生产服务设施选址与布置优化

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1、 生产与运作管理生产与运作管理Production&Operation Management第第3 3讲讲 生产生产/效劳设施选址与布置优化效劳设施选址与布置优化 选址决策选址决策 4.2 4.2 设备设备/设施布置决策设施布置决策 选址与布置决策的定量分析选址与布置决策的定量分析 装配线平衡装配线平衡 非制造业的设施布置非制造业的设施布置4.1 4.1 选址决策选址决策 选址的问题是在系统的根底上加以优化的。现代的企业运作，不仅要关注本企业的业务流程，而且要考虑整个供给链系统，选址的含义早已扩展到整个供给链上的合作伙伴那里。供应商制造商仓储和配送中心客户：物流：需求信息流图图4-1:4-1:

2、供给链结构示意图供给链结构示意图 n 一个企业的竞争力将直接受到其地理位置和环境的影响。n 对于制造业企业，地理布局决定着某些直接本钱的上下。n 对于效劳业企业，选址问题直接影响着供需关系如客流量。n 选址的问题还影响着员工的情绪、相互之间的关系以及公共关系等。选址决策的根本概念选址决策的根本概念n设施选址Facility Location，就是为实现企业战略目标、综合平衡各种因素，确定在何处建厂或建立效劳设施的过程。n设施选址不仅关系到设施建设的投资和建设的速度，而且在很大程度上决定了所提供的产品和效劳的本钱，从而影响到企业的生产管理活动和经济效益。选址决策与物流系统选址决策与物流系统n 一

3、个企业的选址决策，与供给商、消费者及其他相关因素有密切关系。n 理想情况下，一个企业作出的选址决策应使企业的利润最大化，至少应使物流处于控制之中。n 从物流系统出发，就是要综合考虑所有的因素，使得物流链上的每一个节点都能到达最优。影响选址的因素影响选址的因素n 经济因素经济因素 运输条件与费用运输工具：航空、铁路、水路、管道运输、陆路企业选址要考虑是接近原材料产地还是 消费市场 劳动力可获性与费用 能源可获性与费用厂址条件和费用 n 其他因素其他因素 政治因素 政治局面、法制的健全、税负 的公平 社会因素 居民的生活习惯、文化教育水平、宗教信仰和生活水平 自然因素 气候条件和水资源状况效劳设施

4、选址的特殊性效劳设施选址的特殊性 效劳设施是指具有独立效劳功能的机构，如商场、餐厅、机场、火车站、公园等 效劳设施的选址决策有其特殊性 除了考虑上述因素外，还有考虑所选地区人口情况、所选地区的消费者购置力、所选地区的客流量、设施质量包括可达性、可视性、扩展性、停车位等、已有同类效劳设施情况等因素。选址的一般步骤选址的一般步骤n选择某一个地区n 可以选择在城市设厂、农村设厂和城郊设厂。n在同一地区选择假设干适当的地点n比较不同地点，作出决定4.2 4.2 设备设备/设施布置决策设施布置决策 生产和效劳设备/设施布置就是指合理安排企业或某一组织内部各个生产作业单位和辅助设施的相对位置与面积、车间内

5、部生产设备的布置。生产和效劳设施布置要在确定了企业内部生产单位组成和生产单位内部采用的专业化形式之后才能进行。影响企业生产单位构成的因素影响企业生产单位构成的因素n产品的结构与工艺特点n企业的专业化与协作化水平n企业的生产规模生产单位的专业化原那么和形式生产单位的专业化原那么和形式 生产单位专业化形式，影响企业内部的生产分工和协作关系，决定着物料流向、物流路线和运输量，他是企业与车间平面布置中必须考虑的重要问题。工艺专业化原那么process focused对象专业化原那么product focused 纯粹按工艺专业化形式或对象专业化形式布置的较少，常常是同时采用两种专业化形式进行车间或企业

6、的布置影响生产和效劳设施布置决策的因素影响生产和效劳设施布置决策的因素n厂房的布置满足生产过程的要求，以防止互相交叉和迂回运输，缩短生产周期，节省生产费用n生产联系和协作联系密切的单位应相互靠近布置n充分利用现有运输条件n按照生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区n在考虑防火和卫生条件下，总平面布置应力求占地面积最小n工厂布置应考虑有扩建的余地几种典型的布置形式几种典型的布置形式n 物料流程形式物料流程形式 流程形式可以分为水平的和垂直的所有的设备、设施都在同一个车间里时，按水平方式考虑生产运作是在同一个楼层周转时，按垂直方式考虑n 布置类型n 固定式布置Fixed Position Layo

