生产运作管理
（Production Operations Management ）
卫民堂 教授
mtwei@mail
参考书目：
【1】企业生产管理，王国庆，清华大学出版社，2007
【2】企业生产运作管理（第二版），林光，清华大学出版社，2010
【3】生产与运作管理，仝新顺，南京大学出版社，2007
【4】生产运作管理，张青山，化学工业出版社，2009
【5】生产与运作管理，陈志祥等，机械工业出版社，2010
【6】 Production/operations management，William J·Stevenson,Iewin,1996
课程成绩：
课程总成绩= 平时成绩（出勤+案例讨论+作业）×30%+考试成绩×70%
案例研究：
本课程实施案例教学,要求各班组建案例学习小组:
(1)同学们自愿结合,每小组人数10-15；
(2)自主推举组长；
(3)组长负责将小组组长的姓名、电话以及小组成员名单于下一次上课时
提交老师。
课前寄语
——工商管理专业究竟该做些什么？
工商管理指工商管理指““工商企业管理工商企业管理””（英文名称直译为（英文名称直译为Industry Industry
& Business Administration& Business Administration，，通常称译为通常称译为Business Business
AdministrationAdministration））,,或或““盈利组织管理盈利组织管理””，也有人干脆就叫，也有人干脆就叫““
公司管理公司管理””。。
工商管理是研究工商企业经营管理基本理论和方法的学工商管理是研究工商企业经营管理基本理论和方法的学
科，主要包括企业的经营战略制定和内部行为管理两个方面。科，主要包括企业的经营战略制定和内部行为管理两个方面。
工商管理专业的应用性很强，它的目标是依据管理学、经济学工商管理专业的应用性很强，它的目标是依据管理学、经济学
的基本理论，通过运用现代管理的理论、方法和手段来进行科的基本理论，通过运用现代管理的理论、方法和手段来进行科
学的经营决策和有效的企业管理，保证企业的生存和发展。学的经营决策和有效的企业管理，保证企业的生存和发展。
企业管理职能模块结构
产品设计
中心
生产管理
中心
战略规划
中心
研究与开发
中心
（R&D）
营销管理
中心
人力资源
中心
财务管理
中心
信息管理
中心
计划管理
采购供应
设备管理
质量管理
安全管理×
×
？
？？ ？？
√
工商管理专业能力结构
计划控制能力
生产运作管理能力
生产运作管理概论
生产活动是人类的最基本的活动，是人类社会赖以存生产活动是人类的最基本的活动，是人类社会赖以存
在和发展的基础，是人类社会发展的决定力量。在和发展的基础，是人类社会发展的决定力量。
————马克思马克思 恩格斯恩格斯《《资本论资本论》》
本章重点
内容提要
☆☆生产系统的功能及特点生产系统的功能及特点
☆☆工业生产的基本类型及其特点工业生产的基本类型及其特点
☆☆生产管理及其目标生产管理及其目标
§ § 生产、生产系统与生产管理生产、生产系统与生产管理
一、生产的概念及其内涵一、生产的概念及其内涵
二、生产系统及其功能二、生产系统及其功能
三、工业生产基本类型三、工业生产基本类型
四、生产管理及其职能四、生产管理及其职能
§ § 企业生产战略企业生产战略
一、生产的概念及内涵一、生产的概念及内涵
（（11）） 生产的概念生产的概念
生产是指人类从事创造物质财富、生产是指人类从事创造物质财富、
精神财富的活动和过程以及人类自身的精神财富的活动和过程以及人类自身的
生育繁衍，亦称社会生产。生育繁衍，亦称社会生产。
●生产活动是人类最基本的活动；
●生产的目的在于满足人类的各种消费需求。
（（22）） 生产的内涵生产的内涵
§ 生产、生产系统
与生产管理
（教材第一章）
二、生产系统及其功能二、生产系统及其功能
（（11）生产系统的概念）生产系统的概念
市 场 市 场
生产系统（生产系统（Production systemProduction system）是将输入资源转换为）是将输入资源转换为
期望产出的过程，期望产出的过程，
投入
人力
物力
财力
信息
转换过程 产出
产品(服务)
人才
利润
信息
◇生产系统是一个典型的输入输入//输出输出（ O-I）系统，追求投投
入产出比入产出比，即：I/O > 1；
◇生产系统是一个典型的“开放系统开放系统”（两头在外），对
市场的适应性（柔性）是生产系统的重要功能之一；
（（22）生产系统的特点）生产系统的特点
◇生产系统是一个一个人人——机交互系统机交互系统，人与机器的合理分工
和有效配合将促进生产系统的进一步优化；
◇生产系统是一个多层次多目标系统多层次多目标系统（质量、数量、交货
期；质量管理、设备管理、材料采购与供应等），可以实现递
阶控制和分散控制；
◇生产系统是一个信息收集和信息加工系统信息收集和信息加工系统，能够正确、
及时地传递生产过程的客观信息以促进对人力、物力、财力等
资源的科学配置和有效利用，提高劳动生产率。
（（33）生产系统的基本功能）生产系统的基本功能
◇◇质量功能质量功能 质量功能包括产品质量保证和工作质量保证两大方面，
即：以优良的工作质量保证系统所产出的产品或服务达到既定标准、满足客
户要求。
◇◇继承性功能继承性功能 生产系统应该具有连续性、均衡性、可扩展性等基本
特点以保证持续产出客户所需的产品和服务（刚性，大批量定制）。
◇◇柔性功能柔性功能 生产系统必须具有能够适应环境和市场不断变化的功能
（柔性制造系统）。
◇◇自我完善的功能自我完善的功能 生产系统必须是一个自适应系统和自学习系统，
根据系统运行状态即使调整各种要素的相互关系以保持系统的正常运行。
◇◇环境保护功能环境保护功能 生产系统在保证自身运转符合环保要求的同
时持续产出符合环境保护要求的产品和服务。
◇◇创新功能创新功能 生产系统应具有根据技术进步和环境发展不断实现技
术创新、产品创新以及系统运行模式创新的功能。
三、工业生产类型三、工业生产类型
（（11）按生产的标准化程度分）按生产的标准化程度分
◇◇存货型生产存货型生产——按照已有的标准组织生产以补充成品库
存，用足量的库存满足市场需求。
◇◇订货型生产订货型生产——按照用户定单（合同/协议）安排并组织
生产。
（（22）按生产工艺特征分）按生产工艺特征分
◇◇流程型生产流程型生产（又称装置式生产）
—— 按照固定的工艺流程连续生产成最
终成品。
◇◇加工装配型生产加工装配型生产—— 产品由多个零
件和部件组成，按照各个零部件的特定工
艺组织加工并依次装配成部件和最终成品。
（（33）按生产批量分）按生产批量分
◇◇大量大批生产大量大批生产——品种少甚至单一，批量极大。
◇◇成批生产成批生产——品种较多且每种产品的批量一定。
◇◇单件小批生产单件小批生产——批量很小甚至只有一件。
四、生产管理及其职能四、生产管理及其职能
生产管理生产管理就是企业生产的计划、组织、协调和控制
的全过程。
◇◇狭义生产管理狭义生产管理——以产品基本生产过程为对象，对原材料
投入、工艺加工直至产品出产的一系列活动和过程的管理；
（（11）生产管理的概念）生产管理的概念
基本生产过程 辅助生产过程
基本
产品
辅助
产品
劳动
服务
生产服务过程
基本生产过程 —对原材料进行处理和加工使其成为基本产品
的过程。
辅助生产过程 —对原材料进行处理和加工使其成为辅助产品
的过程。
生产服务过程 —为基本生产和辅助生产提供劳动服务的过程。
◇◇广义生产管理广义生产管理——以企业整个生产系统为对象，对产品
及工艺设计、原材料采购与供应、产品生产与制造、产品销
售以及设备维护与管理、质量管理、安全管理、现场管理、
产品配送、售后服务等活动的综合性、系统性管理。
产品与工艺
设计
生产技术
准备
样品试制 试生产
采供管理
质量管理
技术管理
现场管理劳动管理
设备管理
仓储管理
工艺管理
生产管理
营销管理
（（22）生产管理的目标）生产管理的目标
生产管理的总体目标在于以最低的代价按生产管理的总体目标在于以最低的代价按质质、、按按量量、、
按按期期完成既定的生产任务，并不断提高生产效率。完成既定的生产任务，并不断提高生产效率。
● ● 产品质量产品质量((Product qualityProduct quality ))
☆产品质量是企业的生命；
☆产品质量表现为产品质量标准（或产品技术质量规格）；
☆生产管理的根本任务在于保证生产系统生产出合格产品。
● ● 产品数量（产品数量（Total productTotal product ））
☆产品数量（或称为产量）是满足客户需求的重要指标之
一，能否保证生产数量直接关系到企业销售合同的履约水平；
☆产品数量（或称为产量）是企业生产系统产出能力的重
要指标，是生产系统经济性的重要方面。
● ● 生产周期生产周期( production cycle)( production cycle)
☆生产周期是指从原材料投入生产开始，经过加工成为成
品并验收入库为止的全部日历时间；
☆生产周期是衡量和评价生产系统生产效率的重要指标；
☆生产周期是影响生产企业投标竞争力的重要因素之一；
☆生产周期直接决定着生产企业的交货期，能否保证交
货期直接关系到生产企业的市场信用。
● ● 生产成本生产成本( ( productionproduction costcost ))
☆生产成本是企业为生产产品或提供劳务而发生的各项
生产费用，包括各项直接支出和制造费用。
☆生产成本是生产过程中各种资源利用情况的货币表示,
是衡量企业技术水平和管理水平的重要指标。
☆生产成本是产品价格的主要组成部分,成本水平会直接
决定产品价格的竞争力。
●●生产效率生产效率( ( production efficiencyproduction efficiency ))
☆生产效率是指单位时间所生产的同种产品的数量或处
理同种任务的数量;
☆劳动工人劳动生产率——（生产效率指标A）是指参与
生产劳动的劳动工人在单位时间平均生产的同种产品数量或
处理同种任务的数量（万元产值/人·年）——主要反映生产
系统技术水平；
☆全员劳动生产率——（生产效率指标B）是指参与生产
过程的全部人员在单位时间平均生产的同种产品数量或处理
同种任务的数量（万元产值/人·年） ——主要反映生产系统
管理水平；
投入
人力
物力
财力
信息
转换过程 产出
产品(服务)
人才
利润
信息
计划 组织
控制
（（33）生产管理的职能）生产管理的职能
协调
自学教材—
§ 生产战略
案例讨论案例讨论
讨论内容：生产运作管理案例1——两家电子公司生产管理之比较
要 求：（1）各种方式搜集相关资料以最大限度地扩充案例信息；
（2）在小组充分讨论的基础上制作大班交流用PPT；
（3）思路清晰、观点明确、立论充分，PPT力求图文并茂；
（4）每小组推举1位同学准备大班交流（6分钟）。
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生产系统分析与规划
生产系统的设计是运用科学的方法和手段对生产系统生产系统的设计是运用科学的方法和手段对生产系统
的选址、组成企业的各基本单位、各种生产设施及劳动的的选址、组成企业的各基本单位、各种生产设施及劳动的
状态与过程进行合理的配置，使之形成一个协调、高效、状态与过程进行合理的配置，使之形成一个协调、高效、
