2010年第4 期
第 32 卷总第 190 期
物流工程与管理
LOGISTICS ENGINEERING AND MANAGEMENT 物流技术
doi:10. 3969/j. issn. 1674 -4993. 2010. 04. 025
考虑运输时间的生产过程时间组织问题研究
口.:JL继利
(北京科技大学天津学院，天津 301830)
【摘 要 l 在考虑运输时间的基础上，研究一批零件在工序间的移动方式，推导出含运输时间的顺序移动、平行移动
和平行顺序移动方式的零件生产周期计算公式。之后，研究三种不同移动方式下，零件在各工序间的搬运次数和零件
的搬运数量等问题。最后，以一个实例进行详细的分析。
【关键词】运输时间;顺序移动;平行移动;平行顺序移动;搬运次数;搬运数量
[中图分类号J F273 文献标识码 J 8 文章编号 J 1674 -4993(2010)04 -0068 -03
R臼earch on Time Organization of the Production Process based on Transportation Time
口 KONG Ji- Ii
(SChool of Tianjin , Beijing University of Science and Technology , Tia时in 301830 , China)
[Abstract] On the basis of considering the transportation time , this paper discusses three kinds of transfer ways ,
certificates the formulas of the production cycle that includes transportation time. Secondly , studies handling times and handling
amounts of some parts based on the three different transfer ways. Finally , an example is offered in order to analyze in detail.
[ Key words J transportation time ; order transfer; parallel tran如 parallel order tran如 handling times;
handling amounts
1 引言
生产过程的时间组织是指一批物料在生产过程中各生产
单位、各道工序之间在时间上的衔接和结合的方式[IJ 。其内
容包括:研究产品生产过程的时间构成;研究缩短产品生产周
期的途径;研究批量零件在加工过程中的移动方式;研究各种
零件的加工排序等问。在生产过程的时间组织中，应根据企
业产品的生产类型、生产专业化形式、零件重量与工序工作量
的大小以及调整机具时间的长短等因素，选择合理的在制品
移动方式，对缩短工艺时间、加快生产物流速度起着重要作
用[3J 。其中，零件在工序间的移动方式主要有三种:顺序移
动、平行移动和平行顺序移动。
国内众多学者[4 -6J都对生产过程时间组织中零件在不同
工序间的三种移动方式进行了论述，并且都没考虑产品生产
周期构成中的运输时间;同时，有些教材对平行顺序移动方式
下的搬运次数的表述也存在一些问题。本文在考虑运输时间
的基础上，进一步研究生产过程的时间组织问题。首先推导
出考虑运输时间的生产过程时间组织兰种移动方式的生产周
期计算公式;其次研究三种不同移动方式下，零件在各工序间
的搬运次数和每次搬运零件的数量问题;最后，以一个实倒进
行详细的分析。
2 考虑运输时间的三种不同移动方式的生产周期公式推导
顺序移动方式
考虑运输时间的顺序移动方式的示意图如图 1 所示，其
生产周期的计算公式如式(1)。
工序号
