《 生产与运作管理 》 教辅材料参考讲义

1. 《生产与运作管理》教辅材料参考讲义 出版社：北京：机械工业出版社，2009年7月 编著者：陈志祥，李丽 本讲义由李丽老师制作，陈志祥教授审校 mnsczx@mail.sysu.edu.cn 声明：本讲义只提供给购买与使用本教材的教师作为教学使用，未经允许不得转发给其他任何人

2. 第8章 生产作业计划与控制 一、学习目标 1、了解作业计划的基础工作—期量标准的内容 2、掌握作业排序的基本方法 3、熟悉生产作业控制的内容与方法 二、内容提要 1、作业计划编制的工作基础－期量标准 2、作业排序理论 3、生产控制

3. 引导案例：忙碌，不代表有效率 史黛西坐在会议桌旁，前面堆了一大堆文件，她手上拿着一张名单，似乎已经准备好应付围攻。她说：“对，已经查出来了。事实上，昨天晚上我一直忙着追踪和查证这些资料。结果，我发现出问题的零件有三十种。” 钟纳说：“你确定材料都发出去了吗？” “没错，” 史黛西说，“他们已经根据时间表，把材料发出去了，但是在最后装配部还看不到这些零件，零件卡在新瓶颈那里了。” “等一等，你怎么知道那真的是瓶颈呢？” 她说：“因为这些零件被耽搁了，我觉得一定是······”

4. 一、作业计划编制的工作基础—期量标准 • 生产周期 • 生产批量 • 在制品定额

5. 1. 生产周期 （1）单工序零件生产周期 （2）零件生产周期 （3）产品生产周期

6. （1）单工序零件生产周期

7. 应用范例8-1 • 假如某工厂的一个生产工序生产某一零件，单件生产时间为15分/件，生产批量为2000件，该工序同时有3个工作地进行生产，每天采用两班工作制，每班工作8小时，零件加工的定额完成率为95%，生产准备与结束时间为30分钟。 =10.9962（天） ≈11天

8. （2）零件生产周期

9. 零件1 组件1 零件2 零件3 产品装配 组件2 零件4 零件5 产品生产周期 图8-1 产品生产周期的构成过程 （3）产品生产周期 产品是由多个零件装配而成，此时产品的生产周期就是零件投入到产品装配完成的所有过程的时间。如图8-1所示。

10. 2. 生产批量 （1）最小生产批量 （2）经济生产批量

11. （1）最小生产批量 • 式中： 为转批换产时间， • 为设备调整时间损失系数， • 零件单件加工时间。

12. （2）经济生产批量 A----换产设备调整的费用 N---生产总需求 C—单位零件的生产成本 i----零件的存储费用率（％）

13. 3. 在制品定额 （1）工艺在制品 （2）运输在制品 （3）工序间流动占用在制品 （4）保险在制品

14. 二、作业排序理论 （一）单台设备上的作业排序方法 （二）流水生产线作业排序方法 （三）单件生产作业排序与任务分配

15. （一）单台设备上的作业排序方法 排序规则： （1）最短加工时间优先规则SPT(Shortest Processing Time) （2）最短交货期优先规则EDD(Earliest due date) （3）先到先加工规则FCFS(First come first served) （4）最小松动时间优先规则STR（松动时间=交货期-加工时间） （5）临界比率最小优先规则（交货期减去当前日期除以作业时间） （6）综合规则（综合使用两种规则，如先按照交货期优先排序，然后按照最短加工时间优先的原则排序） （7）后到先加工规则 （8）随机规则

16. 应用范例8-2 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8-1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） 表8-1 工件的加工时间与交货期 按照各原则排序结果如表8－2~表8－6所示。

17. 应用范例8-2 • 表8-2 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=10.33, 平均流程时间：(7+15+25+27+32+38)/6=24

18. 应用范例8-2 • 表8-3 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）/6=6.33, 平均流程时间：(2+7+13+20+28+38)/6=18

19. 应用范例8-2 • 表8-4 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）/6=6.33,平均流程时间：(2+10+17+22+28+38)/6=19.5

20. 应用范例8-2 • 表8-5 按照最小松动时间优先的次序排序 注：工件3和5松动时间相等，采用随机规则，总拖期数为5件，平均拖期时间为：（0+1+7+7+17+20）/6=8.86, 平均流程时间：(8+15+17+27+32+38)/6=22.83

21. 应用范例8-2 • 表8-6 按照临界比率优先的次序排序 注：总拖期数为5件，平均拖期时间为：（0+1+5+15+18+28）/6=11.16, 平均流程时间：(8+15+25+30+36+38)/6=25.33

22. 应用范例8-2 • 表8-7 各排序规则的结果比较

23. （二）流水生产线作业排序方法 1. Flow-shop排序问题的描述 2. 多工件两台设备的排序问题算法 3. 多工件多设备的排序问题启发算法(略)

24. 1. Flow-shop排序问题的描述（续） 假设： （1）一个工件不能同时在不同机器上加工。 （2）工件在加工过程中采用平行移动方式（当上一道工序完成后立即进入下道工序）。 （3）不允许中断，工件一旦进入加工状态，一直加工完成为止，中途不插入其他工件。 （4）每道工序只在一台设备上加工。 （5）工件数、机器数与加工时间已知。 （6）每台设备同时只能加工一个工件。

