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1、生产运作管理生产运作管理作业计划作业计划1学习目标学习目标学过本章以后，你将：l了解或掌握l作业计划及其意义l制造业作业计划在大量、中量和小批量生产系统中的应用l优先调度规则和方法l甘特图在作业控制中的应用l服务业排序问题 2洋快递洋快递VS土快递土快递l洋快递远程快递l联邦快递l联合包裹 l“土快递”与“绿快递” l同城快递 l从业人员素质 思考l“土快递”的瓶颈是什么？是否与作业计划有关？l试为“土快递”提供一些改进服务水平的建议 3作业计划作业计划l在企业或组织内部对各项资源的使用进行时间上的选择l位于决策等级的最后 l优点l有助于提高制造业的生产率、设备和人员的利用率l有助于提高服务业
2、的服务水平、节约成本、提高竞争力 4制造业的作业计划制造业的作业计划l大量生产系统的作业计划l大量生产系统特点l产品需求量一般很大，市场比较稳定，一般采用流水线生产模式，用专业化的设备和活动，重复性地、高效率地生产标准化的产品 l典型的产品l汽车，此外，电脑、电视机、玩具、器械等 l单一对象流水线:l又称不变流水线,只固定生产一种产品或零件，品种是固定不变的l多对象流水线：l又称混合型流水线，生产两种或两种以上的产品或零件5制造业的作业计划制造业的作业计划continuedl大量生产系统的作业计划l系统作业计划的内容l各工作中心的工作量，以及各工序的加工顺序等l作业计划：l在系统设计阶段就已经
3、作出了大半的工作量和排序决策l期望产出与实际产出出现偏离时，需要对生产系统作出一定的进度安排 6制造业的作业计划制造业的作业计划continuedl中量生产系统的作业计划l一般采用批量生产/加工的工艺类型，产量处于标准化的大规模生产和单件小批生产之间。批量生产的特点是有一定的间断性，如报纸、杂志的印刷，化妆品的生产等 l作业计划问题l如何通过适当的作业计划，减少转换的成本 l少量生产系统的作业计划l产品根据订单生产，品种多，数量少l作业计划问题最复杂l如何分配各工作地的工作量、如何安排作业顺序等 7作业排序的基本要素作业排序的基本要素l作业排序的概念l排序（Sequencing）：也称做优先调
4、度排序，决定在某些机器或者某些工作中心上先开始哪个作业的过程l作业排序要解决的问题：通过组织具体的生产活动，以最小的成本按期完成各项订单任务l内容：安排不同工件在同一设备上的加工顺序、不同工件在整个生产过程中的加工顺序以及设备和员工等资源的分配问题 l不同的作业排序，可能会导致差别很大的结果 8作业排序的基本要素作业排序的基本要素continuedl作业排序的概念l排序的目标l满足交货期的要求，保证按时交货l流程时间最短，从而使得在制品库存最少l设备和劳动力的利用率最高，闲置时间最少 9作业排序的基本要素作业排序的基本要素continuedl算例l3种款式的服装要进行成衣组装 3种款式的成衣部
5、件生产、组装工时定额 单位：小时 l采用不同的加工顺序，任务完工时间各为多少？ 款式成衣部件生产定额工时成衣组装定额工时A155B810C12710作业排序的基本要素作业排序的基本要素continuedl解答lA,B,ClB,C,AlC,A,B部件生产A（15）B（8）C（12）合计成衣组装A（5）B（10）C（7）耗时15812742部件生产B（8）C（12）A（15）合计成衣组装B（10）C（7）A（5）耗时81215540部件生产C（12）A（15）B（8）合计成衣组装C（7）A（5）B（10）耗时12158104511作业排序的基本要素作业排序的基本要素continuedl作业排序系统
6、的方法l有限负荷（Infinite Loading）和无限负荷（Finite Loading） l有限负荷：根据每一个订单所需的调整和运行时间，对每种资源进行详细的排序 l无限负荷：当工作分配到工作中心时，只考虑它需要多少时间，以及检查关键资源是否超负荷l前向排序（Forward Scheduling）和后向排序（Backward Scheduling） l前向排序：系统接受一个订单后，对完成订单所需要的作业按从前向后的顺序进行排序 l后向排序：系统在接受一个订单之后，将作业从后向前进行排序 12优先调度规则和方法优先调度规则和方法 l常用的排序规则l先到先服务l最短作业时间l交货期l剩余松弛
