運營管理生產和服務設施選址與布置

1、第4章 生產和服務設施選址與布置本章內容：選址決策設備/設施布置決策庫房布置選址與布置決策的定量分析裝配線平衡非制造業(yè)的設施布置主要問題與要點生產組織設計基礎理論生產單位構成的影響因素組織生產的基本原則與形式定量決策方法裝配線平衡一、選址問題選址的重要性選址對投資的影響選址對成本的影響選址對職工的影響選址一旦確定，影響深遠，改變困難選址的難度選址因素相互矛盾不同因素的相對重要性很難確定和度量不同的決策部門利益不同,追求的目標不同判別的標準會隨時間變化2022/8/203武漢科技大學管理學院影響選址的因素和選址的一般步驟影響選址的因素經濟因素政治因素 ：社會因素 ：自然因素：其它2022/8/2

2、04影響選址的因素市場位置因素政策法規(guī)因素成本因素基礎設施因素人力資源因素供應鏈因素競爭狀況因素自然因素2022/8/205選址的一般步驟設施選址的基本問題選位 即選擇什么地區(qū)（區(qū)域）設置設施。定址 地區(qū)選定后，具體選擇在該地區(qū)的什么位置。2022/8/206合理安排企業(yè)或某一組織內部各個生產作業(yè)單位和輔助設施的相對位置與面積、車間內部生產設備的布置 確定企業(yè)內部生產單位組成生產單位內部的專業(yè)化形式 二、布置 問題（一）影響生產單位組成的因素產品品種、結構及工藝特點企業(yè)的專業(yè)化形式與協(xié)作水平企業(yè)的生產規(guī)模典型制造企業(yè)的生產單位基本生產單位：指直接從事基本產品生產，實現(xiàn)基本生產過程的生產單位。如

3、：準備車間、加工車間、裝配車間輔助生產單位：指為基本生產提供輔助產品和勞務，實現(xiàn)輔助生產過程的生產單位。如：輔助車間、動力部門生產服務單位：指為基本生產和輔助生產服務的單位。如：運輸部門、倉庫、試驗與計量檢驗部門生產技術準備部門：指為企業(yè)生產提供技術保證與服務，并負責新產品試制工作的部門。如：研究所、設計科、工藝科、工具科、試制車間附屬生產單位：生產企業(yè)附屬產品的生產單位（二）生產單位的專業(yè)化原則和形式工藝專業(yè)化原則(process focused)對象專業(yè)化原則(product focused)工藝專業(yè)化原則銑床鉆床磨床車床熱處理切齒裝配BBBBBAAAAAA是按照生產工藝性質的不同來劃分生

4、產單位。在工藝專業(yè)化的生產單位里，集中著同種類型的工藝設備，配備同工種的工人，采用相同的工藝對企業(yè)的各種產品（零部件）進行加工。如：鑄造廠、鍛造車間、車工車間等。零件A：車-銑-鉆-熱處理-切齒零件B：銑-鉆-熱處理-磨工藝專業(yè)化原則(續(xù))優(yōu)點：便于充分利用生產設備和生產面積；便于進行專業(yè)化管理；能較好地適應多品種生產的要求。缺點：用于運輸?shù)膭趧恿看?；生產周期長，占用資金多；協(xié)作關系復雜，協(xié)調任務重；生產效率較低，只能使用通用機床。較適用于多品種小批量生產或單件生產。對象專業(yè)化原則車床鉆床磨床車床熱處理切齒裝配AABB銑床熱處理鉆床是按照產品（部件、零件）的不同劃分車間（工段、小組）。在對象專

5、業(yè)化的生產單位里，集中有為制造某種產品所需要的各種設備，配備相應的各種工種的工人，工藝過程是封閉的，不用跨其他生產單位就能獨立地出產產品。對象專業(yè)化原則優(yōu)點：運輸路線短，節(jié)約運輸設備和人力；生產周期短，流動資金占用少；管理簡化。缺點：難于充分利用生產設備和面積；難于進行工藝專業(yè)化管理；對品種變化的適應性較差，生產系統(tǒng)可靠性較差。適用于大量大批生產Work Cell versus Process LayoutProcess LayoutWork CellSawLatheGrinderHeatTreatLatheLatheLatheSawHeatTreatGrinderGrinderPressPr

6、ess11234526SawPress（三）影響生產和服務設施布置決策的因素設施布置的目標最短的運輸路線最大的靈活性面積的最有效利用最良好的工作環(huán)境最合理的發(fā)展余地設施布置的原則滿足生產工藝過程的要求符合生產工藝順序，使產品有單一流向使生產聯(lián)系和協(xié)作關系密切的車間和部門盡 量布置在一起合理劃分廠區(qū)經濟性減少運輸量盡量緊湊提高建筑系數(shù)安全與健康設施布置的程序確定目標收集資料：基礎資料、生產單位的配置、生產系統(tǒng)圖確定各組成部分所占面積確定各生產單位之間的相互關系定性分析方法定量分析方法初步確定平面布置方案方案評價定性評價法定量評價法（四）幾種典型布置形式直線式：常用，排列比較簡單，組織容易，流程順

