工業(yè)工程生產(chǎn)管理模塊專業(yè)課程設(shè)計(jì)

工業(yè)工程生產(chǎn)管理模塊專業(yè)課程設(shè)計(jì)說明書專業(yè)：工業(yè)工程085學(xué)號(hào)：084774234學(xué)生姓名：張瓊指導(dǎo)教師：李國(guó)富2012年3月1日工業(yè)工程生產(chǎn)管理模塊專業(yè)課程設(shè)計(jì)說明書PAGEPAGE13目錄緒論…………3流水作業(yè)制造系統(tǒng)…………………3普通生產(chǎn)作業(yè)制造系統(tǒng)……………52流水作業(yè)……………………63一般生產(chǎn)作業(yè)………………93.1較簡(jiǎn)單的一般生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃………93.2較復(fù)雜的一般生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃………134隨機(jī)和優(yōu)化生產(chǎn)作業(yè)的比較………………185企業(yè)合作需求的產(chǎn)生和實(shí)現(xiàn)模式…………196總結(jié)…………20參考文獻(xiàn)……………………21附錄一………………………21附錄二………………………29

1緒論流水作業(yè)1.1.1流水作業(yè)的概念流水作業(yè)是一種比較先進(jìn)的作業(yè)方法,指專業(yè)員工按照一定的工藝路線和順序通過各個(gè)工作臺(tái)，并按照統(tǒng)一的生產(chǎn)速度完成工藝作業(yè)的連續(xù)重復(fù)的生產(chǎn)過程。即m臺(tái)機(jī)器對(duì)n個(gè)工件的流水加工過程，每個(gè)工件在各機(jī)器上加工順序相同，同時(shí)每個(gè)工件在每臺(tái)機(jī)器上只加工一次，每臺(tái)機(jī)器在某一時(shí)刻只能加工一個(gè)工件，各工件在各機(jī)器上所需的加工時(shí)間已定，要求得到加工總時(shí)間最優(yōu)。盡管流水作業(yè)是作業(yè)計(jì)劃一個(gè)特殊問題,但仍有較強(qiáng)的應(yīng)用背景,在成組生產(chǎn)環(huán)境下更是如此。流水作業(yè)又叫流水線生產(chǎn)，基礎(chǔ)是由設(shè)備、工作地和傳送裝置構(gòu)成的設(shè)施系統(tǒng)。它實(shí)質(zhì)是對(duì)象專業(yè)化組織形式的進(jìn)一步發(fā)展?，F(xiàn)代流水生產(chǎn)方式起源于福特制。美國(guó)福特汽車公司為擴(kuò)大汽車生產(chǎn)量，建立了傳送帶式的流水生產(chǎn)線，由于采用了流水生產(chǎn)方式，大大增加了單位時(shí)間的產(chǎn)量，降低了單位產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，從而使福特財(cái)團(tuán)的資本迅速上升。采用流水線生產(chǎn)可提高生產(chǎn)過程的連續(xù)性、協(xié)調(diào)性和均衡性，提高工人操作的熟練程度和勞動(dòng)效率，便于企業(yè)采用先進(jìn)的工藝和技術(shù)設(shè)備。1.1.2流水生產(chǎn)作業(yè)過程的特點(diǎn)流水生產(chǎn)作業(yè)是高效的生產(chǎn)組織形式。其主要特征有：（1）作業(yè)的專業(yè)化程度高。大量高效生產(chǎn)、低成本制造模式，在流水線固定地生產(chǎn)一種或少數(shù)幾種相似的工件，每個(gè)工作固定完成一道或少數(shù)幾道工序；（2）流水線上的加工對(duì)象是按照工藝加工的順序從一個(gè)工作站傳送到另一個(gè)工作站，加工對(duì)象在流水線上做單向運(yùn)動(dòng)，生產(chǎn)的重復(fù)性強(qiáng)且工藝過程相對(duì)穩(wěn)定，生產(chǎn)作業(yè)時(shí)間組織工作相對(duì)比較簡(jiǎn)單；（3）多采用高效專門化機(jī)床和專用性工具，可以達(dá)到很高的生產(chǎn)率；（4）加工對(duì)象在各道工序之間按一定的時(shí)間間隔投入或產(chǎn)出，兩批相同的制品之間也按一定的時(shí)間間隔投入流水線或從流水線產(chǎn)出，保持一定的節(jié)奏；（5）加工對(duì)象在各個(gè)工作站之間做平行移動(dòng)或平行順序移動(dòng)，最大限度地減少了停工等待時(shí)間；（6）流水線上各道工序的生產(chǎn)能力是平衡的、成比例的，即各道工序的工作站（設(shè)備）數(shù)同各道工序單件制品的加工時(shí)間大致相等。1.1.3流水生產(chǎn)作業(yè)過程的影響因素在實(shí)際生產(chǎn)中影響流水生產(chǎn)作業(yè)過程的最重要因素是瓶頸工序，瓶頸環(huán)節(jié)的產(chǎn)生會(huì)影響整條生產(chǎn)線的效率，導(dǎo)致整條生產(chǎn)線無法保持平衡。瓶頸工序越長(zhǎng)，整條生產(chǎn)線的平衡率越低。瓶頸是具有最多生產(chǎn)時(shí)間的工序，占有最高的可利用資源。大多數(shù)企業(yè)的目標(biāo)是最大化利潤(rùn)。因此要改善瓶頸工序，減少在制品庫存，為瓶頸工序調(diào)整設(shè)備或員工配置，提高設(shè)備效率，提高員工作業(yè)技能，創(chuàng)建多工位共享的流水線布局（U形流水線），通過平衡流水線、調(diào)整生產(chǎn)線工序等方式平衡各道工序的流程能力。1.1.4作業(yè)計(jì)劃方法及其實(shí)施（1）SPT（最短加工時(shí)間）優(yōu)先原則排序，使得MFT（作業(yè)平均通過時(shí)間）最短，同時(shí)可以使得作業(yè)平均延誤時(shí)間最短；（2）約翰遜算法：考慮設(shè)備利用率越高越能以最短的時(shí)間完成任務(wù)的方法。（3）貪心算法，針對(duì)通常情況下調(diào)度問題求解困難的問題,求解近似解,雖與最優(yōu)解相比有一定誤差，但其時(shí)間復(fù)雜度較小。（4）啟發(fā)式算法：目標(biāo)是使加權(quán)完工時(shí)間最小。同一工件在一臺(tái)機(jī)器上完工后與在另一臺(tái)機(jī)器上開工前存在一定的時(shí)間間隔,將其定義為運(yùn)輸時(shí)間,所有運(yùn)輸過程均由單自動(dòng)機(jī)完成。