1、第六章 作业计划与生产控制,引言学习目标主要内容训练,将MRP转化为各个车间、班组、工作地的任务,四种型号的电视机的装配工时定额,装配顺序为ABCD，总装配时间为48小时,装配顺序为CBDA，总装配时间为45小时,装配顺序为DCAB，总装配时间为51小时,返回,学习目标,知识点,理解作业计划和排序的涵义；掌握优先调度规则；掌握常用的作业排序方法；掌握生产调度和生产进度控制的含义和内容；了解服务作业排序的方法。,返回,主要内容,第一节 制造业作业计划的理论与方法第二节 制造业生产控制第三节 服务作业计划,返回,第一节 制造业作业计划的理论与方法,一、作业计划与排序二、制造业作业排序问题的分类三、
2、优先调度规则四、作业排序方法 五、相同零件的移动方式,返回,一、作业计划与排序,排序（Sequencing）：确定工件在机器上的加工顺序。,作业计划（Scheduling）：不仅包括确定工件的加工顺序，而且还包括确定机器加工每个工件的开始时间与完成时间。,为什么要排队?,返回,二、制造业作业排序问题的分类,1、按机器的种类和数量,J1J2J3J4,设备,离开机器,到达系统工件的集合,J1J2J3J4,设备1,离开机器,到达系统工件的集合,设备2,.,2、按工件到达的情况,3、按排序顺序,4、按目标函数的性质,返回,返回,排序的目标,三、优先调度规则,1、FCFS（First Come Firs
3、t Served）规则（先到先服务规则）,按订单的先后顺序进行加工（优先选择最早进入可排工序集合的工件）来自排队论，对工件较公平,2、SPT（Shortest Processing Time）规则 （最短加工时间规则）,优先选择完工期限最紧的工件使工件延误时间最少,优先选择加工时间最短的工件 使工件的平均流程时间最短，减少在制品量。,3、EDD（Earliest Due Date）规则,优先选择余下加工时间最短的工件 使工作量小的工件尽快完成,优先选择余下加工时间最长的工件 使不同工作量的工件完工时间尽量接近。,4、MWKR（Most Work Remaining）规则,5、LWKR（Leas
4、t Work Remaining ）规则,优先选择临界比最小的工件使工件延误时间最小 临界比=交货期前所剩余时间/工件余下加工时间,ST=交货期前所剩余时间 - 工件余下加工时间ST最短的任务最先完成最小松弛时间规则。,7、SCR（Smallest Critical Ratio）规则,6、 SST（ Smallest Slack Time）规则,8、LCFS（后到先服务）规则,9、RANDOM规则,经常作为默认规则使用。,随机地挑选下一个,返回,服务业排队规则,FCFS,SPT,预定优先,紧急优先,其他,返回,四、作业排序方法,在理论方面，排序问题的难度随着机床数量的增加而增大，而不是随需加工
5、的作业数量的增加而增大。（一）n个作业单台机床的排序,用SPT规则得出的作业排序,平均在制品库存 102/44=2.32（个）,平均总库存 120/44=2.78（个）,D,0,3,3,3,18,18,15,B,3,6,9,9,12,12,3,A,9,8,17,17,10,17,7,E,17,12,29,29,22,29,7,C,29,15,44,44,20,44,24,102,120,18,38,20.4,3.6,7.6,EDD规则,平均在制品库存 115/44=2.61（个）,平均总库存 118/44=2.68（个）,A,0,8,8,8,10,10,2,B,8,6,14,14,12,14,
6、2,D,14,3,17,17,18,18,1,C,17,15,32,32,20,32,12,E,32,12,44,44,22,44,22,115,118,3,36,23,0.6,7.2,SPT规则：平均流程时间最短，在制品库存量更少。,EDD规则：平均延迟时间较少，可以给顾客提供更好 的服务，也提供了更低的总库存水平。,从数学上可以证明：SPT规则是最优的方案。,（二）n个作业两台机床的排序（n/2/P/Fmax）,约翰逊规则目标函数是使最长流程时间最小最长流程时间Fmax从第一个工件在第一台机器开始加工时算起，到最后一个工件在最后一台机器上完成加工时为止所经过的时间。,约翰逊规则 如果 mi
7、n(ai,bj) min(aj,bi)则工件i应该排在j之前。如果中间为等号，工件i既可以在工件j之前，也可在之后。,约翰逊规则的基本步骤：1、列出每个作业在两台机床上的作业时间；2、选择最短的作业时间；3、如果最短的作业时间来自于第一台机床，则首先进行该作业； 如果最短的作业时间来自于第二台机床，则该作业最后完成。4、对剩余的作业重复进行步骤2和3，直到排序完成。,A3,A2,A2,A2,A3,A3,A3,A5,A5,A5,A1,A1,A4,A3,A2,0,4,4,16,16,31,31,41,41,46,4,9,16,38,38,54,54,62,62,65,（三）n项作业在m台机床上的排
