生产计划与管理课件之作业排程的基本概念(ppt 50页).ppt
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第八章 生产作业排序PPT课件
j 1
j=1,…,m
8
Ci----工件i的完成时间, 在工件都已到达的情况下, Ci= Pi+ Wi
Fi----工件i的流程时间，在工件都已到达的情况下, Fi= Pi+ Wi Li----工件i的延迟时间, Li= Ci- di , Li<=0 按期或完成提前；
Li>0 延迟 Ti----工件i的延误, Ti=max{0, Li} Ei----工件i提前完成的时间
例如，考虑32项任务（工件），有32！2.61035种方案,假定计 算机每秒钟可以检查1 billion个顺序, 全部检验完毕需要8.41015个 世纪.
如果只有16个工件, 同样按每秒钟可以检查1 billion个顺序计算, 也需要2/3年.
以上问题还没有考虑其他的约束条件, 如机器、人力资源、厂房 场地等，如果加上这些约束条件，所需要的时间就无法想象了。
12
• 根据工件到达系统的情况 静态排序 动态排序
• 根据要实现的目标 单目标排序 多目标排序
13
1.3.5 排序问题的表示方法
排序问题常用四个符号来描述: n/m/A/B
其中, n-----工件数； m-----机器数； A----车间类型, F=流水型排序 P=流水型同顺序排序 G=一般类型,即单件型排序 B-----目标函数
•
平均延误时间： 1
T
1 n
n
Ti
i1
最大延误时间：Tmax max{Ti}
• 2）以工件的完工时间和工件的流程时间为目标函数
• 最长完工时间：Cmaxmax{Ci} 最长流程时间：Fmax max{Fi}
•
平均完工时间：
C
1 n
n
生产计划与管理之作业排程
多任务优先级问题及解决方法
常见问题：多个任务同时进行，无法确定优先级，导致任务延误或资源浪 费
解决方法：根据任务的紧急程度、重要性、资源需求等因素，制定合理的 优先级排序，确保关键任务优先完成
实施步骤：明确任务目标、评估任务优先级、制定任务计划、监控任务进 度、调整任务优先级
注意事项：避免过度分配资源，确保任务之间的协调与平衡，及时调整计 划以适应变化
个性化定制需求：满足客户的个性化定制 需求，提高生产计划的柔性和精细化程度， 提高生产效率和产品质量
供应链协同管理：加强与供应商、分销 商等合作伙伴的协同管理，实现信息共 享和资源优化配置，提高供应链的响应 速度和灵活性
培训员工：通过培训提高员工对作业排程 计划实施流程的认识和技能水平，促进员 工积极参与和改进工作。
资源冲突问题及解决方法
资源冲突问题：不 同工序同时使用同 一资源，导致资源 分配不均
解决方法：采用优 先级规则、设置等 待时间、使用缓冲 区等措施进行优化
考虑因素：生产节 拍、设备利用率、 生产成本等
作业排程定义及 重要性
作业排程计划制 定流程
作业排程常见问 题及解决方法
作业排程基本原 则和目标
作业排程计划实 施步骤
作业排程未来发 展趋势和挑战
作业排程定义
添加标题 添加标题
定义：作业排程是将生产计划中的任务按照交货期、优先级、资源等因素进行合理安排，以确 保生产顺利进行的过程。
重要性：作业排程是生产计划与管理的核心环节，它直接影响到生产效率、交货期和产品质量。 通过合理的作业排程，可以降低生产成本、提高生产效率，并确保按时交付产品。
监控和调整计划
监控计划实施过程
及时发现偏差
分析原因并采取措施
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订货点法（安全库存法）：根据库存在制品下降 到订货点的时间来确定零件投产时间的一种方法。
应用场合：应用于短期的需求变化不定，但较长 时期内确有需求，定期重复生产的场合。用来安 排需求量大的标准件和通用件的生产
（三）车间生产作业计划编制
主要包括车间生产作业计划日程安排、工段 （班、组）生产作业计划的编制、工段（班、组） 内部生产作业计划的编制等。
占用量
流水线内 (车间内) 占用量
流水线间 (库存)在 制品占用
量
工艺占 运输占 周转占 保险占 周转占 运输占 保险占
用量
用量
用量
用量
用量
用量
用量
（二）厂级生产作业计划编制 1、计划单位的选择 2、各车间生产任务的分配方法 ①在制品定额法（连锁计算法）——适用于流水生
产或大量大批生产企业。 公式：某车间出产量 = 后车间投入量+该车间
（二）生产作业计划的目标 1、保证生产计划任务能够按质、按量、按期、按品
种完成。 2、尽可能实现均衡生产，建立良好的生产秩序，提
高效率。
二、大量大批生产作业计划
（一） 大量大批生产作业计划 1、节拍 节拍是流水线上相邻两件相同制品投产或出产的时 间间隔，它表明了流水线生产速度的快慢或生产效率的 高低。是大量流水生产期量标准中最基本的标准。 流水线节拍的计算公式：R=F/N 其中：R—流水线的节拍(分／件)，F—计划期内有 效工作时间(分)，N—计划期的产品产量(件)。
移动方式：
① 顺序移动方式：一批制品在前道工序上全部完工之后，才能整批地从前 道工序流转到后道工序上继续加工。
优点：有利于安排生产作业计划和在制品的管理
缺点：生产周期长，在制品数量大
生产计划和排程管理课件
预测需求：准确预测市场需求，及 时调整生产计划
应对突发状况：制定应急预案，应 对突发状况，确保生产顺利进行
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
优化排程：根据生产计划和实际需 求，优化排程，提高生产效率
增强供应链协同：加强供应商、生 产商、销售商之间的协同，提高供 应链的透明度和响应速度
创新技术在生产计划和排程管理中的应用前景
添加标题
协同管理：生产计划和排程的协同策略需要建立完善的管理机制和沟通机制，确保各个部门之间的协同工作得以顺利进行。 同时，还需要建立有效的监控和反馈机制，及时发现和解决生产过程中出现的问题。
