生产计划与控制实验操作手册

《生产计划与控制》试验进度安排

合用专业：工业工程

试验课时：10课时

序号名称内容时间所用仪器及

软件

1需求预测采用不一样的定量预测模型进行市场需求2课时计算机,office

预测软件

2生产能力测分别采用代表产品法和假定产品法进行设2课时计算机,office

定及平衡备组生产能力测定，并根据测定成果进行软件

综合平衡

3库存的JABC采用ABC分类法对存货单元进行ABC分2课时计算机，

分析与控制类，并针对A类货品分别采用不一样的定office软件

曷订货模型进行库存控制。

4流水车间作N种零件单台设备的作业排序。N种零件4课时计算机，

业计划排序两台设备的作业排序。N种零件多台设备office软件

及仿真的作业排序。采用flexsim进行用真。Flexsim软件

试验一需求预测（2课时）

1试验目的

需求是企业经营活动的关键工作，伴随大量生产和大量销售时代的结束，怎

样精确把握市场需求、及时保质保量地满足顾客向需求，已成企业争夺市场的关

键。本试验通过对模拟市场需求数据的分析，建立需求预测模型，从而预测未来

需求的数据，使同学们能深入理解和掌握定量预测措施在实际中的应用。

2试验器材

计算机，office软件

3试验原理

产品需求管理的市场预测措施重要有需求定性预测和定量预测两大类。

定性预测是一种主观预测法，重要运用经验，根据过去的资料，由多种层次

【付人员对未来市场需求口勺估计。也许波及数据，不使用复杂的计算公式，个人习

惯和偏好对预测成果影响较大。重要措施：

/一般预测

/市场调研

/小组共识法

/历史类比

/专家评估法(第尔菲法)。

定量预测是通过使用历史数据或原因变量来建立数学模型而进行预测工作

日勺。定量预测措施重要有简朴移动平均法、加权移动平均法、指数平滑法、线性

回归分析法、时间序列分解法和因果预测等，这些措施可归为如下两类：

/时间序列预测措施。它是假定未来是过去的函数，即用市场需求日勺历史记

录数据，预测需求日勺未来发展和变化。正常状况下，由于市场需求一般具

有随时间持续变化的特性，故时间序列预测法一般能收到很好H勺效果。

/因果预测措施。它根据事物之间n勺因果关系来预测事物的发展和变化。如

商品房销售预测的因果模型可包括广告预算、竞争对手的价格、家庭平均

收入水平等原因。

4试验内容

某企业大型机械产品2023年各月销售量记录见表1所示。

(1)取n=3和n=4,试用简朴移动平均法建立预测模型，并预测2023年各

月的销售量。

答：有关运算公式：Ft+i=(Dt+Dt.i+Dt2+……+Dt-(n-i>)/n其中F\+i是对

第t+1期的需求预测量，n移动平均的时期个数，D(+Dt.i+Dt2+……+Dt.(n-i)

是前期、前两期、前三期直至前n期的实际销售量

n=3

F4=(D1+D2+D3)/3=(200+210+230)73=213.3

F5=(D2+D3+D4)/3=(210+230+240)/3=226.7

F6=(D3+D4+D5)/3=(230+240+250)/3=240

F7=(D4+D5+D6)/3=(240+250+270)/3=253.3

F8=(D5+D6+D7)/3=(250+270+260)/3=260

F9=(D6+D7+DS)/3=(270+260+250)/3=260

Fio=(D7+D8+D9)/3=(260+250+260)/3=256.7

Fn=(D8+D9+D10)/3=(250+260+280)/3=263.3

Fi2=(D9+D10+D11)/3=(260+280+270)/3=270

n=4

F5=(D1+D2+D5+D4)/4=(20U+210+23U+240)/4=220

F6=(D2+D3+D4+D5)/4=(210+230+240+250)/4=232.5

F7=(D3+D4+D5+D6)/4=(230+240+250+270)/4=247.5

F»=(D4+D5+D6+D7)/4=(240+250+270+260)/4=255

F户(DS+D6+I>+D8)/4=(250+270+260+250)/4=257.5

Fio=(D6+D7+D8+D9)/4=(270+260+250+260)/4=260

Fn=(D7+DX+D9+D10)/4=(260+250+260+280)/4=262.5

Fi2=(DX+D9+DIO+DH)/4=(250+260+280+270)/4=265

⑵取wl=0.1,w2=0.3,w3=0.6,试用加权移动平均法建立预测模型,并

预测2023年各月口勺销售量。

答：有关公式：Ft+I=WtXDt+WtiXDt.i+Wt-2XDt2+……Wt.(n.i>XDt.(n.i)

