生產(chǎn)計劃_作業(yè)排程的基本概念與問題

第七章作業(yè)排程 前言作業(yè)排程的基本概念作業(yè)排程的特徵與限制單機排程問題平行機臺排程問題流線型生產(chǎn)之排程問題零工型生產(chǎn)之排程問題前推與後推排程問題人員排程問題結(jié)語 前言 半導體製造工廠 汽車組裝生產(chǎn)線 汽車租賃保留 reservation 系統(tǒng) 醫(yī)院中的護士排班問題 系統(tǒng)安裝設置 installation 專案 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 3 作業(yè)排程的基本概念 排程是一種資源分配的決策活動 作業(yè)排程 OperationsScheduling 為廣義排程中的一種 若在製造業(yè)中特別是指製造現(xiàn)場機臺與工件間的安排 以下簡稱排程 在一般工廠內(nèi)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 workloading 決定工作之處理順序 sequencing 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 4 作業(yè)排程的基本概念1 2 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(chǎn)能負荷情況以及生產(chǎn)線平衡問題 但並未排定各工作站內(nèi)的工作次序 又稱派工 Dispatching 透過派工法則來決定線上執(zhí)行順序 排程可定義成一種短期計畫 此計畫關係著製造現(xiàn)場的製令單或擬作業(yè)之工作的作業(yè)順序和時間配置 此定義說明排程是一序列的排序步驟 負荷安排 工作的處理優(yōu)先順序 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 5 作業(yè)排程的基本概念2 2 因此 所有工作的作業(yè)先後順序 先天的技術限制 各個作業(yè)的估計時間和各個作業(yè)所需之資源產(chǎn)能等 都是構(gòu)建細部排程時需要考慮的因素 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 6 作業(yè)排程的特徵與限制 製造現(xiàn)場生產(chǎn)結(jié)構(gòu) ShopStructure 評估準則 PerformanceCriteria 產(chǎn)品結(jié)構(gòu) ProductStructure 工作中心之產(chǎn)能 WorkCenterCapacities 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 7 單機 singlemachine 排程問題 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 8 排程之基本評估指標1 2 作業(yè)流程時間 Flowtime 工作在系統(tǒng)中停留之時間 延誤時間 Lateness 工作i完工時間與交期之差異 總完工時間 Makespan 所有工作處理完成之完工時間 延遲時間 Tardiness 工作i完工時間超出交期的時間 延遲作業(yè)數(shù)目 Numberoftardyjobs 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 9 排程之基本評估指標2 2 平均流程時間 Averageflowtime 平均延誤時間 Averagelateness 平均延遲時間 Averagetardiness 最大延誤時間 Maximumlateness 最大延遲時間 Maximumtardiness 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 10 單機 singlemachine 排程問題 n件獨立工作以何順序分派至一部機臺上作業(yè) 以使某一績效評估指標最佳 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 11 當n個作業(yè)要排至單一機臺上時 利用SPT ShortestProcessTime 法則排序可使得平均流程時間最小化 也就是 最短作業(yè)時間 SPT 法則 最小化平均流程時間 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 12 範例7 11 3 給予一組工作集如表7 6 目標為最小化平均流程時間 表7 6工作作業(yè)時間表 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 13 範例7 12 3 依SPT派工法則排序 順序為4 1 8 7 3 2 5 6 其流程時間計算和表7 7所示 表7 7流程時間計算表 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 14 範例7 13 3 所以平均流程時間由上例及圖7 3觀察 工作流程時間的計算方式為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 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 15 加權(quán)最短作業(yè)時間法則 WSPT 最小化加權(quán)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(quán)重 權(quán)重值愈大表示重要性愈大 WSPT法則即是將作業(yè)時間除以權(quán)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(quán)平均流程時間的計算方式為 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 16 最短作業(yè)時間 SPT 法則 最小化平均延誤時間 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 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 17 最早交期法則 EDDRule 最小化最大延誤時間 Lmax 1955年Jackson提出EDD EarlyDueDate 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(shù)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 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 18 Hodgson法則 求NT最小 