生产计划和排程的调整与应急处理
调整策略：针对生产计划和排程的偏差，采取适当的调整措施，确保生产进度和交货期 应急预案：制定应急预案，应对突发情况，确保生产计划和排程的顺利进行 资源调配：根据生产计划和排程的需求，合理调配资源，确保生产过程的顺利进行 风险管理：预测并分析潜在风险，采取预防措施，降低生产计划和排程中的风险。
源
程计划
调整生产排 程计划
生产排程的优化和改进
定义和目标：生 产排程的优化和 改进是指通过调 整生产计划和排 程，提高生产效 率、降低成本、 缩短交货期等目 标。
优化方法：采用 多种优化方法， 如线性规划、动 态规划、遗传算 法等，对生产排 程进行优化和改 进。
影响因素：生产 排程的优化和改 进受到多种因素 的影响，如生产 计划、库存状况、 设备状况、人员 状况等。
04 单击此处添加标题
实践案例分析：该企业的生产计划和排程管理实践案例具有较高的参考价值，其成功经验 在于引入了先进的生产计划和排程管理系统，通过对企业实际情况的深入了解和分析，实 现了对生产计划和排程的精细化管理。同时，该企业还注重引入自动化设备和智能化管理 方式，提高了生产效率和产品质量。
生产作业计划与排序ppt课件教材讲义
一、基本概念
4）一般来说，排列排序问题的最优解不一定 是相应流水车间排序问题的最优解，但一般 是比较好的解。而对于仅有 2 台或 3 台机器的 情况，则排列排序问题的最优解一定是相应 流水车间排序问题的最优解。
符号说明
• • • • • • • Ji ------工件i Mj ------机器j pij ------工件i在机器j上的加工时间, Pi ------工件i总的加工时间 Pi = pij ri ------工件i的到达时间 di ------工件i的完工期限
一、基本概念
2、作业计划（Scheduling） • 作业计划与排序不是一回事，它不仅要确定 工件的加工顺序，而且还要确定每台机器加 工每个工件的开工时间和完工时间。 • 如果按最早可能开（完）工时间来编排作业 计划，则排序完后，作业计划也就确定了。
一、基本概念
3、排序问题的分类与表示 1）单台机器与多台机器的排序问题。 2）流水车间与单件车间排序问题。
二、最长流程时间
表 6-1 2 2 5 8 2 加工时间矩阵 3 4 3 1 6 7 7 5 4 3
i Pi1 Pi2 Pi3 Pi4
1 4 4 5 4
5 4 4 5 3
6 2 5 5 1
二、最长流程时间
i pi pi
1
6 22 5 5
7
12
1 4 4 5
6
5 4
10
2
4
12
3
13
2
5
1
3
16
11
生产作业计划与排序
一、基本概念 二、最长流程时间 三、n/2/F/Fmax问题的算法 四、n/m/P/ Fmax问题的启发式算法 五、单件车间排序问题
生产计划与排产管理PPT幻灯片
品已设计好，可按计
成不同的产品
划提前进行采购原材
类似于备货生产方式， 料并外委加工等工作
零部件标准化和通用 ❖ 产品生产期限等于生
程度高，生产批量大， 产周期，可缩短交货
效率较高
期
既适合采用流水线降 ❖ 如果预测不准，造成
低成本，也可满足顾
原材料和外协件积压
客不同要求
❖ 生产和作业管理重点
代表着产品设计和制 造综合改进的方向
13
• 生产过程组织就是要合理地处理生产过程各 个环节之间的关系，其基本要求：
– 生产过程的连续性
• 不发生或少发生不必要的中断和停顿
– 生产过程的协调(比例)性
• 在生产能力上保持适当的比例关系
– 生产过程的均衡(节奏)性
• 生产负荷均匀或稳定持续上升，避免时松时紧、或前松 后紧的现象
– 生产过程的经济性
是加强预测和缩短采 购提前期和生产周期
➢ 按顾客要求设计制 造，即收到顾客订 单后先要进行工程 图纸设计，之后进 行采购、外协、生 产技术准备和制造
➢ 三种方式中订货工 程方式的生产周期 最长，生产和作业 管理的重点是缩短 设计周期，提高零 部件的标准化和通 用水平
9
产品设计与工艺准备 外购与制造
你们的观点？
17
神奇的丰田汽车公司 1980～1994，汽车界的霸主 丰田英二，大野耐一 质量、价格、交货期、柔性、服务
18
精益生产方式
全公司整体性利润增加
体系构造
经济性
顾客满意/忠诚度
适应性
不 断 暴 露 问 题， 不 断 改 善
14
• 根据公司的经营目标，制定生产预算并监督执行情况； • 根据公司销售计划和订单情况，制定生产计划并监督执行情况； • 主持生产计划调度会； • 现场跟踪及资源协调 • 参加公司经营会议，并做生产主题发言，就必要项目进行专题报告 • 负责就生产领域有关事宜与公司上下左右内外进行管理沟通和协调 • 在生产方面是负责公司对外联络的代表。 • 生产绩效的收集、统计、分析、评估
生产与运作课件：第十一章 作业排序
作业排序 工件编号 加工时间 等待时间 完成时间 交货期 拖期时间 1 4 2 0 2 10 0 2 2 8 2 10 12 0 3 1 7 10 17 14 3 4 5 5 17 22 15 7 5 6 6 22 28 18 10 6 3 10 28 38 20 18
注：总拖期数为4件，平均拖期时间为：0+0+3+7+10+18）/6=6.33,平 均流程时间：(2+10+17+22+28+38)/6=19.5
1.工件2
2. 2 3.2 4.2 5.2 6.2 5 5 5 5 6 6 6 4 1 4 3 3 3 3 3
练习题：
• 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12-8 加工时间矩阵
i M1 M2 1 8 3 2 4 2 3 7 6 4 1 9 5 3 2 6 10 5
• 表12-6各排序规则的结果比较
排序方法 先来先加工 最短加工时间优先 交货期优先 总拖期工件数 5 3 4 平均拖期时间 10.33 6.67 6.33 平均流程时间 24 18 19.5
