摘要
随着计算机通信技术的飞速发展以及互联网的广泛应用，人们对信息安全的需求也越来越高。信息安全已经成了当今尤为重要的且亟待解决的问题。目前，高级加密标准(AdvancedEncryptionStandard，AES)还没有为人所知的漏洞，AES算法可以说是当前密码算法设计最高水平的反映。用硬件实现数据加密已经成为信息安全的主流。国外一些机构已经推出IP核，国内在加密算法的研究及应用方面起步较晚，随着AES算法日益受到人们的广泛关注，对硬件实现的AES产品的需求也稳步攀升。
文章阐述了Rijndael算法的设计特色，介绍了AES在密码分析方面国内外已有的一些理论分析成果，描述了AES算法采用软件和硬件实现方案。此外，本文章从数学基础的知识上阐明了AES算法的四个步骤。从AES算法抵抗强力攻击能力，抵抗差分分析和线性密码分析的能力，抵抗渗透攻击能力，抵抗代数计算攻击能力，抵抗XSL攻击能力，弱密钥的分析这几个方面进行了分析从而说明AES的安全性能。我们根据算法的安全性、代价以及算法与实现特性的原则实现了AES的算法，从密钥编排方案分析了密钥的设计准则和选取。关键词：AES算法加密解密安全性能分析
第一章绪论
1. 题目背景
科技的发展特别是网络的发展使计算机深入到了各行各业的方方面面，计算机在带来方便和提高了工作效率的同时却也带来了各种各样的新问题，其中信息安全问题最为突出，随着计算机信息安全要求的不断提高, 计算机保密系统已变得越来越重要，密码学应用不再是局限于军事、国防等有限领域，而是迅速的走进了千家万户。
2. AES算法密码分析的进展
对称密码加密系统中最著名的是数据加密标准 D E S ( D a t a E n c r y p t i o n S t a n d a r d ) 、高级加密标准A E S ( A d v a n c e d E n e r y p t i o n S t a n d a r d ) 和国际数据加密标准I D E A( I n t e r na t i o n a l D a t a E n e r y p t i o n A l g o r i t hm) 。1 9 7 7年，美国国家标准局正式公布并实施了数据加密标准D E S ，公开了它的加密算法，并批准用于非机密单位和商业上的保密通信。随后，D E S成为全世界使用最广泛的加密标准。但是，经过多年的使用，已经发现了D E S的很多不足之处，对 D E S的破解方法也有日趋得逞之势。美国国家标准和技术协会NI S T( t h e N a t i o n a l I n s t i t u t e o f S t a n d a r d s a n d T e c h —n o l o g y ) 在1 9 9 7年1月2日正式宣布了公开征集高级加密标准 A E S 。2 0 0 0年l 0月2日，N I S T宣布R i j n d a e l 算法被选中成为将来的A E S 。R i j n d a e l 算法是在1 9 9 9年下半年，由研究员J o a n D a e m e n和V i n c e n t R i j m e n创建的。2 0 0 1年1 1 月2 6日，N I S T正式公布了新标准 A E S ，其编号为 F I P S P U B S 1 9 7 J 。新标准A E S将会代替旧的D E S而日益成为加密各种形式的电子数据的实际标准。
2002年亚洲密码分析研讨会上，Courtois[16]提出一种称为XSL攻击的分组密码分析新方法，主要思想是用一系列次数低、方程数大于变元数的超定方程组
来描述密码系统，通过解方程组来破解分组密码。同年美洲密码分析研讨会上，Murphy[17]设计了一种新的算法BES(Big Encryption System)，将AES中GF(82)和GF(2)上的两种域运算归结为域GF(82)上的运算，使AES成为某种消息空间和密钥空间下的BES，通过研究形式更为简洁的BES，可以更清晰地了解AES 算法内部的数学结构。2002年第297期《科学》杂志[18]高度评价了这两个最新分析成果。
韦宝典[25]利用Walsh谱理论分析Rijndael算法S盒的严格雪崩特性、扩散特性和相关免疫性等密码性质，提出了广义自相关函数的概念，解决了严格雪崩准则和扩散准则阶数的确定问题；基于等价类的划分、线性方程组的求解和标准基之对偶基的计算，给出了域元素分量代数表达式的3种求法，提出了一种基于生日悖论、利用活动性进行攻击的新方法；指出了Square-6攻击是不成功的，并给出了修正攻击方案。
第二章基础设置
AES算法是一些相当复杂的运算，虽然本文要实现的只是8位处理器上实现128位的运算，但还是很有必要采用模块化思想按照层次结构来设计及实现一些其它的辅助函数，而不是把它们内嵌在算法函数内，这样既能够避免算法函数的程序代码的过分冗长、使代码清晰易懂、突出算法过程又能够使程序易于测试、排错、更新和复用。由于本文重点在乘法类算法，下面只介绍一些关键的辅助函数，其它辅助函数要到相关算法使用到时再简略介绍。
1. AES简介
密码算法的理论与实现研究是信息安全研究的基础。对各类电子信息进行加密，在其存储、处理、传送以及交换过程中实施保护，是保证信息安全的有效措施。数据加密标准DES于1977年1月向社会公布，它是第一个世界公认的实用分组密码算法标准。但在经过20年的应用后，DES已被认为不可靠。3DES作为DES 的替代，密钥长度为168bits，可克服穷举攻击问题。同时，3DES的底层加密算法对密码分析攻击有很强的免疫力。但由于用软件实现该算法的速度慢，使得3DES不能成为长期使用的加密算法标准，需要一种新的高级加密标准来替代。AES具有密钥灵活性及较高的可实现性，具有较高的安全性能及实现效率，其密钥建立时间极短，且灵敏性良好。Rijndeal算法给出了最佳查分特征概率，进行了算法抵抗差分密码分析以及线性密码分析。无论Rijndeal使用反馈模式或无反馈模式，其硬件和软件实现性生能都表现优秀。此外，Rijndeal对内存的极低需求使其适合于在存储器受限环境下使用，并能够表现出极好的性能。
AES是一个迭代的、对称密钥分组的密码，它可以使用128、192和256位密钥，并且用128位(16字节)分组加密和解密数据。与公共密钥密码使用密钥对不同，对称密钥密码使用相同的密钥加密和解密数据。通过分组密码返回的加密数据的位数与输入数据相同。迭代加密使用一个循环结构，在该循环中重复置换(permutations)和替换(substitutions)输入数据。
AES加密算法包括字节替换SubBytes()、行移位ShiftRows0、列混合MixColumns0和密钥加AddRoundKey()等函数。本文只研究分组长度和密钥长度均为128位的情况，记做AES一128。AES一128算法对状态矩阵进行操作。状态矩阵是128位数据按列优先原则排列的4x4矩阵，矩阵中的每一个元素为一个字节。AES一128算法要进行10轮轮变换，加密时轮变换主要有字节替换SubBytes()、行移位ShiftRows0、列混合MixColumns0和密钥加AddRoundKey()运算。对于每次轮变换，AES算法需要一个轮密钥，该轮密钥由初始密钥经密钥扩展函数生成。
1.1 AES与3DES的比较
算法名称算法类型密钥长
度
速
度
解密时间（建设
机器每秒尝试
255个密钥）
资源消
耗
AES
对称
block密
码128、
192、256
位
高1490000亿年低
3DES
对称
feistel密
码112位或
168位
低46亿年中
2. AES算法的数学基础
有限域就是具有有限个元素的域，元素个数必须是一个素数的幂P，n为正整数并称为域的阶，P为素数并称为有限域的特征j。在Rijndael的描述中均使用以2为特征的有限域，并用符号“o”表示2特征域中的加法运算。对每一个素数幂恰好存在一个有限域，用CF(p)表示。当凡=1时的有限域记为GF(P)，其元素可以用集合{0，1，…，P一1}来表示，该域的两种运算则是“模P的整数加法”和“模P的整数乘法”。
3. AES和Rijndael的区别
Rijndael和AES之间的唯一差别在于各自所支持的分组长度和密码密钥长度的范围不同。
Rijndael是具有可变分组长度和可变密钥长度的分组密码。其分组长度和密钥长度均可独立地设定为32比特的任意倍数，最小值为128比特，最大值是256比特。我们可以定义具有更大分组长度和密钥长度的各种版本的Rijndael，但目前似乎没有必要。
AES将分组长度固定为128比特，而且仅支持128、192或256比特的密钥长度。在AES的选择过程中，Rijndael所具有的额外的分组长度和密钥长度没有评估。因此，这定在当前的FIPS标准中也为被采用。
4. AES算法的分析
一个密码算法的有效性首先体现在可靠的安全性上。Rijndael算法设计采用针对差分和线性密码分析提出的宽轨迹策略(WTS)，其最大优势是可以给出算法最佳差分特征的概率以及最佳线性逼近偏差的界；使用简单的部件组织成清晰的结构，便于算法安全性的分析。当然，在密码学界永远没有绝对的安全，Rijndael 算法也不例外，如其明显的代数结构对安全性的潜在威胁已经受到一些学者的质
疑。本文从简化算法攻击、算法结构性质分析以及密码分析的进展等方面对AES 算法的密码分析状况进行讨论。
4.1 简化算法攻击
