第十一章 制造业作业计划与控制
生产运作管理之制造业的作业计划与控制
生产运作管理之制造业的作业计划与控制制造业的作业计划和控制是生产运作管理中至关重要的环节。
作业计划和控制的目的是确保生产过程按照既定的计划进行，并保证产品质量和生产效率的同时最大化利润。
本文将介绍制造业的作业计划与控制的重要性、作业计划的要素以及控制环节的应用。
首先，作业计划与控制对制造业来说至关重要。
在具体生产过程中，作业计划作为生产运作管理的基础，能够明确生产的目标和要求。
通过合理的作业计划，可以提高生产效率，降低生产成本，确保产品质量，并在市场上保持竞争力。
而控制环节能够监控和调整生产过程，及时纠正错误，保持生产过程的稳定性和一致性。
其次，作业计划的要素主要包括生产任务、生产能力和生产时间。
生产任务是指根据市场需求和产品类型确定的具体生产数量。
生产能力是指企业在一定时间内可以完成的生产数量，它受到设备、工人和原材料等因素的限制。
生产时间是指完成一项任务所需要的时间，它与生产能力和订单交付期限密切相关。
制定合理的生产任务、合理利用生产能力和合理安排生产时间是作业计划的关键。
另外，控制环节主要包括生产进度控制、质量控制和成本控制。
生产进度控制是保证生产过程按照计划进行的重要环节，主要通过生产排程、生产进度报告和异常处理等手段实现。
质量控制是保证产品质量的重要环节，主要通过质量检测、质量纠正和质量改进等手段实现。
成本控制是保证生产成本控制在合理范围内的重要环节，主要通过成本核算、成本分析和成本优化等手段实现。
在实践中，作业计划与控制可以结合信息系统进行管理。
通过信息系统，可以对生产过程进行实时监控和数据分析，帮助管理人员做出及时决策。
同时，信息系统还可以提供生产数据和质量数据的可追溯性，有助于追溯问题的根源和解决方案的效果。
总之，作业计划与控制是制造业生产运作管理中至关重要的环节。
它对提高生产效率、降低生产成本和保证产品质量起到关键作用。
制造业企业应充分认识到作业计划与控制的重要性，并运用合理的方法和工具进行管理，以提高竞争力和发展潜力。
生产运作管理 第11章 制造业作业计划与控制
2020/6/19
CHAPT11 制造业作业计划与控制
6
11.1 基本概念（续）
7.“机器”：表示“服务者”，可以是工厂的设备， 也可以是维修工人；可以是轮船停靠的码头， 也可以是电子计算机中央处理单元。
8.“零件”：代表“服务对象”，零件可以是单个 零件，也可以是一批相同的零件。
9.“加工路线”：指零件加工工艺过程形成的路径， 它是零件加工在技术上的约束。
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CHAPT11 制造业作业计划与控制
5
11.1 基本概念（续）
4.控制(Controlling)：指确定生产实际结果与 计划目标的偏差，分析原因采取措施，纠正偏 差实现计划目标的行动。
5.赶工(Expediting)：当生产实际进度落后于计 划进度时，所采取追赶进度的行动。
6.调度：按生产计划，配置生产资源以落实计划； 或当实际作业进度偏离预定计划进度时，采取 调配资源消除两者偏差的行动。
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CHAPT11 制造业作业计划与控制
15
11.2.1 最长流程时间Fmax的计算（续）
例11-1 已知6/4/p/Fmax问题，其加工时间（分
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CHAPT11 制造业作业计划与控制
3
11.1 基本概念（续）
2.作业排序目标 由于每台设备都可能被分配完成多项任
务，而这些任务受到加工路线的约束， 这就带来了零件在设备上加工的排序问 题。 作业排序目标就是使完成所有零件加工 任务的时间最短，从而成本最优。
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CHAPT11 制造业作业计划与控制
4
11.1 基本概念（续）
（二）有关术语
1.作业计划或日程安排(Scheduling)：指 对车间加工制造活动所作的事先安排。
生产运作管理11制造业作业计划与控制-精选文档19页
08.12.2019
武汉科技大学管理学院
5
POM
五、制定作业计划的影响因素
