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CIMS条件下单件小批生产计划的编制方法及应用






湖北 汽 车 工 业 学 院 学 报 期







条 件 下 单件 小 批 生 产 计 划 的 编制方法及应 用
马玉 芳
管理 工 程 系





文提 出 了一 种


条件 下

,

单件 小 批 生 产 企 业 编 制 生 产 计 划 的 一 种 新 的 方 法

,

并用

实 例 说 明 了 其应 用 效 果

关键 词 中图 法 分 类 号 第 一 作者简 介

单件 小 批

生 产 计划

方法

应用

马玉 芳

,



,

年生

,

年 大学毕业

,

讲师

问题 的 描 述
单件 复 杂 产 品 制 造 业 生 产 计 划 的 编 制 是 一 个 复 杂 而 重 要 的 问 题 算 机 应 用 于 科 学 管 理较 晚 协 调 准备 计 划
制造周期长
,




在我 国
,

,

由于计
,

,

人们 制定 计划基 本 上 是 凭 经 验 制 定 的

,

这样

不 能 有 效地
造成
,


生产计划



作 业 计划

,

不 能 充 分 利 用 能 力资 源
,


,

难 以达到 最优

设备 超 负 荷 和 交货 拖 期 等 问 题
沈 阳 鼓 风 机 厂 为背 景
,
,

严 重 影 响企 业 的竞 争和 发展
,

所以



定 科 学有 效 的 生 产 计 划 是 十 分 有 必 要 的
应 用 工厂

下面

以 单 件 复杂产品 制 造 企 业

,

重点
,

— 沈 阳 鼓 风机厂 生产 的 特 点 是
, ,

讲 述 生 产 计 划 的 编 制 方法
依据订货组织 生 产

,

产 公结 构 复 杂

,

制造周期长


同 种 产 品 生 产 重 复 机会 小

产品分

个 大组 部
,

,

多 个小 组 部
,


,

上 万个零 件


每个

订 货 合 同一 般 为 单 件 产 品
生 产 多少 订 货 产 品 要指标
,

每个 产 品 有 一 个 交 货 期


生产计划要 确定在

年 内企业

何 时 投 入 生 产 与 完工
,

进 行 粗 能 力 平衡

交货 期 是 合 同产 品 的重

提 前 完工 因 提 前备料
,

库存 而 带 来 成 本 提 高


拖 期 完工 会 因 损 失 用 户 信 誉 延
,

缓资金流通 而 带来 罚 款
充分保证 产 品 交货 期
系如图

编 制 生 产计 划 的 目 的 是 对 现 有 资源 能 力
利润 等经 济 指标
,

进行粗 能力 平衡

,

并 兼 顾 企 业 产值

生 产 计 划 与 其 它 计 划 的关

所示



生 产计 划 分层 结 构 设 计 及 优 化 模 型
在沈鼓
,

在一个计划期 内

,

订 货产品达

多种

,

各产品分



个 大组 部

转子



收稿

日期







卷第



,

马玉芳

条件 下

,

单件 小 批 生 产 计 划的 编 制方 法 及 应 用

定子

增 速机 等

企 业设 备

多种

,

瓶 颈设 备

种 左右



生 产计 划框 图 如 图

所示



现分 别 说 明 如 下

订货合 同

市场 预 侧

可 用 资 源能力 汇总

生 产 准 备计 划

生 产计划 划

粗能 力平衡

能 力 使用 计划


生 产作 业 计 划

生 产 计 划 与 其他 计 划 关 系

亡宜 戛


经营指标

合 同排 序

典型 产 品



组部的 制

造 期 量 和 工 时 定额
合 同执 行 顺 序 表 设 备 及 关键 工 种 可 用 能

领导 决 策

「 石 蕊

一 遗动


年合 同选 取



典 型 产 品 的 组 部构 成
·

年生 产 合 同
来自

粗 能 力平 衡



生 产计 划 制 定

分组 部



工 区 设 备进 行能 力 排 产

设备及工种能 力平衡表



