运营管理 课件 第10章：作业计划与控制

运营管理一、学习目标第10章：作业计划与控制学习内容

学习目标学习难度重要程度应掌握知识点概述了解☆★★作业计划的重要性作业计划与控制的内容制造车间作业计划掌握☆☆☆★★★单台设备排序方法流水车间作业排序方法生产控制熟悉☆★★生产控制的基本内容生产进度控制的策略服务作业计划熟悉☆☆★★★服务员工排班方法本章知识结构图生产作业计划与控制概述作业计划与控制的内容作业计划与控制的发展制造车间作业排序单台设备的排序方法流水生产线作业排序方法生产控制智能制造环境下的生产控制服务作业计划的特点在制品控制生产控制系统生产进度控制服务作业计划生产作业计划与控制本章重点第10章：作业计划与控制服务服务排队管理服务人员排班本章引例：飞机航班延误谁来买单？阅读课本的本章引导案例：回答如下问题：1你认为飞机航班延误这种现象能够通过精确的作业计划来减少吗？2服务作业计划制造业的作业计划有什么不同？第10章：作业计划与控制第一节、生产作业计划与控制概述2、作业计划与控制的发展1、作业计划与控制的内容第10章：作业计划与控制作业计划与控制的内容一第10章：作业计划与控制（一）制定作业计划（二）日常派工（三）作业控制（四）文明生产与现场改善（1）手工生产作业计划与控制（3）集成化生产作业计划与控制（2）计算机化生产作业计划与控制（4）数字化与智能化生产作业计划与控制第10章：作业计划与控制作业计划与控制的发展

二第二节、制造车间作业排序

一单台设备作业排序

二流水生产线的作业排序待加工工件加工设备加工设备第10章：作业计划与控制单台设备的作业排序

一

解决单台设备的作业排序问题，可以采用不同的排序规则。不同的排序规则的排序结果不同。以下列出常用的几种排序规则。（1）最短加工时间优先规则（ShortestProcessingTime，SPT）。（2）最短交货期优先规则（EarliestDueDate，EDD）。（3）先到先加工规则（FirstComeFirstServed，FCFS）。（4）最小松动时间优先规则（松动时间=交货期-加工时间，STR）。（5）临界比率最小优先规则（交货期减去当前日期除以作业时间）。（6）综合规则（综合使用两种规则，如先按照交货期优先排序，然后按照最短加工时间优先的原

则排序）。（7）后到先加工规则。（8）随机规则。第10章：作业计划与控制应用例题10-1某车间有一个工序由单台设备构成，有6个工件需要在该台设备上加工，各工件的加工时间如表10-1所示（工件编号是工件达到工作地的先后次序，当前日期为1）。工件编号i123456加工时间交货期7148121020210515618以下分别用不同的排序规则来比较不同的规则对加工结果的影响。第10章：作业计划与控制作业排序工件编号112233445566加工时间等待时间完成时间交货期拖期时间7071408715123101525205225271017527321517632381820表10-2按照先来先加工规则的排序注：总的拖期数是5件，平均拖期时间为：（0+3+5+17+17+20）/6=10.33（天）,平均完成时间

：(7+15+25+27+32+38)/6=24（天）

第10章：作业计划与控制表10-3按照最短加工时间优先规则的排序注：总拖期数为3件，平均拖期时间为：（0+0+0+6+16+18）/6=6.33（天）,平均完成时间：(2+7+13+20+28+38)/6=18（天）作业排序工件编号142536415263加工时间等待时间完成时间交货期拖期时间2021005271506713180713201468202812161028382018表10-4按照最短交货期优先规则的排序注：总拖期数为4件，平均拖期时间为：（0+0+3+7+10+18）/6=6.33（天）,平均完成时间：(2+10+17+22+28+38)/6=19.5（天）作业排序工件编号142231455663加工时间等待时间完成时间交货期拖期时间202100821012071017143517221576222818101028382018第10章：作业计划与控制表10-5按照最小松动时间优先规则的排序注：工件3和5松动时间相等，采用随机规则，总拖期数为5件，平均拖期时间为：（0+1+7+7+17+20）/6=8.86（天）,平均完成时间：(8+15+17+27+32+38)/6=22.83（天）作业排序工件编号122134435566松动时间加工时间等待时间完成时间交货期拖期时间480812077815141821517107101017272071052732151712632381820第10章：作业计划与控制表10-6按照临界比率最小优先规则的排序注：总拖期数为5件，平均拖期时间为：（0+1+5+15+18+28）/6=11.16（天）,平均完成时间：(8+15+25+30+36+38)/6=25.33（天）作业排序工件编号122133455664临界比率加工时间等待时间完成时间交货期拖期时间1.3758081201.8778151411.91015252052.85253015152.836303618184.5236381028第10章：作业计划与控制表10-7各排序规则的结果比较从例子看出，不同规则各有优缺点，因为考察的目标不同，得到的结果不同，因此对于不同排序规则，要根据不同的目标需求来运用．下面两个结论性的定理针对不同的排序目标而言，是有实际意义的。排序方法总拖期工件数平均拖期时间（天）平均完成时间（天）先来先加工最短加工时间优先交货期优先最小松动时间优先临界比率优先5345510.336.336.338.8611.16241819.522.8325.55第10章：作业计划与控制流水生产线的排序

