生产计划_生产作业计划与控制

,第十章 生产作业计划与控制,Q C D,把企业自加工工件的生产计划转变为每个班组、人员、每台设备的工作任务。即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，这一过程就称为作业排序。 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。,第一节 作业排序的基本概念,一、作业计划与排序 排序是确定工件在机器上的加工顺序。 作业计划不仅包括确定工件的加工顺序，还包括确定机器加工每个工件的开始时间和完成时间。 因此，只有作业计划才能指导每个工人和生产活动。,在编制作业计划时，有时一个工件的某道工序完成之后，执行它下一道工序的机器还在加工其他工件，这时，工件要等待一段时间才能开始加工，这种情况称为“工件等待”。 有时，一台机器已经完成对某个工件的加工，但随后要加工的工件还未到达，这种情况称为“机器空闲”。,由于编制作业计划的关键是要解决各台机器上工件的加工顺序问题，而且，在通常情况下都是按最早可能开（完）工时间来编制作业计划。因此，当工件的加工顺序确定之后，作业计划也就确定了。所以，人们常常将排序与编制作业计划这两个术语不加区别地使用。,二、作业排序问题的分类,排序问题有不同的分类方法。在制造业领域和服务业领域中，有两种基本形式的作业排序： 劳动力作业排序，主要是确定人员何时工作； 生产作业排序，主要是将不同工件安排到不同设备上，或安排不同的人做不同的工作。,三、排序问题的目标函数,生产日程计划编制质量的好坏，将直接影响： （1）能否保证按时交货； （2）可否减少工件在工序间的等待时间，能否缩短工件的生产周期和减少在制品占用量； （3）可否减少设备的闲置时间，提高设备利用率。,1、以按时交货作为目标函数,这类目标函数主要有 平均延迟时间： 最大延误时间：TmaxmaxTi 有时还以延误的工件数为目标函数n误,2、以工件的完工时间和工件的流程时间为目标函数,这类目标函数主要有 最长完工时间：CmaxmaxCi； 最长流程时间：FmaxmaxFi； 平均完工时间： 平均流程时间： 设备的闲置时间I及平均闲置时间：,四、作业排序方案的评价标准,（1）工件流程时间 从工件可以开始加工（不一定是实际的开始时间）至完工的时间。它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迟时间等。 （2）全部完工时间 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开始加工时算起，到最后一个工件在最后一台机器上完成加工时为止所经过的时间。 （3）延迟 可以用比预定完工时间延迟了的时间部分来表示，也可以用未按预定时间完工的工件数占总工件数的百分比来表示。 （4）在制品库存 一个工作正从一个工作地移向另一个工作地，由于一些原因被拖延加工，正在被加工或放置于零件库中，都可被看作是在制品库存。它是在途库存的一个例子，但其物料项目是制造出来的，而不是购买来的。这种度量标准可以用工件个数、其货币价值或可供应的周数来表示。 （5）总库存 计划入库量和现有库存量的总和为总库存量。 （6）利用率 用一台机器或一个工人的有效生产时间占总工作时间的百分比来表示。,五、优先调度规则,所谓调度方法，就是运用若干预先规定的优先顺序规则，顺次决定下一个应被加工的工件的排序方法。,（1）FCFS（first come first served）最短加工时间优先规则 优先选择最进进入可排序集合的工件。 （2）EDD（earliest due date）规则 优先选择完工期限最紧的工件。 （3）SPT（shortest processing time）规则 优先选择加工时间最短的工件。 （4）SCR（smallest critical ratio）规则 优先选择临界比最小的工件。临界比为工作允许停留时间和工件余下加工时间之比。临界比率=（交货期-当前日期）/作业时间 （5）MWKR（most work remaining）规则 优先选择余下加工时间最长的工件。 （6）LWKR（least work remaining）规则 优先选择余下加工时间最短的工件。 （7）MOPNR（most operations remaining）规则 优先选择余下工序数最多的工件。 （8）RANDOM规则 随机地挑选下一件工件。,第二节 制造业作业排序,作业排序是作业计划的基础。合理的作业排序，可以： 缩短生产周期，提高按时交货的能力； 充分利用设备能力，提高生产资源利用率； 减少在制品数量，提高资金周转率。,一、单台设备上的作业排序方法,【例4-1】有6个工件需要在某台设备上加工，各工件的加工时间如表41所示（工件编号是工件达到工作地的先后次序，当前日期为1）。采用不同的排序方法进行排序.见表82至表85。排序结果比较见表86。,表81 工件的加工时间与交货期,表82 按照先来先加工的规则排序,注：总的拖期数是5件，平均拖期时间为：（0+3+5+17+17+20）/6=103 平均流程时间：（7+15+25+27+32+38）/6=24,表83 按照最短加工时间优先规则排序,注：总拖期数为3件，平均拖期时间为：（0+0+0+6+16+18）/66.33， 平均流程时间：（2+7+13+20+28+38）/618。,表84 按照交货期优先规则排序,注：总拖期数为4件，平均拖期时间为：（0+0+3+7+10+18）/66.33， 平均流程时间：（2+10+17+22+28+38）/619.5。,表85 按照临界比率优先的规则排序,注：总拖期数为5件，平均拖期时间为：（0+1+5+15+18+28）/611.16， 平均流程时间：（8+15+25+30+36+38）/625.33。