工件到达的方式(The job arrival pattern) 车间内机器的数量(Number and variety of
machines in the shop) 车间拥有的人力资源(Number of workers
m
m 1
T 平顺 n ti (n1) mitjn ,tj (1)
i1
j1
式中， n
ti
m
零件加工批量 第 i个工序的单件工序时间 零件加工的工序数
将上例数值代入该公式，得：
t平 4 顺 ( 1 5 1 0 1 5 ( 0 － 1 4 )() 5 5 1 1 0分 0 ))0
工序2 工序3 工序4
nt 2
t1
t2 t2 t2 t2
t3
nt 3
t3
t3
t3
nt 4
t4 t4 t4 t4
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武汉科技大学管理学院8来自POM采用顺序移动方式，一批零件的加工周期 为：T 顺
m
T顺 n ti i 1
式中， n
ti
m
零件加工批量
第 i个工序的单件工序时间 零件加工的工序数
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。
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武汉科技大学管理学院
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POM
二、生产作业计划的含义与作用
作业计划(Scheduling):
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。
运营管理制造业作业计划与控制
运营管理制造业作业计划与控制运营管理在制造业中起着至关重要的作用。
它涉及到如何有效管理制造业的作业计划和控制，以确保产品能够按时按质量要求生产完成。
本文将重点介绍制造业作业计划与控制的重要性，并给出一种可行的方法来实施。
首先，制造业作业计划与控制是为了满足客户需求而制定的。
制造业的核心目标是生产出符合客户需求的产品。
因此，作业计划和控制必须以客户需求为导向。
通过准确预测市场需求并合理安排生产计划，制造业可以避免过剩或供应不足的情况。
此外，通过制定合理的作业控制措施，制造业可以确保产品质量，并及时发现并解决生产过程中的问题。
其次，制造业作业计划与控制对于实现生产效率的提高至关重要。
通过合理安排生产计划和优化作业控制流程，制造业可以提高生产效率，减少生产周期，降低生产成本。
例如，制定适当的生产计划可以减少设备闲置时间，提高设备的利用率。
采用先进的作业控制方法可以减少生产中的浪费，提高产品质量。
然而，要实现有效的制造业作业计划与控制并不容易。
下面是一种可行的方法来实施。
首先是合理制定生产计划。
这需要从多个方面进行考虑。
首先，需要准确预测市场需求，以了解需要生产的产品数量和种类。
其次，需要评估自身的生产能力和资源情况，以确定是否能够满足市场需求。
最后，需要制定详细的生产计划，包括生产日期、生产批次、生产数量等。
其次是优化作业控制流程。
作业控制流程是确保生产顺利进行的关键。
它包括领料、加工、装配、质检等环节。
通过采用先进的生产管理系统和自动化设备，可以提高作业控制的效率和准确性。
此外，还需要建立严格的质量管理体系，确保产品质量符合要求。
最后是进行作业控制和监控。
作业控制包括设定作业标准、制定作业流程、进行作业分工等。
通过对作业控制的监控，可以及时发现并解决生产中的问题。
例如，通过设定生产线的作业标准和流程，可以降低生产中的错误和缺陷。
通过实时监控生产过程，并采取相应的措施来调整生产进度，可以保证生产进度的准确性。
制造业作业计划与控制
• 如果按最早可能开（完）工时间来编排作业计划，则排序 完后，作业计划也就确定了。
✓ 任务分配 ✓ 排序
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2
POM
2、排序（Sequencing）概念
➢ 排序：就是要将不同的工作任务安排一个执行的顺 序，使预定的目标最优化。实际上就是要解决如何 按时间的先后，将有限的人力、物力分配给不同工 作任务，使预定目标最优化的问题。
步骤1 设t 1, S1 ，O1为各工件第一道工序集合；
步骤2 求T* minTk，并求出加工该工序的机器
