湿宠物食品生产排程

本指南面向为湿宠物食品生产线进行排程的生产计划员和运营经理——包括 batch（批次）蒸煮锅、continuous flow（连续流）灌装机、并联杀菌釜以及口味驱动的换线——并展示如何在 Schantt 中对车间设施进行建模，以构建经过优化的生产排程，充分尊重生产的每一个工序。

本指南以一家基于行业研究构建的虚构综合公司为背景；所有名称、参数和数字均为示范性质。

行业背景

湿宠物食品制造是一个五工序 Hybrid Flowshop。冷冻蛋白质原料块被研磨并混合成肉浆，在蒸汽夹套蒸煮锅中进行烹饪以灭菌和改善质地，然后灌装到罐或软袋中，在批次杀菌釜中再次经过高温高压灭菌，最后贴标并装箱发运。该流程混合了 batch 操作——研磨、烹饪和杀菌——与 continuous flow 工序——灌装和包装——形成了一条管道，其中每个交接环节的时间纪律决定了总吞吐量。

典型的产品族有三种：肉酱型（光滑均匀的乳化产品）、肉汁块型（酱汁中成型的肉块）和肉丝型（切碎的蛋白质，通常装于软袋中）。每种产品族遵循不同的烹饪参数——肉酱型周期最快，每批 1,000 kg 需 25 分钟；肉丝型需 30 分钟；肉汁块型烹饪时间最长，需 40 分钟——以及不同的灌装路径。罐装产品在专用灌装机上运行，肉酱型产能为 18,000 罐/小时，肉汁块型为 12,000 罐/小时；软袋产品在另一台灌装机上运行，肉丝型为 9,000 袋/小时。四台 batch 杀菌釜，每台容量为 400 kg 篮筐，采用 24/7 轮班制运转，以跟上日班灌装线的节奏；杀菌周期从 35 分钟（肉酱型）到 50 分钟（肉汁块型）不等。工序间的转移时间分别为 10、10、15 和 20 分钟——从研磨到烹饪、烹饪到灌装、灌装到杀菌、杀菌到包装。

口味驱动的换线决定了排程的复杂程度。三种产品族共涉及五种蛋白质口味，在共用蒸煮锅或灌装机上每次产品族之间的切换都会产生方向性时间惩罚——30 到 70 分钟不等——具体取决于切换对和顺序方向。非对称清洁意味着从清淡蛋白切换到浓重蛋白所需的时间更长，反之则较短，而三文鱼的切换最为耗时。该车间研磨、烹饪、灌装和包装工序每周一至周五运行一个 10 小时日班，而杀菌室则全天候运转。

TruePaw Kitchen 在一个 2,800 m² 的单层厂房中运营约 85 人，在 5 个生产工序中生产 3 种产品族，由一个小型计划团队进行排程。

流程概览

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    GM["研磨/混合<br/>批次"] --> CO["烹饪<br/>批次 · 2台蒸煮锅"] --> FI["灌装<br/>连续流 · 罐装与软袋"] --> RE["杀菌<br/>批次 · 4台杀菌釜<br/>24/7"] --> PA["包装<br/>连续流"]

五工序 Hybrid Flowshop：批次研磨/混合和烹饪供料给连续流灌装机，批次杀菌釜在 24/7 运转下对密封容器进行灭菌，连续流包装线完成整条工艺路线。

三种产品族均经过所有工序。工艺路线的差异仅在灌装工序内的设备层面——罐装与软袋——而非工序跳过。

排程挑战及 Schantt 的应对方式

排程由需求预测驱动，该预测设定每种产品族的每日生产数量。对于主要约束来自物料可用性而非需求的计划员，同样的模型同样适用——Schantt 根据您定义的触发条件生成工单，从最早可用开始日期开始向前排程。排程算法在整个订单集上最小化总生产时间，从您定义的开始日期向前运行。本指南假设一个实用的 10 天滚动周期。

