作业排程与车间作业计划讲解

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1、Sequencing andSequencing and Shop Floor Scheduling Shop Floor Scheduling ManagementManagement 作业 排程与车间作业计划 文件编号：213010011B 生效日期：2001年2月21日 修改日期： 2001/2/2 1 车间作业控制的内容和意义 车间作业控制（shop floor control） 目的： 控制生产作业在执行中不偏离MPS/MRP计划； 出现偏离时，采取措施，纠正偏差，若无法纠正，则反馈到计划层； 报告生产作业执行结果。 内容： 控制加工设备完好,人员出勤； 控制加工件在工作中心加工按排

2、定的工序加工； 保持物流稳定, 控制投入和产出的工作量; 控制加工成本，结清定单，完成库存事务处理。 2001/2/2 1 任务下达流程据概要 审 查 订 单 确认 工具 物料 和能 力需 求 确定 工具 物料 能力 可用 性 ？ 进 行 排 序 已 解 决 ？ 决 定 订 单 下 达 订 单 下 达 重新排序 否 是 是 否 2001/2/2 1 常用调度措施 在需要压缩生产周期的情况下，一般有以下措施： u 串行改平行作业 通过设依次顺序作业中下道工序的排队时间Q为负 值来实现 依次顺序作业 平行顺序作业 工作中心1 工作中心2工作中心3 Q S R M Q S R M Q S R M 提

3、前期 Q S R M工作中心 1 Q S R M工作中心 2 Q S R M 工作中心 3 提前期 Q=排队时间 S=准备时间 R=加工时间 M=传送时间 2001/2/2 1 常用调度措施 v 加工单分批 把原来一张加工单加工的数量分成几批，由几张加工单 来完成，以缩短加工周期。每批的数量可以不同。采用加工单分批或分 割只有在用几组工作中心能完成同样的工作时才有可能。每组工作中心 需要有准备时间，准备时间增加了。此外，还可能需要几套工艺装备， 成本也会增加。有时，一道工序由一台工作中心完成 ，下一道工序分 成由两组不同的工作中心加工，然后又由一台工作中心来完成第三道工 序。 w 压缩排队、等

4、待和传送时间。有人为设定和系统按设定的比例压缩两 种处理方式。 x 替代工序或改变工艺 y 其它。如加班加点、调配人力。 甘特图 2001/2/2 1 甘特图又叫作业进度计划表，可以用来帮助制定计划和跟踪作业。甘特 图是一种绘制任务的横道图，它不仅用于协调已计划好的活动，而且还 用于项目计划的制定 作业 周一 周二 周三 周四 周五 A B C 甘特图符号 一个活动的开始 一个活动的结束 计划允许的活动时间 实际工作进程 为非生产性活动空出的 时间，如修理、常规维 修、材料出库等 2001/2/2 1 排序的分类 服务业-主要是人力的排序 制造业- 主要是加工件在设备上的排序 制造业: 主要是

5、实行MRP计划企业 但以工艺专业化按排设备的车间 排序问题的应用和分类 分类: n 工件到1台机器- n/1 n 工件到2台机器 -n/2 静态和动态排序 车间作业排序和计划的关系 2001/2/2 1 作业计划和排序的关系 1 排序, Sequencing 决定不同加工件在 加工中心的加工顺序; 2 作业计划 Scheduling 而作业计划的主要问题不但要确定来件在各台机器上工件的 加工顺序，而且，在通常情况下都规定最早可能开工时间和结 束时间.但，当工件的加工顺序确定之后，作业计划也就基本 确定了。所以，人们常常不加区别地使用“排序”与“作业计 划”。 2001/2/2 1 派工单 )

6、派工单（dispatch list）或称调度单，是一种面向工作 中心说明加工优先级的文件，说明工作中心在一周或一个时 期内要完成的生产任务。 ) 说明哪些工作已经达到，应当什么时间开始加工，什么时 间完成，计划加工时数是多少，完成后又应传给哪道工序。 ) 说明哪些工件即将达到，什么时间到，从哪里来。 ) 根据派工单，车间调度员、工作中心操作员对目前和即将 到达的任务一目了然。 数量 需用 完成 2001/2/2 1 派工单的典型格式 计划进度 开始日期 完工日期 物料 号 物料 名称 工作中心：8513名称：车床 加工 单号 工序 号 数量 需用 完成 时间 准备 加工 上工 序 下工 序 正

7、加工的工件 已加工的工件 将达到的工件 75831 D 97087 20 16 20 970504 970504 1.0 1028 8601 88501 C 97098 50 20 970504 970506 0.2 15 1028 8603 51888 F 97120 40 40 970506 970507 0.2 10 8420 入库 16877 G 97376 20 30 970507 970507 0.1 5.0 8510 8523 37414 D 97087 25 15 970510 970511 0.1 8.0 7100 8200 88501 C 97098 10 10 97051

8、2 970512 0.1 3.0 7200 8532 2001/2/2 1 作业排序的重要性 在排序不恰当的车间，经常会出现作业等待时 间占总生产周期的 95%，从而造成一个较长的 工作流周期，再加上库存时间和其他时间，就 会使现金流周期长 工作流相当于现金流，而作业排序是整个过程 的核心。作业排序是安排作业的活动、资源使 用或配置设施的时间表。 排序的重要性 2001/2/2 1 车间作业排序的目标 工作中心作业排序的目标是： q 满足交货期 q 极小化提前期 q 极小化准备时间或成本 q 极小化在制品库存 q 极大化设备或劳动力的利用 （注：最后一个目标是有争议的，因为仅仅依靠保持所有设

