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第第11章作业排序与作业计划章作业排序与作业计划一、作业排序与作业计划的概念一、作业排序与作业计划的概念二、作业排序的方法二、作业排序的方法三、生产进度控制三、生产进度控制第一节第一节作业排序与作业计划的概念作业排序与作业计划的概念一、作业排序一、作业排序主生产计划主生产计划物料需求计划物料需求计划计划分解到各车间计划分解到各车间车间的生产任务车间的生产任务在一个时间段内，每个车间同时承担多个生产任务，在一个时间段内，每个车间同时承担多个生产任务，因此需要对任务进行排序。排序是为每台设备和每位因此需要对任务进行排序。排序是为每台设备和每位员工具体确定每天的工作任务和工作顺序的过程。员工具体确定每天的工作任务和工作顺序的过程。二、作业计划二、作业计划作业计划是在确定产品加工顺序的基础上，确定每项生作业计划是在确定产品加工顺序的基础上，确定每项生产任务在机器设备上的开工时间和完工时间。一般情况产任务在机器设备上的开工时间和完工时间。一般情况下，作业计划都是以最早可能的开工时间和完工时间来下，作业计划都是以最早可能的开工时间和完工时间来编制的，因此，一旦每项生产任务的作业顺序排定以后编制的，因此，一旦每项生产任务的作业顺序排定以后，根据每项生产任务的生产周期就可以确定作业计划。，根据每项生产任务的生产周期就可以确定作业计划。（三）企业生产作业管理的基本内容（三）企业生产作业管理的基本内容1.对每项生产任务进行加工排序。对每项生产任务进行加工排序。2.把生产任务分解到每个工作地或每台设备上，即实把生产任务分解到每个工作地或每台设备上，即实际生产过程中的派工。际生产过程中的派工。3.生产作业控制。不断检查任务的执行情况和设备的生产作业控制。不断检查任务的执行情况和设备的负荷情况，及时为拖后的任务制定相应的赶工单，以负荷情况，及时为拖后的任务制定相应的赶工单，以保证计划如期完成。保证计划如期完成。4.根据设备的运转情况和新的生产指令的到来，不断根据设备的运转情况和新的生产指令的到来，不断地修订作业计划，以适应变化。地修订作业计划，以适应变化。5.控制生产过程中的质量问题。控制生产过程中的质量问题。例：不同的排序，产生不同的结果：例：不同的排序，产生不同的结果：任务任务任务任务工序工序工序工序1 1 1 1 工序工序工序工序2 2 2 2A A A AB B B BC C C CD D D D151515158 8 8 86 6 6 6121212124 4 4 4101010105 5 5 57 7 7 71 1B（8）C(6)D（12）2 2A(4)B（10）C(5)D(7)（a a）顺序为）顺序为A AB BC CD D，总装配时间为，总装配时间为4848小时小时C（6）B（8）C(5)B（10）D（7）（b b）顺序为）顺序为C CB BD DA A，总装配时间为，总装配时间为4545小时小时C（6）B（8）D（7）C(5)B(10)（c c）顺序为）顺序为D DC CA AB B，总装配时间为，总装配时间为5151小时小时A（15）A（15）A（15）A(4)A(4)D（12）D(12)任务机器1机器2A15 15 4 19B8 23 10 33C6 295 38D12 417 48四、作业排序的目标四、作业排序的目标1.满足交货期的要求满足交货期的要求2.降低库存降低库存3.充分利用设备和劳动力充分利用设备和劳动力第二节第二节制造业的排序问题制造业的排序问题一、一、n个任务在单台设备上的排序个任务在单台设备上的排序二、二、n个任务在两台设备上的排序个任务在两台设备上的排序三、三、n个任务在多台设备上的排序个任务在多台设备上的排序一、单台设备上的作业排序方法一、单台设备上的作业排序方法排序规则：排序规则：（1）最短加工时间优先规则）最短加工时间优先规则SPT(Shortest Processing Time)（2）最短交货期优先规则）最短交货期优先规则EDD(Earliest due date)（3）先到先加工规则）先到先加工规则FCFS(First come first served)（4）最小松动时间优先规则）最小松动时间优先规则STR（松动时间（松动时间=交货期交货期-加工加工时间）时间）（5）最小关键比率规则）最小关键比率规则SCR（交货期减去当前日期除以作（交货期减去当前日期除以作业时间）业时间）（6）随机规则）随机规则（7）综合规则（综合使用两种规则，如先按照交货期优先）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）排序，然后按照最短加工时间优先的原则排序）有有6个工件需要在某台设备上加工，各工件的加工时间如表个工件需要在某台设备上加工，各工件的加工时间如表12-1所示（工件编号是工件达到工作地的先后次序）（当所示（工件编号是工件达到工作地的先后次序）（当前日期为前日期为1）表表12-1 