生产运作-作业计划-排序问题

1、Operations Scheduling本章结构本章结构4作业计划及排序概述作业计划及排序概述1制造业作业计划制造业作业计划2制造业作业控制制造业作业控制3服务业作业计划服务业作业计划等待是日常生活的一部分等待是日常生活的一部分服务业、制造业的排序问题服务业、制造业的排序问题引例：排队机工作流程引例：排队机工作流程为什么会出现排队现象？为什么会出现排队现象？顾客顾客到达到达 服务设施服务设施顾客顾客排队排队顾客顾客离开离开你觉得应以怎样的准则排队？你觉得应以怎样的准则排队？cba/部部装装B（8）C(6)D（12）总总装装A(4)B（10）C(5)D(7)（a）装配顺序为装配顺序为ABCD，

2、总装配时间为总装配时间为部部装装C（6）B（8）总总装装C(5)B（10）D（7）（b）装配顺序为装配顺序为CBDA，总装配时间为总装配时间为部部装装C（6）B（8）总总装装D（7）C(5)B(10)（c）装配顺序为装配顺序为DCAB，总装配时间为总装配时间为A（15）A（15）A（15）A(4)A(4)D（12）D(12)第一节第一节 作业计划及排序概述作业计划及排序概述l 排序的概念排序的概念 l 排序的目标排序的目标l 排序的分类排序的分类作业计划作业计划 (Scheduling)：是安排：是安排零部件（作业、活动零部件（作业、活动）的出产数量、设备及人工使用、投入时间及出产的出产数量、

3、设备及人工使用、投入时间及出产时间。时间。排序（排序（Sequencing）：给出零部件在一台或一组设）：给出零部件在一台或一组设备上加工的先后顺序的工作。备上加工的先后顺序的工作。一、排序的基本概念一、排序的基本概念 (Sequencing) 排序的基本概念排序的基本概念 (Sequencing) l 例如：考虑例如：考虑32项任务（工件），有项任务（工件），有32！=2.6*1035种方种方案，假定计算机每秒钟可以检查案，假定计算机每秒钟可以检查1 billion个顺序，全个顺序，全部检验完毕需要部检验完毕需要8.4*1015个世纪。个世纪。l 如果只有如果只有16个工件，同样按每秒钟可以

4、检查个工件，同样按每秒钟可以检查1 billion个顺序计算，也需要个顺序计算，也需要2/3年。年。l 以上问题还没有考虑其他的约束条件，如机器、人力以上问题还没有考虑其他的约束条件，如机器、人力资源、厂房场地等，如果加上这些约束条件，所需要资源、厂房场地等，如果加上这些约束条件，所需要的时间就无法想象了。的时间就无法想象了。l 所以，很有必要去寻找一些有效算法，解决管理中的所以，很有必要去寻找一些有效算法，解决管理中的实际问题。实际问题。作业计划的影响因素作业计划的影响因素 工件到达的方式工件到达的方式 (The job arrival pattern) 车间内机器的数量车间内机器的数量 (

5、Number and variety of machines in the shop) 车间拥有的人力资源车间拥有的人力资源 (Number of workers in the shop) 工件移动方式工件移动方式 (Particular flow patterns) 不同调度准则的评价不同调度准则的评价 (Evaluations of alternative rules)l 作业计划与控制的关系：作业计划与控制的关系：n作业计划：给生产活动作业计划：给生产活动 (Production Activities) 制定详细制定详细计划。计划。n生产控制：以生产计划和作业计划为依据，检查、落实生产控

6、制：以生产计划和作业计划为依据，检查、落实计划执行情况，发现偏差即采取纠正措施，保证实现各计划执行情况，发现偏差即采取纠正措施，保证实现各项各项计划目标。项各项计划目标。l 作业计划（排序）的作用（目标）：作业计划（排序）的作用（目标）：F满足交货期要求；满足交货期要求；F使在制品库存最小；使在制品库存最小；F使平均流程时间最小；使平均流程时间最小；F提供准确的工件状态信息；提供准确的工件状态信息；F提高机器提高机器/工人的时间利用率；工人的时间利用率； F减少调整准备时间；减少调整准备时间； F使生产和人工成本最低。使生产和人工成本最低。 单件车间制定作业计划示意图单件车间制定作业计划示意图

