最新生产计划与控制实验大纲及指导书资料.docx

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最新生产计划与控制实验大纲及指导书资料

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《生产计划与控制》实验教学方案及指导书 适用专业：

工

业工程专业

实验学时：

10 学时

（一）基本要求

1、任课教师需向学生讲清课程的性质、任务、要求、课程安排和进度、平

时考核内容、期末考试办法、实验守则及实验室安全制度等。

2、学生应自行完成实验预习，拟定实验步骤，熟悉实验内容；

3、在规定的时间内，由学生独立完成，出现问题，教师要引导学生独立分

析、解决，不得包办代替；学生能够正确处理实验数据，写出符合要求的实验报

告；

4、任课教师要认真上好每一堂课，实验前清点学生人数，实验中按要求做

好学生实验情况及结果记录，实验后认真填写实验开出记录。

（二）实验设备

1．每生一台 PC；

2．Excel Solver；Flexible Line Balancing。

（三）实验内容及学时数

名称           内容提要

序号实验项目

实 每 实

验 组 验

学 人 属

时 数 性

实

验

者

实

验

要

求

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用 Excel

1Solver 解

生产计划

问题

编制混流

2生产流水

线的工艺

流程图

熟练掌握生产计划的模型建立；将生

产计划模型转化为线性规划模型求解

生产计划。

掌握生产线平衡的指标；

掌握编制混合流水线生产的工艺流程

图的方法。

2  30 验

证

2  30 验

证

本

科

生

本

科

生

必

做

必

做

用

Flexible

熟练掌握生产线平衡问题及其约束进

3Line

Balancing

进行生产

线平衡

行形式化描述；掌握生产线平衡基本

思路和平衡效果的评价指标；用

Flexible Line Balancing V.3 进行

生产线平衡。

2  30 验

证

本

科

生

必

做

年度生产根据所提供的某工程机械有限公司的

4 计划的编原始资料，通过分析、计算、设计，230验

证

制

（一）完成 20××年度生产计划的编制

本

科

生

必

做

年度生产

作业计划

5 及物料需

求计划的

编制

（二）

根据所提供的某工程机械有限公司的

原始资料，通过分析、计算、设计，

完成 20××年度生产作业计划及物料需

求计划的编制

2  30 验

证

本

科

生

必

做

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实验一 用 Excel Solver 解生产计划问题

1.实验目的

（1）通过复习生产计划的基础知识，掌握生产计划的制定方法以及将生产计

划转化为线性规划的方法；

（2）学习 Excel 中的 Solver，掌握生产计划的一种求解方法；

2.实验任务

（1）熟练掌握生产计划的模型建立；

（2）将生产计划模型转化为线性规划模型；

（3）求解生产计划；

3.实验内容与步骤

3.1 实验内容：

 将下列生产问题转化为线性规划问题并求解：

 Sidneyville 制

造家庭用和商业用家具。

 Office 部门生产两种办公桌，拉盖型和普通型。

在

Medrord 和 Oregon 的工厂中使用指定的木材制作。

这种木材被裁成厚度均为 1

英寸的木板。

因此，使用平方英尺对木材进行测量。

一个拉盖式书桌需要 10 平

方英尺松木，4 平方英尺雪松，15 平方英尺枫木。

一个普通型的书桌需要的木材

分别是 20、16 和 10 平方英尺的木材。

每销售一个书桌可以产生 115 美元或者

90 美元的利润。

现在公司有 200 平方英尺松木、128 平方英尺雪松和 220 平方英

尺枫木。

他们已经接受了这两种书桌的订货并且想得到最大的利润。

他们应该如

何组织生产。

3.2 实验步骤

1）将问题转化为线性规划问题。

该问题是一个明显的线性规划问题根据线性

规划的方法，将以上问题转化为线性规划问题。

在此中注意明确的和隐含的约束。

2）将线性规划的目标函数和约束转化为矩阵形式

3）将矩阵输入到 Excel

4）调用 Solver 求解：

工具菜单-选择 Solver，调用出 Slover—〉出现 Slover 对

话框。

5）设置目标单元格

6）指定是最大问题还是最小问题

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7）告诉 Excel 约束的数学定义在那里。

8）设置属性

按”

9）点击“Solver 钮得到答案

10）将解转化为问题答案。

4.实验注意事项及思考题

（1）建立正确的模型，是求解的关键，所以应该根据具体的生产计划和要求，

合理制定约束和目标方程；

（2）可以根据实际的情况，对目标方程和约束进行调整，缩减解的范围；

（3）Solver 是一个插件，请确认是不是已经安装了该插件

5.实验报告

5.1 实验报告要求

⏹完整描述该问题的约束以及目标方程

⏹体现每一个计算步骤和结果

⏹对解进行说明

5.2 问题与解决方案

在实验中难免会遇到一些问题，此时同学们可以通过以下几种方式来解决：

 ?

