作业计划.ppt

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生产运作管理 作业计划 Chapter 13 学习目标 学过本章以后，你将： 了解或掌握 作业计划及其意义 制造业作业计划在大量、中量和小批量生产系统中的应用 优先调度规则和方法 甘特图在作业控制中的应用 服务业排序问题 洋快递VS土快递 洋快递——远程快递 联邦快递 联合包裹 “土快递”与“绿快递” 同城快递 从业人员素质 思考 “土快递”的瓶颈是什么？是否与作业计划有关？ 试为“土快递”提供一些改进服务水平的建议 作业计划 在企业或组织内部对各项资源的使用进行时间上的选择 位于决策等级的最后 优点 有助于提高制造业的生产率、设备和人员的利用率 有助于提高服务业的服务水平、节约成本、提高竞争力 制造业的作业计划 大量生产系统的作业计划 大量生产系统特点 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 典型的产品 汽车，此外，电脑、电视机、玩具、器械等 单一对象流水线: 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 多对象流水线： 又称混合型流水线，生产两种或两种以上的产品或零件 制造业的作业计划—continued 大量生产系统的作业计划 系统作业计划的内容 各工作中心的工作量，以及各工序的加工顺序等 作业计划： 在系统设计阶段就已经作出了大半的工作量和排序决策 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 制造业的作业计划—continued 中量生产系统的作业计划 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 作业计划问题 如何通过适当的作业计划，减少转换的成本 少量生产系统的作业计划 产品根据订单生产，品种多，数量少 作业计划问题——最复杂 如何分配各工作地的工作量、如何安排作业顺序等 作业排序的基本要素 作业排序的概念 排序（Sequencing）：也称做优先调度排序，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 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 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 不同的作业排序，可能会导致差别很大的结果 作业排序的基本要素—continued 作业排序的概念 排序的目标 满足交货期的要求，保证按时交货 流程时间最短，从而使得在制品库存最少 设备和劳动力的利用率最高，闲置时间最少 作业排序的基本要素—continued 算例 3种款式的服装要进行成衣组装 3种款式的成衣部件生产、组装工时定额 单位：小时 采用不同的加工顺序，任务完工时间各为多少？ 7 12 C 10 8 B 5 15 A 成衣组装定额工时 成衣部件生产定额工时 款式 作业排序的基本要素—continued 解答 A,B,C B,C,A C,A,B 42 7 12 8 15 耗时 C（7） B（10） A（5） 成衣组装 合计 C（12） B（8） A（15） 部件生产 40 5 15 12 8 耗时 A（5） C（7） B（10） 成衣组装 合计 A（15） C（12） B（8） 部件生产 45 10 8 15 12 耗时 B（10） A（5） C（7） 成衣组装 合计 B（8） A（15） C（12） 部件生产 作业排序的基本要素—continued 作业排序系统的方法 有限负荷（Infinite Loading）和无限负荷（Finite Loading） 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 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 前向排序（Forward Scheduling）和后向排序（Backward Scheduling） 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 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 优先调度规则和方法 常用的排序规则 先到先服务 最短作业时间 交货期 剩余松弛时间 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 排队比例 后到先服务 最多工作量原则 随机排序或者随意处置 优先调度规则和方法—continued n个作业单机床排序 一台机器上有n个作业要加工，简称“n/1” 算例 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 决定4个订单的加工顺序，目标是使流程时间最短 单位：天 6 7 8 10 4 5 3 7 A B C D 交货日期（从接到订单起天数） 加工时间 作业（按到达顺序） 优先调度规则和方法—continued 解答 （一）先到先服务排序 单位：天 总流程时间49121944天 平均流程时间44/411天 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（0249）/4天 044 459 9312 12719 6 7 8 10 4 5 3 7 A B C D 流程时间 交货日期 加工时间 作业顺序 优先调度规则和方法—continued 解答 （二）最短作业时间排序 单位：天 总流程时间37121941天 平均流程时间41/4天 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（0159）/4天 033 347 7512 12719 8 6 7 10 3 4 5 7 C A B D 流程时间 交货日期 加工时间 作业顺序 优先调度规则和方法—continued 解答 （三）最早交货期准则 单位：天 总流程时间37121941天 平均流程时间41/4天 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（0159）/4天 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 044 459 9312 12719 6 7 8 10 4 5 3 7 A B C D 流程时间 交货日期 加工时间 作业顺序 优先调度规则和方法—continued 解答 （四）后到先服务排序 单位：天 总流程时间710151951天 平均流程时间51/4天 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（02813）/4天 077 7310 10515 15419 10 8 7 6 7 3 5 4 D C B A 流程时间 交货日期 加工时间 作业顺序 优先调度规则和方法—continued 解答 （五）剩余松弛时间排序 单位：天 总流程时间49161948天 平均流程时间48/412天 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（02611）/4天 044 459 9716 16319 6 7 10 8 4 5 7 3 A B D C 流程时间 交货日期 加工时间 作业顺序 优先调度规则和方法—continued n个作业2台机床排序 2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 约翰逊方法（Johnson’s method）排序规则 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 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 优先调度规则和方法—continued n个作业2台机床排序 算例 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 4 6 8 5 7 1 4 5 3 10 2 A B C D E 在机器2上的加工时间 在机器1上的加工时间 作业 优先调度规则和方法—continued 解答 列出加工时间 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 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 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 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 剩下的只有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 排序结果：C、A、B、D、E 总流程时间为3451025130天 优先调度规则和方法—continued n个作业n台机床排序 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 