7、 来自上游工来自上游工作地的订单作地的订单工件排队工件排队等待加工等待加工工作地工作地加工完毕的订单流向加工完毕的订单流向下一工作地下一工作地第二节第二节 制造业作业排序制造业作业排序l 作业排序（作业排序（Sequencing）对一对一定期间内分配给生产单位的作业任定期间内分配给生产单位的作业任务，根据产品务，根据产品(零件零件)的工艺路线和的工艺路线和设备负荷可能性，确定各个生产单设备负荷可能性，确定各个生产单位作业任务的先后顺序。位作业任务的先后顺序。l 作业排序问题通常表述为作业排序问题通常表述为一、制造业作业排序的要求和类型一、制造业作业排序的要求和类型制造业作业排序的制造业作业排序

8、的类型类型 指指n项任务在项任务在m台设台设备上加工，所有任务的备上加工，所有任务的工艺顺序相同工艺顺序相同，有，有n!个排序方案。个排序方案。 指指n项任务在项任务在m台台设备上加工，所有任务的设备上加工，所有任务的工艺顺序不同工艺顺序不同，有有(n!)m个个排序方案。排序方案。制造业作业排序的制造业作业排序的表示方法表示方法l 作业排序的表示方法为：作业排序的表示方法为：J作业任务数作业任务数 /生产单位数生产单位数 /排序问题类型排序问题类型 /评评价尺度价尺度 (优化目标优化目标)J如：如： n /m / FLW / Fmax ：表示：表示m个生产单个生产单位（机器）完成位（机器）完成

9、n项作业任务、流水型排序项作业任务、流水型排序问题和以最大流程时间作为评价尺度。问题和以最大流程时间作为评价尺度。附：排序问题的表示方法附：排序问题的表示方法 l 排序问题常用四个符号来描述：排序问题常用四个符号来描述：n /m /A /B | n-工件数；工件数；m-机器数；机器数；A-车间类型（车间类型（F -流水型排序；流水型排序；P -排列排排列排序；序；G -一般类型一般类型, 即单件型排序）；即单件型排序）；B-目标函数。目标函数。| Ji-工件工件i，i=1,2,.n；di-工件工件i的交货期；的交货期；| Pi-工件工件i的加工时间，的加工时间，Pi=j=1mpij, pij-

10、工件工件i在机器在机器j上的加工时间上的加工时间,j=1,m; | Wi-工件工件i在系统内的等待时间在系统内的等待时间, Wi=j=1mwij, wij-工件工件i在机器在机器j前的等待前的等待时间时间, j=1,m; | Ci-工件工件i的完成时间的完成时间, 在工件都已到达的情况下在工件都已到达的情况下, Ci= Pi; | Fi-工件工件i的流程时间，在工件都已到达的情况下的流程时间，在工件都已到达的情况下, Fi= Pi; | Li-工件工件i的延误时间的延误时间, Li= Ci- di, Li0 延误延误; | Ti-工件工件i的延期量的延期量, Ti= max0, Li; | E

11、i-工件工件i提前完成的时间提前完成的时间.二、单台机器的排序问题二、单台机器的排序问题 l n个工件全部经由一台机器处理个工件全部经由一台机器处理 J1 J2 J3 Jn机器机器离开系统离开系统（机器）（机器）到达系统工件的集合到达系统工件的集合常见单台机器排序问题的常见单台机器排序问题的目标函数目标函数 l 定义：定义： 为为n个零件经由一台机器的平个零件经由一台机器的平均流程时间，其中均流程时间，其中Fi-工件工件i的流程时间。的流程时间。l 目标函数：目标函数：l 定义：定义：Tmax=maxTi 为最大延期量，其中为最大延期量，其中Ti为工为工件件i的延期量。的延期量。l 目标函数：

12、目标函数：min TmaxniiFnF11FMin单台机器流水型排序问题的单台机器流水型排序问题的排序规则排序规则 l 根据排序目标的不同，可以选择不同的排序规根据排序目标的不同，可以选择不同的排序规则，有时又称为确定优先权则，有时又称为确定优先权(Priorities)。 l 常见的优先权规则常见的优先权规则(Priority rules)有：有： nFCFS-First Come First Served 先到先服务先到先服务nSPT-Shortest Process Time 最短作业时间最短作业时间nEDD-Earliest Due Date 最早交货期最早交货期nSST-Shorte