即最小化延遲工件數(shù)目 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 19 平行機臺 parallelmachine 排程問題1 2 傳統(tǒng)平行機臺排程問題就是將n個工作如何安排至m部平行機臺的問題 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 20 平行機臺 parallelmachine 排程問題2 2 一般平行機臺主要可分為二種 Unrelatedparallelmachine 無關聯(lián)平行機臺 各機臺的加工速度皆不同 且以同一機臺來說 不同的工件也會有不同的加工速度 Identicalparallelmachine 等效平行機臺 所有的機臺對於某一個工件的加工速度均相同 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 21 最小化平均流程時間 範例7 6Step1 SPT法則 6 10 3 7 9 1 8 2 5 4 Step2 依序?qū)⒐ぷ髦概芍磷钤玳f置之機臺 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 22 降低總完工時間 範例7 7Step1 LPT法則 4 5 2 1 8 9 3 7 6 10 Step2 依序?qū)⒐ぷ髦概芍磷钤玳f置之機臺Step3 依SPT法則排序機臺上工作 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 23 降低最大延遲時間 Step1 EDD法則 6 10 1 7 2 8 5 4 3 9 Step2 依序?qū)⒐ぷ髦概芍磷钤玳f置之機臺 作業(yè)時間 交期 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 24 降低延遲工件數(shù)目 在探討單機排程時 我們發(fā)現(xiàn)Hodgson方法可使延遲件數(shù)最小 現(xiàn)在依此方法應用到平行機臺排程上 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 25 流線型生產(chǎn)之排程問題1 3 如何決定n件工作進入系統(tǒng)的處理順序 m部序列機臺 m 1機臺排在m機臺前 每件工作都必須依序通過此m部機臺 當某工作在一機臺之作業(yè)完成後 便依序到下一機臺等待處理 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 26 流線型生產(chǎn)之排程問題2 3 強生法則 Johnson srule 兩部序列機臺最小化總完工時間 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 27 流線型生產(chǎn)之排程問題3 3 兩部序列機臺最小化總完工時間 Johnson srule結(jié)果 1 4 2 5 3 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 28 流線型生產(chǎn)之排程問題範例 7 101 3 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 29 流線型生產(chǎn)之排程問題範例 7 102 3 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 30 流線型生產(chǎn)之排程問題範例 7 101 3 最後之順序為3 1 6 9 5 4 7 10 8 2 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 31 零工型生產(chǎn)之排程問題 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 32 零工型生產(chǎn)排程問題 零工型生產(chǎn)系統(tǒng)的派工法則 隨機法則 FCFS EDD SPT LSF LWR 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 33 零工型生產(chǎn)排程問題 一般而言 有限產(chǎn)能排程問題主要可分成下列幾種 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 34 派工法則1 2 幾種常用的派工法則 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 35 派工法則2 2 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 36 範例7 11 以製令為主的排程方法1 3 以EDD法則來決定製令的加工優(yōu)先順序 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 37 範例7 11 以製令為主的排程方法2 3 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 38 範例7 11 以製令為主的排程方法3 3 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 39 範例7 12 EDD 以 工作中心 為主的排程方法1 8 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 40 範例7 12 EDD 以 工作中心 為主的排程方法2 8 若以T來表示時間軸 當T 0時 此時機臺A B C均空閒 當開始著手於A機臺的排程時 我們所面對的抉擇是製令1或製令2 何者排在最前 假設依據(jù)EDD派工法則來進行模擬過程 如表分別針對機臺A B C選定該上機之製令 註 Di表示製令i的交期 其中i 1 2 6 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 41 範例7 12 派工法則 EDD3 8 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 42 範例7 12 派工法則 SPT4 8 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 43 範例7 12 派工法則 FCFS5 8 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 44 範例7 12 派工法則 LSF6 8 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 45 範例7 12 派工法則 LWR7 8 生產(chǎn)計畫與管理Chapter7作業(yè)排程 46 範例7 12 不同派工法則的績效表現(xiàn)8