（5）多目標(biāo)局部搜索算法：針對(duì)求解最小化最大完工時(shí)間和總流程時(shí)間的多目標(biāo)同順序流水作業(yè)問題,:用現(xiàn)有的構(gòu)造性算法生成兩個(gè)解,作為該算法的初始解,然后從這兩個(gè)初始解出發(fā),以貪婪的方式求出新的Pareto最優(yōu)解集,持續(xù)改進(jìn)Pareto前沿。（6）蟻群算法：基于遺傳算法的單層算法,將該算法與兩層算法進(jìn)行比較表明,單層算法具有更好的尋優(yōu)性能。（7）遺傳算法：把函數(shù)的搜索空間看成是一個(gè)映射的遺傳空間，對(duì)不同的染色體群體進(jìn)行最佳選擇的匹配，以獲得最佳的最優(yōu)搜索結(jié)果。（8）Hopfield模型：是求解流水作業(yè)排序問題比較有效的方法。采用Hopfield模型進(jìn)行第一層優(yōu)化,即求解各個(gè)零件依次訪問所需加工資源的最優(yōu)次序。在第二層,根據(jù)所設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)調(diào)度規(guī)則,由加工過程中的事件驅(qū)動(dòng)規(guī)則運(yùn)行,完成將零件加工所需的資源與具體加工機(jī)床的合理匹配。1.1.5流水作業(yè)計(jì)劃的約束條件（1）每臺(tái)機(jī)床每次只能加工一個(gè)工件；（2）一個(gè)零件只能被一臺(tái)機(jī)床加工一次；（3）優(yōu)先的零件在所有機(jī)床或工序上都優(yōu)先；（4）時(shí)間約束條件，即優(yōu)化目標(biāo)是使整個(gè)加工過程的時(shí)間最小。普通生產(chǎn)作業(yè)1.2.1普通作業(yè)的概念普通作業(yè)制造系統(tǒng)是最基本的制造系統(tǒng)。區(qū)別于流水作業(yè)制造系統(tǒng)，在普通作業(yè)制造系統(tǒng)中，不同零件的加工工藝順序不同。每種零件根據(jù)自身工藝的要求，按照一定順序通過加工設(shè)備。從理論上說，流水作業(yè)系統(tǒng)只是普通作業(yè)系統(tǒng)的一種特例。普通的零件加工作業(yè)計(jì)劃問題是生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃安排和調(diào)度中一個(gè)最基本也是最困難的工作，現(xiàn)實(shí)證明，這類問題屬于NP難題，不存在有效地解析解。1.2.2普通生產(chǎn)作業(yè)過程的特點(diǎn)給定n個(gè)工件，每個(gè)工件以不同的順序和不同的加工時(shí)間通過m臺(tái)機(jī)器加工，無法求出最直接的最優(yōu)解，只能得出近似最優(yōu)解，尋求的是最優(yōu)加工順序，使得零件加工總時(shí)間最短。其一般特點(diǎn)為：普通生產(chǎn)作業(yè)制造柔性較高，對(duì)產(chǎn)品變換適應(yīng)性強(qiáng)，能夠進(jìn)行多品種小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)。由于各個(gè)零件的各個(gè)加工工序時(shí)間不同，在各臺(tái)機(jī)器上的加工順序不同，因此無法進(jìn)行大批量規(guī)模化生產(chǎn)。但不能發(fā)揮規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，生產(chǎn)率較低，生產(chǎn)成本高，各車間之間的物料流復(fù)雜凌亂，在制品積壓較多，設(shè)備的無效等待時(shí)間較長(zhǎng)。多采用通用機(jī)床、裝備和工具，作業(yè)人員的技藝水平要求高。1.2.3普通生產(chǎn)作業(yè)過程的影響因素由于普通生產(chǎn)作業(yè)對(duì)工件的加工順序沒有嚴(yán)格的要求，因此只要控制好加工時(shí)間在預(yù)定交貨的時(shí)間內(nèi)即可。1.2.4普通生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃方法及其實(shí)施（1）依靠經(jīng)驗(yàn)法：對(duì)于簡(jiǎn)單的、只包含少許幾個(gè)加工工序的工件，加工作業(yè)計(jì)劃可以由一些有經(jīng)驗(yàn)的計(jì)劃調(diào)度人員來完成。這種人工零件加工計(jì)劃一般只是憑借經(jīng)驗(yàn)定性地制定作業(yè)計(jì)劃，有時(shí)也運(yùn)用若干分配準(zhǔn)則，但始終難以使作業(yè)計(jì)劃達(dá)到最優(yōu)。（2）構(gòu)建數(shù)學(xué)模型、應(yīng)用算法、借助程序法：對(duì)于復(fù)雜的、包含較多加工工序的工件，僅僅依靠經(jīng)驗(yàn)無法高效地完成作業(yè)計(jì)劃。此時(shí)必須借助合適的數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行優(yōu)化求解，以獲得比較合理的作業(yè)計(jì)劃。求解過程涉及到程序的算法，主要有蟻群算法、遺傳算法、啟發(fā)式算法等等。1.2.5普通生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的約束條件（1）加工順序約束，即每種零件僅當(dāng)一道工序加工完成后，下一道工序才能開始，且一臺(tái)設(shè)備不能同時(shí)加工多于一種的零件，故等待時(shí)間長(zhǎng)，需要對(duì)各零件價(jià)格加工工序進(jìn)行優(yōu)化，才能找到近似最優(yōu)解；（2）資源約束，即一臺(tái)設(shè)備不能同時(shí)加工多余一種的零件；（3）工序不可中斷約束，即每一個(gè)零件一旦開始在一臺(tái)設(shè)備上加工，則本道工序不能被中斷，必須待該零件的這道工序加工結(jié)束后，該設(shè)備才能加工其它零件。2流水作業(yè)計(jì)劃2.1初始給定條件及優(yōu)化目標(biāo)有10個(gè)零件J1—J10計(jì)劃在機(jī)器M1—M8上加工，加工方式為流水作業(yè)，即各零件的工藝路線順序相同。各零件在機(jī)器上加工的時(shí)間如表一所示：零件機(jī)器加工時(shí)間M1M2M3M4M5M6M7M8J15630637325203078J23668835065995433J36520461991506416J45839238828302061J52572501643155136J66140631351206071J77058237045299433J83550264069106490J91836637832503066J1051730160156138表1優(yōu)化目標(biāo)：總加工時(shí)間最短，即從第一個(gè)零件開始加工起，到最后一個(gè)零件結(jié)束加工位置的這一段時(shí)間最短。