其中Wt+Wt-1+Wt-2+……Wt.(n.I)=l且Wt>Wt.I>Wt-2>……>Wt.(n-1)

\¥1\¥7\¥1.2亚1向)为第31・1e2……t-(n-1)期市价销量对应的权数

F4=D3XW3+D2XW2+D1XW|=23OX0.6+210X0.3+200X0.1=221

F5=D4XW4+D?XW3+D2XW2=240X0.6+230X0.3+210X0.1=234

F6=D5XW5+D4XW4+D3XW3=250X0.6+240X0.3+230X0.1=245

F7=D6XW6+D5XW5+D4XW4=270X0.6+250X0.3+240X0.1=261

F8=D7XW7+D6XW6+D5XVV5=260X0.6+270X0.3+250X0.1=262

F9=D8XW8+D7XW7+D6XW6=250X0.6+260X0.3+270X0.1=255

Fio=D9XVV9+DsXWS+D7XW7=260X0.6+250X0.3+260X0.1=257

Fn=Di()XW10+D9XW9+D8XWs=280X0.6+260X0.3+250X0.1=271

B'12=DIIXVVII+DIOXW10+D9XW9=270X0.6+280X0.3+260X0.1=272

(3)w1=0.3,w2=0.3,w3=0.4,试用加权移动平均法建立预测模型，并

预测2023年各月的销售量。

答：有关公式:Ft+i=WtXDt+Wt-iXDt-i+Wt.2XDt-2+……Wt.(n.i)XDt.(n.i)

其中Wt+Wt-1+Wt.2+.......Wt.(n.l>=lftWt>Wt.l>Wt-2>........>W,.(n.l)