指派方法（Assignment method） 列出每项工作在每个机器上加工成本的分配表 将表里每一行数字减去这一行最小的数字 将表里每一列数字减去这一列最小的数字 用直线覆盖包含0的行和列 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 找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 优先调度规则和方法—continued n个作业m台机床排序 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 约翰逊规则的扩展法 关键零件法（Key Parts Model） 计算机模拟方法 生产作业控制 甘特图 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 亨利·L·甘特（Henry L·Gantt）于20世纪初首先把图表用于企业进度安排中，监控每个作业具体的完成情况 S M T W T F S Day Job Job A Job B Job C Repair Today 生产作业控制—continued 输入/输出（Input/Output Control，I/O）控制 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 主要原则：工作中心的输入永远不能超过工作中心的输出 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 生产作业控制—continued 一个输入/输出报告 0 19 25 40 50 40 积压 5 6 10 5 0 累计 1 4 5 5 0 偏差 146 104 135 135 140 实际 145 100 140 140 140 计划 输出 10 3 5 15 20 累计 7 2 10 5 20 偏差 127 98 120 125 150 实际 120 100 130 130 130 计划 5 4 3 2 1 输入 偏差实际计划； 每一期的积压（本期实际输入本期实际输出）上期积压 服务业的排序问题 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 影响顾客需求——顾客排程 预约系统 预订系统 服务系统能力管理——服务系统排程 这里，服务系统排序主要是指对服务系统内的服务人员进行排序 服务业的排序问题—continued 保证员工有连续2天休息日的排序方法 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 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 重复进行上面的步骤，直至所有的员工休息日确定完毕 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 服务业的排序问题—continued 算例 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 试为这个快餐店安排员工的工作和休息时间 员工需求量 6 6 5 5 2 4 3 所需员工（人） 星期日 星期六 星期五 星期四 星期三 星期二 星期一 日期 服务业的排序问题—continued 解答 员工休息日排序结果 0 1 0 0 0 0 0 员工8 1 1 0 1 0 0 0 员工7 2 1 0 2 0 1 0 员工6 2 2 1 3 1 2 0 员工5 3 3 2 3 1 3 1 员工4 4 4 3 3 1 4 2 员工3 5 5 4 4 2 4 2 员工2 6 6 5 5 2 4 3 员工1 星期日 星期六 星期五 星期四 星期三 星期二 星期一 日期 方框所在的日期即为该员工的休息日 服务业的排序问题—continued 解答 员工排程总人数结果 单位：人 6 6 5 5 2 4 3 实际人数 6 6 5 5 2 4 3 所需员工 星期日 星期六 星期五 星期四 星期三 星期二 星期一 日期 小结 本章学习了： 作业计划 作业排序的方法 排序规则 生产作业控制的方法 甘特图 输入/输出控制 服务业的排序问题 One approach to take in discussing Delta Airlines is to ask students to describe Delta’s short term problem - and to be sure to include as many factors as possible. Very likely, the first attempts will be fairly short. Students will probably need prodding - not to identify the factors, but to include them. Once the list has been made, ask the students to explain how they would like to account for these factors in their scheduling model. Another question for students: Is the problem for Delta, as discussed in the case, one of developing a schedule under a complex set of constraints, or, rather, one of devising a minimal set of modifications to an already developed schedule? You might stress to students that scheduling is what the end-customer actually sees. Students should be asked to consider how, using either process, they would modify the schedule when (a) an order is cancelled, (b) a priority, rush order is accepted, or (c) a delay is encountered. Students should be asked to consider how, using either process, they would modify the schedule when (a) an order is cancelled, (b) a priority, rush order is accepted, or (c) a delay is encountered. Students should be asked to consider how, using either process, they would modify the schedule when (a) an order is cancelled, (b) a priority, rush order is accepted, or (c) a delay is encountered. Students should be asked to consider how, using either process, they would modify the schedule when (a) an order is cancelled, (b) a priority, rush order is accepted, or (c) a delay is encountered. Students should be asked to consider how, using either process, they would modify the schedule when (a) an order is cancelled, (b) a priority, rush order is accepted, or (c) a delay is encountered. Students should be asked to consider how, using either process, they would modify the schedule when (a) an order is cancelled, (b) a priority, rush order is accepted, or (c) a delay is encountered. Students should be asked to consider how, using either process, they would modify the schedule when (a) an order is cancelled, (b) a priority, rush order is accepted, or (c) a delay is encountered. 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