25. 2. 多工件两台设备的排序问题算法 Johnson算法的基本步骤： （1）列出工件（编号为）在设备1和设备2上加工时间和，并用时间矩阵（表格）表示。 （2）从加工时间和中找出最小加工时间。 （3）如果最小加工时间出现在第1台设备，则对应的工件应尽可能往前排（先加工）。 （4）如果最小加工时间出现在第2台设备，则对应的工件应尽可能往后排（后加工）。 （5）从加工时间数据矩阵中删去已经排序的工件，重复以上过程，直到所有的工件排完为止。

26. 应用范例8-3 • 已经有6个工件需要在两台设备上加工的流水作业，单件加工时间矩阵如表8-8所示。应用Johnson算法确定最优解。 表8-8 加工时间矩阵

27. 1 2 3 4 5 6 4 4 4 4 4 4 4 4 3 3 6 6 6 1 1 1 1 5 5 5 2 5 5 5 2 2 2 2 2 表8-9 应用Johnson算法确定排序过程

28. 应用范例8-3（续） • 表8-9中的第2步，由于最小时间是2，有两种可选的方案，即先选工件2和先选工件5，最后得出两种不同的排序结果：436152 或436125。 • 两种排序的最长流程时间都是35。故两种排序都是最优的排序。

29. 1 8 18 26 29 33 M1 M2 10 16 23 32 35 时间 排序（4-3-6-1-5-2）的甘特图 1 8 18 26 30 33 M1 M2 10 16 23 29 32 35 时间 排序（4-3-6-1-2-5）的甘特图 图8-2 排序结果的甘特图表示

30. （三）单件生产作业排序与任务分配 • 单件车间排序 • 任务分配

31. 1. 单件车间排序 单件生产作业排序问题是最复杂的一类排序问题。单件车间作业计划与流水车间的作业计划不同，由于工件的加工路线多样化，导致其作业排序的问题比流水作业排序问题复杂得多。用优化方法需要更长计算时间，因此一般也都用启发方法才更有实践应用价值．

32. 2. 任务分配 假设有n份任务要分配给n个任务承担者（人或机器），用0-1整数规划方法表示，任务分配问题的数学模型为： 式中： 为第 个任务承担者完成第 个任务的时间（或费用）。

33. 2. 任务分配（续） 约束条件： （8-16） （8-17） （8-18） 系数矩阵：

34. 应用范例8－6 • 有四项任务要在4个设备上加工，加工时间如表8-12所示。确定最优化的任务分配方案。 • 表8-12 任务加工时间表

35. 应用范例8－6（续）

36. 三、生产控制 （一）生产控制系统 （二）生产进度控制 （三）在制品管理

37. 生产大纲与主计划 物料需求计划 作业计划 计划层 计划执行 信息反馈 工作分配 领料单 操作规程 进度表 过程控制 作业统计 进度分析 作业调整 控制层 （一）生产控制系统 图8-4 生产计划与控制系统

38. （一）生产控制系统（续） 1.生产控制的层次性与集成性问题 2. 生产调度的有关问题

39. 1. 生产控制的层次性与集成性问题 生产控制分三个层次： （1）订货控制。 （2）投料控制。 （3）作业控制。

40. 2. 生产调度的有关问题 （1）生产调度的任务 （2）生产调度的三大制度 （3）生产调度的工作原则 （4）生产调度的工作方法

41. （1）生产调度的任务 1）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。 2）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。 3）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。 4）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。

42. （2）生产调度的三大制度 生产调度要坚持三大制度 1）值班制度。 2）会议制度。 3）报告制度。

43. （3）生产调度的工作原则 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。

44. （二） 生产进度控制 1. 进度控制的工作步骤 2. 作业进度控制中应注意的几个问题

45. 1. 进度控制的工作步骤 （1）生产进度统计 （2）进度差异分析 （3）作业调整 　　调整作业计划的策略： 1）改变作业顺序。 2）安排加班。 3）向其他生产环节求援。 4）利用外协。

46. 表8-13 车间作业进度统计表 产量 实际累计量 计划累计产量 图8-5 生产进度的累计统计图 时间

47. 2. 作业进度控制中应注意的几个问题 为了搞好生产进度控制，生产管理部门应注意如下几个方面的问题： （1）注意关键零件与关键工序的进度的检查与监督。关键零件与关键工序是影响生产进度的主要环节，因此必须密切关注它们的进度。 （2）搞好生产过程物资供应，确保物物资的准时供应。 （3）做好生产作业统计工作，确保信息反馈及时与准确。 （4）搞好生产现场管理，维持正常的生产秩序，使物流合理化。 （5）掌握供需求变动的趋势，灵活调整作业计划。

48. （三）在制品管理 　　　在制品管理主要应重点抓好如下几个方面的工作： （1）建立、健全在制品的收、发与领用制度； （2）正确、及时对在制品进行统计与核查； （3）合理存放与妥善保管在制品； （4）合理确定在制品管理的任务及分工。

49. 本 章 小 结 本章讨论了制造业的作业计划与控制方法，第一节介绍了有关作业计划的基础性工作---期量标准问题，第二节，介绍了作业计划的理论基础---排序方法，主要介绍了单台设备排序与多台设备的流水作业排序问题，第三节介绍生产控制的方法，包括生产调度与进度控制等。