生產運作管理課件：制造業(yè)生產作業(yè)計劃與控制

制造業(yè)生產作業(yè)計劃與控制調度—Scheduling調度(scheduling)詳細地計劃了短期內要做的事，是將任務分配至資源的過程。將訂單、設備和人員分配到工作中心或者其他地方。（assignment）建立任務優(yōu)先級（sequencing）按照調度好的工作開始執(zhí)行。（dispatching）作業(yè)排序問題假設條件①一個零件不能同時在幾臺不同的機器上加工。②零件在加工過程中采取平行移動方式，即當上一道工序完工后，立即送下道工序加工。③不允許中斷。當一個零件一旦開始加工，必須一直進行到完工，不得中途停止插入其它零件。④每道工序只在一臺機器上完成。⑤零件數、機器數和加工時間已知。⑥每臺機器同時只能加工一個零件。

Makespan完工時間Flowtime流程時間工件1工件2工件3排序問題表示法n/m/A/B,n為工件數，m機器數，A作業(yè)車間類型，B為目標函數F：流水作業(yè)排序問題在流水生產線上制造不同的零件，遇到的就是流水作業(yè)排序問題流水作業(yè)排序問題的基本特征是每個工件的加工路線都一致。P：流水作業(yè)排列排序問題F:(m1:j1,j2,j3m2:j2,j3,j1)P:(m1:j1,j2,j3m2:j1,j2,j3)G：一般單件作業(yè)排序問題每個工件有獨特的加工路線，工件沒有一定的流向對于一般情形，排列排序問題的最優(yōu)解不一定是相應的流水作業(yè)排序問題的最優(yōu)解，但一般是比較好的解；對于僅有2臺和3臺機器的特殊情況，可以證明，排列排序問題下的最優(yōu)解一定是相應流水作業(yè)排序問題的最優(yōu)解。加工周期的計算例：6/4/P/Fmax問題，按順序S=（6，1，5，2，4，3）加工，求Fmax

.i123456423142456745587555424331加工時間矩陣i615243244213544576555857143234i615243244213544576555857143234i615243224641021211331657411415520727633512517522830535742113421325232338446相同零件不同移動方式下加工周期的計算

順序移動方式完工時間時間工序1234順序移動方式

平行移動方式工序1234時間

完工時間特點：加工周期短，但運輸頻繁，設備空閑時間多而零碎，不便利用。tL為最長的單件工序時間。

平行順序移動方式

時間工序1234

完工時間

n項作業(yè)的單機調度（n/1）例：5個顧客在每周開始時后下訂單，數據如下。所有作業(yè)要使用唯一一臺復印機，使流程時間最小化。作業(yè)（按到達順序）加工時間（天）到期日（距離到期日的天數）A35B46C27D69E12FCFS原則（first-come，first-serverd）作業(yè)（按到達順序）加工時間（天）到期日流程時間（天）A350+3=3B463+4=7C277+2=9D699+6=15E1215+1=16總流程時間=3+7+9+15+16=50天平均每個作業(yè)延遲（0+1+2+6+14）/5=4.6天SOT原則（shortestoperatingtime）作業(yè)（按到達順序）加工時間（天）到期日流程時間（天）E120+1=1C271+2=3A353+3=6B466+4=10D6910+6=16總流程時間=1+3+6+10+16=36天平均每個作業(yè)延遲（0+0+1+4+7）/5=2.4天EDD原則（earliestduedatefirst）作業(yè)（按到達順序）加工時間（天）到期日流程時間（天）E120+1=1A351+3=4B464+4=8C278+2=10D6910+6=16總流程時間=1+4+8+10+16=39天平均每個作業(yè)延遲（0+0+2+3+7）/5=2.4天LCFS原則（Lastcome，firstserve）Randomn項作業(yè)的雙機調度問題（n/2）兩個或兩個以上的任務必須依照共同的工序在兩臺機器上進行加工。約翰森法則（Johnson’srules）-最優(yōu)（1）列出兩臺機器上的每項任務的操作時間。（2）選擇最短操作時間。（3）如果操作時間最短的任務是第一臺機器能做出來的，那么就最先完成這項任務；如果操作時間最短的任務是第二臺機器能做出來的，那么就最后再做這項任務。如果兩臺機器能達到同樣的操作時間，那么就在第一臺機器上完成這項任務。（4）重復第2和第3步驟直到任務完成為止。例i123456ai518534bi722474將工件2排在第1位2將工件3排在第6位2

