制造业的作业计划与控制

1、第九章制造业的作业计划与控制教学要求：通过本章教学，使学生了解排序的相关概念 ，掌握流水作业的排 序问题，了解单间作业的排序问题。内容结构：? 9.1排序问题的基本概念? 9.2流水作业排序问题? 9.3单件作业排序问题本章重点：?两台机器的流水作业排序问题?三台机器的流水作业排序问题本章难点：?三台机器的流水作业排序问题本章教学进度：4课时教学设计：? 课程导入-银行叫号排队？? 知识点引出-库存的作用？如何进行排序？? 知识点讲解-排序的概念、流水作业排序、单件作业排序? 知识练习-定量方法的运用教学方法：教师讲授、辅以课堂练习主要讲授内容：订单市场分析需求预测生产计划-生产系统选址和布置

2、战略管理文化管理第一节排序问题的基本概念一、作业计划与作业排序生产作业计划的主要任务是将主生产计划或 MRP中的零部件投入出产计 划细化，他是MRP的具体执行计划，具体、详细地规定了各车间、工段、班组 以至每个工作地在较短的时间内（月、旬、周、日、轮班、小时）的生产运作任 务?作业计划是安排零部件（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，给出零部件在一台或一组设备上加工的先后顺序的工作。?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出最佳的作业顺序。二、排序的相关概念排序：就是指对于等候某个设备或工作中心加工的多个任务，

3、确定这些任务 加工的先后次序。调度:是作业计划编制以后是生产控制的一切行动派工:在作业计划制定以后，按照作业计划的要求，将具体生产任务通过工 票或施工单的形式下达到具体的机床和工人。赶工：是在实际季度已经落后于计划进度时采取的行动机器：服务者零件：服务对象加工路线：由加工工艺过程决定（既定的）加工顺序：每台机器加工N个零件的先后顺序（是待解决的问题）n个零件在机器上加工，则零件是工件，设备是机器；工人维修设备，出故障的设备是工件，工人是机器。三、排序的重要性在排序不恰当的车间，经常会出现彳业等待时间占总生产周期的 95%,从 而造成一个较长的工作流周期，再加上库存时间和其他时间，就会使现金流周

4、期 长工作流相当于现金流，而作业排序是整个过程的核心。作业排序是安排作业 的活动、资源使用或配置设施的时间表排序的目标：?满足交货期? 极小化提前期? 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 四、排序问题的分类按机器排 序 问 题 分 类单台机器排序问题一单件作业捧帕题.多台机器排序问题.岫作“声前静态的排序问题核零件到达车间的情况1L动态的排序问题按目标函数的性质分类确定型排序问题技参数j随机型排序问题五、排序问题的参数表示方法n/m/A/B其中，n零件数m机器数A车间类型m 1,为空白m 1时如果为“F”，表示流水线作业排 序问题如果为“P”，表示流水线作业排

5、列排序问题如果为“G”，表示一般单件作业排序问题B目标函数，通使其值 最小六、假设条件? 一个工件不能同时在几不同的机器上完成?工件在加工过程中采取平行移动方式不得中途?不允许中断：一个工件一旦开始加工，就必须一直进行到完工, 停止插入其他工件?每道工序只在一台机器上完成?工件数、机器数和加工时间已知，加工时间与加工顺序无关?每台机器同时只能加工一个工件第二节流水作业排序问题一、加工周期的计算1、问题的描述和表示?描述：n个不同零件要按相同的加工路线经过 m台机器加工，目标是使这 批零件的加工周期最短（加工路线确定，对不同的零件，根据目标求各个零件的加工次序）?表示 n/m/p/ Fmax2、

6、求解加工周期加工周期是指第一个零件在第一台机器上开始加工到最后一个零件在最后一 台机器上完成加工为止，所需要的时间假设，n个零件的加工顺序为S=（S,S2,Sn）Si为排在i位加工的零件代号CkSi表示零件S在机器M上的完工时间PSik表示零件S在M上的加工时间k=1,2,3,，m, i=1,2,3,n算例:i162345Pi142314Pi22Pi345674Pi45587555424331、2台机器的排序问题求解算法1、描述和表小?描述：n个零件经过2台机器加工，使加工周期最短的流水作业排序问题? 表小2、求解方法Johnson 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

7、时间出现在机器 M上，则对应的零件尽可能往前排；若最 短加工时间出现在机器M2上，则对应零件尽可能往后排。然后，从加工 时间矩阵中划去已排序零件的加工时间。若最短加工时间有多个，则任 挑一个3）若所有零件都已排序，停止。否则，转步骤 1。3、算例i123456aibi518534722474三、一般n/m/P/F max问题的启发式算法1、Palmer 法?按零件的斜度指标排列零件的启发式算法?零件的斜度指标mi k m 1 2 Pkk 1,2,3,nk 1式中，m机器数；Pik零件i在机器M k上的加工时间。? 按照各零件入i不增的顺序排列零件，可得出令人满意的顺序，如果排列的结果有多个，可

8、以通过计算Fmax,取其中最优FmaxM应的排序作为排序结果。? 算例112341263如S429_45S_2_求解:k m 1 2 Rkk 1,2,3P p i1 i3 所以 1 p1Pl31 4 3111132P21P232533弓P336824P41P43321因此，按照入i不增的顺序排列零件，得出的加工顺序为(1, 2, 3, 4) 或(2, 1, 3, 4)恰好，这两个顺序都是最优解，计算结果Fma=28。2、关键零件法3、CDStCampbell-Dudek-Smith 三人提出了一个启发式算法，简称CDS。他们把Johnson算法用于一般的n/m/P/F max问题，得到(m -

9、 1)个加工顺 序，取其中优者。第三节单件作业排序问题一、问题概述1、描述n个零件在m台机器上进行作业，使加工时间最短的单件作业排序结果表示方法：n/m/G/Fmax求解方法：匈牙利算法2、匈牙利算法I从JtoHt网IMP小元石 .丁.樽图一行元玳减去i*行小元素I从毒工时IWB愎*行线=耐不元募1 匚构如一列元*/立选列小元长二. , 划出能蠹生同睡云的乖云常的置箴 “厂1的阵的行运二*星 从仅育一个等的好或内开她.找出元索对 应的分髭方案. R行和翻列仪定一个元 最后慢每行和每列部有一个事元宗 ,I.等元一对应的蛾息*优分配力率IMlM2M3M4J19735J27S12nJ34687J46

10、111310算例:、单件作业排序问题描述般的单件作业排序问题中单个工件可以描述为：工件i的第j道工序是在机器k上进行i, j,ki工件代号j工序号k完成工件i的j道工序的机器的代号一般n/m/G/F max问题的启发式算法1、两种作业计划的构成?半能动作业计划：各工序都按最早可能开工时间安排的作业计划?能动作业计划：任何一台机器的每段空闲时间都不足以加工一道可加工工序的半能动计划?无延迟作业计划：没有任何延迟出现的能动作业计划2、能动作业计划的构成步骤设*=1占】为空集，翼1为各工件第二道工序的集合|求就T咄现的机SIM*从由上中提出满足条件（需要机制M*电工RT，-T*）的工序0将喻定的工序Q放入代J从4中消去Oj并将生的髯后工中放入皿）3、无延迟作业计划的构成步骤设为空集.2口为各I件第一道工序的集合|"*T*=fy叫而理的机.M* |一L_+C”是gg£