题型： 选择、填空、简答、计算、论述

第一章---绪论

生产

将投入的生产要素转换成有效用产品和服务的活动。生产 = 投入+转换过程+产出

直接投入： 在生产过程中被全部消耗掉的资源。劳动中直接消耗与生产过程的人工、直接运用于生产过程的机器设备等均属于直接投入。包括产品组成部分原材料，以及消耗掉的辅助材料。
间接投入： 包括间接参与产品形成的人工。如管理者和技术人员的劳动以及技术和管理的投入。
有形产出： 企业出产的实物产品如汽车、冰箱、牙膏、打印机等
无形产出： 指服务如运输报关、管理咨询报告等
转换过程： 企业从事产品制造和完成有效服务的主体活动。包括：
- 实物形体转换： 汽车、冰箱
- 位置转换： 运输
- 信息转换： 管理咨询、市场调查报告

生产作业计划和控制系统的设计

生产作业计划和控制系统的设计有四种思路，即水池式、推动式、拉动式、同步制造式。

水池式： 生产管理的重点在于保持库存量以维持生产过程的正常进行。
- 对客户、供应商的需求信息较少
- 属于备货（存货）型生产
- 适用于计划经济模式
推动式： 生产管理的重点在于确定各工序的提前期，用意管理和控制物流。取决于提前期的精准性
- 提前准备好各工序所需的材料及部件，按计划送达各生产环节或工作地，有序地推进整个生产的物流过程
- 系统的有效性取决于客户需求信息及提前期的精准性
- 可有效降低原材料及在制品的库存
拉动式： 着眼于降低生产过程各个环节的储备量。通过看板不断往前传递
- 也称为JIT准时制生产模式
- 生产信息由最后一道工序向上一道工序逐步传递，传递信息的载体即为看板
- 该生产模式取消在制品，要求传递给下一工序的产品都能符合质量要求，精确地出现在所需要的工作地
- 该方法的有效实行依赖于全面质量管理的推行和设备的可靠运作
同步制造式： 理论基础为哥德纳特提出的约束理论，理论出发点为整个生产系统绩效取决于生产作业中的瓶颈环节。
- 约束理论认为生产能力不平衡是正常的，甚至比平衡更好。
- 应该保持平衡的是系统中的物流而不是各工序的生产能力
- 瓶颈环节损失1小时相当于引起整个系统损失1小时，而非瓶颈环节节约1小时对系统绩效并无实际意义
- 制定计划和控制作业首先要识别约束环节即瓶颈和瓶颈作业，继而消除约束；然后识别新的约束，周而复始地改进系统绩效

第二章---企业制造战略

赢取订单是制定制造战略的关键准则，也是制造系统和营销系统的主要结合点

赢取订单要素

希尔提出利用两类指标刻画企业的竞争优势重点，即赢单要素与达标要素

赢单要素： 企业的竞争优势重点所在，反映该企业所提供产品和服务的差异性。产品价格低、质量高、性能可靠、更新快送货及时等均可构成赢单要素。
达标要素： 谋求竞争优势的约束条件。有些要素只有达到客户所要求的标准才可能参与竞争行列。

辨识赢单要素的作用

企业要在市场站稳脚跟，首先必须要符合达标要素的标准，然后才能去争取赢单要素，同时注意赢单要素的动态变化以及两种要素间的转换。
确定了每类产品的赢单要素后，要确定当前和此后各时间段内每个赢单要素的权重。
制造战略制定的结果之一，就是输出各类产品的赢单要素和达标要素及其权重信息。

生产过程结构的分类

水池式、推动式、拉动式从生产系统分类，怎么去控制。从生产特征去分类则有连续生产、大量生产、批量生产。

连续生产： 根据需求长年无间歇性生物生产产品，更多的指流体性质、气体性质的加工过程，全自动化程度最高，比如炼钢、化工、炼铜等行业。
大量生产： 产品品种与连续生产比较多，产品数量大。生产对象固定，产品设计和工艺过程的标准化程度高。对应流水线的生产方式，比如汽车工业、电子工业
批量生产： 批量生产产品的品种较多，而每个品种的产量较少。一般为定型产品，有相同或类似的工艺路线，通常配以专用工艺装备的通用设备。典型的批量生产如机床制造、轻工业机械制造行业等。
单件生产： 单件生产产品的品种多而每一品种的产品数量很少。产品生产重复性差，各自有单独的工艺路线，设备通用性低，产品生产周期长。重型机械制造行业
项目生产： 产品体积庞大，投资庞大，制造时间长，通常以年为单位。船舶、飞机、桥梁、高速公路的构建

