生产作业计划与控制

1、2022/8/22授人以鱼不如授人以渔1第九章 消费作业方案.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔2第九章 消费作业方案第一节 流水线消费作、业方案的期量规范 第二节 流水线消费作业方案的编制 第二节 周期性消费类型作业方案的期量规范 第四节 周期性消费类型作业方案编制 第五节 流程式吁：产作业方案案例 第六节 关于作业方案的进一步讨论 .2022/8/22授人以鱼不如授人以渔3消费作业方案与控制单件作业排序问题4排序问题的根本概念1单台设备的排序问题2 35流水型作业排序问题消费作业控制.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔4第一节 排序问题的根本概念1、 排序的概念与作用作业排序：消费

2、作业排序就是指对于等候某个设备或任务中心加工的多个义务，确定这些义务加工的先后次序。消费作业方案：不仅包括确定零件的加工顺序，而且还包括确定设备加工每一个零件的开场时间和完工时间。作用： 提高设备或任务中心的效率 减少在制品占用量 缩短消费周期 保证按期交货.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔5排序问题分类按机器数量单台机器排序问题多台机器排序问题流水作业排序问题单件作业排序问题按零件到达车间的情况静态的排序问题动态的排序问题按目的函数的性质分类按参数确定型排序问题随机型排序问题2、排序问题的分类 单目的排序多目的排序.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔6排序的目的函数1流程时间：义务

3、在车间的停留时间Fi总流程时间：Fi最大流程时间：Fmax=maxFi平均流程时间：Fi/n2等待时间总等待时间平均等待时间3延期量：交货期拖延的时间D最大延期量:Dmax=maxDi总延期量：Di4加工周期知条件零件加工工艺过程作业时间ti 交货期 Ci 时间 J1 J2 J3 J4 C1 C2 C3 C4t1 t2 t3 t4F1F2F3F4.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔73、排序问题的表示法 n/m/A/B 其中：n零件数 m设备数 A车间类型 流水作业排序F 单件作业排序G 当m=1时，A处为空白，由于对于单台设备的排序问题，无所谓加工道路问题，也谈不上流水型或单件作业 B目

4、的函数 例：5个工件经过4台设备加工，目的是使加工周期最短的流水型作业排序可以表示为：5/4/F/ Fmax.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔81、单台设备排序问题的特点 无论n个零件加工义务作何种排序，n项义务中的最大流程时间(加工周期)总是一个固定值第二节 单台设备加工排序问题零件号 作业时间 4 82 5 9 加工周期=4+8+2+5+9=28目的函数？.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔91)目的: 使平均流程时间最短或平均等待时间最短2)方法：按义务所需时间长短，从短到长顺序陈列。例： 零件号 作业时间1.750.250.701.302.251.00.75排序：一一一一一一

5、 2、SPT法最短等待时间.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔10例题:知条件如表所示,求平均流程时间,平均等待时间，最大交货延期 零件号 作业时间 4 82 5 9 3 预定交货期24 23 8 6 32 13解：列表如下 加工顺序 1 2 3 4 5 6 零件号 作业时间 2 3 4 5 8 9 流程时间 2 5 9 14 22 31 等待时间 0 2 5 9 14 22 预定交货期 8 13 24 6 23 32 交货延期 0 0 0 8 0 0.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔11答：最大流程时间：31 最大等待时间：22 平均流程时间=(2+5+9+14+22+31)613

6、.83 平均等待时间=(0+2+5+9+1+14+22)/6=8.67 最大交货延期：8 总交货延期：( 0+0+0+8+0+0)=8缺陷：能够发生交货延期； 优点：平均流程时间短 加工顺序 1 2 3 4 5 6 零件号 作业时间 2 3 4 5 8 9 流程时间 2 5 9 14 22 31 等待时间 0 2 5 9 14 22 预定交货期 8 13 24 6 23 32 交货延期 0 0 0 8 0 0.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔121)目的：最大交货延期时间最小。2)方法：按预定交货期(消费义务规定完成时辰)的先后，从先到后按次序陈列，即按预定交货期非减的次序排序3、 ED