· 使用 Excel 的 Help 文档；

· 学会充分利用网络资源，自己上网上搜索相关资料来解决；

· 和其他同学讨论解决问题；

以上的问题解决方案主要是想提高同学们自己解决问题的能力，如果自己实在

找不到解决方案，可以将问题列入实验报告或反应给实验指导老师来帮助解决。

5.3 实验心得体会和建议

将在该实验中的任何心得体会和建议写入实验报告，来逐步优化 Solver 的实

验，并且对于以后的使用者提供必要的参考帮助。

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实验二编制混流生产流水线工艺流程图

1. 实验目的

掌握多对象流水生产生产线平衡的程序和方法。

2. 实验任务

（1）熟练掌握生产线问题及其约束的形式化描述

（2）掌握生产线平衡的指标

（3）会编制混合流水线生产的工艺流程图

3. 实验内容与步骤

3.1 实验内容：

针对下列问题进行生产线平衡：

上海大众三厂 总装车间在 2000 年引入了国际汽车制造企业流行的模块化装

配工艺，其中的底盘装配模块是四大模块中投资最大，技术含量最高的模块流水

线。

该模块由动力总成预装线，底盘模块线，底盘总装，底盘螺栓拧紧及返修设

备四大部分组成，采用大量自动化螺栓拧紧设备和电磁感应自动运行装配小车。

该生产线原设计为专门生产帕萨特 B5 轿车，但 2004 年公司引入全新的途安多

功能乘用车，为了为尽可能利用现有资源，决定将该车与 B5 混线生产。

根据市

场需求预测，混线后的生产节拍仍然定为 2.5 分钟，即 180 秒。

现使用本系统对

动力总成预装模块重新进行生产线平衡。

 表 5-1 途安与帕沙特 B5 动力总成预

装工艺

作业工时（秒）

序号

701

704

705

707

708

作业名称

变速箱吊装拼接

预紧变速箱拼接螺栓

装扭矩支架

托板到位

发动机吊装

途安

80

33

0

11

72

B5

84

21

22

11

72

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706

709

710

711

打紧变速箱剩余螺栓

自动变速箱液力耦合螺母紧固

整理流程卡，发动机法兰拧紧

启动马达与线束

33

122

72

0

59

74

43

53

712

电动枪打紧，法兰螺栓松开再打紧   0

62

713

714

715

716

717

718

719

720

722

724

725

726

727

变速箱支架（左）

发动机支架（左）

发电机预装

发电机打紧

水泵打紧

AG5 线束打紧

变速箱支架（右）

发动机支架（右）

固定变速箱支撑

固定离合器工作缸和支架

电动枪打紧

水管装配

水管装配

0

0

20

13

0

0

0

0

22

11

39

200

200

19

14

20

13

24

21

24

22

0

0

0

0

0

帕沙特 B5 与途安的动力总成预装工艺如表 5-1 所示， B5 工艺流程图如图

5-1 所示，途安工艺流程图如图 5-2 所示。

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图 5-1 帕沙特 B5 总成预装工艺流程图

图 5-2 途安动力总成预装工艺流程图

原生产线上共有 9 个工作站，其中有两个缓冲工位。

缓冲工位主要用于解决

生产线各工作站间负荷不平衡，也即在制品暂存地。

生产线效率在 60%左右，且

各工作站负荷相差也较大。

3.2 实验步骤

1） 将以上信息整理，分离出作业的相关信息和产品的相关信息

2）按照课本介绍的方法编制混合流水线生产的工艺流程图。

3） 将计算结果整理为实验结果

4） 分析实验结果，并整理实验报告。

4.实验注意事项及思考题

注意各工序的合并简化等处理方式。

5.实验报告

5.1 实验报告要求

⏹完整描述问题以及数据信息

⏹进行可行性分析 ，对工艺过程合并处理过程分析

⏹对结果进行详细分析

5.2 问题与解决方案

在实验中难免会遇到一些问题，此时同学们可以通过以下几种方式来解决：

· 学会充分利用网络资源，自己上网上搜索相关资料来解决；

· 和其他同学讨论解决问题；

以上的问题解决方案主要是想提高同学们自己解决问题的能力，如果自己实在

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找不到解决方案，可以将问题列入实验报告或反应给实验指导老师来帮助解决。