WiWpWiiWt.31)为第3……t-(n-1)期市价销量对应的权数

F4=D3XW3+D2XW2+DiXW1=23OX0.4+210X0.3+200X0.3=215

F5=D4XW4+D3XW3+D2XW2=240X0.4+230XO.3+210X0.3=228

F6=D5XW5+D4XW4+D3XW3=250X0.4+240X0.3+230X0.3=241

F7=D6XW6+D5XW5+D4XW4=270X0.4+250X0.3+240X0.3=255

F«=D7XW7+DsXW6+D5XWs=260X0.4+270X0.3+250X0.3=260

F9=D8XW«+D7XW7+D6XW6=250X0.4+260X0.3+270X0.3=259

FI0=D9XW9+DsXWK+D7XW7=260X0.4+250X0.3+260X0.3=257

Fn=D10XW10+D9XW9+D8XW8=280X0.4+260X0.3+250X0.3=265

F12=DllXW11+DioxW10+D9xW9=270X0.4+280X0.3+260X0.3=270

表1某企业大型机械产品2023年各月销售量记录

月份实际销售量（台）

12。（）

2210

3230

4240

5250

6270

7260

8250

9260

1G280

11270

12290

（4）采用因果关系预测法预测位于卡彭塔里亚市日勺地毯商城在2023年房产

销售45,2023年房产销售6（）欧）状况下，2023年和2023年地毯销售数量。保留

的历年地毯销售记录和该地区历年来同意的新建房屋数据见表2o规定采用最小

二乘法求解。

答：首先明确自变量和因变量，这里自变量为新居屋面积，用表达，因变量

为地毯销售面积，用y表达，预测的线形模型为y=kx+c,这里用最小二乘法求

解，建立表格

XYXYX2

2416384576

1812216324

1610160256

1911209361

2619494676

34248161156

412811481681

453()13502025

36259001296

38249121444

32206401024

£29.9Y^19EXY=7229EX2=10819

K=(7229-11X29,9X19)/(10819-11X29.9X29.9)=0.995

C=19-0.995X29.9=-10.75

则y=0.995Xx-10.75

2023年y=0.995X45-10.75=34.025

2023年y=0.995X60-10.75=58.95

表2地毯销售记录和该地区历年来同意的新建房屋数据

年份新居屋（千平方米）X地毯销量（千平方米）Y

20232416

20231812

20231610

20231911

20232619

20233424

20234128

20234530

20233625

20233824

20233220

5思索题

（1）在简朴移动平均法中，预测值时稳定性和响应性同简朴移动平均所选

的时段长n与否有关？

答：无关

（2）在加权移动平均法中，权重值的选用对预测H勺稳定性和响应性与否有

关？

答：有关

6试验汇报

（1）试验汇报按照如卜.内容完Lg。

•试验目的

•试验所采用的原理和公式

•按照试验内容详细计算试验成果，并对试验成果进行分析。

（2）试验汇报采用A4纸打印或书写，左侧装订。

试验二生产能力测定及平衡（2课时）

1试验目的

生产能力测定是指企业、车间和工段或小组在一定期间内的生产能力进行计

算和确定的过程。其目的在于摸清企业既有生产能力的大小，为改善技术、改善

组织以及克服生产中的微弱环节而提供根据，以便挖掘潜力和提高生产能力，完

毕或超额完毕任务。本试验以设备组为生产单位，通过对各设备组生产能力的测

定和平衡，使同学们能深入理解生产能力测定和生产能力平衡措施。

2试验器材

计算机，office软件

3试验原理

生产能力的计算措施因各生产环节口勺生产类型不一样而异。在大量生产条件

下，流水线、自动线往往按产品原则组织生产，生产能力往往根据工厂生产大纲

的需要预先规定的，它根据生产大纲计算流水线时节拍，然后根据节拍计算设备

需要量和负荷，这就决定了按流水线组织大量生产的企业，其生产能力口勺核算要

按每条流水线进行。

在成批生产和单件小批生产条件下，各个生产环节日勺生产能力一般按设备组

来计算口勺。构成设备组的基本条件是，它们在生产上具有的互换性，也就是设备

组中的任何设备在大体相似日勺时间内，可以完毕分派给该设备组加工的工艺工序

中的任何相似工序，并可以到达规定的质量原则。不一样机床设备有着不一样的

分组标志，如金属切削机床一般按机床的用途分组，车床组，铳床组……，生产

能力的计算应从基层开始自下向上来进行。即先计算各设备组的生产能力，然后

进行综合平衡后得到某车间日勺生产能力，以此类推，根据各车间的生产能力日勺综

合平衡计算企业的生产能力。

各设备组生产能力日勺计算一般以实物指标作为计量单位进行。常见的实物计

