确定工件在机器上的加工顺序。 编制作业计划：不仅确定工件的加工顺序，而且 还包括确定每个工件的开始时间和完成时间。 派工：按作业计划的要求，将具体的生产任务安 排到具体的机器上并交给相应的操作工人负责。 控制：监控实际生产过程，并使其和计划保证一 致的过程。 调度：在加工制造发生之后，发现实际进度已经 偏离计划而采取的调配资源的行动。 赶工：在实际进度已经落后于计划进度时采取的 追赶进度的行动。赶工属于调度的范围。 11企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 排序问题的描述 最初的排序研究与应用是加工制造企业， 一般使用机器、工件、加工路线、工序和 加工时间来描述一个排序作业的任务，即 假定有n个工件要按一定的加工路线经过m 台机器加工，其中加工路线是工件加工的 工艺过程决定的，是工件加工在技术的约 束，是工件所需要的加工工序的顺序。 排序就是确定这n个工件在m台机器上加工 的先后顺序。 12企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 排序问题的描述（续） 机器 只有一台机器的排序问题称为单机排序问题，否 则称为多机排序问题排序机器 单机柔性流 水作业 多机 平行机 同 速 机 恒 速 机 变 速 机 串联机 流 水 作 业 单 件 作 业 开 放 作 业 机器类型 13企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 排序问题的描述(续) 工件和工序 对不允许中断加工的情况来说，一个工件在一台机器 上连续加工的过程称为工序（operation）。 排序中的约束条件 加工时间 到达时间（arrival time）或就绪时间（ready time） 到达时间或就绪时间是工件已经准备好可以马上被加工的时间。 工件工期（due date）或截止期限（deadline） 工期表示对工件限定的完工时间，若不按期完工，就会受到一定 的惩罚。 工件权重（weight） 工件权重是相对于其他工件而言的工件的重要性程度。 14企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 排序问题的描述(续) 目标函数 最大完工时间或时间表长（schedule length，make-span） 加权流程时间（weighted flow time）和加权完工时间 最大延误时间（maximum lateness） 加权总误工（total weighted tardiness） 加权误工工件数（weighted number of tardy jobs） 15企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 排序问题的分类与表示方法 三参数表示方法 域表示机器的数量、类型和环境 域表示工件的性质、加工要求和限制，资 源的种类、数量和对加工的影响 域表示要优化的目标函数 16企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 排序问题的求解 可行排序与最优排序 排序问题是一类组合优化问题。由于在实际生产中，排序 问题中的机器、工序、资源都是有限的，绝大部分排序问 题是从有限个可行解中找出一个最优解，使目标函数达到 极小。 3种计划 半能动计划：各工序都按最早可能开工或完工时间安排的 作业计划。 能动作业计划：半能动计划中任何一台机器的每段空闲时 间都不足以加工一道加工工序。 无延迟作业计划：没有任何延迟现象出现的能动计划。 17企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 流水车间作业排序 时间表长的计算 对于给定 n 个工件、m 台机器的排列排序问 题， ，若工件顺序为 ， 则工件 在机器 上的完工时间 满足下 式： 18企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 流水车间作业排序(续） 问题 的排序算法 Johnson法则： ，则工件 应该 排在工件 之前，如果中间是等号，则可随意安 排。 Johnson步骤 工件分为两个子集 ，对于两个 工序加工时间相等的工件可以分在两个子集的任意一个 先将第一个子集 中的工件按第一台机器上加工时间 的不减顺序排列，再将第二个子集 中的工件按第二台 机器上加工时间 的不增顺序（LPT规则）排列。 19企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 流水车间作业排序(续） Palmer算法 Palmer于1965年对流水作业排序问题提出了按斜度指 标排列工件的启发式算法。该算法先定义工件的斜度 指标 ，然后将各工件按其斜 度指标不增进行排序。 20企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 流水车间作业排序(续） CDS算法 Campbell等人于1970年对流水作业排序问题提 出了一个基于Johnson算法的启发式算法，该 算法先产生m-1个排列，然后从中选优。 先定义 。 依次令i=1,2,m-1 ，可以得到m-1组 和 ， 将每一组值看成是分别在两个机器上的加工时 间，根据Johnson算法可以求得一个排序，共 可得到m-1个排序，从中优选。 21 流水车间作业排序(续） 关键工件法 陈荣秋于1983年对流水作业排序问题提出了一个 基于关键（最长加工时间）工件的启发式算法， 其步骤如下： 计算每个工件的总加工时间 ，找出 加工时间最长的工件 ，将其作为关键工 件； 对于余下的工件，若 ，则按 不减的顺序排 列成一个序列 ；若 ，则按 不增的顺序 排列成一个序列 ， 即为所得排序 。 22企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 流水车间作业排序(续） Gupta算法 Gupta于1987年对流水作业排序问题提出了另一个 启发式算法。该算法先对工件定义其优先因子： 其中， ，然后将工件按优先因子的 不增顺序排列。 23企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 单件车间作业排序 两台机器的单件作业排序 ，常用的是 Jackson算法。 把工件按工序情况分为4个子集 ，分别表示只 在机器1上加工的工件、只在机器2上加工的工件、先在机器 1再在机器2上加工的工件、先在机器2再在机器1上加工的工 件。 中的工件在机器1、2上按流水作业排序问题 排序， 中的工件在机器2、1上按流水作业排序问题的排序。 