生产管理知识_现代企业作业排程管理方案

第十五章作業排程 作業排程 作業排程的意義製造執行系統工作站的本質與重要排程法則與技術作業現場之控制服務業之人員排程結論個案 作業排程 作業排程 為某特定作業的時設定 包括設備及人力活動的使用 為生產管理中關於何時作 when 的問題 主要是針對產品在生產前 預先作製造時間的安排 規劃該產品的開工及完工時間 目的在使產品能在一定期間內完成 趕上交貨期限 並減少資金積壓成本 假設A公司興建一棟公寓所需的時間是半年加工流程週期 加工時間 等待時間 半年加工時間等待時間三個月三個月 現金流量週期 庫存時間 加工流程週期 應收帳款時間庫存時間 1個月應收帳款時間 2個月現金流量週期 1 6 2 9個月庫存加工時間等待時間應收帳款1個月3個月3個月2個月 改善工作排程後 縮短等待時間改善後等待時間 1個月現金流量週期 1 3 1 2 7個月庫存加工時間等待應收帳款1個月3個月1個月2個月 製造執行系統 ManufacturingExecutionSystems 負責生產作業排程 派工 跟催 監督及控制工廠的現場的資訊系統 可及時連結MRP ERP 供應鍊系統及銷售服務管理系統等等 作業排程是目前製造執行系統的核心所在 工作站的本質 工作站 事業體內的一個單位 該單位內有所需的生產器具 可以獨立完成作業 工作站可能是一部機器 或是許多機器 或是用以執行某項工作的特定區域 工作站的配置方式 工作站的配置方式 1 訂單加工流程jobshop L L L L L L 車床 D D D D 鑽床 A A 組裝 P P 上漆 2 產品生產線流程布置assemblyline投入產出3 群組布置及群組技術grouptechnology 全部產品或工作件 各產品 組件零件族 由各機械群加工製造 排程系統的差異 1 產能的考量A 無限負荷InfiniteLoading指工作指派至工作站時 只考慮作業的需求 而不考慮工作站是否有足夠的產能 B 有限負荷FiniteLoading排程考慮各作業指派至各加工機器的設置時間與加工時間 指派各項作業至特定機器的時刻 排程系統的差異 2 時間排定的方向A 正向排程ForwardScheduling指在接到訂單後 向前排定各項作業的完成時間 可得知各作業的最早完成時間 B 反向排程BackwardScheduling以未來的某個特定日期 可能是交貨 反向往前排定各作業的時間 可得知最晚開始時刻 排程系統的差異 3 人員導向或機械導向A 人員導向 在整個生產流程中 人是最重要的資源 故以排定人員時間為主 B 機械導向 在整個生產流程中 機械為最重要的資源 故以排定機械時間為主 圖15 1製造程序與排程工具之種類 常用的排程與控制功能 排程與控制作業必須執行的功能有1 分配訂單 設備和人員至工作中心或其他特定的位置 亦為短期產能規劃 2 決定訂單執行的順序 建立各工作的優先順序 3 啟動排程工作的執行 即為派工 dispatching 4 現場管制或生產作業控制 包括 a 開始執行訂單後 檢核訂單狀況和控制訂單之進度b 已延誤與緊急訂單之跟催 等候的訂單 領班 電腦 工作員 排程人員 工作員 工作員 生產控制 工作站作業排程之目的 1 滿足交期2 使前置時間最小化3 使設置時間或設置成本最小化4 使在製品庫存最小化5 使設備利用率最大化 工作排序在機器或工作站上 決定哪一項工作應該優先執行的程序稱為排序 sequencing 優先法則用來排定工作順序的法則 例如加工時間 交期 或訂單到達順序 十項常見的優先法則列於之後的 排程的十個優先法則 評估優先法則的衡量標準1 滿足客戶交期或下游生產的需求2 能使流程時間最小化 即一項工作在工作站停留的時間3 使在製品最小化4 使機器與工作人員之閒置時間最小化 排程法則與技術 排程法則與技術 單機對n項作業之排程排程術語 n項工作 