生产与运作管理 电子工业出版社13

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1、1学过本章以后，你将：学过本章以后，你将：了解或掌握了解或掌握作业计划及其意义作业计划及其意义制造业作业计划在大量、中量和小批量制造业作业计划在大量、中量和小批量生产系统中的应用生产系统中的应用优先调度规则和方法优先调度规则和方法甘特图在作业控制中的应用甘特图在作业控制中的应用服务业排序问题服务业排序问题 2洋快递洋快递远程快递远程快递联邦快递联邦快递联合包裹联合包裹“土快递土快递”与与“绿快递绿快递”同城快递同城快递 从业人员素质从业人员素质 思考思考“土快递土快递”的瓶颈是什么？是否与作业计划有关？的瓶颈是什么？是否与作业计划有关？试为试为“土快递土快递”提供一些改进服务水平的建议提供一些

2、改进服务水平的建议 3在企业或组织内部对各项资源的使用进在企业或组织内部对各项资源的使用进行时间上的选择行时间上的选择位于决策等级的最后位于决策等级的最后 优点优点有助于提高制造业的生产率、设备和人员的利有助于提高制造业的生产率、设备和人员的利用率用率有助于提高服务业的服务水平、节约成本、提有助于提高服务业的服务水平、节约成本、提高竞争力高竞争力 4大量生产系统的作业计划大量生产系统的作业计划大量生产系统特点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，重复性地水线生产模式，用专业化的设备和活动，重复

3、性地、高效率地生产标准化的产品、高效率地生产标准化的产品 典型的产品典型的产品汽车，此外，电脑、电视机、玩具、器械等汽车，此外，电脑、电视机、玩具、器械等 单一对象流水线单一对象流水线:又称不变流水线又称不变流水线,只固定生产一种产品或零件，品种只固定生产一种产品或零件，品种是固定不变的是固定不变的多对象流水线：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又称混合型流水线，生产两种或两种以上的产品或零件零件5大量生产系统的作业计划大量生产系统的作业计划系统作业计划的内容系统作业计划的内容各工作中心的工作量，以及各工序的加工各工作中心的工作量，以及各工序的加工顺序等顺序等作业计划：

4、作业计划：在系统设计阶段就已经作出了大半的工作在系统设计阶段就已经作出了大半的工作量和排序决策量和排序决策期望产出与实际产出出现偏离时，需要对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生产系统作出一定的进度安排 6中量生产系统的作业计划中量生产系统的作业计划一般采用批量生产一般采用批量生产/加工的工艺类型，产量处加工的工艺类型，产量处于标准化的大规模生产和单件小批生产之间。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、批量生产的特点是有一定的间断性，如报纸、杂志的印刷，化妆品的生产等杂志的印刷，化妆品的生产等 作业计划问题作业计划问题如何通

5、过适当的作业计划，减少转换的成本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，数量少产品根据订单生产，品种多，数量少作业计划问题作业计划问题最复杂最复杂如何分配各工作地的工作量、如何安排作业顺序等如何分配各工作地的工作量、如何安排作业顺序等 7作业排序的概念作业排序的概念排序（排序（Sequencing）：也称做优先调度排序，）：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作业排序要解决的问题：通过组织具体的生产

6、活动，以最小的成本按期完成各项订单任务活动，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、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作业排序的概念作业排序的概念排序的目标排序的目标满足交货期的要求，保证按时交货满足交货期的要求，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，闲置时间最设备和劳动

7、力的利用率最高，闲置时间最少少 9算例算例3 3种款式的服装要进行成衣组装种款式的服装要进行成衣组装 3 3种款式的成衣部件生产、组装工时定额种款式的成衣部件生产、组装工时定额 单位：小时单位：小时 采用不同的加工顺序，任务完工时间各为多少？采用不同的加工顺序，任务完工时间各为多少？款式款式成衣部件生产定额工时成衣部件生产定额工时成衣组装定额工成衣组装定额工时时A155B810C12710解答解答A,B,CB,C,AC,A,B部件生产部件生产A（15）B（8）C（12）合计合计成衣组装成衣组装A（5）B（10）C（7）耗时耗时15812742部件生产部件生产B（8）C（12）A（15）合计合计