运输号
旦a
生产用很
图 1 考虑运输时间的顺序移动方式示意图
m
T'顺 =ntl+At12+M2+At23+M3+At34+nh=nZEta+
~1 ßti •i + 1
、‘，，，1 (
其中 ， T' ，\;l为考虑运输时间的顺序移动方式下一批零件的
生产周期 ， n 为零件批量 ， m 为零件加工的工序数目 ， ti 为零件
在第 i 道工序仁的单件加工时间 ， ßtj • i + 1 为零件在第 i 道工序
向第 i + 1 道工序移动的运输时间。
平行移动方式
考虑运输时间的平行移动方式的示意图如图 2 所示，其
[收稿日期]2010 -03 -12
[作者简介]孔继利，男，天津人，助教，研究方向为工业工程，物流工程与管理，企业信息化。
回孔继利:考虑运输时间的生产过程时间组织问题研究第 4 期
顺序移动方式 生产周期的计算公式如式(2) 。
在考虑运输时间的顺序移动方式下，由于零件在各工序
之间是整批移动，所以运输和加工的组织管理工作都比较简
单，而且在加工期间各工序的设备不停机，可以充分发挥设备
的生产能力。但由于每个零件在各工序的停歇时间不同，因
而都有等待加工和等待运输的中断时间;同时，由于整批零件
在各工序之间进行运输时，存在运输时间;因此，零件的生产-BEE--
E 门川川》"
工序号
运输号
工序1
运输I
工序2
运输2
工序3
运输3
工序4
周期较长。
零件在各道工序之间搬运的次数为(m -1)次，每次搬运
n 个零件;每道工序在进行零件加工时可以连续加工，设备不
需要停机等到零件的到来。
平行移动方式
在考虑运输时间的平行移动方式下，一批零件在上-道
工序加工完毕后，是否立即转到下一道工序进行加工，需要分
两种情况讨论:
(1)长工序与短工序组合时(即上一道工序为长工序，下
一道工序为短工序) ，则每加工完一个零件就立即转移到下一
道工序，共搬运 n* (m- 1) 次。
(2)短工序与长工序组合时(即上一道工序为短工序，下
一道工序为长工序) ，则不→定每加工完一个零件就立即转移
到下→道工序(但每道工序第-个加工完的零件需立即转移
到下一道工序，即第 1 次搬运 k， 个零件且 k， = 1) ，此时需分
.:.句__ 1，_一.:
A羊----
生产周捆
T'平 =t ， + .6. t 1. 2 十七 +At23+M3+At34+t4=Etι +(n
-1 )叫max + i~l 6ti,i+l
其中 ， T'平为考虑运输时闰的平行移动方式下一批零件的
生产周期 ， t ，盯m叩n飞
平行j顺顿序移动方式
考虑运输时间的平行顺序移动方式的示意图如图 3 所
示，其生产周期的计算公式如式(3) 。
工Il'号
运输号
丰
工序1
运输1
E序2
运输2
工序3
运输3
t廊4
(2)
考虑运输时间的平行移动方式示意图
nl,
图 2
两种情况进行讨论:
1)，短工序的零件为连续加工时，则当('i + .6. t i •i + , + k , *
ti +, )三 ((k， +k2) * ti + .6. t，.，+，) 时 (k ， = 1 ,k2 ;;;.1 且为整数) ,
则一次搬运 k2 个零件(第 2 次搬运 ) ;…当 (tι + .6. t ,.,+, + (k ,
+k2+k3+ …k, _,) * t, +, ) ~ ( (k , + k2 + k3 + …+ k ,) * t, +
.6. t ,.< + , )时(k， =l ， k， 注 1 且为整数) ，则-次搬运 k， 个零件(第
t 次搬运)。共搬运 t 次，且 k， +k2 + … +k, =no
2) ，短工序的零件为非连续加工时，可分两种情况来
生产周期
考虑运输时间的平行顺序移动方式示意图
: _ nt.+.å ~-Z _:
ι ..
øl.+At，.+皿t.-x
图 3
x = (n -1 )t2
Y = (n -1) t2
Z = (n -1) t.