2.2流水作業(yè)計(jì)劃程序設(shè)計(jì)思路及流程圖程序設(shè)計(jì)思路：（1）首先窮舉各作業(yè)計(jì)劃方案，對(duì)工件進(jìn)行全排列，通過左移函數(shù)并遞歸調(diào)用實(shí)現(xiàn)。（2）當(dāng)輸出一個(gè)作業(yè)計(jì)劃方案后隨即算出該方案所需的總時(shí)間。計(jì)算出每個(gè)工件完成的結(jié)束時(shí)間，最大的即為該計(jì)劃所需的總時(shí)間。（3）記錄每一組作業(yè)計(jì)劃方案所需的時(shí)間，最后求平均值，得平均作業(yè)時(shí)間。流水作業(yè)流程圖（Flow-Shop）：程序見附錄一，參數(shù)說明：在流水作業(yè)中，JM[10][8]表示工件在滿足加工順序的情況下對(duì)應(yīng)的加工時(shí)間，pj為流水隨機(jī)方案平均加工時(shí)間，sum為總時(shí)間，當(dāng)n小于1000000時(shí)，用窮舉法舉出作業(yè)計(jì)劃編碼。采用排列遞歸的方法，列出窮舉函數(shù)：voidswap(int*a,int*b)intm;m=*a;*a=*b;*b=m;}voidperm(intlist[],intk,intm){inti,j,s;if(n>=1000000)return;if(k>=m){for(s=0;s<=m;s++){fprintf(f,"%d",list[s]);t[s]=list[s]; printf("%d",list[s]);}…… if(sumJ[i][j-1]>sumJ[i-1][j]) {sumJ[i][j]=sumJ[i][j-1]+JM2[i][j];}else {sumJ[i][j]=sumJ[i-1][j]+JM2[i][j];} }}……流水作業(yè)中，因?yàn)榉桨缚倲?shù)容易窮盡，所以用選擇排序方法，從小到大排列出所有的可能方案，本例中用遞歸的方法對(duì)t[s]進(jìn)行賦值，如果有兩個(gè)數(shù)字相等就重新賦值，最后得到10個(gè)不同的數(shù)字，得到list[10]，這樣便得到一組1到10的排列方案。2.3運(yùn)行流水作業(yè)窮舉程序輸出結(jié)果thetotalnumberis1000000theaveragedatais1018.162807所以可知，平均時(shí)間可取在1018附近。選出一組84107369521，T=1018據(jù)此，畫出甘特圖1（附錄二）。我們發(fā)現(xiàn)，甘特圖1的結(jié)構(gòu)很松散，說明機(jī)器的空閑時(shí)間很長(zhǎng)，這種方案的問題在于，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)如下情況：一臺(tái)機(jī)器已經(jīng)加工完一個(gè)零件，準(zhǔn)備加工下一個(gè)零件，可是下一個(gè)零件還在上一道工序未加工完。2.4流水作業(yè)的優(yōu)化取K=10，H=0.05,運(yùn)行程序，得：***T=884.000000095867124103***T=909.000000096587124103***T=915.000000095710186423***T=903.000000095487621103***T=911.000000089716210453***T=915.000000089410762153***T=907.000000096871245103***T=909.000000098762134105***T=920.000000098576410123***T=909.0000000優(yōu)化方案的平均時(shí)間為T=908.2，故取K=2，T=909，順序?yàn)?6587124103。2.5流水作業(yè)優(yōu)化結(jié)果及分析通過不斷取值，我們得到最優(yōu)解為T*=884，作業(yè)編碼串的順序?yàn)?5687124103據(jù)此，畫出甘特圖2（附錄二）。參數(shù)調(diào)整對(duì)優(yōu)化結(jié)果的影響分析：流水作業(yè)中，如果輸入的K足夠大，當(dāng)h=0.008或h=0.05時(shí)，都能找到最優(yōu)，即在某個(gè)區(qū)間范圍內(nèi)，作業(yè)計(jì)劃基本都能符合最優(yōu)。K的取值不同，反映了不同的調(diào)試次數(shù)，拉大了加工時(shí)間的跨度，每個(gè)參數(shù)的運(yùn)行結(jié)果中，零件加工排序只在幾個(gè)零件間調(diào)換順序，不同參數(shù)下不同零件加工順序大部分趨于類似，因此判斷流水加工作業(yè)中，參數(shù)對(duì)零件加工排序的影響還是較小的。流水作業(yè)的平均時(shí)間和優(yōu)化后的平均時(shí)間甘特圖比較分析：隨機(jī)方式所需平均總時(shí)間1018，優(yōu)化后所需平均總時(shí)間909，而最優(yōu)的方案所需時(shí)間僅為884?？梢?，優(yōu)化后可大大節(jié)約了加工時(shí)間。通過零件和機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的流暢程度分析，可以得出，優(yōu)化流水作業(yè)排序中，機(jī)器的空閑時(shí)間和零件的等待時(shí)間比隨機(jī)流水作業(yè)排序結(jié)果短，流暢度高。3一般生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃3.1較簡(jiǎn)單的一般生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃3.1.1初始給定條件有6個(gè)零件J1到J6計(jì)劃在機(jī)器M1到M6上加工，加工方式為普通生產(chǎn)計(jì)劃，即各零件的工藝路線順序各不相同。各零件的加工順序及其在機(jī)器上加工的時(shí)間如表2所示：零件加工順序及加工時(shí)間J1加工順序M3M1M2M4M6M5加工時(shí)間136736J2加工順序M2M3M5M6M1M4加工時(shí)間851010104J3加工順序M3M4M6M1M2M3加工時(shí)間548917J4加工順序M2M1M3M4M5M6加工時(shí)間555431J5加工順序M3M2M5M6M1M4加工時(shí)間935431J6加工順序M2M4M6M1M5M3加工時(shí)間3391041表23.1.2一般生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃程序設(shè)計(jì)思路及流程圖普通作業(yè)流程圖（Job-Shop）：程序見附錄一。