13、st Slack Time 最小松弛时间最小松弛时间nCR-Critical Rate等等, 分别用于解决不同的问题分别用于解决不同的问题.附：附：n 项作业在项作业在1个工作中心的排序个工作中心的排序n先到先服务先到先服务 (FCFS)n最短作业时间最短作业时间 (SPT)n最早交货期最早交货期 (EDD)nSPT与与EDD结合原则结合原则n最小松弛时间最小松弛时间 (SST) n后到先服务后到先服务 (LCFS)即先按交货期优先即先按交货期优先原则逐项安排作业顺序，原则逐项安排作业顺序，并依次计算每项任务是否并依次计算每项任务是否拖期；如果遇到某项任务拖期；如果遇到某项任务拖期，则将其移至

14、最后加拖期，则将其移至最后加工；之后，若又有任务拖工；之后，若又有任务拖期，则又将其移至最后加期，则又将其移至最后加工。工。 几种调度准则的比较几种调度准则的比较 1 1、求平均流程时间最短的排序问题、求平均流程时间最短的排序问题 l 求平均流程时间最短的作业顺序，采用求平均流程时间最短的作业顺序，采用SPTSPT原则原则。n按工件加工时间的长短，按不减的顺序从小到大安排按工件加工时间的长短，按不减的顺序从小到大安排各项作业。各项作业。l 例：一个车间有一台加工中心，现有例：一个车间有一台加工中心，现有5个工件需要该机器加个工件需要该机器加工。相关的加工时间和要求完成时间（交货期）如下表所示工

15、。相关的加工时间和要求完成时间（交货期）如下表所示，求平均流程时间最短的作业顺序。，求平均流程时间最短的作业顺序。l 解：根据解：根据SPT原则，得出：原则，得出： l J4 -J5 -J1 -J2 -J3 l 有关项目的计算：有关项目的计算： 275/13511niiFnF2 2、求最大延期量最小的排序问题、求最大延期量最小的排序问题 例：借用上面的例子，求最大例：借用上面的例子，求最大延期量最小的作业顺序。延期量最小的作业顺序。 解：根据解：根据EDD原则，得出：原则，得出：J3 -J5 -J4-J2 -J1 平均延迟平均延迟=33/5=6.6 最大延期量最大延期量Tmax=18475/2

16、3511niiFnF3 3、EDD-SPT 综合原则综合原则 l 例例: 在一台设备上安排在一台设备上安排6个工件的加工任务，个工件的加工任务，每项任务的作业时间和交货期如下表所示。每项任务的作业时间和交货期如下表所示。 在满足在满足Tmax最小的情况下，使平均流程时间最最小的情况下，使平均流程时间最小。小。l 1、首先使用、首先使用EDD规则排序规则排序 nJ2 J1 J3 J4 J5 J6l 2、求出所有作业的总操作时间、求出所有作业的总操作时间T （最大流程时间）（最大流程时间）nT= 3+2+4+8+6+5= 28 l 3、找出交货期不小于、找出交货期不小于T的任务项，然后按其加工时的

17、任务项，然后按其加工时间大小调整，将加工时间大的任务调整到后面（按间大小调整，将加工时间大的任务调整到后面（按SPT规则调整）。规则调整）。 n如本例，如本例， J5 ， J6满足要求，因为满足要求，因为t5 t6, 所以：所以： J2 J1 J3 J4 J6 J5l 4、去掉已调整的任务，重复、去掉已调整的任务，重复2-4步。步。 最后得最优解：最后得最优解： J2 J1 J3 J4 J6 J5l F=13.674、FCFS、SPT、EDD、SST优先规则的应用优先规则的应用l 例：下表是在某工作中心等待加工的例：下表是在某工作中心等待加工的6项作业的加项作业的加工时间（包含换产时间）与预定

18、日期，假设工作的工时间（包含换产时间）与预定日期，假设工作的到达顺序与表中顺序相符到达顺序与表中顺序相符 。根据以下规则来决定其。根据以下规则来决定其作业顺序：作业顺序： FCFS SPT EDD SST并对它并对它们分别进行评价。们分别进行评价。 （1）按）按FCFS规则排序规则排序l FCFS：先到先服务：先到先服务l 排序的结果是排序的结果是A-B-C-D-E-F。（2）按）按SPT规则规则l SPT：最短作业时间：最短作业时间l 作业顺序是作业顺序是A-C-E-B-D-F（3）按）按EDD规则规则l EDD：最短交货延期量：最短交货延期量l 作业顺序是作业顺序是C-A-E-B-D-F（