课本表2-4. 从产品和市场、制造这两个特征理解五种生产方式的演变过程。

第三章---产品的开发设计

新产品的概念与种类

新产品是指在性能、结构、材质和技术特征等方面或多方面比老产品有显著改进和提高、或独创的，具有使用价值和推广价值，可产生明显经济效益的产品。

按新产品创新和改进程度可以分为：

全新产品： 使用全新的原理开发的产品，应用新理论、新技术、新专利等研究成果研制的产品。整个工作原理有一个颠覆性的改变。eg：数码相机相比普通胶片相机
换代新产品： 产品设计原理基本没有改变，只是部分应用到一些新的技术、材料、结构。eg：彩色电视与黑白电视、数码电视与模拟电视、DVD与VCD
改进新产品： 在已有产品的基础上，改进的不同系列、不同规格型号。。改进更多的体现在外观上的改进，从功能上来看并没有太多的区别。eg：彩色电视机的不同系列、PDVD与DVD。

产品寿命周期阶段的划分

从产品研制成功投放市场开始一直到最后被淘汰退出市场为止所经历的的时间。

引入期： 企业的新产品刚刚进入池昌时期，用户对产品还不太了解，销售量小且缓慢，收入不足以弥补生产成本和销售费用。采取有效措施加大宣传
成长期： 产品被消费者接受，销售量迅速增长阶段，产量大幅上升，成本下降，利润增长。
成熟期： 产品主要销售阶段，占有一定市场，投资以全部收回，利润达到最高水平，与此同时竞争加剧。注意对产品进行改进，发展新产品延长成熟期。
衰退期： 产品不能适应市场需求的发展，销售量锐减直至被市场淘汰。用改型产品取代原型产品，组织新产品投放市场。

产品开发的时机选择

新产品（换代新产品）在怎么样的一个时间点引入到新的市场，已经有了前面一代成功的新产品，在上一代的基础上做了些性能的改进。

引入市场过早，那么上一代产品的盈利能力还没有充分发挥出来，甚至是没有完全的达到盈利的平衡点；引入市场太晚，可能造成竞争产品的冲击，不能很好地承接上一代产品市场。

根据课本P40-41页理解图片。

第四章---生产过程的规划与设计

生产过程组织类型

生产过程组织的基本类型分为：俺对象原则组织即产品导向型、按工艺原则组织即工艺导向型和模块式生产三种。

按对象原则的生产过程组织： 以产品或零部件为对象来构筑生产单位的。
- 优点：
  - 可以大大缩减产品在加工过程中的运输距离
  - 可以减少加工过程中的在制品库存
  - 可以采用先进生产组织形式——流水线生产
  - 减少生产单位的协作关系，简化计划管理
- 缺点：设备利用率低
按工艺原则的生产过程组织： 按生产工艺的特点来组织生产单位，在一个单位（如车间）集中同种类型的设备及工人。机械加工车间、热处理车间、装配车间
- 优点：
  - 设备利用率高，个别设备出现问题，影响不大
  - 工人固定于一种设备，有利于专业技术的提高
  - 可以比较容易适应不同类型产品，柔性较大
- 缺点：
  - 产品（半成品）、原材料运输路线长
  - 产品在加工过程中停放、等待时间长，延长了生产周期
  - 各生产单位之间协作、往来频繁，管理较困难
模块式生产： 采用成组技术的方法，按照零部件加工表面和加工工艺上的相似性，对零部件进行分组。
- 优点：利用工艺上的相似性，增大了批量大小，减少了批量变更次数，大大降低批量变更引起的调整费用，降低在制品库存水平，提高生产率；
- 缺点：生产生产模块内可能出现重复的设备；

