生产运作_生产调度方法与过程控制教材

第三节生产调度方法与过程控制 一 港口生产调度工作的任务和要求二 国内现行港口生产调度的方法目前 我国港口生产调度工作主要是通过编制生产作业计划 召开各类生产调度会议以及现场调度指挥来开展的 我国港口生产调度在组织机构的设置 业务的基本流程 管理方式 方法等方面实行由集团统一领导 按公司分区管理的二级调度制度 即主要分为集团级生产调度与公司级生产调度两类 一 集团级生产调度集团级生产调度是指在集团内部设有调度部门 专门负责管理全集团的调度工作及其计划安排 计划调度科和值班调度科是集团级生产调度计划的具体编制和执行部门 计划调度科由综合计划员 分区计划员 外贸出口计划员 外贸进口计划员等组成 计划调度科主要负责 1 分配 平衡船舶停靠的装卸公司 2 下达船舶作业任务 开工 靠泊 离泊 给下属各公司 3 根据客户要求及客观情况作出进度调整 4 向引航站提出引航要求等 值班调度科由指泊调度员和值班调度员等组成 值班调度科主要负责 1 指泊调度负责船舶进出港 移泊等动态情况 并通报给各船舶代理公司 2 值班调度负责了解所有到港船舶装卸任务完成情况 并及时解决生产中的问题 集团级生产调度昼夜作业计划编制方法主要是通过召开各级生产调度会议和根据会议精神 结合本月生产任务和港口能力 进行科学合理地编制 二 公司级生产调度公司级生产调度是指在某个装卸公司内设有调度部门负责对全公司的装卸生产工作进行调度并按照调度计划执行 确保装卸工作顺利完成 公司内部的生产调度部门 其组织机构一般分为四级 以上海港集装箱发展公司 即SCT 为例 SCT码头是上海港务局下属集装箱专业公司 公司组织机构的最高层为码头经理 下设操作部 技术部 市场部 财务部等几个部门 其中 操作部是其核心部门 也是公司级生产调度的具体职能部门 操作部可分为计划调度科和现场调度科 计划调度科又分为船舶计划 船舶积载和箱务管理三个部分 船舶计划员 主要是负责编制船舶昼夜开靠计划船舶配载员 主要是负责进出口资料整理 绘制船舶配载图箱务 堆场管理员 主要是负责编制进出口空箱 中转箱计划 集疏运计划 堆场安排 拆箱业务等现场调度指挥员 主要是负责港口装卸生产的现场直接组织 指挥工作 三 两级生产调度的作用集团级生产调度和公司级生产调度是相互依存 互为补充 集团级生产调度在掌握全局生产任务的情况下 编制调度计划 平衡全局下属各公司的生产任务 起到宏观调控作用 而公司级生产调度是根据局级调度分配的任务 结合本公司生产能力 编制调度计划 保证装卸工作圆满完成 集团级生产调度负责 1 制定全集团调度计划 安排组织生产 并将各项任务分解到二级公司执行 2 平衡各公司生产任务 并监督下属公司生产计划的实施 3 从事港际间 港航间 港方与货主间的联系 大量信息处理和决策 4 贯彻政策 指示 接收下属各公司的反馈情况并解决执行中的问题 5 总结经验 加强决策的科学合理性 公司级生产调度的作用是 1 依据上级调度部门指定的计划 编制本公司的生产作业计划 对港口生产经营活动进行连续的日以继夜的组织 指挥 衔接 协调 在安全优质的基础上保证生产作业计划的完成 2 由于港口生产经营活动的复杂性 多变性 影响生产的因素很多 因此 公司级生产调度部门必须加强内外协作 保证港区生产的正常进行 3 公司级生产调度对完成企业计划 加强企业经营管理 提高企业经济效益以及提高社会效益方面 都具有十分重要的作用 三 港口生产调度决策串行过程存在的弊病 以外高桥二期集装箱码头为例 中控当班主任船舶控制员6 7人 监控作业路 共有4班 场地控制员3 4人 监控堆场 后场收发箱控制室配载2人桥吊场吊现场班集卡铲车外包劳务工控制室 中控 人员结构图 单船指挥员 码头前沿的作业控制船舶控制员桥边指挥员 分线路 指挥装卸桥的作业看道工 轮胎吊在主要道路转弯时的作业安全 2人 一条路 船舶控制员的人员结构和职责 资源配置 主要机械配置 约78米布置1台桥吊两船靠泊间隔 A船长 B船长 5 桥吊 集卡 轮胎吊 1 5 6 3堆场配机 轮胎吊 箱区 3 6每作业线路配工 桥吊司机3人 4小时轮班 轮胎吊司机集卡司机桥边指挥1人船边人员喊关手1人 5人 装卸锁钮 拆绑扎3人 喊关手 在船上指挥桥吊取放箱的对位装卸锁钮 甲板上的箱子 层与层之间用弹簧锁钮固定 卸箱时 船上有工人人工打开弹簧锁钮的销子 卸箱时弹簧锁钮随箱子吊起 在码头上必需有工人把箱子四角的弹簧锁钮卸下来 反之 甲板箱装船时 码头上的工人把弹簧锁钮装上箱子四角 拆绑扎 装完船 应根据绑扎图对甲板箱进行绑扎 反之 卸船前需拆绑扎 总原则 卸船 从里到外 从前到后装船 从外到里 从后到前其他 船头翘起 用压舱水压下去碰到小驳船 在同一倍位卸 第四节港口生产调度过程的优化 采用业务过程再造 reengineering 的方法优化生产运作的过程 采用并行工程 ConcurentEngineering 的方法来改造传统的串行过程 OHP43 一 