CHAPT11 制造业作业计划

2014-6-8 CHAPT11 制造业作业计划与控制 18
11.2.2 两台机器排序问题最优算法（续）
2.若最短加工时间aimin出现在机器M1上， 则对应工件优先排序加工；若最短加工 时间aimin出现在机器M2上，则对应工件应 排在最后加工。 3.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。 4.对余下工件重复上述步骤1和2，完成所 有工件排序。
2014-6-8 CHAPT11 制造业作业计划与控制 7
11.1 基本概念（续）
（三）假设条件与符号说明 1.假设条件 (1)一个工件不能同时在几台不同的设备上 加工； (2)工件在加工过程中采取平行移动方式， 即当上一道工序完工后，立即送到下一 道工序加工；
2014-6-8
CHAPT11 制造业作业计划与控制
2014-6-8 CHAPT11 制造业作业计划与控制 23
11.2.3 一般n/m/P/Fmax问题的启发式算法
(一)关键工件法
关键工件法属于一般n/m/P/Fmax问题的启 发式算法，是一种实用的简化排序法。 基本步骤 1.计算每个工件的总加工时间pi，将加工时间最 长的工件作为关键工件C； 2.对于余下的工件，若pi1≤pim则按pi1不减的顺 序排成一个序列Sa；若pi1>pim 则按pim不增的 顺序排成一个序列Sb； 3.顺序为Sa-C-Sb，即为所求排序。
2014-6-8 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（分钟） 见表11-1，当加工顺序S=（1 4 6 3 5 2）时， 求Fmax。
工件i 工序k Pi1 Pi2 4 3 5 9 3 1 4 3 8 7 6 5 1 4 6 3 5 2
2014-6-8 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。
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。 2.排序(Sequencing)：确定工件在设备上 的加工顺序。 3.派工(Dispatching)：按作业计划要求， 将具体生产任务落实到每一台设备上加 工。属于调度范畴。
1 19
32
3 22
34
7 31
39
5 36
48
19
30
35
44
46
52
计算规则：第1行和第1列，前道工序右上角完工 时间加上本道工序加工时间；其他工序则将上 1行和上1列完工时间比较取大者，加本道工序 时间，故Fmax=52分钟
2014-6-8 CHAPT11 制造业作业计划与控制 17
11.2.2 两台机器排序问题最优算法
11.2.2 两台机器排序问题最优算法（续）
（三）Johnson算法的改进 1.将所有ai ≤ bi的工件按ai值不减的顺序 排成一个序列A； 2.将ai＞bi的工件按bi值不增的顺序排成一 个序列B； 3.将A放到B之前，就构成了一个最优加工 顺序。
2014-6-8
CHAPT11 制造业作业计划与控制
解：应用约翰逊排序法
2014-6-8
CHAPT11 制造业作业计划与控制
20
11.2.2 两台机器排序问题最优算法（续）
1.作排序图
设备
M1
2 5
1 3
6
4
1
5
4
5
3
8
M2
2
7
4
7
4
2
T
2.加工排序：2-5-6-1-4-3 3.加工周期：T=1+3+4+5+5+8+2=28分钟
2014-6-8 CHAPT11 制造业作业计划与控制 21
11.2.4 相同零件不同移动方式下 加工周期的计算（略）
◆当n个零件相同，则无排序问题。但不同 移动方式下的加工周期不同。 ◆三种典型的移动方式



顺序移动方式：一批零件全部加工完成后， 整批移动到下道工序加工。 平行移动方式：单个零件加工完成后，立即 移动到下道工序加工。 平行顺序移动方式：两者混合。
11.1 基本概念（续）
(6)Ci为Ji的完工时间； (7)Cmax为最长完工时间； (8)Fi为Ji的流程时间，即工件在车间的实际停留 时间； (9)Fmax为最长流程时间； (10)Li为工件的延迟时间 Li=Ci-di Li＞0,表明Ji加工超时； Li＜0，表明提前 完工；Li=0，表明按时完工。
