Визначення послідовності робіт

Третім етапом здійснення короткострокового поточного планування на рівні одиничного виробництва є встановлення послідовності робіт. Нагадаємо, що розклад (перший етап) за­безпечує базис для призначення робіт по робочих центрах. За­вантаження машин (другий етап) є методом контролю вико­ристання потужностей, який чітко показує їх недовантаження чи перевантаження.

Послідовності характеризують порядок, за яким роботи мають бути виконані в кожному центрі. Наприклад, пацієнти призначені в клініку для лікування. У якому порядку вони ма­ють пройти лікування? Чи має бути обслужений спочатку пацієнт, який прийшов першим, чи пацієнт, що потребує термінового лікування?

Методи вибору послідовності допомагають нам у цьому розібратися. Існують різні правила (методи) вибору послідо­вності робіт. Деякі з них ми попробуємо розглянути [37, с 256 - 260].

Правила пріоритетів запуску робіт у робочі центри. Вони забезпечують побудову послідовності, за якою роботи мають бути виконані.

Правила пріоритетів широко використовуються при підготовці диспетчерських листів про порядок виконання робіт чи оброблення партій у цеху. Відпрацьована велика кількість цих правил як статистичного, так і динамічного ха­рактеру. Особливо широке застосування вони знаходять при маршрутизації складних виробничих процесів, у яких оброб­лення здійснюється партіями різної величини, а виробництво орієнтоване на незалежний попит.

Правила пріоритетів допомагають мінімізувати:

• середній час перебігання процесу;

• середній час завершення виготовлення виробу;

• середній час очікування виробництва;максимізувати вихід. Найпопулярніші правила пріоритетів:

• „ПП — ПО" — перший прийшов — перший обслуго­вується, тобто перша робота, що поступила в робочий центр, виконується першою;

• „РДВ" — рання за датою виконання. Робота за ранньою датою завершення відбирається першою;

• „НЧВ" — найкоротший час виконання. Найкоротша за часом виконання робота обробляється першою і „при­бирається геть з дороги";

• „НТЧВ" — найбільш тривалий час виконання. Найтри­валіші та громіздкі роботи часто дуже важливі і пропо­нуються першими.

Простежимо ці правила на прикладі. Скажімо, п'ять робіт по листу металу очікують призначення в робочий центр. Три­валість процесів та дати їх завершення відносно моменту роз­рахунку наводяться нижче (табл. 25). Ми хочемо визначити послідовність виконання процесів згідно: 1) ПП — ПО; 2) РДВ; 3) НЧВ; 4) НТЧВ правил. Роботи були позначені буква­ми за черговістю їх прибуття.

Таблиця 25- Тривалість процесів та дати їх завершення

Робота	Час процесу, дні	Строк виконання роботи, дні	Робота	Час процесу, дні	Строк виконання роботи, дні
А В С	6 2 8	8 6 18	D Е	3 9	15 23

1. ПП — ПО. Послідовність проста: А — В — С — D — Е. „Час притоку" в систему для цієї послідовності вимірюється часом очікування кожної роботи плюс час знахо­дження в робочому процесі. Робота В, наприклад очікує шість днів, поки робота А знаходиться в робочому процесі, а потім ще потрібно два дні виконання процесу над роботою В. Отже, робота буде завершена за вісім днів, що на два дні пізніше, ніж вимагається (табл. 26).

Таблиця 26. Послідовність виконання робіт за правилом

ПП-ПО

Робота	Час процесу, дні	«Час притоку», дні	Строк виконання роботи, дні	Строк виконання роботи, дні
А В С D Е	6 2 8 3 9	6 8 16 19 28	8 6 18 15 23	0 2 0 4 5
Разом	28	77		11

„Перший прийшов — перший обслужений". Результати цього правила оцінюються такими вимірами ефективності йо­го використання:

1. Середній час

завершення роботи

2. Середнє число

робіт у системі

3. Середнє запізнення роботи

2. НЧВ в результаті виконання приводить до послідовності B – D – A – C – E (табл. 27). Порядок послідовності визначається тривалістю часу процесу з найвищим пріоритетом, що надається найкоротшій роботі.

