21
4.三种移动方式的比较
移动方式 顺序移动
平行移动
平行顺序移动
优缺点
（1）管理简单， （1）周期最短，
设备不停歇，可 充分负荷。
（2）零件等待 少，设备有停歇。
（2）有等待现 （3）运输频繁，
象，加工周期长。管理复杂。
两者结合, 扬长避短
小而轻；单件小 大且重；大量大 小而轻；大量大
批；加工时间短， 批；加工时间长， 批；加工时间长，
B──目标函数，通常是使其值最小。
10
第二节 流水作业排序问题
一、加工周期或最长流程时间Fmax ❖ n个不同零件要按相同的加工路线经过m台机
器加工，目标是使这批零件的加工周期最短， 这即是排列排序n/m/p/Fmax问题。
11
例：最长流程时间又称作加工周期的计算
❖ 6/4/p/ Fmax问题，当按顺序S＝( 6,1,5,2,4,3)加 工时，求Fmax.
① SPT(Shortest Processing Time)法则 优先选 择加工时间最短的工序。
② FCFS(First Come First Served)法则 优先选 择最早进入可排工序集合的工件（先到先加工）。
③EDD(Earliest Due Date)法则 优先选择完工期限 紧的工件。
④MWKR(Most Work Remaining)法则 优先选择 余下加工时间最长的工件。
思考：P321-1
18
三、相同零件不同移动方式下加工周期的计算
1.顺序移动方式
特点:一批零件在上道工序加工完后整批移动道下道 工序 n=4, t1=10, t2=5, t3=15, t4=10
T顺=n∑ti =4×(10+5+15+10)
M1
= 160
M2
M3
M4
T顺
0 20 40 60 80 100 120 140 160
19
2.平行移动 特点:一个零件在上道工序加工完后立即转移到下道工序加工
n=4, t1=10, t2=5, t3=15, t4=10
T平=∑ti +(n-1)tL
=(10+5+15+10) +(4-1) × 15
M1
= 85
M2
M3
M4
T平 0 20 40 60 80 100 120 140 160
8
3.按目标函数性质不同分： ❖ 单目标排序问题：
平均流程最短 作业流程时间（流动时间）最短 作业延迟时间最短 最长完工时间最短 误期完工工件最少
❖ 多目标排序问题
9
五、参数表示法（康威提出）
❖ 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
❖ 实际生产中，有不少工具可以用来进行生产 作业控制，这些工具容易通过运用适当的软 件来生成，主要包括：
调度单 日报、月报 例外报告、异常报告 输入/输出（Input/output control，I/O）报告
32
生产作业控制--漏斗模型
❖ 模型介绍 ❖ 德国汉诺威大学的Bechte和Wiendall等人于20世纪
❖Johnson算法步骤的改进
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
16
i
123456
ai
518534
bi
722474
i
256143
ai
134558
4
❖ “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”.
5
❖ “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
6
三、假设条件与符号说明(P316)
假设条件 (1)一个零件不能同时在不同的机器上加工； (2)零件在加工过程中采取平行移动方式； (3)不允许中断； (4)每道工序只在一台机器上完成； (5)零件数、机器数的加工时间已知； (6)每台机器同时只能加工一个零件。
34
❖ 在一段较长的时间内（如数周）内，若工况稳定， 输入输出两条曲线可以近似地用两条直线来表示， 其斜率（平均生产率）等于平均在制品库存/平均通 过时间
❖ 实际实践中，可以采用四个规则来调整输入、输出、 在制品库存和通过时间：
若希望保持在制品库存量，可暂时增加或减少输入。 若希望改变在制品库存量，可暂时增加或减少输入。 若希望平均通过时间在所控制的范围内，则适当调整平
bi
274742
图9-4 Johnson改进算法
按改进后的算法对上例求解，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算法一致。
17
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。 如对例中的顺序(2，5，6，4，1，3)不符合 Johnson法则，但它也是一个最优顺序。
❖ 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
2
二、有关的名词术语
❖ 排序(Sequencing) :确定零件在机器上的加 工顺序。
❖ 编制作业计划(Scheduling):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。
图9-2 S顺序下的加工时间矩阵
❖ 加工周期为46
13
二、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。
第九章 制造业生产作业计划与控制
要求：了解作业排序和生产计划的关系，了解排 序问题的基本概念，掌握流水作业排序的 Johnson法则和单台设备排序的优先法则。了解 作业控制的过程和方法。
主要内容：
第一节 排序问题的基本概念
第二节 流水作业排序问题
第三节 单台设备排序问题
第四节 生产作业控制
1
第一节 排序问题的基本概念
⑧RANDOM法则 随机地挑一个工件
26
❖ 例：下表是在某工作中心等候加工的6项作业的加工 时间与预定日期。按FCFS、SPT和EDD法则求解作 业顺序，平均流动时间，平均延期天数，工作中心 的平均作业数。
作业
加工时间/天 预定日期/天
A
2
7
B
8
16
C
4
4
D
10
17
E
5
15
ห้องสมุดไป่ตู้
F
12
18
❖ SPT：ACEBDF
7
四、排序问题的分类
1.按机器种类和数量不同分： ❖ 单台机器排序 ❖ 多台机器排序：
单件作业排序（job-shop）：工件的加工路线不同
流水作业排序（flow-shop）：工件的加工路线相同 （其中重点为流水作业排列排序问题）。 2.按工件到达车间情况分： ❖ 静态作业排序：所有工件到齐后一次性排序。 ❖ 动态作业排序：工件陆续到达，随时排序。
EDD：CAEBDF
27
第四节 生产作业控制
一、实施生产作业控制的原因和条件 1.实施生产作业控制的原因： ❖ 加工时间估计不准 ❖ 随机因素影响 ❖ 加工路线多样性 ❖ 企业环境动态 ❖ 造成生产实际与计划偏离。
28
2.实施生产作业控制的条件： (1)要有一个标准. ❖ 生产计划（产品出产期） ❖ 另部件投入出产计划 ❖ 生产作业计划 (2)要取得实际生产与计划偏离的信息 (3)要采取纠偏措施
i
123456
Pi1
423142
Pi2
456745
Pi3
587555
Pi4
424331
12
图9-1加工时间矩阵
i
615243
P i1
22 46 410 212 113 316
P i2
57 411 415 520 727 633
P i3
512 517 522 830 535 742
P i4
113 421 325 232 338 446
3
❖ “调度”: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。
❖ “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。