Báo tập nhóm môn Điều Độ sản xuất Đề tài giải thuật palmer 01

CHƯƠNG 1: CO SO LY THUYET 1.1 Điều độ sản xuất Điều độ sản xuất là toàn bộ các hoạt động xây dựng lịch trình sản xuất, điều phối, phân công lao động cho từng người, từng nhóm người, từn

DAI HOC QUOC GIA THANH PHO HO CHI MINH

TRUONG DAI HOC BACH KHOA KHOA QUAN LY CONG NGHIEP

LOP L01 —- NHOM 02 - HK222 GIANG VIEN HUONG DAN: DUONG VO HUNG

Hồ Thanh Trâm 2012252

Võ Phan Hoài Sơn 2014388

BANG PHAN CONG NHIEM VU

thanh

Phan céng nhié tong h

1 | 2010235 | Lương Ngọc Hà am Gong MNer Ve TON NEP | 100%

word

Vẽ sơ đồ Gantt trường hợp 3, 4

2 2010141 Lé Thi Hồng Ánh giải thuật CDS, mở rộng 100%

GUPTA, CDS 3

3 5013593 | Nouvan Neoc L Vé so dé cau 1, cdu 2 trudng 100%

suyen lã6C SAU | hop 1, 2, mo rong CDS 1 °

x „ _ | Giai bài toán mở rộng theo

4 2012719 Đông Khánh Chi 100%

CDS 3

5 2012252 Hồ Thanh Trâm | Lam powerpoint 100%

Giải bài toá % rộng th

CDS I

7 2013291 | Huỳnh Phước Huy | Giải và biện luận câu I 100%

8 2013162 Thái Chí Hiề Giải bài toán mở rộng theo 100%

ái Chí Hiệu GUPTA 0

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hinh 2.2.2 - 1 So dé Gantt theo gỉai thuật Palmer - - +: 222 221222122 12522231252531 s2 5

Hình 2.2.3 - I Sơ đồ Gantt trường hợp Í - 5s 5s 1 E12111112111111111111112112111x 2111 crx 9 Hình 2.2.3 - 2 Sơ đồ Gantt trường hợp 2 - s22 211211211 E1111121111110111112 11 xe 10 Hình 2.2.3 - 3 Sơ đồ Gantt trường hợp 3 - s2 211211211 2111112111121101111112 1 te 10 Hình 2.2.3 - 4 Sơ đồ Gantt trường hợp 4 - 2+2 221211211 E11112111111011112 1 xe 10

Hình 2.2.5.2 - 1 So dé Gantt giai thudt CDS giai doan | voi thoi gian May I (may 1) va thoi gian may I] (may 4) oo -1+1 16

Hinh 2.2.5.3 - 1 So dé Gantt phuong pháp CDS với thời gian máy | 1a (may | + may 2 + máy 3) và thời gian máy 2 là (máy 2 + máy 3 + May 4) occ cece eteeteeteetetseeseeees 18

Hình 2.2.5.4 - I Sơ đồ Gantt của phương pháp GUPTA 55c ccEsEEE122121221 2e 19

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.2.3 - I Thời gian gia công mỗi đơn hàng tại Máy I và Máy II (đơn vị: giờ) 6

Bảng 2.2.3 - 2 Các trường hợp theo giải thuật Johnson - 5 2222222222222 2222+z<szss2 6

Bang 2.2.3 - 3 Bảng so sánh kết quả của 4 trường hợp theo giải thuật CDS 11

Bang 2.2.4 - 1 Bang so sanh két qua ctia 2 so dé Gantt theo giải thuat Palmer va CDS 13

Bảng 2.2.5.2 - 1 Thoi gian thu hiện của CDS giai đoạn Ì 2 2252222552 16

Bảng 2.2.5.3 - 1 Thoi gian thu hiện của CDS giai đoạn 3 -2- 22c 2x22 17

Bang 2.2.5.4 - I Bảng tính toán số liệu theo giải thuật GUPTA 552cc 18

Bang 2.2.5.4 - 2 So sánh tổng thời gian chờ, khoảng thời gian chờ và thời gian hoàn thành của phương pháp GUPTA và CDS - 2 2.1 1211211121121 1211011121201 1821 20

iil

CHUONG 1: CO SO LY THUYET 1 LoL Disu dO SA XU At ốốẽ ốẽẽố.ẽố ẽẽ I

1.2 Didu dO day chuy@n cicccccccccccccecsesscsecseessesecssesecssessessnssesevssessessessessessessevsessensevsesseesees 1