经济的生产运作系统。经济的生产运作系统。
————约翰约翰··康伟尔康伟尔
本章重点
内容提要 § § 生产能力规划与决策生产能力规划与决策
一、核心概念
二、生产能力决策
三、扩大生产能力的基本策略
§ § 厂址选择厂址选择
§ § 厂区布局厂区布局
一、工艺导向布局
二、产品导向布局
三、固定位置布局
四、成组技术布局
☆生产能力决策的基本方法
☆扩大生产能力的基本策略
☆工艺导向布局的基本方法和特点
☆产品导向布局的基本方法和特点
（（11）生产能力（）生产能力（capacitycapacity））
生产能力生产能力是指某系统在理想状态下一定时期内的最大产出。
●●设计能力设计能力（design capacity）——生产系统设计设计所决定的最大
产出。
●●有效能力有效能力（effective capacity）——考虑实际生产条件、外
在环境、维修需求以及员工熟练程度等因素后生产系统实际可以达到
的最大产出。（目标管理的基础）
●●实际能力实际能力（design capacity）——生产系统扣除因员工缺勤、
物料供应延时等因素而实际达到的产能。
一、一、相关概念相关概念
§ 生产能力规
划
教材P141-146
☆☆生产效率生产效率——生产系统的的实际生产能力实际生产能力所能达到有效生产能力有效生产能力
的比值。即：
☆☆生产利用率生产利用率——生产系统的的实际生产能力实际生产能力所能达到设计生产能设计生产能
力力的比值。 即：
根据以上三种生产能力的含义可以定义出两种系统效率：
（（22）规模经济）规模经济（（Economies of scale)Economies of scale)
规模经济是指在一定的产量范围内，随着产量的增加平
均成本不断降低的基本规律。
产品平
均成本
产销量
C1
C0
C3
C*
Q0 Q1 Q3Q*
经济规模
产
品
成
本
曲
线
（（33）学习曲线）学习曲线（（Learning curve )Learning curve )
企业的生产能力是不断变化的。增加设备和人员势必会
产生新的生产能力，即使不增加设备和人员，随着生产的继
续人们生产的熟练程度不断提高，生产成本不断降低、生产
效率不断提高，生产能力也相应提高。
学习曲线就是表示单位产品成本与所生产的产品总数量
之间关系的一条曲线。
产
品
单
位
成
本
产品累计生产数量
式中：
——生产第I 件产品所需要的时间；
——生产第1 件产品所需要的时间；
——所生产的产品数量；
——logb/log2（b是学习比率）
生产能力决策是企业根据市场需求、技术发展趋势以及主
要竞争对手的策略等对企业需要什么样的生产能力需要什么样的生产能力（（生产什么生产什么））
？需要多少这种生产能力？需要多少这种生产能力（（生产多少生产多少））？何时需要这种生产能？何时需要这种生产能
力力（（什么时候生产什么时候生产））？？等三个基本问题进行的评估、抉择与规等三个基本问题进行的评估、抉择与规
划。划。
二、生产能力决策二、生产能力决策
产品市场
需求预测
设备劳力
需求估算
设备购置
劳力招募
生产能力
计划方案
技术经
济评价
确定生产能
力计划
Y
N
（（11）生产能力决策流程）生产能力决策流程
已知该厂每年的工时保有量为12000小时，电力总容量为8000
度。请问，该厂如何安排生产方能保持利润最高（设各种产品产销
平衡）？
●●线性规划方法线性规划方法（（Linear Programming—LPLinear Programming—LP））
例：某厂能够生产两种产品（A、B）。各种产品的生产消耗定额及
利润如下表：
（（22）常用决策方法）常用决策方法
期望利润为：I max=133000
y
400
x
800
1200
1600
0
400 800 1200
解：设各种产品计划产量分别为x和y,则
约束条件为：
12x+ 8y ≤12000
10x+ 5y ≤ 8000
目标函数为： Max I=125x +90y
解得：x=200，y=1200
（式2-1）
（式2-2）
盈亏平衡点
M
固定成本（F）
可变成本（V= v Q）
总成本（C=F+V=F+ v Q)
总收入（S= pQ)
金
额
产销量（Q）Q*
令 S = C，则
p Q = F+ v Q
所以 Q* = F/(p-v)
另设利润为I，则
I = S - C
= (p Q) -(F + v Q)
= p Q - F - v Q
Q* = (F + I)/(p - v)
●●盈亏平衡分析模型盈亏平衡分析模型
☆ ☆ 线性盈亏平衡分析模型线性盈亏平衡分析模型
（式2-3）
☆ ☆ 非线性盈亏平衡分析模型非线性盈亏平衡分析模型
风险型决策：
◇有多种可行方案 i=1，2，…，n
◇有多种未来状态 j=1，2，…，m
◇各种未来状态的概率已知 P=P1，P2，…，Pm
◇各种方案在未来各种状态下的损益值已知Xij
●●期望货币值准则期望货币值准则&&决策树法决策树法
☆☆期望货币值准则期望货币值准则
期望收益值准则是解决风险型决策问题的一种常用准则，具体
表现为期望收益值最大化和期望损失值最小化。
其中： ——方案i的期望收益值
——方案i在状态j下的损益值
——状态j的概率
（式2-4）
☆☆决策树法决策树法
决策树法是运用树状图形描述决策问题并依据剪枝原理进行方
案抉择的一种常用的决策方法。
单级决策树
决策节点
状态节点
结果节点
方案枝
状态枝
多级决策树
【例】南方医院供应公司是一家制造医务人员工装的公司。
该公司正在考虑扩大生产能力。它可以有以下几个选择：或什
么也不做（维持现状）、或建一个小厂、或建一个中厂、也可
以建一个大厂。新增加的设备（新建厂）将用来生产一种新型
工装，目前该产品的市场潜力还是一个未知数（不确定）。如
果建大厂且市场较好可新增100 000元利润，如果市场一般则
新增利润20 000元，如果市场不好则会导致90 000元亏损;建
中厂如果市场较好可新增利润60 000元,如果市场一般则新增
利润10 000元，如果市场不佳则亏损10 000元;建小厂市场较
好则新增利润40 000元,如果市场一般则新增利润6 000元，市
场不好则新增利润5 000元。市场状态概率预测分别为、
和。
方案
市场状态
较好 一般 不好
建大厂 100 000 20 000 -90 000
建中厂 600 000 10 000 -10 000
建小厂 40 000 6 000 5 000
维持现状 0 0 0
第一步 求解
各方案的损益
值
第二步 绘
制决策树
较好（） 100 000
较好（） 60 000
较好（） 40 000
一般（） 20 000
一般（） 20 000
一般（） 6 000
较差（） -90 000
较差（） -10 000
较差（） 5 000
建中厂
建
建
大
厂
厂
小维
持
现
状
0
41 00041 000
28 00028 000
19 50019 500
00
第三步 计算各
方案期望收益值
第四步 比较
并选择方案∵ max {41000，28000，19500，0}=4100041000（建大厂）
∴ 选择建大厂建大厂方案。
建大厂 100 000×+20 000×+（-90 000）×= 41 00041 000
建中厂 600 000×+10 000×+（-10 000）×= 28 00028 000
建小厂 40 000×+6 000×+5 000×= 19 50019 500
维持现状 00
在该例中增加信息：（1）四种方案的投资额分别为30万
元、16万元、4万元和0（见下表）；（2）设备寿命均为10年。
求解决策方案。
方案
投
资
市场状态
较好 一般 不好
建大厂 10 100 000 20 000 -90 000
建中厂 8 600 000 10 000 -10 000
建小厂 4 40 000 6 000 5 000
维持现状 0 0 0 0
较好（） 100 000
较好（） 60 000
较好（） 40 000
一般（） 20 000
一般（） 20 000
一般（） 6 000
较差（） -90 000
较差（） -10 000
较差（） 5 000
建中厂
建
建
大
厂
厂
小
维
持
现
状 0
-30
-16
-4
寿命周期10年
210 000210 000
120 000120 000
155 500155 500
建大厂 [100 000×+20 000×+（-90 000）×] × 10-30= 110 000110 000
建中厂 [600 000×+10 000×+（-10 000）×] × 10-16= 120 000120 000
建小厂 [40 000×+6 000×+5 000×] × 10-4= 155 500155 500
维持现状 00
∵ max {1111，，1212，，，，00}=（建小厂）
∴ 选择建小厂建小厂方案。
例: 信达公司是一家生产纺织机械的专业公司，现有生产
设备虽可以继续使用，但技术水平比较落后，需要技术改造。
公司业务处于发展时期，厂房需要扩建。
公司决策层面临两种建议：
乐观派建议在扩建厂房的同时进行设备的技术改造；
稳健派认为影响业务扩张的长期因素存在诸多不确定性，
扩建的计划应推迟到三年，待市场情况明郎后再定 ，眼下先进
行技术改造。但是，如果先进行技术改造，三年后再扩建的代
价将比现在既扩建同时进行技术改造的代价要大的多。
销售状况 前三年的概率
后七年的概率
前三年良好 前三年不佳
良好
不佳
在调查研究后得到以下信息：
（1）若现在进行技术改造需投资3500万元，3年后再扩建还
需追加投资4000万元；
（2）若现在同时进行扩建和技术改造需要投资6000万元；
（3）若现在进行技术改造，将来产品销售状况良好，则每
年可获净利600万元；若产品销售状况不佳也能维持每年获净利
550万元的水平；
（4）若现在同时进行扩建和技术改造，将来产品销售状况
良好则前3年每年可获净利1200万元，第4年到第十年每年可获净
利1500万元；若产品销售状况不佳则每年只能获得净利300万元；
（5）若维持现状则每年可获净利200万元；
（6）产品销售状况及其概率的预测见下表：
解:根据题意绘制决策树（见下图）
4140
6580
技
改
-3500
良
好
不
佳
+600
()
()+550
前三年 后七年
扩 建
并 技
改-6000
良
好 ()
不 佳
()
+1200
+300
良 好
( /
1500)
不
佳 ( / 300)
良 好
( / 600)
良 好
( / 1500)
良 好
( / 600)
良 好
( / 1500)
良 好
( / 1500)
不 佳 ( / 550)
不佳 ( / 300)
不
佳 ( / 550)
不
佳 ( / 300)
不
佳 ( / 300)
维持
+1000
扩
建
-4000
维
持
扩
建
-4000
维
持
10140
5240
3880
9240
2940
4130
3880
9240
2940
扩大生产能力扩大生产能力（习惯称作“扩容”）是企业经常遇到的基
本问题。企业在扩大生产能力时常用的基本策略有:
三、扩大生产能力的基本策略三、扩大生产能力的基本策略（扩容策略）（扩容策略）
（（11）积极策略）积极策略
积极策略积极策略是指企业在市场预
测的基础上超前于市场需求且采
用较大扩容幅度的扩容策略。
市
场
需
求
企业生产能力