目前尚未出现对完整Rijndael 算法的成功攻击，只提出了几种针对简化算法的攻击方法。最有名的当数密码设计者自己提出的Square 攻击，其主要思想是利用第4轮字节替换前后平衡性的改变来猜测密钥字节，对128比特密钥下4到6轮简化算法有效。Biham[2]等对Square 攻击进行改进，时间复杂度降为原来的一半，并认为颠倒轮密钥的顺序可将攻击复杂度降低28。Lucks[3]利用密钥生成算法的弱点，将Square 攻击的密钥长度扩展到192和256比特，攻击7轮简化算法比穷尽搜索快。Ferguson[4]利用“部分和”技术将6轮Square 攻击的复杂度从272降到244，并推广到7轮和8轮简化算法，指出密钥生成算法中几个违背设计准则的特性，利用慢扩散性设计了一个针对256比特密钥下9轮简化算法的密钥相关攻击方案。
Gilbert[5]利用局部函数间的冲突特性对4到7轮简化算法进行了攻击。Cheon 等将5轮不可能差分攻击推广到6轮，复杂度高于相应的Square 攻击，但仍快于密钥穷尽搜索。Koeune[6]描述了一种计时攻击，通过对每个密钥数千次的测量，展现攻破一个不良的现实设计的过程。Golic[7]则指出AES 算法虽然能够通过乘法掩盖来抵抗简单能量攻击(SPA)，对差分能量攻击(DPA)却无能为力。
4.2 算法结构性质分析
密码代数结构的任何弱点都将有利于密码的分析和破译。因此，在对Rijndael 简化算法进行攻击尝试的同时，人们也把相当多的精力集中到算法内部结构各种性质的研究上。Ferguson[8]给出了Rijndael 算法一个直观而紧凑的代数表示形式；Filiol[9]则将算法的每一输出比特看作以明文比特和密钥比特为变量的布尔函数
),,,,,('11n n i k k p p f ，用Mōbius 变换将之计算出来，研究其低次项的分布
情况，比较i f 与完全随机的布尔函数代数正规式的差异，结果发现Rijndael 算法
布尔函数的随机特性并不十分理想。
Barkan[10] 替换算法中的不变常量(如既约多项式、列混合运算中的系数和S 盒中的仿射变换)，产生新的等价对偶密码(平方对偶、对数对偶和自对偶等数百种之多)。在此基础上，可以选择比原算法快的对偶算法，在加解密中使用不同的对偶密码或每次随机选择不同的对偶密码以抵抗错误攻击和能量攻击。但是，由于对偶密码的结构容易分析，并易于转换成原算法，可能会有助于实施差分或线性攻击，所以对偶密码的存在也可能是对Rijndael 算法的一种潜在威胁。
Song[11]为SPN 分组密码引入了替换差分的概念，研究S 盒替换距离的分布特性，并认为，如果知道给定分组密码S 盒的替换距离，便可在密码分析中选择有一定输入差分的明文来确定可能的密钥，这种分析方法不依赖于密钥，可用于分析Rijndael 算法的第1轮。Fuller[12]等指出Rijndael 算法S 盒的分量函数之间存在等价关系c bx a x D s x s ij j i +++=)()(。这种等价关系有助于降低S 盒硬件实现成本，但从安全角度看，可能会引发对Rijndael 算法的攻击。他们利用布尔函数局部结构中的相邻特性，通过寻找等价参数ij D 、a 、b 和c 的方法间接证明了分量函数之间的等价关系。Youssef[13]则将S 盒分量函数间的等价关系推广到整个轮函数。
Murphy[14]发现任何明文或明文差分经过Rijndael 算法线性扩散层16轮迭代后会重现，Wernsdorf[15]则指出Rijndael 算法的轮函数构成交换群。
5. AES 算法的设计原理
GF(82)中乘法使用的多项式是8次不可约多项式列表中的第一个多项式。 ByteSubstitution （称为S 盒）在设计时考虑到抵抗差分密码分析、线性密码分析的要求，应满足以下条件： (1) 可逆性；
(2) 输入比特的线性组合与输出比特的组合之间的最大非平凡相关性的极小
化；
(3) 异或差分表中最大非平凡值的极小化； (4) GF(82)中代数表示的复杂性；
(5) 描述的简单性。
满足前3条准则的S 盒的构造方法已被给出，AES 的作者从众多候选构造中选择将x 映射到它的逆的S 盒。该映射过于简单，为了抵抗插入攻击，加入仿射变换：
1mod )1)(()()(84567267+++++++++=x x x x x x a x x x x x b
模数多项式18+x 选择为可能是最简单的模数多项式。可以找到其它的S 盒满足以上准则。
? MixColumn 变换符合以下准则： (1) 可逆性；
(2) GF(82)中的线性性； (3) 适当的扩散性能； (4) 8位处理器上实现速度快； (5) 对称性； (6) 描述的简单性。
选择模数多项式14+x 可满足准则2、5、6。准则1、3、4要求系数的值要小，故选00、01、02 、 03。 ? ByteRotation 符合以下准则： (1) 4个位移量互不相同且00=C ； (2) 能抵抗差分截断攻击； (3) 能抗Square 攻击； (4) 简单。
从满足准则2和准则3出发，AES 的作者选取了最简单的组合。
6.AES 算法的优化
为了改善AES 算法的时间性能以及提高数据吞吐量，将AES 一128按列优先的原则进行排列。若输入的128位数据(16Byte)So ，S1…,，按列优先的原则排列成4x4矩阵。
字节替换，采用s 盒查找表实现(加密时，采用s 盒；解密时，采用逆s 盒)，每个查找表的大小为256Byte ，共占用512Byte 。行移位是按行进行移位，第1行保持不变。加密时，第2行～第4行分别循环左移1Byte~3Byte ；解密时，第2行一第4行分别循环右移
1Byte-3Byte。
假设行移位前的状态矩阵和行移位后的状态矩阵分别为：s和t，矩阵的每一列分别用s0、s1、s2、s3、to、t1、t2、t3表示，则加密时行移位可用如下方法实现：
to=(so&0xff000000)|(s1&0x00ff0000)|(s2&0x0000ff00)|(s3&0x000000ff)；
tl=(sl&0xff0000000)|(s2&0x00ff0000)|(s3&0x0000ff00)|(so&0x000000ff)；
t2=(s2&0xff000000)|(s3&0x00ff0000)|(so&0x0000ff00)|(sl&0x000000f0；
t3=(s3&0xff000000)|(so&0X00ff0000)|(sl&0X0000ff00)|(s2&&0x000000ff)；
解密时行移位可用如下方法实现：
to=(so&0xff000000)|(s3&0x00ff0000)|(s2&0x0000ff00)|(s1&0x000000ff)；
tl=(sl&0xff0000000)|(s0&0x00ff0000)|(s3&0x0000ff00)|(s2&0x000000ff)；
t2=(s2&0xff000000)|(s1&0x00ff0000)|(so&0x0000ff00)|(s3&0x000000f0；
t3=(s3&0xff000000)|(s2&0X00ff0000)|(sl&0X0000ff00)|(s0&&0x000000ff)；
6.1 列混合和逆列混合的优化
7. AES算法的框架描述
Rijndael算法是一个可变数据块长和可变密钥长的分组迭代加密算法，数据块长和密钥长可分别为128，192或256比特，但为了满足AES的要求，分组长度为128比特，密钥长度为128，192或256比特。AES密码算法采用的是代替一置换网络(SPN)结构，每一轮操作由4层组成：第1层(字节替换)为非线性层，用S盒对每一轮中的单个字节分别进行替换；第2层(行移位)和第3层(列混合)是线性混合层，对当前的状态阵按行移位，按列混合；第4层(密钥加层)用子密钥与当前状态阵进行字节上的异或。
具体算法结构如图1所示。
图1中，(a)图给出了算法的整体结构，输入明文x 与子密钥I(0异或，然后经过r 轮迭代最终生成密文Y ，其中第1到r 一1轮迭代结构为图(b)，第r 轮与前面各轮稍微有点不同，缺少混合层。
8. AES 加、解密的输入/输出
Rijndael 的输入/输出可看作8位字节的一维数组。对加密来说，其输入是一个明文分组和一个密钥，输出是一个密文分组。对解密而言，输入是一个密文分组和一个密钥，而输出是一个明文分组。Rijndael 的轮变换及其每一步均作用在中间结果上，我们将该中间结果称为状态。状态可以形象地表示为一个矩形的字节数组，该数组共有4行。状态中的列数记为b N ，它等于分组长度除以32.将明文分组记为
143210-?b N P P P P P
明文X
r 轮迭代
密文Y
子密钥0K
(a)AES 算法框图 (*)X
字节代替BS
行移位SR
列混合MC
r X
1-K
(b)一轮AES 结
图1 AES 算法结构
其中，0P 表示第一个字节， 14-?b N P 表示明文分组的最后一个字节。类似
地，将密文分组记为
143210-?b N C C C C C
将状态记为
j i a ,，40<≤i ，b N j <≤0
这里，j i a ,表示位于第i 行第i 列的字节。输入字节依次映射到状态字节
,1,31,21,11,00,30,20,10,0a a a a a a a a 上。
当加密是，输入是一个明文分组，映射是
j i j i P a 4,+=，40<≤i ，b N j <≤0
