【正文】 為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)作過程的控制，需要在輸出端設(shè)置測量機(jī)構(gòu)，以檢測輸出結(jié)果，并把結(jié)果反饋給決策機(jī)構(gòu)；決策機(jī)構(gòu)在把收到的輸出結(jié)果與目標(biāo)值進(jìn)行比較后，作出決策，并把決策結(jié)果 (如即將采取什么措施 )傳達(dá)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)采取實(shí)際措施。 生產(chǎn)運(yùn)作控制是指在生產(chǎn)過程中，按既定的政策、目標(biāo)、計(jì)劃和標(biāo)準(zhǔn)，通過監(jiān)督和檢查生產(chǎn)活動(dòng)的進(jìn)展情況、實(shí)際 成效，及時(shí)發(fā)現(xiàn)偏差，找出原因，采取措施，以保證目標(biāo)、計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)。這種控制作用是通過反饋控制方式和前饋控制方式來實(shí)現(xiàn)的。 根據(jù)控制理論原理，控制是指施控主體對(duì)受控客體的一種能動(dòng)作用，使受控客體按照施控主體的預(yù)定目標(biāo)而運(yùn)動(dòng)，并最終 達(dá)到系統(tǒng)目標(biāo)，一般采用自動(dòng)控制論中的負(fù)反饋原理。為了使生產(chǎn)運(yùn)作系統(tǒng)能有條不紊地運(yùn)作，就必須建立計(jì)劃與控制系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)理論，生產(chǎn)系統(tǒng)是由物流、信息流和資金流三大部分組成的系統(tǒng)。 一、生產(chǎn)作業(yè)控制概述 生產(chǎn)運(yùn)作系統(tǒng)是指與實(shí)現(xiàn)規(guī)定的生產(chǎn)目標(biāo)有關(guān)的生產(chǎn)單位的集合體。它是生產(chǎn)與運(yùn)作管理的重要職能之一，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)作主生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的手段。在最優(yōu)順序下， F max =28。 表 99 加工時(shí)間矩陣 i 1 2 3 4 Pi1 1 2 6 3 Pi2 8 4 2 9 Pi3 4 5 8 2 解：對(duì)于本例，式 (94)變成： k=l， 2， 3 λ i =－ Pi1＋ Pi3 于是，λ 1 = － P11＋ P13=－ 1＋ 4=3 λ 2 = － P21＋ P23=－ 2＋ 5=3 λ 3 =－ P31＋ P33=－ 6＋ 8=2 λ 4 = － P41＋ P43=－ 3＋ 2=－ 1 按λ i 不增的順序排列工件，得到加工順序 (1， 2， 3， 4)和 (2， 1， 3， 4)，恰好這兩個(gè)順序都是最優(yōu)順序。 按照各工件λ i 不增的順序排列工件，可得出令人滿意的順序。 1965 年， D． S． Palmer 提出按斜度指標(biāo)排列工件的啟發(fā)式算法，稱之為 Palmer 法。啟發(fā)式算法以小的計(jì)算量得到足夠好的結(jié)果，因而比較實(shí)用。如果為了求最優(yōu)解付出的代價(jià)超過了這個(gè)最優(yōu)解所帶來的好處，也是不值得的。但對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)中規(guī)模較大的問題，計(jì)算量相當(dāng)大，以至用計(jì)算機(jī)也無法求解。對(duì)于一般的流水車間排列排序問題，可以用運(yùn)籌學(xué)中的分支定界法。