單機問題orn 1排程問題的困難度是隨所考慮的機器數的增加而增加 與工作數目之增加較無關係 所以 對n唯一的限制 就是它必須是一個指定的有限數目 排程的十個優先法則 先到先服務 FCFS first come first served 訂單依照它們到達作業部門的先後順序來作業最短操作時間 SOT shortestoperatingtime 優先處理完成時間最短的工作訂單 在依次完成時間次短的訂單交期 duedate 交期最早的優先處理 排程的十個優先法則con t 開始日期 startdate 交期減正常的前置時間 作業開始日期最早的先處理 剩餘寬裕時間 STR slacktimeremaining 計算至交期前之時間減去剩餘加工時間之差額即可得到STR 剩餘閒置時間最短的訂單優先處理每項作業之剩餘寬裕時間 STR OP slacktimeremainingperoperation STR OP最短之訂單優先處理 STR OP之計算公式 STR OP 交期前之時間 剩餘之加工時間 剩餘之作業數 排程的十個優先法則con t 重要比率 CR criticalratio 計算交期減去目前日期之差額 再除以剩餘工作天數 比率最小的訂單優先處理等候比率 QR queueratio 計算排程中剩餘之閒置時間除以預計等候時間 等候比率最小的訂單優先處理 排程的十個優先法則con t 後到先服務 LCFS last come fiest served 這法則常發生在不使用任何法則的時候 當訂單到達時 他們是被放置在整堆的最上層 而作業人員通常是挑取最上層的訂單優先處理隨機或隨興 randomorderorwhim 管理者或作業人員通常選擇任何他們感覺喜歡的工作開始作業 Example LegalCopy Express 工作依到達之順序處理時間 天 交期 從現在起之天數 A35B46C27D69E12 所有的訂單都需要使用僅有的彩色影印機評估準則是使流程時間最小化 FCFS法則 工作處理時間交期流程時間 天 從現在起之天數 天 A350 3 3B463 4 7C277 2 9D699 6 15E1215 1 16 流程時間合計 3 7 9 15 16 50 天 平均流程時間 50 5 10 天 平均一項工作延誤時間 0 1 2 6 14 5 4 6 SOT法則 工作處理時間交期流程時間 天 從現在起之天數 天 E120 1 1C271 2 3A353 3 6B466 4 10D6910 6 16 流程時間合計 1 3 6 10 16 36 天 平均流程時間 36 5 7 2 天 平均一項工作延誤時間 0 0 1 4 7 5 2 4 天 DDATE法則 工作處理時間交期流程時間 天 從現在起之天數 天 E120 1 1A351 3 4B464 4 8C278 2 10D6910 6 16 流程時間合計 1 4 8 10 16 39 天 平均流程時間 39 5 7 8 天 平均一項工作延誤時間 0 0 2 3 7 5 2 4 天 LCFS法則 工作處理時間交期流程時間 天 從現在起之天數 天 E120 1 1D691 6 7C277 2 9B469 4 13A3513 3 16 流程時間合計 1 7 9 13 16 46 天 平均流程時間 46 5 9 2 天 平均一項工作延誤時間 0 0 2 7 11 5 4 天 RANDOM法則 工作處理時間交期流程時間 天 從現在起之天數 天 D690 6 6C276 2 8A358 3 11E1211 1 12B4612 4 16 流程時間合計 6 8 11 12 16 53 天 平均流程時間 53 5 10 6 天 平均一項工作延誤時間 0 1 6 10 10 5 5 4 天 STR法則 工作處理時間交期流程時間 天 從現在起之天數 天 E120 1 1A351 3 4B464 4 