19、4）按）按SST规则规则l SST：最小松弛时间：最小松弛时间l 松弛时间松弛时间=预定日期预定日期-加工时间加工时间，按松弛时间，按松弛时间从小到大排列，可得顺序：从小到大排列，可得顺序：C-A-F-D-B-E规则比较规则比较l 很明显，此例中很明显，此例中SPT比其余的规则都好，但情况总比其余的规则都好，但情况总是这样的吗？答案是肯定的。另外，从数学上可以是这样的吗？答案是肯定的。另外，从数学上可以证明，在证明，在n/1情况下，用其他的评价准则，如等待时情况下，用其他的评价准则，如等待时间均值和完成时间均值最小，间均值和完成时间均值最小，SPT规则也是最优方规则也是最优方案。事实上，这个被

20、称为案。事实上，这个被称为“在整个排序学科中最重在整个排序学科中最重要的概念要的概念”。 规则 总的流程时间 平均流程时间 平均延期FCFSSPTEDDSST120108110133201818.3322.1796.676.339.5三、三、n项任务在两台机器的排序问题项任务在两台机器的排序问题 （Scheduling n Jobs on Two Machines）l 两台机器排序问题的含义两台机器排序问题的含义nn个工件都必须经过机器个工件都必须经过机器1和机器和机器2的加工，即工的加工，即工艺路线是一致的。艺路线是一致的。 J1 J2 J3 Jn机器机器离开系统离开系统（机器）（机器）到达

21、系统工件的集合到达系统工件的集合机器机器两台机器排序问题的目标两台机器排序问题的目标 l 两台机器排序的目标是使最大完成时间（总加工周两台机器排序的目标是使最大完成时间（总加工周期）期）Fmax最短。最短。 l Fmax的含义见如下的甘特图的含义见如下的甘特图(Gantt Chart)。 机器机器BA总加工周期总加工周期时间时间在机器A上的作业时间Fmax多台机器排序的目标一般也是使最大完成时间（总加工周期）多台机器排序的目标一般也是使最大完成时间（总加工周期） Fmax最短最短总加工周期的计算方法总加工周期的计算方法 l 例例: 在设备在设备A和和B上安排上安排5个工件的加工任务，每项任务的

22、作个工件的加工任务，每项任务的作业时间如下表所示。求业时间如下表所示。求: 该顺序的总加工周期该顺序的总加工周期Fmax。工件在两台设备上的加工时间工件在两台设备上的加工时间图解法：图解法：AB300J1 - J2 - J3- J4 J5两台机器排序问题的两台机器排序问题的Johnson算法算法 l 实现两台机器排序的最大完成时间实现两台机器排序的最大完成时间Fmax最短的目标，最短的目标，一优化算法就是著名的一优化算法就是著名的约翰逊法约翰逊法(Johnsons Law)。其。其具体求解过程如下例所示。具体求解过程如下例所示。l 约翰逊法解决这种问题分为约翰逊法解决这种问题分为4 4个步骤：

23、个步骤：(1) 列出所有工件在两台设备上的作业时间；列出所有工件在两台设备上的作业时间；(2) 找出作业时间找出作业时间最小者最小者；(3) 如果该最小值是如果该最小值是在设备在设备1上上，将对应的工件，将对应的工件排在前面排在前面，如果该最小值是如果该最小值是在设备在设备2上上，则将对应的工件，则将对应的工件排在后面排在后面；(4) 排除已安排好的工件，在剩余的工件中重复步骤排除已安排好的工件，在剩余的工件中重复步骤(2)和和(3)，直到所有工件都安排完毕。，直到所有工件都安排完毕。l 例题：某一班组有例题：某一班组有A、B两台设备，要完成两台设备，要完成5个工件个工件的加工任务。每个工件在

24、设备上的加工时间如下表的加工任务。每个工件在设备上的加工时间如下表所示。求总加工周期最短的作业顺序。所示。求总加工周期最短的作业顺序。工件在两台设备上的加工时间工件在两台设备上的加工时间约翰逊规则约翰逊规则 (Johnsons Law) (Johnsons Law) 的应用的应用l 解：由约翰逊法可知，表中最小加工时间值是解：由约翰逊法可知，表中最小加工时间值是1个时间单位个时间单位，它又是出现在设备，它又是出现在设备1上，根据约翰逊法的规则，应将对应上，根据约翰逊法的规则，应将对应的工件的工件4排在第一位，即得：排在第一位，即得：J4 - * - * - * - * l 去掉去掉J4，在剩余