1.3 Giai thudt Palmer na 2 1.4 Giải thuật CDS (Campbell, Dudek, Smith) - 5-2 22222211 2222211121221121 2212 2

CHƯƠNG 2: ÁP DỤNG GIẢI QUYẾT YÊU CÂU BÀI TOÁN - 4

2.1 Yêu cầu bài toán .-::-: 2222112 12221111.12221111.2.T1112 T111 11 4 2.2 Thực hiện giải bài toán - G0 2012011101211 1111211 1111111 1111111111111 1111111111111 va 4 2.2.1 Giai thudt Palmer i ai dd 4 2.2.2 So dé Gantt cua trat tu don hàng theo giải thuật Palmer oo eee 5

2.2.3 Giải thuật CDS S1 102111121111112111111111101111111 1101111111 011110111011 1111111116 6

2.2.4 So sánh sự khác biệt giữa 2 sơ đồ Gantt ST S2 n1 ng 13 2.2.5 Bài toán mở rộng L1 2112012211211 151 1211111211111 1811101111 H1 81101181181 15 2.2.5.1 Nhận xét chung về lời giải - sa E1 1121211121111 1121 re 15 2.2.5.2 Mở rộng vấn đề theo giải thuật CD H ác 21 cu 16 2.2.5.3 Mở rộng vấn đề theo giải thuật CS Ä c2 re L7 2.2.5.4 Mở rộng vấn đề theo giải thuật GPTTA sa s11 crre 18 2.2.5.5 Đưa ra các giả thuyết, nhận xét, kết luận chung cho các trường hợp mở

rộng vấn đề theo CS 1, CDS 3 và CHIA 55s SE E1121111112222111 211 enrreg 20

CHƯƠNG 3: TÀI LIỆU THAM KHẢO 22

CHƯƠNG 1: CO SO LY THUYET

1.1 Điều độ sản xuất

Điều độ sản xuất là toàn bộ các hoạt động xây dựng lịch trình sản xuất, điều phối, phân công lao động cho từng người, từng nhóm người, từng máy và sắp xếp thứ tự công việc ở từng nơi làm việc nhằm đảm bảo hoàn thành đúng tiễn độ

Nhiệm vụ chủ yếu của điều độ sản xuất là lựa chọn các phương án tô chức, triển khai các kế hoạch đã đề ra nhằm khai thác sử dụng tốt nhất khả năng sản xuất hiện có của doanh nghiệp Giảm thiêu thời gian chờ đợi vô tích của lao động, máy móc, thiết bị và lượng dự trữ trên cơ sở đáp ứng đây đủ, kịp thời nhu cầu về sản phẩm và dịch vụ với chỉ phí thấp

# Nội dung của điều độ sản xuất bao gồm:

> Lập lịch trình sản xuất, gồm các công việc như: xác định khối lượng và số lượng công việc, tông thời gian hoàn thành tất cả các công việc, thời điểm bắt đầu và thời điểm kết thúc của từng công việc và thứ tự thực hiện các công việc

> Dự tính số lượng máy móc thiết bị, nguyên vật liệu và lao động cần thiết để hoàn thành khối lượng sản phẩm hoặc các công việc đã đưa ra trong lịch trình sản xuất

> Điều phối phân công giao nhiệm vụ công việc và thời gian hoàn thành trong những khoảng thời gian nhất định cho từng bộ phận, từng máy, từng người

> Sắp xếp thứ tự các công việc trên máy và nơi làm việc nhằm giảm thiểu thời gian ngừng mát và thời gian chờ đợi trong quá trình sản xuất

> Theo dõi, phát hiện những biến động ngoài dự kiến

1.2 Điều độ dây chuyền

Điều độ dây chuyền là việc lên kế hoạch lịch trình sản xuất cho một dòng chảy bao gồm nhiều công việc khác nhau, mỗi công việc sẽ được xử lý thông qua nhiều máy (m >2) Việc điều độ này đòi hỏi phải duy trì dòng xử lý công việc liên tục với kỳ vọng tổng thời gian nhàn rồi của các đơn hàng là nhỏ nhất