8D698 6 14C2714 2 16 流程時間合計 1 4 8 14 16 43 天 平均流程時間 43 5 8 6 天 平均一項工作延誤時間 0 0 2 5 9 5 3 2 天 排程法則的比較 法則流程時間合計平均流程時間平均延誤 天 天 天 FCFS50104 6SOT367 22 4Ddate397 82 4LCFS469 24 0Random5310 65 4STR438 63 2 SOT優於其他法則SOT被認為所有排程的課題中最重要之觀念 2機對n項作業之排程 2項或超過2項工作 必須以相同的順序經過2部機器Johnson法則目的 讓第一項工作的開始 至最後一項工作的結束為止 其間的流程時間最小化 Johnson法則之步驟 1 列每項工作在2台機器上之作業時間2 選擇最短之作業時間3 如果最短之作時間是在第1台機器上作業 則優先處理該工作 如果最短之作業時間是在第2台機器上作業 則最後處理該工作4 對所有剩餘之工作重複步驟2和3 直到排程完全結束 Example 工作在機器1上之作業時間在機器2上之作業時間A32B68C56D74 1 表列作業時間2 選擇最短的作業時間並將其分派 工作A在機器2上作業時間最短 故應優先被分派與最後被執行重複上述動作 工作D在機器2上之作業時間是次短 所以被排在倒數第二執行 工作C在機器1上有最短的作業時間 故被安排在第一個執行 僅剩工作B 而其在機器1上的作業時間最短 故被安排在第二個執行 執行順序 C B D A 排程結果 機器1機器20511192325 流程時間為25天 是最小的流程時間 總閒置時間與平均時間也是最小這些步驟確保排程時 排在開始與結束的作業 皆是最短的作業時間 結果2台機器的同步作業時間都是最大化 而且需要完成供作之作業時間最小化 機器數與工作數相同之排程 指派方法 assignmentmethod 被應用於有n項供給來源 和n項需求時使用目的 使一些衡量績效值最大化或最小化指派方法對於解決具有下列特徵的問題頗為適當 1 有n項 東西 被分派至n個 目的地 2 每項東西必須被分派至一個 而且僅有一個目的地3 僅使用一個準則 如 最小成本 流程時間 最大利潤 Example 機器工作ABCDE甲56483乙64985丙43254丁72453戊36455 每項工作分派至每一機器之加工成本矩陣 步驟一 機器工作ABCDE甲23150乙20541丙21032丁50231戊03122 列之減法 每列各數減去該列最小之數 步驟二 機器工作ABCDE甲23130乙20521丙21012丁50211戊03102 欄之減法 每欄各數減去該欄最小之數 步驟三 機器工作ABCDE甲23130乙20521丙21012丁50211戊03102 利用直線測驗 劃過所有0之直線數是四條 因需五條直線 故繼續步驟四 步驟四 機器工作ABCDE甲13020乙10411丙22013丁40101戊04103 沒有被直線劃過之各數減去他們之中最小之數字 並在直線交叉上的每個數加上被減去之數 機器工作ABCDE最佳機器之分派與其成本甲13020工作甲至機器E 3乙10411工作乙至機器B4丙22013工作丙至機器C2丁40101工作丁至機器D5戊04103工作戊至機器A3 總成本17 M機對n項工作之排程 若有n項工作在m台機器上處理 而且全部的工作都必須經過所有的機器 則會有 n m種可選擇之排程結果電腦模擬是唯一可行的方法所使用的優先法則應具備下列幾項原則 1 它應該是動態的 也就是說 在工作的過程 不斷的計算來反應工作條件之改變2 大體而言 它應該是以閒置時間 一項工作之剩餘工作時間與所允許之剩餘作業時間之差額 為基礎3 較新方法是在個人電腦上 結合模擬與排程人員去創造排程 作業現場之控制 作業現場之控制 作業現場控制系統一個利用作業現場資料與資料檔案來維護及傳達工作訂單和工作站之狀況資訊系統 