M *，若有多台，则任选一台； 步骤3 从Ot中挑选出满足以下两个条件的工序oj： 需要机器M *加工，且Tj＝T *； 步骤4 将确定的工序oj放入St中，并从Ot中删除，并将 oj的紧后工序放入Ot,使t t 1； 步骤5 若还有未安排的工序，转步骤2，否则停止。
表示方法
一般正规的表示方法为：n/m/A/B ✓n：工件数； ✓m：机器数； ✓A：车间类型（F、P、G）； ✓B：目标函数
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POM
3、排序问题的分类与表示
✓ 按机器的种类和数量：单台机器和多台机器的排序 问题
✓ 按工件加工路线：单件作业（Job－shop）排序问 题，流水作业（Flow－shop）排序问题。
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POM 2）N个作业m台工作中心排序
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POM
2、单件作业排序问题的描述
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POM
3、一般n/m/G/Fmax问题的启发式算法
生产运作管理_制造业作业计划与控制
生产运作管理_制造业作业计划与控制制造业作业计划与控制是生产运作管理中的重要环节，它涉及到从生产计划的制定到实际生产的控制和调整的各个方面。
本文将重点介绍制造业作业计划与控制的内容、方法和步骤，并探讨其对企业生产运作的重要性。
一、作业计划的制定作业计划是制造业生产过程的纲领，它包括生产目标的确定、生产任务的分解、产能的安排和原材料采购计划的制定等内容。
作业计划的制定需要根据市场需求、企业资源和生产能力等因素进行衡量和评估，以确保生产计划的合理性和可行性。
1.确定生产目标生产目标是企业生产运作的基础，它应该与企业的发展战略和市场需求保持一致。
生产目标的确定需要考虑市场需求的变化、产品销售预测和企业资源的分配情况等因素，在确保生产效率和质量的前提下，尽可能地满足市场需求。
2.生产任务的分解根据生产目标的确定，将其分解为多个具体的生产任务。
生产任务的分解涉及到生产线的设置、工序的划分和生产能力的分配等内容。
通过合理的任务分解，可以明确各个生产环节的职责和要求，提高生产效率和质量。
3.产能的安排产能的安排是根据生产任务和资源情况，合理地安排生产设备和人力资源。
产能的安排需要考虑生产设备的利用率、维修保养和更新等因素，以及员工的培训和配备等因素。
通过合理的产能安排，可以提高生产效率和降低成本。
4.原材料采购计划的制定原材料采购计划的制定需要根据生产任务和市场需求进行合理安排。
原材料采购计划的制定需要考虑供应商的可靠性、质量和价格等因素，以及库存的控制和管理等因素。
通过合理的原材料采购计划，可以保证生产的顺畅进行和成本的控制。
二、作业控制的方法作业控制是制造业生产过程中的重要环节，它涉及到生产过程的实时监控、生产计划的调整和质量控制等内容。
作业控制的方法包括生产进度的跟踪、资源的分配和生产参数的优化等。
1.生产进度的跟踪生产进度的跟踪是通过实时监控生产过程中的各个环节，了解生产进展情况，并及时调整生产计划和资源分配。
生产运作管理之制造业的作业计划与控制
生产运作管理之制造业的作业计划与控制制造业的作业计划与控制1、排序:是确定零件在机器上的加工顺序。
2、编制作业计划：不经包括确定零件的加工顺序，还包括加工任务的分配、加工每个零件的开始和完成时间的确定。
3、派工：是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，属于通常所说的“控制”范围。
4、赶工：是在实际进度已经落后于计划进度时采取的行动，也属于通常所说的“控制”范围。
5、控制：是作业计划编制后实施生产控制所采取的一切行动。
6、加工路线：是由零件加工的工艺过程决定的，它是零件加工在技术上的约束。
7、加工顺序：表示每台机器加工n个零件的先后顺序，是排序和编制作业计划要解决的问题。
8、加工周期：又被称为最长流程时间，它是从第一个零件在第一台机器开始加工时算起，到最后一个零件在最后一台机器上完成加工时为止所经过的时间。
9、顺序移动方式：一批零件在上道工序全部加工完毕后才整批地转移到下道工序继续加工。
10、顺序移动方式的缺点：零件运输次数少，设备利用充分，管理简单，但加工周期长。