二对于流水生产线的排序问题，问题比较复杂，人们只能解决比较简单的问题，比如２工序，３工序的问题，大规模的问题，比较困难，虽然理论界一直在研究不同的新算法解决流水车间的排序问题，但是目前很少能应用到实践中（能够运用的也只是一些启发算法，比如我们著名生产管理学家陈荣秋教授就１９８３年提出了“关键工序算法”解决多工序流水车间排序问题）。因此，下面仅仅介绍比较实用的两工序环境下的排序问题的一种算法，对于多工序排序问题，由于问题复杂，不做介绍。第10章：作业计划与控制流水生产线的排序

二为了分析方便，流水车间排序问题，需要做如下假设：（1）一个工件不能同时在不同设备上加工。(2）工件在加工过程中采用平行移动方式（当上一道工序完成后立即进入下道工序）。(3）不允许中断，工件一旦进入加工状态，一直加工完成为止，中途不插入其他工件。（4）每道工序只在一台设备上加工。（5）工件数、机器数与加工时间已知。（6）每台设备同时只能加工一个工件。第10章：作业计划与控制流水生产线的排序

二（一）两工序（设备）的排序问题

对于多个工件两台设备的排序问题，1954年Johnson提出的算法是比较好的一种解决方法，这个方法属于最优化方法。该算法的基本步骤是：步骤一：列出工件（编号为i=1,2,…n

）在设备1和设备2上的加工时间Pi1和Pi2，并用时间矩阵（表格）表示。步骤二：从加工时间Pi1和Pi2中找出最小加工时间。

1）如果最小加工时间出现在第1工序（设备），则对应的工件应尽可能往前排(先加工）。

2）如果最小加工时间出现在第2工序（设备），则对应的工件应尽可能往后排（后加工）。步骤三：从加工时间数据矩阵中删去已经排序的工件，重复以上过程，直到所有的工件排完为止。第10章：作业计划与控制应用例题10-2已知有6个工件需要在两台设备上加工的流水作业，单件加工时间矩阵如表10-8所示。应用Johnson算法确定最优解。表10-8加工时间矩阵

单位：分钟1234568342761932105第10章：作业计划与控制步骤排序结果备选方案

44245241524615243615243612512345645表10-9应用Johnson算法确定排序过程表9-9中的第2步，由于最小时间是2，有两种可选的方案，即先选工件2和先选工件5，最后得出两种不同的排序结果：436152或436125。两种排序的最长流程时间都是35。故两种排序都是最优的排序。第10章：作业计划与控制流水生产线的排序

二（二）多工件多工序（设备）的排序问题

第10章：作业计划与控制1．Palmer法该方法是1965年由Palmer提出的方法，该方法的基本思想是把加工的工件按照一个斜度指标来排序。斜度指标为：

排序的做法是按照工件的斜度指标不增（即递减）的顺序排列。1234595215367854281079191285表10-10流水车间工件加工时间矩阵

计算公式为：，=-14

=6.5

=16=-9.