当解密是，输入是一个密文分组，映射是
j i j i C a 4,+=，40<≤i ，b N j <≤0
在加密结束时，密文分组以相同的顺序从状态字节中取出
4/,4mod i i i a C =，b N i 40<≤
在解密结束时，明文分组按以下顺序从状态中得到
4/,4mod i i i a P =，b N i 40<≤
类似地，密钥被映射到两维密码密钥上。密码密钥可以形象地表示为一个与状态类似的矩形数组，该数组也有4行。密码密钥的列数记为k N ，它等于密钥长度除以32。密钥的各字节被依次映射到密码密钥的各字节上：
,2,01,31,21,11,00,30,20,10,0k k k k k k k k k 。如果将密钥记为
143210-?k N z z z z z
那么
j i j i z k 4,+=，40<≤i ，k N j <≤0
状态与密码密钥的表示以及明文-状态与密钥-密码密钥的映射，如图所示
P
4
P
8P 12P
1P 5
P
9P 13P
2
P
6
P
10P 14P
3P 7
P
11P 15P
当b N =4、k N =6时状态和密码密钥的大 致分布
9. AES 加密算法实现
AES 中的操作均是以字节作为基础的，用到的变量也都是以字节为基础。State 可以用4×4的矩阵表示。AES 算法结构对加密和解密的操作，算法由轮密钥开始，并用Nr 表示对一个数据分组加密的轮数(加密轮数与密钥长度的关系如表2所示)。AES 算法的主循环State 矩阵执行1 r N 轮迭代运算，每轮都包括所有 4个阶段的代换，分别是在规范中被称为 SubBytes(字节替换)、ShiftRows(行位移变换)、MixColumns(列混合变换) 和AddRoundKey ，(由于外部输入的加密密钥K 长度有限 ，所以在算法中要用一个密钥扩展程序(Keyexpansion)把外部密钥 K 扩展成更长的比特串，以生成各轮的加密和解密密钥。)最后执行只包括 3个阶段 (省略 MixColumns 变换)的最后一轮运算。
0k 4
k
8k
12k 16k 20k
1k 5k 9k
13k 17k 21k
2
k
6k 10k 14k 18k 22k
3k 7
k
11k 15k 19k 23k
表2 AES参数
密钥长度(bits) 128 192 256 明文分组长度(bits) 128 128 128 轮数10 12 14 每轮密钥长度(bits) 128 128 128
扩展密钥长度(bytes) 176 206 240
9.1 密钥扩展
通过生成器产生Nr+1个轮密钥，每个轮密钥由Nb个字组成，共有Nb（Nr+1）个字。在加密过程中，需要Nr+1个轮密钥，需要构造4（Nr+1）个32位字。首先将输入的4个字节直接复制到扩展密钥数组的前4个字中，得到W[0],W[1],W[2],W[3];然后每次用4个字填充扩展密钥数余下的部分。
//keyexpand
printf("after keyexpand:\n");
for(i=4;i<8;i++)
{
if(i%4==0)
{ rotword[0]=w[1][i-1];
rotword[1]=w[2][i-1];
rotword[2]=w[3][i-1];
rotword[3]=w[0][i-1];
printf("rotword():");
for(j=0;j<4;j++) printf("%02x ",rotword[j]);
for(j=0;j<4;j++)
subword[j]=sbox[rotword[j]];
printf("\nsubword():");
for(j=0;j<4;j++) printf("%02x ",subword[j]); printf("\n\n");
for(j=0;j<4;j++)
rcon[j]=subword[j]^ Rcon[N][j] ;
printf("after ^Rcon():");
for(j=0;j<4;j++) printf("%02x ",rcon[j]); printf("\n\n");
for(j=0;j<4;j++)
w[j][i%4]=rcon[j]^ w[j][i-4] ;
printf("w[%d] :",count);
for(j=0;j<4;j++) printf(" %02x ",w[j][i%4]) ;
count++;
}
else
{
for(j=0;j<4;j++)
w[j][i%4]=w[j][i%4]^w[j][(i%4)-1];
printf("w[%d] :",count);
for(j=0;j<4;j++) printf(" %02x ",w[j][i%4]);
count++;
}
printf("\n\n");
}
printf("密钥扩展Round key:\n");
for(i=0;i<4;i++)
{for(j=0;j<4;j++) printf("\t\t%02x ",w[i][j]);
printf("\n");}
printf("\n");
9.2 字节替换
SubBytes（）变换是一个基于S盒的非线性置换，它用于将输入或中间态的每一个字节通过一个简单的查表操作，将其映射为另一个字节。映射方法是把输入字节的高四位作为S盒的行值，低四位作为列值，然后取出S盒中对应的行和列的元素作为输出。
unsigned char subbytes(unsigned char state[4][4])
{printf("after subbyte:\n"); //取出中间态state映射到S盒中的值赋给中间态state for(i=0;i<4;i++)
{for(j=0;j<4;j++)
state[i][j]=sbox[state[i][j]]; }
for(i=0;i<4;i++) //输出到屏幕显示state
{for(j=0;j<4;j++)
printf("\t\t%02x ",state[i][j]);
printf("\n");
}
printf("\n");
return 0;
}
9.3 行移位
ShiftRows（）完成基于行的循环移位操作，变换方法是第0行不动，第一行循环左移一个字节，第二位循环左移两个字节，第三行循环左移三个字节。
unsigned char shiftrows(unsigned char state[4][4])
{printf("after shiftrows:\n"); // 在中间态的行上，
k=state[1][0]; // 第0行不变
state[1][0]=state[1][1]; // 第一行循环左移一个字节
state[1][1]=state[1][2]; // 第二行循环左移两个字节
state[1][2]=state[1][3]; // 第三行循环左移三个字节
state[1][3]=k;
k=state[2][0];
state[2][0]=state[2][2];
state[2][2]=k;
k=state[2][1];
state[2][1]=state[2][3];
state[2][3]=k;
k=state[3][0];
state[3][0]=state[3][3];
state[3][3]=state[3][2];
state[3][2]=state[3][1];
state[3][1]=k;
for(i=0;i<4;i++) //输出到屏幕显示state
{for(j=0;j<4;j++)
printf("\t\t%02x ",state[i][j]);
printf("\n");
}
printf("\n");
return 0;
}
9.4 列混合
MixColumns（）实现逐列混合，方法是s’(x)=c(x)*s(x)mod(x^4+1)
unsigned char mixcolumns(unsigned char state[4][4])
{ printf("after mixcolumns:\n");// 实现(02 03 01 01) 与中间态state分别相乘后异或得相应值
for(i=0;i<4;i++) // (01 02 03 01)
{ // (01 01 02 03)
k=state[0][i]; // (03 01 01 02)
temp[0] = state[0][i] ^ state[1][i] ^ state[2][i] ^ state[3][i] ;
temp[1] = state[0][i] ^ state[1][i] ; temp[1] = xtime(temp[1]); state[0][i] ^= temp[1] ^ temp[0] ;
temp[1] = state[1][i] ^ state[2][i] ; temp[1] = xtime(temp[1]); state[1][i] ^= temp[1] ^ temp[0] ;
temp[1] = state[2][i] ^ state[3][i] ; temp[1] = xtime(temp[1]); state[2][i] ^= temp[1] ^ temp[0] ;
temp[1] = state[3][i] ^ k ; temp[1] = xtime(temp[1]); state[3][i] ^= temp[1] ^ temp[0] ;
}