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 交货期优先：平均拖期时间最短，有的工件延误过长时间
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。
（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。 2. 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。 3.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 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 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。
注：总拖期数为4件，平均拖期时间为：0+0+3+7+10+18）/6=6.33,平 均流程时间：(2+10+17+22+28+38)/6=19.5
1.工件2
2. 2 3.2 4.2 5.2 6.2 5 5 5 5 6 6 6 4 1 4 3 3 3 3 3
练习题：
• 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12-8 加工时间矩阵
i M1 M2 1 8 3 2 4 2 3 7 6 4 1 9 5 3 2 6 10 5
• 表12-6各排序规则的结果比较
排序方法 先来先加工 最短加工时间优先 交货期优先 总拖期工件数 5 3 4 平均拖期时间 10.33 6.67 6.33 平均流程时间 24 18 19.5
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 交货期优先：平均拖期时间最短，有的工件延误过长时间
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。
（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。 2. 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。 3.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 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 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。
第7讲 生产作业计划与排序PPT课件
பைடு நூலகம்
Yuan fuli，Management School of Wuhan University of Technology
11
第7讲 生产作业计划与排序
第1版
连续流水线工作指示图表
表7-1 连续流水线工作与间断时间交替程序图
流水线 的内容
装配过程
加工过程
小 1 23 4
时 5678
每班时间安排(分)
间断 间断 工作 次数 时间 时间
2
每次 10分钟
460
3
每次 10分钟
450
6
每次 10分钟
420
4
每次 10分钟
440
25.07.2020
Yuan fuli，Management School of Wuhan University of Technology
12
第7讲 生产作业计划与排序
第1版
m a x (5 -6 )
4.3件
te
tL
85 .6
4.3件
2.3件
0
60
80
112 120
第5道工序与第6道工序间流动在制品占用量变化示意图
25.07.2020
Yuan fuli，Management School of Wuhan University of Technology
19
第7讲 生产作业计划与排序
4
第7讲 生产作业计划与排序
第1版
7.1 生产作业计划
生产作业计划（scheduling）——在生产运 作计划系统中属于执行层面的操作计划， 它以综合生产计划、主生产计划及物料需 求计划为依据，对每个生产单位（车间、 工段、班组等），在每个具体的时期（月、 旬、班、小时等）内的生产任务作出详细 规定，使生产计划得到落实。
Yuan fuli，Management School of Wuhan University of Technology
11
第7讲 生产作业计划与排序
第1版
连续流水线工作指示图表
表7-1 连续流水线工作与间断时间交替程序图
流水线 的内容
装配过程
加工过程
小 1 23 4
时 5678
每班时间安排(分)
间断 间断 工作 次数 时间 时间
2
每次 10分钟
460
3
每次 10分钟
450
6
每次 10分钟
420
4
每次 10分钟
440
25.07.2020
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第7讲 生产作业计划与排序
第1版
m a x (5 -6 )
4.3件
te
tL
85 .6
4.3件
2.3件
0
60
80
112 120
第5道工序与第6道工序间流动在制品占用量变化示意图
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19
第7讲 生产作业计划与排序
4
第7讲 生产作业计划与排序
第1版
7.1 生产作业计划
生产作业计划（scheduling）——在生产运 作计划系统中属于执行层面的操作计划， 它以综合生产计划、主生产计划及物料需 求计划为依据，对每个生产单位（车间、 工段、班组等），在每个具体的时期（月、 旬、班、小时等）内的生产任务作出详细 规定，使生产计划得到落实。
生产与运作管理作业排序解析PPT课件
第10页/共87页
制造业生产作业排序分类
按机器数 量分类
