運(yùn)營管理--作業(yè)計(jì)劃

1、運(yùn)營管理-作業(yè)計(jì)劃作業(yè)方案的目的作業(yè)方案的目的作業(yè)方案作業(yè)方案(Scheduling) 作業(yè)方案作業(yè)方案(Scheduling):作業(yè)方案是安排零部件作業(yè)、活動(dòng)作業(yè)方案是安排零部件作業(yè)、活動(dòng)的出產(chǎn)數(shù)量、設(shè)備及人工使用、投入時(shí)間及出產(chǎn)時(shí)間。的出產(chǎn)數(shù)量、設(shè)備及人工使用、投入時(shí)間及出產(chǎn)時(shí)間。 滿足交貨期要求滿足交貨期要求 使在制品庫存最小使在制品庫存最小 使平均流程時(shí)間最小使平均流程時(shí)間最小 提供準(zhǔn)確的工件狀態(tài)信息提供準(zhǔn)確的工件狀態(tài)信息 提高機(jī)器提高機(jī)器/工人的時(shí)間利用率工人的時(shí)間利用率 減少調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間減少調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間 使生產(chǎn)和人工本錢最低使生產(chǎn)和人工本錢最低普利茅斯普利茅斯福特福特龐蒂亞克龐蒂亞

2、克任務(wù)任務(wù)4/204/224/234/244/254/264/214/174/184/19計(jì)劃時(shí)間計(jì)劃時(shí)間實(shí)際進(jìn)度實(shí)際進(jìn)度活動(dòng)開始活動(dòng)開始活動(dòng)結(jié)束活動(dòng)結(jié)束非工作時(shí)間非工作時(shí)間醫(yī)院手術(shù)室醫(yī)院手術(shù)室制定作業(yè)方案的主要原那么制定作業(yè)方案的主要原那么 工件流動(dòng)工件流動(dòng)(物流物流)帶來價(jià)值帶來價(jià)值 = 現(xiàn)金流現(xiàn)金流 物流通過車間的速度物流通過車間的速度 = 效率效率 將工件流安排成一連續(xù)過程將工件流安排成一連續(xù)過程 流程上一步接一步流程上一步接一步 防止工作中斷防止工作中斷 動(dòng)態(tài)安排作業(yè)方案動(dòng)態(tài)安排作業(yè)方案 未完成任務(wù)要能夠及時(shí)反響未完成任務(wù)要能夠及時(shí)反響 投入工作地的任務(wù)與能力要匹配投入工作地的任務(wù)與

3、能力要匹配 發(fā)現(xiàn)瓶頸發(fā)現(xiàn)瓶頸 動(dòng)態(tài)特征動(dòng)態(tài)特征 找出工程設(shè)計(jì)與制造執(zhí)行過程之間的不相容性找出工程設(shè)計(jì)與制造執(zhí)行過程之間的不相容性 大量生產(chǎn)類型的作業(yè)方案大量生產(chǎn)類型的作業(yè)方案 成批生產(chǎn)類型的作業(yè)方案成批生產(chǎn)類型的作業(yè)方案 單件小批生產(chǎn)類型作業(yè)方案單件小批生產(chǎn)類型作業(yè)方案 另外，還有其他分類：另外，還有其他分類： 車間作業(yè)方案車間作業(yè)方案 人力方案人力方案 設(shè)施方案設(shè)施方案 車輛調(diào)度方案車輛調(diào)度方案 供給商方案供給商方案 工程工程方案工程工程方案 動(dòng)態(tài)方案和靜態(tài)方案動(dòng)態(tài)方案和靜態(tài)方案作業(yè)方案的種類作業(yè)方案的種類 排序的根本概念排序的根本概念 (Sequencing) 在編制作業(yè)方案過程中在編制作