在一般作業(yè)方案中，舉例6x6作業(yè)方案（10x10類似），J[6][6]表示工件加工工序，JM[6][6]為各工序加工時(shí)間，machinetime為機(jī)器加工時(shí)間，worktime為工件加工時(shí)間，sum為總時(shí)間，pj為平均加工時(shí)間。當(dāng)n小于1000000時(shí)，用窮舉法舉出作業(yè)計(jì)劃編碼。采用隨機(jī)排序的方法，列出窮舉函數(shù)：voidswap(int*a,int*b){intm;m=*a;*a=*b;*b=m;}voidperm(intlist[],intk,intm){intnumber[6]={0};inti,j,h,l,s,g,r=0;intsum=0;if(n>=1000000)return;if(k>=m)……for(s=0;s<=m;s++){fprintf(f,"%d",list[s]);……swap(&list[k],&list[j]);perm(list,k+1,m);for(g=k+1;g<37;g++){for(h=1;h<7;h++){q[g][h]=0;}}swap(&list[k],&list[j])……}在一般作業(yè)中，由于方案總數(shù)多，要窮盡全部方案比較耗時(shí)，因而用隨機(jī)排序方法，隨意排列出盡可能多的方案，本例中，對(duì)函數(shù)t[s]進(jìn)行賦值，得到36個(gè)數(shù)字（共6個(gè)1，6個(gè)2，…，6個(gè)6，如此便得到一組排列方案）。在計(jì)算一組方案的加工時(shí)間時(shí)，考慮machinetime比較6個(gè)零件的完工時(shí)間,并將其中最小的時(shí)間保存在e中，在計(jì)算某一零件的加工時(shí)間worktime時(shí)，如果machinetime[m]大于worktime[l]，則worktime[l]=machinetime[m]=machinetim-e[m]+JM[l][number[l]-1]，machinetime[m]=machinetime[m]+JM[l][number[l]-1]；否則machinetime[m]=worktime[l]+JM[l][number[l]-1，worktime[l]=worktime[l]+JM[l][numbe-r[l]-1]，求得總時(shí)間sum。3.1.3運(yùn)行一般生產(chǎn)作業(yè)窮舉程序運(yùn)行窮舉程序，得到一個(gè)隨機(jī)作業(yè)計(jì)劃，順序?yàn)椋?54144532115435562162436311325626236據(jù)此，畫出甘特圖3（附錄二）可知T=79。3.1.4流水作業(yè)的優(yōu)化運(yùn)行優(yōu)化程序，隨機(jī)取K=12，J=6，a=0.15，b=0.66得到如下結(jié)果：12100062501.500000E-0016.600000E-001NO.TMIN=155.000000033306.0000000231332124465636445325116324512566154NO.TMIN=255.000000025301.0000000213366242515343614563424132521566415NO.TMIN=355.000000036306.0000000323125216346455621344135416253266145NO.TMIN=455.000000030313.0000000132231446653265315441256234665131254NO.TMIN=555.000000030311.0000000331242651425636435124614215352636415NO.TMIN=655.000000025309.0000000231416234563423655623145312546216154NO.TMIN=755.000000029306.0000000323114262351455664344612331522556641NO.TMIN=855.000000028309.0000000312362143453466461255241135325642651NO.TMIN=955.000000024306.0000000231432616362514435454632115223665415NO.TMIN=1055.000000031306.0000000321231436465342615654242153636521154NO.TMIN=1155.000000036313.0000000531433425416562364156243512134566221NO.TMIN=1255.000000038311.00000002311324342655661434215641225363614553.1.5流水作業(yè)優(yōu)化結(jié)果及分析取最優(yōu)值：NO.TMIN=255.000000025301.0000000213366242515343614563424132521566415據(jù)此，畫出甘特圖4（附錄二）可知T=55.對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行分析：由于此程序數(shù)據(jù)量較大，可以判斷，增大參數(shù)能夠拉大零件加工時(shí)間的跨度，和流水作業(yè)一樣，相同參數(shù)的不同加工排序組合大部分相同，只在較少零件加工順序上改變，不同參數(shù)的排序結(jié)果在總體上趨于類似，參數(shù)的調(diào)整選擇對(duì)排序結(jié)果影響較大。隨機(jī)普通作業(yè)的平均時(shí)間和最優(yōu)普通作業(yè)平均時(shí)間的比較分析：隨機(jī)普通作業(yè)排序中，各零件在機(jī)器上的總等待時(shí)間大于最優(yōu)普通作業(yè)排序中各零件的總等待時(shí)間。隨機(jī)普通作業(yè)排序中，各機(jī)器的總空閑時(shí)間大于最優(yōu)普通作業(yè)排序中各機(jī)器總空閑時(shí)間（以一個(gè)周期內(nèi)，有零件開始在某機(jī)器上加工則開啟機(jī)器，直到此周期內(nèi)沒有零件在此機(jī)器上加工才關(guān)閉機(jī)器來計(jì)算）。