生產(chǎn)計(jì)劃_作業(yè)排程的基本概念與問(wèn)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(jī)排程問(wèn)題平行機(jī)臺(tái)排程問(wèn)題流線(xiàn)型生產(chǎn)之排程問(wèn)題零工型生產(chǎn)之排程問(wèn)題前推與後推排程問(wèn)題人員排程問(wèn)題結(jié)語(yǔ) 前言 半導(dǎo)體製造工廠 汽車(chē)組裝生產(chǎn)線(xiàn) 汽車(chē)租賃保留 reservation 系統(tǒng) 醫(yī)院中的護(hù)士排班問(wèn)題 系統(tǒng)安裝設(shè)置 installation 專(zhuān)案 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)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(dòng) 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(chǎng)機(jī)臺(tái)與工件間的安排 以下簡(jiǎn)稱(chēng)排程 在一般工廠內(nèi)常見(jiàn)的排程問(wèn)題中 處理步驟主要可分為兩部份 決定各工作站的工作負(fù)荷 workloading 決定工作之處理順序 sequencing 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)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(xiàng)工作分配至各工作站 它決定各工作站該負(fù)責(zé)之工作 讓管理者將製令單安排至各工作站 同時(shí)兼顧各工作站間目前的產(chǎn)能負(fù)荷情況以及生產(chǎn)線(xiàn)平衡問(wèn)題 但並未排定各工作站內(nèi)的工作次序 又稱(chēng)派工 Dispatching 透過(guò)派工法則來(lái)決定線(xiàn)上執(zhí)行順序 排程可定義成一種短期計(jì)畫(huà) 此計(jì)畫(huà)關(guān)係著製造現(xiàn)場(chǎng)的製令單或擬作業(yè)之工作的作業(yè)順序和時(shí)間配置 此定義說(shuō)明排程是一序列的排序步驟 負(fù)荷安排 工作的處理優(yōu)先順序 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)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(shù)限制 各個(gè)作業(yè)的估計(jì)時(shí)間和各個(gè)作業(yè)所需之資源產(chǎn)能等 都是構(gòu)建細(xì)部排程時(shí)需要考慮的因素 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)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(chǎng)生產(chǎn)結(jié)構(gòu) ShopStructure 評(píng)估準(zhǔn)則 PerformanceCriteria 產(chǎn)品結(jié)構(gòu) ProductStructure 工作中心之產(chǎn)能 WorkCenterCapacities 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 7 單機(jī) singlemachine 排程問(wèn)題 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 8 排程之基本評(píng)估指標(biāo)1 2 作業(yè)流程時(shí)間 Flowtime 工作在系統(tǒng)中停留之時(shí)間 延誤時(shí)間 Lateness 工作i完工時(shí)間與交期之差異 總完工時(shí)間 Makespan 所有工作處理完成之完工時(shí)間 延遲時(shí)間 Tardiness 工作i完工時(shí)間超出交期的時(shí)間 延遲作業(yè)數(shù)目 Numberoftardyjobs 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 9 排程之基本評(píng)估指標(biāo)2 2 平均流程時(shí)間 Averageflowtime 平均延誤時(shí)間 Averagelateness 平均延遲時(shí)間 Averagetardiness 最大延誤時(shí)間 Maximumlateness 最大延遲時(shí)間 Maximumtardiness 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 10 單機(jī) singlemachine 排程問(wèn)題 n件獨(dú)立工作以何順序分派至一部機(jī)臺(tái)上作業(yè) 以使某一績(jī)效評(píng)估指標(biāo)最佳 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 11 當(dāng)n個(gè)作業(yè)要排至單一機(jī)臺(tái)上時(shí) 利用SPT ShortestProcessTime 法則排序可使得平均流程時(shí)間最小化 也就是 最短作業(yè)時(shí)間 SPT 法則 最小化平均流程時(shí)間 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 12 範(fàn)例7 11 3 給予一組工作集如表7 6 目標(biāo)為最小化平均流程時(shí)間 表7 6工作作業(yè)時(shí)間表 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 13 範(fàn)例7 12 3 依SPT派工法則排序 順序?yàn)? 1 8 7 3 2 5 6 其流程時(shí)間計(jì)算和表7 7所示 表7 7流程時(shí)間計(jì)算表 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 14 範(fàn)例7 13 3 所以平均流程時(shí)間由上例及圖7 3觀察 工作流程時(shí)間的計(jì)算方式為除了最小化平均流程時(shí)間以外 在單機(jī)排程問(wèn)題中SPT法則亦可以最小化平均延誤時(shí)間 最小化平均等候時(shí)間 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 15 加權(quán)最短作業(yè)時(shí)間法則 WSPT 最小化加權(quán)平均流程時(shí)間 當(dāng)工作附有重要性之屬性時(shí) 排程人員可給予個(gè)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(shí)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(lèi)推 加權(quán)平均流程時(shí)間的計(jì)算方式為 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 16 最短作業(yè)時(shí)間 SPT 法則 最小化平均延誤時(shí)間 單機(jī)排程問(wèn)題之目標(biāo)若為最小化平均延誤時(shí)間 SPT法則排序可得最佳解 即 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)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(shí)間 Lmax 1955年Jackson提出EDD EarlyDueDate 派工法則 其應(yīng)用在最小化最大延誤時(shí)間和最大延遲時(shí)間 但是會(huì)有增加延遲工作數(shù)目和增加平均延遲時(shí)間的傾向 EDD法則排序?yàn)榻黄谟缯吲胖劣懊?