📚 课程目录第4章班组生产排程

4. 班组生产排程

班组排程不是把订单按日期排个队，而是在设备能力、换型损失、批量经济性和客户交期之间找平衡点。现场最常见的矛盾是：交期最急的订单不一定适合马上做，因为换型时间可能吃掉半天产能；而批量最大的订单如果一直插队，又会把后面的小单全部拖期。排程的本质，是决定“先做什么、做多少、什么时候切换”这三个问题。

一、换型顺序：先看换型矩阵，再定切换路径

换型时间取决于“从什么状态切到什么状态”，而不是单个产品本身的属性。例如同一台注塑机，从白色件切换到浅色件需要清料约25分钟，从浅色件切换到深色件只需8分钟，从深色件切回白色件则要45分钟以上。因此排程时不能只看单件工时，必须建立换型矩阵，把“上一任务→下一任务”的切换代价标出来。

现场可用的简化规则是：同色系、同材质、同模具优先连续；浅色在前、深色在后；小件在前、大件在后。如果设备有明确的温度或压力梯度，则按“低参数→高参数”排序，避免反复回调。下面这张图展示了一个典型的换型顺序决策关系：左侧是待排任务，中间是换型代价判断，右侧输出推荐的切换路径。

图中任务D交期最急（D+1），但它是黑色小件，如果直接排在白色任务之后，换型要50分钟。现场平衡的做法是：把任务D插到深灰任务C之后，因为深灰→黑只需5分钟，同时通过加班或提前投料把D的完成时间拉回D+1。这就是“换型顺序服从交期，但交期也要利用换型路径来降低代价”的典型操作。

二、批量策略：不是越大越好，也不是越小越灵活

批量决策的核心是换型成本与在制品/交期损失之间的权衡。设单次换型时间为 S（分钟），单件加工时间为 t（分钟），批量为 Q，则一批的总占用时间为 S + Q×t。单位产品分摊的换型时间为 S/Q。批量越大，分摊越小，但库存和等待时间上升；批量越小，换型次数增加，设备有效产出下降。

现场常用的判断方法是经济批量参考点：当换型时间 S 与一批加工时间 Q×t 的比值超过某个阈值（例如 S / (Q×t) > 0.3），说明换型损失已经偏高，应考虑合并同色系订单或适当加大批量；反之，如果交期紧张、在制品堆积，则应拆小批量、增加切换次数。下面给出一个示例计算：

示例参数（假设）：
换型时间 S = 25 min
单件加工时间 t = 0.5 min/件
批量 Q = 800 件

一批占用时间 = 25 + 800×0.5 = 425 min
单位分摊换型 = 25 / 800 = 0.031 min/件
换型占比 = 25 / 425 ≈ 5.9%  → 换型损失可接受

若批量降为 Q = 200 件：
一批占用时间 = 25 + 200×0.5 = 125 min
单位分摊换型 = 25 / 200 = 0.125 min/件
换型占比 = 25 / 125 = 20%  → 换型损失明显上升

这个示例说明：当换型时间固定时，批量缩小到一定程度后，换型占比会快速上升。班组排程时不必追求理论最优，而是设定一个可接受的换型占比上限（如15%），再结合交期紧急程度决定是否拆批。对于交期在24小时内的急单，即使换型占比偏高，也应优先安排；对于交期宽松的常规单，则尽量合并到同色系批次中。

三、交期优先级：用“剩余时间 vs 剩余工作量”判断

交期优先级不能只看订单日期，而要看剩余可用时间与剩余工作量的比值。常用指标是松弛时间：松弛时间 = 交期剩余时间 − 剩余加工时间。松弛时间越小，越紧急；松弛时间为负，说明已经或即将拖期，必须立即插入。

现场排程时，按以下顺序处理：

松弛时间为负或接近零：立即排入，必要时打断当前批次，换型代价再大也要做。
松弛时间较小且换型代价低：优先插入到同色系批次之后，利用低换型路径完成。
松弛时间充裕：合并到后续同色系批次，减少换型次数。
多个急单冲突：比较“换型代价 + 拖期损失”，选择总代价最小的顺序。

现场经验：交期优先级不是“谁急谁先做”，而是“谁急且换型代价可控，谁先做”。如果急单换型代价极高，可以先做一部分（拆批），剩余部分并入后续批次，既保交期又控换型。

四、现场平衡的落地方法：三步排程法

把上述三个维度合起来，班组可以用一个简化的三步排程法：

第一步：按换型矩阵分组。把待排任务按颜色、材质、模具分成若干“换型族”，同族内换型时间短，优先连续生产。
第二步：在族内按交期松弛时间排序。松弛时间小的排前面，松弛时间大的排后面；如果族内任务交期都很宽松，则按批量从大到小排，减少换型次数。
第三步：跨族插入急单。当某急单不属于当前族时，比较“插入换型代价”与“拖期损失”，选择代价最小的插入点。插入后重新计算后续任务的松弛时间，确认没有把其他订单推成负松弛。

举例：当前正在生产白色小件族（A、B），黑色急单D插入。按换型矩阵，白→黑需50分钟，但深灰→黑只需5分钟。如果深灰任务C已经在队列中，可以把D排到C之后，整体换型代价从50分钟降到5分钟，同时D的交期通过提前投料或加班保住。这就是“换型顺序、批量策略、交期优先级”三者现场平衡的实际操作。

注意：排程不是一次性的。每完成一个批次，都要重新检查剩余任务的松弛时间，尤其是急单插入后，后续任务的交期可能被推后。建议每2小时或每完成一个批次更新一次排程看板，确保负松弛任务及时暴露。

最后，班组排程的落地需要一张排程看板，至少包含：任务号、产品/颜色、批量、交期、剩余加工时间、松弛时间、当前换型族、计划顺序。看板不必复杂，但必须让操作工一眼看出“下一个做什么、为什么先做它、换型要多久”。当换型顺序、批量策略和交期优先级在同一张看板上对齐时，现场排程就从“凭感觉”变成了“有依据的平衡”。