for(i=0;i<4;i++) //输出到屏幕显示state
{for(j=0;j<4;j++)
printf("\t\t%02x ",state[i][j]);
printf("\n");
}
printf("\n");
return 0;
}
9.5 轮密钥加
AddRoundKey()用于将输入或中间态S的每一列与一个密钥字ki进行按位异或，每一个轮密钥由Nb个字组成。
unsigned char addroundkey(unsigned char state[4][4],unsigned char w[4][4])
{ printf("addroundkey %d:\n",round++);
//将中间态state中的每一列与一个密钥字(w[4][4]中的一列)进行按位异或
for(i=0;i<4;i++) //完了又赋值给state
{for(j=0;j<4;j++)
state[i][j]^=w[i][j];}
for(i=0;i<4;i++) //输出到屏幕显示出来state
{for(j=0;j<4;j++)
printf("\t\t%02x ",state[i][j]);
printf("\n");}
printf("\n");
return 0;
}
9.6 逆字节替换
与字节代替类似，逆字节代替基于逆S盒实现。
unsigned char InvSubbytes(unsigned char state[4][4])
{ for(i=0;i<4;i++) //基于逆S盒的映射替代{for(j=0;j<4;j++)
{ state[i][j] = rsbox[state[i][j]];}
}
printf("after InvSubbyte:\n");
for(i=0;i<4;i++)
{for(j=0;j<4;j++) //输出到屏幕显示state printf("\t\t%02x ",state[i][j]);
printf("\n");
}
printf("\n");
return 0;
}
9.7 逆列混合
逆列混淆的处理办法与MixColumns（）类似，每一列都通过与一个固定的多项式d(x)相乘进行交换。
unsigned char InvMixColumns(unsigned char state[4][4])
{ printf("after InvMixColumns :\n");
//实现(0e 0b 0d 09)与中间态state分别相乘后异或得相应值for(i=0;i<4;i++) // (09 0e 0b 0d)
{ temp[0] = state[0][i]; // (0d 09 0e 0b)
temp[1] = state[1][i]; // (0b 0d 09 0e)
temp[2] = state[2][i];
temp[3] = state[3][i];
state[0][i] = Multiply(temp[0], 0x0e) ^ Multiply(temp[1], 0x0b) ^ Multiply(temp[2], 0x0d) ^ Multiply(temp[3], 0x09);
state[1][i] = Multiply(temp[0], 0x09) ^ Multiply(temp[1], 0x0e) ^ Multiply(temp[2], 0x0b) ^ Multiply(temp[3], 0x0d);
state[2][i] = Multiply(temp[0], 0x0d) ^ Multiply(temp[1], 0x09) ^ Multiply(temp[2], 0x0e) ^ Multiply(temp[3], 0x0b);
state[3][i] = Multiply(temp[0], 0x0b) ^ Multiply(temp[1], 0x0d) ^ Multiply(temp[2], 0x09) ^ Multiply(temp[3], 0x0e);
}
《生产管理》课程设计教学大纲 课程代码：ABGS0215 课程中文名称：生产管理课程设计 课程英文名称：Course Design of Production Management 课程学分数：2学分 课程学时数：2周 授课对象：工商管理 本课程的前导课程：生产运营管理 一、课程设计简介（目的与任务） 《生产管理课程设计》是工商管理专业主要的实践性教学环节，是对《生产运营管理》课程理论知识的巩固和提高。经过两周的课程设计，通过集体讨论、共同探讨、分工协作，培养学生计划编制的综合能力；深化学生对生产计划指标、生产能力、生产作业计划、生产技术准备计划和物资供应计划等理论的理解；深化学生对计划编制工具的理解；深化学生对期量标准的制定的理解；深化学生对工厂选址和车间平面布置的理解。通过本课程的学习，学生不仅巩固了生产管理系统的知识水平，而且培养了生产实践能力，进一步培养其独立分析问题和解决问题的能力。 二、课程设计的内容与要求 根据《生产管理课程设计》的目的和任务，围绕课程特点，结合工业企业、陶瓷企业等实践需求，学生应认真完成课程设计报告，全面掌握工厂选址的原则；掌握工业企业生产和生产管理全过程；产生工业企业平面布置的理论和实践感性认识。具体内容与要求如下： 1、掌握各有关主要期量标准的计算方法和步骤； 2、掌握生产计划的编制方法和步骤； 3、掌握生产作业计划的编制方法和步骤； 4、掌握各有关生产计划表格的编制和计算； 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、掌握物料需求计划——MRP的编制方法； 7、掌握设施规划与布局的常用方法； 8、编制产品出产进度表； 9、对工厂选址进行比较分析。 三、进程安排时间表
设计题目一：成批生产期量标准设计与生产作业计划的编制1? 一、课程设计说明书?１ (一）计算大型零件组及其三种零件的加工周期1? (二)制定Ｃ618Ｋ2产品及其三种零件的生产期量标准6? （三)编制“２013年1-6月份C６1８Ｋ２产品各月各车间投入、出产生产 作业计划”7? 二、设计成果15? 设计题目二：单一对象机械加工间断流水线组织设计(资料六）........................... 1９ 一、课设说明书 (19) （一)计算流水线平均节拍............................................................................. 1９ （二)计算并确定各工序设备需求量?１９ (三）确定看管期内工序产量......................................................................... ２0 （四）计算工作地在看管期内的工作延续时间 .......................................... ２0 (五）计算工作地（设备)负荷率及流水线平均负荷率. (22) （六）配备工人并计算每个工人的负荷率23? （七）确定运输批量，确定节奏和选择运输装置 (24) (八)、设计间断流水线标准工作指示图表.................................................... 2４ （九）、绘制流水线内各工序周转在制品占有量形成与消耗图表24? (十)、流水线平面布置设计............................................................................ 3０ 二、设计成果?３2
一.设计内容与方法步骤 生产组织设计，包括车间设计、车间作业计划系统设计二部分内容。 （一）车间设计 1、车间生产的产品（零件）进行分类鉴定 2、确定生产类型和划分工段 （1）计算节拍，假设有效工作日为300天，两班制作业，每班工作8小时，检修停工率为8%，根据公式r=Fe/N.求的各个零件的节拍如下表 （2）根据公式K=T/r,求按工序计算的大量系数值，下表所示 大量系数汇总表 结论：工序的大量系数大于0.5，所以零件的生产类型为大量生产类型。 3、生产过程的组织形式 由于用同种设备，同工种的工人，同样的工艺，加工不同的对象，根据工艺专业化原则建立工艺专业化工段，由于三种零件的节拍大致相同、且流水生产可以提高效率，降低成本，所以应进行流
水生产，又因为是三种不同的零件，所以应组织多品种的流水线，又因为每道工序的单件作业时间不等，所以为间断的流水线。 4、车间设备的计算 多对象流水线各工序的设备及负荷系数计算表 该流水线共需要采用的设备数为：2+3+3+2+3+2+2+2+4+2+3=28台 5、车间面积的核算 根据已知的条件X52K 为2.2*2米；F21 为2*1.5米； CW6163 为2*1米；S8139 为2*1米； Y631K 为2*2米；M8612 为3*1.5米； Z535 为1.4*1米；M131W为2*1.5米； 钳工台占用面积为1*1米，传送带宽度为0.5米，设备间距为0.5米，设备与传送带的间距为0.7米，(纵向)布置，设备与传送带的间距为0.4米(横向布置) 4.4*2+3*3+2*5+4*5+2*2+4.5*2+1.4*4+3*5=81.4
. 《生产与运作管理》课程设计报告 班级：物流管理1301班 名：谈荣灯姓 1304100020 学号： 指导老师：钟生成 完成日期：2015/6/22-2015/6/2;. .