量单位有：详细产品、代表产品、假定产品。由于企业生产产品特点不一样，计

算生产能力将采用不一样的计量单位。

（1）详细产品法

在产品品种单一的大量生产企业中，计算设备组生产能力时的生产率定额用

该详细产品口勺时间定额或生产该产品的产量定额。设备组（车间或企业）生产能

力以该详细产品的产量表达。

（2）代表产品法

在多品种生产啊企业中，在构造、工艺和劳勖量构成相似的产品中诜出代表

产品，以生产代表产品的时间定额和产量定额来计算设备组口勺生产能力。代表产

品一般选代表企业专业方向、在构造工艺方面相似口勺产品，总劳动量（即产量与

单位劳动量乘积）最大的产品。代表产品与详细产品之间通过换算系数换算。换

算系数为详细产品与代表产品的时间定额的比。

（3）假定产品

在产品品种数较多，多种产品的构造、工艺和劳动量构成差异较大的状况下,

不能用代表产品来计算生产力，此时，可用假定产品作为计量单位。假定产品是

由多种产品按其总劳动量比重构成的一种假想产品。假定产品的时间定额是通过

各详细产品日勺时间定额和对应劳动量比重计算得到。

加工车间的J生产能力可以在计算完设备组生产能力日勺基础上加以确定。由于

各设备组的生产能力一般是不相等的，因此，在确定车间日勺生产能力时，要进行

综合平衡工作。综合平衡的根据是重要设备组（即完毕劳动量比重最大或珍贵而

无代用设备H勺设备组）的生产能力。生产能力局限性日勺设备组为微弱环节，要制

定消除微弱环节的措施，应尽量运用富裕环节的能力来赔偿微弱环节，或采用加

班加点，有条件的话也可采用增长设备的方式来消除微弱环节，从而提高整个加

工车间的生产能力。

4试验内容

某机械加工车间生产A、B、C、D四种产品，其计划产量分别为100,80,

150和170台。

（1）多种产品在机械加工车间车床组的计划台时定额分别为200,250,100

和50台时二车床组共有车床15台，两班制，每班8小时，设备停修率10%。（每

周按六天工作计算，去掉节假日，整年有效工作日为306天）

答：代表产品法：

ABCD产品的总劳动量

TtA=100X200=20000

TtB=80X250=20000

TtC=150X100=15000

TtD=170X50=8500

AB产品劳动量为最大，随机选择A为代表产品。

计算以C为代表产品表达的生产能力

306X2X8X(1-0.1)X15/200=331件

计算各详细产品的生产能力

产品计划单位换算换算为多种产代表产各详细产品的

名称产量产品系数代表产品占所品表达生产能力M

Q台时K品数量有产品的年生

定额tQOi比重产能力

M

标号①②③④二①乂⑤二④⑥⑦=⑥X⑤+

③/635③

A1002002.02000.31533156

B802502.52000.31542

C1501001.01500.23678

D170500.5850.13489

合计6351

假定产品法:

产品名计划产台时定换算系总劳动总劳动假定产以假定换算为详

称量额数量量比重品台时产品表细产品表

定额达的生达的能力

产能力

(1)(2)(3)(7)=(4)=(2)(5)=(4)(6)至((8)=(9)=(8)

(3)/(6)X(3)£⑷3)X(5)SFe/(6)X(5)/(7)

A1002001.162200000.315172.05384104

B802501.453200000.31583

C1501000.581150000.236156

D170500.29185000.134177

合计635001

Fe单台设备年有效工作时间，S设备组的设备数量。

Fe=306X2X8X(1-0.1)=4406.4

(2)多种产品在机械加工车间铳床组日勺计划分时定额分别为100,8(),75

和40台时，铳床组共有铳床10台,一班制,每班8小时,设备停修率10%o(每

周按六天工作计算，去掉节假日，整年有效工作日为306天)

答：代表产品法：

ABCD产品的总劳动量

TtA=100X100=10000

TtB=80X80=6400

TtC=15UX75=11250

TtD=170X40=6800

C产品劳动量为最大，随机选择C为代表产品。

计算以C为代表产品表达的生产能力

306X2X8X(1-0.1)X10/75=588件

计算各详细产品的生产能力

产品计划单位换算换算为多种产代表产品各详细产品

名称产量产品系数代表产品占所表达的年的生产能力

Q台时K品数量有产品生产能力M

定额tQOi比重M

标号①②③④=①X⑤二④⑥⑦二⑥X⑤

③7344.5・③

A1001001.01000.29588171

B80800.8640.186137

C150750.75112.50.327257

D170400.4680.197290

合计344.51

假定产品法:

产品名计划产台时定换算系总劳动总劳动假定产以假定换算为详

称量额数量量比重品台时产品表细产品表

定额达的生达的能力

产能力

(1)(2)(3)(7)=(4)=(2)(5)=(4)(6)=£((8)=(9)=(8)X

(3)/(6)X(3)C(4)3)X(5)SFe/(6)(5X(7)