8、成衣组装成衣组装B（10）C（7）A（5）耗时耗时81215540部件生产部件生产C（12）A（15）B（8）合计合计成衣组装成衣组装C（7）A（5）B（10）耗时耗时12158104511作业排序系统的方法作业排序系统的方法有限负荷（有限负荷（Infinite Loading）和无限负荷（）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，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

9、负荷要多少时间，以及检查关键资源是否超负荷前向排序（前向排序（Forward Scheduling）和后向排序（）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向前进行排序 12 常用的排序规则常用的排序规则先到先服务先到先服务最短作业时间最短作业时间交货期交货期剩余松弛时间剩余松弛时间关键比例关键比例关键比例关键比例 交货日期与当前日期

10、的差值交货日期与当前日期的差值/剩余的工作日数剩余的工作日数排队比例排队比例后到先服务后到先服务最多工作量原则最多工作量原则随机排序或者随意处置随机排序或者随意处置 13n n个作业单机床排序个作业单机床排序一台机器上有一台机器上有n个作业要加工，简称个作业要加工，简称“n/1”算例算例某厂同时接到了某厂同时接到了4个订单，所有订单的作业都要使个订单，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用同一台设备，详细的排序数据如表所示决定决定4个订单的加工顺序，目标是使流程时间最短个订单的加工顺序，目标是使流程时间最短 单位：天单位：天 作业（按到达顺序）作业（按到达顺序）加工时间加工

11、时间交货日期（从接到订单起天数）交货日期（从接到订单起天数）ABCD45376781014 解答解答 （一）先到先服务排序（一）先到先服务排序 单位：天单位：天 总流程时间总流程时间 4 9 12 19 44天天 平均流程时间平均流程时间 44/4 11天天 交货期问题：只有交货期问题：只有A能够准时交货。作业能够准时交货。作业B、C、D将分别将分别延迟延迟2、4、9天。平均每个作业延迟（天。平均每个作业延迟（0 2 4 9）/4 3.75天天 作业顺序作业顺序加工时间加工时间交货日期交货日期流程时间流程时间ABCD4537678100 4 44 5 99 3 1212 7 1915 解答解答

12、 （二）最短作业时间排序（二）最短作业时间排序 单位：天单位：天 总流程时间总流程时间 3 7 12 19 41天天 平均流程时间平均流程时间 41/4 10.25天天 交货期问题：交货期问题：C可以满足交货期的要求。作业可以满足交货期的要求。作业A、B、D将分将分别延迟交货别延迟交货1、5、9天。平均每个作业延迟（天。平均每个作业延迟（0 1 5 9）/4 3.75天天 作业顺序作业顺序加工时间加工时间交货日期交货日期流程时间流程时间CABD3457867100 3 33 4 77 5 1212 7 1916 解答解答 （三）最早交货期准则（三）最早交货期准则 单位：天单位：天 总流程时间总

13、流程时间 3 7 12 19 41天天 平均流程时间平均流程时间 41/4 10.25天天 交货期问题：交货期问题：C可以满足交货期的要求。作业可以满足交货期的要求。作业A、B、D将分将分别延迟交货别延迟交货1、5、9天。平均每个作业延迟（天。平均每个作业延迟（0 1 5 9）/4 3.75天天 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同。这只是本例题的一个巧合 作业顺序作业顺序加工时间加工时间交货日期交货日期流程时间流程时间ABCD4537678100 4 44 5 99 3 1212 7 1917 解答解