5.3 实验心得体会和建议

将在该实验中的任何心得体会和建议写入实验报告。

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实验三用 Flexible Line Balancing 进行生产线平衡

1. 实验目的

（1）掌握对生产线平衡问题及其约束进行形式化描述以及基本思路和平衡效

果的评价指标；

（2）掌握用 Flexible Line Balancing V .3 进行生产线平衡的方法，用 FLB 对

实验二中的案例进行生产线平衡。

2. 实验任务

（1）熟练掌握生产线问题及其约束的形式化描述

（2）掌握生产线平衡的指标

（3）利用软件得到生产线平衡方案

3. 实验内容与步骤

3.1 实验内容

（同实验二）

3.2 实验步骤

1） 将以上信息整理，分离出作业的相关信息和产品的相关信息

2） 打开流水线平衡软件，选择 Process 方式或者 SET（Standard Elemental Task）

方式

3） 将上面得到的详细信息输入到软件相关输入区域

4） 点击 R un 进行计算，将得到计算结果和图形结果

5） 返回主界面，可以用 Graph 菜单对图形进行操作

6） 将计算结果整理为实验结果

7） 分析实验结果，并整理实验报告。

4.实验注意事项及思考题

（1）注意设定节拍，并且注意实验的可行性

（2）该软件是付费软件，该软件提供 Demo 版下载，但是有功能限制

5.实验报告

5.1 实验报告要求

完整描述问题以及数据信息

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⏹进行可行性分析

⏹对结果进行详细分析

5.2 问题与解决方案

在实验中难免会遇到一些问题，此时同学们可以通过以下几种方式来解决：

· 使用该软件的 Help 文档；

· 该软件提供了一个简要参考手册；

· 学会充分利用网络资源，自己上网上搜索相关资料来解决；

· 和其他同学讨论解决问题；

以上的问题解决方案主要是想提高同学们自己解决问题的能力，如果自己实在

找不到解决方案，可以将问题列入实验报告或反应给实验指导老师来帮助解决。

5.3 实验心得体会和建议

将在该实验中的任何心得体会和建议写入实验报告，来逐步优化生产线平衡实

验，并且对于以后的使用者提供必要的参考帮助。

 有兴趣地同学可以自己根据

生产线平衡的理论，选择适当的算法，自己编制生产线平衡软件。

6. 软件下载

附软件

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实验四某工程机械有限公司年度生产计划的编制

（一）

1. 实验目的

熟悉和掌握企业生产计划和生产作业计划的编制方法和步骤，综合运用所

学知识。

2. 实验任务

利用所给的某工程机械有限公司的原始资料，完成 20XX 年度生产计划及生

产作业计划的编制。

1.采用累计编号法编制 CWJ 型产品的投入产出计划（全年）：

⑴ 计算出各生产环节的投入产出提前期；

⑵ 计算全年各月份的出产投入累计编号；

⑶ 计算各车间的出产投入累计编号；

⑷ 编制各车间投入产出计划表（填入附表 1 中）。

2.根据现有的任务对加工车间一工段设备重新进行布置：

⑴ 编制零件的综合工艺路线图；

⑵ 绘出原零件加工的从至表和改进后零件从至表；

⑶ 计算并绘制出零件移动总距离计算表；

⑷ 绘出改进后的设备布置图。

3. 实验内容与步骤

3.1 实验内容：

（一） 原始资料

1.该公司主要产品 CWJ 型机械的有关资料：

⑴ 该产品 200×年度各月出产计划（见表 1）；

⑵ 该产品的加工工艺流程及各环节的生产周期（见图 1）；

⑶ 该产品的投入批量为月批，投入间隔期为 30 天，每月按标准日历时间 30 天计算，

暂不考虑保险期，上年度出产累计编号为 2210 号。

