生产计划与控制9-作业排序

生产计划与控制中国矿业大学(北京)管理学院荆全忠第九章作业排序与作业控制•汽修厂能在24小时内修好汽车吗？汽车ABCDE整修时间（小时）70582喷漆时间（小时）34261排序的基本概念(Sequencing)作业排序——给出工件在一台或一组设备上加工的先后顺序。注意区别：–作业计划是安排零部件（作业、活动）的出产数量、设备及人工使用、投入时间及出产时间，包括确定工件的加工顺序。•根据机器数的多少–单台机器的排序问题–多台机器的排序问题•根据加工路线的特征–单件车间排序(JobShop)–流水型排序(FlowShop)•根据工件到达系统的情况–静态排序–动态排序•根据参数的性质–确定型排序–随机型排序•根据要实现的目标–单目标排序–多目标排序排序问题的分类作业排序的约束条件•必须完成的生产任务–到达方式–加工路线•具有的生产资源–设备种类、数量–操作人员数量•作业计划的评价标准作业排序的目标函数目标函数目标函数举例举例关于工序设备平均运转率、平均窝工时间、总需要时间关于任务平均加工时间、平均流程时间、平均等待加工时间关于交货期交货延期件数、平均交货延误时间、最大交货延误时间、最大流程时间其它目标成本、在制品数量、利润作业排序的优先规则•最短的工序优先加工；•先到先服务；•后到先服务；•最早交货期最早加工；•最早开始的作业最早进行；•加工时间最长的先加工；•优先加工后续工序最多的工件；•优先选择临界比（紧急率）最小的工件：•随机次序；•……工件剩余的加工时间当前日期交货日期临界比−=排序问题的表示常用下列符号表示不同的排列问题：n/m/A/Bn/m/A/B式中：n：工件数；m：机器数；A处填写：F：流水车间排序；P：流水车间排列排序；G：单件车间排序；B：目标函数，通常是使最长流程时间Fmax最短。最长流程时间Fmax的计算例11.1有一个6/4/P/Fmax问题，其加工时间如下表所示。当按顺序（6，1，5，2，4，3）加工时，求Fmax。i123456Pi1423142Pi2456745Pi3587555Pi4424331解：按顺序（6，1，5，2，4，3）列出加工时间矩阵：Fmax的计算i615243Pi1225751211346410212113316Pi2411415520727633Pi3517522830535742Pi4421325232338446得到：Fmax=46单台机器的排序问题J1J2J3Jn机器到达系统工件的集合离开系统（机器）•平均流程时间最短–采用SPT原则：按工件加工时间的长短，按不减的顺序从小到大安排各项作业。•最大延期量最小–采用最早交货期（EDD）原则：交货期最早的最早加工。单台机器排序的目标函数单台机器的排序问题例：某车间有一台加工中心，现有5个工件需要该机器加工。相关的加工时间和要求完成时间（交货期）如下表所示。车间主任需要决定5个订单的加工顺序。•求平均流程时间最短、和最大延期量最小的顺序？订单（以到达的顺序）加工时间（天）交货期（天）A1161B2945C3131D133E232例题解一：根据SPT规则，加工时间最短的订单优先加工总流程时间=1+3+14+43+74=135天平均流程时间=135÷5=27天加工时间完成时间交货期延迟J411330J523320J11114610J2294345031743143J3例题解二：根据EDD规则，最早交货期最早加工加工时间完成时间交货期延迟J33131310J5233321J4134331J229634518J111746113两台机器的排序问题机器1到达系统工件的集合离开系统（机器）J1J2J3Jn机器2两台机器排序问题的目标两台机器排序的目标是使最大完成时间（总加工周期）Fmax最短。Fmax时间机器AB在机器A上的作业时间总加工周期两台机器排序问题的算法约翰逊法(Johnson’sLaw)，分为4个步骤：1.列出所有工件在两台设备上的作业时间。2.选出最短的加工时间t*（有多个时，任选其一）。3.若t*出现在机床1，则对应的工件先安排加工；否则放在最后安排。安排后划去该工件。4.重复以上两个步骤，直到所有工件排序完毕。