成品库存类型

存货生产： 在没有接到用户订单时按已有的标准产品或产品系列进行的生产、补充和维持库存。能够更好地响应市场需求。如日常产品、产品可替代性较强的产品。
订货生产： 按用户订单进行的生产。响应客户个性化的需求。

第五章---需求预测与生产计划

反映整个生产计划的体系结构。

经营目标对应于第二章的制造战略，体现一个3到5年的一个长期的规划，然后进一步的细化目标。综合生产计划计划时间范围以年为计算单位，具体的计划时间间隔通常以月为单位。综合生产计划需要考虑到未来产品的需求量以及企业当前的生产能力的约束，综合这两个约束确定综合生产计划的量。主生产计划是综合生产计划的进一步细分，计划单位通常为周。进一步比较微观的层面是物料需求计划，对应于MRP。

定量预测法

一次移动平均

M_t^{(1)} = \frac{X_t+X_{t-1}+...+X_{t-N+1}}{N} = \frac{\sum_{i=0}^{N-1}X_{t-i}}{N}

$X_t$ 为t周期的实际值， $N$ 为计算移动平均值所选定的数据个数，跨越期即移动期数。 t+1期的预测值取

也就是说预测第Y期，要从Y-1期开始算 $M_t^{(1)}(N)$

在一次移动平均值的计算中，如果n值较大，那么在求出第一个移动平均值后，可以应用下面的公式进行计算。

M_t^{(1)} = M_{t-1}^{(1)} + (X_t + X_{t-n})/n

N即移动期数。经过移动平均法计算后，随机波动显著减小。N越大，修匀的程度越强，波动也越小，这时变化趋势反应就越迟钝。反之则相反。在实用上，一般用对过去数据预测的均方误差S作为选取N的准则。一次移动平均法应用于非平稳模型会有严重的滞后性。

二次移动平均

在一次平均数的基础上，二次移动平均为

M_t^{(2)} = \frac{M_t^{(1)}+M_{t-1}^{(1)}+...+M_{t-N+1}^{(1)}}N

建立直线趋势预测模型

设时间序列 $\{X_t\}$ 从某时期开始具有直线趋势，且认为未来时期也按此直线则趋势变化，则设此直线趋势预测模型

$t$ 为当前的时期数， $T$ 为由 $t$ 至预测期的时期数， $T = 1,2,...;$ $a_t$ 为截距， $b_t$ 为斜率，两者又称平滑系数。可运用移动平均计算平滑系数

a_t = M_t^{(1)} + (M_t^{(1)} - M_t^{(2)}) = 2M_t^{(1)} - M_t^{(2)}

b_t = \frac{2(M_t^{(1)} - M_t^{(2)})}{N-1}

生产能力的概念和种类

固定资产、在某一时期和技术水平下、某一具体品种；不考虑劳动力或物资供应不足的情况。企业的设备，固定资产

生产能力的分类（理解有这几种类型）

设计能力： 在企业设计时确定的生产能力。
计划能力： 企业在计划期内能够达到的生产能力。
实际能力： 企业在运行一段时间后，生产条件有可能发生较大的变化，如工艺设备改进、组织管理方式改进等，在新的情况下所能达到的实际生产能力。

生产能力的计算

代表产品： 在多品种生产的企业中，在结构、工艺和劳动量构成相似的产品中选出带边产品，以生产代表产品的时间定额和产量定额来计算生产能力。代表产品选总劳动量（数量*台时定额）最大的产品。代表产品与具体产品之间通过换算系数换算。

$K_i$ ---产品i的换算系数， $T_i$ ---i产品的时间定额（台时）， $T_0$ ---代表产品时间定额（台时）

假定产品： 在产品品种数较多，各种产品的结构、工艺和劳动量构成差别较大的情况下，不能用代表产品来计算生产能力，此时，可用假定产品作为计量单位。

$T_a$ ---单位假定产品的台时定额（台时/件）， $\theta_i$ ---i产品的劳动量比重， $T_i$ ---i产品的台时定额（台时/件）， $n$ ---产品品种数

设备组生产能力的计算（P120具体看例题5-4，5-5）

在单一品种生产情况下，设备组生产能力计算公式为：

$M$ ----设备组的年生产能力； $F_e$ ----单台设备年有效工作时间（h）； $S$ ----设备组内设备数； $T$ ----单位产品的台时定额（台时/件）。

