chapt 4選址與布置09.3.ppt

1 第4章生產(chǎn) 服務(wù)設(shè)施選址與布置 4 1選址決策4 2設(shè)備 設(shè)施布置決策4 3選址的一般步驟4 4選址與布置決策的定量分析4 5裝配線平衡4 6非制造業(yè)的設(shè)施布置 2 4 1選址決策 4 1 1選址決策的基本概念4 1 2選址決策與物流系統(tǒng)4 1 3影響選址的因素4 1 4選址的一般步驟 3 4 1 1選址決策的基本概念 設(shè)施選址概念就是確定在何處建廠或建立服務(wù)設(shè)施選址的重要性設(shè)施建設(shè)的投資和速度 在很大程度上決定了所提供的產(chǎn)品和服務(wù)的成本 影響企業(yè)的生產(chǎn)管理活動和經(jīng)濟效益 4 4 1 2選址決策與物流系統(tǒng) 選址決策與物流系統(tǒng)的關(guān)系企業(yè)做出的選址決策應(yīng)使企業(yè)的利潤最大化 至少使物流鏈處于控制之中從物流系統(tǒng)的觀點出發(fā) 就是要綜合考慮所有的因素 使得物流鏈上的每一個結(jié)點都能達到最優(yōu) 5 4 1 3影響選址的因素 經(jīng)濟因素政治因素社會因素自然因素 6 經(jīng)濟因素運輸條件與費用考慮運輸條件時 注意產(chǎn)品的性質(zhì) 生產(chǎn)粗大笨重的產(chǎn)品的工廠 靠近鐵路車站和河海港口 制造出口的產(chǎn)品的工廠 廠址要接近碼頭等 企業(yè)的輸入與輸出運輸量要考慮接近原材料供應(yīng)地 還是接近消費市場 接近原材料供應(yīng)地 如 材料笨重而價格低廉 原料易變質(zhì) 運輸不便河原來笨重 產(chǎn)品由原料中的一小部分提煉而成 接近消費市場地 如 產(chǎn)品運輸不便 產(chǎn)品變化和變質(zhì) 大多數(shù)服務(wù)業(yè)等 7 勞動力可獲性勞動密集性企業(yè) 設(shè)廠在勞動力資源豐富 工資低廉的地區(qū) 能源可獲性與費用耗能大的企業(yè) 如鋼鐵 煉鋁 火力發(fā)電廠 其廠址應(yīng)該靠近燃料 動力供應(yīng)地 廠址條件和費用建廠地方的地勢 利用情況和地質(zhì)條件 地價 8 其它因素政治因素政治局面是否穩(wěn)定 法制是否健全 稅負是否公平等 社會因素居民的生活習(xí)慣 文化教育水平 宗教信仰和生活水平等 自然因素氣候條件和水資源狀況 9 4 1 4選址的一般步驟 選擇某一地區(qū)城市設(shè)廠工廠規(guī)模不大 需大量受過良好教育和培訓(xùn)的員工 服務(wù)業(yè) 因大部分服務(wù)業(yè)需要與顧客直接接觸 廠地占用空間少 最好能設(shè)置于多層建筑內(nèi) 對環(huán)境污染小 10 選擇某一地區(qū)農(nóng)村設(shè)廠工廠規(guī)模大 需占用大量土地 生產(chǎn)對環(huán)境污染較大 如噪音 有害氣體或液體 需大量非技術(shù)性粗工 有高度制造機密 需與周圍隔離 11 選擇某一地區(qū)城郊設(shè)廠兼有農(nóng)村與城市設(shè)廠的優(yōu)點由于現(xiàn)代交通和通訊發(fā)達 將有越來越多的工廠設(shè)在城郊 12 同一地區(qū)選址若干地點確定廠址應(yīng)考慮廠區(qū)平面布置方案 并留有適當擴充余地 整理廠地環(huán)境的費用 職工生活方便 比較不同地點 作出決定 13 4 2設(shè)備 設(shè)施布置決策 4 2 1影響企業(yè)生產(chǎn)單位構(gòu)成的因素4 2 2生產(chǎn)單位的專業(yè)化原則和形式4 2 3影響生產(chǎn)和服務(wù)設(shè)施布置決策的因素4 2 4幾種典型布置形式 14 4 2 1影響企業(yè)生產(chǎn)單位構(gòu)成的因素 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與工藝特點企業(yè)的專業(yè)化與協(xié)作化水平企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模 