第11-12章 作業(yè)計劃

1、第11章 制造業(yè)作業(yè)計劃與控制一個排序的例子部裝B（8）C(6)D（12）總裝A(4)B（10）C(5)D(7)（a）裝配順序為ABCD，總裝配時間為48小時部裝C（6）B（8）總裝C(5)B（10）D（7）（b）裝配順序為CBDA，總裝配時間為45小時部裝C（6）B（8）總裝D（7）C(5)B(10)（c）裝配順序為DCAB，總裝配時間為51小時A（15）A（15）A（15）A(4)A(4)D（12）D(12)有多少種不同的裝配順序？共有4！=24第一節(jié) 排序問題的基本概念編制作業(yè)計劃要解決的問題排序的理論與方法是編制車間作業(yè)計劃的基礎。編制作業(yè)計劃實質上是要將資源分配給不同的任務，按照既定

2、的優(yōu)化目標，確定各種資源利用的時間問題。由于每臺機器都可能被分配了多項任務，而這些任務受到加工路線的約束，就帶來了零件在機器上加工的順序問題。有關的名詞術語排序(Sequencing)編制作業(yè)計劃或日程安排(Scheduling)派工(Dispatching)控制(Controlling)趕工(Expediting) “控制/調度”是作業(yè)計劃編制后實施生產控制所采取的一切行動，“編制作業(yè)計劃”是加工制造發(fā)生之前的活動比較常用的派工方式有標準派工、定期派工和臨時派工在大量生產環(huán)境下使用標準派工，采用標準的計劃和標準的作業(yè)指示圖指揮生產；每一工序、每一崗位的工作都按照標準固定下來，不必經常分配任務

3、。定期派工適用于成批生產環(huán)境，根據作業(yè)計劃每隔一段時間給工作地分配任務。臨時派工在單件生產中使用最多，因為生產任務隨機性較大，經常有臨時性生產任務分派。同時，臨時調整生產業(yè)需要采用臨時派工。派工的工具主要有：加工路線單、工序工票、看板等。描述作業(yè)計劃問題的名稱術語來自加工制作行業(yè)?！皺C器”，可以是工廠里的各種機床，也可以是維修工人；可以是輪船要?？康拇a頭，也可以是電子的計算機中央處理單元、存貯器和輸入、輸出單元。一句話，表示“服務者”“零件”代表“服務對象”。零件可以是單個零件，也可以是一批相同的零件“加工路線”是零件加工的工藝過程決定的，它是零件加工在技術上的約束 ，用M1， M2，,Mm表

4、示“加工順序”則表示每臺機器加工n個零件的先后順序，是排序和編制作業(yè)計劃要解決的問題5二、假設條件與符號說明為了便于說明，建立數學模型，對編制作業(yè)計劃問題提出了一些假設條件：一個工件不能同時在幾臺不同的機器上面加工工件在加工過程中采取平行移動的方式不允許中斷每道工序只在一臺機器上面完成零件數,機器數和加工時間已知每臺機器同時只能加工一個零件符號說明三. 排序問題的分類和表示法按機器的種類和數量： 單臺機器排序問題和多臺機器排序問題多臺機器排序問題按加工路線的特征單件作業(yè)排序問題工件加工路線不同流水作業(yè)排序問題工件加工路線相同4參數表示法 n/m/A/Bn工件數;m機器數;A車間類型；P流水作業(yè)

5、排序時間;G一般單件作業(yè)排序時間；B為目標函數;第二節(jié) 流水作業(yè)排序問題流水車間(Flow shop):工件的加工路線都一致，典型的如流水線一、最長流程時間的計算 二、兩臺機器排序問題的最優(yōu)算法 三、多臺機器排序問題的啟發(fā)式算法9Work Center #1Work Center #2Output一、最長流程時間的計算目標函數Fmax最短；n/m/P/ Fmax問題從第一個零件在第一臺機器開始加工時算起，到最后一個零件在最后一臺機器上完成時為止所經過的時間假設：所有工件的到達時間都為零 ri=0例11.1 按順序S=(6,1,5,2,4,3) 加工求Fmax6/4/P/ Fmax問題序號為1的