按照斜度指标不增的顺序排列,得排序结果为：3-2-5-4-1，流程时间为：55。=5.5

第10章：作业计划与控制应用例题10-2：Palmer法求解流水车间生产排序问题2关键工件法

关键工件法是我国生产管理学家陈荣秋教授1983年提出的启发算法。该方法比较简单实用。第一步:计算所有的工件的总加工时间,把总加工时间最长的一个工件作为关键工件,以集合C表示。第二步:把剩余的工件,比较其第一工序（设备）的加工时间Pi1与最后一工序（设备）的加工时间Pim。如果:Pi1<=Pim,按照pi1不减的顺序,则组成一序列集SA,放在关键工件前面;如果:Pi1>pim,则按照Pim不增的顺序排列组成一序列集,SB放在关键工件后面。这样由（SA，C，SB）}构成的序列就是所要的结果。第10章：作业计划与控制应用范例10-3：关键工件法求解流水车间生产排序问题已知有5工件要在4台设备上加工的流水车间作业排序问题，加工时间如表9-10所示。表9-10（5*4）流水车间工件加工时间i12345Pi1952153pi267854Pi3281079pi4191285（2）的工件是2、3、5，按照pi1不减的顺序排列得SA={3,5,2},剩下的工件是1号，因此SB={1}（1）可知关键工件为4号工件。故应用范例9-5关键工件法求解流水车间排序问题(3)排序结果为：3-5-2-4-1。流程时间为55，排序的甘特图如图9-7。图9-7关键工件法排序结果（3-5-2-4-1）甘特图第10章：作业计划与控制第三节、生产控制

一生产控制系统

二生产进度控制

三在制品控制第10章：作业计划与控制生产控制系统

一生产控制是对生产计划落实到车间（通过作业计划）的执行情况进行监督与反馈，并根据计划调整生产系统，使其按照计划执行的一系列的活动的总称。（一）生产控制内容严格意义上讲．生产控制分为三个层次：（１）订货控制（２）投料控制（３）作业控制但是，一般人们讲生产控制是指车间作业控制。本章主要就是讲车间作业控制。第10章：作业计划与控制生产控制系统

一（二）．生产调度工作生产调度是生产控制的核心环节，生产调度的主要任务是：（1）检查生产作业计划的执行情况，掌握生产动态，及时采取必要的调整措施。（2）检查生产作业的准备情况，督促和协调有关部门做好这方面的工作。(3）根据生产需要，合理调配生产资源，保证各生产环节、各工作地协调进行生产。（4）组织厂级和车间级的生产调度会议，协调车间之间、工段之间的生产进度。第10章：作业计划与控制生产进度控制

二（一）．生产进度控制的工作步骤１生产进度统计

生产作业进度统计是生产进度控制的首要任务。进度统计可以用表格方式，如

表10-11所示是某工序的生产进度统计表，也可以用累计进度曲线图表示。表10-11车间生产进度统计表

1234567891011计划日产量/台实际日产量/台日完成率（%）计划累计产量实际累计产量累计完成率12010083.312010083.312011595.824021589.612012010036033593.112011091.648044592.71201251046005709512011898.372068895.6休息12512398.484581195.912512510097093696.5125120961095105696.412512499.21220118096.7项目日期第10章：作业计划与控制生产进度控制

二（一）生产进度控制的工作步骤

２进度差异分析（计划与执行情况偏差分析）通过进度统计报表，可以进行进度差异分析，根据日程的进度分析生产时间进度与产量进度的，如产量进度落后于时间进度则应采取措施，调整剩余的生产计划。３作业调整如果实际生产进度与计划发生了偏差，就需要采取措施调整未来的生产作业计划，以确保生产计划按时完成。调整作业计划可以从如下几个方面。第10章：作业计划与控制生产进度控制

二２）安排加班1）改变作业顺序３）向其他生产环节求援４）利用外包第10章：作业计划与控制在制品控制

三在制品管理的任务是对生产过程中各工序原材料、半成品、产品的存储位置与数量、车间之间的物料流转等进行管理，确保生产进度，提高生产均衡性与连续性。在制品管理主要应重点抓好如下几个方面的工作：（1）建立、健全在制品的收、发与领用制度；（2）正确、及时对在制品进行统计与核查；（3）合理存放与妥善保管在制品；（4）合理确定在制品管理的任务及分工。第10章：作业计划与控制四、智能制造环境下的生产控制1.智能制造环境下人的因素一线工人手工工作工程师知识性工作生产率贡献度技术进步智能制造改变燎人因素对生产率的贡献。一线工人和手工生产的贡献降低，而技术工人和工程师的贡献提高。智能水平提高，改变了生产控制手段。传统的现场生产指挥和调度的工作减少，通过数字化和智能化设备进行生产控制手段增加。生产控制控制的重点在于信息处理和分析和沟通上，依靠技术手段控制生产过程。第10章：作业计划与控制四、智能制造环境下的生产控制2.智能制造环境下的生产控制技术手段（1）基于云平台的工业互联网信息沟通和共享平台。(2)基于制造执行系统MES的作业计划与控制的数字化监控技术。（3）基于5G移动互联网技术，手机移动端的生产信息监控。（4）基于物联网技术的生产信息跟踪工具。（5）基于大数据分析的生产控制策略。第10章：作业计划与控制第10章：作业计划与控制第四节、服务作业计划一、服务作业计划的特点二、服务排队管理三、服务人员排班2.服务作业能力弹性3.服务优先权公平原则4.服务过程的多样性5.环境因素的影响1.顾客参与性第10章：作业计划与控制服务作业计划的特点