7、时间l关键比例关键比例交货日期与当前日期的差值/剩余的工作日数l排队比例l后到先服务l最多工作量原则l随机排序或者随意处置 13优先调度规则和方法优先调度规则和方法continued ln个作业单机床排序l一台机器上有n个作业要加工，简称“n/1” l算例l某厂同时接到了4个订单，所有订单的作业都要使用同一台设备，详细的排序数据如表所示l决定4个订单的加工顺序，目标是使流程时间最短 单位：天 作业（按到达顺序）加工时间交货日期（从接到订单起天数）ABCD45376781014优先调度规则和方法优先调度规则和方法continued l解答 （一）先到先服务排序 单位：天 l总流程时间491219
8、44天l平均流程时间44/411天l交货期问题：只有A能够准时交货。作业B、C、D将分别延迟2、4、9天。平均每个作业延迟（0249）/43.75天 作业顺序加工时间交货日期流程时间ABCD45376781004445993121271915优先调度规则和方法优先调度规则和方法continued l解答 （二）最短作业时间排序 单位：天 l总流程时间37121941天l平均流程时间41/410.25天l交货期问题：C可以满足交货期的要求。作业A、B、D将分别延迟交货1、5、9天。平均每个作业延迟（0159）/43.75天 作业顺序加工时间交货日期流程时间CABD3457867100333477
9、5121271916优先调度规则和方法优先调度规则和方法continued l解答 （三）最早交货期准则 单位：天 l总流程时间37121941天l平均流程时间41/410.25天l交货期问题：C可以满足交货期的要求。作业A、B、D将分别延迟交货1、5、9天。平均每个作业延迟（0159）/43.75天 l总流程时间、平均流程时间及交货的问题与方案一结果相同。这只是本例题的一个巧合 作业顺序加工时间交货日期流程时间ABCD45376781004445993121271917优先调度规则和方法优先调度规则和方法continued l解答 （四）后到先服务排序 单位：天 l总流程时间71015195
10、1天l平均流程时间51/412.75天l交货期问题：D能满足交货期的要求。其他作业C、B、A的延迟期分别为2、8、13天。平均每个作业延迟（02813）/45.75天 作业顺序加工时间交货日期流程时间DCBA7354108760777310105151541918优先调度规则和方法优先调度规则和方法continued l解答 （五）剩余松弛时间排序 单位：天 l总流程时间49161948天l平均流程时间48/412天l交货期问题：A能满足交货期的要求。其他作业B、D、C的延迟期分别为2、6、11天。平均每个作业延迟（02611）/44.75天 作业顺序加工时间交货日期流程时间ABDC45736
11、710804445997161631919优先调度规则和方法优先调度规则和方法continued ln个作业2台机床排序 l2个或者更多的作业必须在2台机器上以共同的工序进行加工 l约翰逊方法（Johnsons method）排序规则l使从第一个作业开始到最后一个作业结束的总流程时间最短，也可以使得2个机器同时加工的时间最长，设备利用率最高 l步骤：列出每个作业在每台设备上的加工时间选择最短的时间。如果最短的加工时间来自第一台机器，那么将这个作业排在最前面；如果来自第二台机器，那么这个作业排在最后面依此类推，直到排完所有作业为止 20优先调度规则和方法优先调度规则和方法continued ln
12、个作业2台机床排序 l算例l假设有5个作业，要在2台机器上以相同的工序进行加工， 试排序 排序数据 单位：天作业在机器1上的加工时间在机器2上的加工时间ABCDE45 3 10 26857121优先调度规则和方法优先调度规则和方法continued l解答l列出加工时间l选出最短加工时间，即作业E在机器2上的加工时间最短，为1天，首先进行指派，最后加工，排在末位l作业C在机器1上的加工时间次短，为3天，因此放在首位，最先加工l作业A在机器1上的加工时间在剩余的加工时间中最短，为4天，因此放在作业C的后面加工l作业B在机器1上的加工时间是剩下的时间中最短的，为5天，因此放在作业A后面加工l剩下的
