運營管理 課件 第10章：作業(yè)計劃與控制

運營管理一、學習目標第10章：作業(yè)計劃與控制學習內(nèi)容

學習目標學習難度重要程度應掌握知識點概述了解☆★★作業(yè)計劃的重要性作業(yè)計劃與控制的內(nèi)容制造車間作業(yè)計劃掌握☆☆☆★★★單臺設備排序方法流水車間作業(yè)排序方法生產(chǎn)控制熟悉☆★★生產(chǎn)控制的基本內(nèi)容生產(chǎn)進度控制的策略服務作業(yè)計劃熟悉☆☆★★★服務員工排班方法本章知識結(jié)構(gòu)圖生產(chǎn)作業(yè)計劃與控制概述作業(yè)計劃與控制的內(nèi)容作業(yè)計劃與控制的發(fā)展制造車間作業(yè)排序單臺設備的排序方法流水生產(chǎn)線作業(yè)排序方法生產(chǎn)控制智能制造環(huán)境下的生產(chǎn)控制服務作業(yè)計劃的特點在制品控制生產(chǎn)控制系統(tǒng)生產(chǎn)進度控制服務作業(yè)計劃生產(chǎn)作業(yè)計劃與控制本章重點第10章：作業(yè)計劃與控制服務服務排隊管理服務人員排班本章引例：飛機航班延誤誰來買單？閱讀課本的本章引導案例：回答如下問題：1你認為飛機航班延誤這種現(xiàn)象能夠通過精確的作業(yè)計劃來減少嗎？2服務作業(yè)計劃制造業(yè)的作業(yè)計劃有什么不同？第10章：作業(yè)計劃與控制第一節(jié)、生產(chǎn)作業(yè)計劃與控制概述2、作業(yè)計劃與控制的發(fā)展1、作業(yè)計劃與控制的內(nèi)容第10章：作業(yè)計劃與控制作業(yè)計劃與控制的內(nèi)容一第10章：作業(yè)計劃與控制（一）制定作業(yè)計劃（二）日常派工（三）作業(yè)控制（四）文明生產(chǎn)與現(xiàn)場改善（1）手工生產(chǎn)作業(yè)計劃與控制（3）集成化生產(chǎn)作業(yè)計劃與控制（2）計算機化生產(chǎn)作業(yè)計劃與控制（4）數(shù)字化與智能化生產(chǎn)作業(yè)計劃與控制第10章：作業(yè)計劃與控制作業(yè)計劃與控制的發(fā)展

二第二節(jié)、制造車間作業(yè)排序

一單臺設備作業(yè)排序

二流水生產(chǎn)線的作業(yè)排序待加工工件加工設備加工設備第10章：作業(yè)計劃與控制單臺設備的作業(yè)排序

一

解決單臺設備的作業(yè)排序問題，可以采用不同的排序規(guī)則。不同的排序規(guī)則的排序結(jié)果不同。以下列出常用的幾種排序規(guī)則。（1）最短加工時間優(yōu)先規(guī)則（ShortestProcessingTime，SPT）。（2）最短交貨期優(yōu)先規(guī)則（EarliestDueDate，EDD）。（3）先到先加工規(guī)則（FirstComeFirstServed，F(xiàn)CFS）。（4）最小松動時間優(yōu)先規(guī)則（松動時間=交貨期-加工時間，STR）。（5）臨界比率最小優(yōu)先規(guī)則（交貨期減去當前日期除以作業(yè)時間）。（6）綜合規(guī)則（綜合使用兩種規(guī)則，如先按照交貨期優(yōu)先排序，然后按照最短加工時間優(yōu)先的原

則排序）。（7）后到先加工規(guī)則。（8）隨機規(guī)則。第10章：作業(yè)計劃與控制應用例題10-1某車間有一個工序由單臺設備構(gòu)成，有6個工件需要在該臺設備上加工，各工件的加工時間如表10-1所示（工件編號是工件達到工作地的先后次序，當前日期為1）。工件編號i123456加工時間交貨期7148121020210515618以下分別用不同的排序規(guī)則來比較不同的規(guī)則對加工結(jié)果的影響。第10章：作業(yè)計劃與控制作業(yè)排序工件編號112233445566加工時間等待時間完成時間交貨期拖期時間7071408715123101525205225271017527321517632381820表10-2按照先來先加工規(guī)則的排序注：總的拖期數(shù)是5件，平均拖期時間為：（0+3+5+17+17+20）/6=10.33（天）,平均完成時間

