第7章作业计划与控制 Operations Scheduling and Controlling
第7章 作业计划与控制 Operations Scheduling and Controlling
第1节作业计划( cheduling) 1.1作业计划的含义与作用 作业计划( Scheduling):作业计划是安排零部件(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。 通过制定作业计划,可以使企业: 满足交货期要求 Meet Due dates 使在制品库存最小 Minimize work-in- process inventory 使平均流程时间最小 Minimize the average flow time through the system 提供准确的工件状态信息 Provide for accurate job status information 提高机器/工人的时间利用率 Provide for high machine/ worker time utilization(Minimize worker idle time) 减少调整准备时间 Reduce setup times 使生产和人工成本最低 Minimize production and worker costs
第1节 作业计划(Scheduling) １.1 作业计划的含义与作用 作业计划(Scheduling):作业计划是安排零部件（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。 通过制定作业计划，可以使企业： 满足交货期要求 Meet Due Dates 使在制品库存最小Minimize work-in-process inventory 使平均流程时间最小Minimize the average flow time through the system 提供准确的工件状态信息Provide for accurate job status information 提高机器/工人的时间利用率Provide for high machine/worker time utilization(Minimize worker idle time) 减少调整准备时间Reduce setup times 使生产和人工成本最低Minimize production and worker costs
12作业计划的种类 大量生产类型的作业计划( Scheduling in High- Volume Systems) 成批生产类型的作业计划( Scheduling in Intermediate-Volume Systems) 单件小批生产类型作业计划( Scheduling in Low-Volume Systems) 另外,还有其他分类 车间作业计划( Job Floor scheduling) 人力计划( Personnel Scheduling) 设施计划( Facilities Scheduling) 车辆调度计划( Vehicle Scheduling) 供应商计划( Vendor Scheduling) 工程项目计划( Project Scheduling) 动态计划和静态计划① Dynamic versus Static Scheduling
1.2 作业计划的种类 大量生产类型的作业计划(Scheduling in High-Volume Systems) 成批生产类型的作业计划(Scheduling in Intermediate-Volume Systems) 单件小批生产类型作业计划(Scheduling in Low-Volume Systems) 另外，还有其他分类： 车间作业计划(Job Floor scheduling) 人力计划(Personnel Scheduling) 设施计划(Facilities Scheduling) 车辆调度计划(Vehicle Scheduling) 供应商计划(Vendor Scheduling) 工程项目计划(Project Scheduling) 动态计划和静态计划(Dynamic versus Static Scheduling)
13制定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 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) 14作业计划与控制的关系 作业计划:给生产活动( Production activities)制定详细时间表 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
1.3 制定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 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) 1.4 作业计划与控制的关系 • 作业计划：给生产活动(Production Activities)制定详细时间表 • 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
第2节排序的基本概念( Sequencing) 2.1排序与编制作业计划的差别 上面讲了编制作业计划的问题.在编制作业计划过程中,有 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. 作业计划是安排零部件(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 排序,给出零部件在一台或一组设备上加工的先后顺序的工 作 所以编制作业计划与排序的概念和目的都是不同的。但是, 编制作业计划的主要工作之一就是要确定出最佳的作业顺序
第2节 排序的基本概念 (Sequencing) 2.1 排序与编制作业计划的差别 上面讲了编制作业计划的问题. 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. · 作业计划是安排零部件（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。 · 排序，给出零部件在一台或一组设备上加工的先后顺序的工 作。 所以,编制作业计划与排序的概念和目的都是不同的。但是， 编制作业计划的主要工作之一就是要确定出最佳的作业顺序
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。 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84×1015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 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
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。 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。 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
22排序问题的分类 根据机器数的多少 单台机器的排序问题 多台机器的排序问题 根据加工路线的特征 单件车间排序( Job Shop) 流水型排序( Flow Shop) 根据工件到达系统的情况 静态排序 动态排序 根据参数的性质 确定型排序 随机型排序 根据要实现的目标 单目标排序 多目标排序
2.2 排序问题的分类 • 根据机器数的多少 单台机器的排序问题 多台机器的排序问题 • 根据加工路线的特征 单件车间排序(Job Shop) 流水型排序(Flow Shop) • 根据工件到达系统的情况 静态排序 动态排序 • 根据参数的性质 确定型排序 随机型排序 • 根据要实现的目标 单目标排序 多目标排序
23排序常用的符号 J-工件i,i=1,2..n d-工件i交货期 P-件的加工时间,P=∑p,Pn-件i在机器上的加工 时间j=1,…,m W--工件i系统内的等待时间,W=∑wn,形-工件在机器j 前的等待时间,j=,,m C-工件完成时间,在工件都已到达的情况下,C=P,+W F工件i的流程时间,在工件都已到达的情况下,F=P+W L工件的延误时间,L1=C-d,L1=0按期或完成提前; L>0延误 T-件的延期量,T=maxO,L E-工件提前完成的时间
2.3 排序常用的符号 J i ----工件i，i=1,2,....n di ----工件i的交货期 Pi ----工件i的加工时间, , pij----工件i在机器j上的加工 时间,j=1,…,m = = m j Pi pij 1 = = m j Wi wij 1 Wi ----工件i在系统内的等待时间, , wij----工件i在机器j 前的等待时间, j=1,…,m 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的延误时间, Li= Ci - di , Li0 延误 Ti ----工件i的延期量, Ti=max{0, Li } Ei ----工件i提前完成的时间
24排序问题的表示方法 排序问题常用四个符号来描述 n/M/AB 其中,n-工件数; 机器数 A--2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--标函数
2.4 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=排列排序 G=一般类型,即单件型排序 B-----目标函数
第3节单台机器的排序问题 31单台机器排序问题 n个工件全部经由一台机器处理 离开系统 机器 (机器) 到达系统工 件的集合
第3节 单台机器的排序问题 3.1 单台机器排序问题 n个工件全部经由一台机器处理 J1 J2 J3 Jn 机器 到达系统工 件的集合 离开系统 （机器）