運營管理一、學習目標第10章：作業計劃與控制學習內容

學習目標學習難度重要程度應掌握知識點概述了解☆★★作業計劃的重要性作業計劃與控制的內容制造車間作業計劃掌握☆☆☆★★★單臺設備排序方法流水車間作業排序方法生產控制熟悉☆★★生產控制的基本內容生產進度控制的策略服務作業計劃熟悉☆☆★★★服務員工排班方法本章知識結構圖生產作業計劃與控制概述作業計劃與控制的內容作業計劃與控制的發展制造車間作業排序單臺設備的排序方法流水生產線作業排序方法生產控制智能制造環境下的生產控制服務作業計劃的特點在制品控制生產控制系統生產進度控制服務作業計劃生產作業計劃與控制本章重點第10章：作業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象能夠通過精確的作業計劃來減少嗎？2服務作業計劃制造業的作業計劃有什么不同？第10章：作業計劃與控制第一節、生產作業計劃與控制概述2、作業計劃與控制的發展1、作業計劃與控制的內容第10章：作業計劃與控制作業計劃與控制的內容一第10章：作業計劃與控制（一）制定作業計劃（二）日常派工（三）作業控制（四）文明生產與現場改善（1）手工生產作業計劃與控制（3）集成化生產作業計劃與控制（2）計算機化生產作業計劃與控制（4）數字化與智能化生產作業計劃與控制第10章：作業計劃與控制作業計劃與控制的發展

二第二節、制造車間作業排序

一單臺設備作業排序

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

一

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

則排序）。（7）后到先加工規則。（8）隨機規則。第10章：作業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則來比較不同的規則對加工結果的影響。第10章：作業計劃與控制作業排序工件編號112233445566加工時間等待時間完成時間交貨期拖期時間7071408715123101525205225271017527321517632381820表10-2按照先來先加工規則的排序注：總的拖期數是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：作業計劃與控制表10-3按照最短加工時間優先規則的排序注：總拖期數為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按照最短交貨期優先規則的排序注：總拖期數為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：作業計劃與控制表10-5按照最小松動時間優先規則的排序注：工件3和5松動時間相等，采用隨機規則，總拖期數為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：作業計劃與控制表10-6按照臨界比率最小優先規則的排序注：總拖期數為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：作業計劃與控制表10-7各排序規則的結果比較從例子看出，不同規則各有優缺點，因為考察的目標不同，得到的結果不同，因此對于不同排序規則，要根據不同的目標需求來運用．下面兩個結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先交貨期優先最小松動時間優先臨界比率優先5345510.336.336.338.8611.16241819.522.8325.55第10章：作業計劃與控制流水生產線的排序

二對于流水生產線的排序問題，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算法，比如我們著名生產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：作業計劃與控制流水生產線的排序

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，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、機器數與加工時間已知。（6）每臺設備同時只能加工一個工件。第10章：作業計劃與控制流水生產線的排序

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：從加工時間數據矩陣中刪去已經排序的工件，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，單件加工時間矩陣如表10-8所示。應用Johnson算法確定最優解。表10-8加工時間矩陣

單位：分鐘1234568342761932105第10章：作業計劃與控制步驟排序結果備選方案

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的排序。第10章：作業計劃與控制流水生產線的排序

二（二）多工件多工序（設備）的排序問題

第10章：作業計劃與控制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,得排序結果為：3-2-5-4-1，流程時間為：55。=5.5

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

關鍵工件法是我國生產管理學家陳榮秋教授1983年提出的啟發算法。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）}構成的序列就是所要的結果。第10章：作業計劃與控制應用范例10-3：關鍵工件法求解流水車間生產排序問題已知有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關鍵工件法排序結果（3-5-2-4-1）甘特圖第10章：作業計劃與控制第三節、生產控制