求得最優(yōu)順序下的 Fmax=28。劃去工件 3 的加工時(shí)間，繼續(xù)按 Johnson算法安排余下工件的加工順 序。劃去工件 2 的加工時(shí)間。所以，相應(yīng)的工件 (工件 2)應(yīng)盡可能往前撐。 表 98 加工時(shí)間矩陣 i 1 2 3 4 5 6 ai 5 1 8 5 3 4 bi 7 2 2 4 7 4 解：應(yīng)用 Johnson算法。否則，轉(zhuǎn)步驟 (1)。若最短加工時(shí)間有多個(gè)，則任挑一個(gè)。 (2)若最短的加工時(shí)間出現(xiàn)在 M1 上，則對(duì)應(yīng)的工件盡可能往前排；若最短加工時(shí)間出現(xiàn)在 M2 上，則對(duì)應(yīng)工件盡可能往后排。事實(shí)上，按 Johnson法則可以得出比較簡單的求解步驟，我們稱這些步驟為 Johnson算法。 按式 (9． 3)可以確定每兩個(gè)工件的相對(duì)位置 ，從而可以得到 n個(gè)工件的完整的順序。 Johnson法則為：如果 min(ai , bj )min( aj , bi) () 則 Ji 應(yīng)該排在 Jj 之前。每個(gè)工件都按 M1 → M2 的路線加工。著名的 Johnson算法是 S． M． Johnson于 1954 年提出了一個(gè)有效算法。本例 Fmax =46。這樣計(jì)算下去，最后一行的最后一列右上角數(shù)字，即為 ，也是 Fmax。對(duì)于從第二行到第 m 行，第一列的算法相同。對(duì)于第一行第一列，只需把加工時(shí)間的數(shù)值作為完工時(shí)間標(biāo)在加工時(shí)間的右上角。 表 96 加工時(shí)間矩陣 i 1 2 3 4 5 6 Pi1 4 2 3 1 4 2 Pi2 4 5 6 7 4 5 Pi3 5 8 7 5 5 5 Pi4 4 2 4 3 3 1 解：按順序 S=(6， l， 5， 2， 4， 3)列出加工時(shí)間矩陣，如表 97 所示。 例 9． 4 有一個(gè) 6／ 4／ p／ F max問題，其加工時(shí)間如表 9— 6 所示。 在熟 悉以上計(jì)算公式之后，可直接在加工時(shí)間矩陣上從左向右計(jì)算完工時(shí)間。以 表示工件 Si 在機(jī)器 M k上的完工時(shí)間 , 表示工件 Si 在 Mk上的加工時(shí)間， k= 1， 2，?， m； i=1， 2，?， n，則 可按以下公式計(jì)算： ＝ ＋ ＝ max { ， }＋ (9． 1) k=2， 3，?， m； i=1， 2，?， n 當(dāng) ri =0， i=1， 2，?， n 時(shí) Fmax= (9． 2) 式 (9． 1)是一個(gè)遞推公式。由于假設(shè)所有工件的到達(dá)時(shí)間都為零 (ri=0， i= 1， 2，?， n)，所以 Fmax 等于排在末位加工的工件在車間的停留時(shí)間，也等于一批工件的最長完工時(shí)間 Cmax。 （一）最長流程時(shí)間 Fmax的計(jì)算 這里所討論的是 n／ m／ P /Fmax，問題，其中 n為工件數(shù)， m為機(jī)器數(shù)， P表示流水線作業(yè)排列排序問題， Fmax 為目標(biāo)函數(shù)。 這里只討論排列排序問題。流水作業(yè)排列排序問題常被稱作“同順序”排序問題。但本節(jié)要討論的是一種特殊情況，即所有工件 在各臺(tái)機(jī)器上的加工順序都相同的情況。如果某些工件不經(jīng)某些機(jī)器加工，則設(shè)相應(yīng)的加工時(shí)間為零。在流水生產(chǎn)線上制造不同的零件，遇到的就是流水作業(yè)排序問題。這樣，生產(chǎn)管理能很容易地從甘特機(jī)器圖中看到錯(cuò)綜復(fù)雜的計(jì)劃的結(jié)果。 