时间
生
产
能
力
能力冗余
优：抢占市场制高点
缺：能力冗余显著
（（22）中间策略）中间策略
市
场
需
求企业生产能力
生
产
能
力 中间策略中间策略是指企业在市场需
求初期不急于扩建，而是采用加
班加点、增加班次或委托加工等
短期增加生产能力的方式，待市
场需求增长趋势确定后再扩建的
扩容策略。
优：比较稳健，扩容风险较小
缺：可能会大幅度提高产品成本从而削弱产品竞争力
时间
加班加点、外包
市
场
需
求
时间
生
产
能
力
企业生产能力
（（33）消极策略）消极策略
消极策略消极策略是指企业在市场
需求增长趋势确定明朗、技术
上能够达到经济的扩容规模时
才扩建的扩容策略。
优：比较保守，扩容风险最小
缺：可能会丧失市场机会
缺货损失
§ 厂址选
择
自学教材-81
§ 厂区布局
厂区布局一般分为工厂总平面布局和车间布局两个层次，
其中：
工厂总平面布局工厂总平面布局主要包括工厂内生产车间、库房、公用设
施（变电站、热力站、水库、压缩空气站等）、办公楼、道路
等所有生产设施和非生产设施的相对位置和空间的安排和布局，
甚至涉及到设备选型与配套、建筑物的美学设计与功能设计等。
工厂总平面布局一方面受到场地的特定限制，另一方面较
多的属于制造工程师和建筑工程师的职责范畴。此处不作为单
列内容。
车间布局（也称为基本生产布局）主要研究和解决密切相
关的生产设施、设备的布局和安排问题，作为本节的重点内容。
基本生产布局一般有四种基本类型，即：工艺导向布局、
产品导向布局、固定位置布局和成组技术布局。
教材第四章第二、三节—
喷漆车间
电子装配车间
一、工艺导向布局（一、工艺导向布局（process-oriented layoutprocess-oriented layout))
工艺导向布局工艺导向布局是按照工艺专业化原则对生产设备和设施进
行合理布局的生产布局方式。即：按照工艺流程将相同功能的
生产设备和设施集中布置从而组成工艺专业化生产单元（如：
机加工车间、电子电器车间、板筋车间、喷漆车间等）。
适用：多品种小批量生产
机械加工车间
（（11）工艺导向布局决策与优化）工艺导向布局决策与优化
●●决策标准决策标准
◇物料运输路径最短化
◇员工通过时间最短化
◇相关部门临近程度最大化
●●约束条件约束条件
◇特定部门的特定位置
◇特定地方的承重要求
◇防火要求
◇安全要求（防盗、交通安全等）
☆ ☆ 定量方法定量方法————总成本最低总成本最低
设施（设备）布局问题表达式：
式中： ——总成本；
——工作中心或部门的总数量；
——部门i与部门j 间物料或人员的行程次数；
——i到j 每次行程的单位距离成本；
——从i到j 的距离。
假设
物料移动难度相当且单位物料的装卸成本相当。
上式中的 和 为常数，不随部门i和j的位置而变化。再上式中
是唯一变量，所以，只要找出 组合就能求出 的最小值。则
●●优化方法优化方法
（式2-5）
[例]联大玻璃厂有8个工艺单元，初始布局图如下：
部门1
部门2 部门3 部门6 部门8
部门7部门5部门4
按照初始布局方案，各部门间的初始距离（Dij）见图a。
图a 部门间初始距离矩阵
30 50
X
按照工艺路线测算，各部门间每周的路径数(Tij)及每单位物料
处理成本(Cij)分别见图b和图c。
图b 部门间行程次数矩阵 图c 单位物料处理成本矩阵
注:矩阵中的Tij是每周部门i与j 之间双向
物料处理行程次数.
注:矩阵中的Cij是部门i与j 之间每次行程每
米距离的物料处理成本.
X
根据式2-5得初始布局总成本（Cij）矩阵见图d：
图d 初始布局总成本矩阵
总成本（总成本（CC））==元元//周周×52×52（周）（周）==190762190762元元//年年
=
=
方案优化方案优化
平面布局第一次优化方案：
部门1
部门3 部门2 部门8 部门6
部门7部门4部门5
部门间行程次数矩阵
观察原始矩阵可知:
◎单位距离物料处理成本差别不显著；
◎部门间形成次数差别显著；
◎设法将形成次数高的部门“邻近化”
布局方案优化后，各部门间的距离（Dij）见图e。
图e 第一次优化后的距离矩阵
原方案距离矩阵
原布局方案 第一次优化后的局方案
部门i到j之间的行程次数（Tij）、物料处理成本（Cij）不变，
则，布局优化后的成本矩阵见图f。
×
距离矩阵
（Dij）
成本矩阵
（Cij）
行程次数矩阵
（Tij）
=×
优化后的总成本（C优）=3147元/周×52（周）=163644元/年
C原(190762元/年) – C优(163644元/年)=C节约(27118元/年)
优化后的总成本矩阵
☆☆定性方法定性方法————系统布局规划法系统布局规划法//作业相关图法作业相关图法
作业相关图法是根据企业各部门之间活动关系的密切程度确
定各部门的相对位置的一种定性布局方法。
第一步第一步 确定各部门关系的密切程度确定各部门关系的密切程度
通常情况下，导致各部门间关系密切的原因见表2-1。根据这
些因素确定各部门关系的密切程度并按照表2-2标注。
代号 关系密切原因 代号 关系密切原因
1 使用共同的原始记录 6 工作流程连续
2 共用人员 7 工作任务类似
3 共用场地 8 共用设施
4 人员接触频繁 9 其它
5 文件交换频繁
表2-1 关系密切基本因素
代号 密切程度 代号 密切程度
A 绝对重要 O 一般
E 特别重要 U 不重要
I 重要 X 不予考虑
表2-2 关系密切程度确认表
[例] QH工厂有6个部门，各部门间关系密切程度如下图。请
裾此做出合理布局。
第二步第二步 编制主联系族编制主联系族
首先确定关系密切程度中A出现频数最高
的部门（本例为部门6，A有3次）；
6 其次将与此部门密切程度A的部门加上
（本例为部门1、2和5）；
2
1
5
最后将其它A关系部门添加在主联系族
（若添加不上则另编子联系族，本例A关系部
门分别为）；
3
第三步第三步 编制编制XX关系联系族关系联系族
从关系密切程度图可以看出,本例X
关系主要有:1-4、3-4和3-6，X关系联
系族见下图：
1
4
3
6
第四步第四步 确定布局方案确定布局方案
根据联系族图和可供利用的区域，用实
验法安排所有部门的相对位置，见下图：
6
1 2
5 3
4
（（22）工艺导向布局的优缺点）工艺导向布局的优缺点
●●工艺导向布局的优点工艺导向布局的优点
◇对产品的适应性高，能满足多样的工艺要求；
◇设备利用率较高；
◇整个生产系统受个别设备故障的影响较小；
◇设备的通用性高，购置及维修成本低。
●●工艺导向布局的缺点工艺导向布局的缺点
◇物流复杂、有序化程度差；
◇在制品库存较高；
◇生产周期长；
◇物料运输慢、效率低，单位物料运输费用高。
二、产品导向布局（二、产品导向布局（product-oriented layoutproduct-oriented layout))
产品导向布局是按照对象专业化原
则对生产设备和设施进行合理布局的生
产布局方式。即：将同一种加工对象所
需要的生产设备和设施集中布置从而组
成对象专业化生产单元（如：发动机车
间、变速箱车间、底盘等）。
适用：大量大批或成批生产类型
发动机车间
坐椅车间
底盘车间
（（11）产品导向布局的基本类型）产品导向布局的基本类型
●●生产线（生产线（production lineproduction line））
产品导向布局的基本类型有生产线（加工生产线/装配生产线）
和流水线等。
生产线按照工艺分为加工生产
线和装配生产线，按照自动化程度
分为自动生产线和非自动生产线。
生产线生产线——按照加工或装配对象
的工艺或装配流程配备生产设备和工
人，对相同的对象进行不同的加工或
装配，从而完成某种对象的加工或装
配活动。
●●流水线（流水线（production lineproduction line））
流水线流水线——生产对象按照一定的工
艺路线顺序地通过各个工作地，并按照
统一的生产速度（节拍）完成作业的生
产过程。
◎◎流水线的类型流水线的类型
◎◎流水线的优点流水线的优点
◇专业化程度高（线上固定生产一种或几种制品，每个工作地固
定完成一道或几道工序）；
◇生产具有明显的节奏性（生产相邻两件制品的时间间隔相同—
节拍）；
◇工艺过程封闭,对象在线上单向流动。
◎◎流水线的缺点流水线的缺点
◇专业化程度高而导致流水线对加工或装配对象变化的适应性差；
◇显著的连续性（节奏性）决定了线上某设备或工位故障可能导
致全线停产。
（（22）装配线平衡）装配线平衡
自学：教材-84
三、固定位置布局（三、固定位置布局（fixed-position layoutfixed-position layout))
产品固定在一个地方,生产设备和工人
按照工艺顺序移动到响应的产品部位完成加
工或装配任务。
适用：产品体积或重量庞大
造船
飞机制造
建筑
四、成组技术布局（四、成组技术布局（group technologygroup technology，，GTGT))
将不同的的机器设备组成加工中心对形状和工艺相似的零件
进行加工。
适用：多品种小批量生产
成组技术(GT-group technology)揭示和利用事物间的相似性，按
照一定的准则分类成组，同组事物能够采用同一方法进行处理，以便提高效
益的技术，称为成组技术。在机械制造工程中，成组技术是计算机辅助制造
的基础，将成组哲理用于设计、制造和管理等整个生产系统，改变多品种小
批量生产方式，以获得最大的经济效益。
计划是一座桥梁。计划把我们所处的此岸和我们要计划是一座桥梁。计划把我们所处的此岸和我们要
去的彼岸连接起来。有了这座桥，本来不发生的事则可去的彼岸连接起来。有了这座桥，本来不发生的事则可
以发生了。以发生了。
—— —— 哈罗德哈罗德··孔茨孔茨
生产计划管理
（教材第六、七章—）
本章重点
内容提要
§ § 生产计划体系生产计划体系
一、生产计划及作用
二、生产计划体系结构
三、各类计划的特点
四、生产计划指标
五、计划管理方法
§ § 总生产计划总生产计划
一、总生产计划概述
二、总生产计划编制策略
三、总生产计划编制的主要变量
四、总生产计划编制的主要方法
§ § 主生产计划编制主生产计划编制
§ § 物料需求计划物料需求计划
一、相关概念
二、物料需求计划编制流程
三、物料需求计划编制方法
§ § 能力需求计划编制能力需求计划编制
一、能力需求计划编制流程
二、能力需求计划编制方法
§ § 作业计划作业计划
一、作业排序
二、作业计划编制
☆主生产计划的编制方法
☆物料需求计划的编制方法
☆能力需求计划的编制方法
☆作业排序的基本方法
☆作业计划的编制方法
一、计划及其作用一、计划及其作用
（（11）计划的概念）计划的概念
计划计划是组织未来的蓝图，是对组织在未来一段时间内的目标、达标途径
和达标策略的筹划和安排。
生产计划生产计划是根据市场需求和企业生产能力，对企业生产系统在未来时间
段（计划期）的产品品种、产量、交货期及时间进度、劳动力、设备、库存
等问题预先进行的考虑和安排。§
（（22）计划的作用）计划的作用
◇明确组织行动方向和方式；
◇落实和协调组织活动；
◇为资源筹措和整合提供依据；
◇控制和考核的标准。
§ 生产计划体
系
二、生产计划体系结构二、生产计划体系结构
在具备一定规模的工业企业中,生产计划由一系列不同层次和不同类别的
计划组成,它们紧密联系、协调配合,构成企业的生产计划工作总体系。
某企业总生产计划(半年)