11、有限能力负荷：是指分配给机器的任务不能超过机器能力的限制。
12、无限能力负荷：是指分配给机器的任务时不考虑机器的能力限制。
13、半能动作业计划：各工序都按最早可能开（完）工时间安排的作业计划。
14、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作业计划。
15、无延迟作业计划：是指没有任何延迟出现的能动作业计划。
16、优先调度法则：①SPT法则，优先选择加工时间最短的工序。
②FCFS法则，优先选择最早进入可排工序集合的工件。
③EDD法则，优先选择完工期限紧的工作。
17、随机抽样法：它从全部能动作业计划或无延迟作业计划之中抽样, 得出多个作业计划，从中选优。
应用抽样法时，实际上是对同一个问题多次运用RANDOM法则来决定要挑选的工序，从而得到多个作业计划。
生产运营管理 CHap11制造业生产作业计划与控制
3 7 4 6 M4 2 4 3 4 2
29
• 2、列缩减
J1 J2 J3 J4 每列最 小数
6 0 0 0 0
3、用最少的直线覆盖全部的0
M1 J1 J2 J3 J4 每列最 小数 6 0 0 0 0 M2 4 1 2 5 1 M3 0 5 4 7 0 M4 2 4 3 4 2 M1 M2 M3 M4
作业 （按到达顺序） 加工时间 （天）
优先
交货日期 （从现在起天数）
A B C D E
3 4 2 6 1
5 6 7 9 2
33
SPT排序
作业顺序 E C A B D 加工时间 1 2 3 4 6 交货日期 2 7 5 6 9 流程时间 0+1=1 1+2=3 3+3=6 6+4=10 10+6=16
•
Johnson算法： ① 从加工时间矩阵中找出最短的加 工时间。 ② 若最短的加工时间出现在M1上，则 对应的零件尽可能往前排；若最短加工时 间出现在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。
怎么计 算出来 的？
11
利用横道图计算加工周期
零件2 零件5 零件6 零件1 零件4 零件3 1 3 4 5 5 8
工序
a b
2
7
4
7
4
2
0
2
10
20
28 30 时间
12
算法步骤的改进（对象多时更简便）
• 把Johnson 算法作些改变，改变后的算法按 以下步骤进行：p292 • ① 将所有ai≤bi的零件按ai值不减的 顺序排成一个序列A。 • ② 将所有ai＞bi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
第11章-制造业的作业计划与控制001.ppt
凡是产品品种不多、每批数量较多、出产相当稳定、接近于大
量生产的为大批生产；如产品品种很多、每批数量很少、虽然 重复但非常不稳定、接近于单件小批生产、介于两者之间的为
中批生产。
湖南工程学院管理学院 刘振剑
1.批量和间隔期
批量
批量是花费一次准备结束时间投入生产的同种（工件）的 数量。准备结束时间是指生产开始熟悉图纸，领取工卡两
湖南工程学院管理学院 刘振剑
3.生产提前期
提前期是指产品在各车间投入或产出的日期较成 品产出日期所应提前的天数。
产品装配产出日期是计算提前期的起点，而生产周期和生产间隔期
是计算提前期的依据。正确规定提前期可以保证各个工艺阶段有序 的进行。所以在作业计划工作中，要制定提前期的标准数据。
《生产与运作管理》
第11章 制造业作业计划与控制
湖南工程学院管理学院 刘振剑
课程基本情况
1.课程介绍
生产作业是企业一个重要的功能部门，是企业其他活动的基础，在企 业管理中占有重要的地位。本课程按照企业生产系统建立、运行和完善的 的顺序，讨论在各个环节上生产作业管理的基本任务和方法。通过课程的 学习，初步掌握分析、解决企业生产作业过程中发生的问题的能力，掌握 常用的生产作业管理非工具和方法，了解先进的生产作业管理理论的发展， 为进一步学习和提高打下基础。
2.课堂安排
本课程采用多元协同任务导向式、翻转课堂、案例讨论、阅读与写作 结合的启发式教学方法。
3.成绩评定
本课程为考试课，成绩评定分两部分：末考占60%，过程考核占40%。 其中过程考核包括部分：考勤40分（缺勤1次扣10分，请假1次扣2分，迟 到早退1次扣5分），教学演练10分，网站同步测试15分，课后作业20分， 课堂随堂测试15分（每次加1分或2分）
第11章制造业作业计划(2).