圖 9－ 9 某汽車零件公司機(jī)器圖 如圖 9－ 9 所示，在 4 月 23 日當(dāng)天， A 剛好按計(jì)劃完成，因?yàn)閷?shí)際進(jìn)度與當(dāng)今的日期一致，而拋光機(jī)是空閑的。如果這三項(xiàng)工作都在等待進(jìn)行磨削加工， 圖 9－ 8 某汽車零件公司甘特圖 之后他們要進(jìn)行拋光才能最后交貨，則圖 9－ 9 表示了三種工作在兩種不同設(shè)備上的所需時(shí)間、時(shí)間安排和現(xiàn)在的進(jìn)度。這些工作的預(yù)定計(jì)劃和現(xiàn)在的完成情況如圖 9－ 8 所示： 在當(dāng)前日期（以記號(hào)標(biāo)出的 4 月 21 日），這張甘特圖顯示出， A 的完成情況滯后于計(jì)劃， B 在按計(jì)劃完成， C 的完成情況則超前于計(jì)劃。作業(yè)進(jìn)度圖表示一項(xiàng)工作的計(jì)劃開始日期、計(jì)劃完成日期以及現(xiàn)在的進(jìn)度。這種方法 是基于作業(yè)排序的目的，將活動(dòng)與時(shí)間聯(lián)系起來的最早嘗試之一。 由此可見，由機(jī)器、工件和目標(biāo)函數(shù)的不同特征以及其它因素上的差別，構(gòu)成了多種多樣的排序問題及相應(yīng)的排序方法。例如，同是單臺(tái)設(shè)備的排序，目標(biāo)是使平均流程時(shí)間最短和使誤期完工的工件數(shù)最少，實(shí)質(zhì)上是兩種不同的排序問題。當(dāng)進(jìn)行排序時(shí)，所有工件都已到達(dá)，可以依次對(duì)他們進(jìn)行排序，這是靜態(tài)排 序問題；若工件是陸續(xù)到達(dá)，要隨時(shí)安排它們的加工順序，這是動(dòng)態(tài)排序問題。工件的加工路線不同，是單件車間排序問題的基本特征；而所有工件的加工路線完全相同，則是流水車間排序問題的基本特征。按照機(jī)器的種類和數(shù)量不同，可以分為單臺(tái)機(jī)器的排序問題和多臺(tái)機(jī)器的排序問題。很多績效標(biāo)準(zhǔn)，例如顧客等待時(shí)間、排隊(duì)長度、設(shè)備（或人員）利用情況、成本和服務(wù)質(zhì)量等，都與服務(wù)的及時(shí)性有關(guān)。除非企業(yè)雇用了大量的非全時(shí)人員或是企業(yè)一周七天都要運(yùn)營，否則勞動(dòng)力排序問題將是次要的。在制造業(yè)中，生產(chǎn)作業(yè)排序是主要的，因?yàn)橐庸さ墓ぜ亲⒁獾慕裹c(diǎn)。在制造業(yè)和服務(wù)業(yè)企業(yè)中，有時(shí)兩種作業(yè) 排序問題都存在。 三、排序問題的分類和表示法 排序問題有不同的分類方法。這些信息的大部分在一天中是隨時(shí)改變的，所以，用手工獲取這些信息幾乎是不可能的或效率低的?，F(xiàn)狀信息包括工件的現(xiàn)在位置（在某臺(tái)設(shè)備前排序等待或正在被加工），現(xiàn)在完成了多少工序（如果已開始加工），在每一工序的實(shí)際到達(dá)時(shí)間和離去時(shí)間，實(shí)際加工時(shí)間和作業(yè)交換時(shí)間，各工序所產(chǎn)生的廢品（它可以用來估計(jì)重新加工量）以及其它的有關(guān)信息。對(duì)于每一個(gè) 準(zhǔn)備排序的工件計(jì)劃人員都需要兩大類信息：有關(guān)加工要求和現(xiàn)在的狀況。當(dāng)然，以上這些優(yōu)先調(diào)度規(guī)則的簡單性掩飾了排序工作的復(fù)雜性。 （ 4）極小化設(shè)備和人員的閑置時(shí)間。 （ 2）極小化流程時(shí)間。有時(shí)，運(yùn)用一個(gè)優(yōu)先規(guī)則還不能惟一地確定下一個(gè)應(yīng)選擇 的工件，這時(shí)可使用多個(gè)優(yōu)先規(guī)則的組合。 迄今為止 ,人們已經(jīng)提出了 100 多個(gè)優(yōu)先調(diào)度規(guī)則，上面僅介紹了其中最常見的 9種。 