起初库存
400
1 月 2 月
1周 2周 3周 4周 5周 6周 7周 8周
预计需求量 450 450 450 450 375 375 375 375
顾客定单 400 400 550 450 400 360 320 420
安全库存量（预测需求量） 113 113 113 113 94 94 94 94
计划持有存货(POH) 250 200 150 150 150 225 250 130
MPS 300 400 500 500 400 400 400 300
某企业主产计划(1，2月份)
物
料
项
目
期
初
库
存
量
安
全
库
存
量
计
划
到
货
损
耗
系
数
(%)
计划周期
1
9/7
2
16/7
3
23/7
4
30/7
5
6/8
6
13/8
7
20/8
8
27/8
9
2/9
A 00 1010 00 44 1515 4040 4040 3030 1515 4545
B 5050 2020 20/320/3 55 2525 3030 1515
C 5050 2020 10/510/5 66 4040 1515 3030
某企业物料需求计划(部分)
某企业A产品能力需求计划(部分)
某企业A产品生产作业计划
三、各类计划的特点三、各类计划的特点
四、四、生产计划指标体系生产计划指标体系
工业企业生产计划的主要指标有：
◇◇品种品种
◎品种指标是企业在计划期内计划出产的产品种类、品名、
型号和规格；
◎品种指标涉及到企业做什么的决策；
◎品种指标是编制生产计划首先必须确定的指标。
◇◇产量产量
◎产量指标是企业在计划期内计划出产的合格产品（成品和半
成品）的数量；
◎产量指标涉及到企业做多少的决策；
◎产量指标可以是台、吨、件等数量指标，也可以是马力、千
瓦等功率指标。
◇◇质量质量
◎质量指标是企业在计划期内产品质量达到标准的程度，常用
合格品率、不合格品率、废品率、返修率、一等品率、优质品率等。
◇◇产值产值
◎产值指标是用货币表示的产量指标；
◎产值指标综合反映企业生产经营活动成果，便于不同行业横
向对比；
◎产值指标根据不同内容用途分为商品产值、总产值与净产值
三种形式。
◇出产期
◎出产期是为了保证按期交货而确定的产品出产期限；
◎出产期决策十分重要：若出产期过紧则难以保证按期交货从
而给拥护造成损失；若出产期过松则不利于争取顾客还可能造成企
业生产能力浪费。
五、计划管理方法五、计划管理方法————滚动计划法滚动计划法
滚动计划法滚动计划法是按照“近细远粗”的原则制定一定时期内的计划，然后按
照计划的执行情况和环境变化，调整和修订未来的计划，并逐期向后移动，
把短期计划和中期计划结合起来的一种计划方法。
滚动计划的编制方法是：在已编制出的计划的基础上，每经过一段固定
的时期（例如一年或一个季度，这段固定的时期被称为滚动期）便根据变化
了的环境条件和计划的实际执行情况，从确保实现计划目标出发对原计划进
行调整。每次调整时，保持原计划期限不变，而将计划期顺序向前推进一个
滚动期。
滚动计划法的特点：滚动计划法的特点：
◇◇切合实际切合实际。在计划编制时很难准确地预测各种因素在将来一段时间
内的变化状态，而且随着计划期的延长这种不确定性越大。如果机械地按
事先制定的计划行事有可能导致重大损失。滚动计划法再执行本期计划的
过程中根据计划的执行情况和环境因素变化情况调整和修订下一期计划，
使计划最大限度地切合实际。
◇◇良好衔接良好衔接。滚动计划法可以使长期计划、中期计划和短期计划紧密衔
接，也有利于短期计划内各环节的紧密衔接，即使环境因素发生重大变化导
致某些不平衡也能及时得到相应的调整以保持各期计划基本平衡。
◇◇增加弹性增加弹性。滚动计划法大大增加了计划的弹性，提高了企业的应变能
力。
一、概述一、概述
总生产计划总生产计划又称为综合计划、或生产大纲，是企业根据市场需求和资源
条件对未来较长一段时期内的产出量、人力规模以及库存水平等所做出的决
策、规划和初步安排。
总生产计划总生产计划可以表述为：在计划期内，每个时段 t 的需求预测为R，
以计划期内成本最小化为目标，确定时段 t（t =1，2，…，T）的产量Q、
存货量I 以及劳动力水平Wi。
综合计划综合计划——计划者总是尽力避免对单个产品的关注（单一品种生产除
外），重点关注一组类似产品（或生产线）的整体需求状况以及企业能够提
供的整体生产能力。
计划大纲计划大纲——生产大纲是对企业经营的细化，用于描述企业在可用资源
的条件下一定时期(一般是1-3年)中每一产品类的月生产量、所有产品类的
月汇总量、每一产品类的年汇总量、所有产品类的年汇总量。计划大纲是企
业的整体计划，不是一个部门的计划， 是企业主生产计划的编制依据。
§ 总生产
计划
总生产计划编制的主要信息及来源见下图
总
生
产
计
划
技术
部门
◇新产品开发情况
◇主要产品和工艺改变
（对投入资源的影响）
◇工作标准
（人员标准和设备标准）
财务
部门
◇成本数据
◇财务状况
人事
部门
◇劳动力市场状况
◇企业现有人员状况
◇培训能力
◇现有设备能力
◇劳动生产率
◇现有人员水平
◇新设备计划
生产
部门
◇市场需求预测
◇经济形式分析
◇竞争对手状况
营销
部门
◇原材料供应情况
◇现有库存水平
◇供应商能力
◇存储能力
物料
部门
总生产计划编制的主要信息来源图
二、总生产计划的编制策略
总生产计划追求生产能力与预期需求之间在时间和数量
上基本平衡。实际工作中往往存在两种情况：一种情况是计
划期间需求总量与可利用的生产能力差别很大，要求企业一方面充分利用
现有的生产能力，同时必须重视生产能力的长期性战略调整；另一种情
况是计划期间生产能力与总需求基本平衡，但在不同时点（年度、季度、
月度等）上的非均匀需求问题依然存在。这就要求计划制定者加强
需求管理，或干预需求（量、时间）以适应生产能力，或调
整生产能力以适应需求，或两方面同时调整，实现和保持成
本最低、收益最大的目标。
（（11）需求管理策略）需求管理策略
需求管理策略需求管理策略就是运用定价、促销、延迟交货和补偿性
生产等策略干预需求的数量和时间，以期实现需求与现有生
产能力的基本平衡。
◇◇定价定价。产品的价格需求弹性越大，定价策略对需求的
干扰作用越强。通常情况下，当产品需求从高峰期滑向非高
峰期时常采用差别定价策略。
◇◇促销促销。企业采用广告、展销以及馈赠等促销手段以干
预产品的需求状况。
◇◇延期交货延期交货。企业采用延期交货以平衡需求与生产能力
的关系。
◇◇补偿性生产补偿性生产。对于那些季节性需求显著地企业来说，计
划制定者可以通过淡季其它产品的生产来平衡需求与计划之关
系。
（（22）能力管理策略）能力管理策略
能力管理策略能力管理策略是指企业的生产能力在短期内无法进行实质
性改变的情况下运用劳动力水平调整、存货生产、外包加工等
策略干预生产能力的数量和时间与以实现生产能力与需求的基
本平衡的管理策略。
◇◇调整劳动力水平调整劳动力水平。企业可以采用招聘、解聘劳动工人、
加班、不分开工、安排休假或聘用兼职人员等办法调整企业的
劳动力水平。
◇◇以存货实现生产的平准化以存货实现生产的平准化。企业可以以适当的库存及时
补充生产能力的不足或储存因能力过剩而多余加工的零部件和
半成品以备后用。
◇◇外包外包。适当的外包加工一方面可以增加企业生产系统的
柔性，提升企业相关谈判的砝码；另一方面，外包可能会降低
企业对产出的控制力，从而提高了企业的生产风险（成本、质
量、交货期等）。因此，企业面临自身生能力不足需要外包时
要审时度势、科学决策。
三、总生产计划编制的主要变量三、总生产计划编制的主要变量
编制主生产计划的主要变量有约当产量和相关成本。
◇◇约当产出约当产出。总生产计划的目的在于对企业年度的生产生产
能力能力和生产任务生产任务进行总体平衡。为了避免因为不同品种或规
格所造成的不必要的繁杂，在编制总生产计划时可以采用约约
当产出当产出（也称为当量产量）作为生产任务的计量单位。约当约当
产出产出可以是代表产品，也可以是假定产品。
代表产品或者是计划产
量最大，或者是劳动工
作量最大的那种产品。
假定产品是指按各种具体产品工作量比重构成的
一种实际上不存在的产品，为结构与工艺差异大
的产品假定的一个统一的计量单位。
代表产品折合公式为： 假定产品折合公式为：
[例] 某企业可以生产A、B、C和D等四种产品，其计划
年产量和各种产品的态势定额台时定额见下表。
产品 计划年产量 单位产品台时定额 折算成代表产品的产量
A
B
C
D
50
100
125
25
20
30
40
80
合计 300 275
本例中产品C的计划产量最大，故选择C为代表产品。
其余三种产品全部折算成产品C。
折算方法如下：
余类推
Ac= 50×20÷40=25台
Bc=100×30÷40=75台
Dc= 25×80÷40=50台
125C
25
75
125
50
假定产品的台时定额= (台时)
[例2]某企业生产A、B、C、D 四种产品，各种产品计划产
量分别为200、100、300和50台，各种产品在机械加工车间
车床组的台时定额分别为50、80、100和120台时。请折算出
假定产品的台时定额。
解：根据折算公式 得：
◇相关成本。制定总生产计划一般涉及到基本生产成本、
与生产力相关的成本、库存成本以及延期交货成本等。
试算法试算法通过计算不同生产计划所决定的成本来选择最佳方案。
试算法的基本步骤见下图：
确定各期总需求
确定各期生产能力
（正常时间、加班时间、转包合同）
确定相关政策
（安全库存水平、劳动力水平等）
确定各期相关成本
（正常时间、加班时间、转包合同、持有库存、延迟交货、聘用、培训、解聘等）
指定可行计划并计算相应成本
比较并选择方案
四、总生产计划的编制方法四、总生产计划的编制方法————试算法试算法
【例】华胜公司现有工人26人，可以生产某种产品，相关信
息见表1，请据此制定该公司。
需求与工作天数
1月 2月 3月 4月 5月 6月 总计
需求预测 1800 1500 1100 900 1100 1600 8300
工作天数 22 19 21 21 22 21 125
成
本
材料成本
单位产品加工时间
正常人工成本（每天8小时）
加班人工成本
招聘与培训成本
解聘费用
外包边际成本
100元/件
5小时/件
4元/小时
8元/小时
200元/人
250元/人
20元/件·月（120元外包费-100元材料费）
库
存
期初库存 400件
安全库存 月需求量的25%
表1 华胜公司相关信息表
为了顺利编制总生产计划,还需要根据有关数据确定各期
生产需求量及相应的库存量。
生产需求量=预测需求量+安全库存量-期初库存量
从表1有， 1月份：
期末库存量=期初库存+生产需求量-预测需求量
安全库存量=预测需求量X企业库存政策（%）
第一步 计算月生产需求量
及各种库存量
安全库存量=预测需求量X企业库存政策（%）
=1800 X 25%
=450450
生产需求量=预测需求量+安全库存量-期初库存量
=1800+450450-400
=18501850
期末库存量=期初库存+生产需求量-预测需求量
=400+18501850-1800
=450450
表2 生产需求量、库存量计算表
2月份：
本月份的期初库
存量就是前月份
的期末库存量
余类推（结果见表2）
安全库存量=预测需求量X企业库存政策（%）
=1500 X 25%
=375375