25、的工件中再找最小值，不难看出，最小值，在剩余的工件中再找最小值，不难看出，最小值是是2个时间单位，它是出现在设备个时间单位，它是出现在设备2上的，所以应将对应的上的，所以应将对应的工件工件J1排在最后一位，即：排在最后一位，即：J4 - * - * - * - J1 l 再去掉再去掉J1，在剩余的，在剩余的J2、J3、J5中重复上述步骤，求解过中重复上述步骤，求解过程为：程为：l J4 - * - * - J5 - J1l J4 - J2 - * - J5 - J1l J4 - J2 - J3- J5 - J1l 当同时出现多个最小值时，可从中任选一个。最后得：当同时出现多个最小值时，可从中任

26、选一个。最后得：l J4 - J2 - J3- J5 - J1 l (a) J1 - J2 - J3- J4 - J5AB300l (b) J4 - J2 - J3- J5 - J1AB260可以看出，初始作业顺序的总加工周期是可以看出，初始作业顺序的总加工周期是30，用约翰逊法排，用约翰逊法排出的作业顺序总加工周期是出的作业顺序总加工周期是26，显然后者的结果优于前者。，显然后者的结果优于前者。计算总的加工时间计算总的加工时间l练习题：练习题：4项作业在两台设备上进行加工，项作业在两台设备上进行加工，其加工顺序相同，作业时间如下表所示其加工顺序相同，作业时间如下表所示:T = (2+4+8+

27、6)+(5) = 25CBDACBDA甘特图甘特图(Gantt Chart)四、四、 n项作业在项作业在3个工作中心的排序个工作中心的排序l 此方法是约翰逊（此方法是约翰逊（Johnson）规则的扩展方法规则的扩展方法，它是将三台设备合并为两台假想的设备，它是将三台设备合并为两台假想的设备，然后按约翰逊然后按约翰逊(Johnson)规则进行排序。规则进行排序。1in2axmmtt 3in2axmmtt 约翰逊约翰逊(Johnson)规则的扩展方法规则的扩展方法l 例：例：4项作业在三台设备上进行加工，其项作业在三台设备上进行加工，其加工顺序相同，作业时间如下表所示加工顺序相同，作业时间如下表所

28、示:计算总的加工时间计算总的加工时间2T = 7+6+12+6+9+6 = 46五、五、m台机器上台机器上n项作业的排序项作业的排序 l 一般解法：分枝定界法一般解法：分枝定界法branch and bound methodl 典型的启发式算法典型的启发式算法(heuristic algorithm) CDS (Campbell-Dudek-Simth)算法：该算法：该算法是将算法是将n/3的约翰逊扩展方法进一步扩展的约翰逊扩展方法进一步扩展到一般的到一般的n/m问题，以求得一个近似的最优问题，以求得一个近似的最优解。也叫坎贝尔解。也叫坎贝尔-杜达克杜达克-史密斯法。史密斯法。CDS算法的步骤

29、算法的步骤 第一步，根据第第一步，根据第1台与第台与第M台（即最后一台）机器的两台（即最后一台）机器的两组操作时间，应用组操作时间，应用Johnson规则排出规则排出第第1个个作业顺序方案作业顺序方案； 第二步，根据第第二步，根据第1台与第台与第2台机器的操作时间台机器的操作时间合并合并，以及，以及第（第（M-1）与第与第M台机器的操作时间合并，得到两组操台机器的操作时间合并，得到两组操作时间，应用作时间，应用Johnson规则排出规则排出第第2个个作业顺序方案；作业顺序方案； 第三步，根据第第三步，根据第1、第、第2、第、第3台，三台机器的操作时间台，三台机器的操作时间合并，以及第（合并，以

30、及第（M-2）、）、第（第（M-1）、第）、第M台三台机器台三台机器的操作时间合并，又得到两组操作时间，应用的操作时间合并，又得到两组操作时间，应用Johnson规则，排出规则，排出第第3个个作业顺序方案；作业顺序方案；CDS算法的步骤算法的步骤(续续) 第四步，重复以上运算，最后将第第四步，重复以上运算，最后将第1、第、第2、，第，第（M-1）共（共（M-1）台机器的操作时间合并，以及台机器的操作时间合并，以及将第将第2、第、第3、第、第M共（共（M-1）台机器的操作时台机器的操作时间合并，得到的两组操作时间，也应用间合并，得到的两组操作时间，也应用Johnson规规则，排出则，排出第（第（