+,

s* Một số giải thuật có thể áp dụng để thực hiện điều độ dây chuyên:

> Giải thuật Johnson

> Giải thuật Palmer

> Giải thuật Gupta

» Giai thuat CDS (Campbell, Dudek, Smith)

1.3 Giai thuat Palmer

Giải thuật Palmer được sử dụng để lên lịch trình cho một luồng công việc mà được

xử lý bởi nhiều hơn hai máy Cho một bộ gồm n công việc độc lập, mỗi công việc sẽ bao

gồm m (m > 2) nhiệm vụ (U¿;, Ug;, , Unz, Uzg, Uge. .» Ut £7)0» Un „) mà phải được

thực hiện trong cùng một trình tự nên m máy (Q;, Qạ, , Qạ ) Giải thuật Palmer kỳ vọng thời gian hoàn thành của công việc cuối cùng gần đạt ngắn nhất Giải thuật được thực hiện như sau:

> Đầu vào: một bộ gồm n công việc, mỗi công việc gồm m nhiệm vụ được thực hiện tương ứng trên m máy (m>2)

> Đầu ra: một kế hoạch với thời gian hoàn thành của công việc cuối cùng gần như ngắn

nhất

1 Ứng với mỗi công việc j, xác định chỉ số:

Tị=(m— l)ty =(m—3) tin; †(m— 5) ng Ð *(—m + 3) tạ + (—m + L) trợ

2 Kế hoạch điều độ thỏa:

Tryy > Tigy > tee > Tho

1.4 Giai thuat CDS (Campbell, Dudek, Smith)

Giải thuật CDS được phát triển theo nguyên tắc của Johnson Nguyên tắc Johnson

có những giới hạn khi lên kế hoạch cho nhiều công việc mà phải được xử lý thông qua

nhiều máy Giải thuật CDS sẽ giải quyết được hạn chế của giải thuật Johnson Giải thuật được thực hiện như sau:

s* Bài toán điều độ trên dây chuyền với m máy được thực hiện qua (m — L) giai đoạn

vxGĐI: Xác định tly; = tt;; the = Un

¥ GD 2: Xac dinh uhg = wz + Ug; the = Wen £7 + Un

¥ GD (m= 1): thy = ty + yg + + Un B73 Ue = he + + Wen 7 + Un

* Dùng giải thuật Johnson cho 2 máy để xác định kế hoạch điều độ

CHƯƠNG 2: ÁP DỤNG GIẢI QUYÉT YÊU CÂU BÀI

TOÁN

2.1 Yêu cầu bài toán

Yêu cầu (LO.2) (LO.3) Một phân xưởng sản xuất đang nhận 10 đơn hàng từ Phòng Kinh doanh cần hoàn thành Mỗi đơn hàng lần lượt qua 4 máy với thời gian tại mỗi máy ứng với từng đơn hàng được cho trong bảng sau (đơn vị là giờ):

2 Nhóm hãy vẽ sơ đồ Gantt của tất cả các máy ứng với trật tự được xác định trong câu L

3 Hay xác định trật tự gia công theo GIẢI THUẬT CDS — Campbell, Dudek, Smith với

thoi gian MAY I la (may 1 + may 2) và thời gian MÁY II là (máy 3 + máy 4) Nếu

trật này khác với trật tự trong câu 1 Hay vé lai so dé Gantt cua tat ca cdc may

4 So sánh sự khác biệt giữa 2 sơ dé Gantt

5 Những nhận xét chung/mở rộng vấn đề của nhóm về lời giải đạt được

2.2 Thực hiện giải bài toán

2.2.1 Giải thuật Palmer

> Theo giải thuật Palmer ta có công thức xác định chỉ số Tụ như sau:

Ty = (m— |) tim Ê(m~ 3) tý ng; + (m— 5) tịng Ð T(©m~3)ug + (—m + T) tu

> Mỗi đơn hàng lần lượt đi qua 4 máy nên m = 4, khi đó:

Sj = (4— Lup + (4-3) ta-1 + C443) t+ C4 4+ 1) ti = 3tja + tis — ta — 3i

> Ta có chỉ số S¡ ứng với từng đơn hàng:

Ss =3 x tea + tg3 — tex -—3 X tee =3 xX 5+ 2-8-3 10=-21

So = 3 x tos + to3 — tox -—3 x tor = 3 X67 11-2-3x3=18

Sio = 3 X tioa + tio3 — tio2 —3 * to = 3 X973-7-3x5=8

> Dwa vao chi sé cua 10 don hang, trat tu sap xép cac chi số từ lớn đến bé là:

S3 > So > Si > Sa > Sio > Se > S7 > S2 > Ss> Ss

> Ứng với trật tự sắp xếp của các chỉ số, ta có trật tự gia công các đơn hàng lần lượt là:

IH-_— IX—- I—-IV—-X-— VI—- VH-— HI— VY— VIH

2.2.2 Sơ đồ Gantt của trật tự đơn hàng theo giải thuật Palmer

2.2.3 Giải thuật CDS

s* Bài toán điều độ trên chuyển 4 máy được thực hiện qua 3 giai đoạn:

vs Giai đoạn l: xác định tl; = u; vả tig = Up

» Nhom su dung giai thuat Johnson cho hai may để xác định kế hoạch điều độ:

Bảng 2.2.3 - 2 Các trường hợp theo giải thuật Johnson

Giai , CV duoc ,

CV chưa xếp thứ tự | ty if tg } | Ké hoach doan xếp thứ tự

, IX, I, HL, IV, X, x VI,

9 VI, VU ug O78 VII

, IX, I, WL IV, X, x x VI,

8 II, VI, VU ub, O 78 VII

VII, V

2 IX, I, HL, IV, X, x II,

9 II, VI Ugg O 78 II VII, VII, V

*- Kết quả trật tự công việc theo Johnson có 4 trường hợp như sau:

e Trường hợp l: [—IX— HI—IV—X- VI- VII—II- VII- V

e Trường hợp 2: [—IX-— HI—IV—X- VI-II- VIH-— VII-— V

e Trường hợp 3: [X—I— HI—IV—X- VI- VII—II—- VII- V

e Trường hợp 4: IX—I— HI—IV—X- VI-II- VIH-— VII_— V

¢ So dé Gantt của từng trường hợp theo giải thuật CDS như sau:

* So sánh kết quả của 4 trường hợp theo giải thuật CDS:

Bảng 2.2.3 - 3 Bảng so sánh kết quả của 4 trường hợp theo giải thuật CDS

Trật tự gia IV-X-VI-

—X-—-VI-VIHI |-X-VI-H- |-X-VI-VH công II— VH-— VHI

—=lI-VII-V |VH-VIH- V —lI- VIH- V Vy

Makespan 88 giờ 88 giờ 88 giờ 88 giờ

May 2: l6 giờ May 2: 16 gio May 2: l6 giờ Máy 2: 16 giờ

Tổng số lần | May 2: 6 lan May 2: 6 lần May 2: 6 lan Máy 2: 6 lần

4: l7 giờ

—> Tổng chênh

lệch thời điểm

kết thúc của 4 máy: 62 gid Gtira may 3 va

4: l7 giờ

—> Tổng chênh

lệch thời điểm

kết thúc của 4 may: 62 gio

May 3: 5 lần Máy 3: 4 lần Máy 3: 5 lần Máy 3: 4 lần

máy

Máy 4: 2 lần Máy 4: 2 lần Máy 4: 2 lần Máy 4: 2 lần

— Tổng số lần | — Tổng sốlần | —> Tổng số lần | — Tổng số lần chờ: 13 lần chờ: 12 lần chờ: 13 lần chờ: 12 lần

GIữa máy lvà | Giữa máy lvà | Giữa máy Ivà | Giữa máy | va 4: 27 giờ 4: 27 giờ 4: 27 giờ 4: 27 giờ

GIữa máy 2và | Giữa máy 2và | Giữa máy 2và | Giữa máy 2 và Chênh lệch 4: 18 giờ 4: 18 gid 4: 18 piờ 4: 18 gid