15 4 2 2生產(chǎn)單位的專業(yè)化原則和形式 工藝專業(yè)化原則按照工藝專業(yè)化特征建立的生產(chǎn)單位 形成工藝專業(yè)化車間 優(yōu)點 對產(chǎn)品品種變化適應(yīng)能力強 生產(chǎn)系統(tǒng)可靠性高 工藝管理方便 缺點 加工路線長 運輸量大 運輸成本高 生產(chǎn)周期長 組織管理工作復(fù)雜 生產(chǎn)效率低等 16 對象專業(yè)化原則按照產(chǎn)品 或零部件 建立的生產(chǎn)單位 優(yōu)點 提高工作地的專業(yè)化程度 可以采用高效率的專用設(shè)備 提高工作效率 提高生產(chǎn)過程的連續(xù)性 縮短生產(chǎn)周期 減少運輸費用 簡化生產(chǎn)管理工作等 缺點 對產(chǎn)品品種變化的適應(yīng)能力很差 17 4 2 3影響生產(chǎn)和服務(wù)設(shè)施布置決策的因素 工廠房的布置滿足生產(chǎn)過程的要求 以避免互相交叉和迂回運輸 縮短生產(chǎn)周期 節(jié)省生產(chǎn)費用 生產(chǎn)聯(lián)系和協(xié)作關(guān)系密切的單位應(yīng)相互靠近布置 充分利用現(xiàn)有運輸條件如公路 鐵路 港口及供水 供電等公共設(shè)施 按照生產(chǎn)性質(zhì) 防火和環(huán)保要求 合理劃分廠區(qū) 在考慮防火和衛(wèi)生條件下 總平面布置應(yīng)力求占地面積小 工廠布置應(yīng)考慮有擴建的余地 18 4 2 4幾種典型布置形式 物料流程形式可分為水平和垂直的流程形式 水平 所有的設(shè)備 設(shè)施都在同一個車間里時 垂直 生產(chǎn)運作是在同一個樓層周轉(zhuǎn)時 19 布置類型固定式布置加工對象位置固定 生產(chǎn)工人和設(shè)備都隨加工產(chǎn)品所在的某一位置而轉(zhuǎn)移 產(chǎn)品 工位器具 零部件 固定式布置示意圖 20 布置類型按產(chǎn)品布置按對象專業(yè)化原則布置有關(guān)機器和設(shè)備 常見的如流水生產(chǎn)線或產(chǎn)品裝配線 加工設(shè)備 加工設(shè)備 按產(chǎn)品 對象 布置的示意圖 21 按工藝過程布置又稱工藝專業(yè)化布置 即按照工藝專業(yè)化原則將同類機器集中在一起 完成相同工藝加工任務(wù) 按工藝過程布置示意圖 L L L D D D D G G 接收和轉(zhuǎn)運 L D G 車床組 鏜床組 磨床組 磨床 鉆床 車床 22 按成組制造單元布置首先根據(jù)一定的標準將結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件組成一個零件組 確定出零件組的典型工藝流程 再根據(jù)典型工藝流程的加工內(nèi)容選擇設(shè)備和工人 由這些設(shè)備和工人組成一個生產(chǎn)單元 L D D G G L P G L L 原材料 成品庫 單元1 單元2 單元3 G D L 車床 鉆床 磨床 成組生產(chǎn)單元布置示意圖 23 按C形制造單元布置C形制造單元布置示意圖 機器2 機器1 機器3 機器4 機器5 機器6 入口 出口 24 U形制造單元及生產(chǎn)線布置 7 6 5 4 3 2 1 7 6 5 4 3 2 1 入口 出口 入口 出口 工人的行走路線 25 4 3庫房布置 例子 假設(shè)有一個家電用品倉庫 共有M個貨區(qū) 分別儲存7種家電 倉庫有一個出入口 進出倉庫的貨物都要經(jīng)過該口 如圖所示 假設(shè)該倉庫每種物品每周的存取次數(shù)如表所示 應(yīng)該如何布置不同物品的貨區(qū) 使總搬運量最小 26 貨區(qū) 通道 家電用品倉庫的存儲信息 倉庫平面示意圖 27 通道 貨區(qū) 布置好的倉庫平面示意圖 28 4 4選址與布置決策的定量分析 4 4 1量本利分析法4 4 