7、utn 加工对象位置固定，生产工人和设备都随加工产品所在的某一位置而转移。零部件工位器具图图4-6:固定位置布置示意图固定位置布置示意图 按产品布置Product Layout 按对象专业化原那么布置有关机器和设备，常见的如流水生产线或产品装配线。加工设备加工设备流水线图图4-7:按产品对象布置的示意图按产品对象布置的示意图 按工艺过程布置Process Layout 又称工艺专业化布置。即按照工艺专业化原那么将同类机器集中在一起，完成相同工艺加工任务。LLLDDDDGG接收和转运接收和转运LDG 车床组镗床组磨床组磨床钻床车床图图4-8:按工艺过程布置示意图按工艺过程布置示意图 按成组制造单

8、元布置Layouts Based on Group TechnologyLDDGGLPGLL原材料成品库单元1单元2单元3GDL车床钻床磨床图图4-9:成组生产单元布置示意图成组生产单元布置示意图 按按C C形制造单元布置形制造单元布置机器2机器1机器3机器4机器5机器6入口出口图图4-10:C形制造单元布置示意图形制造单元布置示意图U U形制造单元及生产线布置形制造单元及生产线布置U-line CellU-line Cell76543217654321入口出口入口出口机器工人的行走路线图图4-11:U形制造单元及生产线布置形制造单元及生产线布置 选址与布置决策的定量分析选址与布置决策的定量分

9、析量本利分析法 量本利分析法可以用来评价不同的选址方案。任何选址方案都有一定的固定本钱和变动本钱，图4-15表示两种不同的选址方案的本钱和收入随产量变化的情况。收入TC2厂址2总本钱 TC1厂址1总本钱 FC1厂址1固定本钱 FC2厂址2固定本钱 本钱销售量P1P2V0 V1V20图图4-15 两个选址方案比较两个选址方案比较评分法 表4-2为评分法的举例。有3个候选厂址：A、B和C，它们的经济因素相当。现按7个难以量化的因素对它们进行进一步比较。这7个因素对选址的重要性不同，这种不同从表4-2中第2列“最高分数可以看出。通过专家估计每个方案的分数，得出第3、4、5列中的数字。比较这些数字可以

10、看出，厂址C的每项分数都没有超过厂址B的分数，厂址B与厂址A都有优于对方的因素。因此，可以不考虑厂址C。厂址B的总分数为900，厂址A的总分数为840，可以优先选择厂址B。选址因素最高分数候选 厂址ABC未来燃料可获性水源供应的充足程度劳动力供应情况生活条件运输的灵活性及前景环境污染法规税收稳定性共 计30010025015020050501100200802201201603030840250902001201604040900220802001001403030800表4-2 评分法举例 评分法也可以采用其他形式，如表4-3所示的加权法。用加权法，每一个选址因素最多为100点，其重要程度由

11、权重表示。这样专家评分时会感觉方便些。选 址 因 素权 重 备选 厂 址ABC交通条件土地状况停车场地可获性公众态度扩展潜力0.250.100.200.250.2070807090901007060808080100609080表表4-3 加权法加权法 作业相关图n 作业相关图法由穆德提出，它是根据企业各个部门之间的活动关系密切程度布置其相互位置。n 首先将密切程度划分为A、E、I、O、U、X六个等级，然后列出导致不同程度关系的原因。使用这两种资料，将待布置的部门一一确定出相互关系，根据相互关系重要程度，按重要等级高的部门相邻布置的原那么，安排出最合理的布置方案。作业相关图代号密切程度A绝对重

12、要E特别重要I重要O一般U不重要X不予考虑代号关系密切原因1使用共同的原始记录2共用人员3共用场地4人员接触频繁5文件交换频繁6工作流程连续7做类似的工作8共用设备9其他表表44：关系密切程度分类表：关系密切程度分类表表表45：关系密切原因：关系密切原因例 4-1 一个快餐店欲布置其生产与效劳设施。该快餐店共分成6个部门，方案布置在一个23的区域内。这6个部门间的祖业关系密切程度，如图4-16所示，请根据4-16作出合理布置。部门6部门5部门4部门3部门2部门1AAAAAAXOXEOUXIU这里的符号表示两者的关系绝对重要图图416：作业相关图例如：作业相关图例如解：第一步，列出关系密切程度分

13、类表只考虑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，根据列表编制主联系簇，如图4-17所示。原那么是，从关系“A出现最多的部门开始，如本例的部门6出现3次，首先确定部门6，然后将与部门6的关系密切程度为A的一一联系在一起。2456546231图图417：联系簇：联系簇图图418：联系簇：联系簇第三步，考虑其他“A关系部门，如能加在主联系簇上就尽量加上去，否那么画出了别离的子联系簇。本例中，所有的部门都能加到主联系簇上去，如图4-18所示。第四步，画出“X关系联系图。如图4-19所示。第五步，根据联系簇图和可供使用的区域，用实验法安置所有部门如

