生产计划与控制设计课程设计:生产计划与控制课程设计报告

本科课程设计说明书 生产计划与控制设计 Production Planning and Control Design 题目：基于沈阳博世泵业有限公司三螺杆泵主生产计划的编制 教 学 院：
机电工程学院 系 别：
工业工程系 学生学号：
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讲师 日 期：
2012.06.18～2012.06.29 吉 林 化 工 学 院 Jilin Institute of Chemical Technology 目 录 第一章 企业简介 1 1、企业简介 1 2、产品简介 1 3、产品结构组成及工艺 1 4、工作日安排 2 5、原始资料 2 6、生产车间及设备 4 第二章 需求预测 7 1、方法的选取 7 2、根据公式计算A产品在不同下各期的预测值如下表：
8 3、根据公式B产品计算结果如下表（=0.3）：
10 4、根据公式C产品计算结果如下表（=0.3）：
10 第三章 生产能力的测定 12 1、设备组生产能力的计算：
12 2、工段（车间）生产能力的计算和确定 15 3、企业生产能力的确定 15 第四章 综合生产计划 16 1、确定计划期生产产品的市场需求 16 2、分析外部约束条件和企业内部的生产条件 16 3、拟定生产指标方案优化工作 17 第五章 主生产计划 19 1、计算现有库存量 19 2、确定主生产计划的生产量和生产时间 19 3、计算待分配库存 19 第六章 物料需求计划 21 1、MRP的计算项目 21 2、MRP的计划因子 21 3、外购件 21 4、MRP计划表编制 22 第七章 生产作业计划 29 1、生产批量与生产间隔期 29 2、生产周期 30 3、累计编号法 31 第八章 作业排序 33 1、作业排序问题的分类 33 2、作业计划的评价标准 33 3、对螺杆泵生产进行以下作业排序 33 ４ 作业排序 33 第九章 心得体会 35 参考文献 36 第一章 企业简介 1、企业简介 沈阳博世泵业制造有限公司坐落于沈阳经济技术开发区，是集各种泵产品设计、研发、生产和技术服务为一体的高科技企业。该企业生产产品主要以工艺导向型方式组织生产，生产方式为成批生产。

2、产品简介 三螺杆泵主要是由固定在泵体中的衬套(泵缸)以及安插在泵缸中的主动螺杆和与其啮合的两根从动螺杆所组成。三根互相啮合的螺杆，在泵缸内按每个导程形成为一个密封腔，造成吸排口之间的密封。三螺杆泵示意图如下：
3、产品结构组成及工艺 三螺杆泵主要由泵体、法兰盘、衬套、主杆、从杆、轴套、阀体、阀杆等组成。经过毛坯、机械加工、装配三个环节组成成品。其中 自制件有：法兰盘、泵体、衬套、主杆、从杆、轴套、阀体、阀杆。

外购件有：螺钉、螺栓等零件。

企业所生产的产品的品种较多，产品的结构及工艺有较好的相似性，因而可以组织成批生产，各品种的产量不大，在同一计划期内，有多种产品在各个生产单位内成批轮番生产。产品生产在毛坯车间设备准备结束时间为12小时；
加工车间设备准备结束时间为7小时；
装配车间工作由人工组装完成，形成成品入库销售。

4、工作日安排 每月的有效工作日为4周，每周6天，每天工作八小时。

5、原始资料 经过调查得到如下与生产有关的资料 [资料1]螺杆泵的结构组成（三种产品结构相同，零件具体形状不同） 1（单台 件数） 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 产品 外壳 主体 阀 法兰盘 泵体 衬套 主杆 从杆 轴套 阀体 阀杆 部件 零件 型号 外壳 法兰盘 泵体 主体 衬套 主杆 从杆 轴套 阀 阀体 阀杆 A a-11 a-111 a-112 a-12 a-121 a-122 a-123 a-124 a-13 a-131 a-132 B b-11 b-111 b-112 b-12 b-121 b-122 b-123 b-124 b-13 b-131 b-132 C b-11 b-111 b-112 b-12 b-121 b-122 b-123 b-124 b-13 b-131 b-132 [资料2]零件工艺过程，工时定额及设备类型 表1.1 法兰盘加工工序工时表 工序号 1 2 3 工序名 车 钻孔 检验 设备 普车 钻床 检验台-5 A工时/min 2 2 0.5 B工时/min 2 3 0.5 C工时/min 2 5 0.5 表1.2 泵体加工工序工时表 工序号 1 2 3 4 5 6 工序名 粗车 精车 钻孔 粗铣 精铣 检验 设备 普车 普车 钻床 铣床 铣床 检验台-1 A工时/min 4 10 2 4 5 3 B工时/min 5 9 3 5 5 2 C工时/min 4 13 4 5 6 2 表1.3 衬套加工工序工时表 工序号 1 2 3 4 5 6 7 8 工序名 热处理 粗车 精车 粗镗侧孔 半精镗三孔 精镗三孔 钻攻螺纹 检验 设备 热处理炉 普车 普车 镗床 镗床 镗床 普车 检验台-2 A工时/min 30 3 3 13 14 14 4 4 B工时/min 30 2 3 12 12 14 6.5 3.5 C工时/min 30 3 5 14 15 17 4.5 4.5 表1.4 主杆加工工序工时表 工序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 工序名 调制 开坯 车 钻深孔 磨外圆 粗铣螺纹 精铣螺纹 调直 铣槽 检验 设备 热处理 普车 普车 钻床 磨床 数控铣床 数控铣床 调直仪 铣床 检验台-3 A工时/min 20 2 3 3 4 5 5 4 3 4 B工时/min 20 1.5 2.5 4 5 6 5 4.5 2.5 4 C工时/min 20 2.5 3 6 5 6 7 4.5 3 4 表1.5 从杆加工工序工时表 工序号 1 2 3 4 5 6 工序名 开坯 粗铣螺纹 精铣螺纹 调直 粗车 检验 设备 普车 数控铣床 数控铣床 调直仪 普车 检验台-4 A工时/min 2 5 5 4 2 4 B工时/min 2 5 6 4 3 4 C工时/min 3 6 6 4 4 4 表1.6 轴套加工工序工时表 工序号 1 2 3 工序名 车 磨孔 检验 设备 普车 磨床 检验台-5 A工时/min 1 3 1 B工时/min 1 4 1 C工时/min 2 5 1 表1.7 阀体加工工序工时表 工序号 1 2 3 4 5 工序名 车成活 钻孔 铣 钳工 检验 设备 普车 钻床 铣床 钳工台 检验台-5 A工时/min 2 1 1 3 0.5 B工时/min 1 1.5 2 3 1 C工时/min 2 2 2 3.5 1 表1.8阀杆加工工序工时表 工序号 1 2 3 4 工序名 车 攻螺纹 钳 检验 设备 普车 普车 钳工台 检验台-5 A工时/min 1 2 2 0.5 B工时/min 1.5 2 3 1 C工时/min 2 3 3 1 [资料3] A、B、C三种产品2010年7月—2011年5月的订货情况 2010 2011 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 A 490 510 520 530 540 530 550 560 550 560 570 B 780 790 800 810 810 820 830 840 830 840 850 C 180 190 200 190 210 220 240 230 240 250 260 [资料4]生产能力设计规模 月生产能力为2100台。