：(7+15+25+27+32+38)/6=24（天）

第10章：作業(yè)計劃與控制表10-3按照最短加工時間優(yōu)先規(guī)則的排序注：總拖期數(shù)為3件，平均拖期時間為：（0+0+0+6+16+18）/6=6.33（天）,平均完成時間：(2+7+13+20+28+38)/6=18（天）作業(yè)排序工件編號142536415263加工時間等待時間完成時間交貨期拖期時間2021005271506713180713201468202812161028382018表10-4按照最短交貨期優(yōu)先規(guī)則的排序注：總拖期數(shù)為4件，平均拖期時間為：（0+0+3+7+10+18）/6=6.33（天）,平均完成時間：(2+10+17+22+28+38)/6=19.5（天）作業(yè)排序工件編號142231455663加工時間等待時間完成時間交貨期拖期時間202100821012071017143517221576222818101028382018第10章：作業(yè)計劃與控制表10-5按照最小松動時間優(yōu)先規(guī)則的排序注：工件3和5松動時間相等，采用隨機規(guī)則，總拖期數(shù)為5件，平均拖期時間為：（0+1+7+7+17+20）/6=8.86（天）,平均完成時間：(8+15+17+27+32+38)/6=22.83（天）作業(yè)排序工件編號122134435566松動時間加工時間等待時間完成時間交貨期拖期時間480812077815141821517107101017272071052732151712632381820第10章：作業(yè)計劃與控制表10-6按照臨界比率最小優(yōu)先規(guī)則的排序注：總拖期數(shù)為5件，平均拖期時間為：（0+1+5+15+18+28）/6=11.16（天）,平均完成時間：(8+15+25+30+36+38)/6=25.33（天）作業(yè)排序工件編號122133455664臨界比率加工時間等待時間完成時間交貨期拖期時間1.3758081201.8778151411.91015252052.85253015152.836303618184.5236381028第10章：作業(yè)計劃與控制表10-7各排序規(guī)則的結(jié)果比較從例子看出，不同規(guī)則各有優(yōu)缺點，因為考察的目標不同，得到的結(jié)果不同，因此對于不同排序規(guī)則，要根據(jù)不同的目標需求來運用．下面兩個結(jié)論性的定理針對不同的排序目標而言，是有實際意義的。排序方法總拖期工件數(shù)平均拖期時間（天）平均完成時間（天）先來先加工最短加工時間優(yōu)先交貨期優(yōu)先最小松動時間優(yōu)先臨界比率優(yōu)先5345510.336.336.338.8611.16241819.522.8325.55第10章：作業(yè)計劃與控制流水生產(chǎn)線的排序

二對于流水生產(chǎn)線的排序問題，問題比較復雜，人們只能解決比較簡單的問題，比如２工序，３工序的問題，大規(guī)模的問題，比較困難，雖然理論界一直在研究不同的新算法解決流水車間的排序問題，但是目前很少能應用到實踐中（能夠運用的也只是一些啟發(fā)算法，比如我們著名生產(chǎn)管理學家陳榮秋教授就１９８３年提出了“關鍵工序算法”解決多工序流水車間排序問題）。因此，下面僅僅介紹比較實用的兩工序環(huán)境下的排序問題的一種算法，對于多工序排序問題，由于問題復雜，不做介紹。第10章：作業(yè)計劃與控制流水生產(chǎn)線的排序

二為了分析方便，流水車間排序問題，需要做如下假設：（1）一個工件不能同時在不同設備上加工。(2）工件在加工過程中采用平行移動方式（當上一道工序完成后立即進入下道工序）。(3）不允許中斷，工件一旦進入加工狀態(tài)，一直加工完成為止，中途不插入其他工件。（4）每道工序只在一臺設備上加工。（5）工件數(shù)、機器數(shù)與加工時間已知。（6）每臺設備同時只能加工一個工件。第10章：作業(yè)計劃與控制流水生產(chǎn)線的排序

二（一）兩工序（設備）的排序問題

對于多個工件兩臺設備的排序問題，1954年Johnson提出的算法是比較好的一種解決方法，這個方法屬于最優(yōu)化方法。該算法的基本步驟是：步驟一：列出工件（編號為i=1,2,…n

）在設備1和設備2上的加工時間Pi1和Pi2，并用時間矩陣（表格）表示。步驟二：從加工時間Pi1和Pi2中找出最小加工時間。

1）如果最小加工時間出現(xiàn)在第1工序（設備），則對應的工件應盡可能往前排(先加工）。

2）如果最小加工時間出現(xiàn)在第2工序（設備），則對應的工件應盡可能往后排（后加工）。步驟三：從加工時間數(shù)據(jù)矩陣中刪去已經(jīng)排序的工件，重復以上過程，直到所有的工件排完為止。第10章：作業(yè)計劃與控制應用例題10-2已知有6個工件需要在兩臺設備上加工的流水作業(yè)，單件加工時間矩陣如表10-8所示。應用Johnson算法確定最優(yōu)解。表10-8加工時間矩陣

