第11章-制造业作业计划与控制PPT课件
合集下载
生产第十一章+制造业作业计划与控制
提高生产管理水平
加强生产管理培训，提高管理人员的素质和 管理水平，促进企业的持续发展。
03 作业调度与控制
作业调度的基本原则
优先满足交货期长的订单
在满足客户交货期的基础上，优先安排 订单交货期较长的生产任务，以实现生
产效益最大化。
优先安排重要客户订单
对于公司战略合作伙伴或重要客户， 优先安排其订单生产，以维护公司业
生产管理信息化技术手段
生产管理信息化的技术手段包括ERP、MES、WMS、PLM等系统，以及物联网、大数据、人工智能 等新兴技术的应用。
生产管理智能化的未来发展趋势
智能化生产管理的定义
智能化生产管理是指利用物联网、大数 据、人工智能等先进技术手段，实现生 产全过程的自动化、智能化和可视化， 提高生产效率和质量，降低生产成本和 风险。
将直接参与产品生产的原材料、人工和其他直接费用计入产品成本。
间接成本核算
将间接参与产品生产的制造费用（如设备折旧、车间管理费用等）按照一定标准分配到产 品成本中。
作业基础成本核算
通过对生产过程中的作业活动进行跟踪和记录，将资源消耗分配到各个作业中，进而计算 出产品的成本。这种方法能够更准确地反映产品实际消耗的资源，提高成本核算的准确性 。
人工智能应用
通过机器学习、神经网络等技术，对历史生产数据进行挖掘和分析 ，预测未来生产趋势，提高生产计划和调度的准确性。
实时数据采集与分析
通过物联网、传感器等技术，实时采集生产现场的数据，对生产过 程进行实时监控和调整，提高生产效率和产品质量。
04 生产现场管理本、 提升产品质量、保障生产安全。
生产成本的控制与核算的优化策略
强化成本控制意识
提高员工对成本控制的认识和重视程度，形成全 员参与的成本控制氛围。
第11章制造业作业计划
11.1.2 编制作业计划的假设条件
①一个零件不能同时在几台不同的机器上加 工,每台机器同时只能加工一个零件; ②零件在加工过程中采取平行移动方式,即 上一道工序完工后,立即送下道工序加工; ③不允许中断,零件一旦开始加工,须一直 进行到完工,不得中途停止插入其它零件; ④每道工序只在一台机器上完成; ⑤零件数,机器数和加工时间已知.
T = nt 1 + nt 2 + ...nt m = n ∑ ti
i =1 m
2,平行移动方式
工 序1 2 3 4 时间 加工周期
T平 =
m
∑
i =1
ti + ( n 1)t L
tL为最长的单件工序时间
3,平行顺序移动方式
特点:既保持一批零件顺序加工,又尽可能使相邻工 序加工时间平行进行.
工序 1 2 3 4 加工周期 时间
11.2 流水作业排序问题
11.2.1 n项工作在两台机器上的排序问题
排序问题的提出: 零件 加工 总完成时间 号 工时 1 1.5 1.5 2 3 4 0.25 1.5+0.25=1.75 0.5 1.75+0.5=2.25 1.2 2.25+1.2=3.45 零件 加工 总完成时间 号 工时 2 0.25 0.25 3 5 4 0.5 0.25+0.5=0.75 0.6 0.75+0.6=1.35 1.2 1.35+1.2=2.55
排序后的生产周期 0 J2 J4 J5 机器1 J2 J4 机器2
J1 J3
11.2.2 最长流程时间Fmax的计算方法
步骤:①按排序结果列出加工时间矩阵,右上角数为完工时间; ②第1行第1列元素:完工时间=加工时间 ③第1行其它元素:前列完工时间+本列加工时间=本列完工时间 ④第1列其它元素:上行完工时间+本行加工时间=本行完工时间 ⑤第2行到第m行,第2列到第n列:将加工时间与上行前列完工时 间最大值相加. 工件代号i Pi1 Pi2 Pi3 Pi4 1 4 3
最新第11章-制造业作业计划与控制教学讲义ppt课件
40
14
40÷55+3=8
8-5=3
8+1=9
9-4=5
9+4=13 13-8=5
13+2=15 15-7=8
50
21
50÷5=10 21÷5=4.2
13
第2节流水作业排序问题
• 流水作业排序问题的特征是每个工件的加工路线 都是一样的，常见的目标函数有时间表长和加权 总完工时间。
14
一、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
Fm|prmu|Cmax,设工件顺序为J1,J2,…,Jn,其中Jj为排第 i位加工的工件的代号,以Cij表示工件Jj在机器Mi上 的完工时间,pij表示工件Jj在Mi上的加工时间 (i=1,2,…,m;j=1,2,…,n),那么:
i
C i1 p l1
232
338
446
本例Cmax=46。
17
二、问题 F2 || Cmax的排序算法 对于两台机器的流水作业排序问题，约翰逊 （S.M.Johnson）于1954年提出了一个有效算法， 用于解决多种工件在两台设备上加工的流水作业 排序问题，这就是著名的Johnson算法。Johnson算 法的适用条件是： （1）排序的目标是使全部完工时间最小； （2）工件在两台设备上的加工顺序完全相同； （3）所有工件同时到达第一台设备等待加工； （4）每种工件在每台设备上的加工时间均已知。
三个参数为:α,β,γ,分别代表特定的机器环境、工件 特征和最优准则,它们是排序问题的三个组成部分。
• 机器环境：描述机器的数量、类型、不同机器之 间的关系以及环境
• 工件特征：描述一般可用工件的性质,加工要求和 限制,资源的种类,数量和对加工的影响等来描述。
制造业作业计划与控制
• 作业计划与排序不是一回事，它不仅要确定工件的加工顺 序，而且还要确定每台机器加工每个工件的开工时间和完 工时间。
• 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
2024/10/13
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
2024/10/13
6
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。
2024/10/13
27
POM 2）N个作业m台工作中心排序
2024/10/13
28
POM
2、单件作业排序问题的描述
2024/10/13
29
POM
3、一般n/m/G/Fmax问题的启发式算法
• 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
2024/10/13
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
2024/10/13
6
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。
2024/10/13
27
POM 2）N个作业m台工作中心排序
2024/10/13
28
POM
2、单件作业排序问题的描述
2024/10/13
29
POM
3、一般n/m/G/Fmax问题的启发式算法
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？
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
13
第2节流水作业排序问题
• 流水作业排序问题的特征是每个工件的加工路线 都是一样的，常见的目标函数有时间表长和加权 总完工时间。
• 我们说加工路线一致，是指工件的流向一致，并 不要求每个工件必须经过加工路线上每台机器加 工。
• 如果某些工件不经某些机器加工，则设相应的加 工时间为零。对于流水作业排序问题，工件在不 同机器上的加工顺序不尽一致。 若所有工件在各台机器上的加工顺序都相同， 这就是排列排序问题（permutation schedule）。
0+1=1 0
1+2=3 0
3+3=6 6-5=1
6+4=10 10-8=2
10+5=15 15-6=9
35
12
35÷5=7 12÷5=2.4 12
排序准则 任务排序
E
A
D
交 则
货期最
早规
C
B
合计
平均
D
A
最短松弛 规则
时间
E B
C
合计
平均
续前表
加工时间 交货期
1
4
3
5
5
6
2
7
485ຫໍສະໝຸດ 6351
4
4
8
2
14
一、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
Fm|prmu|Cmax,设工件顺序为J1,J2,…,Jn,其中Jj为排 第i位加工的工件的代号,以Cij表示工件Jj在机器Mi 上的完工时间,pij表示工件Jj在Mi上的加工时间 (i=1,2,…,m;j=1,2,…,n),那么:
5
排序的目标可以概括为以下几点： 1.满足交货期的要求 2.实现提前期最小化 3.实现设备的准备时间和准备成本最小化 4.充分利用设备和劳动力
6
二、排序问题的分类和表示方法
1.按工件到达车间的情况，可以分成静态 排序和动态排序
2.按机器的种类和数量不同，可以分为单 台机器排序和多台机器排序
3.按目标函数的性质不同，也可划分不同 的排序问题