其中易损件（主杆、从杆、轴套）按计划的1.5倍生产。

5月末库存量A：40件，B：245件，C：10件。

6、生产车间及设备 该企业生产三螺杆泵的主要车间为毛坯车间、加工车间、装配车间，毛坯车间主要对衬套和主杆的毛坯材料进行热处理然后进入加工车间加工有热处理2台。加工车间的主要设备组为普通车床组8台；
钻床组3台；
铣床组3台；
磨床组2台；
镗床组7台；
数控铣床组4台。装配车间主要用来成品出产，把加工车间加工好的经检验合格的零部件和部分外购件装配起来组成成品并入库销售。

表1.9 企业设备表 设备编号 设备名称 设备编号 设备名称 设备编号 设备名称 101 热处理炉 401 立铣机床 702 数控铣床 102 热处理炉 402 立铣机床 703 数控铣床 201 普通车床 403 普通铣床 704 数控铣床 202 普通车床 501 万能磨床 705 数控铣床 203 普通车床 502 万能磨床 801 调直仪 204 普通车床 601 镗床 802 调直仪 205 普通车床 602 镗床 803 调直仪 206 普通车床 603 镗床 901 检验台-1 207 普通车床 604 镗床 902 检验台-2 208 普通车床 605 镗床 903 检验台-3 301 摇臂钻 606 镗床 904 检验台-4 302 摇臂钻 607 镗床 905 检验台-5 303 摇臂钻 701 数控铣床 通过查找资料，并对资料认真分析后，分别确定了三螺杆泵的生产车间设备布置图和工艺程序图如下：
图1.10 三螺杆泵的生产车间设备布置图和工艺程序图 生产车间设备布置图 阀杆坯料 阀体坯料 套筒坯料 从杆坯料 主杆坯料 衬套坯料 法兰盘坯料 泵体毛坯料 1 1 1 1 1 1 1 1 热处理 车 车 车 开坯 调制 车 粗车 2 2 2 2 21 2 2 攻螺纹 攻螺纹 粗细螺纹 2 磨孔 开坯 粗车 钻 精车 3 3 3 3 31 3 3 3 精细螺纹 钳工 钻孔 检验 车 精车 检验 钻孔 4 4 4 4 4 钻深空 粗镗侧孔 4 检验 钳工 调直 粗铣 5 5 5 5 磨外圆 半精镗三孔 5 检验 粗车 靖铣 6 6 粗铣螺纹 精镗三孔 61 6 检验 检验 7 精铣螺纹 钻攻螺纹 7 8 8 调直 检验 9 铣槽 10 检验 引入螺母螺栓等其他外购件 装配 检验 入库 图1.11螺杆泵工艺程序图 第二章 需求预测 需求预测是对企业开发与设计产品的市场需求数量进行预测，它是制定生产计划的前提条件。

1、方法的选取 需求预测分为定性预测方法和定量预测方法两种，而定量预测又包含简单平均法、移动平均法、加权移动平均法、指数平滑法、因果分析法五种方法。

因为简单平均法是对时间数列的过去数据一个不漏地全部加以同等利用；
移动平均法则不考虑较远期的数据，并在加权移动平均法中给予近期资料更大的权重；
而指数平滑法则兼容了简单平均法和移动平均法所长，不舍弃过去的数据，但是仅给予逐渐减弱的影响程度，即随着数据的远离，赋予逐渐收敛为零的权数。综上所述故选用指数平滑法对本产品未来三个月进行预测。

指数平滑法是在移动平均法基础上发展起来的一种时间序列分析预测法，它是通过计算指数平滑值，配合一定的时间序列预测模型对现象的未来进行预测。其原理是任一期的指数平滑值都是本期实际观察值与前一期指数平滑值的加权平均。

二次指数平滑法相关公式如下：
根据产品的销售量确定Ａ、B、C三种产品的散点图如下表：
由A产品的散点图可知，根据经验判断法，A产品11个月的销售量时间序列有波动，但长期趋势变化不大，可选稍大的值，以使预测模型灵敏度高些，故分别取0.1、0.3、0.6分别验证，并进行误差分析，以选择较准确的值。

2、根据公式计算A产品在不同下各期的预测值如下表：
项目 周 期 需求量（台） 预测值 预测值 预 测 值 1 490 490 490 490 490 490 490 2 510 492 490 496 492 502 497 3 520 495 491 495 503 495 502 513 506 508 4 530 498 492 501 511 500 515 523 517 521 5 540 503 493 508 520 506 527 533 527 532 6 530 505 494 517 523 511 540 531 629 542 7 550 510 496 522 531 517 540 542 537 534 8 560 515 497 530 540 524 551 553 547 550 9 550 518 499 540 543 529 563 551 549 562 10 560 522 502 545 548 535 562 556 554 553 11 570 527 504 552 555 540 564 565 560 560 表2.1不同下各期的预测值 根据上表对不同值的预测值进行误差分析，以确定较准确的值，相关误差参数的计算公式如下：
平均相对误差（MD）：
平均绝对误差（MAD）：
平均平方误差（MSE）：
平均绝对百分比误差（MAPE）：
追踪信号（）：
根据以上计算公式得到不同平滑系数下的误差值如下表 系数 误差 指数平滑系数 平均相对误差（MD） 22.36 5.01 5.86 平均绝对误差（MAD） 20.36 10.31 11.37 平均平方误差（MSE） 560.13 130.18 138.56 平均绝对百分比误差（MAPE） 4.1104 1.9126 1.9249 追踪信号（） 9.8821 4.0183 4.2136 表2.2不同平滑系数下的误差值 根据上表可知在时的误差值均小于和时，故当算得的预测值较准确，更接近真实境况。