9、备/或员工处于繁忙的状态可能不是在工序中管理生产的最有 效方法） 作业排序的优先规则 2001/2/2 1 1 FCFS（先到优先）：按订单送到的先后顺序进行加工. 2 SOT（最短作业时间优先）：这个规则等同于 SPT（最短加工时间）规则。 3 Ddate(交货期优先)：最早交货期最早加工。 作业排序的优先规则 2001/2/2 1 4. STR（剩余时间最短优先）： 剩余时间是指交货期前所剩余时间减去加工时间所得的差值。 5 RAN(随机排序) 主管或操作工通常随意选择一件他们喜欢的进行 加工。 6 LCFS（后到优先）：该规则经常作为缺省规 则使用。因为后来的工单放在先来的上面，操 作人

10、员通常是先加工上面的工单。 N个作业单台工作中心的排序 2001/2/2 1 “n个作业单台工作中心的问题”或“n/1”，理论上，排 序问题的难度随着工作中心数量的增加而增大，而不是随着作 业数量的增加而增大，对n的约束是其必须是确定 的有限的数 例：n个作业单台工作中心排序问题。在一周的开始，有5位顾客提交了 他们的订单。原始数据为： 订单（以到达的顺序） 加工时间/天 交货期/天 A B C D E 3 4 2 6 1 5 6 7 9 2 方案一：FCFS规则 2001/2/2 1 方案一利用FCFS规则，其流程时间的结果如下： 加工顺序 加工时间 交货日期 流程时间 A B C D E

11、3 4 2 6 1 5 6 7 9 2 0+3=3 3+4=7 7+2=9 9+6=15 15+1=16 总流程时间=3+7+9+15+16=50（天） 平均流程时间=50/5=10天 将每个订单的交货日期与其流程时间相比较，发现只有A订单能按时交 货。订单B，C，D和E将会延期交货，延期时间分别为1,2,6,14天。每个 订单平均延期（0+1+1+2+6+14）/5=4.6天。 方案二：SOT规则 2001/2/2 1 方案二利用SOT（最短作业时间）规则，流程时间为： 加工顺序 加工时间 交货日期 流程时间 E C A B D 1 2 3 4 6 2 7 5 6 9 0+1=1 1+2=3

12、 3+3=6 6+4=10 10+6=16 总流程时间=1+3+6+10+16=36（天） 平均流程时间=36/5=7.5天 SOT规则的平均流程时间比FCFS规则的平均流程时间小。另外，订单E 和C将在交货日期前完成，订单A仅延期1天。每个订单的平均延期时间 为（0+0+1+4+7）/5=2.4天。 方案三：Ddate规则 2001/2/2 1 加工顺序 加工时间 交货日期 流程时间 E A B C D 1 3 4 2 6 2 5 6 7 9 0+1=1 1+3=4 4+4=8 8+2=10 10+6=16 总流程时间=1+4+8+10+16=39（天） 平均流程时间=39/5=7.8天 在

13、这种情况下，订单B，C和D将会延期，平均延期时间为（0+0+2+3+7 ）/5=2.4天。 方案三 利用Ddate(最早交货期最先加工)规则，排序结果为 方案四：LCFS规则 2001/2/2 1 加工顺序 加工时间 交货日期 流程时间 E D C B A 1 6 2 4 3 2 9 7 6 5 0+1=1 1+6=7 7+2=9 9+4=13 13+3=16 总流程时间=1+7+9+13+16=46（天） 平均流程时间=46/5=9.2天 平均延期=4.0天 方案四利用LCFS（后到先服务）规则，预计流程时间为： 方案五：随机 2001/2/2 1 加工顺序 加工时间 交货日期 流程时间 D

14、 C A E B 6 2 3 1 4 9 7 5 2 6 0+6=6 6+2=8 8+3=11 11+1=12 12+4=16 总流程时间=6+8+11+12+16=55（天） 平均流程时间=55/5=11天 平均延期=5.4天 方案五利用随机规则，排序结果为： 方案六：STR规则 2001/2/2 1 加工顺序 加工时间 交货日期 流程时间 E A B D C 1 3 4 6 2 2 5 6 9 7 0+6=6 1+3=4 4+4=8 8+6=14 14+2=16 总流程时间=6+4+8+14+16=43（天） 平均流程时间=43/5=8.6天 平均延期=3.2天 方案六利用STR（剩余松弛

15、时间最短）规则，排序结果为： 优先调度规则比较 2001/2/2 1 规则 总的完成时间 平均完成时间 平均延期 FCFS SOT(SPT) DDate LCFS 随机 STR 50 36 39 46 53 43 10 7.2 7.8 9.2 10.6 8.6 4.6 2.4 2.4 4.0 5.4 3.2 很明显，此例中SOT比其余的规则都好，但情况总是这样的吗？答案是 肯定的。另外，从数学上可以证明，在n/1情况下，用其他的评价准则， 如等待时间均值和完成时间均值最小，SOT规则也是最优方案。事实上 ，这个简单被称为“在整个排序学科中最重要的概念” N个作业两台工作中心排序 2001/2/2 1 S.M.Johnson于1954年提出了一个排序方法，其目的 是极小化从第一个作业开始到最后一个作业为止的全 部流程时间。约翰逊规则包含下列几个步骤： A.列出每个作业在两台工作中心上的作业时间表 ； B.找出最短的作业时间； C.如果最短的作业时间来自第一台工作中心，则将它 排到前面；如果最短的作业时间来自第二个工作中 心，则将该作业排到最后； D.对剩余作业重复进行步骤 A和 B，直到排序完成。 2001/2/2 1 练习二 下表为要排序工件的有关情况，这些工