作業排程 授課教授：盧淵源 第1組:蕭文、葉羿廷、薛儒霙、陳先郡、陳曉蓓、曾春榮

17-1 製造執行系統 作業排程是製造執行系統的核心 負責執行工廠排程、派工、追蹤、及監控生產現場的資訊系統。 提供與MRP系統連接、產品與流程規劃，甚至延伸到廠房以外的供給鏈管理、ERP、銷售及服務管理系統即時連接。

17-2 工作中心的本質與重要性 本質 可依加工流程、生產線流程或群組技術功能加以佈置。 工作中心可能是一部機器或許多機器，用以指一個執行工作的區域。

17-2 工作中心的本質與重要性 重要性 為企業內組織生產資源以完成生產作業的單位。 排程系統的主要差異在於對產能的考量。

排程分類─依產能考量 無限負載(Infinite Loading) 有限負載(Finite Loading) 工作的指派是基於它所需的完成時間，而不考慮產能是否有限。 有限負載(Finite Loading) 每一項資源的排程是考量每一張訂單所需的整備及執行時間，系統精確地決定每個時段每一項資源所需完成之工作。

排程分類─依產生時間 正向排程 (Forward Scheduling) 反向排程 (Backward Scheduling) 從現在到未來的排程，可決定訂單之最早完成時間。 反向排程 (Backward Scheduling) 從未來的某一天開始依作業順序由後往前進行作業排程，其可決定出訂單最晚之開工時間。

製程與排程方法的類型 種類 產品 特徵 典型排程工具 連續生產 化學品、鋼鐵、電線電纜、飲料、罐裝食品 自動化、低人力成本、設備通常只生產單一商品 有限正向排程、設備導向 大量製造 汽車、電話、螺絲螺帽、紡織品、馬達、家用手工具 自動設備、半自動設備、移動式裝配線、多數設備在裝配線上 有限正向排程、設備導向、零件採拉式即時看版系統 中量製造 工業用零組件、高級消費產品 GT單元、專業小型工廠 無限正向排程、使用優先法則、 通常為勞力導向 小量訂單製造 客制或原型設備、特殊儀器設備、小量的工作用產品 依製造功能排定之工作站、高勞力成本、通用型設備、產品種類多 無限正向排程、勞力導向使用、使用優先法則於MRP所排定的交期

典型的排程與控制功能 分配訂單、設備和人員至對應工作中心 決定工作的先後順序 派工 (dispatching) ，啟動排程工作之執行 現場管制 包括檢核訂單之狀況及控制訂單之進度，已延誤與緊急訂單之跟催

典型的排程流程 排程人員依作業及加工程序需求、工作中心工作現況、 工作順序、可用原料、預計完成訂單、人員及機器能力 以排定作業程序。 排程人員依作業及加工程序需求、工作中心工作現況、 工作順序、可用原料、預計完成訂單、人員及機器能力 以排定作業程序。 排程人員使用前一天工作現場資訊，和中央生管與製造工程部門提供之外部資訊以完成排程，亦需與部門領班確認排程表之可行性。

工作中心排程的目標 配合交期 最小前置時間 最小整備時間或成本 最小在製品存貨 最大設備或人力利用 (本項有些爭議，因保持所有設備忙碌，可能並不是最有效之流程管理)

作業順序 排序(sequencing) 優先法則 排程績效的衡量標準 在機器或工作站上，決定那一項工作應該優先執行的程序 滿足客戶或下游作業所需的交期 最小流程時間 最小在製品存貨 最小的機器與工人的閒置時間

排程法則與技術 排程優先法則 先到先服務(FCFS ；first-come，first-served) 最短操作時間(SOT；shortest operation time) 交期(due date) 剩餘寬裕時間( STR；slack time remaining) 每項作業之剩餘寬裕時間( slack time remaining per operation) 重要比率(CR ； critical ratio) 後到先服務(LCFS ； last-come，first-served) 隨機或隨興(random order or whim)：

17-3 優先法則與技術 N項作業之單機排程 這類的問題被稱為「n項作業-單機問題」或是簡稱為「ｎ/1」。 排程的困難度是隨機器的增加而增加，而不是隨處理的工作數量。 該法則唯一的限制是n必須為是指定一個有限的數字。 以下針對一擁有5個工作的單一機器為例，比較上述八種優先權法靜態排程的結果。

範例17.1 一部機器有 n 個工作 工作（依到達順序） 處理時間（天）期限距離現在天數 A 3 5 B 4 6 C 2 7 D 6 9 Mike Morales是Legal Copy－Experss的組長，這家店提供了洛杉磯市區法律事務所影印的服務，5位顧客在一週開始時提出了訂單，特定的排程資料如下： 工作（依到達順序）　處理時間（天）期限距離現在天數 　　　　A 3 5 B 4 6 C 2 7 D 6 9 E 1 2