j 的紧后工序放入{
t }，使
t＝t＋1。
⑤ 若还有未安排的工序，转步骤②；否则，停止。
例 11.4 有一个 2/3/G/Fmax 问题，其加工描述矩阵 D 和加工时间矩阵 T 分别为：
1,1,1 1,2,3 1,3,2 D＝
2,1,3 2,2,1 2,3,2
241 T＝
345
试构成一个能动作业计划。
既然优先调度法则中的一些法则对一定的目标函数的效果明显地比其它法则好，我们为 什么不能运用这些法则来影响随机抽样呢？显然，如果我们把除 RANDOM 法则以外的某个法 则对一个问题使用多次，也只能得到一种作业计划。这样做毫无意义。但是， 我们可以给不 同的工序按某一优先调度法则分配不同的挑选概率， 这样就可以得到多个作业计划供比较。 例如，在构在无延迟作业计划的第③步有 3 道工序，A、B 和 C 可挑选，这 3 道工序所需的时 间分别为 3，4 和 7。如果按 RANDOM 法则，每道工序挑选上的概率都是 1／3；如果按 SPT 法则，则只能挑选工序 A，不可能产生多个作业计划。现按目标函数的要求，选择了 SPT 法 则。按概率调度法，将这 3 道工序按加工时间从小到大排列，然后给每道工序从大到小分配一 个被挑选的概率，比如 A、B 和 C 的挑选概率分别为 6／14、5／14 和 3／14。这样，既保证 了 SPT 法则起作用，又可产生多个作业计划供挑选。
作业计划(non-delay schedule)是没有任何延迟出现的能动作业计划。所谓“延迟”，指有工件
等待加工时，序。
能动作业计划和无延迟作业计划在研究一般单件作业排序问题时有重要作用。下面先介
绍它们的生成方法。为此，先作一些符号说明。
我们称每安排一道工序称作一“步”，设
制造业作业计划与控制教材
（续） I Ai
1
2
3
4
5
6
5
1
8
5
3
4
Bi
7
2
2
4
7
4
将工件2排在第1位 将工件3排在第6位 将工件5排在第2位 将工件6排在第3位 将工件4排在第5位 将工件1排在第4位
2
2
3
25
3
256
3
256
43
256143
最优加工顺序为S=(2,5,6,1,4,3), Fmax =28
9
11.2.2 两台机器排序问题的 最优算 法（续） Johnson算法的改进
Work Center #1
Work Center #2
Output
5
11.2.1 最长流程时间的计算
工件代号i 1 4 6 3 5 2
Pi1
4 4 5 9 312 4 16 8 24 6 30
Pi2
3 7 918 1 19 3 22 7 31 536
Pi3
7 14 624 832 2 34 539 948
平行顺序移动方式（续）
平行顺序移动加工周期计算
T
平顺=n
m
ti
m 1
(n 1) ti
i 1
i 1
20
11.3 单件作业排序问题
11.3.1 问题的描述 11.3.2 两种作业计划的构成
11.3.3 求解一般n/m/G/Fmax问题的启发
式方法
21
11.3.1 问题的描述
Pi4
5 19 630 335 9 44 246 452
6
11.2.2 两台机器排序问题的 最优算法
第11章 制造业作业计划与控制
注：曲线图的垂直段表示某天到达或完成的一 个或多个工件之间所包含的工作量；水平段表 示相邻两个到达或完成的任务之间的时间间隔。 如果运输时间不变，输入曲线与上道工序的输 出曲线相对应。
控制规则
在一段较长的时间内（如数周）内，若 工况稳定，输入输出两条曲线可以近似地 用两条直线来表示，其斜率（平均生产率） 等于平均在制品库存/平均通过时间。 实际实践中，可以采用四个规则来调整 输入、输出、在制品库存和通过时间：
执行因素的影响
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
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
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。
生产与运作管理
Production &Operation Management
第十一章 制造业生产作业计划与控制
11.1 生产作业计划概述 11.2 流水车间作业排序 11.3 单件车间作业排序
11.4 生产作业控制
11.1 生产作业计划概述
生产作业计划的内容
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。
① 从加工时间矩阵中找出最短的加工时
间； ② 若最短的加工时间出现在M1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，则对应的零件 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。 例11-2 P292 Fmax=28，试推演？