LCFS（后到先服務(wù)）：該規(guī)則經(jīng)常作為缺省規(guī)則使用。關(guān)鍵比率最小的任務(wù)先執(zhí)行。 STR 最短 的任務(wù)最先進(jìn)行。臨界比為工件允許停留時(shí)間與工件余下加工時(shí)間之比。 EDD 法則：優(yōu)先選擇完工期限緊的工件。下面列出了九個(gè)常用的優(yōu)先調(diào)度規(guī)則： FCFS（先到先服務(wù)）：按訂單送到的先后順序進(jìn)行加工。其它的規(guī)則，盡管也同樣簡單但可能需要更多的信息，通常是需要一個(gè)指標(biāo)，比如最小松弛時(shí)間規(guī)則和關(guān)鍵比率規(guī)則。這些規(guī)則可能很簡單，僅需根據(jù)一種數(shù)據(jù)信息對(duì)作業(yè)進(jìn)行排序。可視排序版是傳送作業(yè)優(yōu)先級(jí)和目前作業(yè)狀態(tài)的一種非常有用的方法。計(jì)劃員還將 與這個(gè)部門的主管協(xié)商有關(guān)計(jì)劃的可行性，尤其是生產(chǎn)力和潛在的瓶頸。計(jì)劃員的決策取決于以下一些因素：每個(gè)作業(yè)的方式和規(guī)定的工藝順序要求，每個(gè)工作中心上現(xiàn)有作業(yè)的狀態(tài)，每個(gè)工作中心前作業(yè)的排隊(duì)情況，作業(yè)優(yōu)先級(jí)，材料的可得性，這一天中的較晚發(fā)布的作業(yè)訂單，工作中心資源的能力（勞動(dòng)力或機(jī)器）。 為了便于理解，舉例說明。包括：（ 1）在作業(yè)進(jìn)行 過程中，檢查其狀態(tài)和控制作業(yè)的速度。 對(duì)已排序作業(yè)開始安排生產(chǎn)，通常稱之為調(diào)度。實(shí)質(zhì)上，這是短期能力計(jì)劃。后向排序能告訴我們?yōu)榱税匆?guī)定日期完成，一個(gè)作業(yè)必須開始的最晚時(shí)間。前向排序指的是系統(tǒng)接受一個(gè)訂單后對(duì)訂單所需作業(yè)按從前向后的順序進(jìn)行排序，前向 排序系統(tǒng)能夠告訴我們訂單能完工的最早日期。從理論上說，當(dāng)運(yùn)用有限負(fù)荷時(shí)，所有的計(jì)劃都是可行的。實(shí)質(zhì)上，該系統(tǒng)明確規(guī)定了在工作日中的每一時(shí)刻，每一種資源將做什么。當(dāng)使用無限負(fù)荷系統(tǒng)時(shí)，提前期由期望作業(yè)時(shí)間（調(diào)整和運(yùn)行時(shí)間）加上由于材料運(yùn)輸和等待訂單執(zhí)行而 引起的期望排隊(duì)延期時(shí)間而估算出。通常僅檢查一下關(guān)鍵資源，大體上看看其是否超負(fù)荷。作業(yè)排序系統(tǒng)可以假定車間生產(chǎn)能力為無限負(fù)荷或有限負(fù)荷。當(dāng)一個(gè)工件到達(dá)一個(gè)工作中心時(shí)，作業(yè)排序設(shè)計(jì)決定工件加工順序以及分配相應(yīng)的機(jī)器來對(duì)這些工件進(jìn)行加工。有效的作業(yè)排序系統(tǒng)應(yīng)該能夠做到： （ 1）對(duì)將要做的工作進(jìn)行優(yōu)先權(quán)設(shè)定，以使工作任務(wù)按最有效順序排列； （ 2）針對(duì)具體設(shè)備分配任務(wù)及人力，通常以可利用和所需的能力為基礎(chǔ)； （ 3）以實(shí)施為目標(biāo)分配工作，以使工作任務(wù)如期完成； （ 4）不斷監(jiān)督以確保任 務(wù)的完成，周期性檢查是保證分配的工作如期完成的最常用方法； （ 5）對(duì)實(shí)施過程中出現(xiàn)的問題或異常情況進(jìn)行辨識(shí)，這些問題或異常情況有可能改變已排序工作的狀況，需要探索、運(yùn)用其它解決問題的方法； （ 6）基于現(xiàn)存狀況或訂單變化情況對(duì)目前的作業(yè)排序進(jìn)行回顧和修改。