7、D法最早交期(EDD)排队战略零件号 作业时间 4 82 5 9 3 预定交货期24 23 8 6 32 13排序： 一一 一 一 一 例题1:知条件如表所示,用EDD法排序，并求平均流程时间,平均等待时间，最大交货延期 .2022/8/22授人以鱼不如授人以渔13答：最大流程时间：31 最大等待时间：22 平均流程时间=(5+7+10+18+22+31)615.5 平均等待时间=(0+5+7+10+18+22)/6=10.33 最大交货延期：0 总交货延期：( 0+0+0+0+0+0)=0缺陷：平均流程时间较长 优点：最大交货延期最小 加工顺序 1 2 3 4 5 6 零件号 作业时间 5

8、2 3 8 4 9 流程时间 5 7 10 18 22 31 等待时间 0 5 7 10 18 22 预定交货期 6 8 13 23 24 32 交货延期 0 0 0 0 0 0.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔14课堂练习： 用SPT法和EDD法对以下问题排序，并求最大 流程时间、平均流程时间、最大交货延期和总交货延期。零件号 作业时间 8 1256410 预定交货期351342192510.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔15第三节 流水型作业排序问题流水型作业排序问题的特点: 零件的加工道路一样两台设备的流水型排序问题三台设备的流水型排序问题m台设备的流水型排序问题车床1到达

9、系统工件的集合分开系统机器J1J2J3Jn铣床2磨床m.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔161、两台设备流水型排序问题及解法2)目的：使完成义务的最大流程时间最短3)方法：约翰逊法 设ti1和ti2分别是零件i在第一台设备和第二台设备上的加工时间。首先：以零件编号为行，以设备编号为列，建立加工时间矩阵。其次：从加工时间矩阵中找出最短的加工时间。第三：假设最短的加工时间出如今第一台设备上，那么对应的零件尽能够往前排，假设最短的时间出如今第二台设备上，那么对应的零件尽能够往后排假设最短的加工时间有多个，任选一个。最后：假设一切工件都已排序，停顿，否那么，转步骤“第三 。设备 零件(1)车床

10、ti1681237(2)铣床 ti21195341问题：n个零件在两台设备上加工，它们的工艺顺序一样.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔174)例1： 知如表，求加工周期 解：首先进展排序 方案一：一一一一 方案二；一一一一 有两个方案 设备 零件(1)车床 ti1681237(2)铣床 ti2119534.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔18其次计算加工周期 :设备零件(1)车床681237(2)铣床119534Fi1 计算的根据：一个零件在设备(1)上加工必需等到它前面的零 件在设备(1)上加工完成之后才干进展。加工顺序(1)(2)ti1ti2Fi1Fi2336812745911

11、336 29179640342920故:从表中可以看出，最大流程时间( 零件的总加工周期为40Fi2 计算的根据：一个零件在设备(2)上加工必需等到该零件在设 备(1)上加工完并且设备(2)加工完前一个零件之后才干开场.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔19加工顺序(1)(2)ti1ti2Fi1Fi2611831274589636 2917141743393426设备 零件(1)车床 ti1681237(2)铣床 ti2119584排序方案1按照ti2 从大到小： 一一 一一例2：对以下问题排序，使完成义务的最大流程时间最短.排序方案2按照约翰逊法： 一 一 一一加工顺序(1)(2)ti1

12、ti2Fi1Fi2386812745911336 291791140363122.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔20约翰逊法算法步骤的改良把Johnson算法作些改动，改动后的算法按以下步骤进展：1将一切aibi的零件按ai值不减的顺序排成一个序列A。2将一切aibi的零件按bi值不增的顺序排成一个序列B。3将A放到B之前，就构成了最优加工顺序设备零件(1)车床681237(2)铣床1195341aibi的零件为 ，按ai值不减的顺序列得： 序列A： -解：2aibi的零件为 ，按bi值不增的顺序陈列得： 序列B： - 3将A放到B之前得到： - .2022/8/22授人以鱼不如授人以

13、渔21约翰逊法约翰逊法，又名约翰逊规那么，是作业排序中的一种排序方法。这种方法适用的条件是：n个工件经过二、三台设备有限台设备加工，一切工件在有限设备上加工的次序一样。.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔22 4)运用条件：minti1maxti2:即各零件在第一台设备上的最短加工时间大于或等于各零件在第二台设备上的最长加工时间。 或： minti3maxti2：即各零件在第三台设备上的最短加工时间大于或等于各零件在第二台设备上的最长加工时间设备零件 A车床158612 B铣床3156 C磨床410572、三台设备流水型排序问题及解法1问题：n种零件在三台 设备上加工，其工艺顺 序均一样。