Gitra may 3 va 4: l7 giờ

—> Tổng chênh

lệch thời điểm

kết thúc của 4 máy: 62 gid

I- IX-— HI_— IV— X— VI_- H_— VH-— VHH-— V

2.2.4 So sánh sự khác biệt giữa 2 sơ đồ Gantt

Bảng 2.2.4 - 1 Bảng so sánh kết quả của 2 so dé Gantt theo giải thuật Palmer và CDS

56 — 59, 60 — 69) Máy 4: 13 giờ (0 — 11, 21 — 22,

55 — 62, 64 — 70) Máy 4: 17 giờ (0 — 12, 18 — 23)

Giữa máy | va 4: 23 gio

Gitra may 2 va 4: 15 gio

Giữa máy 3 va 4: 13 giờ Gitra may | va 4: 27 gio

Gitra may 2 va 4: 18 gio

Gitra may 3 va 4: 17 gio

chênh lệch chờ của máy 4 trong giải thật Palmer ít hơn CDS 11 giờ, đồng nghĩa với việc thời điểm kết thúc của các máy sẽ gần nhau hơn Vậy giữa Palmer và CDS nên lựa chọn Palmer vì kết quả thu được của quá trình điều độ tốt hơn

Vé gidi thudt Palmer

Vì các khoảng thời gian trong 6 may 4 theo giai thudt Palmer dai hon nén sé dé dang chèn thêm các đơn hàng khác vào

Đối với giải thuật Palmer, trên máy 2 và 4 có thời gian chờ giữa các đơn hàng thấp hơn giải thuật CDS nhưng số lần chờ giữa các đơn hàng nhiều hơn

Giải thuật Palmer sắp xếp trật tự gia công mà không xét đến thời gian giao hàng, do

đó có thê xảy ra trường hợp đơn hàng phải giao sớm nhưng bị sắp xếp gia công sau làm cho đơn hàng đó bị trễ

Về giải thuật CDS

Giải thuật CDS dựa trên giải thuật Johnson, mở rộng ra cho trường hợp dây chuyền

có nhiều hơn hai máy

Trong lời giải trên, giải thuật CDS không giải quyết được vấn đề làm giảm makespan của 10 don hang vi thoi gian makespan theo giải thuật CDS lớn hon 5 giờ so với giải thuật Palmer

Đối với giải thuật CDS, khi có nhiều đơn hàng với thời gian thực hiện giống nhau, có thê áp dụng thêm các điều kiện phụ như SPT/EDD để ưu tiên thực hiện đơn hàng, cho ra lời giải phù hợp

Phương pháp Palmer sắp xếp trật tự gia công mà không xét đến thời gian giao hàng,

do đó có thể xảy ra trường hợp đơn hàng giao sớm nhưng bị xếp gia công phía sau, làm cho đơn hàng đó bị trễ

Phương pháp Palmer không linh hoạt trong việc tối ưu thời gian lưu, chúng ta phải

hiệu chỉnh lại bằng cách thủ công

Giải thuật CDS

Uu diém:

Thay vì phải xác định Sj cả 4 máy với công thức tính Sj khá phức tạp thì CDS sé dé dàng hơn khi gom về điều độ cho 2 máy và công thức tính tj cũng dễ dàng xác định hơn so với Palmer

Áp dụng FCFS: Nguyên tắc FCFS có ưu điểm là dễ theo dõi, sắp xếp và đáp ứng yêu cầu của khách hàng về thời gian giao hàng

Có nhiều lời giải cho bài toán điều độ

Tại cùng l thời điểm nếu như có nhiều đơn hàng hoàn thành cùng lúc thì có thể áp dụng SPT/EDD để có được lời giải phù hợp nhất với yêu cầu của khách hàng về thời gian giao hang

Cac may sé duoc điều độ làm liên tục đề có thê cho ra M là nhỏ nhất

Nhược điểm:

Trật tự gia công của CDS dựa trên giải thuật Johnson nên cách sắp xếp trật tự điều độ

sẽ phức tạp (thay vì so sánh Sj thì phương pháp CDS xác định min tj và nếu min tj nằm trên máy | thì sẽ đưa về trước, nêu nằm trên máy 2 sẽ đưa ra sau cùng)

15