制造业作业计划与控制
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。
生产运作管理-作业计划与生产控制概述
32
44 44 22 44
115
118
23
115/44=2.61（个） 118/44=2.68（个）
2
2
1 12
22
3
36
0.6 7.2
SPT规则：平均流程时间最短，在制品库存量更少。 EDD规则：平均延迟时间较少，可以给顾客提供更好
的服务，也提供了更低的总库存水平。
从数学上可以证明：SPT规则是最优的方案。
A3
A2
A3
A2
A5 A3
A2 A1
A5 A3
A2 A1 A4 A5 A3
0 4 16 31 41 4 16 31 41 46 4 16 38 54 62 9 38 54 62 65
（三）n项作业在m台机床上的排序 要求最优，计算量相当大，甚至连计算机也难以求解 ——无法用于实际生产中。
人们提出了多种启发式算法，以便以最小的计算 量得到足够好的结果。
7、SCR（Smallest Critical Ratio）规则
优先选择临界比最小的工件 ——使工件延误时间最小 临界比=交货期前所剩余时间/工件余下加工时间
8、LCFS（后到先服务）规则 经常作为默认规则使用。
9、RANDOM规则 随机地挑选下一个
返回
FCFS SPT 服务业排队规则 预定优先 紧急优先 其他
一般n/m/P/Fmax问题的启发式算法——CDS法 坎贝尔等人于1970年把Johnson算法用于一般的 n/m/P/Fmax问题，得到 了一个启发式算法，简称CDS法。 1、取首末两道工序，用约翰逊排序，求Fmax 2、取首两道工序及尾两道工序的和，求Fmax 3、取首三道工序的和和尾三道工序的和，求Fmax 依次类推，直到所有的情况（m-1）种都考虑后，比较 得到的Fmax，找出其中最小的那个排序方案为所求方案。
第11章制造业作业计划与控制
第十一章 制造业作业计划与控制通过MRP确定各车间的零部件投入出产计划，将全厂性的生产计划变成了各车间的生产任务。
各车间要完成既定的生产任务，还必须将零部件投入出产计划转化成车间生产作业计划，将车间的生产任务变成各个班组、各个工作地的任务。
只有将计划安排到工作地，任务才算真正落到实处。
每个工作地生产作业计划的完成，保证了车间生产作业计划的完成，从而保证了厂级生产作业计划的完成；厂级生产作业计划的完成，又保证了全厂生产计划的完成。
但是，单靠计划和作业计划并不能保证生产任务的按期完成，还必须实行生产控制。
排序的理论与方法是编制车间作业计划的基础。
本章将介绍排序问题的基本概念，重点介绍流水作业排序问题、单件作业排序问题和用于输入/输出控制的漏斗模型。
第一节排序问题的基本概念一、名词术语在生产管理中，常用到“编制作业计划”(Scheduling)、“排序”(Sequencing)、“派工”(Dispatching)、“控制”(Controlling)和“赶工”(Expediting)这些名词。
一般说来，编制作业计划与排序不是同义语。
排序只是确定工件在机器上的加工顺序。
而编制作业计划，则不仅包括确定工件的加工顺序，而且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的生产活动。
由于编制作业计划的主要问题是确定各台机器上工件的加工顺序，而且，在通常情况下都是按最早可能开(完)工时间来编排作业计划的。
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，人们常常不加区别地使用“排序”与“编制作业计划”这两个术语。
在本章里，讲排序的时候就暗指相应的作业计划是最早时间作业计划。
只有在需要的时候，才将这两个术语区别使用。
“派工”是按作业计划的要求，将具体生产任务安排到具体的机床上加工，属于我们经常说的“调度”范围。
“赶工”是在实际进度已落后于计划进度时采取的行动，也属于“调度”范围。
生产作业计划与控制管理
生产作业计划与控制管理引言在制造业中，生产作业计划与控制管理是非常重要的环节。
它涉及到生产能力的优化利用，确保生产过程的高效运作，并且能够及时响应市场需求。
本文将详细介绍生产作业计划与控制管理的概念、目标以及实施方法。
1. 生产作业计划管理1.1 概念生产作业计划管理是指根据市场需求和生产能力，合理安排生产作业的时间、资源和人力等方面的工作。
1.2 目标生产作业计划管理的目标是优化生产资源的利用，提高生产效率，确保按时交付产品，满足客户需求。