T'平顺== (nt , + .6. + nt2 - X) + (nt3 + .6. - Y) + (nt4 +
At34-Z)=Etι +(n-1)*(主tL -泞s) + i~ .6. +,
其中 ， T'平顺为考虑运输时间的平行顺序移动方式下一批
(3)
讨论:
第一，短工序之前的工序加工零件连续时，则当 (ti +
.6. tι i +, + k , * t, +, ) ~ ( (k , + k2 ) * t•, + .6. ti 斗.i + ti + .6. ti.,+,)
时(k ， = 1 ,k2 ;;;.1 且为整数) ，则一次搬运儿个零件(第 2 次搬
运) ;…则当时(k ， = 1 ， k， ;;;'1 且为整数) ，则-次搬运 k， 个零件
(第 t 次搬运)。共搬运 t 次，且 k， +k2 + … + k, == n。
第二，短工序之前的工序加工零件不连续时，则继续向前
道工序寻找，直到找到连续加工的工序为止，当 (t， + !:"t,.,+, +
k , * ti+, )三( (k , + k2 ) * t i - j + .6. t i - j , i - j + 1 + ti-j +, + !:,. t
i-j+L i-j+2+ …+ t , + !:"t,.i+' )时 (k1 = 1, k2 ;;;.1 且为整
数)，则一次搬运 k2 个零件(第 2 次搬运 ) ;…则当 (ti + .6. t,.,+,
+ (k , +k2 + … +k，斗) * t , +, )主(( k , + k2 + … +k,) * ti_j +
.6. tγj ， i-j+l + ti_}+l + 6ti_i 叶，叫 +2 + ... +民 + .6. ti . ，+，) 日才 (k， = 1,
k， 主d 且为整数) ，则·次搬运 k， 个零件(第 t 次搬运)。共搬
零件的生产周期，立严为所有较大工序单件加工时间之和，L，
ts 为所有较小工序单件加工时间之和。所谓较大工序是指该
工序的单件加工时间比其相邻的前、后工序的单件加工时间
都大;所谓较小工序是指该工序的单件加工时间比其相邻的
前、后工序的单件加工时间都小。第一道工序之前和最后
道工序之后的时间作为零来考虑。凡是比前工序单件加工时
间长，比后工序单件加工时间短;或者比前工序单件加工时间
短，比后工序单件加工时间长的工序，都视为一般工序 [7J 。图
3 中所显示的运输 2 和运输 3 中的黑色矩形到虚线矩形，为该
次运输的最早开始时间和最晚开始时间，有一定可调节的时
间余量。
3 考虑运输时间的三种不同移动方式的搬运次数与搬运数
量分析
而 物流工程与管理 第 32 卷
运 t 次，且 k， +k2 + … +k, = n。其中，第 (i - j) 道工序比第 i
道工序早jj.直工序的工序。
在考虑运输时间的平行移动方式下，由于工序间的等待
减少，且工序之间的运输可以交叉进行，所以它的生产周期
短，工序间的在制品储备也相应减少。但当前、后工序的加工
时间不等时，如后道工序时间小于前道工序时间时，后道工序
在每个零件加工完毕后，都会发生设备和工人的停歇，且停歇
时间又比较短，难以充分利用;如果前道工序的加工时间小于
后道工序的时间，则会出现在制品等待加工或运输的现象。
平行顺序移动方式
在考虑运输时间的平行顺序移动方式下，在整批零件尚
未全部加工完成前道工序的加工时，就先将其中部分已经完
成的零件转入下道工序加工。往下道工序转移的时间，以能
维持下道工序对该批零件的连续加工为准。分两种情况
讨论:
(1)长工序与短工序组合时，则长工序最后一个零件加工
完后，必须搬运(倒数第 1 次搬运且 k，max = 1) ;且短工序最后
一个零件的加工是在长工序的最后一个零件加工完后的
.6 t，.，+，时刻开始。若假设长工序最后一个零件加工完成的时
刻为 0，则短工序第一个零件的加工时刻为 ( .6 t ,.,+\ - (π- 1)
* t，+，) 。贝。当 ( .6 t ,.,+, - k2max * t,+, ) ~ ( .6 t,.,+, - k , * t，) 时，
则-次搬运 k2max个零件(倒数第 2 次搬运，其中 k2max取可行解
中的最大正整数值 ) ;…则当 (6. t'.i+' - (kTmax + … + k3"喜剧+