单台机器的 排序问题
多台机器的 排序问题
单件作业排序问题 (Job-Shop)
流水作业排序问题
按工件到达车 间的情况不同
(Flow-Shop) 静态排序问题
排序时，所有工件都已到达，可一次性进行排序
动态排序问题
工件陆续到达，要随时安排它们的加工顺序
第32页/共87页
发动机机壳的加工与取货信息
一个加工车间负责加工发动机机壳，现在共有5个机壳等待加工。只 有一名技工在岗做此项工作。现各个机壳的标准加工时间已经被估算 出来，顾客也已经明确提出了他们所希望的完工时间。
发动机机壳
机壳1 机壳2 机壳3 机壳4 机壳5
所需标准加工时间(h) (包括机器调整)
第11页/共87页
• 对于某一工作 n个 地，在给定作的业一段的时间单内，台顺次机决定器下一排个被序加工问的工题件 (n/1)
• 可能要考虑交付日期、在制品数量、全部完工时间等因素
…
对象1 对象2 对象3
对象n
工作地
第12页/共87页
常用的优先顺序规则
规则
FCFS (First Come First Served)规则 EDD (Earliest Due Date)规则 SPT (Shortest Processing Time)规则 SCR (Smallest Critical Ratio)规则
第18页/共87页
最短余下时间 LWRK (Least work Remaining)
• 优先选择余下工作时间最短的工作
第19页/共87页
最多余下作业
MOPNR (Most Operations Remaining) • 优先选择余下处理工序最多的工作
制造业生产作业排序分类
按机器数 量分类
单台机器的 排序问题
多台机器的 排序问题
单件作业排序问题 (Job-Shop)
流水作业排序问题
按工件到达车 间的情况不同
(Flow-Shop) 静态排序问题
排序时，所有工件都已到达，可一次性进行排序
动态排序问题
工件陆续到达，要随时安排它们的加工顺序
第32页/共87页
发动机机壳的加工与取货信息
一个加工车间负责加工发动机机壳，现在共有5个机壳等待加工。只 有一名技工在岗做此项工作。现各个机壳的标准加工时间已经被估算 出来，顾客也已经明确提出了他们所希望的完工时间。
发动机机壳
机壳1 机壳2 机壳3 机壳4 机壳5
所需标准加工时间(h) (包括机器调整)
第11页/共87页
• 对于某一工作 n个 地，在给定作的业一段的时间单内，台顺次机决定器下一排个被序加工问的工题件 (n/1)
• 可能要考虑交付日期、在制品数量、全部完工时间等因素
…
对象1 对象2 对象3
对象n
工作地
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常用的优先顺序规则
规则
FCFS (First Come First Served)规则 EDD (Earliest Due Date)规则 SPT (Shortest Processing Time)规则 SCR (Smallest Critical Ratio)规则
第18页/共87页
最短余下时间 LWRK (Least work Remaining)
• 优先选择余下工作时间最短的工作
第19页/共87页
最多余下作业
MOPNR (Most Operations Remaining) • 优先选择余下处理工序最多的工作
生产计划与作业排程管理.pptx
生產計畫與管理 Chapter 7 作業排程
6
作業排程的特徵與限制
製造現場生產結構(Shop Structure) 評估準則(Performance Criteria) 產品結構(Product Structure)
工作中心之產能(Work Center Capacities)
生產計畫與管理 Chapter 7 作業排程
最早交期法則(EDD) 最大延誤(遲)時間最小化。交期越早者排越前面，但是此 法會有增加延遲工件數目和增加平均延遲時間的傾向。
生產計H畫與o管dg理soCnha法pter則7 作業最排程小化延遲工件數目。
11
最短作業時間(SPT)法則— 最小化平均流程時間( Fs )
當n個作業要排至單一機台上時，利用SPT (Shortest Process Time) 法則排序可使得平均 流程時間最小化，也就是 t1 t2 tn 。
表 7.7 流程時間計算表
工作 i 4 1 8 7 3 2 5 6
流程時間 ti 3 3+4 3+4+5 3+4+5+6 3+4+5+6+7 3+4+5+6+7+8 3+4+5+6+7+8+10 3+4+5+6+7+8+10+12
生產計畫與管理 Chapter 7 作業排程
14
範例 7.1 3/3
1 n
n
i1
Fi ,s
平均延誤時間(Average
lateness)：Ls
1 n
n
i1
生产运作管理教学课件ppt-编制作业计划与作业排序
生产运作管理
【导入案例解析】
首先，应用在制品定额法确定各个生产车间投入量和出产量 （1）装配1台空调配1件机箱，则装配2万台空调需要机箱数量 Qoj=20000×1 =20000（件）； （2）装配车间的机箱的投入量
（件）； （3）保证空调整机装配车间需要，机箱车间机箱的出产数量
（件）； （4）加工车间机箱的投入数量
60
420
铸造过程
4
40
440
图3-2 连续流水线工作指示图表
生产运作管理
三、大量流水生产作业的期量标准
（2）间断流水线同期化程度不高，需要分工序规定每个工作地的工作时间顺序，确定标准计 划时间，计算工作地看管周期产量。间断流水生产的计划编制方法如下：
第一，确定看管周期。间断流水线中每道工序的节拍与流水线节拍可能不相等，为了使间断流 水生产线有节奏地工作，预先设定一个时间段，使每道工序在该时间段内生产相同数量的产品，在 这个预先设定的时间段内平衡各道工序的生产率达到一致，这个时间段称为看管周期。一般取一个 班、二分之一个班或四分之一个班的时间为看管周期。
生产运作管理
【案例分析】