一（一）排队系统的特征（二）排队模型和绩效指标服务排队管理

二第10章：作业计划与控制排队系统的基本特征（一）（1）需求群体（2）到达过程（3）排队结构（4）排队规则（5）服务过程需求群体排队结构服务过程接受服务离开到达过程不加入退出排队规则图10—1排队系统结构第10章：作业计划与控制排队系统的绩效指标:顾客在队列中的平均时间、平均队长、顾客在系统中的平均时间（等待时间+服务时间）、系统中的平均顾客数、服务设施空闲的概率、系统的利用率及一定数量顾客存在于系统中的概率等。排队模型:两种最常见的模型：1.泊松到达且负指数服务时间的单通道排队模型2.泊松到达且负指数服务时间的多通道排队模型第10章：作业计划与控制排队绩效指标与排队模型（一）这里介绍这种。服务台排队系统队列顾客到达不加入顾客离去第10章：作业计划与控制单队列单服务台的排队模型

（1）系统平均利用率=（2）系统中顾客平均数：单队列单服务台的排队模型第10章：作业计划与控制（3）顾客在系统中的平均停留时间（包括排队和服务时间）：（4）队列中顾客平均数:（5）顾客在队列中的平均等待时间：单队列单服务台的排队模型第10章：作业计划与控制应用例题10-4：假设某个体理发点顾客达到的概率服从泊松分布，达到率为3人/小时，理发服务服从负指数分布，服务率为4人/小时。根据以上的条件，得到如下的结果：（2)理发店平均顾客数为：（5）顾客在理发店排队等候理发的时间为:（4）顾客在理发店停留时间为：(小时)（3）排队等候理发的平均顾客数为：（1）系统利用率:第10章：作业计划与控制第10章：作业计划与控制服务人员排班

三

员工排班就是安排工作人员的上班工作时间，把人员安排到不同的工作时间段上进行工作，这是日常作业计划的一个工作内容，不管是制造业还是服务业都需要进行人员排班。

服务业的员工排班对制造业复杂，因为在服务业有一些行业上班人数需求是变化的，员工排班需要考虑不同时段的人员需求，按照个体上班时间来排班。排班问题从数学上讲，和排序一样也是组合优化问题，通常采用启发方法。

以下介绍的是一周内员工连续休息两天的启发排班方法。下面介绍一种求解无固定班组的单班次轮班计划的制定方法，这种方法可以使每个工作人员每周的两个休息日尽可能连续，还可以做到人员需求量最少。基本步骤如下：从每周的人员需求量中，找出人员需求量之和最小的连续两个工作日，安排一名人员在这两天中休息；Step1>：在其他工作日的需求人数中减去已经安排休息的一人；Step2>：重复步骤1和2，直到全部需求被满足或人员全部安排为止。Step3>：第10章：作业计划与控制应用例题10-5已知某公司一周内每天的人员需求如表１0-12所示，采用每天一班，每人每周五天工作制，编制单班次的轮班计划，使每人每周的两天休息日尽可能连在一起。周一周二周三周四周五周六周日需求人数67548910表10-12一周内每天的人员需求量第10章：作业计划与控制周一周二周三周四周五周六周日备注人员675489101675*4*89102565*4*7893455*4*67843*4*5456753* 4*4345663432*3*457232*2*33481*2*22223912111*1*210010*0*111表10-13一周内人员排班过程

说明：这种做法，结果不是唯一，比如，第5个工人可以有两种选择（第1方案，工人5在周4+5，教材采用这个方案，或者周1+2，本表方案），同样，第９个