A1001001.31100000.2976.285578128

B80801.0464000.186103

C150750.98112500.327193

D170400.5268000.197219

合计344501

Fe单台设备年有效工作时间，S设备组的设备数量。

Fe=306X2X8X（1-0.1）=4406.4

试验规定：

（1）采用代表产品法分别计算车床组和铳床组的生产能力，并根据计算成

果进行综合平衡，确定机械加工车间日勺生产能力。

（2）采用假定产品法分别计算车床组和铳床组的生产能力，并根据计算成

果进行综合平衡，确定机械加工车间日勺生产能力。

5思索题

（1）某企业生产能力是怎样测定日勺？

答：一是直接参与生产的固定资产数量（包括机器设备、生产面积等）或者劳

动力数量（在机械化生产日勺企业，其生产能力取决于生产性的固定资产日勺数量，

劳动力一般应是对应配套的I）。二是有效工作时间。它等于整年制度工作天数乘

以每日工作班次，再乘以每班小时数，扣除停工时间后的工作时间总数。三是生

产效率。

（2）各设备组之间生产能力是怎样进行平衡的J,可采用哪些措施进行淙合

平衡？

答：（1）平均分派（2）分期均匀递增（3）小幅度持续增长

（3）各车间之间生产能力是怎样进行平衡的，可采用哪些措施进行综合平

衡？

答：（一）科学地确定产品的产量（二）产品生产进度安排（三）品种搭配

6试验汇报

（1）试验汇报按照如下内容完毕。

•试验目的

•试验所采用的原理和公式

•按照试验内容详细计算试验成果，并对试验成果进行分析。

（2）试验汇报采用A4纸打印或书写，左侧装订。

试验三库存的ABC分析与控制（2课时）

1试验目的

库存控制乂称为库存量控制。它是根据生产和销售的需要，按照经济合理的

原则，对企业库存物料的储备数量进行调整、控制的一种活动。库存控制称为市

场需求与企业生产之间日勺调整器。本试验通过对存货单元进行ABC分类，并针

对A类产品采用不一样库存控制模型进行控制，加深同学们对企业生产运作过

程中库存控制方略欧I理解。

2试验器材

计算机，office软件

3试验原理

库存控制的目日勺就是要确定合适的存贮方略，计划、组织、协调和控制物料,

以适时适量为各部门提供所需物料，保证在不影响生产日勺状况下，使库存量尽量

地低，以减少库存资金，提高资金周转率，使总日勺运作成本保持最低。

按库存中占用的I空间比例或数量比例，以及日用日勺成本比例之间日勺关系，通

过定性和定量的分析，将库存分为ABC三类，针对不一样类型库存采用不一样

的控制方略。

（1）A类库存：将存货单元合计20%,不过成本却占总成本的80%%|物料

划分为A类库存。

（2）B类库存：将存货单元合计在20%~50%,成本占总成本15%的物料

划分为B类库存。

（3）C类库存：将存货单元在50%~100%,成本占总成本5%的物料划分

为C类库存。

ABC代表不一样的分类且其重要性递减。对库存进行分类的目的是按运用

价值对存货单元加以区别看待，采用不一样口勺库存控制方略分别进行控制。

•A类物料：应对此类物料进行严格跟踪，精确地计算订货点和订货量,

并且常常进行维护。

•B类物料：实行正常控制，只有特殊状况下才赋予较高的优先权，可按

经济批量订货。

•C类物料：尽量简朴的控制，可通过六个月或一年一次日勺盘点来补充大

量日勺库存，予以最低的作业优先权控制。

库存的ABC分析实行程序：

1）确认库存中每一物料的年度使用量；

2）将每一物料日勺年度使用量和物料的单位成本相乘，计算每一物料的J年度

使用金额；

3）将所有物料的年度使用金额求和，得到整年度库存总金额；

4）将每一物料的年度使用金额分别除以整年度库存总金额，计算出每一物

料的J总计年度使用金额比例：

5）将物料根据年度使用金额比例由大至小排序；

6）检查年度使用量分布，并根据年度使用量比例将物料加以分类。

库存控制模型重要包括定量订货模型（也称经济订购批量EOQ）和定期订

货模型。定量订货模型和定期订货模型运行流程见图1。

（a）定量订货系统流程（b）定期订货系统流程