通過零件和機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的流暢度分析，可以得出，最優(yōu)普通作業(yè)排序的零件等待時(shí)間和機(jī)器空閑時(shí)間較隨機(jī)普通作業(yè)排序短，流暢度高。3.2較復(fù)雜的一般生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃3.2.1初始給定條件有10個(gè)零件J1到J10計(jì)劃在機(jī)器M1到M10上加工，加工方式為普通生產(chǎn)計(jì)劃，即各零件的工藝路線順序各不相同。各零件的加工順序及其在機(jī)器上加工的時(shí)間如表3所示：表3零件加工順序及加工時(shí)間J1加工順序M1M2M3M4M5M6M7M8M9M10加工時(shí)間2978936491162564421J2加工順序M1M3M5M10M4M2M7M6M8M9加工時(shí)間43907511692846467230J3加工順序M2M1M4M3M9M6M8M7M10M5加工時(shí)間91853974901012894533J4加工順序M2M3M1M5M7M9M8M4M10M6加工時(shí)間8195719995285982243J5加工順序M3M1M2M6M4M5M9M8M10M7加工時(shí)間1462261266921497253J6加工順序M3M2M6M4M9M10M1M7M5M8加工時(shí)間842529548724765625J7加工順序M2M1M4M3M7M6M10M9M8M5加工時(shí)間46376113322132893055J8加工順序M3M1M2M6M5M7M9M10M8M4加工時(shí)間31864674328819483679J9加工順序M1M2M4M6M3M10M7M8M5M9加工時(shí)間76697651851140892674J10加工順序M2M1M3M7M9M10M6M4M5M8加工時(shí)間85136176476475290453.2.1較復(fù)雜的一般作業(yè)計(jì)劃程序設(shè)計(jì)思路及流程圖較復(fù)雜的一般生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃程序的設(shè)計(jì)思路與較簡(jiǎn)單的一般生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃相類似，在此不加贅述。見3.1.1一般生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃程序設(shè)計(jì)思路及流程圖。窮舉程序見附錄一。3.2.2運(yùn)行較復(fù)雜的一般作業(yè)計(jì)劃窮舉程序輸出結(jié)果thetotalnumberis1000000theaveragedatais1037.0000所以可知，平均時(shí)間可取在1037附近。選出一組:75264869796752710487922101958104876109510932699544814418117351023217810765549178352101313636468910341632528103T=1015據(jù)此，畫出甘特圖5（附錄二）。3.2.3較復(fù)雜的一般作業(yè)計(jì)劃優(yōu)化程序取K=10,J=10,a=0.02,b=0.9得出以下數(shù)據(jù)：101000102502.000000E-0029.000000E-001NO.TMIN=1975.00000003419283.000000049629456962125782471096105899975642933751104610724710146155781083252103734618121089518873314393684512710681310NO.TMIN=2971.00000003489037.000000076297421674106752946271691075578742975113410425981104136598210336891019810551324784389656831321081041063952831NO.TMIN=3976.00000003219375.000000096472596754648749279102755643461285947101010210889959138216535722137101724938156810179638314631011023854831061NO.TMIN=4948.00000006908672.000000094646672568742941059461076210552593478597410610183772193868519591018672327884631101938105127431013942318310251NO.TMIN=5976.00000004399221.000000049657429576794468510492722846541097693517985671011028910528113571023153642712893103134681010783198531641823610NO.TMIN=6964.00000004609057.000000049649275964586271094648975239621041065858397102154972310277531872510618912103815496113873411036548172610383110NO.TMIN=7976.00000003889032.000000045976264797561084295769441083910751547282621310104985917682953271251313681774101082695103386913104848312106153NO.TMIN=8976.00000002579036.000000042967577546849619102105494841065372210789571085694187295101827113131068193539862743101264387536283410105139216NO.TMIN=9937.00000008618674.000000046246977652108451967574610845936549710246282109773105986159512103718226514110978338291083143341783109265131810NO.TMIN=10976.00000003409031.000000049596261467542984610469975457497102521038996105110778132887529311226710635382710418531286431010981417683351013取最優(yōu)T*=93746246977652108451967574610845936549710246282109773105986159512103718226514110978338291083143341783109265131810據(jù)此畫出甘特圖6（附錄二）。