4、業(yè)方案過程中,有一個(gè)問題需要管理人有一個(gè)問題需要管理人員注意員注意,即投入生產(chǎn)過程的作業(yè)順序的安排即投入生產(chǎn)過程的作業(yè)順序的安排. 排序排序: 給出零部件在一臺(tái)或一組設(shè)備上加工的給出零部件在一臺(tái)或一組設(shè)備上加工的先后順序的工作。先后順序的工作。 編制作業(yè)方案的主要工作之一就是要確定出最正確編制作業(yè)方案的主要工作之一就是要確定出最正確的作業(yè)順序。的作業(yè)順序。 根據(jù)機(jī)器數(shù)的多少根據(jù)機(jī)器數(shù)的多少 單臺(tái)機(jī)器的排序問題單臺(tái)機(jī)器的排序問題;多臺(tái)機(jī)器的排序問題多臺(tái)機(jī)器的排序問題根據(jù)加工路線的特征根據(jù)加工路線的特征 單件車間排序單件車間排序(JobShop);流水型排序流水型排序(FlowShop)根據(jù)工件到

5、達(dá)系統(tǒng)的情況根據(jù)工件到達(dá)系統(tǒng)的情況 靜態(tài)排序靜態(tài)排序;動(dòng)態(tài)排序動(dòng)態(tài)排序根據(jù)參數(shù)的性質(zhì)根據(jù)參數(shù)的性質(zhì)確定型排序確定型排序;隨機(jī)型排序隨機(jī)型排序根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)單目標(biāo)排序單目標(biāo)排序;多目標(biāo)排序多目標(biāo)排序 排序問題的分類排序問題的分類 Ji-工件工件i，i=1,2,.n di-工件工件i的交貨期的交貨期 Pi-工件工件i的加工時(shí)間的加工時(shí)間, , pij-工件工件i在機(jī)器在機(jī)器j上的加工時(shí)上的加工時(shí)間間,j=1,m mjijipP1mjijiwW1Wi-工件工件i在系統(tǒng)內(nèi)的等待時(shí)間在系統(tǒng)內(nèi)的等待時(shí)間, , wij-工件工件i在機(jī)器在機(jī)器j前的前的等待時(shí)間等待時(shí)間, j=1,m Ci-

6、工件工件i的完成時(shí)間的完成時(shí)間, 在工件都已到達(dá)的情況下在工件都已到達(dá)的情況下, Ci= Pi+ Wi Fi-工件工件i的流程時(shí)間的流程時(shí)間，在工件都已到達(dá)的情況下在工件都已到達(dá)的情況下, Fi= Pi+ Wi Li-工件工件i的延誤時(shí)間的延誤時(shí)間, Li= Ci- di , Li0 延誤延誤 Ti-工件工件i的延期量的延期量, Ti=max0, Li Ei-工件工件i提前完成的時(shí)間提前完成的時(shí)間 排序常用的符號(hào)排序常用的符號(hào)單臺(tái)機(jī)器的排序問題單臺(tái)機(jī)器的排序問題 單臺(tái)機(jī)器排序問題單臺(tái)機(jī)器排序問題 n個(gè)工件全部經(jīng)由一臺(tái)機(jī)器處理個(gè)工件全部經(jīng)由一臺(tái)機(jī)器處理 J1 J2 J3 Jn 機(jī)器機(jī)器到達(dá)系統(tǒng)工

7、到達(dá)系統(tǒng)工件的集合件的集合離開系統(tǒng)離開系統(tǒng)（機(jī)器）（機(jī)器）根據(jù)排序目標(biāo)的不同，可以選擇不同的排序規(guī)那么，有根據(jù)排序目標(biāo)的不同，可以選擇不同的排序規(guī)那么，有時(shí)又稱為確定優(yōu)先權(quán)時(shí)又稱為確定優(yōu)先權(quán)(Priorities)。常見的優(yōu)先權(quán)規(guī)那么常見的優(yōu)先權(quán)規(guī)那么(Priorityrules)有：有：最短加工時(shí)間最短加工時(shí)間SPT-ShortestProcessTime,最早交付時(shí)間最早交付時(shí)間EDD-EarliestDueDate先到先得先到先得FCFS-FirstComeFirstServedCR關(guān)鍵比例關(guān)鍵比例-CriticalRate排序規(guī)那么排序規(guī)那么平均流程時(shí)間最短的排序問題平均流程時(shí)間最短的

