運營管理-- 作業(yè)計劃ppt課件

1、Scheduling作業(yè)方案作業(yè)方案的目的作業(yè)方案(Scheduling) 作業(yè)方案(Scheduling):作業(yè)方案是安排零部件作業(yè)、活動的出產(chǎn)數(shù)量、設(shè)備及人工運用、投入時間及出產(chǎn)時間。 滿足交貨期要求 使在制品庫存最小 使平均流程時間最小 提供準(zhǔn)確的工件形狀信息 提高機(jī)器/工人的時間利用率 減少調(diào)整預(yù)備時間 使消費和人工本錢最低甘特圖普利茅斯福特龐蒂亞克義務(wù)4/204/224/234/244/254/264/214/174/184/19當(dāng)前日期方案時間實踐進(jìn)度活動開場活動終了非任務(wù)時間甘特圖 醫(yī)院手術(shù)室制定作業(yè)方案的主要原那么工件流動(物流)帶來價值 = 現(xiàn)金流 物流經(jīng)過車間的速度 = 效

2、率 將工件流安排成一延續(xù)過程 流程上一步接一步 防止任務(wù)中斷 動態(tài)安排作業(yè)方案 未完成義務(wù)要可以及時反響 投入任務(wù)地的義務(wù)與才干要匹配 發(fā)現(xiàn)瓶頸 動態(tài)特征 找出工程設(shè)計與制造執(zhí)行過程之間的不相容性大量消費類型的作業(yè)方案成批消費類型的作業(yè)方案單件小批消費類型作業(yè)方案另外，還有其他分類： 車間作業(yè)方案 人力方案 設(shè)備方案 車輛調(diào)度方案 供應(yīng)商方案 工程工程方案 動態(tài)方案和靜態(tài)方案作業(yè)方案的種類 排序的根本概念 (Sequencing) 在編制造業(yè)方案過程中,有一個問題需求管理人員留意,即投入消費過程的作業(yè)順序的安排. 排序: 給出零部件在一臺或一組設(shè)備上加工的先后順序的任務(wù)。 編制造業(yè)方案的主要任

3、務(wù)之一就是要確定出最正確的作業(yè)順序。 根據(jù)機(jī)器數(shù)的多少 單臺機(jī)器的排序問題 ; 多臺機(jī)器的排序問題 根據(jù)加工道路的特征 單件車間排序(Job Shop); 流水型排序(Flow Shop) 根據(jù)工件到達(dá)系統(tǒng)的情況 靜態(tài)排序; 動態(tài)排序 根據(jù)參數(shù)的性質(zhì) 確定型排序; 隨機(jī)型排序 根據(jù)要實現(xiàn)的目的 單目的排序; 多目的排序 排序問題的分類 Ji-工件i，i=1,2,.n di-工件i的交貨期 Pi-工件i的加工時間, , pij-工件i在機(jī)器j上的加工時間,j=1,m Wi-工件i在系統(tǒng)內(nèi)的等待時間, , wij-工件i在機(jī)器j前的等待時間, j=1,m Ci-工件i的完成時間, 在工件都已到達(dá)的

4、情況下, Ci= Pi+ Wi Fi-工件i的流程時間，在工件都已到達(dá)的情況下, Fi= Pi+ Wi Li-工件i的延誤時間, Li= Ci- di , Li0 延誤 Ti-工件i的延期量, Ti=max0, Li Ei-工件i提早完成的時間 排序常用的符號Shipping Department消費流程Raw MaterialsLegend:Batch of partsWorkstation單臺機(jī)器的排序問題 單臺機(jī)器排序問題 n個工件全部經(jīng)由一臺機(jī)器處置 J1 J2 J3 Jn 機(jī)器到達(dá)系統(tǒng)工件的集合分開系統(tǒng)機(jī)器根據(jù)排序目的的不同，可以選擇不同的排序規(guī)那么，有時又稱為確定優(yōu)先權(quán)(Prior