图1定量订货模型和定期订货模型运行流程

定量订货模型重要运用数学措施求得在一定期期内存储成本和订购成本总

和为最低时日勺最佳订购批量，从而使库存总成本最低。定量订货模型又根据需求

和提前期的变化、一批订货不能瞬时抵达、数量折扣等现实状况，可变型为边使

用边抵达的订货模型、非确定性定量订货模型、数量折扣订货模型。

4试验内容

（1）某仓库有12种物料，每年使用量、物料单位成本、如表3所示。试进

行库存日勺ABC分析，并阐明分类日勺理由，及各物料的控制措施。

答：按物料的价值价值排序：

物年使物年运合计合计比合计成年使用合计使物

料用量料用价年运例本比例比例用量比料

编单值用价例级

号价值别

00929002572500725000.2292130.3872910.1567570.210811A

004100050500001225000.3872910.054054A

010110040440001665000.5263990.5058480.0594590.351351B

005120030360002025000.6402150.064865B

006150020300002325000.7350620.081081B

007270010270002595000.8204240.145946B

003230010230002825000.8931390.1068610.1243240.437838C

00216008128002953000.9336070.086486C

00822005110003063000.9683840.118919C

001202351000031630010.108108C

A类物料：应对此类物料进行严格跟踪，精确地计算订货点和订货量，并且

常常进行维护。

B类物料：实行正常控制，只有特殊状况下才赋予较高的优先权，可按经济

批量订货。

c类物料：尽量简朴的控制，可通过六个月或一年一次的盘点来补充大量的

库存，予以最低的作业优先权控制。

（2）恒大企业存贷单元A的年需求量为2400单位/年；订货成本为3.20

元/次；保留成本为0.096元/单位，年。若采用定量订货模型，试求①EOQ：

TC（EOQ）0②假设由于运送原因，每次订货量为550单位，求在此状况下的I

年库存总成本比采用经济订货批量的）年库存总成本高出欧I比例。

表3物料使用量及单价

物料编号年使用量物料单价

00120235

(X)216008

003230010

004100050

005120030

006150020

007270010

(X)822005

009290025

001011004()

答：1.EOQ=A/(2XDXCT/CI)EOQ=4(2X2400X3.2/0.096)=400

TC(EOQ)=TCI+TCT=CIQ/2+CTD/Q=0.096X400/2+3.20X2400/400=38.4

2.此时库存成本为TC=0.096X550/2+3.20X2400/550=40.36

(40.36-38.4)/38.4=5.1%

(3)某企业生产电动工具，马达A的年需求量为10000单位/年；订货成

本为32元/次；保留成本为0.2元/单位，年。为了减少存货成本，试求：①采

用边生产边使用的订货模型，求最佳的每批批量，每天供货率P=100,每天需求

率d=8()°库存总成本？②用经济订货模型计算订货批量时日勺库存成本是多少？

是增长了还是减少了？

答：1.EOQ=V(2XDXCT/CI)EQQH(2X10000X32/0.2)=1789

TC=«(2XDXCIXCT(P-d)/p)=«(2X10000X0.2X32(100-80)/100)

=716

2.TC(EOQ)=TCi+TC1=CiQ/2+CiD/Q=0.2X1789/2+32X10000/1789=358

(4)某企业销售玩具汽车，对其实行数量折扣计划见表4«若每次订货成

本为49元，年需求为5000辆玩具汽车，存储成本为商品成本的20%,则总库存

成本最小的订货数量和订货成本是多少？

表4数量折扣计划

序号折扣数量折扣价格(元)