2.承担该产品生产任务的加工车间设备的有关资料：

⑴ 该车间一工段原有设备的布置顺序（图 2）；

⑵ 该工段生产该产品零件的工艺路线（图 3）。

编制生产计划和生产作业计划资料

（一）

一、南方工程机器有限公司拟采用累计编号法编制 200×年度 CWJ 型产品的投入产出

计划，该产品 200×年度各月的商品出产计划见表 1：

表 1CWJ 型产品 200×年度各月出产计划

月份123456789101112

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产

品

出

产

量

方案 1

方案 2

方案 3

方案 4

方案 5

方案 6

方案 7

方案 8

方案 9

方案 10

25

25

25

30

30

26

25

26

25

28

26

26

30

30

30

30

25

38

25

30

19

19

30

30

30

28

25

29

25

30

26

26

30

30

30

30

25

25

25

32

38

38

30

30

30

30

25

30

25

30

29

29

29

30

30

29

25

30

25

29

25

25

25

30

25

25

30

25

25

26

30

26

30

30

25

26

30

26

25

26

30

19

30

30

25

19

30

20

25

19

30

26

30

30

25

26

30

26

25

26

30

38

30

30

25

38

30

38

25

38

29

29

29

30

25

29

30

29

25

29

以上十个方案，每个学生选择一个。

按学生学号选择：

如学号为1、11、21、31 的选择

方案 1；学号为 2、12、22、32 的选择方案 2；……；以此类推。

产品的加工工艺流程及各环节的生产周期如图 1 所示：

240225210

195

180

165  150  135  120

105

90

75   60   45

30

15

铸

锻

件

件

90

90

油漆  30

冷

冲

作

压

90

90

一

二

金

金

工

工

90

90

装

配

60

图 1CWJ 型产品加工工艺流程及各环节生产周期

平均日产量的求法可用投入 （出产）期起到该批产品出产期为止的各月产量的总和除以

投入（出产）提前期。

注：

平均日产量=从投入（出产）期起到该批产品出产期为止的各月产量的总和/投入（出产）提前期

二、该公司某机器厂加工车间一工段承担机加工生产任务，最近由于生产任务的改变，

零件在各工序之间的流转也发生了变化，现有设备的平面布置不合理，零件流转路线长，因

此决定调整现有设备的平面布置，使零件在各设备之间流转的距离最短，原有设备的布置顺

序和工段所生产零件的工艺路线如图 2 和图 3 所示：

ABCDEFGHIJ

A：

毛坯库； B：

铣床； C：

1 号车床； D：

钻床； E：

刨床； F：

磨床； G：

2 号车床； H：

锯床；

I：

钳台；J：

检验。

图 2原有设备布置

序 号

1

2

3

零 件 号

A  1008

A  1009

A  1203

工  艺   流  程

A—H—C—D—B—I—J

A—G—F—I—J

A—H—C—G—F—I—J

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4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