Schantt 提供两种排程模式。Auto 模式同时优化作业的顺序和作业到设备的分配。Semi-Auto 模式保持您的作业顺序不变，仅优化设备分配。

Schantt 擅长处理的内容

• 带转移时间的顺序多工序生产——五工序线性工艺路线，每类产品在各工序都有各自的路线，工序间存在泵送、输送、装篮和冷却等交接延迟。
• 多设备工序（并联杀菌釜组）——同一批次工序上的四台杀菌釜设备，每台有各自的工作日历；算法在 Auto 和 Semi-Auto 模式下将作业分配到可用的杀菌釜上。
• 批次与连续流混合管道——同一工艺路线中包含批次工序（烹饪、杀菌）和连续流工序（灌装、包装），当连续流灌装机快于上游批次供应时会自动暂停等待。
• 顺序相关的换线时间（口味切换）——从一种产品族切换到另一种产品族时，每台设备上具有方向性的换线时间；优化器倾向于将相似口味聚集在一起的顺序，以减少总换线时间。
• 部分转移（逐步投料）——蒸煮锅可以在完整烹饪周期完成之前将首批部分批次释放给灌装机，减少灌装机空闲时间。
• 班次感知及设备级覆盖——杀菌釜采用 24/7 轮班制；其他工序采用周一至周五日班，每一项都建模为独立的设备级工作日历分配。

Schantt 如何应对各项挑战

1. 口味驱动的换线损失。

• 三种产品族共涉及五种蛋白质口味，且非对称清洁时间因方向而异，典型的一周内共用蒸煮锅上约有 10 次口味切换，在烹饪和灌装工序上消耗 5 到 7 小时的换线时间。估计其中每周 3 到 4 小时可通过更好的排序来避免。
• 您可以在每台设备上以切换对矩阵的形式输入方向性换线时间——从一种产品族到另一种产品族在该特定蒸煮锅或灌装机上的清洁时间，其中从肉酱型到肉汁块型的持续时间可能与反向不同。在 Auto 模式下，排程算法评估各种作业顺序，倾向于将相似产品族聚集在一起的顺序，从而减少计划中的总换线时间。当过敏原规程要求严格的顺序——例如鱼制品必须最后生产时——Semi-Auto 模式锁定您的顺序，同时仍围绕该顺序优化设备分配，从而在保持固定顺序的同时管理换线时间。

2. 批次到连续流交接导致的灌装机供应不足。

• 烹饪工序以 1,000 kg 为批次、25 至 40 分钟为周期进行生产，而罐装机以每小时 12,000 至 18,000 罐的速度运转。灌装机可以在 5 到 12 分钟内清空一整批已烹饪的物料，然后等待下一批烹饪完成——导致每个班次灌装机空闲 1.5 到 2 小时。
• 每种产品族从烹饪到灌装的工艺路线都配置为启用部分转移并设置最小释放量——在此场景中，已烹饪批次的前 25% 一经就绪即释放给灌装机，而剩余部分继续完成烹饪。灌装机在该部分数量到达后即开始运行，而无需等待完整的 1,000 kg 批次，从而大幅缩小连续批次之间的供应缺口。部分转移量和批次周期时间都是您可以按产品族和设备设置的参数。

3. 杀菌釜瓶颈及 24/7 产能利用率。

• 四台杀菌釜是吞吐量瓶颈：约 70% 的运行时间内车间受杀菌釜能力限制。由于灌装和杀菌运行在不同的工作日历上——灌装机为 10 小时日班，杀菌釜为 24/7 连续运转——前端一天生产的密封容器数量可能超过杀菌釜的处理能力，而通过更紧密的排程，每周可能消除 2 到 3 次杀菌釜加热循环。
• 四台杀菌釜建模为同一批次工序上的四台独立设备，每台有各自的周期时间（肉酱型 35 分钟，肉丝型 40 分钟，肉汁块型 50 分钟）、篮筐容量 400 kg，以及各自设置为 24/7 轮班的工作日历覆盖。在 Auto 模式下，算法将进入的满装篮筐分配到所有可用杀菌釜上，并按顺序排列以最小化空闲间隙，在连续运行窗口内保持高利用率。Semi-Auto 模式允许您固定杀菌釜顺序——例如指定一台杀菌釜专门用于最长周期——同时仍在其余设备之间平衡负载。

4. 灌装和包装工序上的格式切换协调。

• 在灌装和包装工序上切换罐装和软袋格式需要每变更约 30 分钟的协调开销——在肉酱型和肉汁块型之间切换时罐装机的换线时间，以及容器格式变更时包装线的独立配置变更。在仓促的格式切换下，软袋破损率从约 0.5% 上升至约 2.5%，每个班次损失 80 到 120 个软袋。
• 两台灌装设备——罐装机和软袋灌装机——位于同一灌装工序上，每台有各自的每类产品吞吐率和各自的换线矩阵。罐装机在肉酱型和肉汁块型之间有方向性换线时间（每向 30 分钟）；软袋灌装机仅服务于肉丝型，没有产品族之间的换线。在包装工序上，单条包装线具有按产品类的吞吐率（罐装 12,000 件/小时，软袋 7,200 件/小时），考虑了格式处理差异。由于将对易碎软袋格式的吞吐率设置在保守值，排程自然以现实的节奏安排软袋生产。格式切换在甘特图上显示为操作之间的带标签换线段。