生产第十一章-制造业作业计划与控制
*
工件号 1 2 3 4 5 6
ai 5 1 8 5 3 4
bi 7 2 2 4 7 4
*
四、作业排序方案的评价标准
1.工作流程时间 从工件可以开始加工至完工的时间，包括在各个机器之间的移动时间、等待时间、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误时间等。 2. 加工周期 完成一组工作所需的全部时间。它是从第一个工件在第一台机器上开始加工时算起，到最后一个工件在最后一台机器上完工时为止所经过的时间。
3
6
9
9
12
12
3
机壳1
9
8
17
17
10
17
7
机壳5
17
12
29
29
22
29
7
机壳3
29
15
44
44
20
44
24
总数
102
120
18
38
平均数
20.4
3.6
7.6
平均在制品库存=102/44=2.32个 平均总库存=120/44=2.73个
SPT规则排序结果
顾客实际取货时间基于以下假设：顾客不会在预定取货时间之前来取货；如果有拖延发生，他们将在加工结束时马上取走。
12.5
0
操作1
A, 1.2
E,1.5
D,3.0
B,2.5
C,1.6
2.6
5.5
9.0
11
13.7
操作2
i
C
B
D
E
A
操作1
操作2
*
【例 题】
根据Johnson算法求以下8/2/F/Fmax问题的
第十一章 制造业作业计划与控制
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
i k m 1 2 Pik
m
k 1
k 1,2,3,...,n
式中，m — —机器数； Pik — —零件i在机器M k 上的加工时间。
算法规则：
按照各零件λi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，可以通过计算Fmax，取其中最优Fmax 对应的排序作为排序结果。
来自上游 工作地的 工件
工件 排 队等 待 加工
工作地
加工完毕的 工件流向下 一工作地
《生产与运作管理》
排序的概念(续)
生产作业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，确定这些任务加工的先后次 序。 目的：
提高设备或工作中心的效率 减少在制品占用量 缩短生产周期 保证按期交货
装配
库
如何进行任务分配? 很困难!
9
《生产与运作管理》
举例-产品专业化
Sik-1 机器 第一种情况
机器k
Si-1
机器k-1
Si 第二种情况
机器 Si-1 k
两种零件不同 在流水线上各机 器的生产时间也 不相同
如何进行排序? 很困难!
《生产与运作管理》
排序的概念
根据排序规则对每一个到达的 工件安排作业顺序
《生产与运作管理》
《生产运作管理》
第十一章 制造业作业计划与控制
1
《生产与运作管理》 引导案例-忙碌，不代表有效率
某忙碌的制造企业的生产准备会议
史黛西（生产主管）坐在会议桌旁，前面堆了一大堆文件， 她手上拿着一张名单，似乎已经准备好应付围攻。她说：“ 对，已经查出来了。事实上，昨天晚上我一直忙着追踪和查 证这些资料。结果，我发现出问题的零件有三十种。” 钟纳说：“你确定原材料都发出去了吗？” “没错，” 史黛西说，“他们已经根据时间表，把原材料发 出去了，但是在最后装配部还看不到这些零件，零件卡在新 瓶颈那里了。” “等一等，你怎么知道那真的是瓶颈呢？” 她说：“因为这些零件被耽搁了，我觉得一定是······”
制造业作业计划与控制(3)
•每个工件的加工路线都一样。如车—铣—磨。这里指的是 工件的加工流向一致，并不要求每个工件必须在每台机器 上加工。如有的工件为车—磨，有的为铣—磨。
•不仅加工路线一致，而且所有工件在各台机器上的加工顺 序也一样，这种排序称为排列排序（同顺序排序）。如工 件排序为：J1—J3—J2，则表示所有机器都是先加工J1，然 后加工J3，最后加工J2。
第11章 制造业作业计划与控制
内容
排序问题的基本概念 流水作业排序问题 单件作业排序问题 生产作业控制
重点
流水作业排序问题 单件作业排序问题
可整理ppt
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生产作业计划的内容
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，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。
Fmax——最长流程时间，Fmax=max｛Fi｝ Li——工件的延迟时间 Wij——Ji在Mj上加工之前的等待时间 Wi——Ji在加工过程中总的等待时间 ai——Ji的允许停留时间
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符号