6、工件在序號為1的機器上面的加工時間為4流水作業(yè)排序問題工件加工路線相同6個零件以相同的順序經過4臺機床每個零件在每臺機床上面的加工時間可以不一樣1234按順序S=(6,1,5,2,4,3)列出加工時間矩陣工件代號i 6 1 5 2 4 3Pi1 Pi2 Pi3 Pi4 按順序S=(6,1,5,2,4,3)列出加工時間矩陣工件代號i 6 1 5 2 4 3Pi1 2Pi2 5Pi3 5Pi4 1按順序S=(6,1,5,2,4,3)列出加工時間矩陣工件代號i 6 1 5 2 4 3Pi1 2 4Pi2 5 4Pi3 5 5Pi4 1 4按順序S=(6,1,5,2,4,3)列出加工時間矩陣工件代號i

7、 6 1 5 2 4 3Pi1 2 4 4 2 1 3Pi2 5 4 4 5 7 6Pi3 5 5 5 8 5 7Pi4 1 4 3 2 3 4按順序S=(6,1,5,2,4,3)列出加工時間矩陣工件代號i 6 1 5 2 4 3Pi1 2 4 4 2 1 3Pi2 5 4 4 5 7 6Pi3 5 5 5 8 5 7Pi4 1 4 3 2 3 42按順序S=(6,1,5,2,4,3)列出加工時間矩陣工件代號i 6 1 5 2 4 3Pi1 2 4 4 2 1 3Pi2 5 4 4 5 7 6Pi3 5 5 5 8 5 7Pi4 1 4 3 2 3 42 6 10 12 13 16按順序S=(

8、6,1,5,2,4,3)列出加工時間矩陣工件代號i 6 1 5 2 4 3Pi1 2 4 4 2 1 3Pi2 5 4 4 5 7 6Pi3 5 5 5 8 5 7Pi4 1 4 3 2 3 42 6 10 12 13 1671213按順序S=(6,1,5,2,4,3)列出加工時間矩陣工件代號i 6 1 5 2 4 3Pi1 2 4 4 2 1 3Pi2 5 4 4 5 7 6Pi3 5 5 5 8 5 7Pi4 1 4 3 2 3 42 6 10 12 13 1671213按順序S=(6,1,5,2,4,3)列出加工時間矩陣工件代號i 6 1 5 2 4 3Pi1 2 4 4 2 1 3Pi

9、2 5 4 4 5 7 6Pi3 5 5 5 8 5 7Pi4 1 4 3 2 3 42 6 10 12 13 1671213117+4=11按順序S=(6,1,5,2,4,3)列出加工時間矩陣工件代號i 6 1 5 2 4 3Pi1 2 4 4 2 1 3Pi2 5 4 4 5 7 6Pi3 5 5 5 8 5 7Pi4 1 4 3 2 3 42 6 10 12 13 1671213111712+5=17按順序S=(6,1,5,2,4,3)列出加工時間矩陣工件代號i 6 1 5 2 4 3Pi1 2 4 4 2 1 3Pi2 5 4 4 5 7 6Pi3 5 5 5 8 5 7Pi4 1 4

10、 3 2 3 42 6 10 12 13 1671213111721152225203032273538334246課堂練習已知加工時間矩陣：順序S=(1,4,6,3,5,2)工件代號i 1 4 6 3 5 2Pi1 4 5 3 4 8 6Pi2 3 9 1 3 7 5Pi3 7 6 8 2 5 9Pi4 5 6 3 9 2 44 9 12 16 24 307 18 19 22 31 3614 24 32 34 39 4819 30 35 44 46 52二、 兩臺機器排序問題的最優(yōu)算法約翰森法則如果Min(ai, bj) pim 則按pim不增的順序排成一個序列Sb;3. 順序（Sa,C,S

11、b）即為所求順序。舉例工件i 1 2 3 4Pi1 2 1 6 3Pi2 4 8 2 9Pi3 5 4 8 211 13 16 14CSa (2,1)Sb(4)所求順序：（2,1,3,4）四、相同零件不同移動方式下加工周期的計算當n個零件相同，則無排序問題。但不同移動方式下的加工周期不同三種典型的移動方式順序移動方式：一批零件全部加工完成后，整批移動到下道工序加工平行移動方式：單個零件加工完成后，立即移動到下道工序加工平行順序移動方式：兩者混合順序移動方式 加工周期時間工序 1 2 3 4順序移動方式優(yōu)點：運輸次數少、設備利用充分、管理簡單缺點：加工周期長 設零件批量為n（件），工序數目為m，