编制大量生产作业计划考虑的问题及方法。 （1）产品品种单一连续生产，属于流水作业生产； （2）保证生产连续、均衡、稳定，必须规定合理的期量标准； （3）根据需求、期量标准计算出计划期的投入与产出； （4）根据大量流水作业生产连续、均衡、稳定的特点，将投入与产出量按日均匀地分配在计 划期内。
生产运作管理
四、大量流水生产作业计划的编制
式中：Qoi——i车间的产出量 Qij——j车间的投入量 Qsi——i车间外销半成品量 ZI——车间之间库存在制品定额 Z’I——期初预计库存量 QIi——i车间的投入量 Qwi——i车间的废品量 Ze——i车间内部在制品定额 Z’e——i车间内部期初在制品占用量
【导入案例解析】
首先，应用在制品定额法确定各个生产车间投入量和出产量 （1）装配1台空调配1件机箱，则装配2万台空调需要机箱数量 Qoj=20000×1 =20000（件）； （2）装配车间的机箱的投入量
（件）； （3）保证空调整机装配车间需要，机箱车间机箱的出产数量
（件）； （4）加工车间机箱的投入数量
60
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铸造过程
4
40
440
图3-2 连续流水线工作指示图表
生产运作管理
三、大量流水生产作业的期量标准
（2）间断流水线同期化程度不高，需要分工序规定每个工作地的工作时间顺序，确定标准计 划时间，计算工作地看管周期产量。间断流水生产的计划编制方法如下：
第一，确定看管周期。间断流水线中每道工序的节拍与流水线节拍可能不相等，为了使间断流 水生产线有节奏地工作，预先设定一个时间段，使每道工序在该时间段内生产相同数量的产品，在 这个预先设定的时间段内平衡各道工序的生产率达到一致，这个时间段称为看管周期。一般取一个 班、二分之一个班或四分之一个班的时间为看管周期。
生产运作管理
【案例分析】
编制大量生产作业计划考虑的问题及方法。 （1）产品品种单一连续生产，属于流水作业生产； （2）保证生产连续、均衡、稳定，必须规定合理的期量标准； （3）根据需求、期量标准计算出计划期的投入与产出； （4）根据大量流水作业生产连续、均衡、稳定的特点，将投入与产出量按日均匀地分配在计 划期内。
生产运作管理
四、大量流水生产作业计划的编制
式中：Qoi——i车间的产出量 Qij——j车间的投入量 Qsi——i车间外销半成品量 ZI——车间之间库存在制品定额 Z’I——期初预计库存量 QIi——i车间的投入量 Qwi——i车间的废品量 Ze——i车间内部在制品定额 Z’e——i车间内部期初在制品占用量
生产计划与管理-作业排程
生产计划与管理-作业排程在现代工业生产中，生产计划与管理是至关重要的环节。
作业排程作为生产计划与管理的一部分，扮演着关键的角色。
本文将介绍生产计划与管理中的作业排程，并讨论其重要性及应用。
一、作业排程的定义作业排程是指根据生产计划，对各项作业进行时间和资源的安排，以满足生产需求。
它是在充分考虑资源利用率和工期要求的前提下，合理分配生产任务，使生产过程高效运行的过程。
二、作业排程的重要性1. 实现顺畅生产：作业排程的主要目标是保证生产过程的连续性和顺畅性。
通过合理安排作业顺序和时间，可以减少生产中的等待时间和瓶颈，提高生产效率。
2. 最大限度利用资源：作业排程能够帮助企业合理分配资源，避免资源的浪费和闲置。
通过充分利用设备、人力和原材料，可以降低单位产品成本，提高企业竞争力。
3. 提高客户满意度：作业排程的合理安排能够保证按时交付产品，提高客户满意度。
及时交付产品意味着企业可以更好地满足市场需求，增强客户忠诚度。
三、作业排程的应用1. 传统制造业：在传统制造业中，作业排程被广泛应用于生产车间的运作。
通过合理安排生产任务的先后顺序、时间和资源的利用，可以提高生产效率，减少工艺各环节的等待和停滞。
2. 服务业：作业排程不仅适用于制造业，也可以在服务业中应用。
比如，医院可以利用作业排程来安排手术、检查和病房的使用，提高医疗资源的利用率，缩短患者等待时间。
3. 项目管理：在项目管理中，作业排程被用于确定项目任务的时间、资源和人员分配等方面。
通过合理的作业排程，可以提高项目进度控制的精确性，降低项目风险。
四、作业排程的方法1. 先来先服务法（FIFO）：按照作业提交的顺序进行排程，先提交的作业先执行。
这种方法简单易行，但对于优先级较高的紧急任务，可能无法及时响应。
2. 最短作业优先法（SJF）：选择执行时间最短的作业先执行。
这种方法能够最大限度地减少等待时间，提高生产效率，但容易忽略其他因素如资源限制和工期要求。
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Fi,s Ci,s ri,s
延誤時間(Lateness)：工作i完工時間與交期之差異。 Li,s Ci,s di,s
延遲時間(Tardiness)：工作i完工時間超出交期的時間。
T i,sm a x0 ,C i,s d i,s
延遲作業數目(Number of tardy jobs)：
Unrelated parallel machine (無關聯平行機台)： ․各機台的加工速度皆不同，且以同一機台來說，
不同的工件也會有不同的加工速度。
7-21
最小化平均流程時間
範例 7.6
工作 i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 作業時間ti 5 6 3 8 7 2 3 5 4 2
Step1:SPT法則 : {6,10,3,7,9,1,8,2,5,4} Step2:依序將工作指派至最早閒置之機台
F w ,s
i1 n
wi
i1
W SPT法 則 ： t1 t2 tn
w1 w2
wn
7-16
最短作業時間 (SPT) 法則—
最小化平均延誤時間 ( L
)
s
單機排程問題之目標若為最小化平均延誤時間， SPT法則排序可得最佳解，即
t1t2 tn
Hodgson法則 最小化延遲工件數目。 7-11