工件的加工时间与交货期工件的加工时间与交货期工件编号i123456加工时间交货期7148121020210515618表表12-2 按照先来先加工的规则排序按照先来先加工的规则排序注：总的拖期数是注：总的拖期数是5件，平均拖期时间为：（件，平均拖期时间为：（0+3+5+17+17+20）/6=10.33,平均流程时间：平均流程时间：(7+15+25+27+32+38)/6=24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表表12-3 按照最短加工时间优先规则排序按照最短加工时间优先规则排序注：总拖期数为注：总拖期数为3件，平均拖期时间为：（件，平均拖期时间为：（0+0+0+6+16+18）/6=6.67,平均流程时间：平均流程时间：(2+7+13+20+28+38)/6=18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表表12-4 按照交货期优先规则排序按照交货期优先规则排序注：总拖期数为注：总拖期数为4件，平均拖期时间为：件，平均拖期时间为：0+0+3+7+10+18）/6=6.33,平均平均流程时间：流程时间：(2+10+17+22+28+38)/6=19.5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表表12-6各排序规则的结果比较各排序规则的结果比较排序方法总拖期工件数平均拖期时间平均流程时间先来先加工最短加工时间优先交货期优先53410.336.676.33241819.5先来先加工：当运营能力利用率低的时采用先来先加工：当运营能力利用率低的时采用最短加工时间优先：平均流程时间最短最短加工时间优先：平均流程时间最短交货期优先：平均拖期时间最短，有的工件延误过长时间交货期优先：平均拖期时间最短，有的工件延误过长时间练习题：练习题：某加工车间要为某加工车间要为9月加工的月加工的6批产品进行作业排序，每批都是批产品进行作业排序，每批都是1000件，公司对各种产品的加工时间都设定了定额工时，销售件，公司对各种产品的加工时间都设定了定额工时，销售部门提出了各种产品的预定交货期。部门提出了各种产品的预定交货期。产品加工时间预定交货期A1022B715C817D620E425F518SPT:产品加工时间流程时间预定交货期延期交货天数E44250F59180D615200B722157C8301713A10402218合计合计 40 120 38EDD:产品加工时间流程时间预定交货期延期交货天数B77150C815170F520182D626206A10362214E4402515合计4014437按照按照SPT、EDD规则排序规则排序规则平均流程时间平均延期交货天数平均在制品库存SPT206.33000EDD246.173600（二）流水生产线作业排序方法（二）流水生产线作业排序方法1.多工件两台设备的排序问题算法多工件两台设备的排序问题算法2.多工件多设备的排序问题启发算法多工件多设备的排序问题启发算法(略略)1.多工件两台设备的排序问题算法多工件两台设备的排序问题算法Johnson算法的基本步骤：算法的基本步骤：（1）列出工件（编号为）在设备）列出工件（编号为）在设备1和设备和设备2上加工时间，并上加工时间，并用时间矩阵（表格）表示。用时间矩阵（表格）表示。（2）从加工时间中找出最小加工时间。）从加工时间中找出最小加工时间。（3）如果最小加工时间出现在第）如果最小加工时间出现在第1台设备，则对应的工件应台设备，则对应的工件应尽可能往前排（先加工）。尽可能往前排（先加工）。（4）如果最小加工时间出现在第）如果最小加工时间出现在第2台设备，则对应的工件应台设备，则对应的工件应尽可能往后排（后加工）。尽可能往后排（后加工）。（5）从加工时间数据矩阵中删去已经排序的工件，重复以）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。上过程，直到所有的工件排完为止。两台设备的流水排序问题：两台设备的流水排序问题：Johnson法则法则对对6个工件的加工顺序进行排序，使总加工时间最个工件的加工顺序进行排序，使总加工时间最短。短。工件123456机器1518534机器2722474Johnson法则：法则：1.从加工时间表中找出最短的加工时间从加工时间表中找出最短的加工时间2.若最短的时间出现在机器若最短的时间出现在机器1上，对应的工件向前排，上，对应的工件向前排，若最短的时间出现在机器若最短的时间出现在机器2上，对应的工件向后排。上，对应的工件向后排。若最短的时间有多个，则任挑一个。