3將工件5排在第2位2

5

3將工件6排在第3位2

5

6

3將工件4排在第5位2

5

6

4

3將工件1排在第4位2

5

6

1

4

3最優(yōu)加工順序為S=(2,5,6,1,4,3),Fmax

=？Johnson算法的改進1.將所有ai≤bi的工件按ai值不減的順序排成一個序列A；2.將ai＞bi的工件按bi值不增的順序排成一個序列B；3.將A放到B之前，就構成了一個最優(yōu)加工順序。工件號

1

2

3

4

5

6ai

5

1

8

5

3

4bi

7

2

2

4

7

4工件最優(yōu)順序：25

6

1

4

3

1

3

4

5

5

8

27

4

7

4

24

8

13

18

263

11

15

22

26

28aibi

最優(yōu)順序下的完工時間為28(2,5,6,4,1,3)?Jonhson法則只是充分條件，不是必要條件。最優(yōu)排序n項作業(yè)的n機調度（任務分配問題）

把n項任務分給n臺機器加工，有n!方案例：由4個零件可以分配給4臺機器加工，所需加工時間如下，求分配方案使總加工時間最小。M1M2M3M4J19735J2781211J34687J46111310匈牙利算法(1)從加工時間(費用)矩陣每一行所有元素減去該行最小的元素，使每行至少出現(xiàn)一個零元素。(2)從實施第(1)步得到的矩陣中的每一列所有元素減去該列最小的元素，使每列至少出現(xiàn)一個零元素。(3)從實施第(2)步得到的矩陣中，劃出能覆蓋盡可能多的零元素的直線，如果線條數等于矩陣的行數，則已找到最優(yōu)矩陣，轉第(6)步；否則，轉第(4)步。(4)從矩陣中未被線條穿過的元素中減去這些元素中的最小數，并將這個最小數加到直線交叉的元素上，其余元素不變。(5)重復步驟(3)和步驟(4)，直到獲得最優(yōu)矩陣。（6）從僅有一個零的行或列開始，找出零元素對應的分配方案，每行和每列僅能確定一個元素，最后使每行和每列都有一個零元素。零元素對應的就是最優(yōu)分配方案。M1M2M3M4J19735J2781211J34687J46111310M1M2M3M4J16402J20154J30243J40574M1M2M3M4J16402J20154J30243J40574M1M2M3M4J16300J20052J30141J40472M1M2M3M4J16300J20052J30141J40472M1M2M3M4J16300J20052J30141J40472M1M2M3M4J16300J20052J30141J40472M1M2M3M4J16300J20041J30130J40461M1M2M3M4J17400J20041J30130J40461M1M2M3M4J17400J20041J30130J40461M1M2M3M4J17400J20041J30130J40461M1M2M3M4J17400J20041J30130J40461M1M2M3M4J17400J20041J30130J40461n項作業(yè)的m機調度（n/m）

例：一個4/3/F/Fmax問題，加工時間如下：i1234126384294582關鍵零件法1.計算每個工件的總加工時間，將加工時間最長的工件作為關鍵工件C；2.對于余下的工件，若pi1≤pim，則按pi1不減的順序排成一個序列Sa,若

pi1>pim

則按pim不增的順序排成一個序列Sb;3.順序（Sa,C,Sb）即為所求順序。

單件作業(yè)排序問題的描述加工描述矩陣D和加工時間矩陣T對應D=1,1,1

1,2,3

1,3,22,1,3

2,2,1

2,3,2T=241345生產作業(yè)控制實行生產作業(yè)控制的原因和條件原因加工時間估計不準確隨機因素的影響加工路線的多樣性企業(yè)環(huán)境的動態(tài)性實施生產控制的條件要有控制標準——生產計劃和作業(yè)計劃取得實際進度偏離計劃的信息能夠采取糾正行動特點單件小批生產大量大批生產零件的流動瓶