生产需求量=预测需求量+安全库存量-期初库存量
=1500+375375-450450
=14251425
期末库存量=期初库存+生产需求量-预测需求量
=450+14251425-1500
=375375
根据以上数据资料，该企业总生产计划的编制方案可以有
以下三种选择：
【方案1】调整工人数量，不加班，保证生产需求。
【方案2】维持工人数量，加班生产，保证生产需求。
【方案3】维持工人数量，不加班，外包生产，保证生产需求。
方案1 调整工人数量，满足生产需求
第二步 各种方案成
本核算
方案2 固定工人数量，加班生产，满足生产需求
方案3 固定工人数量，外包，满足生产需求
第三步 比较并选
择方案
通过核算，各方案的生产成本（均不含材料费）如下：
方案1 177950元
方案2 216520元
方案3 134020元
如果外包条件成熟，则选用方案3——维持工人数量，外
包生产，保证生产需求。
为了把总生产计划付诸实施，则必须把总生产计划中那些
总的计划单位转变或分解成能够被直接产出的实际产品或服务
单位。主生产计划主生产计划(Master Production Schedule—MPS)就是要进一步确
定每一种具体产品在每一个具体时间段(一般为季度或月度)的
生产数量。
§ 主生产
计划编制
【例】华胜公司1、2月份的需求预测量分别为1800件、1500
件，定单数量如下表，1月份的期初库存400件。每月工作均为
4周，生产批量为100件。
起初库存
400
1 月 2 月
1周 2周 3周 4周 5周 6周 7周 8周
预计需求量 450 450 450 450 375 375 375 375
顾客定单 400 400 550 450 400 360 320 420
式中： ——t周末的计划持有存货；
——t周MPS的生产量；
——t周的预计需求量；
——t周的准备发货的顾客定单量。
第一步 计算计划持
有存货（POH) 计划持有存货计划持有存货（Projected-on-hand inventory，POH）是
指预计每周的需求被满足之后手头仍然有的、可利用的库存量。
起初库存
400
1 月 2 月
1周 2周 3周 4周 5周 6周 7周 8周
预计需求量 450 450 450 450 375 375 375 375
顾客定单 400 400 550 450 400 360 320 420
计划持有存货(POH)
MPS
-50
？
450
400
400
Max为450
400-450=-50
第二步 决定MPS的
生产量及生产时间（（11）基本原则）基本原则
◇所制定的MPS的生产量和生产时间必须保证POH是非负的。
◇所制定的MPS的生产量和生产时间必须保证“安全库存量”。
◇所制定的MPS的生产量和生产时间符合企业“生产批量”。
◇尽量争取生产的“均衡性”。
（（22）基本方法）基本方法
起初库存
400
1 月 2 月
1周 2周 3周 4周 5周 6周 7周 8周
预计需求量 450 450 450 450 375 375 375 375
顾客定单 400 400 550 450 400 360 320 420
安全库存量（预测需求量） 113 113 113 113 94 94 94 94
计划持有存货(POH)
MPS
200
150
500
200
500
150
500
200
300
100
400
125
400
150
400
175
400
450 450 450
550 400
此处先安排100也是符合企业生产
批量的，但均衡性可能不够。
150 200 150 200
起初库存
400
1 月 2 月
1周 2周 3周 4周 5周 6周 7周 8周
预计需求量 450 450 450 450 375 375 375 375
顾客定单 400 400 550 450 400 360 320 420
安全库存量（预测需求量） 113 113 113 113 94 94 94 94
计划持有存货(POH) 250 200 150 150 150 225 250 130
MPS 300 400 500 500 400 400 400 300
考虑生产的“均衡性”，对MPS进行调整
300
250
§ 物料需
求计划 物料需求计划物料需求计划是根据企业MPS制定的用以描述企业所需
全部制造件和采购件的时间进度计划。
一、有关概念一、有关概念
◇◇独立需求与相关需求独立需求与相关需求
独立需求独立需求是指某种与其他需求无关的需求，这种需求通常用预测方法加
以计算（比如，客户订购的产品——自行车） 。而独立需求的需求量及时
间则依赖于销售和市场研究部门的反馈数据，存在许多不确定的因素。
相关需求相关需求是指某种与其他需求存在依赖关系的需求，主要是在企业内部
由于对一种产品或零部件的需求而产生的对下一级零部件或原材料的需求
（比如，一辆自行车需要两个轮子，一个轮子需要一个内胎、一个外胎）。
相关需求的需求量和需求时间可从产品的结构组成、生产工艺过程等逻辑关
系计算出来。
◇◇物料清单物料清单 (BOM)(BOM)
物料清单物料清单 （Bills of Materials Bills of Materials ，， BOMBOM）通常称为产品结构文件产品结构文件或产品结产品结
构树构树，它说明一个最终产品是由哪些零部件、原材料所构成以及这些零部件
之间在时间、数量上的相互关系。
倒
推
自行车(1)
P/N 1000
LT=1
车把(1)
P/N 1001
LT=1
车体组装(1)
P/N 1002
LT=1
车架(1)
P/N 1004
LT=1
车轮(2)
P/N 1005
LT=1
0层
1层
2层
3层
注：（ ）——零部件、原材料数量；
P/N ——零部件、原材料规格型号；
LT ——零部件、原材料提前期。
父项父项
((上属项上属项))
子项子项
((下属项下属项))
◇◇订货点法订货点法
20世纪40年代初期，西方经济学家就推出了订货点法,并
将其用于企业的库存计划管理。订货点方法是基于库存补充
的原则，目的是在需求不确定的情况下，为了保持供应而将
所有库存都留有一定的储备。
订货点方法订货点方法的理论基础比较简单，即库存物料随着时间
的推移而使用和消耗，库存逐渐减少，当某一时刻的库存数
可供生产使用消耗的时间等于采购此种物料所需要的时间
（提前期）时，就要进行订货以补充库存。
定货点定货点就是就是决定订货时的数量和时间。
订货点订货点
时间
库存量
安全库存量
订货提前期
订
货
到
货
最大库存量
最小库存量
订货点法的缺陷在于：订货点法的缺陷在于：
◎订货点法假定需求是连续的、均衡的，但对于相关需求而言，由于
生产往往是成批进行的，故需求是断续的和不均衡的。
◎订货点法的需求是依据历史数据和市场预测来决定的，而相关需求
则以确定的生产计划为依据。
◎平均库存水平提高 ，占用更多的资金。
物料需求计划物料需求计划（Material Requirement Planning ，MRP ），是20世纪60年代库存管
理专家们为解决传统库存控制方法的不足，不断探索新的库存控制方法的过程中产生
的一种计算物料需求量和需求时间的系统。MRP的计算仅限于零部件数量，然而，要
生产零部件除了确定它们的数量以外，还需要各种资源。这种资源包括工时、机时、
应付帐款（现金）等。每种资源都可以像零部件数量一样转化为MRP的数据形式。
◇◇MRP/ MRP/ MRPMRPⅡⅡ/ ERP/ ERP
制造资源计划制造资源计划（Manufacturing Resources Planning，MRP-II ）是1977年9月由美国著
名生产管理专家奥列弗·怀特（Oliver W·Wight）提出的一个新概念 。 MRP-II是一
种在MRP系统的基础上增加了工时、材料成本（而不仅仅是所需要的数量）、资金成
本等其它资源信息的功能更为强大的资源计划系统。
企业资源计划企业资源计划（Enterprise Resource Planning， ERP ）是上个世纪90年代美国一家
IT公司根据当时计算机信息、IT技术发展及企业对供应链管理的需求，预测在今后信
息时代企业管理信息系统的发展趋势和即将发生变革，而提出了这个概念。 ERP是针
对物资资源管理（物流）、人力资源管理（人流）、财务资源管理 （财流）、信息资
源管理（信息流）集成一体化的企业管理软件。
◇◇批量政策批量政策
实际计划生产或采购的交付数量和订货数量未必等于净
需求量，这是由于在实际生产或订货中，准备加工、订货、运
输、包装等都必须是按照一定的数量来进行的。因此，实际净
需求量必须以某种数量来计算，这一定的数量称为生产或订货
的批量。物料需求批量过大，占用的流动资金过多，但加工或
采购的费用减少；批量过小，占用流动资金减少，但增加了加
工或采购的费用。
◎◎直接批量法直接批量法(Lot For Lot) 物料需求的批量等于净需求
量，也称按需订货法 (As Required)。这种批量的计算方法往
往适用于生产或订购数量和时间基本上能给予保证的物料，或
者所需要的物料的价值较高，不允许过多地生产或保存的物料。
◎◎固定批量法固定批量法(Fixed Quantity) 每次加工或订货的数量相
同，但加工或订货间隔期不一定相同，一般用于订货费用较大
的物料。固定批量的大小是根据直观分析和经验判断而决定的，
也可以以净需求量的一定倍数作为批量。
◎ ◎固定周期法固定周期法(Fixed Time) 每次加工或订货间隔周期
相同，但加工或订货的数量不一定相同的批量计量方法。一
般用于内部加工自制品生产计划，为的是便于控制。订货间
隔的周期可以根据经验选定。
◎ ◎经济批量法经济批量法(Economic Order Quantity,EOQ) 某种物
料的订购费用和保管费用之和为最低时的最佳批量法。订购
费用是指从订购至入库中所需要的差旅费用、运输费用率；
保管费用是指物料储备费、验收费、仓库管理费、所占用的
流动资金利息费、物料储存消耗费。EOQ法一般用于需求是
常量和已知的，成本和提前期也是常量和已知的，库存能立
即补充的情况之下，即它是用于连续需求的、库存消耗是稳
定的场合。因此，对于需求是离散的 MRP方法来说，库存消
耗是变动的，此时 EOQ方法的效率不高。
主生产计划主生产计划
（（MPSMPS））
发出计划订单发出计划订单
生产批量生产批量
工作单工作单
物料采购物料采购
通知单通知单
重新计划重新计划
的通知的通知
物料清单物料清单
（（BOMBOM））
库存清单库存清单MRP
二、二、MRPMRP的编制流程图的编制流程图
把MPS传送给MRP
制定定单计划
决定净需求
决定毛需求
下达定单计划
(计算下一层的毛需求)
还处理其
它项目？
结束
开始
逐
层
处
理
各
个
项
目
否
是
三、物料需求计划编制三、物料需求计划编制
【例】某企业生产经营A、B两种产品，产品物料清单如下图。
各产品的市场需求量、库存量、生产（订购）批量及生产周期分
别见表1和表2。椐次此编制该产品的物料需求计划。
BB
EE（（22）） DD（（33））
EE（（22）） FF（（22））
CC（（22））
EE（（11）） DD（（11）） EE（（22）） FF（（22））
AA
EE（（33）） DD（（22））
第一步 计算物
料毛需求量项目毛需求＝本项目的独立需求十项目毛需求＝本项目的独立需求十父项的相关需求父项的相关需求