k2max ) *t，+\) 三 (.6 t;.i+' - (k(T_\)叩+… + k2叩 + klmax ) 叫)
时，则一次搬运 kTmax个零件(倒数第 T次搬运，其中 kTmax取可
行解中的最大正整数值) ;共搬运 T 次，且 k\max + k2max + …+
kTmω =n。
(2)短工序与长工序组合时，则不一定每加工完一个零件
就立即转移到下一道工序(但每道工序第一个加工完的零件
需立即转移到下一道工序，即第 1 次搬运 k， 个零件旦 k\
1)。因为短工序的零件为连续加工，则当 (t i + 6. t ι ，+\ + k , *
ti + \ ) ~ ( (k , + k2) * ι+ .6 t，.，+，) 时 (k， = l ， k2 注 1 且为整数 ) ,
则一次搬运 k2 个零件(第 2 次搬运 ) ;…当 (t， + 6. ti •,+, + (k ,
+k2+k3+ …k川) * t川) ~ ( (k , + k2 + k3 + …+ k,) * t, +
.6 t ,.,+, )时(k， = 1 ， k， ;;;'1 且为整数) ，则一次搬运 k， 个零件(第
t 次搬运)。共搬运 t 次，且 k\ +k2 + … +k, =n。
4 考虑运输时间的生产过程时间组织实例分析
设某企业生产零件 A ，批量为 n=4 ，零件 A 的加工过程需
要经过 m=4 道工序，每道工序的加工时间分别为 20 、 10 、40 、
30 分钟，从第一道工序向第二道工序的运输时间为 5 分钟，第
二道工序向第三道工序的运输时间为 10 分钟，第二道工序向
第四道工序的运输时间为 5 分钟，则采用顺序移动、平行移
动、平行顺序移动方式生产这批零件的生产周期分别为多少?
搬运次数为多少?每次搬运数量为多少?
(1)顺序移动方式
T'顺=气Eta+E Atza+1=4*(20+10+40+30)+(5+
10 +5) =420( 分钟) ;共需搬运 3 次，每次搬运数量为 40
(2)平行移动方式
T'平 =Etz+(n-1)t叩 +E AthHI=(20+10+40+30)
+(4 一1) *40+(5+10+5) = 240 (分钟) ;共需搬运 11 次，
其中第 6 次搬运时需搬运 2 个零件(第二道工序向第三道工
序搬运) ;其余 10 次搬运，每次搬运 1 个零件。
(3)平行顺序移动方式
T'平顺 =Ez+(n-l)(ZttEaE乌 )+SE As·-e+1=(20+
10 + 40 + 30) + (4 -1) * [ (20 + 40) - (10)] + (5 + 10 + 5) =
270( 分钟) ;共需搬运 9 次，其中第 5 次搬运时需搬运 3 个零
f牛;第 2 次搬运时(第一道工序向第二道工序搬运的倒数第 2
次搬运)需搬运 2 个零件;其余 7 次搬运，每次搬运 1 个零件。
5 结束语
考虑运输时间的零件在各工序间的三种移动方式下，分
别用图示的方式显示具体的加工时间和搬运时间，及其组织
方式。同时，分别推导出考虑运输时间的生产过程时间组织
三种移动方式的生产周期计算公式。并以一具体实例，计算
三种不同方式下零件的生产周期，以及零件的搬运次数和零
件每次搬运的数量。
本文的研究内容也存在有待完善的方面，比如并没有约
束搬运工具的数量。因为若搬运工具数量有限，则需进一步
研究搬运工具从下道工序向上道工序返回时的时间问题，其
会影响零件的生产周期。同时，可以在后续的研究中考虑以
一个算法程序给出具体的示意图和搬运次数以及每次搬运数
量的计算结果数据。
[参考文献]
[ 1 ]董雅丽，杜涝.现代企业物流管理(第二版)[M]. 兰州:兰
州大学出版社，2∞5 ， 19 1.
[2] 丁文英，冯爱兰，赵宁.现代生产管理[M]. 兰州:冶金工
业出版社，2008 ， 23.
[3] 李承霖，孙浩静.企业物流管理实务[ M]. 北京:北京理工
大学出版社，2008 ， 84.
[4] 崔介何.企业物流 [M] .北京:中国物资出版社，2∞8 ， 83
-87.
[5] 赵启兰.企业物流管理 [M] .北京:机械工业出版社，
2∞5 ， 158-159.
[6] 齐二石，等.生产与运作管理教程[M]. 北京:清华大学出
版社，2∞6 ， 182-183.
[7] 采峰.现代企业物流 [M] .大连:东北财经大学出版社，
2∞ -137