5、ities)。 常見的優(yōu)先權(quán)規(guī)那么(Priority rules)有： 最短加工時間SPT-Shortest Process Time, 最早交付時間EDD-Earliest Due Date 先到先得FCFS-First Come First Served CR關(guān)鍵比例-Critical Rate 排序規(guī)那么平均流程時間最短的排序問題 求平均流程時間最短的作業(yè)順序，采用SPT原那么。 按工件加工時間的長短，按不減的順序從小到大安排各項作業(yè)。 例：一個車間有一臺加工中心，現(xiàn)有5個工件需求該機(jī)器加工。相關(guān)的加工時間和要求完成時間交貨期如下表所示，求平均流程時間最短的作業(yè)順序。 J1 J2 J3

6、J4 J5 加工時間 11 29 31 1 2 交貨期 61 45 31 33 32 解：根據(jù)SPT原那么，得出： J4 -J5 -J1 -J2 -J3 有關(guān)工程的計算： 加工時間 完成時間交貨期 延遲 J4 1 1 33 0 J5 2 3 32 0 J1 11 14 61 0 J229 43 45 0 31 74 31 43 J3 最大延期量最小的排序問題 求最大延期量最小的作業(yè)順序采用EDD原那么。 EDD(Earliest Due Date): Jobs are sequenced in increasing order of their due dates. 例：借用上面的例子，求最大

7、延期量最小的作業(yè)順序。 解：根據(jù)EDD原那么，得出： J3 -J5 -J4-J2 -J1 加工時間 完成時間 交貨期 延遲 J3 31 31 31 0 J5 2 33 32 1 J4 1 34 33 1 J2 29 63 45 18 J1 11 74 61 13 平均延遲=33/5=6.6 =18 進(jìn)一步思索：在最大延期量不變的情況下，如何使平均流程時間縮短？假設(shè)想同時滿足這兩個目的，就是多目的排序。綜合原那么例: 在一臺設(shè)備上安排6個工件的加工義務(wù)，每項義務(wù)的作業(yè)時間和交貨期如下表所示。J1J2 J3 J4 J5 J6 作業(yè)時間324865交貨期要求6310202830在滿足Tmax最小的情

8、況下，使平均流程時間最小。1、首先運用EDD規(guī)那么排序 J2J1 J3 J4 J5 J6 2、求出一切作業(yè)的總操作時間T T=28 3、求出交貨期不小于T的義務(wù)項，然后按其加工時間的大小調(diào)整，將加工時間上的義務(wù)調(diào)整到后面。 如本例， J5 ， J6滿足要求，由于t5 t6, 所以：J2J1 J3 J4 J6 J5 4、去掉已調(diào)整的義務(wù)，反復(fù)2-4步。 最后得最優(yōu)解： J2J1 J3 J4 J6 J5 F=13.67n項義務(wù)在兩臺機(jī)器的排序問題Scheduling n Jobs on Two Machines 兩臺機(jī)器排序問題的含義 n個工件都必需經(jīng)過機(jī)器1和機(jī)器2的加工，即工藝道路是一致的。

9、機(jī)器1到達(dá)系統(tǒng)工件的集合分開系統(tǒng)機(jī)器J1 J2 J3 Jn 機(jī)器2兩臺機(jī)器排序問題的目的 兩臺機(jī)器排序的目的是使最大完成時間總加工周期Fmax最短。 Fmax的含義見如下的甘特圖(Gantt Chart)。多臺機(jī)器排序的目的普通也是使最大完成時間總加工周期 Fmax最短。Fmax 時間 機(jī)器 A B 在機(jī)器A上的作業(yè)時間總加工周期總加工周期的計算方法工件在兩臺設(shè)備上的加工時間 工件編號 J1 J2 J3 J4 J5 設(shè)備A 3 6 7 1 5 設(shè)備B 2 8 6 4 3 例: 在設(shè)備A和B上安排5個工件的加工義務(wù)，每項義務(wù)的作業(yè)時間如下表所示。求: 該順序的總加工周期Fmax 。圖解法：30A