5. 跨生产批次的保质期优先级。

• 零售客户要求交付时剩余保质期至少为 18 个月，这意味着接近该窗口末尾的生产批次必须更早排程。生产日期相对于保质期窗口创造了隐式的优先级，电子表格在 42 个 SKU 的产品范围内难以始终一致地处理。
• 在 Semi-Auto 模式下，您安排作业顺序时将近保质期到期的生产批次放在前面，算法在该固定顺序内优化设备分配。生成的排程显示在甘特图上，您可以在发布计划前验证高优先级批次是否在所需窗口内完成。排序约束在顺序层面应用——Schantt 不强制执行硬性的最晚完成截止时间——因此计划员将甘特图作为最终检查手段。

需要在 Schantt 中建模的内容

杀菌后为期 14 天的质量控制保温存放阶段在 Schantt 外部作为手动生产后缓冲期进行管理——排程周期将其纳入考量，但排程本身不控制它。以下是在 Schantt 中需要创建的实体：

分步设置

1. 按顺序创建工序并设置转移时间。 定义从研磨/混合到包装的五个工序，设置其生产类型——研磨/混合、烹饪和杀菌为 batch；灌装和包装为 flow。在每个工序的详情页面上，设置到工艺路线中下一道工序的转移时间：

• 研磨/混合 → 烹饪：10 分钟
• 烹饪 → 灌装：10 分钟
• 灌装 → 杀菌：15 分钟
• 杀菌 → 包装：20 分钟

2. 为每道工序添加设备。 在每个工序上创建运行的设备：

• 研磨/混合： 1 台冷冻块研磨机
• 烹饪： 2 台蒸汽夹套蒸煮锅
• 灌装： 2 台设备——1 台罐装机（带封罐机）和 1 台软袋灌装机
• 杀菌： 4 台批次杀菌釜
• 包装： 1 台集成贴标机和装箱机

3. 创建产品族并定义按类别的工艺路线。 设置三种产品族——肉酱型、肉汁块型和肉丝型。每种产品族经过所有五个工序，因此没有工序被跳过。在每类产品的详情页面上，启用从烹饪到灌装交接的部分转移功能，所有三类产品的最小释放量设置为 250 kg。

4. 每类产品添加一个代表性产品。 为每类产品创建一个产品：

• 鸡肉酱 156 g 罐装（肉酱型）
• 牛肉汁块 156 g 罐装（肉汁块型）
• 三文鱼肉丝 85 g 软袋（肉丝型）

5. 设置设备产能参数和换线时间。 在每台设备的详情页面上，输入批次工序设备的批次周期时间和批量大小，以及连续流工序设备的吞吐率。然后在共用设备上输入产品族之间的方向性换线时间。

烹饪蒸煮锅（两台设备，按产品族的批次参数）：

• 肉酱型：25 分钟周期，1,000 kg 批次
• 肉汁块型：40 分钟周期，1,000 kg 批次
• 肉丝型：30 分钟周期，1,000 kg 批次

烹饪蒸煮锅换线矩阵（两台蒸煮锅相同，方向性，单位：分钟）：

罐装机换线时间（肉酱型 ↔ 肉汁块型，每向 30 分钟）： 罐装机处理肉酱型和肉汁块型；软袋灌装机仅处理肉丝型，没有产品族换线。

杀菌釜（全部四台，按产品族的批次参数）：

• 肉酱型：35 分钟周期，400 kg 篮筐
• 肉汁块型：50 分钟周期，400 kg 篮筐
• 肉丝型：40 分钟周期，400 kg 篮筐

灌装工序吞吐率：

• 罐装机：18,000 罐/小时（肉酱型），12,000 罐/小时（肉汁块型）
• 软袋灌装机：9,000 袋/小时（肉丝型）

包装线吞吐率：

• 肉酱型：12,000 件/小时
• 肉汁块型：12,000 件/小时
• 肉丝型：7,200 件/小时

6. 配置工作日历、例外日期和停机时间。 创建两个工作日历：一个日班工作日历（周一至周五，06:00 至 16:00），分配给除杀菌釜之外的所有设备；一个 24/7 轮班工作日历，分配给四台杀菌釜。添加工厂的非工作日工作日历例外——元旦、国际劳动节以及从 12 月 24 日开始的年末停工。最后，输入计划停机时间窗口：杀菌釜 1 的年度预防性维护（六月中旬）、罐装机的活塞密封和封罐机头大修（三月中旬）以及全厂电气停机（八月初）。