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。
在多品种生产情况下，当设备组的加工对象结构工艺不相似时，应采用假定产品计量单位来计算设备组的生产能力。

主生产计划的制定

主生产计划（MPS）要确定每一个体的最终产品在每一具体时间内的生产数量。通常以周作为计划时间单位。

计算现有库存量

现有库存量是指每周的需求被满足之后剩余的可利用的库存量。

$I_t$ ---t周末的现有库存量； $I_{t-1}$ ---t-1周末的现有库存量； $P_t$ ---t周的主生产计划生产量； $D_t$ ---t周的预计需求； $MO_t---t$ 周准备发货的顾客订货量。

减去预计需求量和实际订货量的最大者是为了最大限度的满足需求。

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，这是确定主生产计划的生产量和生产时间的基准之一。若需补上库存量，主生产计划量应为生产批量的整数倍。

计算待分配库存

待分配库存，也称为可供销售量，是指销售部门在确切时间内可供货的产品数量。

待分配库存的计算分以下两种情况：

第一期的待分配库存量等于期初现有库存量加本期的主生产计划量减去直至主产计划量到达前（不包括该期）各期的全部订货量；
以后各期只有主生产计划量时才存在待分配库存量，计算方法是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。

第六章---制造资源计划与企业资源规划

物料需求计划

利用计算机，根据产品的市场需求量，按反工序顺序，计算出各工艺阶段的各种零部件的投入产出数量和时间，使各部门能根据这项计划组织生产和组织货源，使适时生产成为可能。

独立需求： 指对一种物料的需求与对其他物料的需求之间是无关的。
相关需求： 又称为非独立需求，是指一种物料的需求与其他物料的需求具有内在的相关性。这种相关性表现在空间、时间和数量三个方面。

MRP计算（P146例题6-2）

净需求量与计划交货量是否一样取决于批量规则，若是直接批量则一样，若是固定批量则计划交货量为固定批量。计划交货量与计划投入量在数据上是完全一样的，但是会相差一个提前期。总需求等于相对应组成物料的计划投入量

制造资源计划

开环MRP--》闭环MRP--》制造资源计划--》企业资源计划

开环MRP只是提出了物料需求计划，在加入了生产能力作为约束条件后，变为闭环MRP
闭环MRP加入财务模块后，每一个业务操作与成本挂钩，实现了财务系统与生产系统的同步集成，也就是资金流和物流的集成，变为制造资源计划。
制造资源计划加入对外连接功能，与客户、供应商的连接，重点突出供应链管理思想，变成了企业资源计划（ERP）

第七章---生产作业计划

大量流水生产的期量标准

期量标准就是对加工对象在生产过程所规定的时间和数量上的标准。大量生产主要期量标准：节拍、流水线标准工作指示表、在制品定额等。

节拍

节拍是流水线上出产两个相同制品之间的时间间隔。

单一对象流水线节拍的确定

$C$ --流水线节拍（计划节拍或平均节拍）， $F_e$ --计划期有效工作时间， $N$ --计划期生产任务数量（含废品）

流水线上某一工序实际出产两个相同制品的时间间隔为该工序的工作节拍。

$C_i$ --工序节拍， $t_i$ --i工序单件工时， $S_i$ --该工序的工作地数量

多对象流水线节拍的确定（了解）有两种基本形式。
- 可变流水线，其特点是在计划期内，按照一定的间隔期，成批轮番生产多种产品。可变流水线节拍的确定。具体方法有两种：一是代表产品换算法。二是劳动比例分配法。
- 混合流水线，其特点是在同一时间内，流水线上混合地生产多种产品。混合流水线节拍的确定。按照产品组计算节拍。

