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1作業(yè)排序基本理論

1.1作業(yè)排序問(wèn)題的基本概念

作業(yè)排序是指合理安排生產(chǎn)運(yùn)作的各項(xiàng)活動(dòng)作業(yè)、生產(chǎn)運(yùn)作資源使用、生產(chǎn)運(yùn)作設(shè)施配置的時(shí)間表等。在生產(chǎn)車間就是具體地確定每臺(tái)設(shè)備、每個(gè)人員每天的工作任務(wù)和工件在每臺(tái)設(shè)備上的加工順序。作業(yè)排序要解決先加工哪個(gè)工件后加工哪個(gè)工件的加工順序問(wèn)題，還要解決同一設(shè)備上不同工件的加工順序問(wèn)題。在生產(chǎn)運(yùn)作中，作業(yè)排序的周期由作業(yè)時(shí)間、作業(yè)等待時(shí)間、設(shè)備調(diào)整時(shí)間、運(yùn)輸時(shí)間、檢驗(yàn)測(cè)試時(shí)間、庫(kù)存時(shí)間等構(gòu)成，而只有作業(yè)時(shí)間才是真正形成企業(yè)利潤(rùn)的時(shí)間，調(diào)查研究表明，作業(yè)時(shí)間往往只占生產(chǎn)運(yùn)作周期的5%左右，而生產(chǎn)運(yùn)作周期的95%卻被準(zhǔn)備工作時(shí)間所占用，尤其是作業(yè)等待時(shí)間、設(shè)備調(diào)整時(shí)間、庫(kù)存時(shí)間等，因此企業(yè)的效率主要取決于企業(yè)的作業(yè)排序的合理性。

1.2作業(yè)排序的分類

隨著近些年經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)在各行業(yè)的不斷滲透和應(yīng)用，尤其是信息技術(shù)的應(yīng)用，更給所面臨的環(huán)境和經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)方式帶來(lái)了空前的變化，人們的思維也在逐漸跳出原有的框架，對(duì)作業(yè)排序的研究已突破了原來(lái)只有在傳統(tǒng)制造業(yè)上才有的思路，并不斷拓寬應(yīng)用到了非制造行業(yè)上來(lái)，也就形成了制造業(yè)領(lǐng)域和服務(wù)業(yè)領(lǐng)域的兩大作業(yè)排序分類方法。對(duì)應(yīng)這兩種領(lǐng)域又形成兩種基本作業(yè)排序：勞動(dòng)力作業(yè)排序和生產(chǎn)作業(yè)排序。勞動(dòng)力作業(yè)排序主要是確定人員何時(shí)工作，而生產(chǎn)作業(yè)排序則將不同工件安排到不同設(shè)備上，或安排不同的人做不同的工作。這兩種作業(yè)排序在實(shí)際工作中并非毫無(wú)關(guān)聯(lián)，而往往是相互融合滲透，在同一工作中有時(shí)兩種作業(yè)排序問(wèn)題都存在，它們共同起作用，即在生產(chǎn)中既有產(chǎn)品排序同時(shí)又伴有人員排序問(wèn)題。

2制造業(yè)的作業(yè)排序

在生產(chǎn)運(yùn)作的過(guò)程中，人們最早關(guān)注生產(chǎn)作業(yè)排序主要是從制造業(yè)上來(lái)考慮。在人類社會(huì)長(zhǎng)期發(fā)展過(guò)程中，制造業(yè)的發(fā)展對(duì)社會(huì)的影響非常大，而據(jù)此總結(jié)出來(lái)的一些理論也就更多的是對(duì)制造業(yè)的總結(jié)和歸納。隨著社會(huì)的發(fā)展，這部分理論也就更加拓寬到了其他各行各業(yè)，在各行業(yè)的具體生產(chǎn)作業(yè)排序中都在發(fā)揮著巨大作用。下面我們主要對(duì)按機(jī)器的種類和數(shù)量不同而確定的排序問(wèn)題進(jìn)行研究，本文將用Conway等人提出的方法來(lái)表示，該方法用四個(gè)參數(shù)來(lái)表示：n/m/A/B，其中，n為工件數(shù)，m為機(jī)器數(shù)，A為車間類型(如在此位置標(biāo)為F、P、G則分別代表流水作業(yè)排序、流水作業(yè)排列排序和一般單件作業(yè)排序)，B為目標(biāo)函數(shù)，其中幾種理論和模型論述如下。

2.1單臺(tái)機(jī)器的排序問(wèn)題

它是這樣一種情況：有n個(gè)工件要在同一臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行加工；所有工件都必須經(jīng)過(guò)這臺(tái)設(shè)備的加工；每個(gè)工件都要經(jīng)過(guò)兩個(gè)時(shí)間階段——等待時(shí)間和加工時(shí)間；排序的目標(biāo)是使工件加工的平均流程時(shí)間AFT最短。

這種情況的排序規(guī)則是根據(jù)加工時(shí)間的長(zhǎng)短決定工件的優(yōu)先次序，加工時(shí)間短的工件優(yōu)先加工，其平均流程時(shí)間為：AFT=∑Ci/n。（式中：AFT--表示平均流程時(shí)間；Ci--表示第i個(gè)產(chǎn)品完成加工的時(shí)間；n--表示加工的工件數(shù)）