8、排序問題 求平均流程時(shí)間最短的作業(yè)順序，采用求平均流程時(shí)間最短的作業(yè)順序，采用SPT原那么。原那么。 按工件加工時(shí)間的長短，按不減的順序從小到大安排各項(xiàng)作業(yè)。按工件加工時(shí)間的長短，按不減的順序從小到大安排各項(xiàng)作業(yè)。 例：一個(gè)車間有一臺(tái)加工中心，現(xiàn)有例：一個(gè)車間有一臺(tái)加工中心，現(xiàn)有5個(gè)工件需要該機(jī)器加工。個(gè)工件需要該機(jī)器加工。相關(guān)的加工時(shí)間和要求完成時(shí)間交貨期如下表所示，求平均相關(guān)的加工時(shí)間和要求完成時(shí)間交貨期如下表所示，求平均流程時(shí)間最短的作業(yè)順序。流程時(shí)間最短的作業(yè)順序。 J1J2J3J4J5加工時(shí)間11293112交貨期6145313332解：根據(jù)解：根據(jù)SPT原那么，得出：原那么，得出：

9、 J4 -J5 -J1 -J2 -J3 有關(guān)工程的計(jì)算：有關(guān)工程的計(jì)算： 加工時(shí)間完成時(shí)間交貨期延遲J411330J523320J11114610J2294345031743143J3最大延期量最小的排序問題最大延期量最小的排序問題 求最大延期量最小的作業(yè)順序采用求最大延期量最小的作業(yè)順序采用EDD原那么。原那么。 EDD(Earliest Due Date): Jobs are sequenced in increasing order of their due dates. 例：借用上面的例子，求最大延期量最小的作業(yè)順序。例：借用上面的例子，求最大延期量最小的作業(yè)順序。 解：根據(jù)解：根據(jù)E

10、DD原那么，得出：原那么，得出： J3 -J5 -J4-J2 -J1 加工時(shí)間完成時(shí)間交貨期延遲J33131310J5233321J4134331J229634518J111746113平均延遲=33/5=6.6FnFiin_/.1235 54701Tmax=18進(jìn)一步考慮：在最大延期量不變的情況下，如何使平均流程時(shí)進(jìn)一步考慮：在最大延期量不變的情況下，如何使平均流程時(shí)間縮短？如果想同時(shí)滿足這兩個(gè)目標(biāo)，就是多目標(biāo)排序。間縮短？如果想同時(shí)滿足這兩個(gè)目標(biāo)，就是多目標(biāo)排序。綜合原那么綜合原那么例例: 在一臺(tái)設(shè)備上安排在一臺(tái)設(shè)備上安排6個(gè)工件的加工任務(wù)，每項(xiàng)任務(wù)的作業(yè)個(gè)工件的加工任務(wù)，每項(xiàng)任務(wù)的作業(yè)時(shí)

11、間和交貨期如下表所示。時(shí)間和交貨期如下表所示。J1J2 J3 J4 J5 J6 作業(yè)時(shí)間作業(yè)時(shí)間324865交貨期要求交貨期要求6310202830在滿足在滿足Tmax最小的情況下，使平均流程時(shí)間最小。最小的情況下，使平均流程時(shí)間最小。1、首先使用、首先使用EDD規(guī)那么排序規(guī)那么排序 J2J1 J3 J4 J5 J6 2、求出所有作業(yè)的總操作時(shí)間、求出所有作業(yè)的總操作時(shí)間T T=28 3、求出交貨期不小于、求出交貨期不小于T的任務(wù)項(xiàng)，然后按其加工時(shí)間的大小的任務(wù)項(xiàng)，然后按其加工時(shí)間的大小調(diào)整，將加工時(shí)間上的任務(wù)調(diào)整到后面。調(diào)整，將加工時(shí)間上的任務(wù)調(diào)整到后面。 如本例，如本例， J5 ， J6滿