流水线标准工作指示图表

工作图表长度代表什么

流水线标准工作指示图表又称流水线标准计划。一般步骤为：

计算各工序的工作地需要量和工作地负荷
配备工人，计算工人工作负荷，并保证工人工作负荷尽可能充分
编制标准指示图表。

连续流水线标准计划

工序同期化程度高，各工序的生产率较为接近，节拍与流水线节拍同步，编制较为简单

间断流水线标准计划

工序的同期化程度低，各工序的加工时间与流水线节拍不相等也不成整数比例关系，生产率不协调，导致等待情况的出现。间断流水线的几个概念：

看管周期R： 事先规定一个时间跨度，各道工序在该时间跨度内的产量相等，以使间断流水线的运行相对连续而有节奏。看管时间过长会导致生产现场的在制品堆积；过短会导致一个班频繁地变化工作地、设备。间断流水线在节拍的意义上是不平衡的，但在看管期的意义下是平衡的。 确定看管期长短考虑的因素：
- 根据加工对象的特点 来确定。如：体积大、价值高、看管期取短，以使在制品占用量减少；反之取长。
- 根据流水线各工作地间的距离大小 决定看管期长短。工作地之间距离大，看管期可取长些，反之取短些。
- 一般而言，看管期大于流水线的平均节拍，小于一个班的工作时间。一般可取1，1/2，1/4班。
工作地计划工作时间：工作地在看管周期内的工作延续时间（P174例题7-1）

$T_i$ 为工作地i的计划工作时间； $R$ 为看管期； $K_i$ 为工作地i的负荷系数。

工作地看管周期产量：一个工作地在看管周期内应该生产的制品数量

$t_i$ 为工序单件时间

在制品占用量定额

周转占用量的计算画折线图

在制品WIP：从原材料投入到成品入库为止，处于生产过程中尚未完工的各种制品。

在制品定额：在一定生产技术水平下，为保证生产的连续性与均衡性，各环节所需要的最低的在制品数量

流水线内部在制品占用量

连续流水线在制品总量 = $Z_1 + Z_2 + Z_4$

间断流水线在制品总量 = $Z_1 + Z_3 + Z_4$

工艺占用量 $Z_1$ ： 流水线各工作地上正在加工、装配、检验的在制品数量。

$m$ 为流水线内工序数目； $S_i$ 为工序i的工作地数目； $q_i$ 为工序i的每个工作地同时加工的在制品数量。

运输占用量 $Z_2$ ： 正处于运输过程中或放置在运输工具上的在制品数量。

$n$ 为运输批量

周转占用量 $Z_3$ ： 间断流水线上由于前后工序间的生产率不同而产生的在制品，使每个工作地能够连续完成看管期产量。由于规定了看管期内各工序统一的产量，因而周转在制品在看管期内的最大值是有限的，周转在制品在看管期内从0到最大值动态变化。各时间段的最大周转在制品占用量计算公式为：

Z_T = t_s(\frac{S_e}{t_e}-\frac{S_l}{t_l})

$t_s$ 为相邻两个工序同时工作的时段长度； $S_e$ 、 $S_t$ 分别为前后工序的工作地数目； $t_e$ 、 $t_l$ 分别为前后工序的单件加工时间

保险占用量 $Z_4$ ： 为避免工序设备故障或其他一些意外原因造成停工损失，而在工序间配备的在制品。保险在制品占用量大小，主要取决于设备故障恢复时间，及由设备故障导致停工而导致损失的大小。

流水线之间在制品占用量

库存流动占用量 $Z_5$ ： 由于前后车间或流水线之间生产率不同或工作制度不同（班次或起止时间）而形成的在制品占用量。
车间之间运输占用量 $Z_6：$ 处在车间之间运输工具上和等待运输的在制品数量。
库存保险占用量 $Z_7$ ： 为预防供应车间或流水线发生意外故障造成交付延时，而设立的在制品存量。

看管周期内在制品消耗示意图绘制方法（PPT例题）

将看管周期分为若干时间段t，t表示相邻两工序同时工作的时间，在同一时间段内，两工序同时工作的工作地数目要保持相同，如有变化，则计入下一时间段。
用 $Z_3$ 的公式计算每个时间段内在制品占用量的最大值。
若 $Z_3$ 大于0，表示前工序的生产率高于后工序，周转在制品是逐渐积累的，最大值形成于停工时；小于0则正好相反，周转在制品最大值形成于开工之前。
分时间段以折线形式表示出周转在制品最大值的变化过程