1采用累计编号法编制CWJ产品全年的投入产出计划 南方工程机器有限公司拟采用累计编号法编制2009年度CWJ型产品的投入产出计划，该产品2009年度各月的商品出产计划见表1： 表1 CWJ型产品2009年度各月出产计划 产品的加工工艺流程及各环节的生产周期如图1所示： 型产品加工工艺流程及各环节生产周期1 CWJ图 1.1 计算各生产环节的投入产出提前期；，保险期装配车间出产提前期=0=0 （天）装配车间生产周期装配车间投入提前期==60 （天）装配车间投入提前期二金工车间出产提前期==60 二金工车间生产周期+=60+90=150（天）二金工车间出产提前期二金工车间投入提前期= 一金工车间、冲压车间、冷作车间的出产投入提前期与二金工车间相同；冲压车间投入提前期==150（天）油漆车间出产提前期油漆车间生产周期 +=150+30=180（天）油漆车间出产提前期=油漆车间投入提前期锻件车间出产提前期=150（天）冷作车间投入提前期= 锻件车间生产周期+锻件车间出产提前期=锻件车间投入提前期 =150+90=240（天）铸件车间的出产投入提前期与锻件车间相同。 2各车间出产投入提前期如表所示：;. . 表2 各车间出产投入期的计算
计算全年各月份的出产累计编号1.2 年各月份出产累计编号为：，则20091 上年度出产累计编号为2210号，根据表2210+28=2238 1月份出产累计编号：2238+30=2268 月份出产累计编号：22268+30=2298 月份出产累计编号：32298+32=2330 4月份出产累计编号：2330+30=2360 月份出产累计编号：52360+29=2389 6月份出产累计编号：: 2389+26=2415 7月份出产累计编号: 2415+26=2441 8月份出产累计编号: 2441+19=2460 月份出产累计编号9:2460+26=2486 月份出产累计编号10:2486+38=2524 月份出产累计编号11:2524+29=2553 12月份出产累计编号计算各车间的出产投入累计编号1.3 1.3.1 一月份各车间的出产投入累计编号? +=本车间出产累计号最后车间出产累计号数最后车间的平均日产量本车间出产提前期? +=本车间投入累计号最后车间出产累计号数最后车间的平 均日产量本车间投入提前期提前期)/期起到该批产品出产期为止的各月产量的总和投入(出产)(=平均日产量从投入出产 1根据以上公式和表，可得：=2210+28=2238 装配车间出产累计号=2238+30+30=2298 装配车间投入累计号;. . 二金工车间出产累计号=2298 二金工车间投入累计号=2238+30+30+32+30+29=2389 一金工车间出产累计号=二金工车间出产累计号=2298 一金工车间投入累计号=二金工车间投入累计号=2389 冲压车间出产累计号=二金工车间出产累计号=2298 冲压车间投入累计号=二金工车间投入累计号=2398 油漆车间出产累计号=冲压车间投入累计号=2398 油漆车间投入累计号=2238+30+30+32+30+29+26=2415 冷作车间出产累计号=二金工车间出产累计号=2298 冷作车间投入累计号=二金工车间投入累计号=2389 锻件车间出产累计号=冷作车间投入累计号=2389 锻件车间投入累计号=2238+30+30+32+30+29+26+26+19=2460 铸件车间出产累计号=锻件车间出产累计号=2389 铸件车间投入累计号=锻件车间投入累计号=2460 1.3.2 二月份各车间的出产投入累计编号 装配车间出产累计号=2238+30=2268 装配车间投入累计号=2268+30+32=2330
大家注意，此方案1就是理工大的方案2，数字都一样，只不过换了顺序。 编制生产计划和生产作业计划资料 一、南方工程机器有限公司拟采用累计编号法编制201×年度CWJ型产品的投入产出计划，该产品201×年度各月的商品出产计划见表1： 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： 图1 CWJ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：
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 图3 工艺流程路线图 三、该公司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：（ m in Q δ ≥ ?工件的准备结束时间工件的单件加工时间,δ=0.05） 表2 零件在主要工序上的加工时间 表3 工序生产周期 四、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。
1 引言 “实践是检验真理的唯一标准”，而《生产与运作管理》又是一门理论与实践相结合非常密切的课程，通过该课程的学习，不仅要求我们掌握生产管理理论与方法，还要求我们对生产管理系统有一个较深刻的认识。所以，在完成了《生产与运作管理》的理论学习后，通过一周的《生产与运作管理》课程设计，让我们进行了一次全面的实际操作性锻炼，并且，在设计过程中，不断学会如何灵活应用本课程理论知识和方法，从而提高我们分析和解决问题的能力。 在本次课程设计中，我选择了项目三即“综合设计”，在这一项目中要求我分别将“网络计划技术的实际应用”和“服务业设施规划设计”这两方的理论和实际相结合，在实际操作中得到巩固和深化。 2 网络计划技术的实际应用 网络计划技术是现代科学管理的一种有效方法，它是通过网络图的形式来反映和表达生产或工程项目活动之间的关系，并且在计算和实施过程中不断控制和协调生产进度或成本费用，使整个生产或工程项目达到预期的目标。即网络计划技术是运用网络图形式来表达一项计划中各个工序的先后顺序和相互关系，其次通过计算找出关键运作和关键路线，接着不断改善网络计划，选择最优方案并付诸实践，然后在计划执行中进行有效的控制与监督，保证人、财、物的合理使用。 2.1 网络计划技术的应用步骤 2.2 2.2.1 网络图的绘制应遵循以下基本规则： （1）不允许出现循环回路；（2）箭头结点的标号必须大于箭尾结点的标号；（3）两结点间只能有一条箭线；（4）网络图只有一个源，一个汇；（5）每项活动都应有结
点表示其开始与结束；（6）箭线交叉必须用暗桥。 2.2.2 网络时间参数计算 在分析研究网络图时，除了从空间反映整个计划任务及其组成部分的相互关系以外，还必须确定各项活动的时间，这样才能动态模拟生产过程，并作为编制计划的基础。 网络时间的计算，包括以下几项内容：（1）确定各项活动的作业时间；（2）计算各结点的时间参数；（3）计算工序的时间参数；（4）计算时差，并确定关键路线。 2.3 网络计划技术才的具体应用实例 2.3.1 确定目标 将网络计划技术应用于定制K型汽车车型项目，并提出对定制K型汽车车型项目和有关技术经济指标的具体要求。如提前两天完成该汽车的组装和借助非关键路径上的活动所需资源从而加快关键路径上的活动。依据现有的管理基础，掌握各方面的信息和情况，利用网络计划技术来为该项目寻求最合适的方案。 2.3.2分解定制K型汽车车型，列出作业明细表 表2-1 K型汽车生产活动明细表
机电工程学院 课程设计 题目：生产运作管理课程设计(B3) 专业：工业工程 年级：2013级 姓名、学号：杨思长：2013311812 鲁健勇：2013311797 黄杰：2011310472 李强：2013311786 邓祥：2013311773 张杰林:2013311813 指导教师：商茹 日期：2016年6月
一、课程设计的目的与要求 1．课程设计的目的 学生在学完《生产运作管理》专业课程后，通过企业生产计划编制的课程设计的训练，使学生进一步熟悉和掌握企业生产计划的编制方法和步骤，培养学生应用所学专业知识进行独立分析问题和解决问题的能力。 2．课程设计的要求 根据所提供的材料，按设计任务要求进行分析、计算和设计，并在两周内独立完成一份完整的课程设计报告。具体要求： （1）对各类原始资料进行分析； （2）进行生产计划与生产能力的平衡；并绘制加工中心负荷图； （3）掌握物料需求计划——MRP的编制方法； （4）编制零件的生产作业计划，并绘制出零件加工工序进度表。 二、课程设计组织形式 课程设计过程按分组的方式进行，由指导教师向学生发放有关的课程设计背景资料，并向学生讲述课程设计的方法、步骤和要求，设计过程采取课堂集中辅导，分散设计的方式进行。课程设计按5~6个人为一组，每组设小组长一名，负责本组的分工与协作工作。要求各小组在组内充分讨论、相互启发的基础上形成设计方案，课程设计结束要求提交一份课程设计报告书，必要时可要求各小组选出一个代表，进行课程设计方案演示和答辩。 三、课程设计内容 以某企业为对象(见设计任务书中的资料)，以该企业的生产资料为设计依据，根据该企业生产条件和产能、所接订单任务及交货期要求，进行产能平衡，并制定该企业生产计划。具体内容和步骤如下： 1.设计所需资料： ⑴某企业的生产计划编制的部分资料；包括：产品品种、数量、交货期要求等； ⑵各订单产品的工艺流程、各工序的工时定额； 2．产能平衡与生产计划编制设计步骤： （1）按要求将预测的产品综合生产计划转化为具体产品的主生产计划；