單位：分鐘1234568342761932105第10章：作業(yè)計劃與控制步驟排序結(jié)果備選方案

44245241524615243615243612512345645表10-9應用Johnson算法確定排序過程表9-9中的第2步，由于最小時間是2，有兩種可選的方案，即先選工件2和先選工件5，最后得出兩種不同的排序結(jié)果：436152或436125。兩種排序的最長流程時間都是35。故兩種排序都是最優(yōu)的排序。第10章：作業(yè)計劃與控制流水生產(chǎn)線的排序

二（二）多工件多工序（設備）的排序問題

第10章：作業(yè)計劃與控制1．Palmer法該方法是1965年由Palmer提出的方法，該方法的基本思想是把加工的工件按照一個斜度指標來排序。斜度指標為：

排序的做法是按照工件的斜度指標不增（即遞減）的順序排列。1234595215367854281079191285表10-10流水車間工件加工時間矩陣

計算公式為：，=-14

=6.5

=16=-9.

按照斜度指標不增的順序排列,得排序結(jié)果為：3-2-5-4-1，流程時間為：55。=5.5

第10章：作業(yè)計劃與控制應用例題10-2：Palmer法求解流水車間生產(chǎn)排序問題2關鍵工件法

關鍵工件法是我國生產(chǎn)管理學家陳榮秋教授1983年提出的啟發(fā)算法。該方法比較簡單實用。第一步:計算所有的工件的總加工時間,把總加工時間最長的一個工件作為關鍵工件,以集合C表示。第二步:把剩余的工件,比較其第一工序（設備）的加工時間Pi1與最后一工序（設備）的加工時間Pim。如果:Pi1<=Pim,按照pi1不減的順序,則組成一序列集SA,放在關鍵工件前面;如果:Pi1>pim,則按照Pim不增的順序排列組成一序列集,SB放在關鍵工件后面。這樣由（SA，C，SB）}構(gòu)成的序列就是所要的結(jié)果。第10章：作業(yè)計劃與控制應用范例10-3：關鍵工件法求解流水車間生產(chǎn)排序問題已知有5工件要在4臺設備上加工的流水車間作業(yè)排序問題，加工時間如表9-10所示。表9-10（5*4）流水車間工件加工時間i12345Pi1952153pi267854Pi3281079pi4191285（2）的工件是2、3、5，按照pi1不減的順序排列得SA={3,5,2},剩下的工件是1號，因此SB={1}（1）可知關鍵工件為4號工件。故應用范例9-5關鍵工件法求解流水車間排序問題(3)排序結(jié)果為：3-5-2-4-1。流程時間為55，排序的甘特圖如圖9-7。圖9-7關鍵工件法排序結(jié)果（3-5-2-4-1）甘特圖第10章：作業(yè)計劃與控制第三節(jié)、生產(chǎn)控制

一生產(chǎn)控制系統(tǒng)

二生產(chǎn)進度控制

三在制品控制第10章：作業(yè)計劃與控制生產(chǎn)控制系統(tǒng)

一生產(chǎn)控制是對生產(chǎn)計劃落實到車間（通過作業(yè)計劃）的執(zhí)行情況進行監(jiān)督與反饋，并根據(jù)計劃調(diào)整生產(chǎn)系統(tǒng)，使其按照計劃執(zhí)行的一系列的活動的總稱。（一）生產(chǎn)控制內(nèi)容嚴格意義上講．生產(chǎn)控制分為三個層次：（１）訂貨控制（２）投料控制（３）作業(yè)控制但是，一般人們講生產(chǎn)控制是指車間作業(yè)控制。本章主要就是講車間作業(yè)控制。第10章：作業(yè)計劃與控制生產(chǎn)控制系統(tǒng)

一（二）．生產(chǎn)調(diào)度工作生產(chǎn)調(diào)度是生產(chǎn)控制的核心環(huán)節(jié)，生產(chǎn)調(diào)度的主要任務是：（1）檢查生產(chǎn)作業(yè)計劃的執(zhí)行情況，掌握生產(chǎn)動態(tài)，及時采取必要的調(diào)整措施。（2）檢查生產(chǎn)作業(yè)的準備情況，督促和協(xié)調(diào)有關部門做好這方面的工作。(3）根據(jù)生產(chǎn)需要，合理調(diào)配生產(chǎn)資源，保證各生產(chǎn)環(huán)節(jié)、各工作地協(xié)調(diào)進行生產(chǎn)。（4）組織廠級和車間級的生產(chǎn)調(diào)度會議，協(xié)調(diào)車間之間、工段之間的生產(chǎn)進度。第10章：作業(yè)計劃與控制生產(chǎn)進度控制

