生產(chǎn)運營管理第4章生產(chǎn)、服務設(shè)施選址與布置

1、生產(chǎn)運營管理生產(chǎn)運營管理24朱桂平朱桂平6第四章 生產(chǎn)/服務設(shè)施選址與布置優(yōu)化 4.1 選址決策 4.2 設(shè)備/設(shè)施布置決策 4.3 庫房布置 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4.1 選址決策 選址的問題是在系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加以優(yōu)化的。現(xiàn)代的企業(yè)運營，不僅要關(guān)注本企業(yè)的業(yè)務流程，而且要考慮整個供應鏈系統(tǒng)，選址的含義早已擴展到整個供應鏈上的合作伙伴那里。 供應商制造商倉儲和配送中心客戶：物流：需求信息流圖圖4-1:供應鏈結(jié)構(gòu)示意圖供應鏈結(jié)構(gòu)示意圖 n 一個企業(yè)的競爭力將直接受到其地理位置和環(huán)境的影響。n 對于制造業(yè)企業(yè)，地理布局決定著某些直接成本的高低

2、。n 對于服務業(yè)企業(yè)，選址問題直接影響著供需關(guān)系（如客流量）。n 選址的問題還影響著員工的情緒、相互之間的關(guān)系以及公共關(guān)系等。選址決策的基本概念n設(shè)施選址（Facility Location），就是為實現(xiàn)企業(yè)戰(zhàn)略目標、綜合平衡各種因素，確定在何處建廠或建立服務設(shè)施的過程。n設(shè)施選址不僅關(guān)系到設(shè)施建設(shè)的投資和建設(shè)的速度，而且在很大程度上決定了所提供的產(chǎn)品和服務的成本，從而影響到企業(yè)的生產(chǎn)管理活動和經(jīng)濟效益。選址決策與物流系統(tǒng)n 一個企業(yè)的選址決策，與供應商、消費者及其他相關(guān)因素有密切關(guān)系。n 理想情況下，一個企業(yè)作出的選址決策應使企業(yè)的利潤最大化，至少應使物流處于控制之中。n 從物流系統(tǒng)出發(fā)，就

3、是要綜合考慮所有的因素，使得物流鏈上的每一個節(jié)點都能達到最優(yōu)。影響選址的因素n 經(jīng)濟因素 運輸條件與費用運輸工具：航空、鐵路、水路、管道運輸、陸路企業(yè)選址要考慮是接近原材料產(chǎn)地還是 消費市場 勞動力可獲性與費用 能源可獲性與費用廠址條件和費用 n 其他因素 政治因素 政治局面、法制的健全、稅負 的公平 社會因素 居民的生活習慣、文化教育水平、宗教信仰和生活水平 自然因素 氣候條件和水資源狀況選址的一般步驟n選擇某一個地區(qū)n在同一地區(qū)選擇若干適當?shù)牡攸cn比較不同地點，作出決定4.2 設(shè)備/設(shè)施布置決策 生產(chǎn)和服務設(shè)備/設(shè)施布置就是指合理安排企業(yè)或某一組織內(nèi)部各個生產(chǎn)作業(yè)單位和輔助設(shè)施的相對位置與

4、面積、車間內(nèi)部生產(chǎn)設(shè)備的布置。生產(chǎn)和服務設(shè)施布置要在確定了企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)單位組成和生產(chǎn)單位內(nèi)部采用的專業(yè)化形式之后才能進行。 影響企業(yè)生產(chǎn)單位構(gòu)成的因素n產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與工藝特點n企業(yè)的專業(yè)化與協(xié)作化水平n企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模生產(chǎn)單位的專業(yè)化原則和形式 生產(chǎn)單位專業(yè)化形式，影響企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)分工和協(xié)作關(guān)系，決定著物料流向、物流路線和運輸量，他是企業(yè)與車間平面布置中必須考慮的重要問題。n 工藝專業(yè)化原則（process focused）n 對象專業(yè)化原則（product focused） n 純粹按工藝專業(yè)化形式或?qū)ο髮I(yè)化形式布置的較少，常常是同時采用兩種專業(yè)化形式進行車間或企業(yè)的布置影響生產(chǎn)和服務設(shè)施布