现代生产管理学课程设计课题：设施规划和优化布置 W硬水软化器公司的设施规划 班级：07市场营销 学号： 220071509 姓名：周宇 沈阳工业大学工程学院
现代生产管理学课程设计 课题：设施规划和优化布置------W硬水软化器公司的设施规划 主要参考背景材料： W公司是一家制造硬水软化器的公司。近年来，由于市场对其产品的需求增加，想要扩大生产。W公司现有两个工厂，一个在杭州，一个在洛阳。但在这两个地方，工厂已没有再扩大的可能，必须另寻新址建厂。公司在北京、兰州、长春、成都以及杭州五个地方有配送中心(distribution center)，产品出厂后首先送往这些地方，然后再送至零售店或用户手中。公司认为，如果把新工厂选在杭州、洛阳以外的地方，也许可以减少运输费用。 现在的市场需求量只需把生产能力再增加10％即可。但是根据对未来10年的长期预测，市场需求将增加至现有产量的两倍。然后将趋于稳定。考虑到该产品的生产需要大量的非技术工人以及劳动力的相对稳定，公司希望把新工厂建在农村地区，而不是大城市。现有的市场通过几个配送中心均匀地分布在全国，各配送中心的预测需求增长率与市场总需求基本一致。原材料供应在任何地方都不成问题。运输成本只与运输距离和运输量成正比，而与配送中心的位置无关。 工厂的现有生产能力为：洛阳厂6000个/月，杭州厂6500个/月。各配送中心的现有需求及工厂向配送中心的供货方式如表1所示。这种供货方式是历史遗留下来的作法，公司已感到不太合理，觉得有必要调整。公司现有的两个工厂规模较小，新工厂可扩至现有工厂的两倍，仍不失规模效益。从资金能力上来说，公司具备使生产能力扩大一倍的实力。 有人向W公司建议选择张家口或赤峰建厂，理由是这两个地区地价和劳动力价格都比较便宜。还有人建议选长春，因为长春需求较大，但长春的地价和劳动力价格明显比前两个地区高。经测算，各地区单位产品生产成本及单位平均运费如表2所示。
一设计题目 江特电机公司矿冶电机生产计划编制和系统设计。 二产品简介 江西特种电机股份有限公司是一家专业从事起重冶金电机、高压电机等特种电机研发、生产和销售的国家高新技术企业，国家电机行业骨干企业，江西省100强企业，深圳证券交易所上市公司，股票简称“江特电机”，股票代码002176。 矿冶电机是矿山及冶金等类型企业常用特种电机产品，按照相数，可分为单相、三相和多相电机；按照频率，可分为工频、中频和高频电机；按照电压等级，可分为低压电机和高压电机；按照电机转速可分为单速电机和多速电机，还可分为低速和高速电机；按照有无电刷可分为有刷电机和无刷电机；按照励磁的来源可分为电励磁、永磁和混合励磁电机；按照磁通走向可分为径向、轴向和横向磁通电机；按照轴承可分为机械轴承、磁轴承和无轴承电机；按照磁路介质性质可分为铁心电机和空心电机；按照磁场方向还可以分为同性极式和异性极式电机。 YZ、YZR、YZR-Z系列电动机，是用于驱动各种型式的起重和冶金机械及其它类似设备的专用产品，具有较大的过载能力和较高的机械强度。它特别适用于那些短时或断续运行、频繁起动和制动、有过负荷及有显著振动与冲击的设备。YZ系列为鼠笼转子电动机，YZR、YZR-Z系列为绕线转子电动机。 三生产计划编制 3.1需求预测分析 根据表1：江特公司矿冶电机销售信息表，预测出江特公司2012，2013，2014年的各季度的矿冶电机销售量。 初步分析销售数据，7-9月份销售量明显大于其它季度的销售量，可见，销售量随季度有一定波动，采用趋势剔除法将原数列的长期趋势和不规则变动先加以剔除，然后再测定季节变动。 测定季节变动的目的除了了解动态数列受季节变动的影响程度外，还可以通过消除季节变动的方法计算长期趋势。调整后的动态数列反映了没有季节因素影响的动态数列的变化趋势。 表1：江特公司矿冶电机销售信息表（单位：万台）
生产运作管理课程设计 题目：某企业20××年度一季度生产计划的编制 学院：工程技术学院 专业：工业工程 指导教师：xx 时间：....... 小组成员： 2010311324 高文花2010311306 方敏 2010311343 王红燕2010311320 杨江灿 2010311315 杨世贞2010311338 木浩
一、课程设计的目的与要求 1．课程设计的目的 学生在学完《生产运作管理》专业课程后，通过企业生产计划编制的课程设计的训练，使学生进一步熟悉和掌握企业生产计划的编制方法和步骤，培养学生应用所学专业知识进行独立分析问题和解决问题的能力。 2．课程设计的要求 根据所提供的材料，按设计任务要求进行分析、计算和设计，并在两周内独立完成一份完整的课程设计报告。具体要求： （1）对各类原始资料进行分析； （2）进行生产计划与生产能力的平衡；并绘制加工中心负荷图； （3）掌握物料需求计划——MRP的编制方法； （4）编制零件的生产作业计划，并绘制出零件加工工序进度表。 二、课程设计组织形式 课程设计过程按分组的方式进行，由指导教师向学生发放有关的课程设计背景资料，并向学生讲述课程设计的方法、步骤和要求，设计过程采取课堂集中辅导，分散设计的方式进行。课程设计按5~6个人为一组，每组设小组长一名，负责本组的分工与协作工作。要求各小组在组内充分讨论、相互启发的基础上形成设计方案，课程设计结束要求提交一份课程设计报告书，必要时可要求各小组选出一个代表，进行课程设计方案演示和答辩。 三、课程设计内容 以某企业为对象(见设计任务书中的资料)，以该企业的生产资料为设计依据，根据该企业生产条件和产能、所接订单任务及交货期要求，进行产能平衡，并制定该企业生产计划。具体内容和步骤如下： 1.设计所需资料： ⑴某企业的生产计划编制的部分资料；包括：产品品种、数量、交货期要求等； ⑵各订单产品的工艺流程、各工序的工时定额； 2．产能平衡与生产计划编制设计步骤： （1）按要求将预测的产品综合生产计划转化为具体产品的主生产计划；
经济管理学院实践教案生产组织设计实践教案工程 多对象流水线的组织目题 设计等 班级学号学生姓名指导教师201820 日年6 月 ）学期经济管理学院实践教案2018-2018<2 成绩评定表
）学期经济管理学院实践教案
目录设计的目的和要求一、一）车间设计<----------------- ---------2------------------------------b5E2RGbCAP 零件）进行分类鉴定<1、车间生产的产品---------------------------------2 p1EanqFDPw 、确定生产类型和划分工段2-----------------------------------------------2DXDiTa9E3d 、生产过程组织形式3------------------------------------------------------ 3RTCrpUDGiT 、计算所需要的车间设备4--------------------------------------------------35PCzVD7HxA 、计算所需要的车间面积5-------------------------------------------------3jLBHrnAILg 3 / 19 6、厂房选择及车间平面布置-----------------------------------------------5xHAQX74J0X 7、车间设计中的问题分析-------------------------------------------------6LDAYtRyKfE <二）车间作业计划系统设计--------------------------------------- 6Zzz6ZB2Ltk
生产运营管理课程设计 课程名称生产运营管理 学生学院管理学院 专业班别 11工商(3)班 指导教师彭维文 学生姓名黄俊文 3111004091(组长) 蓝华森 3111004092 刘伟 3111004096 马麒雄 3111307445 李桂彬 3111004093 冯城欣 3111004088 2014年6月
人民医院诊室布置案例 1、熟悉设施布置得基本原理与方法 设施布置得原理 设施布置,就是指合理安排企业或者某组织内部各功能单位(生产或者服务单位)及其相关得辅助设施得相对位置与面积,以确保系统中工作流(客户或者物资)与信息流得畅通。 设施布置要考虑得几个相关问题:企业应该包括哪些物质设施? 每种物质设施得数量应该就是多少？每种物质设施应该布置多大得空间？每种物质设施应该布置在哪里？ 设施布置得方法: (1)工艺导向布置(Process layouts) 也称车间或功能布置,就是指一种将相似得设备或功能放在一起得生产布局方式,例如将所有得车床放在一处,将冲压机床放在另一处。被加工得零件,根据预先设定好得流程顺序从一个地方转移到另一个地方,每项操作都由适宜得机器来完成。医院就是采用工艺导向布局得典型。 (2)产品导向布置(Product layouts) 也称装配线布局,就是指一种根据产品制造得步骤来安排设备或工作过程得布局方式。鞋、化工设备与汽车清洗剂得生产都就是按产品导向原则设计得。 (3)混合布置(Hybrid layouts) 混合布置就是一种常用得设施布置方法。指将两种布局方式结合起来得布局方式。比如,一些工厂总体上就是按产品导向布局(包括加工、部装与总装三阶段)在加工阶段采用工艺导向布局,在部装与总装阶段采用产品导向布局。这种布置方法得主要目得就是:在产品产量不足以大到使用生产线得情况下,也尽量根据产品得一定批量、工艺相似性来使产品生产有一定顺序,物流流向有一定秩序,以达到减少中间在制品库存、缩短生产周期得目得。混合布置得方法又包括:一人多机、成组技术等具体应用方法。 (4)定位布置(Fixed-Position layouts) 固定位置布局就是指产品由于体积或重量庞大停留在一个地方,从而需要生产设备移到要加工得产品处,而不就是将产品移到设备处得布局方式。造船厂、建筑工地