由A、B、C三个产品的散点图可以看出，此三种产品的订货量变化趋势基本相似，故不必在进行误差分析，且取相同的进行需求预测。

根据公式计算得：= 570 =6.4 预测方程为：=570+6.4T A产品6、7、8三个月市场预测需求量分别为：
=570+6.4X1=576.4（台） =570+6.4X2=582.8（台） =570+6.4X3=589.2（台） 为了便于计算取6、7、8三个月市场需求量分别为580台、584台、592台。

3、根据公式B产品计算结果如下表（=0.3）：
项目 月份 需求量（台） 一次指数平滑值 二次指数平滑值 2010年 7 780 780 780 8 790 783 781 9 800 788 783 10 810 795 787 11 810 799 790 12 820 806 795 2011年 1 830 813 800 2 840 820 806 3 830 824 812 4 840 829 818 5 850 835 822 表2.3 B产品计算结果 根据公式计算得：=848 =5.6 预测方程为：=848 +5.6T B产品6、7、8三个月市场预测需求量分别为：
=848+5.6X1=853.6（台） =848 +5.6X2=859.2（台） =848 +5.6X3=864.8（台） 故B产品6、7、8三个月的市场需求量分别为856台、860台、868台。

4、根据公式C产品计算结果如下表（=0.3）：
项目 月份 需求量（台） 一次指数平滑值 二次指数平滑值 2010年 7 180 180 180 8 190 183 181 9 200 188 183 10 190 189 185 11 210 195 189 12 220 203 192 2011年 1 240 214 199 2 230 219 205 3 240 225 211 4 250 233 217 5 260 240 224 表2.4 C产品计算结果 根据公式计算得：=256 =7.3 预测方程为：=256+7.3T C产品6、7、8三个月市场预测需求量分别为：
=256+7.3X1=263.3（台） =256+7.3X2=270.6（台） =256+7.3X3=277.9（台） 为了便于计算取6、7、8三个月市场需求量分别为264台、272台、280台。

综上所述，为了便于需求物料的采购和生产计划的实施，故将三种产品的预量取整。

2011年6月份A、B、C三种产品各零件的预计需求数量如下表：
产量 法兰盘 泵体 衬套 主杆 从杆 轴套 阀体 阀杆 A 600 1200 600 600 900 1800 900 600 600 B 900 1800 900 900 1350 2700 1350 900 900 C 300 600 300 300 450 900 450 300 300 合计 1800 3600 1800 1800 2700 5400 2700 1800 1800 表2.5零件的预计需求数量 第三章 生产能力的测定 生产能力指企业的固定资产，在一定时期内和在一定的技术组织条件下，经过综合平衡后所能生产的一定种类产品最大可能的量。

由于该企业生产多种产品，而且各产品在结构、工艺和劳动量构成相似，因此选择的代表产品，它能代表企业的专业方向，且该产品总劳动量为最大（产量和单位劳动量乘积）。代表产品与具体产品之间通过换算系数换算，换算系数为具体产品与代表产品的时间定额的比例，即：
Ki=Ti/To 式中 Ki—产品i的换算系数；
Ti—i产品时间定额（台时） To—代表产品时间定额（台时）。

1、设备组生产能力的计算：
在单一产品生产情况下，设备组生产能力计算公式为：
M=Fe X S/T 式中 ：M—设备组的年生产能力；
Fe—单台设备年有效工作时间（h）；

S—设备组内设备数；

T—单台产品的台时定额（台时/件）。

在多品种生产情况下，当设备组的加工对象结构工艺相似时，采用代表产品计量单位来计算设备组的生产能力。

根据需求预测得如下信息：
项目 类型 A产品 B产品 C产品 6月份产量（台） 600 900 300 1、根据[资料1]和该企业车间资料确定三个主要车间的设备情况如下：
（1）毛坯车间 热处理炉（2台）处理产品的台时定额为: A：0.83小时/台，B：0.83小时/台，C：0.83小时/台。

（2）加工车间 普通车床组（8台）加工产品台时定额为：
A：0.68小时/台，B：0.7小时/台，C：0.88小时/台。

钻床组（3台）加工产品的台时定额为：
A：0.13小时/台，B：0.2小时/台，C：0.28小时/台。

铣床组（3台）加工产品的台时定额为：
A：0.22小时/台，B：0.24小时/台，C：0.27小时/台。

磨床组（2台）加工产品的台时定额为：
A：0.12小时/台，B：0.15小时/台，C：0.17小时/台。

镗床组（7台）加工产品的台时定额为：
A：0.68小时/台，B：0.63小时/台，C：0.77小时/台。

数控铣床组（4台）加工产品的台时定额为：
A：0.34小时/台，B：0.37小时/台，C：0.42小时/台。

Fe=8*24*12=2304小时（每月4周，每周6天，每天8小时） （3）装配车间 由于三种产品的构成一样，只是零部件形状差异，因此装配工时 A：0.2台时/件，B：0.2台时/件，C ：0.2台时/件，由人工装配完成，批量为80。

2、计算 （1）设备组生产能力的计算 毛坯车间：
选择B产品为代表产品，它能代表企业的专业方向，且因为B产品的计划产量×台时定额为最大劳动总量，故选B 热处理炉组：M =5552 因为热处理炉每次能同时处理50件，故年生产能力为：
5552X50=277600件 加工车间：
选择B产品为代表产品，它能代表企业的专业方向，且因为B产品的计划产量×台时定额为最大劳动总量，故选B。

普通车床组: 代表产品B生产能力 M=26332 换算系数：KA=0.97；

KB=1 ; KC=1.26 代表产品换算为具体产品的计算过程表 项目 产品 计划产量 台时定额 换算系数 换算为代表产品的产量 以代表产品表示的能力 换算为具体产品表示的能力 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ A 600 0.68 0.97 582 2195 708 B 900 0.7 1 900 1062 C 300 0.88 1.26 378 354 合计 1860 表3.1代表产品换算为具体产品的计算过程 注：⑤=②X④ ；
⑥=SFe/0.7 ；