A  1204

A  1205

A  1310

A  1312

A  1313

B   2101

B   2103

B   2105

B   2106

C   1108

C   1109

A—H—C—B—D—I—J

A—D—C—D—G—B—G—F—I—J

A—G—F—I—J

A—E—B—I—J

A—G—I—J

A—H—C—D—G—F—B—I—J

A—I—E—B—J

A—C—D—I—J

A—I—C—J

A—C—B—I—J

A—I—C—I—J

图 3 工艺流程路线图

3.2 实验步骤

1）对各类原始资料进行分析；

2）掌握各有关主要期量标准的计算方法和步骤；

3）掌握生产计划的编制方法和步骤；

4）掌握生产作业计划的编制方法和步骤；

5）进行生产进度表、工序进度表和机床负荷表的计算和绘制；

6）采用设备平面布置的从至表试验法对设备重新进行布置；

4.实验注意事项及思考题

请注重资料的分析与计算，注重计划的可行性。

5.实验报告

5.1 实验报告要求

⏹完整描述问题以及数据信息

⏹进行可行性分析

⏹对结果进行详细分析

5.2 问题与解决方案

在实验中难免会遇到一些问题，此时同学们可以通过以下几种方式来解决：

· 学会充分利用网络资源，自己上网上搜索相关资料来解决；

· 和其他同学讨论解决问题；

以上的问题解决方案主要是想提高同学们自己解决问题的能力，如果自己实在

找不到解决方案，可以将问题列入实验报告或反应给实验指导老师来帮助解决。

5.3 实验心得体会和建议

将在该实验中的任何心得体会和建议写入实验报告。

6. 附表格

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产品投入出产计划表

附表 1

月份

本月计划任务

本月出产累计

铸件投入

出产

1     2     3     4     5     6     7     8     9     10    11    12

锻件

冷作

油漆

冲压

1 金工

2 金工

装配

投入

出产

投入

出产

投入

出产

投入

出产

投入

出产

投入

出产

投入

出产

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实验五某工程机械有限公司作业计划及物料需求计划的编制

（二）

1. 实验目的

熟悉和掌握企业生产计划和生产作业计划的编制方法和步骤，综合运用所

学知识。

2. 实验任务

利用所给的某工程机械有限公司的原始资料，完成 20XX 年度生产计划及生

产作业计划的编制。

1.编制机加工车间甲、乙、丙三种主要产品（零件）的生产作业计划：

⑴ 计算出三种零件的标准批量和生产间隔期；

⑵ 编制三种零件各道工序的标准计划。

要求绘制出零件工序进度表和机床负荷进度表

（钳工按两个小组安排，其余工种为一个小组）（附表 2）。

2.根据图 4 和表 4 的资料，编制产品 A 的物料需求计划——MRP。

3.根据表 5 中的资料，运用 PERT 和横道图进行时间——资源的优化，合理安排人员作

业计划（采用附表 5）。

3. 实验内容与步骤

3.1 实验内容：

（一） 原始资料

1.机加工车间主要产品甲、乙、丙三种零件的有关资料：

⑴ 三种零件在主要工序上的加工时间（表 2）；

⑵ 三种零件在各道工序的生产周期（表 3）；

⑶ 三种零件的月产量分别为 2000，3000 和 1000 件，每月工作 25 天，两班制生产，每

班 8 小时，设备损失系数为 0.05。

2.CW6163 型产品代表零件的有关资料：

⑴ CW6163 型系列产品 A、B 结构层次图（图 4）；

⑵ A、B 产品零部件其它有关资料（表 4）。

3.该公司某工程各工序之间关系（表 5）

编制生产计划和生产作业计划资料

（二）

一、此机加工车间固定生产甲、乙、丙三种零件，该三种零件在主要工序上的加工时间

如下表 2 所示：

（δ=0.05） Q

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≥ 工件的准备结束时间

min 工件的单件加工时间 ⋅δ

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表 2零件在主要工序上的加工时间

零件

名称

甲

乙

丙

月产量

2000

3000

1000

单件时间

3 分钟

4 分钟

3 分钟

主要工序

准备与结束时间

1 小时

2 小时

0.5 小时

三种零件各道工序的生产周期如下表 3 所示：

表 3工序生产周期

零工序 1工序 2工序 3工序 4工序 5

件 名称 生产周期（天） 名称 生产周期（天） 名称 生产周期（天） 名称 生产周期（天） 名称 生产周期（天）

甲铣

乙车

丙铣

1.5

1

1

车

钳

车

3

2.5

1

钻

磨

钳

3

3.5

1

磨

铣

刨

1.5

2.5

1

钳

刨

钳

2

4

3

二、CW6163 型系列产品中，主要生产 A 产品，A 产品分别由 C、D、E、F、G、H 等

零部配件装配而成，其产品结构层次如图 4 所示。

A

C

（1）F

（1）D

（2）

F

（2）D

（1）E

（2）F

（1）

F

（1）E

（2）G

（2）H

（1）

G

（2）H

（1）

图 4产品 A 结构层次图

目前的存货量、订购时的交货期限如下表 4 所示：

表 4A、B、C、D 目前的存货量、订购时的交货期限

项目

A

C

D

存货量

20

30

40

订购交货期

2 周

1 周

1 周

项目

F

G

H

存货量

2000

600

400

订购交货期

2 周

4 周

3 周

E

3000

2 周

该产品已与用户签订交货合同。

产品 A 在不同方案下的交货量如下：

方案

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

产品

A

第 8