La mayoría de los procesos de producción en fábricas son realizados por máquinas y trabajadores en líneas de producción. El horario de operación se organiza para reducir los costos de las empresas y obtener el máximo beneficio económico para un funcionamiento sostenible. Los estudios anteriores generalmente investigaban el tiempo de trabajo considerando solo las condiciones de los trabajadores. Este estudio propuso un método para optimizar el horario de operación considerando conjuntamente los estados de fatiga de los trabajadores y los estados de operación de las máquinas. Este método se basó en una estructura de sistema llamada sistema conectado consecutivamente multietapa (MCCS), que se ha aplicado ampliamente en diversas áreas, como las comunicaciones electrónicas. Esta estructura es también una analogía de la línea de producción. El modelo correspondiente se construye basado en la función generadora universal (UGF) ya que es una herramienta poderosa para modelar un sistema conectado consecutivamente. El modelo propuesto se puede utilizar para evaluar las productividades diferentes de distintos tipos de trabajadores en diferentes estados y realizar la selección de todo el esquema a través de simulación. Según el método propuesto, se obtuvo el horario de operación óptimo, incluyendo el tiempo de trabajo, tiempo de descanso y estrategia de asignación para un sistema de línea de producción. Se proporcionan algunos ejemplos para ilustrar el método propuesto.