14、2) 目的：加工周期最短， 即最大流程时间最小。3) 方法：约翰逊扩展法.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔23第一步：检查各零件在设备(1)、(2)、(3)的加工时间能否满 足运用条件的其中一个，假设满足，进展第二步；第二步：将第一台设备和第二台设备加工时间按零件依次相 加，令tG= ti1+ ti2第三步：将第三台设备和第二台设备加工时间按零件依次相 加，令tH= ti3+ ti2第四步：将得到的tG和tH看作两台假想设备G和H的加工时间第五步；按两台设备的流水型排序问题及解法得出最优排序 此排序就是三台设备的流水型排序的最优解。设备零件 A车床158612 B铣床3156C磨床410

15、575步骤.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔24 按约翰逊法： 可得最优解为：一一 一 设备零件 A车床158612 B铣床3156C磨床41057设备零件G1891118H71110136)例题：知如表，求加工周期。解：断定能否满足运用条件： minti1=6 maxti2=6满足： minti1 maxti2可得右下表：.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔25计算加工周期：设备零件 A车床158612 B铣床3156C磨床41057最优排序为：一一 一 加工顺序 (1)(2)（3）8 4126209443126ti1ti2Fi1Fi2ti3Fi3 8 1 12615 35 610

16、75419333848.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔26课堂练习： 对以下流水型问题排序，使完成义务的最大流程时间最短，并求最短加工周期。(1)(2)设备 零件(1)车床 ti1108642(2)铣床 ti213579设备 零件(1)车床 ti1734897(2)铣床 ti28551012.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔273、m台设备的流水型排序问题及解法问题：n种零件在m台设备上加工，其工艺顺序一样式中： i表示i零件的斜度目的 m为设备数 tik为i零件在k设备上的加工时间k=1,2,m设备零件(1)1263(2)8429(3)45821 零件的斜率目的法(palmer

17、)第一步：求各零件的斜度目的.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔28 那么: 1= -t11+t13=-1+4=3 2= -t21+t23=-2+5=3 3= -t31+t33=-6+8=2 4= -t41+t43=-3+2=-1设备零件(1)1263(2)8429(3)4582k=1,2,m解：对于本例 i第二步：按不增的顺序陈列零件，即得称心解 故排序：一一一或一一一= -ti1+ti3.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔292 关键零件法 第一步：计算各零件的 总加工时间ti，找出加 工时间最长的零件, 将其作为关键零件。第二步：除之外，将满足ti1 tim的零件，按ti1的值从

18、小到大把对应的零件排在之前.第三步：除之外，将满足ti1 tim的零件，按tim的值从大到小把对应的零件排在之后.第四步：满足ti1 = tim的零件，既可放在的紧前，又可放在的紧后.第五步：假设得到多个排序方案，选优即可设备零件(1)1263(2)8429(3)4582ti13111614tik为i零件在k设备上的 加工时间,m为设备数.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔30例：知如下表求使加工周期最短的排序方案 设备零件(1)1263(2)8429(3)4582ti13111614解：计算此例中ti=ti1+ ti2+ti3 总加工时间最长的为零件，故关键零件选择 ti1 ti3的零件

19、为， 按ti1的值从小到大排 在之前，即为 一一 ti1 ti3的零件为 ， 排在之后，即为一 故排序为一一一 .2022/8/22授人以鱼不如授人以渔313 CDS法第一步:当L=1,2, ,m-1时,分别计算加工时间:设备零件(1)1263(2)8429(3)4582tikk=1L tikk=m+1-Lm和第二步:对于每个L,用上述两组数据构成一个两台设备的流水型排序问题,并用约翰逊法进展排序。第三步:对所得 m-1个排序比较选优。i L=1ti11263ti34582L=2ti1+ ti296812ti2+ ti31291011.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔32i1234L=1