4隨機(jī)和優(yōu)化生產(chǎn)作業(yè)的比較隨機(jī)優(yōu)化流水作業(yè)1018884簡(jiǎn)單一般作業(yè)7955復(fù)雜一般作業(yè)1015937從表中可以看到，優(yōu)化后的生產(chǎn)作業(yè)時(shí)間大大減少，特別是流水作業(yè)的優(yōu)化作用比較顯著。可以看出由于流水生產(chǎn)的特性（各零件加工順序相同），相比于一般生產(chǎn)（各零件加工順序不同），在流水生產(chǎn)中，工序安排的合理性，直接影響到最后的加工總時(shí)間。同時(shí)，瓶頸程序處理得妥當(dāng)與否，也緊密聯(lián)系著加工時(shí)間。因此，相比于一般生產(chǎn)，流水生產(chǎn)應(yīng)更加注重流水線的平衡問題。我們可以從甘特圖上直觀的看出優(yōu)化后的生產(chǎn)作業(yè)使得機(jī)器設(shè)備的空置時(shí)間顯著減少。通過優(yōu)化程序，對(duì)生產(chǎn)中各工位的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)類型作了調(diào)整，使其相對(duì)比較平衡，瓶頸現(xiàn)象減弱很多，從而縮短了零件的總加工時(shí)間。而且我們可以看到，流水作業(yè)的高效性也提高了工件的加工速率。比較流水作業(yè)和一般生產(chǎn)作業(yè)，我們不難發(fā)現(xiàn)，一般生產(chǎn)中的頻繁轉(zhuǎn)換加工路線，使得零件與零件之間的銜接沒有流水生產(chǎn)的銜接緊密，延長(zhǎng)了工件的等待時(shí)間，使得機(jī)器的空閑時(shí)間增加。而流水作業(yè)減少了轉(zhuǎn)換加工路線。從甘特圖中可以看出，各個(gè)工件的銜接比較緊密，等待時(shí)間較少。因此，對(duì)于一般生產(chǎn)而言，如何真正利用好機(jī)器，對(duì)瓶頸程序的處理，對(duì)各工件加工路線的排序直接影響到完成工件的最后總加工時(shí)間。優(yōu)化程序與窮舉程序比較，可以看到，優(yōu)化后的結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)比窮舉結(jié)果節(jié)省時(shí)間，更有效率。而且由于有效性高，企業(yè)運(yùn)用優(yōu)化程序后明顯提高了資源利用率和生產(chǎn)效率，交貨期縮短，客戶的滿意度提高，也就是提高了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力?？傊褂脙?yōu)化方案后，企業(yè)在生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)上，會(huì)得到很大程度的改善。5企業(yè)合作需求的產(chǎn)生和實(shí)現(xiàn)模式流水線生產(chǎn)組織形式是按對(duì)象專業(yè)化原則組織流水線生產(chǎn)。流水線的特點(diǎn)使得其有提高效率，增加產(chǎn)量，使作業(yè)規(guī)范化，節(jié)約生產(chǎn)成本，方便對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的檢驗(yàn)等優(yōu)點(diǎn)，針對(duì)現(xiàn)在日益增加的市場(chǎng)需求，部分企業(yè)實(shí)施流水生產(chǎn)無疑是一種可行之舉。另外，由于各類不同化需求的產(chǎn)生，一般生產(chǎn)也有其優(yōu)勢(shì)。而一般生產(chǎn)的生產(chǎn)組織形式是按工藝專業(yè)化原則，運(yùn)用成組生產(chǎn)單元（采用成組技術(shù)，兼有對(duì)象專業(yè)化和工藝專業(yè)化的優(yōu)點(diǎn)）。由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，帶來生產(chǎn)組織和計(jì)劃管理的復(fù)雜性。一般生產(chǎn)的生產(chǎn)類型有四種生產(chǎn)組織形式：首先是大件生產(chǎn)單元，用于加工產(chǎn)品中的大型零部件。（把企業(yè)中大型加工設(shè)備集中組成大件生產(chǎn)單元，專門加工各項(xiàng)產(chǎn)品中的大件）。其次是柔性生產(chǎn)單元，加工產(chǎn)品中的主要件、關(guān)鍵件。（采用加工中心、數(shù)控機(jī)床對(duì)不同規(guī)格品種結(jié)構(gòu)件加工）。再次是成組生產(chǎn)單元，以設(shè)備組加工產(chǎn)品中80%的相似件，如軸、盤、套、齒輪等。最后是，標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)單元—加工產(chǎn)品中的標(biāo)準(zhǔn)件。流水作業(yè)在企業(yè)中的運(yùn)用：首先需要注意的是流水線生產(chǎn)節(jié)拍。節(jié)拍是流水線的最重要的工作蠶食，所謂節(jié)拍，是指流水線上連續(xù)生產(chǎn)的前后工序的時(shí)間間隔。即工時(shí)。主要考慮設(shè)備檢修時(shí)間，調(diào)整時(shí)間，更換刀具、工具時(shí)間；第二是配備工人。在配備工人前，先確定手工勞動(dòng)強(qiáng)度和設(shè)備先進(jìn)程度。節(jié)拍和配備工人人數(shù)確定后，必須在生產(chǎn)組織中解決平衡問題。絕對(duì)的平衡是沒有的，一般用BD（BaranceDelay）。實(shí)現(xiàn)BD值最小化的手段就是合理分配作業(yè)元素編組。一般程序是先決定第1工序作業(yè)元素，再?zèng)Q定第2工序，第3工序，知道最后工序（n）個(gè)，以保持工序先后順序和工作的時(shí)間損失最小為原則，即BD=min。再次，獎(jiǎng)金分配是一大問題，考慮不周，不但工人的生產(chǎn)積極性調(diào)動(dòng)不起來，而且還會(huì)影響工人的基礎(chǔ)管理工作，因此需要建立一套激勵(lì)機(jī)制，使得每個(gè)工人意識(shí)到，只有努力勞動(dòng)才能增加收入。