工作中心作業(yè)排序的主要目標(biāo)是：（ 1）滿足交貨日期；（ 2）極小化提前期；（ 3）極小化準(zhǔn)備時(shí)間或成本；（ 4）極小化在制品庫存；（ 5）極大化設(shè)備或勞動(dòng)力的利用。所以，人們常常將排序與編制作業(yè)計(jì)劃這兩個(gè)術(shù)語不加區(qū)別地使用。 由于編制作業(yè)計(jì)劃的關(guān)鍵是要解決各臺(tái)機(jī)器上工件的加工順序問題，而且，在通常情況下都是按最早可能開（完）工時(shí)間來編制作業(yè)計(jì)劃。 在編制作業(yè)計(jì)劃時(shí)，有時(shí)一個(gè)工件 的某道工序完成之后，執(zhí)行下一道工序的機(jī)器還在加工其它工件，這時(shí)，工件要等待一段時(shí)間才能開始加工，這種情況稱為“工件等待”。排序只是確定工件在機(jī)器上的加工順序，而作業(yè)計(jì)劃則不僅包括確定工件的加工順序，而且還包括確定機(jī)器加工每個(gè)工件的開始時(shí)間和完成時(shí)間。 第四節(jié) 生產(chǎn)作業(yè)排序 一、作業(yè)計(jì)劃與作業(yè)排序 企業(yè)運(yùn)用物料需求計(jì)劃（ MRP）確定了各項(xiàng)物料的生產(chǎn)、采購計(jì)劃之后，下一步，還需要把企業(yè)加工工件的生產(chǎn)計(jì)劃轉(zhuǎn)變?yōu)槊總€(gè)班組、人員、每臺(tái)設(shè)備的工作任務(wù)，即具體地確定每臺(tái)設(shè)備、每個(gè)人員每天的工作任務(wù)和工件在每臺(tái)設(shè)備上的加工順序，這一過程就稱為作業(yè)排序。根據(jù)單件小批生產(chǎn)特點(diǎn)，對(duì)于單個(gè)或一次投入一次產(chǎn)出的產(chǎn)品，先對(duì)其中主要零件，主要工種安排計(jì)劃，用以指導(dǎo)生產(chǎn)過程各工序之間的銜接。如果工段（小組）是按工藝原則組成的，那么可按在制品定額法或累計(jì)編號(hào)法，通過在制品定額和提前期定額標(biāo)準(zhǔn)安排任務(wù)，并編制相應(yīng)的生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃。 如果工段（小組）是按對(duì)象原則組成的，各工段（小組）生產(chǎn)的零件也就是車間零件分工表中所規(guī)定的零件。嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)安排進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)，就不必每日都編制計(jì)劃，而只需要將每月產(chǎn)量任務(wù)作適當(dāng)調(diào)整就 可以了?？梢姡瑯?biāo)準(zhǔn)計(jì)劃就是標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃。 （二）大量（大批）生產(chǎn)工段（小組）作業(yè)計(jì)劃的編制方法 對(duì)于產(chǎn)品品種少、生產(chǎn)穩(wěn)定、節(jié)拍生產(chǎn)的流水線 ，車間內(nèi)部作業(yè)計(jì)劃的編制工作比較簡單，一般只需從廠級(jí)月度作業(yè)計(jì)劃中，將有關(guān)零件的產(chǎn)量，按日均勻地分配給相應(yīng)工段（班組）即可。其內(nèi)容，包括工段、工作地月度或旬的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃和工作班的安排。若廠級(jí)生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃采用的計(jì)劃單位是