chapt-4選址與布置分析

生產(chǎn)運作治理

Production&OperationsManagement華中科技大學(xué)治理學(xué)院TheSchoolofManagement，HUST陳榮秋馬士華RongqiuChenandShihuaMa1華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋第4章生產(chǎn)/效勞設(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華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.1選址決策4.1.1選址決策的根本概念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華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.1.1選址決策的根本概念設(shè)施選址概念就是確定在何處建廠或建立效勞設(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準(zhǔn)備了所供給的產(chǎn)品和效勞的本錢影響企業(yè)的生產(chǎn)治理活動和經(jīng)濟(jì)效益4華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋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，至少使物流鏈處于把握之中從物流系統(tǒng)的觀點動身，就是要綜合考慮全部的因素，使得物流鏈上的每一個結(jié)點都能到達(dá)最優(yōu)。產(chǎn)品裝配零件制造商分銷中心零售商用戶圖4-2產(chǎn)品制造-銷售物流網(wǎng)絡(luò)5華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.1.3影響選址的因素經(jīng)濟(jì)因素政治因素社會因素自然因素6華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.1.3影響選址的因素〔續(xù)〕經(jīng)濟(jì)因素運輸條件與費用考慮運輸條件時，留意產(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給地，還是接近消費市場接近原材料供給地，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)品由原料中的一小局部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)效勞業(yè)等7華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.1.3影響選址的因素〔續(xù)〕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)當(dāng)靠近燃料、動力供給地廠址條件和費用建廠地方的地勢、利用狀況和地質(zhì)條件地價8華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.1.3影響選址的因素〔續(xù)〕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(fù)是否公正等社會因素居民的生活習(xí)慣，文化教育水平，宗教信仰和生活水公正自然因素氣候條件和水資源狀況9華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋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)的員工效勞業(yè)，因大局部效勞業(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華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.1.4選址的一般步驟〔續(xù)〕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(jī)密，需與四周隔離11華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.1.4選址的一般步驟〔續(xù)〕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)代交通和通訊興盛，將有越來越多的工廠設(shè)在城郊12華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.1.4選址的一般步驟〔續(xù)〕同一地區(qū)選址假設(shè)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(dāng)擴(kuò)大余地整理廠地環(huán)境的費用職工生活便利比較不同地點，作出準(zhǔn)備13華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋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)和效勞設(shè)施布置決策的因素4.2.4幾種典型布置形式14華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.2.1影響企業(yè)生產(chǎn)單位

構(gòu)成的因素產(chǎn)品的構(gòu)造與工藝特點企業(yè)的專業(yè)化與協(xié)作化水平企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模15華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.2.2生產(chǎn)單位的專業(yè)化

原則和形式工藝專業(yè)化原則依據(jù)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)力氣強(qiáng)、生產(chǎn)系統(tǒng)牢靠性高、工藝治理便利缺點：加工路線長、運輸量大、運輸本錢高、生產(chǎn)周期長、組織治理工作簡潔、生產(chǎn)效率低等16華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.2.2生產(chǎn)單位的專業(yè)化

原則和形式〔續(xù)〕對象專業(yè)化原則依據(jù)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，可以承受高效率的專用設(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，削減運輸費用，簡化生產(chǎn)治理工作等缺點：對產(chǎn)品品種變化的適應(yīng)力氣很差17華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.2.3影響生產(chǎn)和效勞設(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，以避開相互穿插和迂回運輸，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)系親切的單位應(yīng)相互靠近布置；充分利用現(xiàn)有運輸條件如大路、鐵路、港口及供水、供電等公共設(shè)施；依據(jù)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?。还S布置應(yīng)考慮有擴(kuò)建的余地。18華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋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：全部的設(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華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.2.4幾種典型布置

形式〔續(xù)〕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華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.2.4幾種典型布置

形式〔續(xù)〕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(jī)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華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.2.4幾種典型布置

形式〔續(xù)〕按工藝過程布置又稱工藝專業(yè)化布置。即依據(jù)工藝專業(yè)化原則將同類機(jī)器集中在一起，完成一樣工藝加工任務(wù)LLLDDDDGG接收和轉(zhuǎn)運LDG

車床組鏜床組磨床組磨床鉆床車床按工藝過程布置示意圖22華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.2.4幾種典型的布置