Таблиця 27. Послідовність виконання робіт за правилом НЧВ

Послідовність робіт	Час процесу, дні	«Час притоку», дні	Строк виконання робіт, дні	Запізнення роботи, дні
А В С D Е	2 3 6 8 9	2 5 11 19 28	6 15 8 18 23	0 0 3 1 5
Разом	28	65		9

Показники ефективності для НЧВ:

1. Середній час завершення роботи = 65:5 =13 днів.

2. Середнє число робіт у системі = 65 : 28 = 2,32 робіт.

3. Середнє запізнення роботи = 9:5 = 1,8 днів.

3. РДВ забезпечує таку послідовність: В — A — D — С — Е. Тут роботи чергуються за зростанням дати їх виконання (табл. 28).

Таблиця 28. Послідовність виконання робіт за правилом РДВ

Послідовність робіт	Час процесу, дні	«Час притоку», дні	Строк виконання робіт, дні	Запізнення роботи, дні
B A D C Е	2 6 3 8 9	2 8 11 19 28	6 8 15 18 23	0 0 0 1 5
Разом	28	68		6

Показники виміру ефективності для РДВ:

1. Середній час завершення = 68 : 5 = 13, 6 днів.

2. Середнє число робіт у системі = 68 : 28 = 2,42 робіт.

3. Середнє запізнення роботи = 6:5 = 1,2 днів.

4. НТЧВ в результаті дає таку черговість: Е — С — А — D – В (табл. 29).

Таблиця 29. Послідовність виконання робіт за правилом НТЧВ

Послідовність робіт	Час процесу, дні	«Час притоку», дні	Строк виконання робіт, дні	Запізнення роботи, дні
E C A D B	9 8 6 3 2	9 17 23 26 28	23 18 8 15 6	0 0 15 11 22
Разом	28	103		48

Ефективність для найтривалішого процесу буде така:

1. Середній час завершення = 103 : 5 = 20,6 днів.

2. Середнє число робіт у системі = 103 : 28 = 3,68 робіт.

3. Середнє запізнення роботи = 48 : 5 =9,6 днів.

Результати всіх чотирьох правил показані в табл. 30

Таблиця 30. Результати чотирьох правил

Правило	Середній час завершення, дні	Середнє число робіт у системі	Середнє запізнення роботи, дні
ПП – ПО НЧВ РДВ НТЧВ	15,4 13,0 13,6 20,6	2,75 2,32 2,42 3,68	2,2 1,8 1,2 9,6

Як бачимо з таблиць, метод НТЧВ характеризується послідовністю виконання робіт з найгіршою ефективністю в контрольному робочому центрі. НЧВ має ліпше значення з двох показників і РДВ — другий за результатами оцінювання (нижче середнє запізнення). Ця картина результатів викорис­тання методів зберігається і в реальній дійсності, але жодне із правил не дає переваги за всіма критеріями виміру. Досвід по­казує, що:

— найкоротший час процесу є найліпшим методом при мінімізації часу потоку робіт та мінімізації середнього числа робіт у системі. Головний його недолік полягає в тому, що довготривалі роботибудуть постійно відсува­тися назад, підпорядковуючись пріоритету короткост­рокових робіт. Споживачі можуть віднестись до цього песимістично, і тому виникає необхідність запровадити додаткове регулювання просування довготривалих робіт у робочому центрі; — „перший прийшов-перший обслужений" не дає виграшу за більшості критеріїв (хоча результати й не такі вже по­гані). Але він має перевагу справедливості для спожива­ча, що дуже важливо в обслуговуючих системах. Ще одним методом, який дає добрі результати за кри­терієм середнього часу запізнення робіт, єправило критично­го відношення (KB).

Критичне відношення — це індекс, який отримується шляхом ділення часу, що залишився до строку виконання ро­боти (за планом), на час, що залишився для виконання роботи. На відміну від правил пріоритетів, критичне відношення ди­намічне. Його можна отримати на будь-яку дату і досить часто його використання збагачує складання розкладів.

Критичне відношення дає пріоритет роботам, які можуть бути виконані, щоб не порушити розклад відвантаження. Ро­бота з низьким критичним відношенням (меншим ніж 1,0) є роботою, що випадає з розкладу, відстає. Коли KB дорівнює 1,0, робота знаходиться в межах розкладу. KB більше ніж 1,0 означає, що робота випереджає розклад і час її виконання не напружений.