有关在 Schantt 中配置上述各项的分步说明，请参见 Schantt 文档。

常见错误

1. 使用单一的统括换线时间，而非按对的方向性值。 湿宠物食品中的换线时间并非对称——从肉丝型清洁蒸煮锅到肉酱型需要 70 分钟，而反向仅需 50 分钟。单一的平均值掩盖了驱动良好排序决策的非对称性。解决方法： 在每台处理多种产品族的设备上输入每一对方向性值，使用每次切换方向的实际清洁时间。

2. 将三种产品族建模为一个拥有共用工艺路线的单一类别。 肉酱型、肉汁块型和肉丝型有不同的烹饪持续时间，使用不同的灌装设备。将它们合并为一类会迫使使用单一的烹饪参数和单一的灌装机分配，从而丢失定义实际流程的设备级工艺路线差异。解决方法： 每个产品系列创建一个产品族，每个产品族有自己的按工序的工艺路线和在灌装工序上的设备分配。

3. 将四台杀菌釜视为一台具有四倍产能的设备。 杀菌釜独立运行——每台有自己的周期、篮筐和可用性。将四台合并为一台设备一次只能排程一个篮筐，错过了实际车间所依赖的并行处理。解决方法： 在杀菌工序上创建四台独立的杀菌釜设备，每台有自己的批量大小和周期时间。

4. 未设置杀菌釜的设备级工作日历覆盖。 没有工作日历覆盖时，杀菌釜继承 Team 默认值（仅日班），每晚和每个周末停止安排工作，导致装满的篮筐滞留，浪费 24/7 产能。解决方法： 为每台杀菌釜设备单独分配 24/7 轮班工作日历，以便算法填满每一个可用小时。

5. 在罐装机上遗漏肉酱型和肉汁块型之间的换线时间。 即使罐装机只处理两类产品，它们之间的切换也需要 30 分钟。如果没有该条目，排程器会将切换视为瞬时完成，产生一个过于紧凑、车间无法执行的计划。解决方法： 在罐装机上输入双向 30 分钟的方向性换线时间。

一个良好的排程是什么样的

配置良好的 Schantt 排程将手动的逐个工序排序替换为一个经过优化的计划，该计划在整个 10 天周期内尊重每一个交接、换线和工作日历约束。差异体现在计划的结构和每个工序的利用率上。

之前（电子表格/手动）：

• 口味顺序凭经验选择，而非系统化，每周遗留 3 到 4 小时可避免的换线时间
• 灌装机每个班次等待下一批已烹饪物料而闲置 1.5 到 2 小时，因为整批交接在供应和需求之间造成了缺口
• 杀菌釜利用率滞后——由于无法实时了解哪些杀菌釜空闲以及何时空闲，即使已加热的杀菌釜上仍有部分容量可用时，仍会启动新的加热循环
• 罐装和软袋之间的格式切换临场协调，导致仓促的换线，推高了软袋破损率

之后（Schantt Auto 模式）：

• 算法对作业进行排序，将相似产品族聚集在一起，减少整个排程周期内的总换线时间，回收部分可避免的每周换线小时数
• 从烹饪到灌装的部分转移使灌装机在批次间歇期间保持运行，每个班次大幅减少空闲时间
• 作业自动分配到四台杀菌釜上，算法随着密封篮筐到达而填满每一台可用设备——不必要的加热循环更少，杀菌釜利用率更高
• 每次换线——无论是在蒸煮锅还是灌装机上——都以其完整的方向性持续时间进行排程，并在甘特图上显示为带标签的段，因此格式切换是一个有准确时长的计划事件，而非临时的忙乱

在 Schantt 中尝试

注册 Schantt 并加载内置示例数据集，自行构建本指南中的场景——每一道工序、每一台设备、每一个产品族、每一个产品和每一个工作日历均已配置完毕，包括工艺路线、换线时间、转移时间和停机时间，随时可以进行排程。您的配置和排程仅限于您的团队账号内。如需深入了解任何步骤，请参阅 Schantt 文档。