12、一批零件不計算工序間運輸時間，只考慮加工時間，設其加工的周期為T（分鐘），零件在i道工序的單件工時為 （分鐘/件），i=1.2n. 則該批零件的加工周期為： 例114 已知n4，t110分鐘，t25分鐘，t315分鐘，t410分鐘，則T順=4x(10+5+15+10)=160分鐘。平行移動方式優(yōu)點：加工周期短缺點：運輸頻繁、設備空閑時間多且零碎零件平行移動的加工周期 為： tL =最長單件工序時間 T平=(10+5+15+10)+(4-1)x1585分鐘平行順序移動方式 特點：既保持一批零件順序加工，又盡可能使相鄰工序加工時間平行進行。如圖所示： 1 2 34時間 加工周期工序（4-1）*5=

13、15（4-1）*10=30平行順序移動方式（續(xù)）平行順序移動加工周期計算 T=4*(10+5+15+10)-(4-1)*(5+5+10)=100分鐘-練習已知：n=4m=5t1=10 t2=4 t3=8 t4=12 t5=6求：T順、T平、T平順解：T順= =4*(10+4+8+12+6)=160T平= T平順=(10+4+8+12+6)+3*12=76=160-3*(4+4+8+6)=94第12章 服務業(yè)的作業(yè)計劃本章內容第一節(jié) 服務運作的特點第二節(jié) 隨機服務系統(tǒng)一、服務交付系統(tǒng)二、服務特征矩陣三、服務交付系統(tǒng)管理中的問題四、影響需求類型的策略五、處理非均勻需求的策略第一節(jié) 服務運作的特點一

14、、服務交付系統(tǒng)提問：服務業(yè)運作特色？P13-14生產率難以測定質量標準難以確定與顧客接觸多，常因此效率低純服務運作不能通過庫存來調節(jié)服務交付系統(tǒng)（service delivery system）與生產系統(tǒng)類似對誰提供服務目標市場提供何種服務服務產品即成套服務（service package）在何處提供服務服務臺如何提供服務如何保證服務質量二、 服務特征矩陣顧客化程度服務的復雜程度高低高低IIIIIIIV下列行業(yè)屬于哪個矩陣？醫(yī)院學校高級餐館快餐公共汽車出租車顧客化程度服務的復雜程度高低高低IIIIIIIV無線電和電視電影動物園博物館學校航空公司快餐洗車租車干洗零售公共汽車美容美發(fā)草坪維護房屋油

15、漆出租車餐館搬家公司外科醫(yī)生牙醫(yī)汽車修理代理人器具修理包租飛機三、服務交付系統(tǒng)管理中的問題（1）顧客參與的影響顧客參與是必然趨勢顧客參與影響服務運作實現標準化，從而影響服務效率。顧客參與的程度越深，對效率的影響越大。為使顧客感到舒適、方便和愉快，也會造成服務能力的浪費。對服務質量的感覺是主觀的，純服務是無形的。生產活動顧客參與程度高的系統(tǒng)顧客參與程度低的系統(tǒng)選址生產運作可能靠近供應商，便于運輸或勞動力易獲的地方1設施布置設施應該提高生產率產品設計顧客不在服務環(huán)境中，產品可規(guī)定較少的屬性工藝設計顧客并不參與主要的加工過程編作業(yè)計劃顧客主要關心完工時間生產計劃晚交貨和產均衡都是可能的工人的技能第一

16、線工人只需要技術技能質量控制質量標準一般是可測量的，固定的時間定額標準時間定額標準緊工資固定的產出允許計件工資能力計劃通過庫存調節(jié)，可使能力處于平均水平預測預測是長期的、產量導向的生產活動顧客參與程度高的系統(tǒng)顧客參與程度低的系統(tǒng)選址生產運作必須靠近顧客生產運作可能靠近供應商，便于運輸或勞動力易獲的地方1設施布置設施應該提高生產率產品設計顧客不在服務環(huán)境中，產品可規(guī)定較少的屬性工藝設計顧客并不參與主要的加工過程編作業(yè)計劃顧客主要關心完工時間生產計劃晚交貨和產均衡都是可能的工人的技能第一線工人只需要技術技能質量控制質量標準一般是可測量的，固定的時間定額標準時間定額標準緊工資固定的產出允許計件工資能