FCFS排程 先到先服務：訂單是依據其到達部門的順序來處理。 工作 （依到達順序） 處理時間（天） 期限 （距離現在天數） 流程時間（天） A 3 5 0＋3＝3 B 4 6 3＋4＝7 C 2 7 7＋2＝9 D 9 9＋6＝15 E 1 15＋1＝16 總流程時間＝3＋7＋9＋15＋16＝50天 平均流程時間＝50/5＝10天 比較每一個工作的流程時間與其到期時間，發現只有工作Ａ可以即時完成，工作Ｂ、Ｃ、Ｄ和Ｅ將分別延誤1天、2天、6天、14天，平均每個工作將會延誤（0＋1＋2＋6＋14）/5＝4.6天

SOT排程 先處理完成時間最短的工作，再執行次短，以此類推。 SOT法則下的平均流程時間少於FCFS法則下的結果，另外工作E和C可在 （依到達順序） 處理時間（天） 期限 （距離現在天數） 流程時間（天） E 1 2 0＋1＝1 C 7 1＋2＝3 A 3 5 3＋3＝6 B 4 6 6＋4＝10 D 9 10＋6＝16 總流程時間＝1＋3＋6＋10＋16＝56天 平均流程時間＝36/5＝7.2天 SOT法則下的平均流程時間少於FCFS法則下的結果，另外工作E和C可在 到期之前完成，工作A也只延誤了一天，平均每個工作將延誤（0＋0＋1＋4＋7）/5＝2.4天

EDD排程 交期最早的優先處理。 工作 （依到達順序） 處理時間（天） 期限 （距離現在天數） 流程時間（天） E 1 2 0＋1＝1 A 3 5 1＋3＝4 B 4 6 4＋4＝8 D 9 8＋2＝10 C 7 10＋6＝16 總流程時間＝39天 平均流程時間＝7.8天 平均延誤＝2.4天

LCFS排程 後進後出，這個規則常發生在未使用任何法則的時候。當訂單來時，疊放在最上方，因此作業人員會先挑最上面的先處理。 工作 （依到達順序） 處理時間（天） 期限 （距離現在天數） 流程時間（天） E 1 2 0＋1＝1 D 6 9 1＋6＝7 C 7 7＋2＝9 B 4 9＋4＝13 A 3 5 13＋3＝16 總流程時間＝4天 平均流程時間＝9.2天 平均延誤＝4.0天

隨機排程 依作業人員的喜好挑選作業先行處理。 工作 （依到達順序） 處理時間（天） 期限 （距離現在天數） 流程時間（天） D 6 9 0＋6＝6 C 2 7 6＋2＝8 A 3 5 8＋3＝11 E 1 11＋1＝12 B 4 12＋4＝16 總流程時間＝53天 平均流程時間＝10.6天 平均延誤＝5.4天

STR排程 計算從交期扣除作業時間後，所剩餘的時間即為剩餘寬裕時間。剩餘寬裕時間最短的優先處理。 二者相減後在排序 工作 （依到達順序） 處理時間（天） 期限 （距離現在天數） 流程時間（天） E 1 2 0＋1＝1 A 3 5 1＋3＝4 B 4 6 4＋4＝8 D 9 8＋6＝14 C 7 14＋2＝16 總流程時間＝43天 平均流程時間＝8.6天 平均延誤＝3.2天 二者相減後在排序

比較優先法則 在這個案例中，顯然是SOT優於其他的法則。 50 10 4.6 36 7.2 2.4 39 7.8 46 9.2 4.0 53 規則 總完成時間（天） 平均完成時間（天） 平均延誤（天） FCFS 50 10 4.6 SOT 36 7.2 2.4 EDD 39 7.8 LCFS 46 9.2 4.0 隨機 53 10.6 5.4 STR 43 8.6 3.2 在這個案例中，顯然是SOT優於其他的法則。

N 項作業之雙機排程 有兩項或兩項以上的工作必須依相同的順序在兩部機器上處理。 這類的問題被稱為「n項作業-雙機問題」或是簡稱為「ｎ/2」。 此方法被稱為Johnson法則。 其目標是最小化從第一個工作開始到完成最後一個工作的總流程時間。

Johnson法則步驟 列出兩部機器上每一個工作的作業時間。 選擇最短的作業時間。 假如最短的時間是在第一部機器，則先執行這個工作；假如是在第二部機器，則最後執行這項工作。 對其他剩餘的工作重複步驟2和3，直到完成排程的工作為止。