父项的相关需求＝父项的计划订单数量父项的相关需求＝父项的计划订单数量××项目用量因子项目用量因子
父项
子项
【【例例】】：只有独立需求：只有独立需求
已知MPS在第8个计划周期时产出
100件产品A，其中产品的BOM结构如图
所示，试计算各物料的毛需求量并下达
订单计划。
AA
LT=4LT=4
C(2)C(2)
LT=2LT=2
B(1)B(1)
LT=3LT=3
D(1)D(1)
LT=1LT=1
E(2)E(2)
LT=1LT=1
提前期
物料
项目
MRP数据项
计划周期计划周期
11 22 33 44 55 66 77 88
44 AA
毛需求量毛需求量 100100
下达订单计划下达订单计划 100100
33 BB
毛需求量毛需求量 100100
下达订单计划下达订单计划 100100
22 CC
毛需求量毛需求量 200200
下达订单计划下达订单计划 200200
11 DD
毛需求量毛需求量 200200
下达订单计划下达订单计划 200200
11 EE
毛需求量毛需求量 400400
下达订单计划下达订单计划 400400
LT=4
LT=3
=100=100X2X2
=100=100X2X2
=100=100X4X4
=100=100X1X1
提前期
物料
项目
MRP数据项
计划周期
11 22 33 44 55 66 77 88
44 AA
毛需求量毛需求量 100100
下达订单计划下达订单计划 100100
33 BB
毛需求量毛需求量 100100
下达订单计划下达订单计划 100100
22 CC
毛需求量毛需求量 200200
下达订单计划下达订单计划 200200
11 DD
毛需求量毛需求量 200200
下达订单计划下达订单计划 200200
11 EE
毛需求量毛需求量 400400
下达订单计划下达订单计划 400400
LT=4
LT=3
【【例例】】独立需求与相关需求并存独立需求与相关需求并存
已知MPS如下表，产品清单见图，试计算A的毛需求量。
XX
LT=4LT=4
A(1)A(1)
LT=0LT=0
B(1)B(1)
LT=1LT=1
YY
LT=6LT=6
A(1 )A(1 )
LT=0LT=0
C(1)C(1)
LT=1LT=1
物料A既是产品X的组件又是Y的组件，所以A的需求为相关需求；此外
A作为配件又有独立需求。
产品
计划周期
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
XX 25 30 15
YY 40 15 30
AA 15 15
MRP项目
计划周期
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
X(LT=4) 25 30 15
Y(LT=6) 40 15 30
A(LT=0) 15 15
相关需求X→A
相关需求Y→A
独立需求A 15 15
A的毛需求量
物料物料AA的毛需求计算的毛需求计算
LT=4
LT=6
XX
LT=4LT=4
A(1)A(1)
LT=0LT=0
B(1)B(1)
LT=1LT=1
YY
LT=6LT=6
A(1 )A(1 )
LT=0LT=0
C(1)C(1)
LT=1LT=1
25 30 15
40 15 30
15 40 40 30 15 30 15
MRP项目
计划周期
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
X(LT=4) 25 30 15
Y(LT=6) 40 15 30
A(LT=0) 15 15
相关需求X→B
B的毛需求量
物料物料BB的毛需求计算的毛需求计算
LT=5
XX
LT=4LT=4
A(1)A(1)
LT=0LT=0
B(1)B(1)
LT=1LT=1
YY
LT=6LT=6
A(1 )A(1 )
LT=0LT=0
C(1)C(1)
LT=1LT=1
25 30 15
25 30 15
MRP项目
计划周期
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
X(LT=4) 25 30 15
Y(LT=6) 40 15 30
A(LT=0) 15 15
相关需求Y→C
C的毛需求量
物料物料CC的毛需求计算的毛需求计算
LT=7
XX
LT=4LT=4
A(1)A(1)
LT=0LT=0
B(1)B(1)
LT=1LT=1
YY
LT=6LT=6
A(1 )A(1 )
LT=0LT=0
C(1)C(1)
LT=1LT=1
40 15 30
40 15 30
物料项目
计划周期
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
A 15 40 40 30 15 30 15
B 25 30 15
C 40 15 30
各种物料各种物料的毛需求量及订货计划的毛需求量及订货计划
项目 期初库存量 安全库存量 计划到货量
AA 00 1010 00
BB 5050 2020 20/320/3
CC 5050 2020 10/510/5
第二步 计算物
料净需求量净需求量＝毛需求量净需求量＝毛需求量––计划到货量计划到货量––可用库存量可用库存量
可用库存量＝现有库存量可用库存量＝现有库存量––安全库存安全库存
已知物料A、B、C的期初库存、安全库存、计划到货及损
耗系数如下表，计算各种物料的净需求量。
物
料
项
目
期
初
库
存
量
安
全
库
存
量
计
划
到
货
损
耗
系
数
(%)
计划周期
1
9/7
2
16/7
3
23/7
4
30/7
5
6/8
6
13/8
7
20/8
8
27/8
9
2/9
A 00 1010 00 44 1515 4040 4040 3030 1515 4545
B 5050 2020 20/320/3 55 2525 3030 1515
C 5050 2020 10/510/5 66 4040 1515 3030
项目项目AA净需求：净需求：
(15毛+10安全)= 2626
40 40 =42
……
项目项目BB净需求：净需求：
25毛 - 50初存+20安全= = -5-5 < < 00
（30毛- 5初存+20到 ） = 5
（15毛） = 16
项目项目CC净需求：净需求：
（40毛- 50初存+20安全 ） = = 1111
（15毛）=16
（30毛 -10到 ） = 21
1111 1616 2121
2626 42424242 3232 1616 4747
55 1616
各种物料各种物料的净需求量及订货计划的净需求量及订货计划
§ 能力需
求计划 能力需求计划能力需求计划(Capacity Requirement Planning，CRP)是对物料需求计
划(MRP)所需能力进行核算的一种计划管理方法。具体地讲，CRP就是对各生
产阶段和各工作中心所需的各种资源进行精确计算，得出人力负荷、设备负荷
等资源负荷情况，并做好生产能力负荷的平衡工作。
能力需求计划是帮助企业在分析物料需求计划后产生出一个切实可行的能
力执行计划的功能模块。该模块帮助企业在现有生产能力的基础上，及早发现
能力的瓶颈所在，提出切实可行的解决方案，从而为企业实现生产任务提供能
力方面的保证。其实，能力需求计划制订的过程就是一个平衡企业各工作中心
所要承担的资源负荷和实际具有的可用能力的过程，即根据各个工作中心的物
料需求计划和各物料的工艺路线，对各生产工序和各工作中心所需的各种资源
进行精确计算，得出人力负荷、设备负荷等资源负荷情况，然后根据工作中心
各个时段的可用能力对各工作中心的能力与负荷进行平衡，以便实现企业的生
产计划。
一、能力需求计划的制定流程一、能力需求计划的制定流程
二、粗能力需求计划的编制二、粗能力需求计划的编制
粗能力计划(RCCP)仅对主生产计划所需的关键生产能力做
出粗略的估算，给出一个能力需求的概貌。粗能力计划的处理
过程是将成品的生产计划转换成相关的工作中心(Work Center
，简称WC)的能力需求。
粗能力计划的编制有两种方法：资源清单法和分时间周
期的资源清单法。利用资源清单法编制粗能力计划通常按下
列步骤进行：
【例】某产品A对应的产品结构、主生产计划、工艺路线文件
见图-1、表-1和表-2所示。在图7-2中，零件D、G、H、I为外
购件，不消耗内部的生产能力，不用在能力计划中考虑。
周期 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
项目A 25 25 20 20 20 20 30 30 30 25
表-1 产品A的主生产计划
表-2 产品A的工艺路线
项目 工序号
工作
中心
单件加
工时间
（h）
生产准
备时间
（h）
平均
批量
单件准
备时间
（h）
单件
总时间
（h）
A 10 30 20
B 10 25 40
C 10 15 80
20 20 80
E 10 10 100
20 15 100
F 10 10 80
÷ =
每个批次只需要1次生产准备
第一步 分别计算单件
产品A对各工作中心的
能力需求
工作中心10：
在工作中心10上加工的项目有E和F，而且每加工1个A各需要1个E和1个F。
则，工作中心10的能力需求为
1×＋+1×+＝
工作中心15：
在工作中心15上加工的的项目有C和E，而且每加工1个A各需要2个C和
1个E。则，工作中心10的能力需求为
2×＋+1×+＝
工作中心20：
在工作中心20上加工的的项目只有C，而且每加工1个A需要2个C。则，
工作中心20的能力需求为
2×＋=
工作中心25：
在工作中心25上加工的项目只有B，而且每加工1个A需要1个B。则，工
作中心20的能力需求为
1×＋=
工作中心30：
在工作中心30上加工的项目只有A，则，工作中心30的能力需求为
1×＋=
根据图-1和表-2有：
工作中心 单件加工时间（h） 单件生产准备时间（h） 单件总时间（h）
10
15
20
25
30
合计
表-3 产品A的能力清单
第二步 计算产品A
的粗能力需求 根据产品A的能力清单和主生产计划，计算出产品A的
粗能力需求见表-4）
总工时＝周计划量×单件总时间
表-4 产品A的粗能力需求计划
计划周期 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
工
作
中
心
30
25
20
15
10
中心总工时
项目A总工时
第二步 关键资源
和能力分析 已知该车间个加工中心的额定能力如表-5。根据关键资源
额定能力和产品A的粗能力需求（表-4）对产品A在关键资源
上负荷和能力进行分析（见表-6）。
加工中心 30 25 20 15 10
额定能力
表-5 各加工中心额定能力表
中中
心心 负荷分析负荷分析
计划周期计划周期
11 22 33 44 55 66 77 88 99 1010
30
需求能力
总能力
能力超/欠 － － －
负荷率％ 92 92 73 73 73 73 110 110 110 92
25
需求能力
总能力
能力超/欠 － － －
负荷率％ 84 84 67 67 67 67 100 100 100 84
20
需求能力
总能力
能力超/欠
负荷率％ 76 76 61 61 61 61 92 92 92 76
15
需求能力
总能力
能力超/欠 － － － － － －