最短作業時間(SPT)法則—
最小化平均流程時間(F s )
當 n 個 作 業 要 排 至 單 一 機 台 上 時 ， 利 用 SPT (Shortest Process Time) 法則排序可使得平均流 程時間最小化，也就是 t1t2 tn。
決定工作之處理順序(sequencing)
7-4
作業排程的基本概念 1/2
負荷安排
將各項工作分配至各工作站，它決定各工作站該負責 之工作，讓管理者將製令單安排至各工作站，同時兼 顧各工作站間目前的產能負荷情況以及生產線平衡問 題，但並未排定各工作站內的工作次序。
工作的處理優先順序
又稱派工(Dispatching)，透過派工法則來決定線上執 行順序。排程可定義成一種短期計畫，此計畫關係著 製造現場的製令單或擬作業之工作作業順序和時間 配置，此定義說明排程是一序列的排序步驟。
7-17
最早交期法則 (EDD Rule)— 最小化最大延誤時間 (Lmax)
1955年Jackson提出EDD (Early Due Date) 派工法 則，其應用在最小化最大延誤時間和最大延遲時 間，但是會有增加延遲工作數目和增加平均延遲 時間的傾向。 EDD法則排序為交期愈早者排至愈前面，即
且不受排程順序的不同而有所影響
․作業時間(tj)事先已知 ․一旦機器有空馬上處理下一等待的工作
․上機的工作未處理完成前，不能中途停止
7-8
排程之基本評估指標 1/2
總完工時間(Makespan)：所有工作處理完成之完工時間。 n M s t i i1
作業流程時間(Flowtime)：工作在系統中停留之時間。
步驟1 利用方法7.5.3指派所有工作。
步驟2 步驟3
針對每部機台，找出第一個延遲工作，假設 發現在機台j的第i個順位。
檢查並找出在機台j前i個順位中作業時間最 長者，將它移至機台j的最後順位，修正更 改後工作的完成時間並重複步驟2。
7-25
流線型生產之排程問題 1/3
如何決定n件工作進入系統的處理順序： m部序列機台(m-1機台排在m機台前)，每件 工作都必須依序通過此m部機台，當某工作 在一機台之作業完成後，便依序到下一機台 等待處理。
工作i
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
作業時間
5 6 3 8 7 2 3 5 4 2
交期
8 9 14 12 11 5 8 10 15 7
機台3
1
5
機台2 10
2
機台1 6
7
8
9 4 3
2 4 6 8 10 12 14 16 18
7-24
降低延遲工件數目
在探討單機排程時，我們發現Hodgson方法可 使延遲件數最小，現在依此方法應用到平行機 台排程上。
最大延誤時間(Maximum lateness)：Lma xm 1ina {Lxi,s}
最大延遲時間(Maximum tardiness)：T ma xma0,x L m {a }x
7-10
單機(single machine)排程問題
n 件獨立工作以何順序分派至一部機台上作業，以使 某一績效評估指標最佳。
7-5
作業排程的基本概念 2/2
因此，所有工作的作業先後順序、先天的技術 限制、各個作業的估計時間和各個作業所需之 資源產能等，都是構建細部排程時需要考慮的 因素。
7-6
作業排程的特徵與限制
製造現場生產結構(Shop Structure) 評估準則(Performance Criteria) 產品結構(Product Structure)
第七章 作業排程
前言 作業排程的基本概念 作業排程的特徵與限制 單機排程問題 平行機台排程問題 流線型生產之排程問題 零工型生產之排程問題 前推與後推排程問題 人員排程問題 結語
前言
系統安裝設置(installation)專案 半導體製造工廠 汽車組裝生產線
汽車租賃保留(reservation)系統 醫院中的護士排班問題
工作中心之產能(Work Center Capacities)
7-7
單機(single machine)排程問題
定 ․單機排程是最基本的排程問題，其定義為n件 義 獨立工作以何順序分派至一部機台上作業，
以使某一績效評估指標最佳
假 設
․ n個工作的開始時間均為零 ․作業時間(tj)包含了準備時間(setup time)，而
7-3
作業排程的基本概念
排程是一種資源分配的決策活動。作業排程 (Operations Scheduling)為廣義排程中的一種， 若在製造業中特別是指製造現場機台與工件間 的安排，以下簡稱排程。 在一般工廠內常見的排程問題中，處理步驟主 要可分為兩部份。
決定各工作站的工作負荷(work loading)
n
NT i
i1
7-9
排程之基本評估指標 2/2
平均流程時間(Average
flowtime)： Fs
1 n
n
Fi,s
i1
平均延誤時間(Average
lateness)：Ls
1 n
n
Li,s
i1
平均延遲時間(Average
tardiness)： Ts
1 n
n
Ti,s
i1
n 件 工 作
M achine1
M achine2 m 部 序 列 機 台
M achinem 7-26
流線型生產之排程問題 2/3
強生法則(Johnson’s rule)－兩部序列機台最小 化總完工時間。
Step1
找出所有工作在兩部機台上之作業時間ti,1和ti,2兩 者中最小者。
Step 2
假使選出的最小時間在機台1(ti,1)，則將所對應的 工作排在順序最早的下一可排空位，繼續步驟3。
假使選出的最小時間在機台2(ti,2)，則將所對應的 工作排在順序最後的下一可排空位，繼續步驟3。
Step3
將已指派之工作刪除，回至步驟1，直到所有工作 排完為止。
7-27
流線型生產之排程問題 3/3
兩 部 序 列 機 台 最 小 化 總 完 工 時 間 ： Johnson’s rule
結果 : { 1 , 4 , 2 , 5 , 3 }
Machine 1
Machine 2
n 件工作
Machine 3
.. .