31、M-1）个个作业顺序方案；作业顺序方案； 第五步，根据以上（第五步，根据以上（M-1）个工作顺序方案，分别个工作顺序方案，分别作图求出它们的总流程时间从中取得小值，最小值作图求出它们的总流程时间从中取得小值，最小值所对应的排序方案为最优的或近似最优的方案。所对应的排序方案为最优的或近似最优的方案。 CDS (Campbell-Dudek-Simth)算法简化步骤算法简化步骤l 将将m台机器分组，产生台机器分组，产生m-1个两台机器问题的个两台机器问题的集合；集合；l 然后利用然后利用Johnson算法获得算法获得m-1个加工顺序个加工顺序(每个两台机器问题获得一个加工顺序每个两台机器问题获得一

32、个加工顺序)；l 选取这选取这m-1个加工顺序中考核指标最好（一个加工顺序中考核指标最好（一般为般为Makespan最短）的加工顺序作为近似最最短）的加工顺序作为近似最优调度解。优调度解。分组及每组组合加工时间示意表分组及每组组合加工时间示意表 第三节第三节 生产作业控制生产作业控制l 生产作业控制生产作业控制是指生产作业计划执行过是指生产作业计划执行过程中，对有关产品程中，对有关产品(零部件零部件)的数量和生产进度的数量和生产进度进行控制。进行控制。l 生产作业控制是实现生产作业计划的保证。生产作业控制是实现生产作业计划的保证。l 生产作业控制的步骤：生产作业控制的步骤：确定生产作业控制标准

33、；确定生产作业控制标准；检查执行结果与标准进行比较；检查执行结果与标准进行比较；采取措施纠正偏差，并反馈信息。采取措施纠正偏差，并反馈信息。调度控制模型调度控制模型a. 单件小批生产，是为顾客生产特定产品或提供单件小批生产，是为顾客生产特定产品或提供特定服务的。特定服务的。如何控制排队的队长如何控制排队的队长，是生产控，是生产控制要解决的主要问题。制要解决的主要问题。输入输入/输出控制输出控制b. 大量大批生产，其产品是标准化的，通常采用大量大批生产，其产品是标准化的，通常采用流水线或自动线的组织方式生产。控制问题比流水线或自动线的组织方式生产。控制问题比较简单，主要通过改变工作班次，调整工作

34、时较简单，主要通过改变工作班次，调整工作时间和工人数来控制产量。间和工人数来控制产量。车间生产作业控制的主要活动车间生产作业控制的主要活动l 订单审核订单审核/ /投放（下达指令）投放（下达指令）n包括出产期的设置包括出产期的设置n系统订单数量对流程时间和生产周期有很大影响系统订单数量对流程时间和生产周期有很大影响n水桶原理的应用分析水桶原理的应用分析l 作业计划的制定作业计划的制定n决定订单流动的路线决定订单流动的路线, , 顺序和时间顺序和时间l 数据收集数据收集/ /监控监控n跟踪流程的关键环节跟踪流程的关键环节n实时动态跟踪实时动态跟踪 l 反馈控制反馈控制l 订单部署订单部署车间作业

35、控制的主要功能车间作业控制的主要功能 l 确定车间作业指令确定车间作业指令l 获取在制品占用信息获取在制品占用信息l 将车间作业状况信息反馈给上级及有关部门将车间作业状况信息反馈给上级及有关部门l 提供实际产出信息提供实际产出信息l 提供成本核算所需要的车间生产和在制品信息提供成本核算所需要的车间生产和在制品信息l 提供人力、设备等的利用率、效率和生产率信息提供人力、设备等的利用率、效率和生产率信息车间作业控制的主要工具车间作业控制的主要工具 l 甘特图甘特图 (Gantt Chart) l 输入输入/输出控制输出控制 (Input/Output Control) “漏斗漏斗”模型模型 l 派