若最短的时间有多个，则任挑一个。3.对剩下的工件进行排序。对剩下的工件进行排序。1.工件工件22.233.3.2 534.4.2 5635.5.2 56436.6.2 561437.已经有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12-8所示。应用Johnson算法确定最优解。表表12-8 加工时间矩阵加工时间矩阵i123456M1M28342761932105练习题：练习题：44245241524615243615243612512345645步步骤排序排序结果果备选方案方案 表12-9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。排序结果的甘特图表示 M1M2181826293310162335排序（排序（4-3-6-1-5-2）的甘特图）的甘特图32时间M1M21818263033101623293532排序（排序（4-3-6-1-2-5）的甘特图）的甘特图时间三台设备的流水排序问题：三台设备的流水排序问题：设有设有A、B、C三台设备，在符合三台设备，在符合minTa maxTb或或minTcmaxTb的情况下，可将三台设备转换为两的情况下，可将三台设备转换为两台假想设备台假想设备G、H，且，且Tg=Ta+TbTh=Tb+Tc于是问题转化为两台设备的排序问题。于是问题转化为两台设备的排序问题。工件1234机器1158612机器23156机器341057工件1234机器G1891118机器H7111013排序：排序：2-4-3-1时间：时间：48多台设备的流水排序问题：多台设备的流水排序问题：1.从加工时间表中选择机器从加工时间表中选择机器1和机器和机器m，进行排序。，进行排序。2.将机器将机器1，2的加工时间合并，的加工时间合并，m-1和和m的加工时的加工时间合并，得到两组加工时间，进行排序。间合并，得到两组加工时间，进行排序。3.依次重复计算。最后将依次重复计算。最后将1，2，m-1m-1的加工时的加工时间合并，间合并，2 2，3 3，m的加工时间合并，得到两组的加工时间合并，得到两组加工时间，进行排序。加工时间，进行排序。4.对对m-1个方案，分别计算总流程时间，选择时间个方案，分别计算总流程时间，选择时间最短的方案。最短的方案。一、生产控制系统生产控制系统生产大纲与主计划物料需求计划作业计划计划层工作分配领料单操作规程进度表过程控制作业统计进度分析作业调整控制层计划执行信息反馈第第3节节生产进度控制生产进度控制二、进度控制的工作步骤进度控制的工作步骤（1）生产进度统计（2）进度差异分析（3）作业调整 改变作业顺序。安排加班。向其他生产环节求援。利用外协。表表12-13 车间作业进度统计表车间作业进度统计表日期项目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实际累计量计划累计产量时间产量图12-5 生产进度的累计统计图（三）作业进度控制中应注意的几个问题作业进度控制中应注意的几个问题为了搞好生产进度控制，生产管理部门应注意如下几个方面为了搞好生产进度控制，生产管理部门应注意如下几个方面的问题：的问题：（1）注意关键零件与关键工序的进度的检查与监督。关键）注意关键零件与关键工序的进度的检查与监督。关键零件与关键工序是影响生产进度的主要环节，因此必须密零件与关键工序是影响生产进度的主要环节，因此必须密切关注它们的进度。切关注它们的进度。（2）搞好生产过程物资供应，确保物物资的准时供应。）搞好生产过程物资供应，确保物物资的准时供应。（3）做好生产作业统计工作，确保信息反馈及时与准确。）做好生产作业统计工作，确保信息反馈及时与准确。（4）搞好生产现场管理，维持正常的生产秩序，使物流合）搞好生产现场管理，维持正常的生产秩序，使物流合理化。理化。（5）掌握供需求变动的趋势，灵活调整作业计划。）掌握供需求变动的趋势，灵活调整作业计划。四、服务业的排序问题四、服务业的排序问题为什么会出现排队现象为什么会出现排队现象？假定每小时平均有假定每小时平均有4 4位顾客到达，服务人员为每位顾客的平位顾客到达，服务人员为每位顾客的平均服务时间为均服务时间为1515分钟。如果顾客到达的间隔时间正好是分钟。如果顾客到达的间隔时间正好是1515分分钟，而服务人员为每位顾客的服务时间也正好是钟，而服务人员为每位顾客的服务时间也正好是1515分钟，那分钟，那么，就只需要一名服务人员，顾客也根本用不着等待。么，就只需要一名服务人员，顾客也根本用不着等待。在以下情况将出现排队现象：在以下情况将出现排队现象：平均到达率（顾客平均到达率（顾客/小时）高于平均服务率（顾客小时）高于平均服务率（顾客/小时）小时）顾客到达的间隔时间不一样（随机）。顾客到达的间隔时间不一样（随机）。