生产运作管理课程设计总结 为期两周的课程设计终于结束了，通过本次课程设计，我们不仅巩固了课堂所学基本理论知识，同时更好的了解企业生产运作管理的现状，切实的掌握了现代生产运作管理的理论和方法，提高了分析问题和解决问题的能力。在这次课程设计中通过对化油器的安装，化油器装配流水线组织设计，流水线运行和化油器流水线的改进等操作，让我熟悉了流水线生产管理中相关知识，能把课本上的知识与实际结合起来，融合所学知识，贯串应用。在实验过程中我们组成员之间配合默契。大家都热情高涨，都有信心能把这次的实习圆满完成。本次的生产运作管理的模拟实习虽然在时间上很紧张，但是每个小组都投入了很大的兴趣，都希望自己设计的流水线能够成功运行。就本小组而言，七个人在模拟实习中都尽到了自己的一份责任。在开始着手的时候我们毫无头绪，不知道从何做起，但是团队的力量是不容小视的，我们通过小组讨论，运用头脑风暴法，收集各种意见，在意见有分歧时用科学的方法去解决，而不是争吵。大家的目标是一样的，只是方法不一样。最终终于得出了最终法案并成功运行。总的来说这次实验不但巩固了我们平时所学，也为我们日后的专业工作提供了非常实际的便利。作为一名大学生，应当具备较强的举一反三的能力。下面就本次试验的具体开展做一总结。 一．关于流水生产组织 流水线是指劳动对象按照一定的工艺路线,顺序的通过各个工作地，并按照统一的生产速度（节拍）完成工艺作业的连续的重复的生产过程。流水生产是把高度的对象专业化生产和劳动对象的平行移动方式有机结合起来的一种先进的生产组织形式。它具有以下特征： 1 .工作地的专业化程度高 2 .具有明显的节奏性 3 .各工序的生产能力平衡或成比例 4 .工艺过程封闭、单向5 .具有高度的连续性 组织流水线生产应具备以下条件：（1）品种稳定单一，产量足够大，长期供货，单位劳动量大，保证设备足够负荷。（2）产品结构和工艺相对稳定具备先进性，良好的工艺性和互换性，标准化程度高（3）工艺过程既可划分为简单的工序，又可以相互合并。（4）原材料和协作件的标准化、规格化，且按时供应。（5）机器设备始终处于完好状态，严格执行计划预修制度（6）工作必须符合质量标准。（7）厂房和生产面积适合安装流水线。 二 .生产线设计具体实施过程 首先，我们通过摸索探讨，把一个零散的化油器组装起来，然后反复拆装化油器练习独立装配，直至熟悉化油器装配的每一个步骤并能独立组装出一个完整化油器为止。这一过程大概用了我们半天的时间。接下来进行的就是操作时间的测定了，每个人轮流测定化油器装配每一步的时间，其中三个同学测了两遍，这样我们就得出了十组数据，最后对时间进行处理，得出每一步操作的平均值。 第二，通过计算确定生产20万件化油器的节拍r=34.34秒。因为我们是仿效流水线生产，但是我们也认识到了：当生产线、生产线制造上加工的零件小，节拍只有几秒或几十秒，零件就要成批运输，此时顺序生产两批同样制品之间的时间间隔称为节奏，它等于节拍与运输批量的乘积。流水线采取按批运输制品时，如果批量较大，虽然可以简化运输工作，但流水线的在制品量却要随之增大。所以对劳动量大、制品重量大、价值高的产品应采用较小的运输量；反之，则应扩大运输的批量。 第三，按照零件的装配顺序，画出装配流程图。根据装配流程图画出网络图。通过课堂上所学的分支定界法进行工步组合。在这一过程中我们组出现了意见分歧，因为我们是按
《生产计划与控制》课程设计
一、设计内容和目的 本课程设计是与《生产计划与控制》配套的实践环节之一。在完成《生产计划与控制》课堂教学的基础上，进行一次全面的实操性锻炼。设计采用某企业的实际案例数据，要求学生按照课程设计。指导书来进行。 通过本环节的设计锻炼，让学生加深对本课程理论与方法的掌握，同时具备分析和解决生产运作系统问题的能力，改变传统的理论教学与生产实际脱节的现象。 二、课程设计组织形式 课程设计过程按分组的方式进行，由指导教师向学生发放有关的课程设计背景资料，并向学生讲述课程设计的方法、步骤和要求，设计过程采取课堂集中辅导，分散设计的方式进行。课程设计按3~4个人为一组，要求在小组内分工协作、充分讨论、相互启发的基础上形成设计方案，课程设计结束要求提交一份课程设计报告书，必要时可要求各小组选出一个代表，进行课程设计方案演示和答辩，评出若干优秀设计成果。 三、课程设计具体要求 ⑴设计过程以小组为单位，各组设一个组长，负责组织和协调本小组的讨论、任务分工等； ⑵设计过程必须在本组内独立完成，不得跨组参考或抄袭，避免方案出现雷同； ⑶设计书一律采用A4纸打印，用统一封面装订； ⑷课程设计原则上在1周内做完； ⑸进行优秀设计方案评选，在各组推选代表进行方案介绍的基础上，推选出2-3个优秀设计方案。 四、建议教材与教学参考书 1、陈荣秋，马士华，《生产与运作管理》，高等教育出版社； 2、许统邦，《生产管理学》，华南理工大大学出版社； 3、龚国华，龚益鸣，《生产与运作管理》，复旦大学出版社； 4、理查德B.蔡斯等，《运作管理》，宋国防等译，机械工业出版社，第八版； 5、理查德 B.蔡斯，尼古拉斯.J.阿奎拉诺，F.罗伯特.雅各布斯著，任建标等译，《运 作管理》；机械工业出版社，第九版； 6、潘家轺，曹德弼，现代生产管理学，清华大学出版社； 7、陈荣秋，周水银，生产运作管理的理论与实践，中国人民大学； 8、宋克勤，陈文安，《工业企业生产管理与控制》，立信会计出版社； 9 布鲁斯.A.汉德生，乔格.L.拉克，《精益企业-企业精益化之道》，上海科技文献出版社； 10、陈启申，《MRP2-制造资源计划基础》，企业管理出版社；
生产运作管理课程 设计 1
设计题目一：成批生产期量标准设计与生产作业计划的编制 一、计算大型零件组及其三种零件的加工周期 （一）计算大型零件组的零件01-1的加工周期 1、计算各工序时间T i 根据公式T i=n×t 单件 d×s×k +t准备 d 其中n=80 d=16(小时) s=1 k=1 因此①T1=80×50 60 16×1×1+4660 16 =4.21(天) ②T2=80×35 60 16×1×1+4560 16 =2.96(天) ③T3=80×30 60+ 30 60=2.53(天) ④T4=80×15 60 16+4060 16 =1.29(天) ⑤T5=4.00（天） ⑥T6=80×40 60+ 25 60=3.36(天) ⑦T7=80×10 60 16×1×1+3060 16 =0.86(天) 2、计算基本工序时间T 基
根据公式T 基=ρ∑T i m i=1 其中ρ=0.85 m = 7 因此T 基 =0.85×(4.21+2.96+2.53+1.29+4.00+3.36+0.86)= 16.33（天） 3、计算工序间断时间T 间 根据公式T 间=∑T 间i m?1 i=1 =（m?1）T? 间 其中m = 7 T? 间 =0.4（天） 因此T 间=∑T 间i m?1 i=1 =(m?1)T? 间 =6×0.4=2.4（天） 4、计算自然过程时间T 自 已知T 自 =0（天） 5、计算零件的加工周期T 加 根据公式T 加=ρ∑T i m i=1 +T 间 +T 自 因此T 加 =16.33+2.40+0=18.73（天） 将有效工作天数转换成日历天数则T 加=18.73+[18.73 6 ]=22（天） （二）计算大型零件组的零件01-2的加工周期
《生产与运作管理》 课程设计报告 班级：物流管理1301班 姓名：谈荣灯 学号： 1304100020 指导老师：钟生成 完成日期：2015/6/22-2015/6/2
1采用累计编号法编制CWJ产品全年的投入产出计划 南方工程机器有限公司拟采用累计编号法编制2009年度CWJ型产品的投入产出计划，该产品2009年度各月的商品出产计划见表1： 产品的加工工艺流程及各环节的生产周期如图1所示： 图1 CWJ型产品加工工艺流程及各环节生产周期 1.1 计算各生产环节的投入产出提前期 装配车间出产提前期=0，保险期=0； 装配车间投入提前期=装配车间生产周期=60（天） 二金工车间出产提前期=装配车间投入提前期=60（天） 二金工车间投入提前期=二金工车间出产提前期+二金工车间生产周期=60+90=150（天） 一金工车间、冲压车间、冷作车间的出产投入提前期与二金工车间相同； 油漆车间出产提前期=冲压车间投入提前期=150（天） 油漆车间投入提前期=油漆车间出产提前期+油漆车间生产周期=150+30=180（天） 锻件车间出产提前期=冷作车间投入提前期=150（天） 锻件车间投入提前期=锻件车间出产提前期+锻件车间生产周期=150+90=240（天） 铸件车间的出产投入提前期与锻件车间相同。 各车间出产投入提前期如表2所示：