最后，企業(yè)需要對(duì)流水線進(jìn)行改造?？梢宰冎本€劉淑賢為U形流水線，實(shí)現(xiàn)一人多機(jī)，這樣人員將減少，但產(chǎn)量不會(huì)減少；也可以對(duì)單一流水線進(jìn)行改造，使得流水線生產(chǎn)適應(yīng)市場(chǎng)需求，改造成混流流水線，方式是采用快換工裝夾具。一般生產(chǎn)在企業(yè)中的運(yùn)用：一般生產(chǎn)由于是按用戶訂單計(jì)劃生產(chǎn)，所以無法編制全年的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，對(duì)全年任務(wù)作統(tǒng)籌安排。只能根據(jù)到手的訂單，加上市場(chǎng)預(yù)測(cè)來規(guī)劃全年的任務(wù)，制定生產(chǎn)大綱。生產(chǎn)大綱不是真正意義上的計(jì)劃，而是一種規(guī)劃。它的作用體現(xiàn)在兩個(gè)方面：生產(chǎn)大綱是企業(yè)年度綜合計(jì)劃的核心；編制生產(chǎn)大綱，要在市場(chǎng)預(yù)測(cè)基礎(chǔ)上，平衡各種資源，擬訂一個(gè)比較合理的經(jīng)過優(yōu)化的生產(chǎn)計(jì)劃方案。一般生產(chǎn)的企業(yè)，廠部編制生產(chǎn)大綱是解決全年企業(yè)生產(chǎn)的綱要，并不是對(duì)某一產(chǎn)品的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃。而生產(chǎn)部門不能據(jù)此編制各級(jí)生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，必須在合同簽訂以后根據(jù)合同的具體要求，一項(xiàng)一項(xiàng)產(chǎn)品分別制定。因此，對(duì)于一般生產(chǎn)生產(chǎn)類型，生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃重點(diǎn)是編制產(chǎn)品生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃。（這是不同于流水生產(chǎn)的特點(diǎn)。流水生產(chǎn)是廠級(jí)編制生產(chǎn)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)指示圖表；而一般生產(chǎn)是針對(duì)具體產(chǎn)品編制產(chǎn)品生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃）。在一般生產(chǎn)系統(tǒng)中，任何一環(huán)節(jié)，如果生產(chǎn)能力薄弱，資源配置不足，都會(huì)延長(zhǎng)生產(chǎn)周期，影響交貨期。所以，在生產(chǎn)系統(tǒng)中，關(guān)鍵件、主要件的生產(chǎn)以及某些薄弱環(huán)節(jié)，都將成為整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的瓶頸。因此，一般生產(chǎn)不僅是要制定產(chǎn)品生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃，還要制定各個(gè)零部件生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃，也就是要制定瓶頸資源計(jì)劃。6總結(jié)通過本次課程設(shè)計(jì)，我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度在企業(yè)生產(chǎn)中的重大作用。在流水作業(yè)和一般生產(chǎn)作業(yè)中，零件加工排序都應(yīng)該考慮縮短零件在機(jī)器上的等待時(shí)間和機(jī)器的空閑時(shí)間，對(duì)瓶頸工序要特別處理好。有效的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃不僅可以提高生產(chǎn)過程中設(shè)備的使用率，更能減少加工過程中工件之間的等待時(shí)間，從而大大提高生產(chǎn)效率。根據(jù)企業(yè)的實(shí)際需要，找出最優(yōu)的參數(shù)，選擇最合適的方法以獲取最大利益。無論是流水作業(yè)還是一般作業(yè)，各工序間的平衡非常重要。減少生產(chǎn)瓶頸能大大提高生產(chǎn)效率。在今后的工作中，我們必須學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用工業(yè)工程的工具，比如甘特圖、流程圖等，另外編程求解也必不可少。此次課程設(shè)計(jì)為以后實(shí)際工作中遇到類似問題打下了良好的基礎(chǔ)，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。工業(yè)工程的核心就是使生產(chǎn)系統(tǒng)投入的要素得到有效的使用，降低成本，保證質(zhì)量和安全、提高生產(chǎn)效率，獲得最佳的效益。所以工業(yè)工程在企業(yè)中的作用不能被忽視，特別是在一些細(xì)節(jié)環(huán)節(jié)，工業(yè)工程就顯得特別重要。我們應(yīng)在課程設(shè)計(jì)和今后的實(shí)習(xí)工作中，發(fā)揮好團(tuán)隊(duì)的作用，不斷提升自己，讓我們的知識(shí)能夠更好地運(yùn)用于生產(chǎn)一線。參考文獻(xiàn)[1]朱正心.機(jī)械制造技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999[2]葉飛帆,李國(guó)富.一種面向多功能機(jī)床的流水作業(yè)計(jì)劃方法.中國(guó)機(jī)械工程第10卷第12期1999年12月，1370-1373[3]時(shí)凌,徐春.流水作業(yè)排序問題的啟發(fā)式算法.華中科技大學(xué)學(xué)報(bào).2010年05期:13-15[4]董興業(yè),黃厚寬等.多目標(biāo)同順序流水作業(yè)的局部搜索算法.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng).2008年:535-542[5]程榮秋，馬士華.生產(chǎn)與運(yùn)作管理.北京：機(jī)械工作出版社，2003.[6]理查德B，蔡斯等.生產(chǎn)與運(yùn)作管理——制造與服務(wù).