全部工件在机器1上的加工次序为 ，在机器2上的 加工的次序为 ，其中 和 在第2步中已经排 好序，其他两个子集中工件任意排序。 24企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 单件车间作业排序(续) 一般单件车间作业排序 的启发式算法 能动作业计划算法 无延迟作业计划算法 3类启发式算法 优先调度法则 随机抽样法 概率调度法 25企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 6.3 生产作业控制 6.3.1 生产作业控制的基本概念 6.3.2 生产作业控制的主要内容 6.3.3 生产作业控制与调度 6.3.4 常见生产作业控制方法 26企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 生产作业控制的基本概念 实行生产作业控制的原因 生产环境发生了变化 计划的失误 执行的原因 扰动因素的影响 27企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 生产作业控制的基本概念（续） 控制系统的组成要素 控制对象 控制目标 控制主体 生产作业控制的程序 制定生产作业监控体系 监控实际生产过程 评估偏差情况 采取纠偏措施 28企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 生产作业控制的功能 为每个车间的工单指派优先级 维护车间在制品数量信息 将车间工单信息传送到相应办公室 提供实际产出数据来为能力控制服务 根据车间工单对机位的要求，为在制品库 存管理提供数量信息 测量人员和设备的效率、利用率和产量 29企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 生产作业控制的主要工具 调度单 是工人每天加工的依据，一般应该每天都要生成一次。 日报、月报 统计当日或当月的生产情况，通常包括按期完工的作业数量 和比例、赶工完成的作业数量和比例、延期并未完工的作业 数量和比例、返工情况和废品情况等。 例外报告、异常报告 例外报告是指生产环境发生了预想不到的情况；而异常报告 是指在生产过程中发现一些有可能影响计划执行的现象。 输入/输出报告 生产主管用以监控每个生产单位（工作中心或工段或班组） 的工作负荷与其最大负荷之间关系的报告。 30企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 漏斗模型 德国汉诺威大学的Bechte和Wiendall等人于20世纪80年 代初在实施输入/输出控制时提出了漏斗模型（funnel model）。 漏斗模型的基本原则 工作中心的输入永远不能超过工作中心的输出。 在实际生产中，一台机床、一个工作中心、一个车间 乃至一个工厂，都可以看成一个漏斗。 漏斗的输入，可以是上道工序转入的加工任务，也可 以是来自用户的订单。 而漏斗的输出，可以是某已经完成加工的零部件，也 可以是完成了的可以交付的成品。 而漏斗中的液体，则表示在制品或累积的任务，液体 的量表示在制品的量。 31企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 一个工作地的漏斗模型 32 输入速率 新订单 未计划订单 输出已完 成订单 在制品 （负荷 ） 时间（日 ） 观察期 产 出 量 平均生产率 平均通过时间 输出 输入 负 荷 界 平均在制品库存 负荷（小时 ） 企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 漏斗模型（续） 实际控制过程中，可以采用以下4个规则来调 整输入、输出、在制品库存和通过时间： 若希望保持在制品库存稳定，就要使单位时间内 的平均输入等于平均输出。 若希望改变在制品库存量，可暂时增加或减少输 入。如增加输入，在制品量将上升，否则下降。 若希望平均通过时间在所控制的范围内，则应适 当调整平均在制品库存与生产率的比例。 要使各个工件的平均通过时间稳定，可以采用 FIFO规则来安排各工件的加工顺序。 33企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 生产作业控制的主要内容 生产进度控制 生产预计分析 差额推算法 相关推算法 生产均衡性控制 图表法 均衡系数法 进度分段均衡率 生产成套性控制 线性规划方法 甘特图法 34企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 生产作业控制的主要内容（续） 在制品控制 车间在制品控制 轮班任务报告 加工路线单 单工序工票 库存半成品控制 库存半成品的控制主要是通过半成品出入库台账及其他凭 证进行。 在制品管理的主要措施 建立健全在制品的收发领用制度； 正确及时地对在制品进行记账核对； 必须合理存放和妥善保管在制品； 合理确定在制品管理的任务及分工。 35企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 生产作业控制的主要内容(续) 设备维修 是对机器设备、生产设施等制造系统硬件的控制。 其目的是尽量减少并及时排除物资系统的各种故障，使 系统硬件的可靠性保持在一个相当高的水平。 成本控制 生产过程前的成本控制，主要是在产品设计和研制过程 中； 生产过程中的成本控制，主要是对日常生产费用的控制。 数量控制 数量控制是对产品及零部件的生产数量进行控制。 不得少于计划数量； 不得多于计划数量； 要进行配套生产。 36企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 生产作业控制与调度 调度工作的组织机构 采用三级管理体制，即厂部、车间和工段。 厂部调度工作机构 车间调度工作机构 工段生产调度人员的配备 生产调度工作的分工 厂级调度部门配备的调度员是根据生产的具体情况， 负责领导生产调度工作。 按生产单位分工 按产品对象分工 按工作内容分工 综合分工 37企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 前馈控制和反馈控制 事后控制 事后控制方式是指根据当期生产结果与计划目标的分 析比较，提出控制措施，在下一轮生产活动中实施控 制的方式。 控制的重点是今后的生产活动。 其控制思想是总结过去的经验与教训，把今后的事情 做得更好。 38 控制对象 控制目标 控制主体 信息收集 随机干扰 输入 输出 反馈过程示意图 企业生产与物流管理 马士华 林 勇 编著 前馈控制和反馈控制（续） 事中控制 一种对进行中的生产系统进行日常性控制的控 制方式。 事中控制方式是利用反馈信息实施控制的。 事中控制方式的