Li=Ci-di=ri+Pi+Wi-di=(Pi+Wi)-(di-ri)=Fi-ai
当Li＞0（正延迟），说明Ji的实际完工时间超 过了完工期限 当Li＜0（负延迟），说明Ji提前完工 当Li=0（零延迟），Ji按期完工
属于“调度”范围
“编制作业计划”加工制造发生之前的活动
“调度”是在加工制造发生之后的活动，是发现实生产 进度已经偏离预定计划而采取的调配资源的行动 调度的依据是作业计划
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《生产与运作管理》 3 单件作业计划问题
是十分复杂的一种作业计划问题，内容和方法。 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
n/m/G/Fmax
实质是任务分配问题：匈牙利算法。
《生产与运作管理》
从加工时间（费用）矩阵中寻找每一行的最小元素 将每一行元素减去该行最小元素 从加工时间（费用）矩阵中寻找每一列的最小元素 将每一列元素减去该列最小元素
CDS法举例
对l=1,2,…,m-1分别排序，取最优者。 当l＝1时，按Johnson算法得到加工顺序(1，2，3，4) ，F max ＝28 ； 当l＝2时，得到加工顺序(2，3，1，4)。对于顺序(2，3，1， 4)，相应的Fmax＝29； 所以，取顺序(1，2，3，4)。这就是最优顺序。
《生产与运作管理》
《生产运作管理》
第十一章 制造业作业计划与控制
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《生产与运作管理》 引导案例-忙碌，不代表有效率
某忙碌的制造企业的生产准备会议
史黛西（生产主管）坐在会议桌旁，前面堆了一大堆文件， 她手上拿着一张名单，似乎已经准备好应付围攻。她说：“ 对，已经查出来了。事实上，昨天晚上我一直忙着追踪和查 证这些资料。结果，我发现出问题的零件有三十种。” 钟纳说：“你确定原材料都发出去了吗？” “没错，” 史黛西说，“他们已经根据时间表，把原材料发 出去了，但是在最后装配部还看不到这些零件，零件卡在新 瓶颈那里了。” “等一等，你怎么知道那真的是瓶颈呢？” 她说：“因为这些零件被耽搁了，我觉得一定是······”
来自上游 工作地的 工件
工件 排 队等 待 加工
工作地
加工完毕的 工件流向下 一工作地
《生产与运作管理》
排序的概念(续)
生产作业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，确定这些任务加工的先后次 序。 目的：
提高设备或工作中心的效率 减少在制品占用量 缩短生产周期 保证按期交货
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《生产与运作管理》
思考
目前现状
大量（超过30种）零部件延迟，未按期交货； 可能设备生产能力出现瓶颈，但生产能力事先已知；
生产过程存在一定的约束，包括人力、时间、设备等；
基于一定的优先策略，零部件的加工存在优先顺序；
假定排除设备故障等意外情况发生，问题出在哪 里？
任务分配 作业排序
生产作业计划与控制出了问题！
订单
市场分析 需求预测 生产计划 MRP
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生产系统选址和布置 产品R&D 项目及网络计划 库存管理 设备管理
BPR 质量管理
生产作业计划 生产控制
JIT、LN、OPT等先进生产方式 战略管理
文化管理
《生产与运作管理》 主要内容
1. 2. 3. 4. 作业计划问题基本概念 流水车间的作业计划问题 单件车间的作业计划问题 生产作业控制
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排序问题的分类
单台机器排序问题
按机器
排 序 问 题 分 类 多台机器排序问题
单件作业排序问题
流水线作业排序问题
静态的排序问题 按零件到达车间的情况 动态的排序问题 按目标函数的性质分类
确定型排序问题
按参数 随机型排序问题
《生产与运作管理》
单台机器的排序问题
n个工件全部经由一台机器处理
《生产与运作管理》
一般n/m/G/Fmax问题的启发式算法
可以采用分支定界法或整数规划法求得最优解。
但都是效率较低的算法，不能用于生产实际中； 启发式方法是求解一般单件车间排序问题使用最多的 方法。
两种作业计划 三种启发式算法
《生产与运作管理》
两种作业计划
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；
《生产与运作管理》
一般n/m/P/Fmax问题的启发式算法
一般的流水车间排列排序问题如想求得精确解可 用分支界定法：
但计算量比较大，以至于计算机也无法求解，因此 常用一些启发式算法求近似解。
作为一般生产实际中的排序问题，近优解能够满 足需要。