⑦= ⑥ X（ ⑤/∑⑤ ）X 1/④ ；

钻床组：
代表产品B生产能力 M=34560 换算系数：KA=0.65；
KB=1；

KC=1.4 项目 产品 计划产量 台时定额 换算系数 换算为代表产品的产量 以代表产品表示的能力 换算为具体产品表示的能力 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ A 600 0.13 0.65 390 2880 1011 B 900 0.2 1 900 1516 C 300 0.28 1.4 420 506 合计 1710 表3.2代表产品换算为具体产品的计算过程表 注：⑤=②X④ ；
⑥=SFe/0.2 ；

⑦= ⑥ X（ ⑤/∑⑤ ）X 1/④ ；

铣床组：
代表产品B生产能力 M=28800 换算系数：KA=0.92；
KB=1；
KC=1.125 项目 产品 计划产量 台时定额 换算系数 换算为代表产品的产量 以代表产品表示的能力 换算为具体产品表示的能力 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ A 600 0.22 0.92 550 2400 802 B 900 0.24 1 900 1208 C 300 0.27 1.125 338 403 合计 1788 表3.3代表产品换算为具体产品的计算过程表 注：⑤=②X④ ；
⑥=SFe/0.24 ；

⑦= ⑥ X（ ⑤/∑⑤ ）X 1/④ ；

磨床组：
代表产品B生产能力 M=30720 换算系数：KA=0.8；
KB=1；
KC=1.33 项目 产品 计划产量 台时定额 换算系数 换算为代表产品的产量 以代表产品表示的能力 换算为具体产品表示的能力 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ A 600 0.12 0.8 480 2560 893 B 900 0.15 1 900 1339 C 300 0.17 1.33 340 380 合计 1720 表3.4代表产品换算为具体产品的计算过程表 注：⑤=②X④ ；
⑥=SFe/0.15 ；

⑦= ⑥ X（ ⑤/∑⑤ ）X 1/④ ；

镗床组：
代表产品B生产能力 M=25600 换算系数：KA=1.08；
KB=1；
KC=1.22 项目 产品 计划产量 台时定额 换算系数 换算为代表产品的产量 以代表产品表示的能力 换算为具体产品表示的能力 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ A 600 0.68 1.08 648 2134 668 B 900 0.63 1 900 1003 C 300 0.77 1.22 367 336 合计 1915 表3.5代表产品换算为具体产品的计算过程表 注：⑤=②X④ ；
⑥=SFe/0.63 ；

⑦= ⑥X（ ⑤/∑⑤ ）X 1/④ ；

数控铣床组：
代表产品B生产能力 M=24909 换算系数：KA=0.92；
KB=1；
KC=1.14 项目 产品 计划产量 台时定额 换算系数 换算为代表产品的产量 以代表产品表示的能力 换算为具体产品表示的能力 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ A 600 0.34 0.92 552 2075 694 B 900 0.37 1 900 1041 C 300 0.42 1.14 341 347 合计 1793 表3.6代表产品换算为具体产品的计算过程表 注：⑤=②X④ ；
⑥=SFe/0.37 ；

⑦= ⑥ X（ ⑤/∑⑤ ）X 1/④ ；

2、工段（车间）生产能力的计算和确定 通过以上设备组的确定，根据具体分析，可以确定车间的生产能力。

毛坯车间生产能力：25000 台 加工车间生产能力：25000 台 装配车间生产能力：25000 台 其中加工车间月生产能力A：700台，B：1000台，C：400台。

3、企业生产能力的确定 企业生产能力取决于各个车间生产的成套程序，进行综合平衡后企业的月生产能力2100台 ，并且满足设计要求。其中A：700台，B：1000台，C:400台。

第四章 综合生产计划 综合生产计划是根据市场需求预测和企业所拥有的生产资源，对企业计划期内的出产内容、出产数量以及为保证产品的出产所需的劳动力水平、库存等措施所做的决策性描述。

1、 确定计划期生产产品的市场需求 根据需求预测可知2011年6月对A产品需求约为600台，对B产品需求约为900台，对C产品需求约为300台。

期初库存量为A 40台，B 245台，C 10台。

2、分析外部约束条件和企业内部的生产条件 （1）外部约束条件：
①原材料、电力 ②外购件 （2）企业生产的内部生产条件：
毛坯车间资料：热处理炉（2台） Fe=8X24X12=2304小时（每月4周，每周6天，每天8小时） 加工车间各设备组的资料如下：
普通车床组（8台）加工产品台时定额为：
A：0.68小时/台，B：0.7小时/台，C：0.88小时/台。

钻床组（3台）加工产品的台时定额为：
A：0.13小时/台，B：0.2小时/台，C：0.28小时/台。

铣床组（3台）加工产品的台时定额为：
A：0.22小时/台，B：0.24小时/台，C：0.27小时/台。

磨床组（2台）加工产品的台时定额为：
A：0.12小时/台，B：0.15小时/台，C：0.17小时/台。

镗床组（7台）加工产品的台时定额为：
A：0.68小时/台，B：0.63小时/台，C：0.77小时/台。

数控铣床组（4台）加工产品的台时定额为：
A：0.34小时/台，B：0.37小时/台，C：0.42小时/台。

Fe=8X24X12=2304小时（每月4周，每周6天，每天8小时） 装配车间资料：成品由人工装配完成，其台时定额A：0.2台时/ 件，B：0.2台时/件，C ：0.2台时/件。

结合资料以及生产能力的测定得：企业生产这三种产品的月最大生产能力不超过2100台，A产品月最大生产能力为700台，B产品月最大生产能力为1000台，C产品月最大生产能力为400台。A产品的利润为200元/台，B产品的利润为210元/台，C产品的利润为190元/台。