北京：機(jī)械工作出版社，1999.[7]趙汝嘉.先進(jìn)制造系統(tǒng)導(dǎo)論.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.[8]曲媛，楊曉偉.關(guān)于流水車間調(diào)度的綜述[J].經(jīng)營(yíng)管理,2007,(7):24-25.[9].孫大涌.先進(jìn)制造技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000[10].朱正心.機(jī)械制造技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999附錄一程序流水作業(yè)10x8#include<math.h>#include"stdio.h"#include"stdlib.h"#include<time.h>#include<string.h>longintn=0;doublesum=0;intJM2[11][9],JM[11][9]={{0},{0,56,30,63,73,25,20,30,78},{0,36,68,83,50,65,99,54,33},{0,65,20,46,19,91,50,64,16},{0,58,39,23,88,28,30,20,61},{0,25,72,50,16,43,15,51,36},{0,61,40,63,13,51,20,60,71},{0,70,58,23,70,45,29,94,33},{0,35,50,26,40,69,10,64,90},{0,18,36,63,78,32,50,30,66}, {0,51,73,0,16,0,15,61,38}};inti,j;intt[10]={0};intsumJ[11][9]={0};FILE*f;voidswap(int*a,int*b){intm;m=*a;*a=*b;*b=m;}voidperm(intlist[],intk,intm){inti,j,s;if(n>=1000000)return;if(k>=m){for(s=0;s<=m;s++){fprintf(f,"%d",list[s]);t[s]=list[s]; printf("%d",list[s]);}for(i=0;i<10;i++){for(j=0;j<9;j++){JM2[i+1][j]=JM[t[i]][j];}}for(i=1;i<11;i++){for(j=1;j<9;j++){ if(sumJ[i][j-1]>sumJ[i-1][j]) {sumJ[i][j]=sumJ[i][j-1]+JM2[i][j];}else {sumJ[i][j]=sumJ[i-1][j]+JM2[i][j];} }}fprintf(f,"%d\n",sumJ[10][8]); printf("\n");n=n+1;sum=sum+sumJ[10][8];}else{for(i=k;i<=m;i++){swap(&list[k],&list[i]);perm(list,k+1,m);swap(&list[k],&list[i]);}}}main(){doublepj;intlist[10]={9,5,8,6,7,1,2,4,10,3};if((f=fopen("流水作業(yè)10x8.txt","w"))==NULL){printf("Cannotopenthefile");exit(0);}perm(list,0,9);pj=(double)sum/(int)n;fprintf(f,"thetotalnumberis%ld\n",n);fprintf(f,"theaveragedatais%f\n",pj); fclose(f);}一般生產(chǎn)作業(yè)6x6#include<math.h>#include"stdio.h"#include"stdlib.h"#include<time.h>#include<string.h>FILE*f;longintn=0;intt[6][6]={0};intq[37][7]={0};intJM[6][6]={{1,3,6,7,3,6},{8,5,10,10,10,4},{5,4,8,9,1,7},{5,5,5,3,8,9},{9,3,5,4,3,1},{3,3,9,10,4,1},};intJ[6][6]={{3,1,2,4,6,5},{2,3,5,6,1,4},{3,4,6,1,2,5},{2,1,3,4,5,6},{3,2,5,6,1,4},{2,4,6,1,5,3},};voidswap(int*a,int*b){intm;m=*a;*a=*b;*b=m;}voidperm(intlist[],intk,intm){intnumber[6]={0};inti,j,h,l,s,g,r=0;intsum=0;if(n>=1000000)return;if(k>=m){intmachinetime[6]={0};intworktime[6]={0};for(s=0;s<=m;s++){fprintf(f,"%d",list[s]);}for(i=0;i<6;i++){for(j=0;j<6;j++){t[i][j]=list[r];r++;printf("%d",t[i][j]);}}for(i=0;i<6;i++){for(j=0;j<6;j++){l=t[i][j]-1;number[l]++;m=J[l][number[l]-1]-1;if(machinetime[m]>worktime[l]){worktime[l]=machinetime[m]+JM[l][number[l]-1];machinetime[m]=machinetime[m]+JM[l][number[l]-1];}else{machinetime[m]=worktime[l]+JM[l][number[l]-1];worktime[l]=worktime[l]+JM[l][number[l]-1];}}}for(i=0;i<6;i++){if(machinetime[i]>sum)sum=machinetime[i];}fprintf(f,"%d\n",sum);n=n+1;}else{for(j=k;j<=m;j++){if(q[k][list[j]]==0){q[k][list[j]]=1;swap(&list[k],&list[j]);perm(list,k+1,m);for(g=k+1;g<37;g++){for(h=1;h<7;h++){q[g][h]=0;}}swap(&list[k],&list[j]);}}}}main(){doublepj;intlist[36]={1,2,3,4,5,5,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6