1.3 实施方法•分析市场需求：通过市场调研和销售预测，了解市场需求的变化趋势和规模，为生产作业计划提供参考。
•确定生产能力：评估企业的生产能力，包括设备、人力和原材料等方面的能力，为生产作业计划提供依据。
•制定生产作业计划：根据市场需求和生产能力，合理安排生产作业的时间、资源和人力等方面的工作。
生产作业计划要考虑到产品的优先级、批量生产、生产周期等因素，并与相关部门协调沟通。
•跟踪和监控生产进度：对生产作业计划进行实施过程中，及时跟踪和监控生产进度，发现问题并及时解决。
2. 生产作业控制管理2.1 概念生产作业控制管理是指在生产过程中对各项活动进行监控和控制的管理工作。
2.2 目标生产作业控制管理的目标是确保生产过程的顺利进行，提高产品质量，降低生产成本，并满足交货日期。
2.3 实施方法•设定生产作业标准：制定生产作业的工艺标准、质量标准和安全标准，明确要求和规范，为控制生产过程提供依据。
•制定生产作业流程：根据生产作业标准，制定生产作业的流程和步骤，明确各项工序和岗位的职责和要求。
•监控生产过程：通过生产作业控制系统，对生产过程进行监控，收集生产数据并进行分析，发现问题并及时采取措施进行修正。
•实施质量控制：通过建立质量控制体系，对生产过程中的各个环节进行检测和监控，确保产品符合质量标准。
•追踪物资流动：对原材料的进货、加工以及半成品和成品的库存和出货等流动进行追踪和控制，确保物资供应的及时性和准确性。
制造业生产作业计划
制造业生产作业计划1. 引言制造业是指人们利用物质和能源，在一定经济条件下，通过工人、工具和设备，对原材料进行加工和制作，最终生产出符合市场需求的商品和产品。
制造业的生产作业计划在实现高效生产和优质产品方面起着重要的作用。
本文将介绍制造业生产作业计划的定义、目的以及主要内容。
2. 定义制造业生产作业计划是指在任一特定时间段内，为了实现生产目标和要求，计划和安排生产工序、产品数量、工人配备、设备使用等相关要素的过程。
它是制造业内部进行生产组织和协调的重要手段。
3. 目的制造业生产作业计划的主要目的是实现以下几个方面的要求：3.1 提高生产效率通过科学合理地安排和分配生产工序、产品数量、工人配备和设备使用，减少生产过程中的浪费和冗余，实现生产效率的最大化。
3.2 保证生产质量通过合理的作业计划和安排，确保所有生产工序都得到充分的考虑和安排，每一道工序都按照要求进行，从而保证生产出的产品符合质量标准。
3.3 控制生产成本通过合理的生产作业计划，降低生产过程中的成本，包括原材料成本、人工成本和设备能耗等，实现生产成本的控制和降低。
4. 主要内容制造业生产作业计划主要包括以下几个内容：4.1 生产计划编制生产计划编制是指根据市场需求、产品类型和数量、生产周期等要素，制定相应的生产计划。
生产计划应考虑到生产资源的利用率、生产效率的提高以及生产成本的控制等因素。
4.2 工序安排工序安排是指对生产过程中各道工序的顺序和时间进行合理安排。
通过工序安排，可以最大程度地减少生产过程中的等待和停滞，确保生产流程的连贯性和高效性。
4.3 人员配备人员配备是指根据生产计划和工序安排，合理配置和调配生产工人的数量和技能。
通过合理的人员配备，可以保证生产过程中的人力资源得到充分利用，同时减少因人力不足或过剩导致的生产问题。
4.4 设备利用设备利用是指合理安排和规划生产过程中设备的使用情况。
通过设备利用的合理调配，可以最大限度地提高设备利用效率，减少生产过程中的停机和设备故障等问题。
制造工作计划
制造工作计划
1. 目标，提高生产效率，优化制造流程，确保产品质量。
2. 时间安排：
每周一至周五，8:00am-5:00pm，全天工作。
每周六，8:00am-12:00pm，进行设备维护和清洁。
3. 任务分配：
生产经理负责制定生产计划和监督生产进度。
设备维护人员负责设备的维护和保养工作。
生产员工负责具体的生产操作和质量检查。
4. 工作内容：
生产经理负责制定每日生产计划，并监督生产进度，确保按
时完成生产任务。
设备维护人员负责定期对生产设备进行维护和保养，确保设备正常运行。
生产员工负责按照生产计划进行生产操作，保证产品质量和生产效率。
5. 资源准备：
确保生产设备正常运行，及时采购所需的原材料。
提供员工所需的培训和技能提升机会，以提高生产效率和产品质量。
6. 风险控制：
定期进行安全检查，确保生产环境安全。
对原材料和成品进行质量检测，确保产品符合标准。