3、拟定生产指标方案优化工作 （1）确定生产的产品品种 根据用户的订货合同以及对产品的销售预测分析确定产品品种有：A、B、C型螺杆泵。

（2）生产计划中规定的产品产量指标：
通过需求预测知2011年6月产品的需求量（台）为：
A 600台、B 900台 C 300台。

（2）进行方案优化 确定各种产品产量的优化方案的方法较多，常用的有本量利分析法、线性规划等数学方法。在这里经过综合考虑采用线性规划方法来进行优化工作。

线性规划法是研究如何将有限的人力、物力、设备、资金等资源进行最优计划和分配的理论和方法。应用线性规划法确定产品产量指标，是在有限的生产资源和市场需求条件约束下求利润最大的生产计划。

根据企业内外部约束条件以及市场需求条件得：采用线性规划模型确定综合生产计划中的产品产量的数学模型为：
目标函数：
Max P=100X1+90X2+125X3 约束条件：
0.68X1+0.7X2+0.88X3<=192X8 0.13X1+0.2X2+0.28X3<=192X3 0.22X1+0.24X2+0.27X3<=192X3 0.12X1+0.15X2+0.17X3<=192X2 0.68X1+0.63X2+0.77X3<=192X7 0.34X1+0.37X2+0.42X3<=192X4 X1+X2+X3<=2100 0<=X1<=700 0<=X2<=1000 0<=X3<=400 经线性规划优化后，运用Excel计算如下表：
表4.1 产品综合生产计划优化 由预测可知2011年6月需求预测为A 600台，B 900台，C 300台。为了满足批量要求，同时在企业生产能力内，经过以上方案优化工作，综合平衡考虑，可预定生产A产品600台，预定生产B产品900台，预定生产C产品300台 综上所述螺杆泵6月份的综合生产计划如下表：
项目 类型 A产品 B产品 C产品 需求量（台） 600 900 300 计划数（台） 600 900 300 6月生产（台） 600 900 300 库存量 40 245 10 表4.2螺杆泵6月份的综合生产计划 第五章 主生产计划 根据综合生产计划确定螺杆泵6月份的主生产计划如下表：
项目 类型 A产品 B产品 C产品 6月份产量（台） 600 900 300 表5.1螺杆泵6月份的主生产计划 根据综合生产计划确定螺杆泵6月份的主生产计划如下表：
月份 项目 六月 周次 1 2 3 4 A型产量（台） 150 150 150 150 B型产量（台） 225 225 225 225 C型产量（台） 75 75 75 75 月产量（台） 1800 表5.2螺杆泵6月份的主生产计划 1、计算现有库存量 现有库存量是指每周需求被满足之后剩余的可利用的库存量，起计算公式如下：
其中：—t周末的现有库存量；

— t-1周末的现有库存量；

—t周的主生产计划产量；

—t周的预计需求；

—t周准备发货的顾客订货量。

2、确定主生产计划的生产量和生产时间 主生产计划的生产量和生产时间应保证现有库存量是非负的，一旦现有库存量在某周有可能为负值，应立即通过当期的主生产计划来补上。确定方法为：当本期期初库存量与本期订货量之差大于0，则本期主生产计划量为0；
否则，本期主生产计划为生产批量的整数倍（批量为80件）。

3、计算待分配库存 待分配库存是指销售部门再确切的时间内可供货的产品数量。待分配库存计算有两种方法：其一，第一期的待分配库存量等于起初现有库存量加本期的主生产计划量减去直至主生产计划产量到达前（不包括该期）各期的全部订货量：其二，以后各期只有主生产计划产量时才存在待分配库存量，计算方法为该期的主生产计划量减去从该期至下一主生产计划量到期前（不包括该期）各期的全部订货量。本方案选用第一种方法。

根据以上计算得出螺杆泵主生产计划各期待分配库存量如下三个表：
表5.3 A型螺杆泵主生产计划各期待分配库存量 月份 项目 六月 周次 1 2 3 4 需求预计（台） 150 150 150 150 订货量（台） 130 100 0 0 现有库存量（台）40 210 60 230 80 主生产计划量（台） 320 320 待分配库存量（台） 130 300 表5.4 B型螺杆泵主生产计划各期待分配库存量 月份 项目 六月 周次 1 2 3 4 需求预计（台） 225 225 225 225 订货量（台） 100 50 0 0 现有库存量（台）245 20 275 50 305 主生产计划量（台） 480 480 待分配库存量（台） 150 430 480 表5.5 C型螺杆泵主生产计划各期待分配库存量 月份 项目 六月 周次 1 2 3 4 需求预计（台） 75 75 75 75 订货量（台） 70 50 0 0 现有库存量（台）10 95 20 105 30 主生产计划量（台） 160 160 待分配库存量（台） 40 160 第六章 物料需求计划 1、MRP的计算项目 通过查找资料可知MRP的计算项目如下：
总需求量或毛需求量：表示对物料在周期预计需求量。由主生产计划或根据该物料的直接母项计算汇总而得。

计划到货量：表示已订购或已生产，预计在计划周期内到货入库的物料数量。

可用库存量：表示在满足本期总需求量后，剩余的可供下一个周期使用的库存量。计算公式如下：
可用库存量：表示可用库存量不够满足当期需求量时，其短缺部分就转化为净需求量。计算公式如下：
计划订货量：一般净需求量就是生产批量，但考虑生产的经济性及其他生产条件约束，需要按批量规则转换成生产批量。

计划投入量：表示投入生产或提出采购的数量，其数量与计划投入量相同，但时间需要与计划投入量的时间反推一个提前期，即：，L表示订货提前期。

2、MRP的计划因子 计划期与提前期：计划期是指相邻两次MRP计算的时间间隔，计划周期的长度反映了MRP的细致程度，并与整个计算工作量成反比，一般取其为一周。

提前期：提前期关系到生产指令或采购订单的下达时间点的确定，一般分为外购件提前期和自制件提前期。

批量规则：批量即生产量或采购量的大小。

根据产品的生产特点和消耗时间确定装配车间的提前期为2周，加工车间的提前期为1周。

3、外购件 本公司由于本产品的其他部分零件需要外购，故本产品需要两种外购件一种为连接法兰盘与壳体的螺钉（8个），另一种为壳体与阀体连接的螺栓（8个），三种产品此外构件的规格相同。且采用固定批量法螺钉的批量为5000件（每箱2500件），螺栓的批量为3000件（每箱1000件），当净需求量大于时则按箱增加订货量。预订提前期为2周，外购件各期具体数量如下表6.1：
周期 项目 1 2 3 4 螺钉净需求量 3840 3840 3840 3840 螺栓净需求量 3840 3840 3840 3840 用固定批量法计算如下表6.2（5000）（期初库存量2000）：
周期 项目 1 2 3 4 螺钉净需求量 1840 3840 3840 3840 FOQ=5000（2箱） 5000 5000 0 5000 可用库存量Hj(t) 3160 4320 480 1640 由于提前期为2周，根据上表故分别在5月第3、4周期订购5000件（2箱）螺钉，在6月第2周期订购5000件（2箱）螺钉。