上年度出产累计编号为2210号，根据表1，则2009年各月份出产累计编号为： 1月份出产累计编号：2210+28=2238 2月份出产累计编号：2238+30=2268 3月份出产累计编号：2268+30=2298 4月份出产累计编号：2298+32=2330 5月份出产累计编号：2330+30=2360 6月份出产累计编号：2360+29=2389 7月份出产累计编号: 2389+26=2415 8月份出产累计编号: 2415+26=2441 9月份出产累计编号: 2441+19=2460 10月份出产累计编号:2460+26=2486 11月份出产累计编号:2486+38=2524 12月份出产累计编号:2524+29=2553 1.3 计算各车间的出产投入累计编号 1.3.1 一月份各车间的出产投入累计编号 本车间出产累计号=最后车间出产累计号数+最后车间的平均日产量?本车间出产提前期 本车间投入累计号=最后车间出产累计号数+最后车间的平均日产量?本车间投入提前期 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)提前期根据以上公式和表1，可得： 装配车间出产累计号=2210+28=2238 装配车间投入累计号=2238+30+30=2298
目录 （ 1）设计题目??????????????????????????（1）（ 2）设计依据??????????????????????????（1）（ 3）设计任务??????????????????????????（5）（ 4）设计结果??????????????????????????（5）设计结果（一）???????????????????????（5）设计结果（二）???????????????????????（7）设计结果（三）???????????????????????（10）设计结果（四）???????????????????????（11）设计结果（五）???????????????????????（13）参考文献????????????????????????????（16）致谢??????????????????????????????（17）
《生产与运作管理》课程设计报告 一、设计题目 南方工程机械有限公司2011 年度生产计划及生产作业计划的编制。 二、设计依据 （一）该公司主要产品CWJ型机械的有关资料 1．该产品 2011 年度各月出产计划：见表1。 表 1CWJ 型产品2006年度各月出产计划 月份123456789101112方案 252619263829253030303029 1 方案 252620253829252619263829 2 方案 253030303029253030303029 3 方案 303030303030303030303030 4 产 方案 品303030303030252525252525 5 出 方案 产263028303029252619263829 6 量 方案 252525252525303030303030 7 方案 263829253030252620263829 8 方案 252525252525252525252525 9 方案 283030323029262619263829 10 以上十个方案，每人选择一个方案：学号为 1 的选择方案 1；学号为 2 的选择方案 2；??；以此类推。
《生产与运作管理》课程设计报告 班级: 物流管理1301班 姓名: 谈荣灯 学号: 指导老师: 钟生成 完成日期: /6/22- /6/2
1采用累计编号法编制CWJ产品全年的投入产出计划 南方工程机器有限公司拟采用累计编号法编制 CWJ型产品的投入产出计划, 该产品各月的商品出产计划见表1: 表1 CWJ型产品各月出产计划 产品的加工工艺流程及各环节的生产周期如图1所示: 图1 CWJ型产品加工工艺流程及各环节生产周期 1.1 计算各生产环节的投入产出提前期 装配车间出产提前期=0, 保险期=0; 装配车间投入提前期=装配车间生产周期=60( 天) 二金工车间出产提前期=装配车间投入提前期=60( 天) 二金工车间投入提前期=二金工车间出产提前期+二金工车间生产周期=60+90=150( 天)
一金工车间、冲压车间、冷作车间的出产投入提前期与二金工车间相同; 油漆车间出产提前期=冲压车间投入提前期=150( 天) 油漆车间投入提前期=油漆车间出产提前期+油漆车间生产周期 =150+30=180( 天) 锻件车间出产提前期=冷作车间投入提前期=150( 天) 锻件车间投入提前期=锻件车间出产提前期+锻件车间生产周期 =150+90=240( 天) 铸件车间的出产投入提前期与锻件车间相同。 各车间出产投入提前期如表2所示: 表2 各车间出产投入期的计算 1.2 计算全年各月份的出产累计编号 上年度出产累计编号为2210号, 根据表1, 则各月份出产累计编号为: 1月份出产累计编号: 2210+28=2238 2月份出产累计编号: 2238+30=2268 3月份出产累计编号: 2268+30=2298
课程设计 题目南方工程机械有限公司201×年度生 产计划及生产作业计划的编制(部分)学院管理学院 专业工商管理 班级工商管理0902班 姓名@BM-凯 指导教师袁大大 2011 年12 月25 日
课程设计任务书 学生姓名： @BM-凯专业班级：工商0902班 指导教师：袁大大工作单位：武汉理工大学管理学院题目: 南方工程机械有限公司201×年度生产计划及生产作业计划的编制(部分)初始条件： 1.该公司主要产品CWJ型机械的有关资料： ⑴该产品201×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)。 3.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。 4.CWJ6163型产品代表零件的有关资料： ⑴CWJ6163型系列产品A、B结构层次图(图4)； ⑵A、B产品零部件其它有关资料(表4、表5)。 5. CWJ6163型产品中204-1零件组中的代表件A的有关资料(表6、表7) 6.该公司某工程各工序之间关系(表8) 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 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。
轻工大学 生产运作管理课程设计 班级：物流管理1502 学号：— 姓名： 指导老师：钟生成 成绩：_______ 2017年6月5日-6月10日 1、《生产与运作管理》课程设计任务书 (6)
1.1课程设计题目 (6) 1.2原始资料 (6) 1.2.1该公司主要产品CW6163型机械的有关资料： (6) 1.2.2承担该产品生产任务的机加工车间设备的有关资料： (7) 1.2.3承担CWJ型产品生产任务的加工工厂部门关系 (9) 1.2.4机加工车间主要产品甲、乙、丙三种零件的有关资料： (9) 1.2.5CW6163型产品代表零件的有关资料： (10) 1.2.6该公司某工程各工序之间关系（表7） (13) 1.3设计任务 (14) 1.3.1采用累计编号法编制CWJ型产品的投入产出计划（全年）： (14) 1.3.2根据图2资料对加工工厂重新进行布置。 (14) 1.3.3根据现有的任务对机加工车间设备重新进行布置： (14) 1.3.4根据图5和表4的资料，采用附表2-3，编制产品A、B的物料需求计划一一MRP。 (14) 1.3.5根据表7中的资料，运用网络计划技术和甘特图技术进行时间一一资源的优化，合理 安排人员作业计划。 (15) 2、.................................................. 课程设计过程及结果 (15) 2.1采用累计编号法编制CWJ型产品的投入产出计划（全年）： (15)
2.1.1计算出各生产环节的投入产出提前期； (15) 2.1.2计算全年各月份的出产投入累计编号 (16) 2.1.4编制各车间投入产出计划表 (23) 2.2根据图2资料对加工工厂重新进行布置。 (23) 2.2.1关联表 (23) 2.3根据现有的任务对机加工车间设备重新进行 (25) 2.3.1编制零件的综合工艺路线图： (26) (26) 2.3.2原零件加工的从至表 (26) 2.3.3初始零件运输距离计算表 (27) 2.3.4改进后的零件加工的从至表 (28) 2.3.5、改进后零件运输距离计算表 (28) 2.3.6改进后的设备布置图 (29) 2.4根据图5和表4的资料，采用附表2-3，编制产品A、B的物料需求计划一一MRP。 (29) 2.4.1由下图结构层次图可得到： (29) 2.4.2又由题目给的条件：物料需求计划为： (30) 2.4.3且目前的存货量、订购时的交货期限如下表所示： (31) 2.4.4 A、B产品物料需求计划—— MRP (31) 2.5根据表7中的资料，运用网络计划技术和甘特图技术进行时间一一资源的优化，