负荷率％ 105 105 84 84 84 84 126 126 126 105
10
需求能力
总能力
能力超/欠 － － － － － －
负荷率％ 109 109 87 87 87 87 130 130 130 109
表-6 各加工中心负荷表
总能力
92% 92%
72% 72% 72% 72%
110% 110% 110%
92%
§ 作业计
划 通过MRP确定了车间零部件的投入产出计划，还需要将
其转变为车间生产作业计划，并且进一步转化为各个班组、
各个加工中心的具体生产任务，这就是生产作业计划。
生产作业计划生产作业计划（（production planning and schedulingproduction planning and scheduling））是
指企业生产计划的具体执行计划。它把企业的年度、季度
生产计划具体规定为各个车间、工段、班组、每个工作地
和个人的以月、周、班以至小时计的计划。
一、零件移动方式安排一、零件移动方式安排
零件移动方式是指一批零件(n>1)在不同工序(或设备)上
的转移方式。不同的移动方式所决定的加工周期不同，所适
用的的基本条件业不尽相同。
零件移动方式一般有
顺序移动
平行移动
平行顺序移动
●顺序移动方式
顺序移动方式是指每批制品在上一道工序加工完毕后，整
批地移送到下一道工序进行加工的移动方式。
【例】一批制品，批量为4件，须经四道工序加工，各工
序时间分别为：t1 = 10,t2 = 5,t3 = 15,t4 = 10。
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
◎基本概念
式中： T —— 一批零件顺序移动的加工周期；
n —— 零件批量；
m —— 零件加工工序数目；
ti ——第i 道工序的加工时间。
本例：T = 4×（10+5+15+10）=160(分钟）
◎◎加工周期加工周期
◎◎优点优点◇◇组织与计划工作简单；组织与计划工作简单；
◇◇零件集中加工、集中运输，减少了设备调整时间和运输工作量；零件集中加工、集中运输，减少了设备调整时间和运输工作量；
◇◇设备连续加工不停顿，提高了工效。设备连续加工不停顿，提高了工效。
◎◎缺点缺点◇◇大多数产品有等待加工和等待运输的现象，生产周期长；大多数产品有等待加工和等待运输的现象，生产周期长；
◇◇资金周转慢，经济效益较差。资金周转慢，经济效益较差。
◎◎适用条件适用条件 批量不大，单件加工时间较短、生产单位按工艺专业化组批量不大，单件加工时间较短、生产单位按工艺专业化组
成，距离较远。成，距离较远。
●平行移动方式
平行移动方式是指每件制品在上一道工序加工完毕后立即
移送到下一道工序进行加工的移动方式。
【例】一批制品，批量为4件，须经四道工序加工，各工
序时间分别为：t1 = 10,t2 = 5,t3 = 15,t4 = 10。
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
◎◎基本概念基本概念
式中：T——一批零件平行移动的加工周期 ；
Tmax——各道工序中最长工序的单件时间。
◎◎优点：加工周期短，在制品占用量少加工周期短，在制品占用量少
◎◎缺点：运输次数多，当前后工序时间不相等时，存在设备中断和制品运输次数多，当前后工序时间不相等时，存在设备中断和制品
等待的情况。等待的情况。
◎◎加工周期加工周期
本例：T=（10+5+15+10）+3×15
= 40+45
= 85（分钟）
●平行顺序移动方式
平行移动方式是顺序移动方式和平行移动方式两种方式的
结合使用。是指以恰好能使下道工序连续地全部加工完该批零
件为条件，一批零件在上道工序尚未全部加工完毕就将已加工
好的一部分零件直接转入下道工序加工的移动方式
【例】一批制品，批量为4件，须经四道工序加工，各工
序时间分别为：t1 = 10,t2 = 5,t3 = 15,t4 = 10。
◎◎基本概念基本概念
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
◎◎加工周期加工周期
式中：
T平顺——平行顺序移动方式的加工周；
n ——零件批量;
ti ——第i道工序的加工时间；
t最大——比相邻工序单件工时均大的工序的单件工时；
t最小——比相邻工序单件工时均小的工序的单件工时。
本例：T=40 + 3 ×（5+15） =100（分钟）
◎优点:劳动过程中中断时间比顺序移动方式的少，零件生产周期较劳动过程中中断时间比顺序移动方式的少，零件生产周期较
短；在一定程度上消除了工人与设备的空间时间，使工人和设短；在一定程度上消除了工人与设备的空间时间，使工人和设
备的空间时间集中起来，便于用来做其他工作。备的空间时间集中起来，便于用来做其他工作。
◎缺点:组织管理比较复杂组织管理比较复杂 。。
二、作业排序二、作业排序
作业排序作业排序（squencing）就是确定等候某个设备或工作中
心加工或装配的多个任务的先后次序。
【例】某电视机厂总装线同时承担装配A、B、C、D四种型
号电视机任务。各种型号电视机的工时定额见下表。
型号型号
部装工时定额部装工时定额
（小时）（小时）
总装工时定额总装工时定额
（小时）（小时）
A 15 4
B 8 10
C 6 5
D 12 7
日历日历 22 44 66 88 1010 1414 1616 1818 2020 2222 2424 2626 2828 3030 3232 3434 3636 3838 4040 4242 4444 4646 4848 5050 5252
组装组装
总装总装
日历日历 22 44 66 88 1010 1414 1616 1818 2020 2222 2424 2626 2828 3030 3232 3434 3636 3838 4040 4242 4444 4646 4848 5050 5252
组装组装
总装总装
D/12A/15
A/4 B/10 C/5 D/7
C/6B/8
方案1：装配顺序为A→B→C→DA→B→C→D
，
方案方案22：装配顺序为：装配顺序为C→B→D→AC→B→D→A，，
方案3：装配顺序为D→C→A→BD→C→A→B
，
日历日历 22 44 66 88 1010 1414 1616 1818 2020 2222 2424 2626 2828 3030 3232 3434 3636 3838 4040 4242 4444 4646 4848 5050 5252
组装组装
总装总装
A/4B/10C/5 D/7
D/12 A/15C/6 B/8
C/5 B/10D/7 A/4
D/12 A/15C/6 B/8
总装配时间为48小时
总装配时间为总装配时间为45小时小时
总装配时间为61小时
◇满足交货期要求；
◇缩短生产周期；
◇使在制品库存最小；
◇使平均流程时间最小；
◇提高机器/工人的时间利用率；
◇使生产和人工成本最低。
（（11）科学排序的价值）科学排序的价值
（（22）排序问题的一般假设）排序问题的一般假设
◇一个工件不能同时在几台设备上加工；
◇工件数、机器数和加工时间是已知的，且加工时间与加工顺序无关；
◇每台设备同一时间只能加工一个工件（不考虑多工位组合机床）；
◇工件的工艺过程都是确定的，一种工件不能同时有多种加工工艺；
◇每台设备只能胜任一道工序，不能适应多种工序的加工（设备与工序是一
对一的对应关系，不考虑一对多的关系）；
◇一个工件加工开始后，不允许中断和中途插入其它工件，必须把该工件加
工完成后才可以安排其它工件的加工。
（（33）作业排序的优先规则）作业排序的优先规则
◇先到先服务（First Come First Served ，FCFS）。按照订单到达的顺序
安排加工顺序；
◇最短作业时间（Shortest Processing Time，SPT ）优先加工
◇最早交工（Earliest Due Date，EDD）的优先加工；
◇最早开工时间优先加工；
最早开工时间最早开工时间==交货日期交货日期--作业的正常提前期作业的正常提前期
◇剩余松弛时间（STR)最短的作业优先加工；
剩余松弛时间剩余松弛时间(STR)=(STR)=作业交货期前的剩余时间作业交货期前的剩余时间--剩余的加工时间剩余的加工时间
◇平均松弛时间（STR/OP）最短的作业优先加工；
STR/OPSTR/OP=(=(交货时间前的剩余时间交货时间前的剩余时间--剩余加工时间）剩余加工时间）//剩余的作业数剩余的作业数
◇关键比例（CR）最小的作业优先加工；
关键比例关键比例（（CRCR））==交货日期交货日期--当前日期当前日期
◇◇排队比例（排队比例（QRQR）最小优先加工；）最小优先加工；
排队比例（排队比例（QRQR））==计划中剩余松弛时间计划中剩余松弛时间//计划中剩余排队时间计划中剩余排队时间
◇◇后到先服务（后到先服务（Last Come First Served，LCFSLCFS）；）；
◇◇随机随机（Random）排序。排序。
（（44）作业排序技术）作业排序技术
◎◎一台设备、一台设备、nn种作业的排序方法种作业的排序方法(n(n×1×1问题问题))
◎◎两台设备、两台设备、nn种作业的排序方法种作业的排序方法(n(n×2×2问题问题))
◎ M◎ M台设备、台设备、nn种作业的排序方法种作业的排序方法((n×mn×m问题问题))
◇◇排序问题的类型排序问题的类型
◇ ◇ n×1n×1问题问题
n种任务在1台设备上完成（n×1问题）的顺序安排：
◎根据不同的目标函数（排序目标）采用相应的优先规则；
◎按照最短作业时间（SPTSPT）优先规则安排作业，可使工作
的平均完成时间最短，在制品最少；
◎ ◎按照最早交货期（EDDEDD）优先规则安排作业，可使最长拖
期时间与平均拖期时间最小化。
【例】有6个工件需要在某台设备上加工，各工件的加工时间
如下表,合理安排加工顺序使加工周期最短。
解：为了保证总加工周期最短，采用作业时间最短优先
规则（SPT）安排加工顺序。
①①加工顺序
工件代码
②② ③③ ④④ ⑤⑤ ⑥⑥
DD E FF AA BB CC
日历 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38
加
工
顺
序
DD
FF
EE
AA
BB
CC
◎总加工时间为38；
◎A、B、C三项作业延期交货。
最早交货优先
规则（EDD）
能保证延期交
货最少。
◇ ◇ n×2n×2问题问题————JJohnsonohnson算法算法（（[[瑞士瑞士]]约翰逊，约翰逊，19541954））
第一步 找最
短加工时间
第二步 判断并
确定优先序
第三步 重复第一
步直至安排完毕重复安排，直至所有零件都已排序。
从全部作业时间（ ）中找出最短的作业时间（ ）；
若最短加工时间出现在 上，则对应零件尽可能往前排；
若最短加工时间出现在 上，则对应零件尽可能往后排；
若最短加工时间有多个，则任挑一个安排。
工件i AA BB CC DD EE FF
m1 55 11 88 55 33 44
m2 77 22 22 44 77 44
【例】用Johnson算法求以下6×2问题
第三步 继续找出最短的作业时间（2）并且出现在m2上，则将
对应的C尽可能往后排并划掉C；
第二步 最短的加工时间（ ）出现在m1上，则将零件
BB尽可能往前排并划掉B；
第一步 从作业时间矩阵中找出最短的作业时间（ ）