形式〔續(xù)〕按成組制造單元布置首先依據(jù)確定的標(biāo)準(zhǔn)將構(gòu)造和工藝相像的零件組成一個零件組，確定出零件組的典型工藝流程，再依據(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LDDGGLPGLL原材料成品庫單元1單元2單元3GDL車床鉆床磨床成組生產(chǎn)單元布置示意圖23華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.2.4幾種典型的布置

形式〔續(xù)〕

按C形制造單元布置機(jī)器2機(jī)器1機(jī)器3機(jī)器4機(jī)器5機(jī)器6入口出口C形制造單元布置示意圖24華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.2.4幾種典型的布置

形式〔續(xù)〕

U形制造單元及生產(chǎn)線布置76543217654321入口出口入口出口工人的行走路線U形制造單元及生產(chǎn)線布置25華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋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(jìn)出倉庫的貨物都要經(jīng)過該口〔如以下圖〕。假設(shè)該倉庫每種物品每周的存取次數(shù)如表所示，應(yīng)當(dāng)如何布置不同物品的貨區(qū)，使總搬運量最小?26華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.3庫房布置〔續(xù)〕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(jī)15017.其他1002貨區(qū)通道家電用品倉庫的存儲信息倉庫平面示意圖27華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.3庫房布置〔續(xù)〕72465537244551通道貨區(qū)布置好的倉庫平面示意圖28華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋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(jī)幫助選址決策與設(shè)施布置29華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.4.1量本利分析法選址方案都有確定的固定本錢和變動本錢的可用于多個選址方案的比較30華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.4.1量本利分析法(續(xù)〕0盈虧平衡點VoV1V2產(chǎn)〔銷〕量FC2FC1TC1TC2收入利潤31華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.4.2評分法全面比較不同選址方案，是一個多目標(biāo)或多準(zhǔn)則的決策問題不同的目標(biāo)對選址決策的重要程度不同，就要對不同的目標(biāo)安排不同的權(quán)重對于多目標(biāo)決策問題，決策的方法有淘汰法設(shè)置最低指標(biāo)值加權(quán)和法32華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.4.2評分法(續(xù)〕例1選址因素最高分?jǐn)?shù)備選方案

ABC燃料可獲性水源供給充分程度勞動力供給狀況生活條件運輸靈敏性及前景環(huán)境疼惜法規(guī)稅收穩(wěn)定性共計2008022012016030308402509020012016040409002208020010014030308003001002501502005050110033華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋選址因素權(quán)重備選廠址ABC交通條件土地狀況停車場地公眾態(tài)度擴(kuò)展力氣0.250.100.200.250.2070807090901007060808080100609080例2：加權(quán)法4.4.2評分法(續(xù)〕34華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.4.3作業(yè)相關(guān)圖由穆德提出的，它是依據(jù)企業(yè)各個部門之間的活動關(guān)系親切程度布置其相互位置將關(guān)系親切程度分為六個等級代號密切程度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35華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.4.3作業(yè)相關(guān)圖〔續(xù)〕列出導(dǎo)致不同程度關(guān)系的緣由。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做類似的工作8共用設(shè)備9其它36華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.4.3作業(yè)相關(guān)圖〔續(xù)〕例：6－1一個快餐店欲布置其生產(chǎn)與效勞設(shè)施。該快餐店共分成6個部門，準(zhǔn)備布置在一個2×3的區(qū)域內(nèi)。這6個部門間的作業(yè)關(guān)系親切程度，如表6－4所示，請依據(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1AAAAAAXOXEOUXIU這里的符號表示兩者的關(guān)系確定重要作業(yè)相關(guān)圖例如37華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.4.3作業(yè)相關(guān)圖〔續(xù)〕解：第一步，列出關(guān)系親切程度分類表〔只考慮A和X〕AX1-21-41-33-62-63-43-54-65-638華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.4.3作業(yè)相關(guān)圖〔續(xù)〕其次步，依據(jù)列表編制主聯(lián)系簇。原則是，從關(guān)系“A”消逝最多的部門開頭，如本例的部門6消逝3次，首先確定部門6，然后將與部門6的關(guān)系親切程度為A的一一聯(lián)系在一起。2456聯(lián)系簇39華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.4.3作業(yè)相關(guān)圖〔續(xù)〕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，否則畫出了分別的子聯(lián)系簇。本例中，全部的部門都能加到主聯(lián)系簇上去。X關(guān)系聯(lián)系簇46213540華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.4.3作業(yè)相關(guān)圖〔續(xù)〕第四步，畫出“X”關(guān)系聯(lián)系圖。3416X關(guān)系聯(lián)系簇第五步，依據(jù)聯(lián)系簇圖和可供使用的區(qū)域，用試驗法安置全部部門12635441華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.4.4從－至表法思想用從-至表列出不同部門、機(jī)器或設(shè)施之間的相對位置，以對角線元素為基準(zhǔn)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華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.4.4從－至表法〔續(xù)〕根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(jī)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)，和單位運量本錢。用試驗法確定最滿足的布置方案43華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋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(biāo)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??？44華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.4.5新設(shè)備的布置