14、答 （四）后到先服务排序（四）后到先服务排序 单位：天单位：天 总流程时间总流程时间 7 10 15 19 51天天 平均流程时间平均流程时间 51/4 12.75天天 交货期问题：交货期问题：D能满足交货期的要求。其他作业能满足交货期的要求。其他作业C、B、A的的延迟期分别为延迟期分别为2、8、13天。平均每个作业延迟（天。平均每个作业延迟（0 2 8 13）/4 5.75天天 作业顺序作业顺序加工时间加工时间交货日期交货日期流程时间流程时间DCBA7354108760 7 77 3 1010 5 1515 4 1918 解答解答 （五）剩余松弛时间排序（五）剩余松弛时间排序 单位：天单位：

15、天 总流程时间总流程时间 4 9 16 19 48天天 平均流程时间平均流程时间 48/4 12天天 交货期问题：交货期问题：A能满足交货期的要求。其他作业能满足交货期的要求。其他作业B、D、C的的延迟期分别为延迟期分别为2、6、11天。平均每个作业延迟（天。平均每个作业延迟（0 2 6 11）/4 4.75天天 作业顺序作业顺序加工时间加工时间交货日期交货日期流程时间流程时间ABDC4573671080 4 44 5 99 7 1616 3 1919n n个作业个作业2 2台机床排序台机床排序 2 2个或者更多的作业必须在个或者更多的作业必须在2 2台机器上以共同台机器上以共同的工序进行加工

16、的工序进行加工 约翰逊方法（约翰逊方法（Johnsons method）排序规则）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，也可以使得程时间最短，也可以使得2个机器同时加工的时间个机器同时加工的时间最长，设备利用率最高最长，设备利用率最高 步骤：步骤：列出每个作业在每台设备上的加工时间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台机器，那么

17、这个作业排在最后面依此类推，依此类推，直到排完所有作业为止直到排完所有作业为止 20n n个作业个作业2 2台机床排序台机床排序 算例算例假设有假设有5个作业，要在个作业，要在2台机器上以相同的台机器上以相同的工序进行加工，工序进行加工，试排序试排序 排序数据排序数据 单位：天单位：天4作业作业在机器在机器1上的加工时间上的加工时间在机器在机器2上的加工时间上的加工时间ABCDE45 3 10 26857121 解答解答列出加工时间列出加工时间选出最短加工时间，即作业选出最短加工时间，即作业E在机器在机器2上的加工时间最短，上的加工时间最短，为为1天，首先进行指派，最后加工，排在末位天，首先进

18、行指派，最后加工，排在末位作业作业C在机器在机器1上的加工时间次短，为上的加工时间次短，为3天，因此放在首位，天，因此放在首位，最先加工最先加工作业作业A在机器在机器1上的加工时间在剩余的加工时间中最短，为上的加工时间在剩余的加工时间中最短，为4天，因此放在作业天，因此放在作业C的后面加工的后面加工作业作业B在机器在机器1上的加工时间是剩下的时间中最短的，为上的加工时间是剩下的时间中最短的，为5天天，因此放在作业，因此放在作业A后面加工后面加工剩下的只有剩下的只有D，它在机器，它在机器2上的加工时间比在机器上的加工时间比在机器1上的加工上的加工时间短，因此排在作业时间短，因此排在作业E的前面，

19、位于倒数第二个的前面，位于倒数第二个排序结果：排序结果：C、A、B、D、E 总流程时间为总流程时间为3 4 5 10 2 5 1 30天天 22n n个作业个作业n n台机床排序台机床排序要解决的不是确定由哪个作业先开始加工，而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是要确定将哪个工作安排到哪台机器上为最佳 指派方法（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将表里

20、每一列数字减去这一列最小的数字用直线覆盖包含用直线覆盖包含0 0的行和列的行和列统计覆盖所有统计覆盖所有0 0的直线数量，若直线数量等于的直线数量，若直线数量等于n n，则得到最，则得到最优解，否则，进入第优解，否则，进入第6 6步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，重复第值，重复第5 5步，直到覆盖所有步，直到覆盖所有0 0的直线的数量等于的直线的数量等于n n 23n个作业个作业m台机床排序台机床排序有有n个作业要在个作业