12、足要求，因?yàn)闈M足要求，因?yàn)閠5 t6, 所以：所以：J2J1 J3 J4 J6 J5 4、去掉已調(diào)整的任務(wù)，重復(fù)、去掉已調(diào)整的任務(wù)，重復(fù)2-4步。步。 最后得最優(yōu)解：最后得最優(yōu)解： J2J1 J3 J4 J6 J5 F=13.67n項(xiàng)任務(wù)在兩臺(tái)機(jī)器的排序問題項(xiàng)任務(wù)在兩臺(tái)機(jī)器的排序問題Scheduling n Jobs on Two Machines 兩臺(tái)機(jī)器排序問題的含義兩臺(tái)機(jī)器排序問題的含義 n個(gè)工件都必須經(jīng)過機(jī)器個(gè)工件都必須經(jīng)過機(jī)器1和機(jī)器和機(jī)器2的加工，即工藝路線是一致的。的加工，即工藝路線是一致的。 機(jī)器機(jī)器1到達(dá)系統(tǒng)工到達(dá)系統(tǒng)工件的集合件的集合離開系統(tǒng)（離開系統(tǒng)（機(jī)器）機(jī)器）J1 J

13、2 J3 Jn 機(jī)器機(jī)器2兩臺(tái)機(jī)器排序問題的目標(biāo)兩臺(tái)機(jī)器排序問題的目標(biāo) 兩臺(tái)機(jī)器排序的目標(biāo)是使最大完成時(shí)間總加工周期兩臺(tái)機(jī)器排序的目標(biāo)是使最大完成時(shí)間總加工周期Fmax最最短。短。 Fmax的含義見如下的甘特圖的含義見如下的甘特圖(Gantt Chart)。多臺(tái)機(jī)器排序的目標(biāo)一般也是使最大完成時(shí)間總加工周期多臺(tái)機(jī)器排序的目標(biāo)一般也是使最大完成時(shí)間總加工周期 Fmax最短。最短。Fmax 時(shí)間 機(jī)器AB在機(jī)器A上的作業(yè)時(shí)間總加工周期總加工周期的計(jì)算方法總加工周期的計(jì)算方法工件在兩臺(tái)設(shè)備上的加工時(shí)間工件在兩臺(tái)設(shè)備上的加工時(shí)間 工件編號(hào)工件編號(hào) J1 J2 J3 J4 J5 設(shè)備設(shè)備A 3 6 7

14、1 5 設(shè)備設(shè)備B 2 8 6 4 3 例例: 在設(shè)備在設(shè)備A和和B上安排上安排5個(gè)工件的加工任務(wù)，每項(xiàng)任務(wù)的作業(yè)時(shí)間如下表所示。個(gè)工件的加工任務(wù)，每項(xiàng)任務(wù)的作業(yè)時(shí)間如下表所示。求求: 該順序的總加工周期該順序的總加工周期Fmax 。圖解法：圖解法：30AB0實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)機(jī)器排序的最大完成時(shí)間實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)機(jī)器排序的最大完成時(shí)間Fmax最短的目標(biāo)，一優(yōu)化最短的目標(biāo)，一優(yōu)化算法就是著名的約翰遜法算法就是著名的約翰遜法(JohnsonsLaw)。其具體求解過。其具體求解過程如下例所示。程如下例所示。約翰遜法解決這種問題分為約翰遜法解決這種問題分為4個(gè)步驟：個(gè)步驟：(1)列出所有工件在兩臺(tái)設(shè)備上的作業(yè)時(shí)間。列