7. 监督与评估：
每月进行生产效率和产品质量的评估，及时调整生产计划和流程。
定期与员工进行沟通和反馈，了解他们的工作情况和需求。
8. 结束时间，定期评估并调整工作计划，以适应市场需求和公司发展。
第二章制造业作业计划与控制
基于时间的竞争
新技术的快速扩散使产品生命周期大大缩短， 进入市场的速度几乎成为唯一的竞争优势来源
电话发明后经过75年，全球使用者才达到5000 万人；移动电话与电视只经过12年，因特网仅 4年，就达到同样数量的使用人数。
著名经济学家Little的研究表明，一种新产品推 向市场每晚6周，这将导致其整个生命周期内 利润下降15—27%，而且随着产品生命周期的 缩短，相对的损失还将增加。
Factory
Manufacturer’s DC
Retailer
Consumer
22
迈克波特的价值链模型
支持 活动
企业基础设施 人力资源管理
技术开发
采购
来料 储运
生产 成品 加工 储运
营销 服务
企业 毛利
基本 价值链上游环节
活动 价值链下游环节
23
战略是按企业的内外环境“量身定制”的，世 界上没有最好的、普遍适用的、一成不变的战 略。
成本领先战略(Cost leadership) 差异化战略(Differentiation) 集中战略(Focus)
快速响应战略（Response）
27
职能策略
在事业战略指导下，如何从职能上改进，以达 成较佳的效率、品质、创新和顾客回应
包括：
营销策略 生产运作策略 研究与开发策略 人力资源策略等
34
合作愉快
产品/服务的选择
市场需求的不确定性 外部需求与内部能力之间的关系 原材料、外购件的供应 企业内部各部门工作目标上的差别
32
产品/服务的开发与设计策略
做跟随者还是领导者 自己设计还是外包设计 花钱买技术或专利 做基础研究还是应用研究
33
制造业作业生产计划
m
i k (m 1) / 2 pik , k 1, 2, n k 1
式中，m为机器数，pik为工件i在Mk上的加工时间
派工：按照作业计划的要求，将具体的生产任务安排到具
体的机床上加工。
赶工：当实际进度落后于计划进度时采取的行动。 加工线路：工件按照工艺过程进行加工的过程，一般用
M1,M2,M3,M4来表示。
加工顺序：表示每台机器加工n个工件的先后顺序，是排
序要解决的问题。
第一节 排序的基本概念
二、排序问题的分类
k 1
1 p11 p13 1 4 3 2 p21 p23 2 5 3
按照 i 不增的顺序，
得到最优加工顺序
3 p31 p33 6 8 2 (1,2,3,4)和(2,1,3,4)
4 p41 p43 3 2 -1
（二）关键工件法
步骤如下：
1. 计算每个工件的总加工时间Pi=∑pij，找出加工时间最 长的工件C（j=m），将其作为关键工件。
2. 对于余下的工件，若Pi1≤Pim，则按Pi1不减的顺序排 列一个序列Sa；若Pi1>Pim，则按Pim不增的顺序排成一个序 列Sb。
3. 加工顺序（Sa，C，Sb）即为所求近优解。
本次课小结
相关名次术语（排序、编制作业计划、 派工、
赶工、加工线路、加工顺序）
最长流程时间的计算 n/2/F/Fmax问题的最优算法（ Johson算法）
§11.3 单件作业排序问题
一、问题的描述
特点：每个工件都有其独特的加工路线，工件 没有固定的流向 问题的描述：描述一道工序，要用3个参数 (i,j,k)，表示工件 i 的第 j 道工序在机器 k 上进行。 可以用加工描述矩阵来描述所有工件的加工
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分类方法 机器 工件 目标函数
机器
单台机器的排序问题 多台机器的排序问题
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
制造业作业计划与控制
单件车间排序问题的基本特征：每个工件都有其独特的加 工路线，工件没有一定的流向。 流水车间排序问题的基本特征： •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。
对于仅有2台和3台机器的特殊情况，排列排序问题下的最优 解一定是相应流水作业排序问题的最优解
制造业作业计划与控制
一、最长流程时间Fmax的计算
n／m／P／Fmax
目标函数——最长流程时间最短
最长流程时间——加工周期
制造业作业计划与控制
二、假设条件与符号说明
假设条件