Відношення для визначення KB має такий вигляд:

КВ=

Наприклад, маємо 25 – й день виробничого розкладу. Маємо також визначений порядок виконання роботи (табл. 31).

Таблиця 31. Правило критичного відношення

Робота	Дата виконання	Робочі дні, що залишилися для завершення роботи
А В С	30 28 27	4 5 2

Розрахуємо КВ, використовуючи наведену формулу (табл. 32).

Таблиця 32.Розрахунок КВ

Робота	Критичне відношення	Пріоритетний порядок
А В С	(30 – 25)/4=1,25 (28 – 25)/5=0,60 (27 – 25)/2=1,00	3 1 2

Робота В має критичне відношення менше відодиниці. Ви­конання її запізнюється, якщо не прискорити її просування, тому вона повинна мати найвищий пріоритет. Робота С вико­нується за графіком, і робота А має деякий запас часу щодо строку завершення.

Експертні системи відпрацювання розкладів

У плануванні та встановленні послідовності робіт у сучас­них умовах велике значення при відпрацюванні розкладів ма­ють експертні системи.

Експертна система (або система штучного інтелекту) — це комп'ютерна програма, яка відпрацьовує рішення та розв'язує проблеми подібно до того, як це робить людина, що відповідає за прийняття рішень, виходячи зі своїх знань і досвіду.

Експертні системи передбачають фіксацію, формалізацію та використання знань людини, що є експертом у складанні розкладів. Фірма потім отримує користь від цього експерта, хоча сам експерт може знаходитися в іншому місці.

Розробки експертних систем, що мають за мету складання розкладів для структур типу цех (технологічний, предмет­ний), об'єднуються концепцією „Інтелектуальні розклади та інформаційні системи" (ІРІС), сформованою в 1986 р. ІРІС займається пошуком рішень, які враховують різні обмеження при складанні розкладів.

Для забезпечення розкладами робочих центрів розробле­но велику кількість різних комп'ютерних програм. Дві з них, які приносять суттєву користь для операційних менеджерів, відомі під назвами „Оптимізовані виробничі технології" (ОВТ) та „Q — контроль". Зараз алгоритми обох систем ще не­доступні для всебічного аналізу.

Характерною рисою „ОВТ" і „Q — контролю" є увага, яку вони приділяють проблемі операцій, що стосуються „вузьких місць". „Вузьке місце" — це операція, яка лімітує вихід у ви­робничому ланцюгу. Це може відбуватися через обмежену можливість виробничого обладнання або через недостатню кількість людей, матеріалів чи пристроїв.

ОВТ виявляє „вузькі місця", використовуючи завантажу­ючі розклади для всіх робочих центрів, застосовуючи матема­тичне програмування, сіткові методи планування, моделюючі алгоритми, щоб розписати робітників, машини та інструменти у вузьких місцях центрів.

Філософія ОВТ проголошує „вузькі місця" критичними — вони мають бути виявлені та оптимізовані. У вирішенні про­блеми аналізуються можливості всіх методів моделювання, і в результаті вибирається один, що найліпше розв'язує проблему „розшивки" вузького місця.

„Q — контроль" має деяку схожість з ОВТ і дає добрі ре­зультати в умовах складного цехового оточення.

Розробник схеми „Q — контроль" Вільям Сандман вивчив роботу понад 600 цехів. Він виявив, що час типової роботи в цеху набагато триваліший (в 300 раз), ніж дійсний робочий час, необхідний для цієї роботи. Збільшення часу роботи відбувається за рахунок очікування черги на оброблення. Сандман зробив висновок, що робочі процеси та грошові пото­ки погано управляються.

„Q — контроль" дає можливість моделювати цех кожний вечір, щоб визначити місця, які найвірогідніше перетворяться на „вузькі місця" наступного дня. Потім складається розклад, що максимізує робочий потік через операції, які є „вузьким місцем".

Як наслідок середній час робочих процесів ущільнюється вдвічі, і час завершення замовлення та час простоїв обладнан­ня зменшується наполовину.

Але оскільки „Q — контроль" має секретний код виконан­ня, то можливості використати конкретну інформацію поки що обмежені.