5、置決策的因素n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n生產(chǎn)聯(lián)系和協(xié)作聯(lián)系密切的單位應相互靠近布置n充分利用現(xiàn)有運輸條件n按照生產(chǎn)性質(zhì)、防火和環(huán)保要求，合理劃分廠區(qū)n在考慮防火和衛(wèi)生條件下，總平面布置應力求占地面積最小n工廠布置應考慮有擴建的余地幾種典型的布置形式n 物料流程形式 流程形式可以分為水平的和垂直的所有的設(shè)備、設(shè)施都在同一個車間里時，按水平方式考慮生產(chǎn)運營是在同一個樓層周轉(zhuǎn)時，按垂直方式考慮n 布置類型 固定式布置（Fixed Position Layout） 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。零部件工位器具

6、圖圖4-6:固定位置布置示意圖固定位置布置示意圖 按產(chǎn)品布置（Product Layout） 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)備流水線圖圖4-7:按產(chǎn)品（對象）布置的示意圖按產(chǎn)品（對象）布置的示意圖 按工藝過程布置（Process Layout） 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。LLLDDDDGG接收和轉(zhuǎn)運接收和轉(zhuǎn)運LDG 車床組鏜床組磨床組磨床鉆床車床圖圖4-8:按工藝過程布置示意圖按工藝過程布置示意圖 按成組制造單元布置（Layouts Based on Group Technology）

7、LDDGGLPGLL原材料成品庫單元1單元2單元3GDL車床鉆床磨床圖圖4-9:成組生產(chǎn)單元布置示意圖成組生產(chǎn)單元布置示意圖 按C形制造單元布置機器2機器1機器3機器4機器5機器6入口出口圖圖4-10:C形制造單元布置示意圖形制造單元布置示意圖U形制造單元及生產(chǎn)線布置（U-line Cell）76543217654321入口出口入口出口機器工人的行走路線圖圖4-11:U形制造單元及生產(chǎn)線布置形制造單元及生產(chǎn)線布置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)，分別存儲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412所示）。假設(shè)該倉庫每種物品每周的存取次數(shù)如表41

8、所示，應該如何布置不同物品的貨區(qū)，使總搬運量最??？存儲物品搬運次數(shù)（每周）所需貨區(qū)1.電烤箱28012.空調(diào)16023.微波爐36014.音響37535.電視80046.收音機15017.其他1002貨區(qū)通道表表4-1:家電用品倉庫的存儲信息家電用品倉庫的存儲信息圖圖4-12:倉庫平面示意圖倉庫平面示意圖72465537244551通道貨區(qū)圖圖4-13:布置好的倉庫平面示意圖布置好的倉庫平面示意圖4.4 選址與布置決策的定量分析量本利分析法 量本利分析法可以用來評價不同的選址方案。任何選址方案都有一定的固定成本和變動成本，圖4-15表示兩種不同的選址方案的成本和收入隨產(chǎn)量變化的情況。收入TC2

9、（廠址2總成本） TC1（廠址1總成本） FC1（廠址1固定成本） FC2（廠址2固定成本） 成本銷售量P1P2V0 V1V20圖圖4-15 兩個選址方案比較兩個選址方案比較評分法 表4-2為評分法的舉例。有3個候選廠址：A、B和C，它們的經(jīng)濟因素相當。現(xiàn)按7個難以量化的因素對它們進行進一步比較。這7個因素對選址的重要性不同，這種不同從表4-2中第2列“最高分數(shù)”可以看出。通過專家估計每個方案的分數(shù)，得出第3、4、5列中的數(shù)字。比較這些數(shù)字可以看出，廠址C的每項分數(shù)都沒有超過廠址B的分數(shù)，廠址B與廠址A都有優(yōu)于對方的因素。因此，可以不考慮廠址C。廠址B的總分數(shù)為900，廠址A的總分數(shù)為840，

10、可以優(yōu)先選擇廠址B。 選址因素最高分數(shù)候選 廠址ABC未來燃料可獲性水源供應的充足程度勞動力供應情況生活條件運輸?shù)撵`活性及前景環(huán)境污染法規(guī)稅收穩(wěn)定性共 計30010025015020050501100200802201201603030840250902001201604040900220802001001403030800表4-2 評分法舉例 評分法也可以采用其他形式，如表4-3所示的加權(quán)法。用加權(quán)法，每一個選址因素最多為100點，其重要程度由權(quán)重表示。這樣專家評分時會感覺方便些。選 址 因 素權(quán) 重 備選 廠 址ABC交通條件土地狀況停車場地可獲性公眾態(tài)度擴展?jié)摿?.250.100.200