2評分法4 4 3作業(yè)相關(guān)圖法4 4 4從 至表法4 4 5新設(shè)備的布置問題4 4 6線性規(guī)劃方法4 4 7計算機輔助選址決策與設(shè)施布置 29 4 4 1量本利分析法 選址方案都有一定的固定成本和變動成本的可用于多個選址方案的比較 30 0盈虧平衡點VoV1V2產(chǎn) 銷 量 FC2 FC1 TC1 TC2 收入 利潤 31 4 4 2評分法 全面比較不同選址方案 是一個多目標或多準則的決策問題 不同的目標對選址決策的重要程度不同 就要對不同的目標分配不同的權(quán)重 對于多目標決策問題 決策的方法有淘汰法 設(shè)置最低指標值 加權(quán)和法 32 例1 33 例2 加權(quán)法 34 4 4 3作業(yè)相關(guān)圖 由穆德提出的 它是根據(jù)企業(yè)各個部門之間的活動關(guān)系密切程度布置其相互位置 將關(guān)系密切程度分為六個等級 35 列出導(dǎo)致不同程度關(guān)系的原因 36 例 6 1一個快餐店欲布置其生產(chǎn)與服務(wù)設(shè)施 該快餐店共分成6個部門 計劃布置在一個2 3的區(qū)域內(nèi) 已知這6個部門間的作業(yè)關(guān)系密切程度 如表6 4所示 請根據(jù)表6 4作出合理布置 部門6 部門5 部門4 部門3 部門2 部門1 A A A A A A X O X E O U X I U 這里的符號表示兩者的關(guān)系絕對重要 作業(yè)相關(guān)圖示例 37 解 第一步 列出關(guān)系密切程度分類表 只考慮A和X AX1 21 41 33 62 63 43 54 65 6 38 第二步 根據(jù)列表編制主聯(lián)系簇 原則是 從關(guān)系 A 出現(xiàn)最多的部門開始 如本例的部門6出現(xiàn)3次 首先確定部門6 然后將與部門6的關(guān)系密切程度為A的一一聯(lián)系在一起 2 4 5 6 聯(lián)系簇 39 第三步 考慮其他 A 關(guān)系部門 如能加在主聯(lián)系簇上就盡量加上去 否則畫出了分離的子聯(lián)系簇 本例中 所有的部門都能加到主聯(lián)系簇上去 X關(guān)系聯(lián)系簇 4 6 2 1 3 5 40 第四步 畫出 X 關(guān)系聯(lián)系圖 3 4 1 6 第五步 根據(jù)聯(lián)系簇圖和可供使用的區(qū)域 用實驗法安置所有部門 41 4 4 4從 至表法 思想用從 至表列出不同部門 機器或設(shè)施之間的相對位置 以對角線元素為基準計算各工作點之間的相對距離 從而找出整個單位或生產(chǎn)單元物料總運量最小的布置方案 應(yīng)用于比較適合于多品種 小批量生產(chǎn) 42 基本步驟選擇典型零件 制定典型零件的工藝路線 確定所用機床設(shè)備 制定設(shè)備布置的初始方案 統(tǒng)計出設(shè)備之間的移動距離 確定出零件在設(shè)備之間的移動次數(shù) 和單位運量成本 用實驗法確定最滿意的布置方案 43 4 4 5新設(shè)備的布置問題 例子在已有的設(shè)備設(shè)施中 再安置一臺新裝備 該問題的目標是使從新設(shè)備到老設(shè)備的加權(quán)直線移動距離的總和最小 44 解體思想 為方便起見 假設(shè)物料或人員在兩臺設(shè)備或兩個部門之間移動時 只能按交叉垂直的路線運動 即兩個點之間不能走對角線 設(shè)原有設(shè)備在坐標內(nèi)的點為 a1 b1 a2 b2 an bn 則目標是求出x y使得最小 45 引進加權(quán)系數(shù)w是允許新 老設(shè)備間有不同的流量 該問題的一個簡化特點是可以分別求出x和y的最優(yōu)值 即這里 46 4 4 6線性規(guī)劃方法設(shè) n 機器數(shù)量cij 機器i布置在j時 單位時間的成本djr 從位置j到位置r物料移動一次的成本fik 單位時間內(nèi)機器i到機器k的平均移動次數(shù)Si 