範例17.2：n項作業之雙機排程 以下藉由4件工作通過2部機器的例子，進行說明： 步驟1：列出作業時間 機器1上的作業時間 機器2上的作業時間 A 3 2 B 6 8 C 5 D 7 4 步驟2和3：選取最短的作業時間並加以指派，在機器2中，工 作A的 作業時間短，因此優先被指派並最後執行。 　　　（一旦被指派之後，工作A就不能再進入排程） 步驟4：重複步驟2和3直到排程結束。

使用Johnson法之最佳化排程 機器1 機器2 5 11 19 23 25 累積天數 工作Ｃ 工作Ｂ 工作Ｄ 工作Ａ 閒置但可被 其他工作使用 機器1 閒置 工作Ｃ 工作Ｂ 工作Ｄ 工作Ａ 機器2 5 11 19 23 25 累積天數 最後執行順序的結果是C B D A，所得的流程時間25天為最小值。

作業數目與機器數目相同之排程 有些工作站在同一時間有足夠且適當的機器，可執行所有的工作。 此時問題不是哪一個工作該第一個執行，而是如何安排特定的工作到特定的機器上。 我們可以使用指派法。

指派法 是線性規劃運輸模式的一個特例。 它適用於分派n個供應來源予n項使用需求的問題（例如五部機器上的五個工作）。 其目標是使得一些績效指標的最佳化。 這個技術可應用在分配工作到工作中心、分派工作給工人等情況，十分方便。

指派法可解決具有下列特性的問題： 有 n 件「事項」被分配到 n 個「目的地」。 每一件事項必須被分配至唯一的目的地。 只能使用一項準則（例如：最小成本、最大利潤或最短完成時間）。

範例17.3：指派法 假設排程人員有五個工作，可以用五部機器中的任一部來執行（n＝5），每一種工作和機器組合的成本如圖所示，排程人員擬規劃一個最小成本的指派方式。 可能的指派方式有5！，即120種。 機器 工作 A B C D E I ＄5 ＄6 ＄4 ＄8 ＄3 II 6 4 9 8 5 III 3 2 IV 7 V

步驟1：列之解法－每列減去該列最小之數。 機器 工作 A B C D E I （ 5 ）2 （6）3 （4）1 （8）5 （3）0 II 2 5 4 1 III 3 IV V

步驟2：欄之減法－每欄減去該欄最小之數。 機器 工作 A B C D E I （5）2 3 1 II （6）2 5 2 III （4）2 II （6）2 5 2 III （4）2 IV （7）5 V （3）0

步驟3：應用直線測試－劃過所有 0 的直線共4 條，因為 n 等 於5，所以要往下進行步驟4。 機器 工作 A B C D E I 2 3 1 II 5 III IV V

步驟4：未被劃到的數字，減去它們中最小的數字，並在交叉的數字 上，加上被減掉的數字。如在步驟3，沒被劃到的最小數字 1。 步驟4：未被劃到的數字，減去它們中最小的數字，並在交叉的數字 上，加上被減掉的數字。如在步驟3，沒被劃到的最小數字 1。 機器 工作 A B C D E I 1 3 2 II 4 III IV V

最佳之機器分配及其成本 經由「直線測試」的最佳解 機器 工作 A B C D E I 1 3 2 II 4 III IV V 2 II 4 III IV V 最佳之機器分配及其成本 工作I分配到機器Ｅ ＄3 工作II分配到機器B ＄4 工作III分配到機器C ＄2 工作IV分配到機器D ＄5 工作V分配到機器A 總成本 ＄17

17-4 生產現場之控制 現場控制 (Shop-floor control) 系統 －安排工作順序 定義: －by 美國生產存貨控制協會 －利用來自作業現場資料與資料處理檔案 －來維護及傳遞工單及工作中心狀態的系統 工作之一: －安排工作順序

生產現場之控制 現場控制主要功能 指派每一張工單的優先順序 維護在製品數量的順序 傳送工單的現況資訊至辦公室 提供實際產出的資料以進行產能控制 依位置及工單來提供在製品存貨及會計所需的數量 衡量人力及機器的效率、利用率及生產力

甘特圖 (1/2) 甘特圖： 使用時機： 一種繪製工作對照時間的直條圖，可幫助規劃與追蹤工作。 較小的工作站或是大型工作站內之單獨部門，可作為專案規劃工具與協調許多排程活動。

甘特圖 (2/2)