11、.250.2070807090901007060808080100609080表表4-3 加權(quán)法加權(quán)法 作業(yè)相關(guān)圖n 作業(yè)相關(guān)圖法由穆德提出，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。n 首先將密切程度劃分為A、E、I、O、U、X六個等級，然后列出導致不同程度關(guān)系的原因。使用這兩種資料，將待布置的部門一一確定出相互關(guān)系，根據(jù)相互關(guān)系重要程度，按重要等級高的部門相鄰布置的原則，安排出最合理的布置方案。作業(yè)相關(guān)圖代號密切程度A絕對重要E特別重要I重要O一般U不重要X不予考慮代號關(guān)系密切原因1使用共同的原始記錄2共用人員3共用場地4人員接觸頻繁5文件交換頻繁6工作流程連續(xù)7做類似的工

12、作8共用設(shè)備9其他表表44：關(guān)系密切程度分類表：關(guān)系密切程度分類表表表45：關(guān)系密切原因：關(guān)系密切原因例 41 一個快餐店欲布置其生產(chǎn)與服務設(shè)施。該快餐店共分成6個部門，計劃布置在一個23的區(qū)域內(nèi)。已知這6個部門間的主業(yè)關(guān)系密切程度，如圖416所示，請根據(jù)416作出合理布置。部門6部門5部門4部門3部門2部門1AAAAAAXOXEOUXIU這里的符號表示兩者的關(guān)系絕對重要圖圖416：作業(yè)相關(guān)圖示例：作業(yè)相關(guān)圖示例解：第一步，列出關(guān)系密切程度分類表（只考慮A和X） A X 1-2 1-4 1-3 3-6 2-6 3-4 3-5 4-6 5-6第二步，根據(jù)列表編制主聯(lián)系簇，如圖417所示。原則是，

13、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。2456546231圖圖417：聯(lián)系簇：聯(lián)系簇圖圖418：聯(lián)系簇：聯(lián)系簇第三步，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，如圖418所示。第四步，畫出“X”關(guān)系聯(lián)系圖。如圖419所示。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（如圖420所示）3416126354圖圖419：X關(guān)系聯(lián)系簇關(guān)系聯(lián)系簇圖圖420：最后結(jié)果：最后結(jié)果從至表法n 從至表是一種常用的生產(chǎn)和服務設(shè)施布置方法。

14、n 其基本步驟如下： 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。新設(shè)備的布置問題n這里考慮一種常見的設(shè)施布置問題。為適應生產(chǎn)或服務要求，人們常常對原有的部門進行改造，例如在已有的設(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。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

15、標是求出x，y使得：niiiibyaxwyxf1)(),(最小。線性規(guī)劃方法 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。不過，現(xiàn)在市場上有許多軟件公司開發(fā)出來的優(yōu)化軟件包，例如LINGO，就可以非常方便地解決這些問題。計算機輔助選址決策與設(shè)施布置 隨著計算機在企業(yè)管理中的應用，越來越多的管理人員處理生產(chǎn)與服務設(shè)施布置時，通過計算機解決一些比較復雜的問題。下面介紹一個常見的計算機輔助布置的軟件：CRAFT（Computerized Relative Allocation of Facilities Technique）。CRAFT是美國人開

16、發(fā)出來的一種常用的計算機輔助生產(chǎn)和服務設(shè)施布置的工具，它的基本內(nèi)容如下：（1）合理布置實現(xiàn)的目標是運輸總成本最小。（2）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。（3）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。（4）若某些塊狀中心要求特殊位置，則可以作為約束條件，預先說明。（5）使用計算方法進行運算，使整個系統(tǒng)綜合搬運費用最小。 4.5 裝配線平衡n 裝配線時間平衡的概念所謂裝配線平衡，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。裝配線問題還可以表述為：對于特定的產(chǎn)品，給定工作地數(shù)量，求出使流水線節(jié)拍最小的配置方案。裝配線節(jié)拍的計算n所謂裝配線節(jié)拍，是指裝配線上連續(xù)出產(chǎn)兩件相同制品的時間間隔。它的計算公式是：0*eFFrNN計劃期有效工作時間計劃期內(nèi)計劃產(chǎn)量裝配線時間平衡方法n 確定裝配流水線節(jié)拍n計算裝配線上需要的最少工作地數(shù)n組織工作地n計算工作地時間損失系數(shù)、平滑系數(shù)m i