一生產控制系統

二生產進度控制

三在制品控制第10章：作業計劃與控制生產控制系統

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

一（二）．生產調度工作生產調度是生產控制的核心環節，生產調度的主要任務是：（1）檢查生產作業計劃的執行情況，掌握生產動態，及時采取必要的調整措施。（2）檢查生產作業的準備情況，督促和協調有關部門做好這方面的工作。(3）根據生產需要，合理調配生產資源，保證各生產環節、各工作地協調進行生產。（4）組織廠級和車間級的生產調度會議，協調車間之間、工段之間的生產進度。第10章：作業計劃與控制生產進度控制

二（一）．生產進度控制的工作步驟１生產進度統計

生產作業進度統計是生產進度控制的首要任務。進度統計可以用表格方式，如

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

1234567891011計劃日產量/臺實際日產量/臺日完成率（%）計劃累計產量實際累計產量累計完成率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：作業計劃與控制生產進度控制

二（一）生產進度控制的工作步驟

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

二２）安排加班1）改變作業順序３）向其他生產環節求援４）利用外包第10章：作業計劃與控制在制品控制

三在制品管理的任務是對生產過程中各工序原材料、半成品、產品的存儲位置與數量、車間之間的物料流轉等進行管理，確保生產進度，提高生產均衡性與連續性。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、發與領用制度；（2）正確、及時對在制品進行統計與核查；（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：作業計劃與控制四、智能制造環境下的生產控制1.智能制造環境下人的因素一線工人手工工作工程師知識性工作生產率貢獻度技術進步智能制造改變燎人因素對生產率的貢獻。一線工人和手工生產的貢獻降低，而技術工人和工程師的貢獻提高。智能水平提高，改變了生產控制手段。傳統的現場生產指揮和調度的工作減少，通過數字化和智能化設備進行生產控制手段增加。生產控制控制的重點在于信息處理和分析和溝通上，依靠技術手段控制生產過程。第10章：作業計劃與控制四、智能制造環境下的生產控制2.智能制造環境下的生產控制技術手段（1）基于云平臺的工業互聯網信息溝通和共享平臺。(2)基于制造執行系統MES的作業計劃與控制的數字化監控技術。（3）基于5G移動互聯網技術，手機移動端的生產信息監控。（4）基于物聯網技術的生產信息跟蹤工具。（5）基于大數據分析的生產控制策略。第10章：作業計劃與控制第10章：作業計劃與控制第四節、服務作業計劃一、服務作業計劃的特點二、服務排隊管理三、服務人員排班2.服務作業能力彈性3.服務優先權公平原則4.服務過程的多樣性5.環境因素的影響1.顧客參與性第10章：作業計劃與控制服務作業計劃的特點

一（一）排隊系統的特征（二）排隊模型和績效指標服務排隊管理

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

（1）系統平均利用率=（2）系統中顧客平均數：單隊列單服務臺的排隊模型第10章：作業計劃與控制（3）顧客在系統中的平均停留時間（包括排隊和服務時間）：（4）隊列中顧客平均數:（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：作業計劃與控制應用例題10-4：假設某個體理發點顧客達到的概率服從泊松分布，達到率為3人/小時，理發服務服從負指數分布，服務率為4人/小時。根據以上的條件，得到如下的結果：（2)理發店平均顧客數為：（5）顧客在理發店排隊等候理發的時間為:（4）顧客在理發店停留時間為：(小時)（3）排隊等候理發的平均顧客數為：（1）系統利用率:第10章：作業計劃與控制第10章：作業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，這是日常作業計劃的一個工作內容，不管是制造業還是服務業都需要進行人員排班。

服務業的員工排班對制造業復雜，因為在服務業有一些行業上班人數需求是變化的，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。排班問題從數學上講，和排序一樣也是組合優化問題，通常采用啟發方法。

以下介紹的是一周內員工連續休息兩天的啟發排班方法。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，還可以做到人員需求量最少。基本步驟如下：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中減去已經安排休息的一人；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：作業計劃與控制應用例題10-5已知某公司一周內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67548910表10-12一周內每天的人員需求量第10章：作業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10-13一周內人員排班過程

說明：這種做法，結果不是唯一，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