2.2多臺(tái)機(jī)器的排序問(wèn)題

多臺(tái)機(jī)器的排序問(wèn)題又分為流水作業(yè)排序方法和單件作業(yè)排序方法，分別論述如下：

2.2.1流水作業(yè)排序的理論和模型

（1）n個(gè)工件、2臺(tái)設(shè)備的排序問(wèn)題

n個(gè)工件、2臺(tái)設(shè)備的排序問(wèn)題描述如下：n個(gè)工件必須在這2臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行加工；所有工件都必須先經(jīng)過(guò)設(shè)備M1的加工，再經(jīng)過(guò)設(shè)備M2的加工；排序的目標(biāo)是使總的完成時(shí)間最短。這種排序問(wèn)題可以用約翰遜(Johnson)算法來(lái)求解。

（2）n個(gè)工件、3臺(tái)設(shè)備的排序問(wèn)題

n個(gè)工件、3臺(tái)設(shè)備的排序問(wèn)題描述和n個(gè)工件、2臺(tái)設(shè)備的類似。對(duì)于這種排序問(wèn)題，可以用分支定界法來(lái)求解。實(shí)踐證明，用約翰遜(Johnson)算法來(lái)求解n個(gè)工件、3臺(tái)設(shè)備的排序問(wèn)題，其結(jié)果往往也比較滿意，其中部分情況還可以求得最優(yōu)解。

（3）2個(gè)工件、m臺(tái)設(shè)備的排序問(wèn)題

2個(gè)工件、m臺(tái)設(shè)備的排序問(wèn)題的描述如下：有2個(gè)工件A、B，在m臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行加工；每個(gè)工件在m臺(tái)設(shè)備上具有不同的加工次序；排序的目標(biāo)是使總的完成時(shí)間最短。對(duì)于這樣的排序問(wèn)題，可以用圖解法來(lái)求解。

（4）n個(gè)工件、m臺(tái)設(shè)備的排序問(wèn)題

n個(gè)工件、m臺(tái)設(shè)備的排序是一個(gè)復(fù)雜的排序問(wèn)題。如果n個(gè)工件在m臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行加工，且每個(gè)工件都要經(jīng)過(guò)所有的設(shè)備，這樣即使是一個(gè)小規(guī)模的生產(chǎn)車間，其備選的排序方案也會(huì)多得驚人，達(dá)到(n!)*m個(gè)。用分支定界法可以保證得到一般這種問(wèn)題的最優(yōu)解。由于分支定界法是一種列舉法，對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)中規(guī)模較大的問(wèn)題求解，計(jì)算量非常大，采用計(jì)算機(jī)模擬是一種合理的選擇，也是唯一的選擇。當(dāng)然在考慮生產(chǎn)排序的過(guò)程中，還需要考慮其經(jīng)濟(jì)性。

2.2.2單件作業(yè)排序方法

對(duì)于一般單件作業(yè)排序，每個(gè)工件都有其獨(dú)特的加工路線，工件沒(méi)有一定的流向。對(duì)于流水作業(yè)的排序，第k道工序永遠(yuǎn)在M(k)上加工，沒(méi)有必要將工序號(hào)與機(jī)器號(hào)分開(kāi)；而對(duì)于一般單件作業(yè)排序，要描述一道工序，要用3個(gè)參數(shù)(I，j，k)表示，i表示工件代號(hào)，j表示工序號(hào)，k表示工件i的第j道工序的機(jī)器代碼。所以單件作業(yè)排序更加復(fù)雜。

2.3與服務(wù)業(yè)作業(yè)排序問(wèn)題的區(qū)別

所謂服務(wù)業(yè)的作業(yè)排序是指對(duì)顧客、勞動(dòng)力與設(shè)備等進(jìn)行時(shí)間進(jìn)度安排，使顧客流與服務(wù)能力相吻合和適應(yīng)。由于服務(wù)業(yè)與制造業(yè)的差異，也使得服務(wù)業(yè)作業(yè)排序與制造業(yè)作業(yè)排序有很大的不同。制造業(yè)作業(yè)排序的側(cè)重點(diǎn)是物料，并且產(chǎn)品可以存儲(chǔ)，服務(wù)業(yè)作業(yè)排序的側(cè)重點(diǎn)是人員配備；其次，服務(wù)系統(tǒng)沒(méi)有服務(wù)存儲(chǔ)；最后，服務(wù)勞動(dòng)含量高，勞動(dòng)力需求波動(dòng)大。

3總結(jié)

本文通過(guò)對(duì)制造業(yè)排序問(wèn)題的研究，明確了這樣一個(gè)思路：通過(guò)作業(yè)排序的設(shè)計(jì)來(lái)解決先做什么，后做什么的順序問(wèn)題，同時(shí)還要解決同一設(shè)備上不同工件的加工順序等問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)合理的作業(yè)排序，使生產(chǎn)過(guò)程更加經(jīng)濟(jì)、合理，效率得到進(jìn)一步的提高，這樣才能把企業(yè)內(nèi)在的潛力進(jìn)一步發(fā)掘出來(lái)，從而增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展后勁。

【摘要】調(diào)查研究表明，企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，真正用于產(chǎn)生利潤(rùn)的生產(chǎn)時(shí)間只占生產(chǎn)運(yùn)作周期的5%，而其余95%的時(shí)間主要取決于作業(yè)排序的等待時(shí)間。因此，降低準(zhǔn)備工作時(shí)間，進(jìn)行有效作業(yè)排序就成為提高企業(yè)生產(chǎn)效率的重要手段之一。本文第一部分介紹了作業(yè)排序的基本理論，第二部分介紹了制造業(yè)中的作業(yè)排序問(wèn)題和分類，并將其與服務(wù)業(yè)的作業(yè)排序進(jìn)行了比較，最后部分進(jìn)行了總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】作業(yè)排序制造業(yè)