生产运作-作业计划-排序问题

作业计划 (Scheduling)：是安排零部件（作业、活动 ）的出产数量、设备及人工使用、投入时间及出产 时间。
在编制作业计划过程中，有一个问题需要管理人员注意 ，即投入生产过程的作业顺序的安排。
排序（Sequencing）：给出零部件在一台或一组设 备上加工的先后顺序的工作。
编制作业计划的主要工作之一就是要确定最佳作业顺序
三、排序问题的分类
行业
机器数
排
序
问
题
加工路线
的
分
类
实现的目标
服务对象到达
服务业的排序 制造业的排序 单台机器的排序 多台机器的排序 单件车间排序 (Job Shop) 流水型排序 (Flow Shop)
单目标排序 多目标排序 静态作业排序 动态作业排序
单件车间制定作业计划示意图
根据排序规则对每一个达到的 订单安排作业顺序
Pi----工件i的加工时间，Pi=∑j=1mpij, pij----工件i在机器j上的加工时间 ,j=1,…,m;
在以下情况将出现排队现象：
平均到达率（顾客/小时）高于平均服务率（顾客/小时）
顾客到达的间隔时间不一样（随机）
服务时间不一样 （随机）
你觉得应以怎样的准则排队？
超市收银 病人看病 银行服务 交货期不同时 ………
一个制造业排序的例子
四种型号电视机的装配工时定额：
型号
A B C D
生产控制：以生产计划和作业计划为依据，检查、落实 计划执行情况，发现偏差即采取纠正措施，保证实现各 项各项计划目标。
二、排序的目标
作业计划（排序）的作用（目标）： 满足交货期要求； 使在制品库存最小； 使平均流程时间最小； 提供准确的工件状态信息； 提高机器/工人的时间利用率； 减少调整准备时间； 使生产和人工成本最低。
一、制造业作业排序的要求和类型
要求
评价标准
完成时间最短 使用率最大化 顾客等待时间最少 在制品库存量最小化
作业平均流动时间 有效工作时间的百分比 作业延期时间 系统的平均工作数量
制造业作业排序的类型
流水型m×n排序问题 指n项任务在m台设
备上加工，所有任务的工艺顺序相同，有
n!个排序方案。
非流水型m×n排序问题 指n项任务在m台
确定出最佳的作业顺序看似容易，只要列出所有的顺序 ，然后再从中挑出最好的就可以了，但要实现这种想法 几乎是不可能的。
Hale Waihona Puke 排序的基本概念 (Sequencing)
例如：考虑32项任务（工件），有32！=2.6*1035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8.4*1015个世纪。
Operations Scheduling
第八章 作业计划
本章结构
1
作业计划及排序概述
2
制造业作业计划
3
制造业作业控制
4
服务业作业计划
等待是日常生活的一部分
什么时候需 要排队？
服务业、制造业的排序问题
引例：排队机工作流程
有趣吗？
为什么会出现排队现象？
顾客
到达
顾客排队 服务设施
顾客
离开
假定每小时平均有4位顾客到达，服务人员为每位顾客的平 均服务时间为15分钟。如果顾客到达的间隔时间正好是15分 钟，而服务人员为每位顾客的服务时间也正好是15分钟，那 么，就只需要一名服务人员，顾客也根本用不着等待。
部装定额工时 （小时）
15 8 6 12
总装定额工 时（小时）
4 10 5 7
三种排序方案
部 装
A（15）
B（8）
C(6)
D（12）
总 装
A(4)
B（10）
C(5)
D(7)
（a）装配顺序为A→B→C→D，总装配时间为48小时
部 装
C（6） B（8）
总 装
C(5)
D（12）
a/b c
A（15）
B（10）
附：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
n-----工件数；m-----机器数；A----车间类型（F ---流水型排序；P ---排列排 序；G ---一般类型, 即单件型排序）；B-----目标函数。
Ji----工件i，i=1,2,....n；di----工件i的交货期；
D（7）
A(4)
（b）装配顺序为C→B→D→A，总装配时间为45小时
部 装
D(12)
C（6）
A（15）
B（8）
总 装
D（7） C(5)
A(4)
B(10)
（c）装配顺序为D→C→A→B，总装配时间为51小时
第一节 作业计划及排序概述
排序的概念 排序的目标 排序的分类
一、排序的基本概念 (Sequencing)
设备上加工，所有任务的工艺顺序不同，
有(n!)m个排序方案。
制造业作业排序的表示方法
作业排序的表示方法为：
☺ 作业任务数 /生产单位数 /排序问题类型 /评 价尺度 (优化目标)
☺ 如： n /m / FLW / Fmax ：表示m个生产单 位（机器）完成n项作业任务、流水型排序 问题和以最大流程时间作为评价尺度。
来自上游工 作地的订单
工件排队 等待加工
工作地
加工完毕的订单流向 下一工作地
第二节 制造业作业排序
作业排序（Sequencing）——对一 定期间内分配给生产单位的作业任 务，根据产品(零件)的工艺路线和 设备负荷可能性，确定各个生产单 位作业任务的先后顺序。
作业排序问题通常表述为“n项作 业任务在m个生产单位的排序的问 题”。
shop) 车间拥有的人力资源 (Number of workers in the shop) 工件移动方式 (Particular flow patterns) 不同调度准则的评价 (Evaluations of alternative rules)
作业计划与控制的关系：
作业计划：给生产活动 (Production Activities) 制定详细 计划。
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。
所以，很有必要去寻找一些有效算法，解决管理中的 实际问题。
作业计划的影响因素
工件到达的方式 (The job arrival pattern) 车间内机器的数量 (Number and variety of machines in the