车间作业管理（PPT52页)

ShopFloorActivityManagement潘尔顺博士2001/2/21机械工程学院工业工程系车间作业管理车间作业管理主要内容2001/2/21主要内容车间作业管理的基本概念车间作业排序车间作业控制2001/2/21典型的作业排序和控制功能以下职能必须在对作业排序和控制时完成：分配订单、设备和人员到各工作中心或其他规定的地方决定订单顺序（即建立订单优先级）对已排序作业开始安排生产，通常称之为调度车间作业控制（或生产作业控制），包括：—在作业进行过程中，检查其状态和控制作业的速度—加快为期已晚的和关键的作业计划员的决策取决于以下因素：每个作业的方式和规定的工艺顺序要求，每个工作中心上现有作业的状态，每个工作中心前作业的排队情况，作业优先级，物料的可得性，当天较晚发布的作业订单，工作中心资源的能力车间作业管理的信息源2001/2/21计划文件项目主文件——记录全部有关零件的信息工艺路线文件——记录生产零件的加工顺序工作中心文件——记录工作中心数据控制文件车间文物主文件——为每个生产中的任务提供一条记录车间任务详细文件——记载完成每个车间任务所需工序从工作人员得到的信息2001/2/21计划文件数据概要计划文件文件中的内容项目主文件工艺路线文件工作中心文件零件号零件名称生产提前期现有库存已分配量已定货量批量工序号工序名称准备时间加工时间工作中心号能力数据替换工作中心排队时间控制文件数据概要2001/2/21控制文件文件中的信息车间任务主文件车间任务细文件车间任务号任务数量完工数量废品数量支付数量交货日期成本信息优先级未完成量车间任务号工序号工作中心计划准备时间/实际准备时间计划加工工时/实际加工工时计划数量/完工数量废品数量开工日期/完工日期2001/2/21加工单知道需要经过哪些加工工序(工艺路线)知道需要什么工具、材料、能力的提前期确定工具、材料、能力和提前期的可用性解决工具、材料、能力和提前期短缺问题最后将任务下达、尽可能满足计划要求发放工具、材料和任务的有关文件给车间加工单（workorder）或车间定单（shoporder）是一种面向加工件说明物料需求计划的文件，可以跨车间甚至厂际协作。加工单的格式同工艺路线报表相似。计划进度开始日期完工日期工作中心标准时间(小时)编号名称准备加工机器2001/2/21加工单的典型格式定单号：970215需用数量：100件计划日期：970630物料名称：C物料号：111000需用日期：970901102030405060下料车削热处理磨削电镀检验010010203006010020529000108015锯床车床电炉磨床(外协)质检0.51.01.21.0…...0.251.25…2.00…0.10……5.00…......25.5126.06.2201.0(240)10.0970710970715970725970729970815970829970712970724970726970814970828970830M432工序工序名称本工序总时间2001/2/21派工单派工单（dispatchlist）或称调度单，是一种面向工作中心说明加工优先级的文件，说明工作在一周或一个时期内要完成的生产任务。说明哪些工作已经达到，正在排队，应当什么时间开始加工，什么时间完成，加工单的需用日期是哪天，计划加工时数是多少，完成后又应传给哪道工序。说明哪些工件即将达到，什么时间到，从哪里来。根据派工单，车间调度员、工作中心操作员对目前和即将到达的任务一目了然。数量需用完成2001/2/21派工单的典型格式计划进度开始日期完工日期物料号物料名称工作中心：8513名称：车床加工单号工序号数量需用完成时间准备加工上工序下工序正加工的工件已加工的工件将达到的工件75831D970872016209705049705041.01028860188501C9709850209705049705060.2151028860351888F9712040409705069705070.2108420入库16877G9737620309705079705070.15.08510852337414D9708725159705109705110.18.07100820088501C9709810109705129705120.13.0720085322001/2/21工作中心特征和重要性工作中心是生产经营中的个区域，在这个区域中，组织生产资源来完成工作。工作中心可以是一台机器、一一组机器或完成某一类型工作的一个区域，这些工作中心可以按工艺专业化的一般作业车间组织，或者按产品流程、装配线、成组技术单元结构进行组织。在工艺专业化情况下，工件需按规定路线在各个按功能组织的工作中心之间移动。作业排序涉及决定工件加工顺序以及分配相应的机器来对这些工件加工。一个作业排序系统区别于另一个作业排序系统的特征是：在进行作业排序时是如何考虑生产能力的。2001/2/21有限负荷方法和无限负荷方法无限负荷指的是当将工作分配给一个工作中心时，只考虑它需要多少时间，而不直接考虑完成这项工作所需的资源是否有足够的能力，也不考虑在该工作中，每个资源完成这项工作时的实际顺序。通常仅检查一下关键资源，大体上看看其是否超负荷。可以根据各种作业顺序下的调整和加工时间标准来计算出一段时间内所需的工作量来判定。有限负荷实际上是用每一订单所需的调整时间和运行时间对每一种资源详细计划。提前期由期望作业时间（调整和运行时间）加上由于材料运输和等待订单执行而引起的期望排队延期时间而估算出。从理论上将，当运用有限负荷时，所由的计划都是可行的。2001/2/21前向排序和后向排序前向排序——指的是系统接受一个订单后对订单所需作业按从前向后的顺序进行排序，前向排序系统能力告诉我们订单能完成的最早日期。后向排序是从未来的某个日期（可能是一个约定交货日期）开始，按从后向前的顺序对所需作业进行排序。