20、ti11263ti34582L=2ti1+ ti296812ti2+ ti31291011当L=1时，排序为一一一 Fmax=28加工顺序 (1)(2)（3）1 12939241513ti1ti2Fi1Fi2ti3Fi3 1 8 263 92 4458213182628.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔33加工顺序(1)(2)（3）2 12986271810ti1ti2Fi1Fi2ti3Fi3 2 4 613 98 2584211192329当L=2时，排序为一一一 Fmax=29故按CDS法排序结果为：一一一 Fmax=28 i1234L=1ti11263ti34582L=2ti1+

21、ti296812ti2+ ti31291011.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔34设备 零件 （1）4 82 5 9 （2）2 3 6 4 1 （3）57384 （4）621678课堂练习： 分别用零件的斜率目的法、关键零件法、 CDS法对以下流水型问题排序，并求加工周期。.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔354、实践运用例题例：东风汽车维修和上漆公司正在争取一份名为“风暴的合同，这个合同的一个主要要求就是迅速交货，即假设可以将5辆需求维修和喷漆的车在24小时内整修并重新喷漆，这份合同就成交下面是东风汽车维修和上漆公司对这5辆车进展整修和上漆分别所需的作业时间问东风汽车维修和上漆

22、公司能否获得这份名为风暴的合同工艺要求在喷漆之前必需先进展整修汽车整修时间(小时)喷漆时间(小时)A63B04C52D86E21.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔36铣床到达系统工件的集合分开系统机器J1J2Jk.Jn车床磨床车床分开系统机器磨床铣床JiJk单件作业排序问题的特征：零件的加工道路不同第四节 单件作业排序问题1、问题的描画2、排序方法3、优选调度法那么.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔371、问题的描画(1)对于流水型作业排序问题，第K道工序永远在MK上加工，没有必要将工序号与机器号分开.(2)对于单件作业排序问题，要描画一道工序，必需将工件号、工序号和机器号结合在一

23、同。试阐明事件 (3，4，1)和事件(2，3，3)的含义(3)上图中每个方框表示一个事件。事件的表达方式为： (i，j，k)，i表示工件号，j表示工序号，k表示完成i工件的第j道工序的机器代号。J1,1,铣床J1,2,车床J1,m，磨床J1Jk,1,车床分开系统机器Jk,2,磨床Jk,m,铣床Jk分开系统机器.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔38(5)用加工描画矩阵D来描画一切工件的加工 每一行描画一个工件的加工，故每一行的工件号一样，每一列的工序号一样(6)加工时间矩阵 2 4 2 3 5 4T 1,1,1 1,2,3 1,3,2 2,1,3 2,2,1 2,3,2D.2022/8/2

24、2授人以鱼不如授人以渔39单件作业方案种类: 半能动作业方案Semi-active schedule 各工序都按最早能够开完工时间安排的作业方案。 能动作业方案Active schedule 任何一台机器的每段空闲时间都缺乏以加工一道可加工工序的半能动作业方案。无延迟作业方案Non-delay schedu1e 没有任何延迟出现的能动作业方案。“延迟： 有工件等待加工时，机器出现空闲，即使这段空闲时间缺乏于完成一道工序。2 两种单件作业排序方法.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔402 两种单件作业排序方法例：加工描画矩阵和加工时间矩阵如下，分别按以下两种方法进展作业排序(1)最小最早完工

25、时间法能动作业方案(2)最小最早开工时间法无延迟作业方案 1,1,1 1,2,3 1,3,2 2,1,3 2,2,1 2,3,2D 2 4 2 3 5 4T.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔41(l)最小最早完工时间法 1,1,1 1,2,3 1,3,2 2,1,3 2,2,1 2,3,2D 2 4 2 3 5 4T序列可排事件最早可能开工时间最早可能完工时间最小最早可能完工时间所需机器排定事件1234561,3,2M2141412 1,3,22,3,2M29912781,3,22,3,22,2,1M1898731,3,22,2,11,2,3M3778331,2,32,2,12,1,3M3363201,2,32,1,31,1,1M1223001,1,12,1,3排定事件条件.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔42最小最早完工时间法选择排定事件的条件：1属于可排事件2符合所需机器3最早能够开工时间小于最小最早能够完工时间前往.2022/8/22授人以鱼不如授人以渔43按此方法编制出的作业方案叫做：能动作业方案 1,1,1 1,2,3 1,3,2 2,1,3 2,2,1 2,3,2D 2 4 2 3 5 4T排定事件1,1,12,1,31,2,32,2,