現場控制工具　(1/3) 派工單 告訴監督者有什麼工作該被處理、工作的優先順序、每項工作所需時間。

現場控制工具 (2/3) 各種狀態及異常報告 預計的延誤報告 缺料清單 廢料報告 重工報告 準時完成的工單數量及百分比 未達交定的延遲等績效摘要報告

現場控制工具 (3/3) 投入/產出控制報告 監督者用來監督每各工作站之工作負荷與產能。

投入/產出控制 主要原則: 計畫投入工作中 心的作業不應該 超出計畫的作業 產出。 當投入超過產出時 在瓶頸工作站減少投入

資料完整性 現場控制主要問題: 資料的不正確與缺乏時效性 解決方式: 不正確的生產決策 超量存貨，發生缺貨，延誤交期，錯誤的成本分析 健全的資料收集系統 : －電腦化,條碼及光學掃描器 與系統有互動的人員都要遵守原則 －工作站紀律、資料完整、資料責任

工作中心排程之原則 (1/2) 工作流是直接等同於現金流。 任何工作中心的效率，應以通過工作中心的流量的速度來衡量。 工作的排程就像是一連串連續的步驟。 工作一旦開始作業後便不能夠被中斷。 提升流程速度最有效的方法是將管理的重點在瓶頸工作中心和工單上。

工作中心排程之原則 (2/2) 每天重新排程。 取得每天工作中心未完成工作的回饋資訊。 工作中心的投入資訊必須是工人確實能完成的作業。 當尋求產出的改善時，應檢視工程設計和執行程序間是否存在不一致的情況。 雖然在工廠中要完全確立工作標準和途程是不大可能的，但必須朝這個方向努力。

17-5 服務業之人員排程 在大多數的部門中，排程問題圍繞在設定每週、每日及每小時人員的時間表。 連續假日之排程 每日工作之排程 計時工作之排程

連續假日之排程 (1/2) 目標: 公平勞工標準法案: 每周工作五天及連續休假二天的情況下 每週超40小時以上之工時(計時工作者)為加班 　－若無法排定每周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 目標: 每周工作五天及連續休假二天的情況下 －所需人數最少之排程表 －且必須滿足每日之人力需求

連續假日之排程 (2/2) Mon Tue Wed Thu Fri Sat Sun 4 3 4 2 3 1 2 人力需求 工作者1 工作者2 4 3 4 2 3 1 2 人力需求 工作者1 工作者2 工作者3 工作者4 工作者5 4 3 4 2 3 1 2 3 2 3 1 2 1 2 2 1 2 0 2 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0

每日工作之排程 (1/3) 管理者想要的人力配置 完成每日工作所需之最少人數 使實際產出與計畫產出間的差異最小化

每日工作之排程(2/3) 功 能 接收 預處理 縮影 核對 合計 產品 支票 結帳表 票據 投資 收藏品 功 能 接收 　 預處理 縮影 核對 合計 產品 支票 結帳表 票據 投資 收藏品 每日件數 P/H 　Hstd P/H Hstd P/H 　Hstd P/H 　Hstd Hstd 2000 1000 200 400 500 1000 -- 30 100 300 2.0 -- 6.7 4.0 1.7 600 15 50 3.3 1.7 13.3 8.0 240 250 200 300 8.3 4.0 -- 2.0 1.7 640 150 60 3.1 6.7 2.7 8.4 16.7 12.4 20.0 11.8 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 14.4 18.0 26.3 32.9 16.0 20.0 20.9 26.1 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

每日工作之排程 (3/3) 人力規劃 ( Staffing Plan) 接收 預處理 縮影 核對 2.3 4.1 2.5 3.3 2.0 功能 　人力需求 　可用人力 差異(+) 管理者之行動 接收 預處理 縮影 核對 2.3 4.1 2.5 3.3 2.0 4.0 3.0 -0.3 -0.1 +0.5 使用加班 使用過多之人力去支援鑑定 從縮影得到0.3的人力

計時工作之排程 第一小時原則 時 段 10am 11am Noon 1pm 2pm 3pm 4pm 5pm 6pm 7pm 8pm 9pm 時 段 10am 11am Noon 1pm 2pm 3pm 4pm 5pm 6pm 7pm 8pm 9pm 需求人數　 4 6 8 8 6 4 4 6 8 10 10 6 分派人數 　　 4 2 　2 0 0 0 0 0 4 4 2 0 當班人數 4 　 6 8　　 8 8 8 8 8 8 10 10 10

4. 其他計時工作排程之方法 分割輪班 較小生產批量 更多整備成本

結論 在製造之工作排程上依賴模擬的方式來估計工作流量，從而決定瓶頸所在及調整工作優先順序。 目前這種工作大多利用軟體來作業。不論何種排程問題應避免─造成對組織執行成交良好卻對顧客造成了問題。