10、 B0實現(xiàn)兩臺機(jī)器排序的最大完成時間Fmax最短的目的，一優(yōu)化算法就是著名的約翰遜法(Johnsons Law)。其詳細(xì)求解過程如下例所示。 約翰遜法處理這種問題分為4個步驟： (1)列出一切工件在兩臺設(shè)備上的作業(yè)時間。 (2)找出作業(yè)時間最小者。 (3)假設(shè)該最小值是在設(shè)備1上，將對應(yīng)的工件排在前面，假設(shè)該最小值是在設(shè)備2上，那么將對應(yīng)的工件排在后面。 (4)排除已安排好的工件，在剩余的工件中反復(fù)步驟(2)和(3)，直到一切工件都安排終了。 兩臺機(jī)器排序問題Eliminate M3 from consideration. The next shortest time is M2 at Wor

11、kstation 1, so schedule M2 first.Eliminate M5 from consideration. The next shortest time is M1 at workstation #1, so schedule M1 next.Eliminate M1 and the only job remaining to be scheduled is M4.約翰遜法那么 at the Morris Machine Co. 時間 (hr)工件工序 1工序 2M11222M245M353M41516M5108Sequence = M1M2M3M4M5Shortest

12、 time is 3 hours at workstation 2, so schedule job M3 last. Eliminate M2 from consideration. The next shortest time is M5 at workstation #2, so schedule M5 next to last.WorkstationM2 (4)M1 (12)M4 (15)M5 (10)M3 (5)Idleavailable for further work051015202530Day35404550556065Idle2M2 (5)M1 (22)M4 (16)M5

13、(8)M3 (3)Idle1Gantt Chart for the Morris Machine Company Repair Schedule約翰遜法那么 at the Morris Machine Co. 例：某一班組有A、B兩臺設(shè)備，要完成5個工件的加工義務(wù)。每個工件在設(shè)備上的加工時間如下表所示。求總加工周期最短的作業(yè)順序。 工件在兩臺設(shè)備上的加工時間 工件編號 J1 J2 J3 J4 J5 設(shè)備A 3 6 7 1 5 設(shè)備B 2 8 6 4 3 解：由約翰遜法可知，表5-8中最小加工時間值是1個時間單位，它又是出如今設(shè)備1上，根據(jù)約翰遜法的規(guī)那么，應(yīng)將對應(yīng)的工件4排在第一位，即得： J

14、4 - * - * - * - * 去掉J4，在剩余的工件中再找最小值，不難看出，最小值是2個時間單位，它是出如今設(shè)備2上的，所以應(yīng)將對應(yīng)的工件J1排在最后一位，即： J4 - * - * - * - J1 再去掉J1，在剩余的J2、J3、J5中反復(fù)上述步驟，求解過程為： J4 - * - * - J5 - J1 J4 - J2 - * - J5 - J1 J4 - J2 - J3- J5 - J1 當(dāng)同時出現(xiàn)多個最小值時，可從中任選一個。最后得 J4 - J2 - J3- J5 - J1 (a) J1 - J2 - J3- J4 - J5 26A B(b) J4 - J2 - J3- J5 - J1 可以看出，初始作業(yè)順序的總加工周期是30，用約翰遜法排出的作業(yè)順序總加工周期是26，顯然后者的結(jié)果優(yōu)于前者。 30A B0 幾種調(diào)度準(zhǔn)那么的比較FCFS - First-Come-First-Served 看似“公平”，但是沒有運用已有信息. 通常用于服務(wù)業(yè)的排對系統(tǒng) (銀行, 商店)LCFS - Last-Come-First-Served 該準(zhǔn)則通常是缺省情況下發(fā)生的，到達(dá)的工件被依次放到最上面. SPT - Shortest Processing Time在給定的時間內(nèi)能完成最多的任務(wù)，并且能使平均等待最小. 但是使