用固定批量法计算如下表6.3（3000）（期初库存量1000）：
周期 项目 1 2 3 4 螺栓净需求量 2840 3840 3840 3840 FOQ=3000（3箱） 3000 4000 4000 4000 可用库存量Hj(t) 160 320 480 640 由于提前期为2周，根据上表故分别在5月第3、4周期订购3000件（3箱）、4000件（4箱）螺钉，在6月第1、2周期订购4000件（4箱）螺钉。

4、MRP计划表编制 由主生产计划知A、B、C三种产品六月份均有两期，且每期主生产计划都相同，故选一期编制MRP计划表。

因为外壳、主体、阀、法兰盘、泵体、衬套的生产量和时间基本上能给予保证的物料，并且物料的价值较高，不允许过多地生产或保存，故选用直接批量法。主杆、从杆、轴套所需的物料价格较高，且经常处于继续需求的物料，故也宜采用直接批量法。采用直接批量法可使库存储备成本可以减至最低。

因为阀体、阀杆的体积比较大加工比较费时，且原材料的费用较高，故选用固定批量法。固定批量的大小则根据直观分析和经济判断而决定的。

根据[资料1]，可得螺杆泵结构树如下图：
A B C D 2E F G H 2K L M N 4.1 A型产品MRP计划表 A型产品的6月第2周期末的库存量（由前面待分配库存量得）如下表6.4：
物料项目 批量规则 期初可用库存量 提前期 A型螺杆泵（A） 直接批量 60 2 外壳a-11（B） 直接批量 60 1 主体a-12（C） 直接批量 60 1 阀a-13（D） 直接批量 60 1 法兰盘a-111（E） 直接批量 120 1 泵体a-112（F） 直接批量 60 1 衬套a-121（G） 直接批量 60 1 主杆a-122（H） 直接批量 90 1 从杆a-123（K） 直接批量 180 1 轴套a-124（L） 直接批量 90 1 阀体a-131（M） 固定批量500 60 1 阀杆a-132（N） 固定批量500 60 1 表6.5 Ａ型螺杆泵6月份第3周期MRP计划表 项目 5月份 六月份 1 2 1 2 3 A　 总需求量 320 可用库存量60 60 60 60 60 净需求量 260 计划交货量 260 计划投入量 260 B　 总需求量 260 可用库存量60 60 60 净需求量 200 计划交货量 200 计划投入量 200 C　 总需求量 260 可用库存量60 60 60 净需求量 200 计划交货量 200 计划投入量 200 D　 总需求量 260 可用库存量60 60 60 净需求量 200 计划交货量 200 计划投入量 200 E　 总需求量 520 可用库存量120 120 净需求量 400 计划交货量 400 计划投入量 400 F　 总需求量 200 可用库存量60 60 净需求量 140 计划交货量 140 计划投入量 140 G　 总需求量 200 可用库存量60 60 净需求量 140 计划交货量 140 计划投入量 140 H　 总需求量 300 可用库存量90 90 净需求量 210 计划交货量 210 计划投入量 210 k　 总需求量 600 可用库存量180 180 净需求量 420 计划交货量 420 计划投入量 420 L　 总需求量 300 可用库存量90 90 净需求量 210 计划交货量 210 计划投入量 210 M　 总需求量 200 可用库存量60 60 净需求量 140 计划交货量 140 计划投入量 140 N　 总需求量 200 可用库存量60 60 净需求量 140 计划交货量 140 计划投入量 140 4.2 B型产品MRP计划表 表6.6 B型产品的6月第4周期初的库存量和批量规则如下：
物料项目 批量规则 期初可用库存量 提前期 B型螺杆泵（A） 直接批量 50 2 外壳b-11（B） 直接批量 50 1 主体b-12（C） 直接批量 50 1 阀b-13（D） 直接批量 50 1 法兰盘b-111（E） 直接批量 100 1 泵体b-112（F） 直接批量 50 1 衬套b-121（G） 直接批量 50 1 主杆b-122（H） 直接批量 75 1 从杆b-123（k） 直接批量 150 1 轴套b-124（L） 直接批量 75 1 阀体b-131（M） 固定批量500 50 1 阀杆b-132（N） 固定批量500 50 1 表6.7 B型螺杆泵6月份第4周期MRP计划 项目 5月份 6月份周期 4 1 2 3 4 A　 总需求量 480 可用库存量50 50 50 50 50 净需求量 430 计划交货量 430 计划投入量 430 B　 总需求量 430 可用库存量50 50 50 净需求量 380 计划交货量 380 计划投入量 380 C　 总需求量 430 可用库存量50 50 50 净需求量 380 计划交货量 380 计划投入量 380 D　 总需求量 430 可用库存量50 50 50 净需求量 380 计划交货量 380 计划投入量 380 E　 总需求量 760 可用库存量100 100 净需求量 660 计划交货量 660 计划投入量 660 F　 总需求量 380 可用库存量50 50 净需求量 330 计划交货量 330 计划投入量 330 G　 总需求量 380 可用库存量50 50 净需求量 330 计划交货量 330 计划投入量 330 H　 总需求量 570 可用库存量 75 75 净需求量 495 计划交货量 495 计划投入量 495 k　 总需求量 1140 可用库存量150 净需求量 990 计划交货量 990 计划投入量 990 L　 总需求量 570 可用库存量75 75 净需求量 495 计划交货量 495 计划投入量 495 M　 总需求量 380 可用库存量50 50 净需求量 330 计划交货量 330 计划投入量 330 N　 总需求量 380 可用库存量50 50 净需求量 330 计划交货量 330 计划投入量 330 4.3 C型产品MRP计划表 表6.7 C型产品的6月份第3周期初的库存量和批量规则如下：
物料项目 批量规则 期初可用库存量 提前期 C型螺杆泵（A） 直接批量 20 2 外壳c-11（B） 直接批量 20 1 主体c-12（C） 直接批量 20 1 阀c-13（D） 直接批量 20 1 法兰盘c-111（E） 直接批量 40 1 泵体c-112（F） 直接批量 20 1 衬套c-121（G） 直接批量 20 1 主杆c-122（H） 直接批量 30 1 从杆c-123（k） 直接批量 60 1 轴套c-124（L） 直接批量 30 1 阀体c-131（M） 固定批量500 20 1 阀杆c-132（N） 固定批量500 20 1 表6.8 C型螺杆泵6月第3周期MRP计划 项目 5月份周期 6月份周期 １ 2 1 2 3 A　 总需求量 160 可用库存量20 20 20 20 20 净需求量 140 计划交货量 140 计划投入量 140 B　 总需求量 140 可用库存量20 20 20 净需求量 120 计划交货量 120 计划投入量 120 C　 总需求量 140 可用库存量20 20 20 净需求量 120 计划交货量 120 计划投入量 120 D　 总需求量 140 可用库存量20 20 20 净需求量 120 计划交货量 120 计划投入量 120 E　 总需求量 280 可用库存量40 40 净需求量 240 计划交货量 240 计划投入量 240 F　 总需求量 140 可用库存量20 20 净需求量 120 计划交货量 120 计划投入量 120 G　 总需求量 140 可用库存量20 20 净需求量 120 计划交货量 120 计划投入量 120 H　 总需求量 210 可用库存量30 30 净需求量 180 计划交货量 180 计划投入量 180 k　 总需求量 420 可用库存量60 60 净需求量 360 计划交货量 460 计划投入量 360 L　 总需求量 210 可用库存量30 30 净需求量 180 计划交货量 180 计划投入量 180 M　 总需求量 140 可用库存量20 20 净需求量 120 计划交货量 120 计划投入量 120 N　 总需求量 140 可用库存量20 20 净需求量 120 计划交货量 120 计划投入量 120 第七章 生产作业计划 生产作业计划是企业生产的具体执行计划。这种具体化表现在将生产计划规定的产品任务在规格、空间、时间等方面进行分解，即在产品方面具体规定到品种、质量、数量；
在作业单位方面规定到车间、工段、班组乃至设备；
在时间上细化到月、旬、日、时，以保证企业生产计划得到切实可行的落实。