n/2/P/Fmax问题举例例：有五种零件，均须先在车床（A）上加工，再在铣床（B）上加工。车床和铣床各一台，各零件的加工时间如下表。试对五种零件的加工进行排序。表各种零件在机床A、B上的加工时间435911tiB731286tiAJ5J4J3J2J1零件加工时间(m)Johnson算法应用解：应用JohnsonJohnson算法，得出流程时间最短的加工顺序：J4？—J1—J2—J3—J5—J4？J1J2J3J4J5tiA681237tiB11953421036912151821242730333639时间AB机床J4J1J2J3J52、J4最后加工时，作甘特图如下。总流程时间为：Fa=（6+8+12+7）+（4+3）=40m1、J4最先加工时，作甘特图如下。总流程时间为：Fa=（3+6+8+12+7）+4=40m036912151821242730333639时间AB机床J4J1J2J3J5例：某一班组有A、B两台设备，要完成5个工件的加工任务。每个工件在设备上的加工时间如下表所示。求总加工周期最短的作业顺序。工件在两台设备上的加工时间工件编号J1J2J3J4J5设备A36715设备B28643例题两台机器排序问题算法的扩展设A、B、C为三台机器，如果工件在三台机器上的加工时间满足以下条件：minAi=maxBiorminCi=maxBi则可以转化为两台机器（A’、B’）的排序问题，定义：A’i=Ai+Bi,B’i=Bi+Ci例题12345机器A44913821627532机器B59619223330436机器C81710296357421153考虑以下问题。5个工件由3台机器加工,作业时间见下表。求总加工周期最短的作业顺序.解：应用Johnson法则，得出：１－４－５－２－３。总加工周期为：12345机器A’9151099机器B’13168101514523机器A44610515924832机器B59313419630234机器C81772411351045651检查上表,发现：minAi=4；maxBi=6；minCi=6。满足以上条件,可以建立两台机器的作业时间表：n/m/P/Fmax问题关键工序法：1、计算每个工件的总加工时间；2、找出加工时间最长的，为关键工件C；3、对余下的工件分成两个子序列：（1）对Pi1≤Pim的工件，按Pi1不减的顺序排成序列Sa；（2）对Pi1Pim的工件，按Pim不增的顺序排成序列Sb；4、顺序（Sa，C，Sb）为一个近优解。有一个5/3/F/Fmax问题，其加工时间如下表。用关键工件法排序i12345Pi112639214Sb：256Pi28424Pi34585P13111615Sa：1Sa：2关键件Sb：1顺序1234例题习题J1J2J3J4J5J6机器1pi15541210机器2pi25553610机器3pi3833474机器4pi4282156机器5pi55212810有一个6/5/F/Fmax问题，其加工时间如下表。请确定较好的排序。生产过程控制•为什么要进行生产作业控制？生产过程控制的任务生产计划生产实施生产过程控制z进度控制z在制品控制z库存控制z成本控制z生产率控制z质量控制z设备控制生产过程控制的基本步骤•生产控制的实施–现状调查–比较判断–调整修正–确认结果生产控制机构:生产调度部门•调度机构的设置：集中领导、统一调度、分级管理、归口负责。•调度工作制度：会议制度、值班制度、报告制度、现场调度制度等•调用工具：工票、加工路线单、调度板生产进度控制工具工作4月17日4月18日4月19日4月20日4月21日4月22日4月23日4月24日4月25日4月26日ABC计划时间实际进度12345678910时间计划日产量计划日产量累计实际日产量实际日产量累计产量工期延迟（或提前）产量亏欠（或超额）时期123456计划10010090909090输实际1209580889394入差异20-5-10-234累计差异201553610计划11011010010010095输实际1101059510110396出差异0-5-5131累计差异0-5-10-9-6-5积压情况405040251220