作業現場之控制 作業現場控制系統主要功能指定每項工作訂單之分派優先順序 維持在製品數量之資訊 傳送工作訂單之現況資訊至辦公室 提供確實產出之資料以利能控制 依照儲位或工作訂單之分類 提供在製品庫存及會計上之所需之數量資料 提供效率 利用率 人力及機器的生產力等衡量指標 作業現場之控制 甘特圖較小的工作站及大型工作站之內個別部門使用 幫助規劃與追蹤工作 甘特圖是一種繪製工作對照時間的直條圖 使用於專案計畫與協調 甘特圖 五 C B A 四 三 二 一 工作 維修 V V 作業現場之控制 作業生產控制的工具每日之派工清單各種不同之狀態與異常報告預期之延誤報告 報廢報告 重工報告 績效綜合報告 缺貨清單一個投入 產出控制報告 派工單 工作中心1501 第205天 預計延誤報告 部門244月8日 投入 產出控制報告 工作中心0162 作業現場之控制 投入 產出控制 I O 投入工作中心之規劃的工作 不應超過規劃的產出 作業現場之控制 當投入超過產出時 則在工作中心擠滿積壓待發之訂貨工作上游之前置時間便增加工作累積在工作中心發生擠塞 作業無效率工作流到下游之工作中心時有時無 未加工的訂單 新的訂單 產能 投入速率 生產之前置時間 生產管制 產出 完成訂單 作業現場之控制 資料完整性資料不精確與不能反應最新狀況 回饋到整個控制系統的資料都是錯誤的 控制系統將做下不正確的決策ex 過多庫存 缺貨 錯過交期 對工作訂單成本分析不精確以電腦化加速報告處理速度 減少資料輸入錯誤健全資料收集系統確保工作站紀律 資料完整 資料責任不精確資料仍舊出現 作業現場之控制 工作排程原理工作流量 現金流量任何工作站的效率應以流經工作站的速度來衡量工作訂單的排程應按部就班完成已經開始作業的工作訂單不應被中斷集中注意力在工作瓶頸和工作訂單上最能有效達成流量的速度 作業現場之控制 每天重新排程每日取得每個工作中心未完之工作訂單的資訊回饋工作中心投入資訊與工作者確實能做的相配合尋求產出改善時 查看工程設計與執行處理間不一致盡量朝向在工作站中要求確定之路徑 標準路徑的做法 服務業之人員排程 連續假期之排程以日計之工作時間排程以小時計薪之工作時間排程 連續假期之排程 公平勞工標準法案 每週超40小時以上之工時 計時工作者 為加班若無法排定2天連續休假可能會產生不必要的加班大多數人或許喜歡每週2天的連續休假 如何讓雇員可以有天連續休假 連續假期之排程 目地 在每週工作五天及每週2天的連續休假之情況下 找到使所需人數最少之排程表 而且必須滿足每日之人力需求依JamesBrowneandRajenTibrewala MonTueWedThuFriSatSun 人力需求 4342312 工作者1工作者2工作者3工作者4工作者5 43423123231212212021110101110010000 以日計之工作時間排程 完成每日工作負荷所需之最少人力需求數使實際產出與規劃產出間差異最小化 功能 接收預處理縮影鑑定全計 每日件數P HHstdP HHstdP HHstdP HHstdHstd 產品支票結帳表鈔票投資收藏品 20001000200400500 1000 30100300 2 0 6 74 01 7 6006001550 3 31 713 38 0 240250200300 8 34 0 2 01 7 64015015060 3 16 72 78 4 16 712 420 016 711 8 需要之總時數乘以1 25倍 缺席及休假除以8小時等於需要人力 14 418 0 26 332 9 16 020 0 20 926 1 77 6 2 3 4 1 2 5 3 3 12 2 註 P H指每小時之生產率 Hstd指需要之小時數 人力規劃 StaffingPlan 功能人力需求可用人力差異 經理之行動 接數預處理縮影鑑定 2 34 12 53 3 2