36、工单派工单 (Dispatching) l 计算机辅助作业控制计算机辅助作业控制甘特图甘特图l 按照时间绘制任务，图中的内容既显示了作业所按照时间绘制任务，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。需要的时间，也显示了作业执行的顺序。l 亨利亨利L甘特（甘特（Henry L. Gantt）于）于20世纪初首先世纪初首先把图表用于企业进度安排中，监控每个作业具体把图表用于企业进度安排中，监控每个作业具体的完成情况。的完成情况。 SMTWTFSDayJobJob AJob BJob CRepairToday 甘特图又叫作业进度计划表甘特图又叫作业进度计划表，可以用来帮助制定计划和

37、，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ABC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“漏斗漏斗”模型模型输入输入/ /输出控制输出控制 利用利用“漏斗模型漏斗模型”进行生产控制进行生产控制在制品在制品到达的任务到达的任务计划能力计划能力实际能力实际能力完成的任务完成的任务利用利用“漏斗模型漏斗模型”进行生产控制进行生产

38、控制输入输入/ /输出报告输出报告一个输入一个输入/ /输出报告输出报告 实际实际 计划；计划； （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 输入输出图输入输出图负负 荷荷产出量产出量输出曲线输出曲线观察期观察期输入曲线输入曲线平均通过时间平均通过时间平均在制品库存平均在制品库存负荷（小时）负荷（小时）平均生产率平均生产率时间（日）时间（日）0利用利用“漏斗模型漏斗模型”进行生产控制进行生产控制3 3漏斗模型控制原理漏斗模型控制原理n 工件到达一个工作地，首先进入加工等待队列工件到达一个工作地，首先进入加工等待队列（在制品占用），经过一段时间后，进行加工，（在

39、制品占用），经过一段时间后，进行加工，加工完毕离开工作地（产出）。加工完毕离开工作地（产出）。n 由于在制品库存主要取决于加工任务的投料方由于在制品库存主要取决于加工任务的投料方法，这样就可以通过法，这样就可以通过控制控制“漏斗漏斗”的的输入输入，调，调整在制品数量和平均通过时间，同时控制其输整在制品数量和平均通过时间，同时控制其输出，保证生产系统能均衡地进行生产。出，保证生产系统能均衡地进行生产。n 调整工作地的工作能力也可以达到目的。调整工作地的工作能力也可以达到目的。利用利用“漏斗模型漏斗模型”进行生产控制进行生产控制4. “4. “漏斗模型漏斗模型”的应用的应用 根据管理重点的不同，利

40、用根据管理重点的不同，利用“漏斗模型漏斗模型”进进行生产计划与控制的方式包括：行生产计划与控制的方式包括： 监控车间生产过程；监控车间生产过程； 根据负荷控制任务投料；根据负荷控制任务投料； 按交货期进行加工能力的计划和控制。按交货期进行加工能力的计划和控制。利用利用“漏斗模型漏斗模型”进行生产控制进行生产控制派工单派工单l 派工单（派工单（dispatch list）或称调度单，是一种面向）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。一周或一个时期内要完成的生产任务。l 说明哪些工作已经达到，

41、应当什么时间开始加工，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。传给哪道工序。l 说明哪些工件即将达到，什么时间到，从哪里来。说明哪些工件即将达到，什么时间到，从哪里来。l 根据派工单，车间调度员、工作中心操作员对目前根据派工单，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。和即将到达的任务一目了然。数量需用完成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加工的工件已加工的工件将达到的工件75831D970

42、872016209705049705041.01028860188501C9709850209705049705060.2151028860351888F9712040409705069705070.2108420入库16877G9737620309705079705070.15.08510852337414D9708725159705109705110.18.07100820088501C9709810109705129705120.13.072008532 左边的图形展示了四个部分左边的图形展示了四个部分A, B, C & D.A, B & C 的的 1/4的部分被涂成阴影

43、的部分被涂成阴影1. 将将A中未被阴影的部分平分成相中未被阴影的部分平分成相同且面积相等的两部分同且面积相等的两部分.2.将将B中未被阴影的部分平分成相中未被阴影的部分平分成相同且面积相等的三部分同且面积相等的三部分.3.将将C中未被阴影的部分平分成相中未被阴影的部分平分成相同且面积相等的四部分同且面积相等的四部分.4.将将D中未被阴影的部分平分成相同且面积相等的七部中未被阴影的部分平分成相同且面积相等的七部分分.提示：提示：答案不是三角形，你应该自己解决。答案不是三角形，你应该自己解决。提示：答案不是三角形。提示：答案不是三角形。人们常说，这就是僵化的思维，你有吗？人们常说，这就是僵化的思维