Machine i
Machine m
m部平行機台 7-20
平行機台(parallel machine) 排程問題 2/2
一般平行機台主要可分為二種：
Identical parallel machine (等效平行機台)： ․所有的機台對於某一個工件的加工速度均相同。
Step3 檢視前個工作 (包含第個)，將最長作業時間之工作
移至另一集合中 (開始為空集合)，其中。
Step4 重新計算集合中所有工作的完工時間。若集合中沒
有延遲作業，則停止，集合的延遲個數即為最小解。 否則回到步驟2。
7-19
平行機台(parallel machine) 排程問題 1/2
傳統平行機台排程問題就是將n個工作如何安 排至m部平行機台的問題。
7-28
流線型生產之排程問題範例─7.10 1/3
工作i
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
機台1之作業時間
3 6 2 7 6 5 5 3 6 10
機台2之作業時間
5 2 8 6 6 9 4 2 8 4
7-29
流線型生產之排程問題範例─7.10 2/3
工作i
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
F sn 1 n t1 (n 1 )t2 2 tn 1 tn 除了最小化平均流程時間以外，在單機排程問題中SPT法 則亦可以最小化平均延誤時間、最小化平均等候時間。
41 05
87
3
2
5
6
10 15 20 25 30 35 40 45 50
7-15
加權最短作業時間法則 (WSPT)— 最小化加權平均流程時間
當工作附有重要性之屬性時，排程人員可給予個別之 權重，權重值愈大表示重要性愈大。
WSPT法則即是將作業時間除以權重，所得之值愈小者 表示為愈重要之工作，而將它排至順序的第一位，依 此類推。加權平均流程時間的計算方式為
n
w iF i,s
延誤時間(Lateness)：工作i完工時間與交期之差異。 Li,s Ci,s di,s
延遲時間(Tardiness)：工作i完工時間超出交期的時間。
T i,sm a x0 ,C i,s d i,s
延遲作業數目(Number of tardy jobs)：
Unrelated parallel machine (無關聯平行機台)： ․各機台的加工速度皆不同，且以同一機台來說，
不同的工件也會有不同的加工速度。
7-21
最小化平均流程時間
範例 7.6
工作 i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 作業時間ti 5 6 3 8 7 2 3 5 4 2
Step1:SPT法則 : {6,10,3,7,9,1,8,2,5,4} Step2:依序將工作指派至最早閒置之機台
F w ,s
i1 n
wi
i1
W SPT法 則 ： t1 t2 tn
w1 w2
wn
7-16
最短作業時間 (SPT) 法則—
最小化平均延誤時間 ( L
)
s
單機排程問題之目標若為最小化平均延誤時間， SPT法則排序可得最佳解，即
t1t2 tn
Hodgson法則 最小化延遲工件數目。 7-11
最短作業時間(SPT)法則—
最小化平均流程時間(F s )
當 n 個 作 業 要 排 至 單 一 機 台 上 時 ， 利 用 SPT (Shortest Process Time) 法則排序可使得平均流 程時間最小化，也就是 t1t2 tn。
決定工作之處理順序(sequencing)
7-4
作業排程的基本概念 1/2
負荷安排
將各項工作分配至各工作站，它決定各工作站該負責 之工作，讓管理者將製令單安排至各工作站，同時兼 顧各工作站間目前的產能負荷情況以及生產線平衡問 題，但並未排定各工作站內的工作次序。
工作的處理優先順序
又稱派工(Dispatching)，透過派工法則來決定線上執 行順序。排程可定義成一種短期計畫，此計畫關係著 製造現場的製令單或擬作業之工作作業順序和時間 配置，此定義說明排程是一序列的排序步驟。
7-17
最早交期法則 (EDD Rule)— 最小化最大延誤時間 (Lmax)
1955年Jackson提出EDD (Early Due Date) 派工法 則，其應用在最小化最大延誤時間和最大延遲時 間，但是會有增加延遲工作數目和增加平均延遲 時間的傾向。 EDD法則排序為交期愈早者排至愈前面，即
且不受排程順序的不同而有所影響
․作業時間(tj)事先已知 ․一旦機器有空馬上處理下一等待的工作
․上機的工作未處理完成前，不能中途停止
7-8
排程之基本評估指標 1/2
總完工時間(Makespan)：所有工作處理完成之完工時間。 n M s t i i1
作業流程時間(Flowtime)：工作在系統中停留之時間。
步驟1 利用方法7.5.3指派所有工作。
步驟2 步驟3
針對每部機台，找出第一個延遲工作，假設 發現在機台j的第i個順位。
檢查並找出在機台j前i個順位中作業時間最 長者，將它移至機台j的最後順位，修正更 改後工作的完成時間並重複步驟2。
7-25
流線型生產之排程問題 1/3
如何決定n件工作進入系統的處理順序： m部序列機台(m-1機台排在m機台前)，每件 工作都必須依序通過此m部機台，當某工作 在一機台之作業完成後，便依序到下一機台 等待處理。
工作i
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
作業時間
5 6 3 8 7 2 3 5 4 2
交期
8 9 14 12 11 5 8 10 15 7
機台3
1
5
機台2 10
2
機台1 6
7
8
9 4 3
2 4 6 8 10 12 14 16 18