根据以上资料，该生产作业计划应该属于成批生产的生产作业计划的编制，采用累计编号法，从本年初生产该型号的产品起，按照成品出产的先后顺序，为每一个产品编一个累计号码。

1、 生产批量与生产间隔期 在这里确定的生产批量和生产间隔期采用以量定期法（因为以期定量法制定过程对在制品占用量和资金利用率等经济指标的考虑过于粗糙） 毛坯车间：
首先给定一个设备损失系数的阈值、设备的调整时间与零件加工时间之比，不能超过该阈值。其计算公式为 式中 —设备准备结束时间；
—最小批量；
t—单件工序时间；

δ—设备损失系数阈值。

根据教科书P184表7—4可得 δ=0.05（生产类型为中批、零件大小为中件） 产品A（采用B或者C计算均类似，且能得到相同结果）：由前面测定生产能力时知 t=0.83；
=10 ≥=240 加工车间：
t=0.68 =7 （按照零件关键设备的设备准备结束时间和单件工序时间t，计算最小批量，课本P184,关键设备为普通车床组） ≥=206 装配车间：
由人工装配完成，为保证完成计划，因此批量与计划产品成倍比关系，取其批量为80。并考虑以下因素对其调整 ①组成同一产品的各个零件的批量应满足产品的成套关系 ②批量应与计划产量成倍比关系 ③前车间的批量必须大于或等于后车间的批量 基于以上考虑，作出如下调整：
毛坯车间Q=320 加工车间Q=240 装配车间Q=80 根据资料可得，装配车间平均日产量 ==80 由公式计算结果如下：
毛坯车间生产间隔期 R==4天 加工车间生产间隔期R==3天 装配车间生产间隔期R==1天 2、生产周期 生产周期是指从原材料投入到成品出产所经历的整个生产过程的全部日历时间。

（1）零件工序生产周期 零件工序生产周期是指一批零件在某道工序上的制造时间，其计算公式为 式中 —工序周期；
Q—批量；
t—单件工序时间；
S—该工序的工作地数；
Fe—有效工作时间；
Kt—定额完成系数；
—准备结束时间。

（2）工艺阶段生产周期 工艺阶段生产周期可分为零件加工过程周期、毛坯生产周期、装配生产周期。一批零件的顺序移动方式加工周期的计算公式为 式中 —零件在工序之间移动的平均间断时间。

平行移动方式或平行顺序移动方式的加工周期用一个平行系数对进行修正得到：， 依经验取0.6~0.8之间。

毛坯车间：
=+12=46 =46+1=47h==6天 加工车间：
=+7=28 =+1=6 =+1=8 =+1=5 =+4=25 =+1=12 =28+6+8+5+25+12+2=86h==11天 装配车间：
=+6=13 =13+1=14h==2天 根据公式对对其进行修正，取θ=0.6（课本P186），计算结果如下：
毛坯车间：=0.6X6=4天 加工车间：=0.6X11=7天 装配车间：=0.6X2=2天 3、累计编号法 由调查资料可知，该企业组织生产为成批生产方式。因此采用累计编号法编制该企业的生产作业计划。通过产品的交货日期可以逆序计算出各工艺阶段的提前期，再通过提前期与量之间的关系，将提前期转化为投入量与出产量。这种基于提前期的方法即累计编号法。

（1）确定各个生产环节的提前期定额与批量定额 如果前后车间生产批量相同则：
某车间出产提前期=后续车间投入提前期+保险期 某车间投入提前期=该车间出产提前期+该车间生产周期 如果前后车间批量不同时则：
某车间出产提前期=后续车间投入提前期+保险期+（本车间生产间隔期—后车间生产间隔期） 经计算得：
主要车间的期量标准 车间 批量（件） 生产周期（天） 间隔期（天） 保险期（天） 出产提前期（天） 投入提前期（天） 装配 80 2 1 1 0 2 加工 240 7 3 2 6 13 毛坯 320 4 4 1 15 19 （2）计算各车间在计划期末的产品出产和投入应达到的累计号数 式中 —本车间出产累计号；
—装配车间出产累计号 ；