编制 生 产计划 的 框 图

合同排序
合 同 排 序 把工 厂 作 为 一 道 工 序 确定 合 同执 行 先 后 顺 序


一 台设备

来 考虑

,

各产 品 加工 不考虑 客 观空 闲

,

湖 北 汽 车 工 业 学 院学 报


, ‘




设合 同


的 制造 时 间为


,

交 货 期 为 , 合 同权 重 为

为 加权 拖 期

,

合 同排 序

是 使 加 权 拖 期 最小

盯 艺呵 ,
,






,

对加 权 拖 期 问 题 规 则 较 有效


排 序 的 优先规 则 较 多

,

其中

规则如下 值
,
,

分 别 求各任务 的 戌
乙匕


值 由下 式 求 得

日 月 ‘试



, ,“ , 户

其中

艺叼


为任务 总数

值 由大到 小顺 序 即 为 任 务 由 先到 后 顺 序 年合 同 的选取
,



排 序 后 订 货 合 同是 计 划 期 后 进 行 年 合 同选择
备 值




年合 同
,
,

,

因能 力 约 束 不考虑 空 闲
, ,

,

不 能 在 一 年 内完成 分 几个 关 键工序
,

,

因此

,

选择 以排序 后 合 同 为依据
,

关键设

进行能 力约 束 利润 指 标 设
,
, ,


确定年生 产合 同



并利 用 人机 交 互
,

不 断调 整

从而满足企 业 产
,

,



表示排序 后合 同
,

表 示处 于 第
,

个 位置 的合 同
,
,

为合 同总
消耗的








为瓶颈 关键设 备
年 可用 能 力


, ,



,



表示第


个 合 同在 设 备


工时
,

,

表示设 备
为 总数
,

为能 力余量




为 确 定 的 年选 择 合

即从

个 合 同 中选 前

·

的确 定方 法 如 下

扮 、 了 、 ,了



、 产 、、 、 , 尹






表示在设 备



,

能 力约束 下

… 一
,





,

,

·

……

最 多取


个合 同


,

式 表 示 对 所 有设 备
,




,

取 最 小值 为
, ,



,

年合 同


进 行 年 产值

产量

利润 汇 总

并人 机 交 互

,

不断调

整 年选 合 同 以满 足 经 济 指 标 生 产计 划模 型

设 在 计 划 期 内要 生 产
复 杂产品 技术准备时 间长
,

个合 同产 品
产品
, ,

,

产品

的制造 周期 为
,

,

交货期 为

, ,

由于 工序
,

最 早 允许 开 工 期为

,


企业 有一瓶颈关键工 序
,

,

设备各 月 生产能为

,

,

设产品


在 制 造 周 期 内对 瓶 颈 设 备 能 力 需 求
要 生产
。 。



,

为 产品 对设 备 月 能 力 需 求 强 度
, ,

在设 备 有限 能 力 下
,

个产品



能 完全 保 证 产 品 在 交 货 期 交 货
料 而 增 加 库存

会 有 提前生 产

拖 期 完工 的 现象

提 前 生 产 因 提 前备 产品 提 前

从 而 造 成 成 本增 加

拖 延 交货 会 因 客 户 的损 失 而 支付 罚 款



卷第



马玉芳二
,

条件 下 单件 小 批 生 产 计 划 的编 制 方 法 及 应 用

,

单 位 时 间 提 前 的 成本 增 加 为 货期
,

单位 时 间拖 期 罚 款 为 刀
,




生 产 计 划 制 定 是 在 满 足 企 业 生 产 能 力条 件 下

进 行 粗 能 力 平衡
,

,

充分保 证 产 品 交

,

确 定 各 合 同产 品 生 产 时 间
完 丸 为产品

投产期



完工 期


从 而 使提前 和拖期 罚款最 小
完 工期 月 份

设 则

的提 前 拖期 罚 款费用 函 数

完 仁 为产品

为 整数



‘ 廷

,
一 , 戏 试 , , 一试
、 了 、


,



、 了 、 、