機器i可能布置的位置的集合 47 aijkr是單位時間機器i布置在位置j和機器k布置在位置r物料運輸費用 這個費用僅在xij等于xkr情況下出現(xiàn) 因此 總成本的表達式為 如果機器i布置在位置j 其他 48 約束條件優(yōu)化的目標是使總的物料搬運成本最低 這是一個四重分配問題 一般來說 該問題用人工求解是極為困難的 因此多采用軟件包來求解 如LINGO 49 4 4 7計算機輔助選址決策與設(shè)施布置 常見的計算機輔助布置的軟件CRAFT 由美國人開發(fā)出來的一種常用的計算機輔助生產(chǎn)和服務(wù)設(shè)施布置的工具 基本內(nèi)容 合理布置的目標是運輸總成本最小 允許對生產(chǎn)中的材料和部件使用不同的物料搬運方式和工具 其成本同搬運距離成比例 已知各塊狀中心的面積及其初試布置方案 并在布置圖上標明各個塊狀中心的坐標 若某些塊狀中心要求特殊位置 則可以作為約束條件 預(yù)先說明 使用計算方法進行運算 使整個系統(tǒng)綜合搬運費用最小 50 4 5裝配線平衡 4 5 1裝配線平衡的原因4 5 2裝配線平衡的方法4 5 3裝配線平衡舉例 51 4 5 1裝配線平衡的原因 裝配線平衡定義用又稱工序同期化 是對于某裝配流水線 在給定流水線的節(jié)拍后 求出裝配線所需工序的工作地數(shù)量和用工人數(shù)最少的方案 裝配線平衡的原因時間資源浪費 忙閑不均 引起矛盾 人力資源浪費 52 裝配線 流水線 節(jié)拍是指流水線上連續(xù)出產(chǎn)兩件相同制品的時間間隔 53 4 5 2裝配線平衡的方法 原則以適當?shù)姆绞綄⒀b配線上若干個相鄰工序合并成一個大工序 又稱工作地 并使這些大工序的作業(yè)時間接近或等于裝配線的節(jié)拍 步驟確定裝配流水線節(jié)拍 計算裝配線上需要的最少工作地數(shù) 54 組織工作地 按以下條件向工作地分配小工序 保證個工序之間的先后順序 每個工作地分配到的小工序作業(yè)時間之和 Tei 不能大于節(jié)拍 各工作地得大于的作業(yè)時間應(yīng)盡量接近或等于節(jié)拍 Tei r 應(yīng)使工作地數(shù)目盡量少 55 計算工作地時間損失系數(shù) 平滑系數(shù) 56 例子 啟明公司開發(fā)出一種款式新穎的三輪童車 試銷結(jié)果表明深受顧客歡迎 公司決定建立一條裝配流水線 大批量生產(chǎn)這種三輪童車 面向全國銷售 現(xiàn)需要對這條裝配線進行組織設(shè)計 裝配線平衡過程如下 三輪童車裝配路線如圖一所示 三輪童車裝配作業(yè)先后順序如圖二所示 57 圖示 1 3 2 4 5 6 7 8 9 10 前輪裝在車架上 車架 右輪 左輪 前輪 擋泥板 前叉 套管和定位螺絲 車把 橡膠手柄 車座 將后輪裝在車架上 將車把裝在套管中 將車座裝在車架上 完工檢驗 童車裝配工藝示意圖 58 圖二 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 21 19 20 0 10 18 10 15 17 10 18 10 15 17 0 18 11 15 18 12 12 9 18 三輪童車裝配作業(yè)先后順序 59 解 1 裝配作業(yè)的分解和節(jié)拍的確定由生產(chǎn)計劃和工作班次 三輪童車裝配線的節(jié)拍為 r 20秒 件 2 計算最小工作地數(shù) Smin 253 20 12 65 13 3 組織工作地 根據(jù)裝配作業(yè)順序圖 用試算法進行工作地重新劃分 共劃分出15個工作地 60 4 計算裝配線的時間損失系數(shù)和平滑系數(shù) 61 5 三輪童車裝配線工作地重新布置方案 如下 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 21 19 20 0 10 18 10 15 17 10 18 10 15 17 0 18 11 15 18 12 12 9 18 62 4 6非制造業(yè)的設(shè)施布置辦公室與生產(chǎn)制造系