8、序,要求最优，计算量相当大，甚至连计算机也难以求解无法用于实际生产中。,人们提出了多种启发式算法，以便以最小的计算量得到足够好的结果。,返回,五、相同零件的移动方式,1、顺序移动方式：整批移动,0 20 40 60 80 100 120 140 160,M1M2M3M4,T顺,n = 4, t1 = 10, t2 = 5, t3 = 15, t4 = 10T顺 = nti = 4（10+5+15+10） = 160,管理简单，设备充分负荷。有等待现象，加工周期长。,0 20 40 60 80 100 120 140 160,M1M2M3M4,T平,n = 4, t1 = 10, t2 = 5,
9、 t3 = 15, t4 = 10T平 =ti +(n-1)tL = (10+5+15+10) +(4-1) 15 = 85,2、平行移动：单件移动,周期短，运输频繁，管理复杂。零件等待时间短，设备有停歇。,返回,0 20 40 60 80 100 120 140 160,M1M2M3M4,T平顺,n = 4, t1 = 10, t2 = 5, t3 = 15, t4 = 10T平顺 =nti +(n-1) min(tj ,tj+1 ) = 4 (10+5+15+10) + (4-1) (5+5+10) = 100,3、平行顺序移动：两者结合,第二节 制造业生产控制,一、生产作业控制的内涵二、
10、生产作业控制方法,返回,一、生产作业控制的内涵,生产作业控制将实际生产完成情况与计划标准进行比较，根据偏差状况对生产作业进行不同程度的实时修改与调整，保证生产计划的完成。,麦当劳规定,面包厚度1.7cm；牛肉饼一律重47.32克； 直径9.85cm，厚6.65cm；烤面包55秒，煎肉饼1分45秒，可乐和芬达的温度为4；所有的柜台都是92cm；炸薯条超过7分钟，汉堡包超过10分钟便毫不犹豫地扔掉；顾客从点膳到取走食品的标准时间为32秒；工作人员用清洁消毒剂洗手，双手揉搓时间最少是20秒。,同期控制 信息流向 （问题发生时进行纠正） 纠正措施 投 入 转 换 产 出 （生产要素） （生产过程） （
11、生产结果） 前馈控制 反馈控制（对预计问题采取预防措施） （问题发生后再加以纠正）,控制过程与类型,作业计划编制（计划调整）,生产进度单生产任务单,制造加工装配过程,实时状态,偏差的评价：修正措施,实际生产状态与生产任务（单）比较,实际生产进度统计分析结果,MRP,实时状态反馈及控制,生产活动控制,生产控制,返回,二、生产作业控制方法（一）生产进度控制（二）生产调度,返回,（一）生产进度控制1、内容（1）投入进度控制对产成品（或零部件）的投入日期、数量，以及对原材料、零部件投入提前期的控制。（2）工序进度控制对产成品（或零部件）在生产过程中每道工序上的加工进度的控制。（3）出产进度控制对产成品
12、的出产日期、出产数量的控制。,生产进度坐标图,T,Q,累计,日计划,甘特图,2、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,返回,能力调节,固有能力,在制品水平,上道工序到达任务,控制信息,“漏斗”控制模型,德国汉诺威大学的Bechte和Wiendall等人于20世纪80年代初在实施输入/输出控制时提出了漏斗模型（Funnel Model）。漏斗模型的基本原则：工作中心的输入永远不能超过工作中心的输出。,返回,（二）生产调度下达生产作业计划，发现生产进度偏离预定计划而采取的调配资源的行动。,1、生产调度的主要任务（1）检查生
13、产作业的准备情况；（2）检查生产作业计划的执行情况；（3）根据生产需要合理调配生产资源；（4）组织厂级和车间级的调度会议。,公司调度系统的设置,2、生产调度的三大制度（1）值班制度；（2）会议制度；（3）报告制度。 3、生产调度的工作原则（1）计划性原则；（2）预见性原则；（3）集中性原则；（4）关键点原则；（5）行动性原则；（6）效率性原则。,返回,第三节 服务业作业计划,一、服务业作业计划与生产作业计划的主要区别二、安排顾客需求三、安排服务人员人员班次计划四、服务业作业控制,返回,一、服务业作业计划与生产作业计划的主要区别,排序的对象是人而不是物；系统动态与随机性特点比制造业更突出。排序问
14、题与排队模型结合在一起而产生作用。,服务业有两种基本的作业计划方式：1、将顾客需求分配到服务能力的不同时间段内；2、将服务人员安排到顾客需求的不同时间段内。,返回,二、安排顾客需求,在这种方式下，服务能力保持一定，而顾客需求被适当安排，以提供准时服务和充分利用能力。,返回,预约（医生、汽车修理、律师）预订（预订旅馆房间、火车或飞机座位 ）排队等待（餐馆、银行、零售商店、理发店 ）,注意不同方法的好处及存在的问题！,等待心理学在美国银行的应用 通过市场部对客户的研究，美国银行发现等待时间超过3分钟，客户的心理等待时间与实际等待时间就会出现偏差。比如，如果客户实际等了2分钟，那他的心理感受就是2分