21、要在m台机床上进行加工，并且所有台机床上进行加工，并且所有的作业要经过所有的机器来加工，有（的作业要经过所有的机器来加工，有（n!）m种可选的作业排序种可选的作业排序 约翰逊规则的扩展法约翰逊规则的扩展法关键零件法（关键零件法（Key Parts Model）计算机模拟方法计算机模拟方法 24甘特图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时间，也显示了作业执行的顺序亨利亨利L甘特（甘特（Henry LGantt）于）于20世纪初首先把图表用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于企

22、业进度安排中，监控每个作业具体的完成情况 SMTWTFSDayJobJob AJob BJob CRepairToday25输入输入/输出输出（Input/Output Control，I/O）控制控制对工作中心的作业流和序列程度进行控制，是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主要原则：工作中心的输入永远不能超过工作中心的输出中心的输出目的：分析输入与输出之间的差异，找到问题目的：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，从而有效地控的来源，采取适当的控制措施，从而

23、有效地控制生产作业，使工作中心的输入和输出达到完制生产作业，使工作中心的输入和输出达到完美的平衡美的平衡26一个输入一个输入/输出报告输出报告输入输入12345计划计划130130130100120实际实际15012512098127偏差偏差 20 5 10 2 7累计累计 20 15 5 3 10输出输出计划计划140140140100145实际实际140135135104146偏差偏差0 5 5 4 1累计累计0 5 10 6 5积压积压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

24、27目标：目标：更有效地利用现有容量，使顾客需求与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提供更满意的服务 影响顾客需求影响顾客需求顾客排程顾客排程 预约系统预约系统预订系统预订系统服务系统能力管理服务系统能力管理服务系统排程服务系统排程这里，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人员进行排序 28保证员工有连续保证员工有连续2天休息日的排序方法天休息日的排序方法确定每周对员工的需求量，找出员工需求量总确定每周对员工的需求量，找出员工需求量总和最

25、少的连续的两天，作为员工和最少的连续的两天，作为员工1 1的休息日的休息日员工员工1 1休息的两天中的需求量不变，将员工休息的两天中的需求量不变，将员工1 1工工作的作的5 5天中的需求量各减去天中的需求量各减去1 1，再找出员工需求，再找出员工需求量总和最少的连续量总和最少的连续2 2天，作为员工天，作为员工2 2的休息日的休息日重复进行上面的步骤，直至所有的员工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确定完毕 如果有两组连续日期的需求总和是最小的，就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根据排程的原则选择;否则，任选一组否则，任选一组 29算例算例假设某快

26、餐店有假设某快餐店有8名员工，快餐定根据历史记名员工，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试为这个快餐店安排员工的工作和休息时间 员工需求量员工需求量日期日期星期一星期一星期二星期二星期三星期三星期四星期四星期五星期五星期六星期六星期日星期日所需员工（人）所需员工（人）342556630解答解答 员工休息日排序结果员工休息日排序结果 日期日期星期一星期一星期二星期二星期三星期三星期四星期四星期五星期五星期六星期六星期日星期日员工员工13425566员工员工22424455员工员工32413344员工员

27、工41313233员工员工50213122员工员工60102012员工员工70001011员工员工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解答解答 员工排程总人数结果员工排程总人数结果 单位：人单位：人 日期日期星期一星期一星期二星期二星期三星期三星期四星期四星期五星期五星期六星期六星期日星期日所需员工所需员工3425566实际人数实际人数 342556632本章学习了：本章学习了：作业计划作业计划作业排序的方法作业排序的方法排序规则排序规则生产作业控制的方法生产作业控制的方法甘特图甘特图输入输入/输出控制输出控制服务业的排序问题服务业的排序问题33