后向排序告诉我们为了按规定日期完成，一个作业必须开始的最晚时间。区分作业排序的另一个特征是基于前向排序还是后向排序。在前向排序和后向排序中，最常用的是前向排序。2001/2/21生产工序类型和计划方法类型产品特征通常的计划方法单一工序大批量生产中等批量生产小批量生产化工产品、钢、金属、液体产品等汽车、电话、摩托车、家用设施工业用品、最终消费品定做的或标准的设备、专用仪器等全自动化，产品中劳动力成本低，设施专用于一种产品自动化装备，半自动化传动装置或移动装配线成组技术单元，专业化小工厂按生产功能组织的机器中心，通用设备换装时间相当长等有限符合，前向排序，机器有限生产线有限负荷，前向排序，机器有限，准时化生产无限负荷，前向排序，有限调度控制，常劳动力有限但有时机器有限无限负荷，前向排序，2001/2/21车间作业排序的目标工作中心作业排序的目标是：满足交货期极小化提前期极小化准备时间或成本极小化在制品库存极大化设备或劳动力的利用（注：最后一个目标是有争议的，因为仅仅依靠保持所有设备/或员工处于繁忙的状态可能不是在工序中管理生产的最有效方法）车间作业排序和计划的关系2001/2/21作业计划和排序的关系编作业计划（scheduling）与排序（sequencing）不是同义语。排序只是确定工件在机器上的加工顺序。可以通过一组工件的代号的一种排列来表示该组工件的加工顺序。而编制作业计划，则不仅包括确定工件的加工顺序，而且包括确定机器加工每个工件的开始时间和完成时间。因此，只有作业计划才能指导每个工人的生产活动。由于编制作业计划的主要问题是确定各台机器上工件的加工顺序，而且，在通常情况下都是按最早可能开（完）工时间来编排作业计划。因此，当工件的加工顺序确定之后，作业计划也就确定了。所以，人们常常不加区别地使用“排序”与“编作业计划”。作业排序的十大优先规则2001/2/21FCFS（先到先服务）：按订单送到的先后顺序进行加工。SOT（最短作业时间）：所需加工时间最短的作业首先进行，然后是加工时间第二最短的，如此等等。这个规则等同于SPT（最短加工时间）规则。DDate交货期：最早交货期最早加工。将交货期最早的作业放在第一个进行。开始日期：交货期减去正常的提前期（最早开始的作业第一个进行）。作业排序的十大优先规则2001/2/21STR（剩余松弛时间）：STR是交货期前所剩余时间减去剩余的加工时间所得的差值。STR最短的任务最先进行。STR/OP（每个作业剩余的松弛）：STR/OP最短的任务最先进行。STR/OP的计算方法为：CR紧迫系数：紧迫系数是用交货期减去当前日期的差值除以剩余的工作日数。紧迫系数最小的任务先进行。STR/OP=交货提前期所剩的时间-剩余的加工时间剩余的作业数紧迫系数（CR）=需用日期-今日日期剩余的计划提前期作业排序的十大优先规则2001/2/21CR=负值说明已经脱期CR=1说明剩余时间刚好够用CR1剩余时间有富裕CR1剩余时间不够CR值小者优先级高。一个工件完成后，其余工件的CR值会有变化，应随时调整QO（排队比率）：排队比率是用计划中剩余的松弛时间除以计划中剩余的排队时间，排队比率最小的先进行。LCFS（后到先服务）：该规则经常作为缺省规则使用。因为后来的工单放在先来的上面，操作人员通常是先加工上面的工单。随机规则作业排序的评价2001/2/21在某机器上或某工作中心决定哪个作业首先开始工作的过程称为排序或优先调度排序。在进行作业排序时，需用到优先调度规则。这些规则可能很简单，仅需根据一种数据信息对作业进行排序。这些数据可以是加工时间、交货期货到达的顺序。下列作业排序标准可用于评价优先规则1.满足顾客或下一道工序作业的交货期2.极小化流程时间（作业在工序中所耗费的时间）3.极小化在制品库存4.极小化设备和工人的闲置时间排序问题的分类与表示法2001/2/21按机器的种类和数量分：单台机器排序问题和多台机器排序问题按加工路线的特征分：单件车间排序问题和流水车间排序问题按工件达到车间的情况不同分：静态排序问题和动态排序问题按目标函数分：平均流程时间最短或误期完工的工件数最少按参数的性质分：确定型排序问题与随机型排序问题Conway等人提出的排序法：n/m/A/B其中：n——工件数m——机器数A——车间类型（F表示流水车间排序，P流水车间排列排序问题，G表示单件车间）B——目标函数N个作业单台工作中心的排序2001/2/21这类问题被称作“n个作业——单台工作中心的问题”或“n/1”，理论上，排序问题的难度随着工作中心数量的增加而增大，而不是随着作业数量的增加而增大，对n的约束是其必须是确定的有限的数例：n个作业单台工作中心排序问题。在一周的开始，有5位顾客提交了他们的订单。原始数据为：订单（以到达的顺序）加工时间/天交货期/天ABCDE3426156792方案一：FCFS规则2001/2/21方案一利用FCFS规则，其流程时间的结果如下：加工顺序加工时间交货日期流程时间ABCDE34261567920+3=33+4=77+2=99+6=1515+1=16总流程时间=3+7+9+15+16=50（天）平均流程时间=50/5=10天将每个订单的交货日期与其流程时间相比较，发现只有A订单能按时交货。订单B，C，D和E将会延期交货，延期时间分别为1,2,6,14天。每个订单平均延期（1+1+2+6+14）/5=4.6天。方案二：SOT规则2001/2/21方案二利用SOT规则，流程时间为：加工顺序加工时间交货日期流程时间ECABD12346275690+1=11+2=33+3=66+4=1010+6=16总流程时间=1+3+6+10+16=36（天）平均流程时间=36/5=7.5天SOT规则的平均流程时间比FCFS规则的平均流程时间小。另外，订单E和C将在交货日期前完成，订单A仅延期1天。每个订单的平均延期时间为（