生产与运作管理_11制造业作业计划与控制

3. 顺序（Sa,C,Sb）即为所求顺序。
13
11.2.3 多台机器排序问题的 启发式 算法（续） 举例 C
工件i 1 2 3 4
Pi1
216 3
Pi2
482 9
Pi3
548 2
11 13 16 14
Sa (2,1)
Sb(4) 所求顺序： （2,1,3,4）
14
11.2.4 相同零件不同移动方 式下加工周期的计算
“加工路线”是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
“加工顺序”则表示每台机器加工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
5
11.2 流水作业排序问题
流水车间(Flow shop):工件的加工路线
都一致，典型的如流水线
11.2.1 最长流程时间的计算 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
Work Center #1
Work Center #2
Output
6
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
对应工件应该尽可能往前排；若最短加工时 间出现在机器M2 上，则对应工件应该尽可 能往后排。
8
11.2.2 两台机器排序问题的 最优算法（续）
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）。
9
11.2.2 两台机器排序问题的 最优算法
（5）若还有未安排的工序，转步骤（2）；否则， 停止。
25
能动作业计划的构成
t
{Ot}
1
1,1,1
2,1,3
2
1,2,3
2,1,3
3
1,2,3
2,2,1
4
1,3,2
2,2,1
5
1,3,2
2,3,2
6
2,3,2
Tk
T`k
T*
M*
Oj
0
2
2
M1
1,1,1
0
3
2
6
0
3
3
M3
2,1,3
3
7
7
M3
1,2,3
编制作业计划实质上是要将资源分配给不同 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。
由于每台机器都可能被分配了多项任务，而 这些任务受到加工路线的约束，就带来了零 件在机器上加工的顺序问题。
3
11.1作业计划问题的基本概念 （续）
有关的名词术语
编制作业计划或日程安排(Scheduling) 排序(Sequencing) 派工(Dispatching) 控制(Controlling) 赶工(Expediting) “调度”是作业计划编制后实施生产控制所采取的
m1
(n1)ti
i1
i1
21
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
22
11.3.1 问题的描述
加工描述矩阵D和加工时间矩阵T对应
1,1,1 1,2,3 1,3,2 D= 2,1,3 2,2,1 2,3,2
2
4
1
T=
3
4
5
23
11.3.2 两种作业计划的构成
符号说明
每安排一道工序称为一“步” {St}:t步之前已排序工序构成的部分作业计
划； {Ot}:t步可排序工序的集合； Tk为{Ot}中工序Ok的最早可能开始时间； T’k为{Ot}中工序Ok的最早可能完成时间。
24
11.3.2 两种作业计划的构成
一切行动，“编制作业计划”是加工制造发生之前 的活动
4
11.1作业计划问题的基本概念 （续）
“机器”，可以是工厂里的各种机床，也可以是维 修工人；可以是轮船要停靠的码头，也可以是电子 的计算机中央处理单元、存贮器和输入、输出单元。 一句话，表示“服务者”
“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
计算量小 已经提出100多种优先调度法则
31
优先调度法则
FCFS（first come, first served）选择最早进入可排序 集合的工序
SPT( shortest processing time）选择加工时间最短的 工序
EDD（earliest due date）选择完工期限最紧的工序
40
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
15
顺序移动方式
工序 1 2
3 4
加工周期 顺序移动方式
时间
16
顺序移动方式（续）
实际生产中，有不少工具可以用来进行
生产作业控制，这些工具容易通过运用 适当的软件来生成，主要包括：
调度单 日报、月报 例外报告、异常报告 输入/输出（Input/output control，I/O）
报告
38
11.4 生产作业控制（续）
漏斗模型
模型介绍 德国汉诺威大学的Bechte和Wiendall等人于20
设零件批量为n（件），工序数目为m，一批零件
不计算工t i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 （分钟/件），i=1.2…n.
则该批零件的加工周期为：
m
Tnt1nt2...ntmnti
i1
17
平行移动方式
工序 1 2
3
4
加工周期
时间
18
平行移动方式（续）
零件平行移动的加工周期 T 平 为：
m
T平 t1t2 nt1...ntm ti (n1)t1 i1
19
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。如图所示：
工序 1
2 3 4
加工 周期
时间
20
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 mti
11.4 生产作业控制
实行生产作业控制的原因 生产环境的变化 计划的失误 执行的原因：执行过程中，有可能会出
现操作人员执行不力、效率不高和工作 态度等现象，造成计划完不成
执行因素的影响
34
11.4 生产作业控制（续）
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 Nhomakorabea采取纠偏措施
Pi4
5 19 630 335 9 44 246 452
7
11.2.2 两台机器排序问题的 最优算法
约翰森法则
如 在果 工M件ijn之(a前i, b。j) < Min (aj, bi),则工件i应该排
约翰森算法
（1）从加工时间矩阵中找出最短加工时间； （2）若最短加工时间出现在机器M1 上，则
（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
10
11.2.2 两台机器排序问题的 最优算 法（续） Johnson算法的改进
ai
11 34 48
513
bi
23 711 415 722
最优顺序下的加工周期为28
43
518 826 426 228
12
11.2.3 多台机器排序问题的 启发式算法
关键工件法
1. 计算每个工件的总加工时间，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;
RANDOM 随机挑选一个工件
Rush
Top Priority
32
11.3.3 三类启发式算法（续）
（2）随机抽样法
从全部能动计划或无延迟计划中随机抽样， 得出多个作业计划，从中取优。
（3）概率调度法
将优先调度法则与随机抽样法结合 对不同工件将优先调度法则分配不同的挑选
概率，效果较好
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SCR(smallest critical ratio)选择临界比最小的工件
MWKR(most work remaining)选择余下加工时间最长 的工件
LWKR(least work remaining)选择余下加工时间最短 的工件
MOPNR(most operations remaining)选择余下工序数 最多的工件
28
无延迟作业计划的构成
t
{Ot}
1
1,1,1
2,1,3
2