‘ 夕

声 、 了 、

、 ,

,

,



,



,
,


为 曲线 上 的 离 散 点

,


函 数 曲线 如 图
▲ 丁 卜


所示

完 心 取 整数

,

双,



价十

由 此 我 们 可 以 得 到 提 前 拖 期 生 产 计 划优 化模 型 如 价

设 , 为 第 个 产 品 在 第 个 月 加 工 的时 间

单位 为 月
·



卜 艺 试
曰 偏 艺戈 ,

,



·

,


,

,





,

声 、 ‘ 了 、 ‘ 八 尹, 了 、 、 夕




·

·

, ,

…刀
·

, ,

〕 } 门





芍 。 。



艺戈 一 门 }


模 型 中二 目标 函 数 为 追 求 提 前
足 制 造时 间周期 约束



拖期罚款 费用 总 和 最 小
,

,

约束

表示 产 品 满 约

表 示合 同产 品生 产要满 足 瓶 颈 设 备各 月 的能 力限 制 的要求 约束 表示产 品



表示产品

要满 足最早 开工期





以后 的

湖北 汽 车 工 业 学 院 学 报






各 月 份 不再生 产
完 丸
,

约束

表示产品

只能在



以 后 的 各 个 月 份 中排 产

表示在 表示在


月 份 末 完工 月 份 初投 产





,

丸投

丸完

制造 周期
,

对 于 生 产 计 划 优化模 型

我 们 可 以 用 线 性 规划 和 分 枝 定 界 法 对 其 求 解



具体 的 求

解过程在此从 略

实际应 用

产 合
品 同

沈鼓

年年 度生 产计 划 的原 始数据 表

问 题参 数数 据

制造周期

允许 最 早 开工 期

提 前 罚款
系数

能耗强度



拖 期 罚 款
系数 目

交货 期

了 ,, ‘ 八 }

,



,



了 『 气 八 ,) 乙 ,矛



下 面 以 沈 阳 鼓 风机厂 月能 力依次为
,

、 、

年年 度计 划 的 原 始数 据 为 依 据
、 、


如表


所示
,


,

设 备各










将其代人 生 产
然 后再 将

计 划 优 化模 型 中 用 线 性 规划 和 分 枝 定 界 法 对 其 求 解



即 可得到







卷第



马玉芳

条件 下


,

单件小批 生 产计划 的编 制 方法 及 应 用

代入公式
果请 见表


即 丸投气



制造周期
沈鼓



即 可 得 到 丸投



具 体求 解过程 在 此从 略




合同产


年年度生 产计划结 果 表

完工期

‘ 月 叮 了

口 皿 且

, 』 ,里

投产期

处于生
产 月份

几 止

几 , 八 乙

洲 尸
,

} 了 尸 一 口

八 月 口 ,


, ,

与表 从表 中列 出 的 合 同 原 始 参数 及 生 产 计 划 结 果 可 以 看 出 大 部 分 合 同 产 品 是 在 交 货 期 或 充 分 接近 交 货 期 交 货 的 达 到 了 准 时 生 产 这 一 目 标 且 将 , 八 , 试
, , ,



代 人 生 产 计划 优 化 模 型 中 的 目标 函 数 即 可 知 道 最 小 罚 款 费 用 为


万元



从投 产


到 完 工时 间 间 隔很 小

通 过 以 上 的实例 准备


,

我 们 已 经 清 楚 地 看 到 提 前 拖 期 生 产 计 划 方 法 有效 地 缩 短 了 订 货
,

投产
,



完工 这 一 生 产 周 期
,

使 完 工 期 充分 接 近 交货 期

,

巨提 前 拖 期 罚 款 费用 总

和最小

因此

可 以说


提 前 拖 期 生 产 计 划 方 法 是 目前

条 件 下 较 好 的一 种 生 产

计 划 的编 制 方 法


田印
七卫

几 刀日多口功 介

五 初 馆



砍夕






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