二（一）．生產(chǎn)進度控制的工作步驟１生產(chǎn)進度統(tǒng)計

生產(chǎn)作業(yè)進度統(tǒng)計是生產(chǎn)進度控制的首要任務。進度統(tǒng)計可以用表格方式，如

表10-11所示是某工序的生產(chǎn)進度統(tǒng)計表，也可以用累計進度曲線圖表示。表10-11車間生產(chǎn)進度統(tǒng)計表

1234567891011計劃日產(chǎn)量/臺實際日產(chǎn)量/臺日完成率（%）計劃累計產(chǎn)量實際累計產(chǎn)量累計完成率12010083.312010083.312011595.824021589.612012010036033593.112011091.648044592.71201251046005709512011898.372068895.6休息12512398.484581195.912512510097093696.5125120961095105696.412512499.21220118096.7項目日期第10章：作業(yè)計劃與控制生產(chǎn)進度控制

二（一）生產(chǎn)進度控制的工作步驟

２進度差異分析（計劃與執(zhí)行情況偏差分析）通過進度統(tǒng)計報表，可以進行進度差異分析，根據(jù)日程的進度分析生產(chǎn)時間進度與產(chǎn)量進度的，如產(chǎn)量進度落后于時間進度則應采取措施，調(diào)整剩余的生產(chǎn)計劃。３作業(yè)調(diào)整如果實際生產(chǎn)進度與計劃發(fā)生了偏差，就需要采取措施調(diào)整未來的生產(chǎn)作業(yè)計劃，以確保生產(chǎn)計劃按時完成。調(diào)整作業(yè)計劃可以從如下幾個方面。第10章：作業(yè)計劃與控制生產(chǎn)進度控制

二２）安排加班1）改變作業(yè)順序３）向其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)求援４）利用外包第10章：作業(yè)計劃與控制在制品控制

三在制品管理的任務是對生產(chǎn)過程中各工序原材料、半成品、產(chǎn)品的存儲位置與數(shù)量、車間之間的物料流轉(zhuǎn)等進行管理，確保生產(chǎn)進度，提高生產(chǎn)均衡性與連續(xù)性。在制品管理主要應重點抓好如下幾個方面的工作：（1）建立、健全在制品的收、發(fā)與領用制度；（2）正確、及時對在制品進行統(tǒng)計與核查；（3）合理存放與妥善保管在制品；（4）合理確定在制品管理的任務及分工。第10章：作業(yè)計劃與控制四、智能制造環(huán)境下的生產(chǎn)控制1.智能制造環(huán)境下人的因素一線工人手工工作工程師知識性工作生產(chǎn)率貢獻度技術(shù)進步智能制造改變燎人因素對生產(chǎn)率的貢獻。一線工人和手工生產(chǎn)的貢獻降低，而技術(shù)工人和工程師的貢獻提高。智能水平提高，改變了生產(chǎn)控制手段。傳統(tǒng)的現(xiàn)場生產(chǎn)指揮和調(diào)度的工作減少，通過數(shù)字化和智能化設備進行生產(chǎn)控制手段增加。生產(chǎn)控制控制的重點在于信息處理和分析和溝通上，依靠技術(shù)手段控制生產(chǎn)過程。第10章：作業(yè)計劃與控制四、智能制造環(huán)境下的生產(chǎn)控制2.智能制造環(huán)境下的生產(chǎn)控制技術(shù)手段（1）基于云平臺的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)信息溝通和共享平臺。(2)基于制造執(zhí)行系統(tǒng)MES的作業(yè)計劃與控制的數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)。（3）基于5G移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，手機移動端的生產(chǎn)信息監(jiān)控。（4）基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的生產(chǎn)信息跟蹤工具。（5）基于大數(shù)據(jù)分析的生產(chǎn)控制策略。第10章：作業(yè)計劃與控制第10章：作業(yè)計劃與控制第四節(jié)、服務作業(yè)計劃一、服務作業(yè)計劃的特點二、服務排隊管理三、服務人員排班2.服務作業(yè)能力彈性3.服務優(yōu)先權(quán)公平原則4.服務過程的多樣性5.環(huán)境因素的影響1.顧客參與性第10章：作業(yè)計劃與控制服務作業(yè)計劃的特點