13、只有D，它在机器2上的加工时间比在机器1上的加工时间短，因此排在作业E的前面，位于倒数第二个l排序结果：C、A、B、D、E l总流程时间为3451025130天 22优先调度规则和方法优先调度规则和方法continued ln个作业n台机床排序l要解决的不是确定由哪个作业先开始加工，而是要确定将哪个工作安排到哪台机器上为最佳 l指派方法（Assignment method）l列出每项工作在每个机器上加工成本的分配表l将表里每一行数字减去这一行最小的数字l将表里每一列数字减去这一列最小的数字l用直线覆盖包含0的行和列l统计覆盖所有0的直线数量，若直线数量等于n，则得到最优解，否则，进入第6步l找
14、出所有未被覆盖的数字中的最小者，并将这些数字减去这个最小值，同时，将两直线交叉处的数字加上这个最小值，重复第5步，直到覆盖所有0的直线的数量等于n 23优先调度规则和方法优先调度规则和方法continued ln个作业m台机床排序l有n个作业要在m台机床上进行加工，并且所有的作业要经过所有的机器来加工，有（n!）m种可选的作业排序 l约翰逊规则的扩展法l关键零件法（Key Parts Model）l计算机模拟方法 24生产作业控制生产作业控制 l甘特图l按照时间绘制任务，图中的内容既显示了作业所需要的时间，也显示了作业执行的顺序l亨利L甘特（Henry LGantt）于20世纪初首先把图表用于
15、企业进度安排中，监控每个作业具体的完成情况 SMTWTFSDayJobJob AJob BJob CRepairToday25生产作业控制生产作业控制continued l输入/输出（Input/Output Control，I/O）控制l对工作中心的作业流和序列程度进行控制，是制造计划和控制系统的一个主要特征 l主要原则：工作中心的输入永远不能超过工作中心的输出l目的：分析输入与输出之间的差异，找到问题的来源，采取适当的控制措施，从而有效地控制生产作业，使工作中心的输入和输出达到完美的平衡26生产作业控制生产作业控制continued 一个输入/输出报告输入12345计划1301301301
16、00120实际15012512098127偏差2051027累计20155310输出计划140140140100145实际140135135104146偏差05541累计051065积压40504025190偏差偏差 实际实际 计划；计划；每一期的积压每一期的积压 （本期实际输入（本期实际输入 本期实际输出）本期实际输出） 上期积压上期积压 27服务业的排序问题服务业的排序问题 l目标：更有效地利用现有容量，使顾客需求与服务能力相匹配，减少顾客的等待时间，为顾客提供更满意的服务 l影响顾客需求顾客排程 l预约系统l预订系统l服务系统能力管理服务系统排程l这里，服务系统排序主要是指对服务系统内的
17、服务人员进行排序 28服务业的排序问题服务业的排序问题continued l保证员工有连续2天休息日的排序方法l确定每周对员工的需求量，找出员工需求量总和最少的连续的两天，作为员工1的休息日l员工1休息的两天中的需求量不变，将员工1工作的5天中的需求量各减去1，再找出员工需求量总和最少的连续2天，作为员工2的休息日l重复进行上面的步骤，直至所有的员工休息日确定完毕 l如果有两组连续日期的需求总和是最小的，就根据排程的原则选择;否则，任选一组 29服务业的排序问题服务业的排序问题continued l算例l假设某快餐店有8名员工，快餐定根据历史记录和经验，估计每天员工的需求量如表所示l试为这个快
18、餐店安排员工的工作和休息时间 员工需求量日期星期一星期二星期三星期四星期五星期六星期日所需员工（人）342556630服务业的排序问题服务业的排序问题continued l解答 员工休息日排序结果 日期星期一星期二星期三星期四星期五星期六星期日员工13425566员工22424455员工32413344员工41313233员工50213122员工60102012员工70001011员工80000010方框所在的日期即为该员工的休息日方框所在的日期即为该员工的休息日 31服务业的排序问题服务业的排序问题continued l解答 员工排程总人数结果 单位：人 日期星期一星期二星期三星期四星期五星期六星期日所需员工3425566实际人数 342556632小结小结 本章学习了：l作业计划l作业排序的方法l排序规则l生产作业控制的方法l甘特图l输入/输出控制l服务业的排序问题33