,表86 各排序规则的结果比较,最短加工时间优先是最好的规则，因为其拖期数，平均拖期时间，平均流程时间都是最小的，第二是交货期优先规则，第三是先来先加工规则，第四临界比率优先规则。,二、流水作业排序方法,流水作业排序问题的基本特征是每个工件的加工路线都一致。在流水生产线上制造不同的零件，遇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。,流水作业排序问题的表示方法,n/m/A/B 其中n代表工件数； m代表机器数； A是代表排序的类型，在A的位置若标以“F”，则代表流水型排序，若标以“P”，则是流水型排序中的同顺序排序。在A的位置标以G，是表示非流水型排序。 B代表目标函数，,（一）、 n/2/F/Fmax问题的最优算法,Johnson算法： （1）从加工时间矩阵中找出最短的加工时间。 （2）若最短的加工时间出现在M1上，则对应的工作尽可能往前排；若最短加工时间出现在M2上，则对应工件尽可能往后排。然后，从加工时间矩阵中划去已排序工件的加工时间。若最短加工时间有多个，则任挑一个。 （3）若所有工件都已排序，停止。否则，转步骤（1）。,【例4-2】：求下表所示的6/2/F/Fmax问题的最优解。,求解过程可简单表示如下： 将工件2排第1位 2 将工件3排第6位 2 3 将工件5排第2位 2 5 3 将工件6排第3位 2 5 6 3 将工件4排第5位 2 5 6 4 3 将工件1排第4位 2 5 6 1 4 3 最优加工顺序为S（2,5,6,1,4,3）。求得最优顺序下的Fmax28。,Fmax的计算方法,（二）、一般n/m/P/Fmax问题的启发式算法,第三节 生产作业控制,一、生产作业监控系统 生产作业监控系统主要依据是生产作业计划。,生产作业监控系统主要 包括以下几部分内容,生产作业准备工作检查； 生产过程实时监控； 生产作业统计； 生产调度工作； 生产作业计划完成情况考核。,二、生产作业统计,（一）生产作业统计的内容 （1）生产进度统计 指对产品、零部件生产过程各工序的投入期、投入数量、出产日期、出产数量以及发生的废品数、返修品数的统计及分析。 （2）库存在制品统计 指对在制品、半成品出入库量以及在制品资金占用量的统计和分析。 （3）生产作业计划完成情况统计 指对产品和零部件的完工统计，各单位和个人完成计划任务和完成工作量的统计。 对生产作业统计工作要求是：数据准确、资料完整、分析正确、上报及时。,（二）生产作业统计的原始凭证 包括：加工路线单、单工序工票、废品通知单、返修品通知单、停工记录单等。 要求： 必须做到准确、清晰、完整、及时。 力求数出一源，避免凭证过多，各行一套，重复统计，要保证统计的口径一致，全厂的数据统一。,（三）生产作业统计台帐和报表,生产作业统计台帐和报表是以一定的格式，对生产作业原始记录的整理和汇总。 台帐的特点：通过逐日登帐，逐日汇总，把每日发生的生产作业活动情况，系统地完整地汇录在帐本上。,三、生产调度,生产调度的主要任务 检查生产作业计划的执行情况，掌握生产动态，及时采取必要的调整措施； 检查生产作业的准备情况，督促和协调有关部门做好这方面的工作； 根据生产需要，合理调配生产资源，保证各生产环节、各工作地协调进行生产； 组织厂级和车间级的生产调度会议，协调车间之间、工段之间的生产进度。,（一）生产调度的组织,1、按车间分工 每个调度员负责联系一个或几个车间。厂部对车间所有的调度指令，统一由负责该车间的调度员下达，这样可以避免对车间进行多头指挥。 这种分工方式对于按对象专业化原则组织的车间比较合适， 但是对于多品种批量生产企业，产品不是封闭在一个车间内加工，需要经历多个车间时，不利于调度员掌握产品生产全过程，增加了调度员间相互交换协调的工作量。,2、按产品分工 每个调度员负责一种或几种产品的调度工作。 这种分工方式有利于调度员掌握产品生产的全过程，有利于组织产品生产过程的衔接和产品零部件生产的成套性。 但是在多品种生产类型，每个车间都生产多种产品时，这种分工方式容易造成多个调度员对一个车间提出各自的要求，形成多头指挥的情况。,（二）生产调度工作制度,1、生产调度会议制度 日常的生产调度会议一般定期举行，厂级的生产调度会议可以每周举行一次，由主管生产的厂长主持，解决全厂性的生产问题；车间级的调度会议根据实际召开，参加的人员主要是车间有关生产负责人（车间主任、班组长、统计人员），解决车间的生产与涉及车间局部的生产问题。除了例行的调度会议外，日常调度过程中要经常性地召开现场调度会议，解决现场突发性与临时性的问题。,2、调度值班制度 为了对生产能不间断地进行监督，应建立调度值班制度。每个工作班，厂和车间（分厂）都设值班调度员，以便能及时发现并随时处理生产中临时发生的问题。 值班调度员要做好交接班工作和记好调度日记，以保证各班之间调度工作连续性衔接性。,3、调度报告制度。 为了使企业各级管理者都能及时了解生产进展，需要建立调度报告制度。 调度报告有书面的正式报告与口头的非正式报告两种方式。 正式的调度报告一般按照企业调度工作的要求，定期对某段时间的生产调度情况进行总结性报告，把存在的问题与解决措施和建议作为报告的内容向主管生产的厂长提交； 非正式的报告是在调度过程随时都需要的一种报告制度。,（三）生产调度的工作原则,（1）计划性原则。 （2）预见性原则。 （3）集中性原则。 （4）关键点原则。 （5）行动性原则。 （6）效率性原则。,（四）生产调度的工作方法和手段,点、线、面相结合是一种比较好的工作方法： 点，即重点解决生产过程中的瓶颈问题； 线，即对产品的生产进行全线的跟踪与负责； 面，即全面把握生产情况，进行全面的管理与调度。 常见的调度技术装备有： 专用的调度电话网、无线电话机、工业闭路电视、无线电传真机和电脑网络系统等远距离文件传送设备，以及由自动记录仪、电子计算机