l. 一个工件不能同时在几台不同的机器上加工 2. 工件在加工过程中采取平行移动方式 3.不允许中断 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
制造业作业计划与控制
符号
派工 赶工
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
制造业作业计划与控制
描述排序问题的术语
“机器” “工件” “工序” “加工时间” n个工件经过m台机器加工
“加工路线”Biblioteka 工件加工的工艺过程决定制造业作业计划与控制
静态的排序问题 动态的排序问题 单目标排序问题 多目标排序问题 确定型排序问题 随机型排序问题
制造业作业计划与控制
Conway表示方法
4参数表示法
n／m ／A ／B
n 工件数 m 机器数 A 车间类型
B 目标函数
F 代表流水作业排序问题 P 表示流水作业排列排序问题 G 表示一般单件作业排序问题 m＝1 A 空白
制造业作业计划与控制
排序
工件在机器上的加工顺序
（编制）作业计划
工件的加工顺序 加工工件的开始时间 加工工件的完成时间
制造业作业计划与控制
作业计划的主要问题是确定各台机器上工件的加工顺序 通常情况下都是按最早可能开（完）工时间来编排作业 计划的 当工件的加工顺序确定之后，作业计划也就确定了
制造业作业计划与控制
制造业作业计划与控制
作业计划与控制的关系
作业计划：
给生产活动制定详细时间表
生产控制：
以生产计划和作业计划为依据，检查、落实计划执行情 况，发现偏差即采取纠正措施，保证实现各项各项计划目 标。
制造业作业计划与控制
第一节 排序问题的基本概念
一、名词术语
生产管理
“（编制）作业计划”（Scheduling） “排序”（Sequencing） “派工”（Dispatching） “控制”（Controlling） “赶工”（Expediting）
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
制造业作业计划与控制
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。
Ji——工件i ，i= 1，2，…，n Mj——机器j，j=1，2，…，m Pij——Ji在Mj上的加工时间，Ji的总加工时间为
Pi=∑pij ri——Ji的到达时间，指Ji从外部进入车间，可以开
始加工的最早时间 di——Ji的完工期限 Ci——Ji的完工时间，Ci＝ri +∑(wij+pij)=ri+Wi+Pi Cmax——最长完工时间，Cmax=max｛Ci｝
制造业作业计划与控制
第二节 流水作业排序问题
基本特征
工件的加工路线都一致 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
制造业作业计划与控制
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
流水作业排列排序问题
“同顺序”排序问题
所有工件在各台机器上的加工顺序都相同
排列排序问题的最优解不一定是相应的流水作业排序问题 的最优解，但一般是比较好的解
制造业作业计划与控制
符号
Fi——Ji的流程时间，即工件在车间的实际停留时间， Fi＝Ci-ri=Wi+Pi
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
制造业作业计划与控制
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
Lmax——最长延迟时间，Lmax=max｛Li｝
制造业作业计划与控制
三、排序问题的分类和表示法
一般用M1，M2，…来表示
“加工顺序” 每台机器加工n个工件的先后顺序
制造业作业计划与控制
排序问题的复杂性
确定出最佳的作业顺序看似容易，只要列出所有的顺序， 然后再从中挑出最好的就可以了，但要实现这种想法几 乎是不可能的。 例如，考虑32项任务（工件），有32！2.61035 种方案, 假定计算机每秒钟可以检查1 billion个顺序, 全部检验完 毕需要8.41015 个世纪。 如果只有16个工件, 同样按每秒钟可以检查1 billion个顺 序计算, 也需要2/3年。 以上问题还没有考虑其他的约束条件, 如机器、人力资 源、厂房场地等，如果加上这些约束条件，所需要的时 间就无法想象了。 所以，很有必要去寻找一些有效算法，解决管理中的实 际问题。