Palmer法
关键零件法 CDS法
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《生产与运作管理》 2 流水车间的作业计划问题
《生产与运作管理》
流水车间的作业计划问题
问题的描述
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）
问题的表示
n/m/P/Fmax
《生产与运作管理》
《生产与运作管理》
Palmer法举例
【例】有一个4/3/P/Fmax问题，其加工时间如下表所示 ，试用Palmer法求解。
《生产与运作管理》
关键零件法
1 找出关键零件C，序号为m。
2 对余下的零件，若pi1≤pim，则按照pi1不减的顺序排序为Sa ，否则按pim不增的顺序排序为Sb。 3 顺序（ Sa ，C，Sb）即为近优解。
任务分配：每个工人、每个工作地的日生产任务； 生产排序：通过排序方法编制生产计划，提高生产 效率。 否
作业计划与作业排序是一回事么？
《生产与运作管理》
作业计划与作业排序
二者含义差别
作业计划是安排零部件的出产数量、设备及人工使用、投入 时间及出产时间。
分配资源给不同的任务，按照既定的优化目标，确定各种 资源利用的时间问题。
单件作业排序问题描述
一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, k
i — —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
【例】下列加工矩阵所代表的含义？
1， 1 1， 2， 3 1， 3， 2 1， D 2， 1 ， 3 2 ， 2 ， 1 2 ， 3 ， 2
《生产与运作管理》
任务分配的匈牙利算法举例
【例】如左上表，请用匈牙利法求出任务分配。
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任务分配的匈牙利算法举例(续)
结果矩阵表示： 零件1由机器3加工(J1—M3) 零件2由机器2加工(J2—M2) 零件3由机器4加工(J3—M4) 零件4由机器1加工(J4—M1)
《生产与运作管理》
③若所有零件都已排序，停止。否则，转步骤①。
《生产与运作管理》
Johnson算法举例
【例】求如下6/2/P/Fmax问题的最优解。
求解过程如下：
《生产与运作管理》
Johnson算法步骤的改进
把Johnson算法作些改变，改变后的算法按以下步骤进 行：
①将所有ai≤bi的零件按ai值不减的顺序排成一个序列A； ②将所有ai＞bi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。
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。 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。
编制作业计划与排序的概念和目的都是不同的。
《生产与运作管理》
举例-工艺专业化
车床 仓 压床 车床 车床 钻床 钻床 焊接 油漆 焊接 焊接 仓
库
铣床
铣床
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ铣床
铣床
磨床
磨床
装配
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。
《生产与运作管理》
若干算法符号
假设：
{St}——t道工序之前已排序工序构成的部分作业计 划； {Ot}——第t道工序可以安排的工序集合； Tk——{Ot}中工序Ok最早可能开工时间； Tk′——{Ot}中工序Ok最早可能完工时间。
《生产与运作管理》
加工路线示意图
《生产与运作管理》
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
任务分配的 匈牙利算法
划出能覆盖尽可能多的零元素的直线
线条数等于矩阵的行数？ 是 从仅有一个零的行或列开始，找出零元素对 应的分配方案，每行和每列仅能确定一个元 素，最后使每行和每列都有一个零元素 零元素对应的就是最优分配方案
否 矩阵中未被线条穿过的 元素中减去这些元素中 的最小值，并将这个最 小值加到直线交叉的元 素上，其余元素不变
J1 J2 J3 Jn 到达系统工 件的集合 离开系统 （机器）
机器
为实现任务总等待时间最短的目标，保证尽可能多的 对象早日加工出来，加速资金周转，只需根据最短加工 时间准则对加工对象排序即可。
《生产与运作管理》
n项任务在两台机器的排序问题
n个工件都必须经过机器1和机器2的加工，即工艺路 线是一致的。
《生产与运作管理》 1 作业计划问题基本概念
MRP->零部件投入出产计划
车间生产作业计划； 落实车间生产任务到班组、工作地、工人；
涉及到任务分配和作业排序的问题。