服务时间不一样服务时间不一样（随机）。（随机）。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服务作业排序：服务作业排序：包括顾客需求排序和服务人员排序两类基本问题。包括顾客需求排序和服务人员排序两类基本问题。顾客需求排序：预约、预订、排队顾客需求排序：预约、预订、排队服务人员排序：将服务人员安排到顾客需求的不同服务人员排序：将服务人员安排到顾客需求的不同时间段内，以可变的服务能力来满足顾客需求。时间段内，以可变的服务能力来满足顾客需求。例如：超市、医院、银行、酒店员工的班次计划例如：超市、医院、银行、酒店员工的班次计划 排序目标：排序目标：1.每个服务人员连续两天休息每个服务人员连续两天休息2.保证每天的服务人员需求量保证每天的服务人员需求量3.服务人员最少服务人员最少单班次的连续休息日的服务人员排序问题的算法单班次的连续休息日的服务人员排序问题的算法服务人员需求量表服务人员需求量表123456787651065一二三四五六七备注87651065A6.7休息一二三四五六七备注87651065A6.7休息7654965B3.4一二三四五六七备注87651065A6.7休息7654965B3.46554854C6.75443754D3.44343643E6.73232543F3.42132432G1.22121321H6.71010221I3.40010110J7.1人员1234567ABCDEFGHIJ在岗人数需求数97练习：MRP编制的范例生产木制百叶窗和书架的某厂商收到生产木制百叶窗和书架的某厂商收到2 2份百叶窗订单：份百叶窗订单：一份要一份要100100个，另一份要个，另一份要150150个百叶窗。在当前时间进个百叶窗。在当前时间进度安排中，度安排中，100100单位的订单应于第四周开始时运送，单位的订单应于第四周开始时运送，150150单位的订单则于第八周开始时运送。每个百叶窗包单位的订单则于第八周开始时运送。每个百叶窗包括括4 4个木制板条部分和个木制板条部分和2 2个框架。木制部分是工厂自制个框架。木制部分是工厂自制的，制作过程耗时的，制作过程耗时1 1周。框架需要订购，生产提前期是周。框架需要订购，生产提前期是2 2周。组装百叶窗需要周。组装百叶窗需要1 1周。第周。第1 1周（即初始时）的已在周（即初始时）的已在途的订货数量是途的订货数量是7070个木制部分。为使送货满足如下条个木制部分。为使送货满足如下条件，求解计划发出订货的订货规模与订货时间：件，求解计划发出订货的订货规模与订货时间：配套批量订货（即订货批量等于净需求）。配套批量订货（即订货批量等于净需求）。订货批量为订货批量为320320单位框架与单位框架与7070单位木制部分的进货单位木制部分的进货批量订货批量订货解：a.制作总进度计划 周数周数1 12 23 34 45 56 67 78 8数量数量100100150150b.b.制作产品结构树制作产品结构树 百叶窗百叶窗框架框架(2)(2)木制部分木制部分(4)(4)c.利用总进度计划，求解百叶窗总需求，然后再计算净需求。假设在配套批量订货条件下，求解满足总进度计划的时间安排的计划收到订货与计划发出订货数量周数周数1 12 23 34 45 56 67 78 8数量数量100100150150百叶窗：LT=1周总需求100150已在途订货库存净需求100150计划收到订货100150计划发出订货100150框架：LT=2周总需求200300已在途订货库存净需求200300计划收到订货200300计划发出订货200300木制部分：LT=1周总需求400600已在途订货70库存7070净需求330600计划收到订货330600计划发出订货3306002倍倍4倍倍4倍倍2倍倍配配套套批批量量订订货货下下的的MRP时时间间进进度度安安排排d.在进货批量订货条件下，唯一不同点就是计划接受数量超过净需求的可能性。超过部分记为下一期计划存货。周数周数12345678数量数量100150百叶窗：LT=1周订货批量=配套批量订货总需求100150已在途订货库存净需求100150计划收到订货100150计划发出订货100150框架：LT=2周订货批量=320的倍数总需求200300已在途订货库存120120120120140净需求200180计划收到订货320320计划发出订货320320木制部分：LT=1周订货批量=70的倍数总需求400600已在途订货70库存70702020202050净需求330580计划收到订货350630计划发出订货3506302倍倍4倍倍4倍倍2倍倍进进货货批批量量下下各各成成分分的的时时间间进进度度安安排排返回返回
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