14、图4-20所示3416126354图图4-19：X关系联系簇关系联系簇图图4-20：最后结果：最后结果从至表法n 从至表是一种常用的生产和效劳设施布置方法。n 其根本步骤如下：n 选择典型零件，制定典型零件的工艺路线，确定所用机床设备n 制定设备布置的初始方案，统计出设备之间的移动距离n 确定出零件在设备之间的移动次数和单位运量本钱n 用实验法确定最满意的布置方案。线性规划方法 优化的目标是使总的物料搬运本钱最低。这是一个四重分配问题，一般来说，该问题用人工求解是极为困难的。不过，现在市场上有许多软件公司开发出来的优化软件包，例如LINGO，就可以非常方便地解决这些问题。重心法重心法l重心法是

15、一种解决单一设施的选址问题的简单方法。它根据物流系统中不同的设施之间的路程与运输量的大小，选择一个使到各个需求点与供给点之间路程与运量乘积最小的地点。该方法常用于中间仓库或分销中心的选址上，也常用于在现有设施中间增加一个新设施的布置问题。l重心法的根本数据模型如下：重心法的根本步骤：建立反映地理位置的坐标系最好用地图确定各供给点或需求点与待确定的配送中心或中心仓库之间的运输量计算待确定位置的坐标，选择总运量最小的地点配送中心或中心仓库的选址，一般可以采用这种方法。应用范例：重心法解决选址问题应用范例：重心法解决选址问题某公司由于业务的开展的需要，方案在某地建立一个配送中心，以解决货物的供给问题

16、。现有四个销售点，其每月的销售量以及它们的地理坐标如表4-3所示。现根据这个表的数据确定一个最正确的配送中心位置。表4-3 各销售点的销售量与地理位置按照重心法，配送中心的最正确位置：销售点 地理位置 每月销售量甲 10，50 100乙 20，80 120丙 50，100 150丁 100，50 2002.54200150120100200100150501202010010iiiWxWx7.66200150120100200501501001008010050iiiWyWy计算机辅助选址决策与设施布置 随着计算机在企业管理中的应用，越来越多的管理人员处理生产与效劳设施布置时，通过计算机解决一

17、些比较复杂的问题。下面介绍一个常见的计算机辅助布置的软件：CRAFTComputerized Relative Allocation of Facilities Technique。CRAFT是美国人开发出来的一种常用的计算机辅助生产和效劳设施布置的工具，它的根本内容如下：1合理布置实现的目标是运输总本钱最小。2允许对生产中的材料和部件使用不同的物料搬运方式和工具，其本钱同搬运距离成比例。3各块状中心的面积及其初试布置方案，并在布置图上标明各个块状中心的坐标。4假设某些块状中心要求特殊位置，那么可以作为约束条件，预先说明。5使用计算方法进行运算，使整个系统综合搬运费用最小。装配线平衡装配线平衡

18、n 装配线时间平衡的概念所谓装配线平衡，又称工序同期化，是对于某装配流水线，在给定流水线的节拍后，求出装配线所需工序的工作地数量和用工人数最少的方案。装配线问题还可以表述为：对于特定的产品，给定工作地数量，求出使流水线节拍最小的配置方案。这两种表达方式都是要使各工作地的单件作业时间尽可能接近节拍或节拍的整数倍。装配线节拍的计算n所谓装配线节拍，是指装配线上连续出产两件相同制品的时间间隔。它的计算公式是：0*eFFrNN计划期有效工作时间计划期内计划产量r为流水线的平均节拍分/件；Fe方案期有效工作时间分；N为方案期预计出产的合格产品产量件；F0为方案期知道工作时间分；为时间有效利用系数。装配线

19、时间平衡方法装配线时间平衡方法-以适当的方式将装配线上假以适当的方式将装配线上假设干个相邻工序合并成一个大工序，并使这些大工序设干个相邻工序合并成一个大工序，并使这些大工序的作业时间接近或等于装配线的节拍。的作业时间接近或等于装配线的节拍。n 确定装配流水线节拍n计算装配线上需要的最少工作地数n组织工作地n计算工作地时间损失系数、平滑系数m initSrma x21*1*1 0 0%*()e iLee isisSrTiSrS ITT保证工序之间的先后顺序；每个工作地分配到的小工序作业时间之和不能大于节拍；各工作地的单件作业时间应尽量接近或等于节拍；应使工作地数尽量少。优先分配后续作业数较多的作业；优先分配作业时间最长的作业。非制造业的设施布置 n 办公室与生产制造系统相比，有许多根本不同的特点：n 生产制造系统加工处理的对象是有形物品，而办公室那么是信息以及组织内外的来访者。n 办公室的工作效率往往取决于人的工作速度，而生产制造系统与设备速度有相当大的关系。n 办公室布置中，同一类工作任务可选用的办公室布置有多种。n 组织结构、各个部门的配置方式、部门之间的相互关系和相对位置的要求对办公室布置有更重要的影响。图图4-32 办公室布置示意图办公室布置示意图