第四步 重复以上步骤直至全部安排完毕。
BB EE CCFF DDAA
◇ ◇ n×m n×m 问题近优解问题近优解————关键作业法关键作业法（（[[中国中国]]陈荣秋，陈荣秋，19831983年）年）
计算每个作业的总加工时间(Ti)，找出总加工时间最长
（max{Ti}）的作业即为关键作业（CC）；
第一步 确
定关键作
业
第二步 比
较并排序 对于其余作业，若ti1≤tim,则按ti1递增的顺序排成一个序
列SSaa；若ti1≥tim，则按ti1递减的顺序排列成一个序列SSbb。
顺序（SSaa，CC，SSbb）即为所求顺序。
第三步 确
定总排序
i Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
ti1 3 2 6 3
ti2 8 4 2 9
ti3 4 5 8 2
Ti 13 11 16 14
解：本例中最长的总加工时间为零件Ⅲ （TⅢ =16)，故零
件Ⅲ为关键工件；
【例】某车间共承担A、B、C、D四种零件加工任务，且四
种零件都需经过m1、m2、m3三种设备的加工，各种零件在各种
设备上的工时定额见下表。运用关键作业法安排加工顺序。
Ⅲ
∵ tⅠ1 （=3）＜tⅠ3(=4)， tⅡ 1 （=2）＜t Ⅲ 3（=4），
∴ 按ti1递增的顺序排成一个序列Sa (Ⅱ、Ⅰ )；
∵tⅣ 1（=3）＞tⅣ 3 （=2），
∴按tim递减的顺序排列成一个序列Sb(Ⅳ)。
故，总的加工顺序为：Ⅱ Ⅰ Ⅲ Ⅳ
ii AA BB CC DD
tti1i1 11 99 55 44
tti2i2 55 77 66 33
tti3i3 44 66 33 55
tti4i4 66 22 33 77
【作业作业22】：已知某车间承担A、B、C、D四种任务并在M1
、M2、M3、M4四个加工中心完成，各种任务在各个加工中心
的工时定额见下表。请用关键作业法安排加工顺序。
ii AA BB CC DD EE FF GG HH
aiai
bibi
99
66
77
22
1010
33
88
11
22
55
11
88
55
77
44
44
【作业作业11】：已知某车间承担8种任务并在M1、M2两台设备上加
工,各种任务在设备上的工时定额见下表。请用Johnson算法
安排加工顺序。
三、作业计划编制三、作业计划编制
◇◇在制品定额法在制品定额法————大量大批生产大量大批生产
◎原理：通过在制品定额和实际结存量的差异来决定投入
和产出的数量，以消除这种差异，从而得出生产
作业计划的方法。
◎具体方法：按照反工艺顺序，从产品的最后一个车间开始，
逐渐向前推算。
◎基本步骤
某车间的出产量 = 后车间投入量 + 该车间外销量
+（库存半成品定额－期初库存半成品结存量）
某车间的投入量 = 该车间出产量 + 该车间预计废品量
+（车间在制品定额－期初在制品预计结存量
第一步 计算各车
间投入和出产量
（表a）
表a 各车间某月份投入量与出产量计算
第二步 编制各车间
月度计划
（表b）
表b 某月份加工车间投入与出产计划任务
序号序号 零件名称零件名称 每台件数每台件数
装配投入装配投入
需求量需求量
库存定额库存定额
差额差额
外销量外销量 出产量出产量 投入量投入量
11 01-05101-051轴轴 11 1040010400 -200-200 ———— 1020010200 1150011500
22 02-03402-034齿轮齿轮 44 4150041500 -1100-1100 20002000 4240042400 4490044900
33 ………… ………… ………… ………… ………… ………… …………
第三步 把月计划按
日分配
（表C）
表c 某月份加工车间作业计划
♠ 反工艺顺序；
♠ 最后车间出产量就是成品出产量，它与车间的半成
品外销量都是根据生产计划任务确定的；
♠ 车间预计废品量是按计划规定的废品率计算的；
♠ 期初库存半成品和在制品结存量一般由计划时实际
结存量加上计划时到期末的预计发生量确定。
注
意：
◇◇提前期法（累计编号法）提前期法（累计编号法）————成批轮番生产成批轮番生产
◎原理
多品种成批生产条件下，产品轮番上下场，不可能有稳定
的在制品数量，在制品变动不易掌握。但可以从产品完工期推
算出各工艺阶段需要投入和出产的日期，然后通过以期转化为
量的方法，从期的衔接达到量的衔接。
累计编号指从年初或从开始生产这种产品起，以成品出产的先后顺序，
为每一件产品编上一个累计号码。
提前量在同一时间上，产品在某一生产环节上的累计编号，同成品的
出产累计号数相比，相差的号数。提前量的大小与提前期成正比，
即： 提前量 = 提前期×平均日产量
提前期法根据预先制定的提前期，通过平均日产量转化为提前量，从
而得出同一时期产品在各生产环节上的提前量，来保证各车间之间数量上
的衔接的计划制定方法。
◎具体方法
第一步 计算
产品的累计号
数
计算产品在各车间计划期末应达到的累计出产和投入的号数
某车间出产累计号数 = 成品出产累计号数 + 该车间出产提前期定额
×成品的平均日产量
某车间投入累计号数 = 成品出产累计号数 + 该车间投入提前期定额
×成品平均日产量
第二步 计算各车间在计划期
内应完成的出产量和投入量计划期车间出产/投入量
= 计划期末出产/投入累计号数－计划期初已出产/投入累计号数
第三步
数量修
正
按照零件的批量进行修正，使其和批量相等或成整数倍数
【例】某产品月计划任务250台，月工作日数25天，平均
日产10台。要求在3月份的第5个工作日出产第一批50台。试
确定3月末各车间出产（投入）累计号数。数据如下表：
期量标准 装配车间 机加工车间 毛坯车间
批量 50 50 100 100 200 200
生产周期 5 5 5 5 10 10
生产间隔期 5 5 10 10 20 20
出产提前期
投入提前期
月末出产累计号数
月末投入累计号数
00
0+5=50+5=5
5+105+10－－5=105=10
10+5=1510+5=15
15+2015+20－－10=2510=25
25+10=3525+10=35
250250
300300
350350
400400
500500
600600
接 第4章
计划变量 1月 2月 3月 4月 5月 6月 合计
生产需求量（根据表2）
解聘工人数（现有工人数-所需工人数）
解聘人工成本（解聘人数X250元/人）
正常人工成本（所需生产时间X4元）
1850
5400
0
0
37000
1425
0
5
1250
28500
1000
0
17
4250
20000
850
0
5
1250
17000
1150
1600
0
0
23000
1725
4200
0
0
34500
11200
6750
160000
总成本：177950177950元
方案1
所需生产时间（生产需求量X5小时/件） 9250 7125 5000 4250 5750 8625
每月工作天数（根据表1） 22 19 21 21 22 20
每人每月工时（工作天数X8小时） 176 152 168 168 176 160
所需工人人数（生产所需时间÷每人每月工时） 53 47 30 25 33 54
新增工人（所需工人数-26人） 27 0 0 0 8
21
招聘与培训成本（新增工人数X200元/人）
计划变量 1月 2月 3月 4月 5月 6月 合计
生产需求量（根据表1）
所需生产时间（生产需求量X5小时/件）
每月工作天数（根据表1）
每月总工时（工作天数X8小时X26人）
正常人工成本（每月总工时X4元/工时）
所需加班工时（所需生产时间-每月总工时）
加班人工成本（加班工时X8元/工时）
1850
9250
22
4570
18280
4680
37440
1425
7125
19
3952
15808
3173
25384
1000
5000
21
4368
17472
632
5056
850
4250
21
4368
17000
0
0
1150
5750
22
4570
18280
1180
9440
1725
8625
20
4160
16640
4465
35720
103480
113040
总成本：216520216520元
方案2
计划变量 1月 2月 3月 4月 5月 6月 合计
生产需求量（根据表2）
每月制度工作天数（根据表2）
每月工作时间(8小时/天X每月工作天数X 26人)
每月正常生产量(每月工作时间÷5小时/件)
正常人工成本(每月工作时间X X4元/工时)
外包产量(生产需求量-正常生产量)
外包成本（外包产量X20元/ 件）
1850
22
4576
915
18304
935
18700
1425
19
790
608
3160
817
16340
1000
21
4368
873
17472
127
2540
850
21
4368
873
17472
-23
0
1150
22
4576
915
18304
235
4700
1725
20
4160
832
16640
893
17860
73880
60140
总成本：134020134020元
方案3
A A 产品产品 1000010000台台
零件零件
A 1A 1::11 B 1B 1:4:4 C 1C 1:6:6
1000010000 4000040000 6000060000
装装
配配
车车
间间
11 出产量出产量 1000010000 4000040000 6000060000
22 废品废品 ———— ———— ————
33 在制品定额在制品定额 10001000 50005000
44 期初在制品预计结存量期初在制品预计结存量 600600 35003500
55 投入量（投入量（1+2+3-41+2+3-4）） 1040010400 4150041500
零零
件件
库库
66 半成品外销量半成品外销量 ———— 20002000
77 半成品定额半成品定额 800800 60006000
88 期初预计结存量期初预计结存量 10001000 71007100
机机
加加
工工
车车
间间
99 出产量出产量 1020010200 4240042400
1010 废品废品 100100 14001400
1111 在制品定额在制品定额 18001800 45004500
1212 期初在制品预计结存量期初在制品预计结存量 600600 340340
1313 投入量（投入量（1+2+3-41+2+3-4）） 1150011500 4490044900
毛毛
坯坯
库库
1414 半成品外销量半成品外销量 500500 61006100
1515 半成品定额半成品定额 20002000 1000010000
1616 期初预计结存量期初预计结存量 30003000 1000010000
毛毛
坯坯
车车
间间
1717 出产量出产量 1100011000 5100051000
1818 废品废品 800800 ————
1919 在制品定额在制品定额 400400 25002500
2020 期初在制品预计结存量期初在制品预计结存量 300300 15001500
2121 投入量（投入量（1+2+3-41+2+3-4）） 1190011900 52005200
现场管理与准时生产制
物料采购与供应管理
设备维护与管理