一（一）排隊系統(tǒng)的特征（二）排隊模型和績效指標服務排隊管理

二第10章：作業(yè)計劃與控制排隊系統(tǒng)的基本特征（一）（1）需求群體（2）到達過程（3）排隊結(jié)構(gòu)（4）排隊規(guī)則（5）服務過程需求群體排隊結(jié)構(gòu)服務過程接受服務離開到達過程不加入退出排隊規(guī)則圖10—1排隊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第10章：作業(yè)計劃與控制排隊系統(tǒng)的績效指標:顧客在隊列中的平均時間、平均隊長、顧客在系統(tǒng)中的平均時間（等待時間+服務時間）、系統(tǒng)中的平均顧客數(shù)、服務設施空閑的概率、系統(tǒng)的利用率及一定數(shù)量顧客存在于系統(tǒng)中的概率等。排隊模型:兩種最常見的模型：1.泊松到達且負指數(shù)服務時間的單通道排隊模型2.泊松到達且負指數(shù)服務時間的多通道排隊模型第10章：作業(yè)計劃與控制排隊績效指標與排隊模型（一）這里介紹這種。服務臺排隊系統(tǒng)隊列顧客到達不加入顧客離去第10章：作業(yè)計劃與控制單隊列單服務臺的排隊模型

（1）系統(tǒng)平均利用率=（2）系統(tǒng)中顧客平均數(shù)：單隊列單服務臺的排隊模型第10章：作業(yè)計劃與控制（3）顧客在系統(tǒng)中的平均停留時間（包括排隊和服務時間）：（4）隊列中顧客平均數(shù):（5）顧客在隊列中的平均等待時間：單隊列單服務臺的排隊模型第10章：作業(yè)計劃與控制應用例題10-4：假設某個體理發(fā)點顧客達到的概率服從泊松分布，達到率為3人/小時，理發(fā)服務服從負指數(shù)分布，服務率為4人/小時。根據(jù)以上的條件，得到如下的結(jié)果：（2)理發(fā)店平均顧客數(shù)為：（5）顧客在理發(fā)店排隊等候理發(fā)的時間為:（4）顧客在理發(fā)店停留時間為：(小時)（3）排隊等候理發(fā)的平均顧客數(shù)為：（1）系統(tǒng)利用率:第10章：作業(yè)計劃與控制第10章：作業(yè)計劃與控制服務人員排班

三

員工排班就是安排工作人員的上班工作時間，把人員安排到不同的工作時間段上進行工作，這是日常作業(yè)計劃的一個工作內(nèi)容，不管是制造業(yè)還是服務業(yè)都需要進行人員排班。

服務業(yè)的員工排班對制造業(yè)復雜，因為在服務業(yè)有一些行業(yè)上班人數(shù)需求是變化的，員工排班需要考慮不同時段的人員需求，按照個體上班時間來排班。排班問題從數(shù)學上講，和排序一樣也是組合優(yōu)化問題，通常采用啟發(fā)方法。

以下介紹的是一周內(nèi)員工連續(xù)休息兩天的啟發(fā)排班方法。下面介紹一種求解無固定班組的單班次輪班計劃的制定方法，這種方法可以使每個工作人員每周的兩個休息日盡可能連續(xù)，還可以做到人員需求量最少?；静襟E如下：從每周的人員需求量中，找出人員需求量之和最小的連續(xù)兩個工作日，安排一名人員在這兩天中休息；Step1>：在其他工作日的需求人數(shù)中減去已經(jīng)安排休息的一人；Step2>：重復步驟1和2，直到全部需求被滿足或人員全部安排為止。Step3>：第10章：作業(yè)計劃與控制應用例題10-5已知某公司一周內(nèi)每天的人員需求如表１0-12所示，采用每天一班，每人每周五天工作制，編制單班次的輪班計劃，使每人每周的兩天休息日盡可能連在一起。周一周二周三周四周五周六周日需求人數(shù)67548910表10-12一周內(nèi)每天的人員需求量第10章：作業(yè)計劃與控制周一周二周三周四周五周六周日備注人員675489101675*4*89102565*4*7893455*4*67843*4*5456753* 4*4345663432*3*457232*2*33481*2*22223912111*1*210010*0*111表10-13一周內(nèi)人員排班過程

說明：這種做法，結(jié)果不是唯一，比如，第5個工人可以有兩種選擇（第1方案，工人5在周4+5，教材采用這個方案，或者周1+2，本表方案），同樣，第９個