10-9995.00

21000~19994.80

32023以上4.5

答：当折扣价格为5元时存储成本为1

EOQ=q(2XDXCT/CI)=7(2X5000X49/1)=700

TC(EOQ)=TCI+TCT=CIQ/2+CTD/Q=1X700/2+49X5000/700=700

当折扣价格为4.8时，存储成本为0.96

EOQ=A/(2XDXCT/CI)=7(2X5000X49/0.96)=715

此时订购量不符合折扣条件，舍弃。

当折扣价格为4.5时，存储成本为0.9

EOQ=，(2XDXCT/CI)=7(2X5000X49/0.90)=738

此时订购量不符合折扣条件，舍弃。

因此经济订货批量为700

订货总成本二TC（EOQ）+5（）00X5=25700

5思索题

（1）安全库存的作用是什么？库存总成本都与哪些原因有关？

答：⑴平衡供求关系，弥补时间差，实现物流的I时间效用。（2）减少运送的复杂

性（3）减少运送成本⑷防止意外日勺发生

首要原因是库存投资的机会成本率。企业在库存上投资欧I资金来源不一样，其

计价成本率也不一样。库存投资是以丧失其他投资机会为代价日勺，因此，必须以

其他投资机会的I回报率作为计算持有成本的根据。假如企业资金富余，可将限行

存款用于库存投资，此种状况下银行存款利率就是库存投资日勺机会成本率；假如

企业资金短缺，要通过发售股票来获得资金对库存进行投资，则应以发售股票预

期的利率为库存投资的机会成本率；假如通过银行贷款的方式，则贷款利率为库

存投资日勺资金成本率。

（2）你对经济订货批量法和边使用边抵达模型是怎样理解日勺？

答：经济订货批量模型是目前大多数企业最常采用的货品定购方式.该模型合用

于整批间隔进货、不容许缺货的存储问题，即某种物资单位时间的需求量为常D,

存储量以单位时间消耗数量D的速度逐渐下降，通过时间T后，存储量下降到零,

此时开始定货并随即到货，库存量由零上升为最高库存量Q,然后开始下一个存

储周期，形成多周期存储模型

6试验汇报

（1）试验汇报按照如下内容完毕。

•试验目的

•试验所采用的原理和公式

•按照试验内容详细计算试验成果，并对试验成果进行分析。

(2)试验汇报采用A4纸打印或书写，左侧装订。

试验四流水车间作业计划排序及仿真（4课时）

1试验目的

车间作、业类型重要有大量流水生产、成批生产、单件小批量生产等类型。不

一样的车间作业类型具有不一样的作业计划特点。本试验重要完毕流水车间作业

计划的I排序问题，完毕n/1/P/Fmax（单台设备）、n/2/P/Fmax（2台设备）、n/m/P/Fmax

（m台设备）问题的作业最优排序，对排序成果绘制甘特图，并采用flcxsim仿

真软件对排序成果建立仿真模型，对仿真成果和自己绘制的甘特图进行比较分

析，加深同学们对流水车间作'也计划排序过程中调度规则、约翰逊算法、关健件

法等的理解和掌握，提高运用flcxsim仿真软件建立仿真模型的能力，培养同学

们在车间生产作业计划制定过程中分析问题和处理问题的能力。

2试验器材

计算机，office软件,Flexsim软件

3试验原理

流水作业排序问题的基本特性是每个工件的加工路线都一致。在流水生产线

上制造不一样的零件，碰到的就是流水作业排序问题。加工路线一致，是指工件

的流向一致，并不规定每个工件必须通过加工路线上每台机器加工。假如某些工

件不通过某些机器加工，则设对应的加工时间为零。

本试验讨论的是所有工件在各台机器上口勺加工次序都相似的状况，这就是排

列排序问题。流水作业排列排序问题常被称作“同次序”排序问题，即n/m/P/Fmax

问题，其中n为工件数，m为机器数，P表达流水线作业排列排序问题，Fmax

为目的函数，指最长流程时间。目的函数是使最长流程时间最短，最长流程时间

又称作加工周期，它是从第一种工件在第一台机器开始加工时算起，到最终一种

工件在最终一台机器.上完毕加工时为止所通过的时间。由于假设所有工件的抵达

时间都为零，因此，Fmax等于排在最末位加工的工件在车间的停留时间，也等

于这些工件的最长完毕时间Cmax。

3.1车间作业计划排序规则

♦FCFS规则：按订单送到口勺先后次序进行加工。

♦EDD规则：最早交货期最早加工。将交货期最早的作业放在第一种

进行。

♦SET规则：所需加工时间最短的作业首先进行，然后是加工时间第

二最短的，如此等等。

♦LCFS规则：后来的订单放在先来的上面，操作人员一般是先加工上

面的订单。

3.2n个作业单台工作中心的排序目的：

平均流程时间，总流程时间，最大延迟时间和总延迟时间定义：

平均流程时间：即n个作业经由一台机器的平均流程时间。若n个作业按照

优先规则已排定次序，则任何一种作业，假定排在第k位，第k位置的作业的流

程时间为Fk,pi为第i个作业在设备上的加工时间：

Fk=£p；

1=1

n

总的流程时间为：O

所有作业的平均流程时间为：

_EF,t±Pi+

n

对应的目的函数为总流程时间最短minF

最大延迟时间、总延迟时间（或平均延迟时间）

单个工作中心的延迟时间为Ti假如以最大延迟时间为最小，则其目的函数

为：

min&X=gx{7；}（i=1,2,...,n）

若以总延迟时间为最小，则目的函数为：

minf工

/=!