2014-6-8 CHAPT11 制造业作业计划与控制 12
11.2 流水作业排序
11.2.1 最长流程时间Fmax的计算 11.2.2 两台机器排序问题的最优算法 11.2.3 多台机器排序问题的启发式算法
2014-6-8
CHAPT11 制造业作业计划与控制
13
11.2 流水作业排序（续）
（一）流水作业 工件的加工工序与设备号一一对应， 各工件的加工路线都一致，最典型的是 流水线作业，见图11-1。
8
11.1 基本概念（续）
(3)加工不允许中断，即一个工件一旦开始 加工，必须一直进行到完工，不得中途 停止插入其他工件； (4)每道工序只在一台机器上完成； (5)工件数、机器数和加工时间已知，加工 时间与加工顺序无关； (6)每台机器同时只能加工一个工件。
2014-6-8 CHAPT11 制造业作业计划与控制 9
n个一批零件平行移动的加工周期
T平
m
为：
T 平 t1 t 2 nt1 ... ntm ti (n 1)tL
i 1
tL—最长的单件工序时间。
2014-6-8
CHAPT11 制造业作业计划与控制
30
（3）平行顺序移动方式
◆特点：既保持一批零件顺序加工，有尽可能使 相邻工序加工时间平行进行，见图11-4。
Pi3
Pi4
2014-6-8
7
5
6
6
8
3
2
9
5
2
9
4
16
CHAPT11 制造业作业计划与控制
11.2.1 最长流程时间Fmax的计算（续）
工件i
工序k
Pi1
1 4 7 5
4
4 5 6 6
9
6 3 8 3
12
3 4 2 9
16
5 8 5 2
24
2 6 9 4
30
Pi2
Pi3 Pi4
3 7
14
918
24
11.1 基本概念（续）
2.符号说明 (1)Ji为工件i，i=1,2,3...n; (2)Mj为机器j,j=1,2,3,...m; (3)Pij为Ji在Mj上的加工时间；Ji总加工时间Pi
Pi pij
j1 m
(4)ri为Ji进入车间，可以加工的最早时间； (5)di为Ji的完工期限；
2014-6-8 CHAPT11 制造业作业计划与控制 10
T nt 1 nt 2 ...ntm n ti
i 1
2014-6-8 CHAPT11 制造业作业计划与控制 28
m
（2）平行移动方式，见图11-3。
工序 1 2 3
4 时间
加工周期
图11-3 平行移动方式
2014-6-8 CHAPT11 制造业作业计划与控制 29
（2）平行移动方式（续）
2014-6-8 CHAPT11 制造业作业计划与控制 3
11.1 基本概念（续）
2.作业排序的目标 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顺序问 题。 作业排序的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。
2014-6-8
CHAPT11 制造业作业计划与控制 26
2014-6-8
（1）顺序移动方式，见图11-2。
工序 1 2
3 4 加工周期 时间
图11-2
2014-6-8
顺序移动方式
27
CHAPT11 制造业作业计划与控制
（1）顺序移动方式（续）
◆设零件批量为n（件），工序数目为m，
一批零件不计算工序间运输时间，只考虑 加工时间，设其加工的周期为T（分钟）， 零件在i道工序的单件工时为 ti （分钟/ 件），i=1.2…n。 则该批零件的加工周期为：
2014-6-8 CHAPT11 制造业作业计划与控制 11
11.1 基本概念（续）
（四）作业排序4参数表示法
n/m/A/B n—工件数（不同品种）； m—机器数； A—车间类型：A为F或p时，代表流水作业排序； A为G时，代表一般单件作业排序； B—为目标函数，通常追求B值最小。 如n/3/p/Cmax, 表示n个工件在3台机器上加工， 使最长完工时间最短的流水作业排序。
第11章 制造业作业计划与控制 Scheduling and Controlling for Manufacturing
11.1 11.2 11.3 11.4 基本概念 流水作业排序 单件作业排序 生产作业控制
2014-6-8
CHAPT11 制造业作业计划与控制