17、力計劃通過庫存調節(jié)，可使能力處于平均水平預測預測是長期的、產量導向的設施必須滿足顧客的體力和精神需要環(huán)境和實體產品決定了服務的性質生產階段對顧客有直接的影響顧客參與作業(yè)計劃存貨不可存儲，均衡生產導致生意損失第一線的工人組成服務的主要部分，要求他們能很好地與公眾交往質量標準在公眾的眼中，易變化服務時間取決于一起顧客需求，時間定額標準松可變的產出要求計時工資為避免銷售缺貨，能力按尖峰考慮預測是短期的，時間導向的（2）減少顧客參與影響的辦法通過服務標準化減少服務品種通過自動化減少同顧客的接觸將部分操作與顧客分離設置一定量庫存四、影響需求類型的策略固定時間表對于處于服務特征矩陣第III部分的服務業(yè)采用

18、使用預約系統(tǒng)對于處于服務特征矩陣第I和II部分的服務業(yè)采用推遲服務家用電器故障修理為低峰時的需求提供優(yōu)惠電話夜間半價五、處理非均勻需求的策略轉移需求可減少需求的不均勻性，但不能消除處理非均勻需求的策略改善人員班次安排利用半時工作人員（鐘點工）由顧客選擇不同的服務利用外單位設施雇傭多技能工人采用生產線方法第二節(jié) 隨機服務系統(tǒng)研究排隊現象有助于確定服務能力，控制隊長，發(fā)揮發(fā)揮設施能力到達顧客 服務內容 服務機構病 人 診斷/手術 醫(yī)生/手術臺進港的貨船 裝貨/卸貨 碼頭泊位到港的飛機 降落 機場跑道電話撥號 通話 交換臺故障機器 修理 修理技工修理技工 領取修配零件 倉庫管理員上游河水 入庫 水閘

19、管理員 （1）由于顧客到達和服務時間的隨機性， 現實中的排隊現象幾乎不可避免；（2）排隊過程，通常是一個隨機過程， 排隊論又稱“隨機服務系統(tǒng)理論”；排隊系統(tǒng)顧客源排隊結構顧客到來排隊規(guī)則服務規(guī)則顧客離去服務機構。一、隨機服務系統(tǒng)的構成排隊規(guī)則顧客排隊方式：等待制/即時制(損失制);排隊系統(tǒng)容量：有限制/無限制; 排隊隊列數目: 單列/多列;是否中途退出: 允許/禁止;是否列間轉移: 允許/禁止; (僅研究禁止退出和轉移的情形)服務臺(員)為顧客服務的順序: a)先到先服務(FCFS); b)后到先服務(LCFS); c)隨機服務; d)優(yōu)先服務;服務結構單隊單服務臺單階段的服務排隊系統(tǒng)多隊多服

20、務臺單階段的服務排隊系統(tǒng)單隊多服務臺單階段的服務排隊系統(tǒng)單隊單服務臺多階段的服務排隊系統(tǒng)單隊多服務臺多階段的服務排隊系統(tǒng)二、最簡單的隨機服務系統(tǒng)模型分布服務階段顧客源到達人數排隊規(guī)則服務時間隊列長度1單通道單一無限泊松FCFS指數無限2單通道單一無限泊松FCFS常數無限3多通道單一無限泊松FCFS指數無限4單通道單一有限泊松FCFS指數無限最簡單的隨機服務系統(tǒng)是單隊單階段，按先到先服務規(guī)則的等待制系統(tǒng)設到達率服從泊松分布，則單位隨機到達x個顧客的概率為：式中，e為自然對數的底，e=2.71828; x=0,1,2,3,；設系統(tǒng)服務率服從負指數分布，其概率密度和分布函數分別為 則 ETs=1/ ; Var Ts=1/ 2 ; Ts=1/ (2) ETs=1/ ：每個顧客的平均(期望)服務時間； :單位時間服務的顧客數，平均(期望)服務率； 其它要用到的符號為：系統(tǒng)中沒有顧客的概率系統(tǒng)中顧客數為n的概率系統(tǒng)中顧客的平均數隊列中顧客的平均數顧客在系統(tǒng)中的平均停留時間顧客在隊列中的平均停留時間例：某醫(yī)院急診室有一個外科醫(yī)生全日工作。急診病人的到達率服從泊松分布，外科醫(yī)生的服務率服從