—本车间投入累计号；
—本车间出产提前期；
—本车间投入提前期；
—最后车间日均产量。

（3）计算各车间在计划期内产品出产量和投入量 式中　—计划期本车间出产量；
—本车间期初出产累计号；

—计划期本车间投入量；
—本车间期初投入累计号。

根据［资料3］可知：A产品2011年6月初出产累计号2790台；
B产品本年6月初出产累计号5010台；
C产品本年6月初出产累计号1220台。因此装配车间6月初已达到的出产累计编号为9020台。

装配车间：
出产累计编号9020+80=9100 投入累计编号9100+80×2=9260 加工车间：
出产累计编号9100+80×6=9580 投入累计编号9100+80×13=10140 毛坯车间：
出产累计编号9100+80×15=10300 投入累计编号9100+80×19=10620 日项目 1周 2周 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 装配 出产 9100 9180 9260 9340 9420 9500 9580 9660 9740 9820 9900 9980 投入 9260 9340 9420 9500 9580 9660 9740 9820 9900 9980 10060 10140 加工 出产 9580 9820 10060 10300 投入 10300 10540 10780 11020 毛坯 出产 10540 10680 11180 投入 10680 11180 11500 表7.1 各车间投入累计编号与出产累计编号计算结果 第八章 作业排序 在制定编制成批生产作业计划中，由于生产多种产品，对生产设备的需求会发生冲突。因此，需要解决各个生产层次中生产任务的加工顺序问题，既包括哪个生产任务先投资，哪个生产任务后投入，还包括在同一设备上不同工件的加工顺序，这一过程称为作业排序。

1、作业排序问题的分类 （1）基本形式的作业排序 劳动力排序：主要是确定人员何时工作 生产作业排序：主要将不同的工件安排在不同的设备上，或安排不同的人员做不同的工作。

（2）按设备、工件和目标的生产作业排序 设备的数量：单台设备排序与多台设备排序 按工件到达情况：静态排序与动态排序 2、作业计划的评价标准 总流程时间最短 平均流程时间最短 最大延迟或最大误期 3、对螺杆泵生产进行以下作业排序 多设备排序问题：
非流水生产的作业排序 对于工艺路线不同的n种任务在2台设备上加工的排序问题，有如下步骤：
（１）将工件划分为4类 {A}类（仅在A设备上加工）、{B}类（仅在B设备上加工）、{AB}类（工艺路线为先A后B）、{BA}类（工艺路线为先B后A）。

（２）分别对{AB}类及{BA}类采用Johnson—Bellman方法排序。

（３）将{A}类工件排在{AB}类后。

（４）将已安排其他设备的工件排序。

４、作业排序 根据[资料2]，得到A产品的工件在车床、钻床上的加工时间（工件在其他设备上加工的排序问题与此类似）。

工件 J1 J2 J3 J4 J5 J6 J7 J8 工件名 法兰盘 泵体 衬套 主杆 从杆 轴套 阀体 阀杆 车/min 2 14 6 5 2 1 2 3 钻/min 2 2 0 3 0 0 1 0 ①分类：
{A}类 仅在车床上加工的零件有：衬套、从杆、阀杆、轴套。{B}类 无。

{AB}类 先车后钻的零件有：阀体、泵体、主杆、法兰盘。{BA}类 无。

② 对{AB}类采用Johnson—Bellman方法排序（课本P204 定理4） 根据Johnson—Bellman排序算法得：
步骤 排序过程 备注 1 J7 将J7排在第4位 2 J1 J7 将J1排在第1位 3 J1 J2 J7 将J2排在第3位 4 J1 J4 J2 J7 将J4排在第2位 ③ 将{A}类工件排在{AB}类后 顺序任意 衬套（J3）排在第5位、从杆（J5）排在第6位、阀杆（J8）排在第7位、轴套（J6）排在第8位。

根据以上工序排序可得加工起止时间表如下：
J1 J4 J2 J7 J3 J5 J8 J6 开始 结束 开始 结束 开始 结束 开始 结束 开始 结束 开始 结束 开始 结束 开始 结束 车 1 2 3 7 8 21 22 23 24 29 30 31 32 34 35 35 钻 3 4 8 10 22 23 24 24 表8.1加工起止时间表 第九章 心得体会 通过两周《生产计划与控制》这门课的课程设计，使我学到了很多在课堂上学不到的知识，它既是对以前学过知识的应用和总结，也是对这门课内容的巩固和加深。在遇到困难时我们认真查找资料，刻苦研读教材中内容，弄懂了每一个难题；
本着发现问题、分析问题、解决问题的原则，不断地改进和完善。在设计过程中做到了理论与实践相结合，既体现了课本的理论知识，又与企业真实的情况相结合，达到了实用的目的。

本次课设所涉及到的知识很多，从需求预计，综合生产计划编制到生产作业的编制，也用到了运筹学，工业工程基础等学科的知识，甚至还运用了CAD来绘制了工艺程序图等，不仅对本门课程的理解加深了，还巩固了一下其他学科的知识，同时也让我感觉到团队合作的重要性。其实如何有效和快速的找到资料也是课设给我的启发，利用好图书馆和网络，是资源的到最好的利用。所以我觉得与他人交流思想是取得成功的关键，在交流中，不仅强化了自己原有的知识体系也可以扩展自己的思维。通过思考、发问、自己解惑并动手、改进的过程，才能真正的完成课题。经过这次课程设计的过程，我相信在以后的课程设计中我们会吸取经验教训，做出更好的设计来。

参考文献 [1] 李怀祖. 生产计划与控制. 北京：中国科学技术出版社，2010 [2] 陈荣秋，马士华. 生产与运作管理. 北京：高等教育出版社，1999 [3] 刘丽文. 生产与运作管理. 北京：清华大学出版社，1998 [4] 汪应洛. 工业工程手册. 沈阳：东北大学出版社，1999 [5] 孙大勇. 先进制造技术. 北京：机械工业出版社，2000 [6] 孙汇金. 设备管理工程. 北京：机械工业出版社，1992 [7] 易树平，郭伏主编. 基础工业工程. 北京：机械工业出版社，2007

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