7-24
降低延遲工件數目
在探討單機排程時，我們發現Hodgson方法可 使延遲件數最小，現在依此方法應用到平行機 台排程上。
最大延誤時間(Maximum lateness)：Lma xm 1ina {Lxi,s}
最大延遲時間(Maximum tardiness)：T ma xma0,x L m {a }x
7-10
單機(single machine)排程問題
n 件獨立工作以何順序分派至一部機台上作業，以使 某一績效評估指標最佳。
7-5
作業排程的基本概念 2/2
因此，所有工作的作業先後順序、先天的技術 限制、各個作業的估計時間和各個作業所需之 資源產能等，都是構建細部排程時需要考慮的 因素。
7-6
作業排程的特徵與限制
製造現場生產結構(Shop Structure) 評估準則(Performance Criteria) 產品結構(Product Structure)
第七章 作業排程
前言 作業排程的基本概念 作業排程的特徵與限制 單機排程問題 平行機台排程問題 流線型生產之排程問題 零工型生產之排程問題 前推與後推排程問題 人員排程問題 結語
前言
系統安裝設置(installation)專案 半導體製造工廠 汽車組裝生產線
汽車租賃保留(reservation)系統 醫院中的護士排班問題
工作中心之產能(Work Center Capacities)
7-7
單機(single machine)排程問題
定 ․單機排程是最基本的排程問題，其定義為n件 義 獨立工作以何順序分派至一部機台上作業，
以使某一績效評估指標最佳
假 設
․ n個工作的開始時間均為零 ․作業時間(tj)包含了準備時間(setup time)，而
7-3
作業排程的基本概念
排程是一種資源分配的決策活動。作業排程 (Operations Scheduling)為廣義排程中的一種， 若在製造業中特別是指製造現場機台與工件間 的安排，以下簡稱排程。 在一般工廠內常見的排程問題中，處理步驟主 要可分為兩部份。
決定各工作站的工作負荷(work loading)
n
NT i
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排程之基本評估指標 2/2
平均流程時間(Average
flowtime)： Fs
1 n
n
Fi,s
i1
平均延誤時間(Average
lateness)：Ls
1 n
n
Li,s
i1
平均延遲時間(Average
tardiness)： Ts
1 n
n
Ti,s
i1
n 件 工 作
M achine1
M achine2 m 部 序 列 機 台
M achinem 7-26
流線型生產之排程問題 2/3
強生法則(Johnson’s rule)－兩部序列機台最小 化總完工時間。
Step1
找出所有工作在兩部機台上之作業時間ti,1和ti,2兩 者中最小者。
Step 2
假使選出的最小時間在機台1(ti,1)，則將所對應的 工作排在順序最早的下一可排空位，繼續步驟3。
假使選出的最小時間在機台2(ti,2)，則將所對應的 工作排在順序最後的下一可排空位，繼續步驟3。
Step3
將已指派之工作刪除，回至步驟1，直到所有工作 排完為止。
7-27
流線型生產之排程問題 3/3
兩 部 序 列 機 台 最 小 化 總 完 工 時 間 ： Johnson’s rule
結果 : { 1 , 4 , 2 , 5 , 3 }
Machine 1
Machine 2
n 件工作
Machine 3
.. .
Machine i
Machine m
m部平行機台 7-20
平行機台(parallel machine) 排程問題 2/2
一般平行機台主要可分為二種：
Identical parallel machine (等效平行機台)： ․所有的機台對於某一個工件的加工速度均相同。
Step3 檢視前個工作 (包含第個)，將最長作業時間之工作
移至另一集合中 (開始為空集合)，其中。
Step4 重新計算集合中所有工作的完工時間。若集合中沒
有延遲作業，則停止，集合的延遲個數即為最小解。 否則回到步驟2。
7-19
平行機台(parallel machine) 排程問題 1/2
傳統平行機台排程問題就是將n個工作如何安 排至m部平行機台的問題。
7-28
流線型生產之排程問題範例─7.10 1/3
工作i
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
機台1之作業時間
3 6 2 7 6 5 5 3 6 10
機台2之作業時間
5 2 8 6 6 9 4 2 8 4
7-29
流線型生產之排程問題範例─7.10 2/3
工作i
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
F sn 1 n t1 (n 1 )t2 2 tn 1 tn 除了最小化平均流程時間以外，在單機排程問題中SPT法 則亦可以最小化平均延誤時間、最小化平均等候時間。
41 05
87
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10 15 20 25 30 35 40 45 50
7-15
加權最短作業時間法則 (WSPT)— 最小化加權平均流程時間
當工作附有重要性之屬性時，排程人員可給予個別之 權重，權重值愈大表示重要性愈大。
WSPT法則即是將作業時間除以權重，所得之值愈小者 表示為愈重要之工作，而將它排至順序的第一位，依 此類推。加權平均流程時間的計算方式為
n
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