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約翰遜法

1.什么是約翰遜法?[1]

約翰遜法是作業(yè)排序中的一種排序方法。選出最短加工時間i*,若最短加工時間有多個,任選1個.若i*出現(xiàn)在機床1,它對應的工件先安排加工,否則放在最后安排,安排后劃去該工件,重復上兩個步驟,直到所有工件都排序完畢。

約翰遜法適用的條件是:n個工件經(jīng)過二、三臺設備(有限臺設備)加工,所有工件在有限設備上加工的次序相同。

舉例說明:有五個工件在二臺設備上加工,加工順序相同,現(xiàn)在設備1上加工,再在設備2上加工,工時列于下表1中,用約翰遜法排序。

表1 加工工時表

約翰遜法

2.約翰遜法具體步驟[1]

第一步,取出最小工時t12=2。如該工時為第一工序的,則最先加工;反之,則放在最后加工。此例是A工件第二工序時間,按規(guī)則排在最后加工。

第二步,將該已排序工作劃去。

第三步,對余下的工作重復上述排序步驟,直至完畢。此時t21=t42=3,B工件第一工序時間最短,最先加工;D工件第二工序時間最短,排在余下的工件中最后加工。最后得到的排序為:B-C-E-D-A。整批工件的停留時間為27分鐘。

3.約翰遜法實例分析[2]

這是一種適用于n/2/P/Fmax排序問題的靜態(tài)排序方法約翰遜法的目標是要求得到全組的零件具有最短的生產(chǎn)周期的生產(chǎn)進度表。數(shù)學上可以證明,應用約翰遜法所得的排序結(jié)果是最優(yōu)解。

1.約翰遜法的排列規(guī)則

如果滿足mint1k;t2k < mint2k;t1k

則將k工件排在h工件之前。

式中:t1kt2k:k工件第1工序、第2工序的加工時間;

t2kt1k:h工件第2工序、第1工序的加工時間。

2.約翰遜排序法的進行步驟

(1)列出零件組的工序矩陣;

(2)在工序矩陣中選出加工時間最短的工序。如果改工序?qū)儆诘?工序,則將該工序所屬工件排在前面。反之,最小工序是第2工序,則將該工序所屬的工件排在最后面。若最小的工序又多個,可任選其中的一個;

(3)將已排序的工件從工序矩陣中消去;

(4)繼續(xù)按步驟(1)、(2)、(3)進行排序,若所有工件都已排定投產(chǎn)順序,排序即告結(jié)束。

例:有6中零件,其工序矩陣見表

表:零件的工序矩陣

工件號123456
第1工序M1629445
第2工序M2833584

根據(jù)約翰遜法的排序步驟:

(1)按前工序最小的選出2號工件及后工序最小的選出3號工件前,3號排在后。從原工件矩陣中消去2號及3號零件,見下表。

項目新工序矩陣原工序矩陣
工件號231455
第1工序M1296445
第2工序M2338584

(2)對原工件矩陣繼續(xù)步驟(1)、(2)、(3),前工序最小的有4和5號兩工件可任選其一,后工序最小的為6號工件。選出該兩工件,并按前述規(guī)則排列,插入新工序矩陣見下表。

項目新工序矩陣原工序矩陣
工件號246315
第1工序M1245964
第2工序M2354388

(3)按規(guī)則繼續(xù)進行排序,5號工件排在前,1號工件拍在后。

工序矩陣。表是按約翰遜法排序后的新工藝矩陣。

按約翰遜法排序后的新工藝矩陣

項目新工序矩陣
工件號245163
第1工序M124659
第2工序M2358843

對于同順序排序問題,可以通過表上作業(yè),計算全組零件的最大流程時間Fmax見表

最大流程時間Fmax計算表

工件號254163
第1工序M12/24/64/106/165/219/30
第2工序M23/55/118/198/274/313/34

表中斜線右方的數(shù)字是到該工序結(jié)束時的流程時間,它的計算方法如下:

到該工序結(jié)束時間的流程時間=該工序的開始時間+該工序的加工時間

生產(chǎn)過程中一個工序的開始時間取決于兩個因素:

  • 該工序前一道工序的結(jié)束時間;
  • 該工序所用的設備上緊前工件的加工結(jié)束時間。該工序的開始時間應取上述兩數(shù)中之大者。例如,1號工件第2工件結(jié)束時的流程時間,應為Fj1m2=max{16;19}+8=27。

根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)可得到一張1至6號工件的生產(chǎn)進度表,有每個工件在各臺設備上的開工時間與完工時間。

本例中第4和第5號工件在被選時,由于前工序均為最小工序,當時任選了4號。如果選了5號結(jié)果有如何呢?見下表。

本例不同排序方案的最大流程計算

工件號254163
第1工序M12/24/64/106/165/219/30
第2工序M23/58/145/198/274/313/34

根據(jù)上面兩表的計算結(jié)果,說明對于條件等價的條件,任選其中之一,不影響最后結(jié)果。按約翰遜法所排出的結(jié)果應為最優(yōu)解,這里說明最優(yōu)解可能不止一個,可以有多個等值的最優(yōu)解。

約翰遜法只適用于兩工序工件的排序問題,所以它的使用范圍受到很大的限制。

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