15、钟，但如果等了5分钟，那他会感觉自己好像已经等了十几分钟。研究还表明，客户的等待时间与客户的满意度存在密切关系。而且，之前的心理学研究表明，如果能把顾客的注意力从无聊的排队分散到别处，会觉得等待时间过得很快。 因此，美国银行在一家支行安装了电视控制器，播放CNN的节目，并测算客户的实际等待时间和心理等待时间。结果表明，安装电视后，人们高估的心理等待时间从32%降到15%。,为计算这一结果的财务影响，公司根据客户的调查问卷引入客户满意度指标：该指标上升一个点，则每位客户为银行带来的个人收入增加是1.40美元。之前的实验结果表明，安装电视后，每位客户满意度可以上升5.9个点，这就意味着，一家拥有1
16、0000位客户的支行，每年可以增加82600美元的收入。只要支行的客户数达到几千位，那么，安装电视所花费的10000美元就可以在一年内补偿回来。请讲述一些你的排队经历。,返回,排队管理（Waiting Line Management）,基本目标权衡等待成本与增加资源引起的成本之间的得失。,排队结构1）多条排队（Multi-Line）2）单一排队（Single-Line）3）领号,提供差别服务(Differentiate Service)（超市快速结帐） 顾客可选择有助于减少不加入队伍的现象,先到先服务FCFS顾客不会看到别的队伍移动得快而着急插队困难提高了服务的私密性（一米线）,顾客可四处走动
17、，但必须警觉是否叫到号。商店可利用“领号”系统增加顾客冲动购物，浏览、多买。,服务结构单队单服务台单阶段的服务排队系统多队多服务台单阶段的服务排队系统单队多服务台单阶段的服务排队系统单队单服务台多阶段的服务排队系统单队多服务台多阶段的服务排队系统,管理排队问题的一些建议：1、确定一个顾客可以接受的等待时间。2、在顾客等待过程中尽量分散他们的注意力。3、及时告诉顾客他们所期望了解的情况。4、决不能让顾客看到雇员并未在工作。5、对顾客进行分类。6、对服务人员进行培训，使他们的服务态度更为友好。7、鼓励顾客在非高峰期到达。,返回,三、安排服务人员人员班次计划,单班次问题：1、保证工人每周有两个休息日
18、；2、保证工人每周有两个休息日为连休。,启发式算法：,第一步：从每周的人员需求量中，找出全部具有最少人员需求量的两个连续日，再从中找出两日需求量总和最小者；第二步：指定一名人员在上述两日休息，从其余准备安排该人员工作的各日的人员需求量中减去1人的需求量；第三步：重复第一、二步,*,*,3,2,3,1,2,1,2,*,*,2,1,2,0,2,1,1,*,*,1,0,1,0,1,1,1,*,*,0,0,1,0,0,0,0,*,*,返回,四、服务业作业控制 制造的生产过程有精确的生产工艺标准，作业可以按照计划完成，进度控制比较容易做到。 服务业由于作业的不确定因素太多，作业进度很难按照预定的计划完成
19、。,1、秩序控制服务进度控制的一个非常重要的问题是秩序控制。服务过程中需要维持一个良好的秩序，秩序控制是进度控制的关键。秩序控制的关键是排队管理。,2、应急管理 服务业作业控制的另一个重要问题是应急管理。应急管理是服务业和公共事业的一个热点问题。 服务业的应急管理是在一般服务企业的服务过程中出现突发性事件（地铁停电、飞机航班延误、火车故障等）与需求变化的不确定性（春运）的应急管理。,3、服务作业标准化 要保证服务进度得到控制，有效的办法就是服务过程标准化，尽量按照标准的规范来进行服务作业。 4、自动化与自动服务技术的应用 自动化与自动服务技术的应用是提高服务控制能力与生产率的重要手段。,返回,
20、作业,1、有7个作业必须全部进行A和B两种作业，顺序是先A后B。用约翰逊规则决定各作业的顺序。,（小时）,2、江铂饭店正试图建立一个所需工人数最少的连续休息两天的计划。请用下列资料建立该计划。,返回,案例不同视角 A、B、C、D是构成客户订单的产品。在向客户运输之前，他们必须全部完成，圆圈代表各产品所进行的加工。我们对它们进行标号，A1表示产品A的第一道加工，A2表示第二道加工，等等。圆圈内的数字表示的是执行各项加工所使用的机器。我们只有三台机器1、2和3.你们的工作是确定在每一台机器上的加工顺序。在不同加工之间没有调整准备时间，没有库存，也没有在途订单。假设客户对各种产品都订购了50单位。我们采用的加工批量是100单位，搬运批量为1.为各台机器制定甘特图，表明你最快可以在什么时候向客户运输产品。谁的发货速度最快。,通过把机器上所有加工的时间加总，找出瓶颈机器。,瓶颈资源为机器2，先安排机器2的生产计划。其次是机器3。,先安排零件B的加工，能保证瓶颈机器2连续加工。先安排零件B在三台机器上的加工。,空闲时间,答案：2204,