即 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)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(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 19 平行機(jī)臺(tái) parallelmachine 排程問(wèn)題1 2 傳統(tǒng)平行機(jī)臺(tái)排程問(wèn)題就是將n個(gè)工作如何安排至m部平行機(jī)臺(tái)的問(wèn)題 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 20 平行機(jī)臺(tái) parallelmachine 排程問(wèn)題2 2 一般平行機(jī)臺(tái)主要可分為二種 Unrelatedparallelmachine 無(wú)關(guān)聯(lián)平行機(jī)臺(tái) 各機(jī)臺(tái)的加工速度皆不同 且以同一機(jī)臺(tái)來(lái)說(shuō) 不同的工件也會(huì)有不同的加工速度 Identicalparallelmachine 等效平行機(jī)臺(tái) 所有的機(jī)臺(tái)對(duì)於某一個(gè)工件的加工速度均相同 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 21 最小化平均流程時(shí)間 範(fàn)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(jī)臺(tái) 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 22 降低總完工時(shí)間 範(fàn)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(jī)臺(tái)Step3 依SPT法則排序機(jī)臺(tái)上工作 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 23 降低最大延遲時(shí)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(jī)臺(tái) 作業(yè)時(shí)間 交期 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 24 降低延遲工件數(shù)目 在探討單機(jī)排程時(shí) 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(yīng)用到平行機(jī)臺(tái)排程上 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 25 流線(xiàn)型生產(chǎn)之排程問(wèn)題1 3 如何決定n件工作進(jìn)入系統(tǒng)的處理順序 m部序列機(jī)臺(tái) m 1機(jī)臺(tái)排在m機(jī)臺(tái)前 每件工作都必須依序通過(guò)此m部機(jī)臺(tái) 當(dāng)某工作在一機(jī)臺(tái)之作業(yè)完成後 便依序到下一機(jī)臺(tái)等待處理 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 26 流線(xiàn)型生產(chǎn)之排程問(wèn)題2 3 強(qiáng)生法則 Johnson srule 兩部序列機(jī)臺(tái)最小化總完工時(shí)間 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 27 流線(xiàn)型生產(chǎn)之排程問(wèn)題3 3 兩部序列機(jī)臺(tái)最小化總完工時(shí)間 Johnson srule結(jié)果 1 4 2 5 3 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 28 流線(xiàn)型生產(chǎn)之排程問(wèn)題範(fàn)例 7 101 3 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 29 流線(xiàn)型生產(chǎn)之排程問(wèn)題範(fàn)例 7 102 3 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 30 流線(xiàn)型生產(chǎn)之排程問(wèn)題範(fàn)例 7 101 3 最後之順序?yàn)? 1 6 9 5 4 7 10 8 2 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 31 零工型生產(chǎn)之排程問(wèn)題 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 32 零工型生產(chǎn)排程問(wèn)題 零工型生產(chǎn)系統(tǒng)的派工法則 隨機(jī)法則 FCFS EDD SPT LSF LWR 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 33 零工型生產(chǎn)排程問(wèn)題 一般而言 有限產(chǎn)能排程問(wèn)題主要可分成下列幾種 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)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(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 35 派工法則2 2 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 36 範(fàn)例7 11 以製令為主的排程方法1 3 以EDD法則來(lái)決定製令的加工優(yōu)先順序 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 37 範(fàn)例7 11 以製令為主的排程方法2 3 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 38 範(fàn)例7 11 以製令為主的排程方法3 3 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 39 範(fàn)例7 12 EDD 以 工作中心 為主的排程方法1 8 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 40 範(fàn)例7 12 EDD 以 工作中心 為主的排程方法2 8 若以T來(lái)表示時(shí)間軸 當(dāng)T 0時(shí) 此時(shí)機(jī)臺(tái)A B C均空閒 當(dāng)開(kāi)始著手於A機(jī)臺(tái)的排程時(shí) 我們所面對(duì)的抉擇是製令1或製令2 何者排在最前 假設(shè)依據(jù)EDD派工法則來(lái)進(jìn)行模擬過(guò)程 如表分別針對(duì)機(jī)臺(tái)A B C選定該上機(jī)之製令 註 Di表示製令i的交期 其中i 1 2 6 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 41 範(fàn)例7 12 派工法則 EDD3 8 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 42 範(fàn)例7 12 派工法則 SPT4 8 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 43 範(fàn)例7 12 派工法則 FCFS5 8 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 44 範(fàn)例7 12 派工法則 LSF6 8 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 45 範(fàn)例7 12 派工法則 LWR7 8 生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與管理Chapter7作業(yè)排程 46 範(fàn)例7 12 不同派工法則的績(jī)效表現(xiàn)8