15、出所有工件在兩臺(tái)設(shè)備上的作業(yè)時(shí)間。(2)找出作業(yè)時(shí)間最小者。找出作業(yè)時(shí)間最小者。(3)如果該最小值是在設(shè)備如果該最小值是在設(shè)備1上，將對(duì)應(yīng)的工件排在前面，如上，將對(duì)應(yīng)的工件排在前面，如果該最小值是在設(shè)備果該最小值是在設(shè)備2上，那么將對(duì)應(yīng)的工件排在后面。上，那么將對(duì)應(yīng)的工件排在后面。(4)排除已安排好的工件，在剩余的工件中重復(fù)步驟排除已安排好的工件，在剩余的工件中重復(fù)步驟(2)和和(3)，直，直到所有工件都安排完畢。到所有工件都安排完畢。兩臺(tái)機(jī)器排序問題兩臺(tái)機(jī)器排序問題Eliminate M3 from consideration. The next shortest time is M2 at

16、 Workstation 1, so schedule M2 first.Eliminate M5 from consideration. The next shortest time is M1 at workstation #1, so schedule M1 next.Eliminate M1 and the only job remaining to be scheduled is M4.約翰遜法那么約翰遜法那么 at the Morris Machine Co. Shortest time is 3 hours at workstation 2, so schedule job M3

17、 last. Eliminate M2 from consideration. The next shortest time is M5 at workstation #2, so schedule M5 next to last.WorkstationM2(4)M1(12)M4(15)M5(10)M3(5)Idleavailableforfurtherwork051015202530Day35404550556065Idle2M2(5)M1(22)M4(16)M5(8)M3(3)Idle1GanttChartfortheMorrisMachineCompanyRepairSchedule約翰

18、遜法那么約翰遜法那么 at the Morris Machine Co. 例：某一班組有例：某一班組有A、B兩臺(tái)設(shè)備，要完成兩臺(tái)設(shè)備，要完成5個(gè)工件的加工任務(wù)。每個(gè)工個(gè)工件的加工任務(wù)。每個(gè)工件在設(shè)備上的加工時(shí)間如下表所示。求總加工周期最短的作業(yè)順序。件在設(shè)備上的加工時(shí)間如下表所示。求總加工周期最短的作業(yè)順序。 工件在兩臺(tái)設(shè)備上的加工時(shí)間工件在兩臺(tái)設(shè)備上的加工時(shí)間 工件編號(hào)工件編號(hào) J1 J2 J3 J4 J5 設(shè)備設(shè)備A 3 6 7 1 5 設(shè)備設(shè)備B 2 8 6 4 3 解：由約翰遜法可知，表解：由約翰遜法可知，表5-8中最小加工時(shí)間值是中最小加工時(shí)間值是1個(gè)時(shí)間單位，個(gè)時(shí)間單位，它又是出現(xiàn)在設(shè)備它又是出現(xiàn)在設(shè)備1上，根據(jù)約翰遜法的規(guī)那么，應(yīng)將對(duì)應(yīng)的工上，根據(jù)約翰遜法的規(guī)那么，應(yīng)將對(duì)應(yīng)的工件件4排在第一位，即得：排在第一位，即得： J4-*-*-*-* 去掉去掉J4，在剩余的工件中再找最小值，不難看出，最小值是，在剩余的工件中再找最小值，不難看出，最小值是2個(gè)時(shí)間單位，它是出現(xiàn)在設(shè)備個(gè)時(shí)間單位，它是出現(xiàn)在設(shè)備2上的，所以應(yīng)將對(duì)應(yīng)的工件上的，所以應(yīng)將對(duì)應(yīng)的工件J1排在最后一位，即：排在最后一位，即： J4-*-*-*-J1 再去掉再去掉J1，在剩余的，在剩余的J2、J3、J5中