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第11章　制造业生产作业计划 华中科技大学管理学院 陈荣秋 生产任务的最终落实 MRP确定各车间的零部件投入出产计划，将全厂性的产品出产计划变成了各车间的生产任务。 各车间要将车间的生产任务变成各个班组、各个工作地和各个工人的任务，才算落到实处。 将任务安排到工作地，牵涉到任务分配和作业排序问题 编制作业计划要解决的问题 工厂里要对每个工人和工作地安排每天的生产任务，规定开始时间和完成时间； 医院要安排病人手术，为此要安排手术室、配备手术器械、手术医师和护士； 学校要安排上课时间表，使学生能按规定的时间到规定的教室听事先安排的教师讲课。 项目计划管理，也是一个作业计划问题。 英文Scheduling可以译成编制作业计划或安排日程计划(时间表)。 编制作业计划实质上是要将资源分配给不同的任务，按照既定的优化目标，确定各种资源利用的时间问题。 有关的名词术语 排序(Sequencing) 是确定零件在机器上的加工顺序。 编制作业计划(Scheduling)则不仅包括确定加工顺序，而且还包括加工任务的分配和加工每个零件的开始时间和完成时间。 “调度”是作业计划编制后实施生产控制所采取的一切行动，“编制作业计划”是加工制造发生之前的活动。火车时刻表是作业计划。火车时刻表制定后，对火车运行的安排，包括发生晚点后的处理，都属于调度。 名词术语(续) “派工” (Dispatching)是在作业计划制定以后，按照作业计划的要求，将具体生产任务通过工票或施工单的形式下达到具体的机床和工人，属于通常所说的“调度”范围。 “赶工” (Expediting)是在实际进度已落后于计划进度时采取的行动，也属于通常所说的“调度”范围。 “机器”，可以是工厂里的各种机床，也可以是维修工人；可以是轮船要停靠的码头，也可以是电子的计算机中央处理单元、存贮器和输入、输出单元。表示“服务者”； 名词术语(续) “零件”则代表“服务对象”。零件可以是单个零件，也可以是一批相同的零件 “加工路线”是零件加工经过不同机器构成的路线。比如，某零件要经过车、铣、占、磨的路线加工，我们可以用M1,M2,M3,M4来表示。 “加工顺序”则表示每台机器加工n个零件的先后顺序，是排序要解决的问题 4参数表示法: 　　　　n /m /A /B。 其中, n ──零件数； m ──机器数； A ──作业类型；在A的位置若标以“F”，则代表流水作业排序问题。若标以“P”，则表示流水作业排列排序问题。若标以“G”，则表示一般单件作业排序问题。当m＝1，则A处为空白 B──目标函数，通常是使其值最小。 流水作业计划问题 流水线是流水车间(Flow shop) 典型的代表，每个零件的加工路线都一致。 只要加工路线一致：M1， M2, M3，…..，Mm,不要求每个零件都经过每台机器加工 最长流程时间Fmax的计算 　　最长流程时间又称作加工周期　　6/4/p/ Fmax问题，当按顺序S＝( 6,1,5,2,4,3)加工时，求Fmax. 加工周期为46 n/2/F/Fmax问题的最优算法 　Johnson算法：　　①　从加工时间矩阵中找出最短的加工时间。　　②　若最短的加工时间出现在M1上，则对应的零件尽可能往前排；若最短加工时间出现在M2上，则对应零件尽可能往后排。然后，从加工时间矩阵中划去已排序零件的加工时间。若最短加工时间有多个，则任挑一个　　③　若所有零件都已排序，停止。否则，转步骤①。 求最优顺序 算法步骤的改进 把Johnson算法作些改变，改变后的算法按以下步骤进行： 　　①　将所有ai≤bi的零件按ai值不减的顺序排成一个序列A。 　　②　将所有ai＞bi的零件按bi值不增的顺序排成一个序列B。 　　③　将A放到B之前，就构成了最优加工顺序 序列A为 (2， 5，6，1)，序列B为(4，3)，构成最优顺序为 (2，5，6，1， 4，3)，与Johnson算法结果一致。 Johnson法则只是一个充分条件，不是必要条件。不符合这个法则的加工顺序，也可能是最优顺序。如对例11-2顺序(2，5，6，4，1，3)不符合Johnson法则，但它也是一个最优顺序? 对于3台机器的流水车间排序问题，只有几种特殊类型的问题找到了有效算法。 对于一般的流水车间排列排序问题，可以用分支定界法。 求一般n/m/P/ Fmax问题近优解 (Near optimal solution)的启发式算法 　　 关键零件法 CDS法　　 关键零件法求近优解举例 CDS法 Campbell-Dudek-Smith 三人提出了一个启发式算法,简称CDS法。他们把Johnson算法用于一般的n/m/P/Fmax问题，