問題〔續(xù)〕解體思想：為便利起見，假設(shè)物料或人員在兩臺設(shè)備或兩個部門之間移動時，只能按穿插垂直的路線運動，即兩個點之間不能走對角線。設(shè)原有設(shè)備在坐標(biāo)內(nèi)的點為(a1,b1),(a2,b2),...,(an,bn)，則目標(biāo)是求出x,y使得最小45華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.4.5新設(shè)備的布置

問題〔續(xù)〕引進(jìn)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華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.4.6線性規(guī)劃方法設(shè)：n=機(jī)器數(shù)量cij=機(jī)器i布置在j時，單位時間的本錢djr=從位置j到位置r物料移動一次的本錢fik=單位時間內(nèi)機(jī)器i到機(jī)器k的平均移動次數(shù)Si=機(jī)器i可能布置的位置的集合47華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.4.6線性規(guī)劃方法〔續(xù)〕aijkr是單位時間機(jī)器i布置在位置j和機(jī)器k布置在位置r物料運輸費用。這個費用僅在xij等于xkr狀況下消逝。因此，總本錢的表達(dá)式為：假設(shè)機(jī)器i布置在位置j,其他48華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.4.6線性規(guī)劃方法〔續(xù)〕約束條件優(yōu)化的目標(biāo)是使總的物料搬運本錢最低。這是一個四重安排問題，一般來說，該問題用人工求解是極為困難的。因此多承受軟件包來求解，如LINGO49華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋計算機(jī)幫助選址決策與設(shè)施布置常見的計算機(jī)幫助布置的軟件CRAFT，由美國人開發(fā)出來的一種常用的計算機(jī)幫助生產(chǎn)和效勞設(shè)施布置的工具，根本內(nèi)容：合理布置實現(xiàn)的目標(biāo)是運輸總本錢最??；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，其本錢同搬運距離成比例；各塊狀中心的面積及其初試布置方案，并在布置圖上標(biāo)明各個塊狀中心的坐標(biāo)。假設(shè)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(jìn)展運算，使整個系統(tǒng)綜合搬運費用最小50華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.5裝配線平衡4.5.1裝配線平衡的緣由4.5.2裝配線平衡的方法4.5.3裝配線平衡舉例51華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.5.1裝配線平衡的緣由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緣由時間資源鋪張忙閑不均，引起沖突人力資源鋪張52華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.5.1裝配線平衡的緣由〔續(xù)〕裝配線〔流水線〕節(jié)拍是指流水線上連續(xù)出產(chǎn)兩件一樣制品的時間間隔53華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.5.2裝配線平衡的方法原則以適當(dāng)?shù)姆绞綄⒀b配線上假設(shè)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華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.5.2裝配線平衡的

方法〔續(xù)〕步驟組織工作地。按以下條件向工作地安排小工序：保證個工序之間的先后挨次每個工作地安排到的小工序作業(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(Teir)應(yīng)使工作地數(shù)目盡量少55華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.5.2裝配線平衡的

方法〔續(xù)〕步驟計算工作地時間損失系數(shù),平滑系數(shù)

56華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.5.3裝配線平衡舉例例子啟明公司開發(fā)出一種款式新穎的三輪童車，試銷結(jié)果說明深受顧客歡送。公司準(zhǔn)備建立一條裝配流水線，大批量生產(chǎn)這種三輪童車，面對全國銷售?，F(xiàn)需要對這條裝配線進(jìn)展組織設(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)先后挨次如圖二所示57華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.5.3裝配線平衡舉例〔續(xù)〕圖一A1A2S1A3A4A5S213245678910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華中科技大學(xué)治理學(xué)院陳榮秋4.5.3裝配線平衡舉例〔續(xù)〕圖二123456789101112