• 最优准则：就是以什么为目标函数。
8
三、作业排序的优先规则
（1）先到先服务规则（first come first served, FCFS）：按订单送到的先后顺序进行加工，优先 选择最早进入排序集合的工件。
（2）最短加工时间规则（shortest processing time,SPT）：优先选择加工时间最短的工件。
排序准则 任务排序
A
B
先到先 则
服务规
C D
E
合计
平均
E
C
最短加工时间 A
规则
B
D
合计
平均
加工时间 交货期
3
5
4
8
2
7
5
6
1
4
1
4
2
7
3
5
4
8
5
6
通过时间 延误时间
0+3=3
0
3+4=7
0
7+2=9
9-7=2
9+5=14 14-6=8
14+1=15 15-4=11
48
21
48÷5=9.6 21÷5=4.2
4
第1节作业排序问题的基本概念
一、作业排序的基本概念 • 作业排序是指合理安排生产运作的各项活动作业、
生产运作资源使用、生产运作设施配置的时间表 等。 • 作业排序在生产车间就是具体地确定每台设备、 每个人员每天的工作任务和工件在每台设备上的 加工顺序。 • 作业排序要解决先加工哪个工件后加工哪个工件 的加工顺序问题，还要解决同一设备上不同工件 的加工顺序问题。
3
引例
• 某铅酸蓄电池生产厂主打产品是应用于叉车、牵引车的大 型铅酸蓄电池。铅酸蓄电池主要由电池槽、电池盖、正负 极板、稀硫酸电解液、隔板及附件构成。
• 由于公司是德国全资子公司，所有设备都是从德国采购回 来的，各个车间设备的生产能力和效率不同，再加上还有 很多附属件需要加工，如电池盒铁箱需要喷漆，组装完成 后需要注酸和充电，然后入库待运，所以公司出现了设备 忙闲不均的现象，生产效率低下，并且经常出现由于某一 工序导致全线停产的事故。问题究竟出在哪里？ 如何具体地组织生产活动，安排作业顺序，对生产活 动进行调整与控制，是保证生产任务按期完成的基础，也 是作业排序与控制需要研究和解决的问题。
运营管理
Operations Management
第11章制造业作业计划与控制
学习目标
1．理解制造业作业计划的基本概念； 2．掌握流水作业排序问题的求解算法； 3．掌握单件作业排序问题的求解算法； 4．了解生产作业控制的主要内容和工具。
2
学习内容
第1节 作业排序问题的基本概念 第2节 流水作业排序问题 第3节 单件作业排序问题 第4节 生产作业控制
7
通过时间 延误时间
0+1=1
0
1+3=4
0
4+5=9
9-6=3
9+2=11 11-7=4
11+4=15 15-8=7
40
14
40÷5=8 14÷5=2.8
0+5=5 0
5+3=8
8-5=3
8+1=9
9-4=5
9+4=13 13-8=5
13+2=15 15-7=8
50
21
50÷5=10 21÷5=4.2
（3）交货期优先规则（earliest duedate,EDD）： 优先选择交货期最早的工件。
（4）最大工作量规则（most work remaining,MWKR）：优先选择余下加工时间最 长的工件。
9
（5）最小工作量规则（least work remaining,LWKR）：优先选择余下加工时间最 短的工件。
4.按参数的性质，可以划分为确定型排序 问题和随机型排序问题
7
本章排序问题的描述：三参数表示法
三个参数为:α,β,γ,分别代表特定的机器环境、工 件特征和最优准则,它们是排序问题的三个组成部 分。
• 机器环境：描述机器的数量、类型、不同机器之 间的关系以及环境
• 工件特征：描述一般可用工件的性质,加工要求和 限制,资源的种类,数量和对加工的影响等来描述。
10
例：某工作中心需完成五项任务,它们的到达次序 依次为A、B、C、D、E,加工时间、交货期和计 算出的松弛时间如下表所示。要求:按照不同的准 则进行排序,并作效果比较。
工作中心任务数据表
任务 （按到达次序）
加工时间
交货期 （从现在算起）
松弛时间
A
3
5
2
B
4
8
4
C
2
7
5
D
5
6
1
E
1
4
3
11
解:按照不同准则进行排序的结果及其有关评价指标的计算如下表所示。
（6）随机排序规则（random,RAN）：由主管或操 作工随意选择一件他们喜欢的进行加工。
（7）后到先服务规则（last come first served,LCFS）：因为后来的工单放在先来的上面， 操作人员通常先加工上面的工单。
（8）临界比规则（smallest critical ratio,SCR）： 工件允许停留时间与工件剩余加工时间之比最小。