在单船作业过程中注意平衡各舱作业时间一艘船舶在港装卸的停泊时间 不是取决于作业结束最早的舱口 而是取决于装卸作业结束的最晚的舱口 即重点舱 因此 如何平衡各作业舱口的装卸延续时间 并尽最大可能把它压缩到作小限度 就成为缩短船舶在港停时的重要问题 这种方法体现了并行工程的思想平衡舱时方式可以分为两种 根据码头设备是否与船舶起重设备联合作业而定 第一种联合作业当船舶装卸以船吊为主 辅以门机时 作业时间主要取决于门机在各舱的作业时间其计算步骤如下 1 计算各舱仅使用船吊的装卸时间 2 计算船舶最小装卸时间 分两种情况 当每个舱口只允许一副船吊和一台门机同时作业时当每个舱口只允许开一条作业线时 3 比较ti与T小 若所有ti T小 则按步骤四进行 若有关于舱口的ti T小 则扣除小于T小的所有舱口 重新计算剩余舱口的T小 4 计算门机再各舱口的作业时间 算例1 已知到港船舶各舱载货量如下 舱别12345合计载货量1600276030002040170011100采用船吊与门机联合作业 船舶各舱配有一付船舶吊杆 效率为30t h 另在岸上配有一台门机 效率为40t h 作业时允许同时使用 试问门机应如何安排作业 使该船的总装卸时间最短 1 仅考虑使用船吊 各舱所需的作业时间分别为 第一舱 53 3 h 第二舱 92 h 第三舱 100 h 第四舱 68 h 第五舱 56 7 h 2 计算最小作业时间 58 42 h 3 比较与 由于 和 故需重新计算 60 h 因为满足 故继续下一步 4 计算门机在各舱的作业时间 2760 30 60 40 24 h 3000 30 60 40 30 h 2040 30 60 40 6 h 二 缩短船舶在港总停留时间0 1规划模型匈牙利法求解指派问题的简便方法 1 匈牙利法的一般步骤设某港存有5个空闲泊位 有5条船要来靠泊 其各自停泊时间如下表所示 现在要求解决应如何指派泊位可以使船舶停泊时间总和为最小 在给出指派问题时 都必须给出如上表那样的表格 这个表格成为系数矩阵 系数矩阵中的元素时指不同泊位接纳不同船舶时的停泊时间 第一步 从系数矩阵的每行 列 元素中减去该行 列 的最小元素 当然如果该行 列 中已有零元素就不必减了 第二步 用零元素最少覆盖线维数方法进行检验 维数 矩阵的阶数时 零元素才足够分配 第三步 增加零元素第四步 确定最优方案 算例1 按行 列 先找出每行 列 中只有一个零元素的行 列 进行分配 然后将这个零元素所在的行和列划去 得出最优解 泊A靠船1泊B靠船3泊C靠船2泊D靠船4泊E靠船5停泊总时间为48 48 53 57 44 250 小时 2 目标函数的确定前面已经提到 在解决指派问题时要给出一个效应矩阵 矩阵中元素的内容随着所追求目标函数的不同而变化 在上例中 所追求的目标是船舶停泊总时间为最小 因此矩阵中的元素就是每个泊位装卸每条船的停泊时间 当目标发生变化时 矩阵的内容也应随之而变化 如当追求船舶停泊总吨天为最小时 矩阵中的元素应该时每条船靠不同泊位时的停泊吨天 即定额重量乘船舶搜天 当追求延期罚款为最小是 矩阵中的元素应该时每条船靠不同泊位时的延期罚款 当追求的目标是速遣奖最多时 矩阵中的元素是奖金或罚款 当所追求的目标是昼夜装卸货物数量为最大时 矩阵中的内容是昼夜装卸效率等等 3 指派中经常出现情况的处理前述算法是典型情况下的求解方法 即空闲泊位数与待泊船舶数相等 几个泊位同时开始空闲 所追求的目标函数为最小值 系数矩阵中元素都是正数等等 而在港口的生产活动中却不常会有这样 正正好 的机会 因此 下面将向大家介绍在一些非理想情况下如何用匈牙利法来解指派问题 1 目标函数值为最大时的解法由于匈牙利法是追求的目标函数为最小值时的解法 故必须使追求最大化问题转化为追求最小化问题 M为一个足够大的常数 一般在解题时取中最大元素即可 此时 0就符合匈牙利法的条件了 方法是 设M为一个足够大的常数 用这个常数减去矩阵中所有元素 得到新的矩阵 一般在解题时M取矩阵中最大元素即可 沿用上面的表 假如追求速遣奖总额为最大 则要将系数矩阵进行变换 从原来矩阵中找出最大元素108 用这个数减去矩阵中所有元素 得到新的矩阵 2 当n个泊位不是同时开始空闲时的解法在这种情况下 可以把船舶等待泊位开始空闲的时间看成是船舶在这个泊位上停泊时间的一部分 因此 只要增加系数矩阵中元素的数值后 就可以用匈牙利法求解 具体方法是 以最先开始空闲的泊位为准 其他泊位的停泊时间上再加上各泊位比最先开始空闲的泊位晚开始空闲的小时数 例如 在上例中 假如各泊位开始空闲的时间分别是A10月20日16点 40B10月19日24点 24C10月19日12点 12D10月18日24点E10月20日6点 30 3 当泊位数与船舶数不相等时的解法对这类问题 要进行调整 然后再用匈牙利法 调整方法 增加假想的行 列 使船舶数与泊位数相等 当目标函数为最小值时 增加的元素为0当目标函数为最大值时 增加的元素为原系数矩阵中的最大元素算例7 有5个空闲泊位 而等待的船舶只有4艘