44、，你有吗？p 排序的对象是人而不是物；排序的对象是人而不是物；p 系统动态与随机性特点比制造业更加突出；系统动态与随机性特点比制造业更加突出；p 排序问题与排队模型结合在一起而产生作用。排序问题与排队模型结合在一起而产生作用。产能过剩一、服务业企业作业排序问题一、服务业企业作业排序问题 （1 1）服务作业排序与生产作业排序的主要区别）服务作业排序与生产作业排序的主要区别l 所提供产品的类型：所提供产品的类型：由于服务过程有顾客参与由于服务过程有顾客参与,作业排序对他作业排序对他们有直接影响们有直接影响,并因此成为服务的一部分并因此成为服务的一部分,而在生产作业排序而在生产作业排序对产品的最终使

45、用者没有直接影响。对产品的最终使用者没有直接影响。l 排序内容：排序内容：在服务业中在服务业中, 排序要定义服务交易的时间或消耗排序要定义服务交易的时间或消耗点；而在制造业中仅仅定义产品生产的操作步骤。点；而在制造业中仅仅定义产品生产的操作步骤。l 过程控制：过程控制：在服务业中在服务业中, 顾客参与服务过程顾客参与服务过程, 并且对全部操作并且对全部操作过程施加影响过程施加影响.l 人员规模：人员规模：在顾客化服务中在顾客化服务中,服务的输出与劳动力的最佳规模服务的输出与劳动力的最佳规模之间的关系很难确定；而生产作业中之间的关系很难确定；而生产作业中,两者之间的关系有紧密两者之间的关系有紧密

46、联系联系,因此最佳的作业顺序可以被计算出来。因此最佳的作业顺序可以被计算出来。（2 2）服务作业排序方法之一）服务作业排序方法之一安排顾客需求安排顾客需求 l 预约：预约：如医生、律师等的服务如医生、律师等的服务l 预定：预定：顾客预定旅馆房间、火车或飞机票顾客预定旅馆房间、火车或飞机票l 排队等待：排队等待：一种为顾客排序的不太准确的方法是允许需求积一种为顾客排序的不太准确的方法是允许需求积压，让顾客排队等待。例如，餐馆、银行、零售商店等。压，让顾客排队等待。例如，餐馆、银行、零售商店等。（3 3）服务作业排序方法之二）服务作业排序方法之二安排服务人员安排服务人员l 当需要快速响应顾客需求、

47、且需求量大致可以预计时，通常当需要快速响应顾客需求、且需求量大致可以预计时，通常使用这种方法。使用这种方法。l 如：邮局营业员、护士、警察的工作日和休息日安排；一天如：邮局营业员、护士、警察的工作日和休息日安排；一天营业营业24小时、一周小时、一周7天都营业的商店保安人员安排；等等。天都营业的商店保安人员安排；等等。二、排队服务过程二、排队服务过程顾客源顾客源排队结构排队结构顾客到来顾客到来排队规则排队规则服务规则服务规则顾客离去顾客离去服务机构服务机构。需求群体需求群体排队结构排队结构服务结构服务结构不再有服不再有服务需求务需求与需求的时间分与需求的时间分布空间分布有关布空间分布有关到达过程

48、到达过程退出退出排队规则排队规则服务服务离开离开服务规则服务规则排队规则排队规则顾客排队方式：等待制顾客排队方式：等待制/ /即时制即时制( (损失制损失制););排队系统容量：有限制排队系统容量：有限制/ /无限制无限制; ; 排队队列数目排队队列数目: : 单列单列/ /多列多列; ;是否中途退出是否中途退出: : 允许允许/ /禁止禁止; ;是否列间转移是否列间转移: : 允许允许/ /禁止禁止; ; 单队单服务台单阶段的服务排队系统单队单服务台单阶段的服务排队系统 多队多服务台单阶段的服务排队系统多队多服务台单阶段的服务排队系统 单队多服务台单阶段的服务排队系统单队多服务台单阶段的服务排队系统 单队单服务台多阶段的服务排队系统单队单服务台多阶段的服务排队系统 单队多服务台多阶段的服务排队系统单队多服务台多阶段的服务排队系统检票检票售票售票银行服务银行服务报到、体检报到、体检行政审批中心、行政审批中心、“一条龙一条龙”服务服务1 1）利用预约系统）利用预