3.3n个作业两台工作中心排序

约翰逊算法是S.M.Johnson于1954年提出的，其目的是极小化从第一种作

业开始到最终一种作业为止日勺所有流程时间。若每个作业都先后通过两个机器，

约翰逊规则包括下列几种环节：

A.列出每个作业在两台工作中心上日勺作业时间；

B.选择最短日勺作业时间；

C.假如最短的作业时间来自第一台工作中心，则首先进行这个作业（这个作

业尽量往前排）；假如最短的作业时间来自第二个工作中心，则该作业最

终排序（尽量往后排）：然后将该作业删除。

D.对剩余作业反复进行环节2和3,直到排序完毕。

E.假如出现最小值相似的状况，则任意排序，既可以尽量往前排又可以尽量

往后排。

3.4n个作业m台工作中心的排序

对于一般欧Jn/m/P/Fmax问题，可以用分支定界法求得最优解，但计算量很

大。实际中，可以用启发式算法求近优解。

Palmer法

4=£伙一(〃2+1)/2］，认

•计算工件斜度指标Q：I

m:机器数

pik：工件i在机器k上的加工时间。

i=1,2.,n

•排序措施：按尢从大到小的次序排列。

•按排序的次序计算最大流程时间Fmax。

关键工件法：

•计算Pi二ZPij,找出Pi最长的工件，将之作为关键工件C。pij：工件Ji

在机器Mj上的J加工时间j=l,…,m,m为机器数。Pi：工件Ji的J加工总时

间。

•对其他工件，若该工件的第1序的时间不不小于等于最终一序的时间Pil

WPim,则这些工件按Pil由小到大排成序列SA。若该工件的第1序的

时间不小于最终一序口勺时间Pil>Pim,则按Pim由大到小排成序列SB。

•次序(SA,C,SB)即为近优解。

•按排序的次序(SA,C,SB)计算最大流程时间Fmax。

3.5Flexsim仿真软件

参照物流设施规划课程教学内容0

4试验内容

（1）n个作业单台工作中心排序问题

有5位顾客提交了他们的订单。原始数据如表5所示:

表5：任务订单信息

订单抵达次序加工时间（天）交货期（天）

A25

B38

C512

D410

E14

分别采用FCFS（先到先服务）规则、最短加工时间SPT规则、交货期EDD规

则、后到先服务LCFS规则进行排序，然后针对每种排序成果计算①总流程时间；

②平均流程时间；③平均延期。并对以上成果进行比较分析。④针对每种排序成

果，采用Flexsim仿真软件建立仿真模型，分析作业计划甘特图。

FCFS规则：

订单次序交货期（天）加工时间（天）流程时间（天）延迟时间（天）

A522-3

B835-3

C12510-2

D104144

E4I1511

总的J流程时间为2+5+10+14+15=46（天）平均流程时间为46/5=9.2（天）

总延迟时间为4+11=15（天）平均延迟时间为15/5=3（天）

SPT规则:

订单次序交货期（天）加工时间（天）流程时间（天）延迟时间（天）

E411-3

A5一3-2

B836-2

D104100

ICI12I5I15I3

总依J流程时间1+3+6+10+15=35（天）平均流程时间为35/5=7（天）

总延迟时间为0+3=3（天）平均延迟时间为3/5=0.6（天）

EDD规则:

订单次序交货期（天）加工时间（天）流程时间（天）延迟时间（天）

E411-3

A523-2

B836-2

D104100

C125153

总的流程时间1+3+6+10+15=35（天）平均流程时间为35/5=7（天）

总延迟时间为0+3=3（天）平均延迟时间为3/5=0.6（天）

LCFS规则:

订单次序交货期（天）加工时间（天）流程时间（天）延迟时间（天）

E411-3

D1045-5

C12510-2

B83135

A521510

总的流程时间1+5+10+13+15:44（天）平均流程时间为44/5=8.8（天）

总延迟时间为5+10=15（天）平均延迟时间为15/5=3（天）

由以上各原则建立比较表如下:

排序规则订单次序平均流程时间（天）平均延迟时间（天）

FCFSABCDE9.23

SPTEABDC70.6

EDDEABDC70.6

LCFSEDCBA8.83

针对以上四种原则分别用Fiexsim软件仿真，并得到甘特图如下所示:

\Flexsia

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