大量流水生产的生产作业计划编制

通过前面三个的期量标准的确定，进行生产作业计划的编制。通常采取反工艺过程 的顺序，逐个计算车间的投入和产出任务。在制品定额即为此类方法。

运用预先制定的在制品占用量定额，按工艺过程相反的次序依次计算各车间的产出量和投入量。它首先根据生产计划的要求规定最后车间的出产量，再以这个出产量为基础计算其投入量，然后根据后车间的投入量计算前一车间的出产量，依此类推直到第一个车间。

N_{o1} = N_{in2} + N_{s1} + (Z_{st} - Z'_{st})

$N_{o1}$ 为本车间的产出量； $N_{in2}$ 为后续车间的投入量； $N_{s1}$ 为本车间半成品外销量； $Z{st}$ 为车间之间库存在制品定额； $Z'_{st}$ 为期初预计库存量； $N_{in1}$ 为本车间投入量； $N_w$ 为本车间可能出现的废品数； $Z_e$ 为车间内部期末在制品定额； $Z_b$ 为本车间期初预计的在制品占用量。

成批生产的生产作业计划编制

成批生产的生产提前期的计算（PPT例题）

生产提前期是指产品（毛坯、零部件）在各个工艺阶段出产或投入的日期与成品出产日期应提前的时间。

提前期分投入提前期和出产提前期

某车间出产提前期=后车间投入提前期+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
若前后工序的生产间隔期不同，则出产提前期公式为：某车间出产提前期=后车间投入提前期+保险期+（本车间生产间隔期-后车间生产间隔期）

生产作业计划编制（PPT例题）

成批生产作业计划的编制方法通常采用提前期法，又称累计编号法。

累计编号法的步骤：

确定各个生产环节的提前期定额与批量定额；
计算各车间在计划期末产品出产和投入应达到的累计记号数
- 出产累计数：本车间出产累计号数=最后车间出产累计号数+最后车间平均日产量*本车间出产提前期
- 投入累计数：本车间投入累计号数=最后车间投入累计号数+最后车间平均日产量*本车间投入提前期
计算各车间在计划期内产品出产量和投入量
- 各车间应完成的出产量：期末出产累计号数 - 计划期初已出产的累计号数
- 各车间应完成的投入量：期末投入累计号数 - 计划期初已投入的累计号数
对计算出的产品出产量和投入量进行修正。计算出的车间出产量和投入量，按照与批量相等或成整数倍关系，将投入量与出产量进行修正。

作业排序方法（计算）

eg：采用SPT得到排序之后，开始时间、结束时间、可能出现的延误

SPT规则：优先选择加工时间最短的任务。
EDD（Earliest Due Date）规则：优先选择完工期限最早的任务。

单设备排序问题

定理1：对于单设备排序问题，SPT规则使平均加工时间F最小。
定理2：对于单设备排序问题，EDD规则使最大延迟Lmax或最大误期Tmax最短。
定理3：如果对于单设备排序问题，存在使Tmax为0的工件排序方案，则在交货期比考虑中的工件的作业时间之和大的工件中，将作业时间最大的工件安排在最后位置，如此反复进行，可得到使F最小的最优工件顺序。

多设备排序问题

定理4： 在2个工序流水生产作业计划问题中，希望总流程时间最小时，如果

min\{t_{i1}，t_{k2}\} <= min\{t_{i2}，t_{k1}\}

则在最优工件排序中， $j_i$ 排在 $j_k$ 之前。

两台机器排序问题的算法: 实现两台机器排序的最大完成时间最短的目标，优化算法就是著名的约翰逊法。约翰逊法解决这种问题分为4个步骤：

列出所有工件在两台设备上的作业时间。
找出作业时间最小者。
如果该最小值是在设备1上，将对应的工件排在前面，如果该最小值是在设备2上，则将对应的工件排在后面。
排除已安排好的工件，在剩余的工件中重复步骤（2）和（3），直到所有工件都安排完毕。

4个工件在3台机床上加工的流水型排序问题及解法。 转换条件：若 $min\ t_{iA} ≥ max\ t_{iB}$ 或 $min\ t_{ic}≥max\ t_{iB}$ 可得最优解，否则较优解。若符合条件，则将3台设备A、B、C变换为两台虚拟设备G、H

再按照两台机器排序

生产计划与控制（期末复习）