7、暢U字式：受場地限制，材料和成品出口必須置于同側物料流程形式Z字式：空間狹窄，零件產品體積較小蛇形式：廠房寬度較大長度較短，可以縮短縱深流程，經濟利用空間環(huán)形式：輔助工具、容器、運輸工具必須周而復始的送到起點布置類型及原則類型：1、固定式布置 2、對象專業(yè)化（產品）布置3、工藝專業(yè)化布置 4、成組單元布置原則：1、符合生產過程流向2、便于運輸3、創(chuàng)造安全、良好的工作環(huán)境4、便于工人操作和工作地（工具、圖紙、工位器具）的布置5、充分利用車間面積6、充分考慮機床精度和工作特點固定式布置（Fixed Position Layout） 機器工位器具零部件操作者固定工件（飛機裝配）固定式布置（Fixed

8、 Position Layout） 固定式布置的優(yōu)點是：減少了加工對象的移動，節(jié)省搬運設備和費用工作程序易于設計和調整，對多品種生產運作適應性強管理比較簡單其缺點是：不適應大批量生產運作；對操作工人的技術水平和熟練程度要求較高，故在工人培訓方面的投入較大；難以采用科學的管理方法。對象專業(yè)化(產品)布置（Product Layout）加工設備加工設備流水線物料流物料流不好，操作者被分開，沒有機會進行交流！一般美國工廠采用配件流水線 好，可交流，或增減操作人員，經訓練的人幾乎可自動平衡不同生產速度 不好，操作者被圍起來，沒機會與第一個操作者一起工作以增加產量 物料好，操作者可互相幫助，可與第三個人

9、一起工作以提高產量不好，直線形很難平衡好，U形生產線的一個特點就是操作者容易進入，5個操作者可減為4個 工藝專業(yè)化布置 （Process Layout）產品A產品B鉆床組車床組磨床組裝配組噴漆組檢驗發(fā)送存儲區(qū)域工藝專業(yè)化布置 （續(xù)）優(yōu)點個別設備出了故障或個別工人缺席對整個生產系統(tǒng)的影響較小 上下工序之間的相互依賴性較小設備維修費用較低，投資于備用件上的成本也較低缺點如果批量加工，在制品庫存量會很大要經常進行工藝路線選擇及進度安排設備利用率低加工的多樣性要求頻繁地調整設備，造成工作流的不連續(xù)性，形成間歇加工物料傳輸慢，效率低，單位運輸成本較高成組單元布置LDDGGLDGLL原材料成品庫單元1單元

10、2單元3GDL車床鉆床磨床(Layouts Based on Group Technology）先根據(jù)一定的標準將結構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容選擇設備和工人，由這些工人和設備組成一個生產單元，類似于對象專業(yè)化布置形式。具有對象專業(yè)化的優(yōu)點。柔性比對象專業(yè)化高。適合于多品種中小批量生產成組單元布置 （續(xù)）在工藝原則布置的基礎上轉換而來先確定出具有相似設計特征或制造特征的零件，然后將不同的機器組成加工中心，對這些形狀或工藝要求相似的零件進行加工 步驟將零部件進行分類識別零件組的物流類型，作為成組布置的基礎將機器和工藝分組，組成加工中心或

11、工作單元 與工藝原則布置的關系相似之處：其加工中心也是用來完成一組特定的工藝過程 不同之處：還具備了產品原則布置的優(yōu)點，即，減少了在制品和物料的搬運，提高了工人的操作技能和快速學習能力(1)C型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C型制造單元布置示意圖2022/8/2030武漢科技大學管理學院(2)U型制造單元布置示意圖U型制造單元及生產線布置示意圖76543217654321入口出口入口出口機器工人的行走路線2022/8/2031武漢科技大學管理學院三、定量決策方法評分法作業(yè)相關圖法從-至表法 1.評分法步驟：把所有影響選址因素列出清單，并按各影響因素的重要程度確定

12、權數(shù)。對每個候選地址在每個因素下評級打分。把各方案所得分數(shù)與權數(shù)相乘再加總，得到各方案的總分。此種方法中，得分最高的方案較優(yōu)。2022/8/2033武漢科技大學管理學院選址因素最高分數(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3001002501502005050200802201201603030250902001201604040220802001001403030合計1100840900800有三個候選廠址：A、B、C，它們經濟因素相當，現(xiàn)按7個難以量化的因素進行進一步比較。2022/8/2034武漢科技大學管理學院地理位

13、置因素權重(a)備選地址AB評分(b)加權評分評分(b)加權評分病人公里0.257017.58020設施利用率0.280167014緊急出診平均往返時間0.270148016高速交通易達到程度0.159013.59013.5土地費用與建造成本0.1909707員工的偏好程度0.1707909總加權評分7779.5考慮在某城市的高速發(fā)展區(qū)域新開設一醫(yī)療 診所，有兩個候選地址，其相關因素及權重如下表，求兩個選址的加權評分。2022/8/2035武漢科技大學管理學院2.作業(yè)相關圖(穆德)定義：它是根據(jù)企業(yè)各個部門之間活動關系密切程度布置其相互位置。步驟：將關系密切程度劃分為A、E、I、O、U、X六個

14、等級列出導致不同程度關系的原因根據(jù)上述兩種資料，將待布置的部門一一確定出相互關系，根據(jù)相互關系重要程度，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。2022/8/2036武漢科技大學管理學院代號密切程度A（Absolutely necessary)絕對重要E（Especially important)特別重要I (Important)重要O (Ordinary)一般U (Unimportant)不重要X不予考慮代號關系密切原因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共用設備9其它關系密切程度分類表關系密切原因2022/8/

15、2037武漢科技大學管理學院例一快餐店欲布置其生產和服務設施。該快餐店共分6個部分，計劃布置在23的區(qū)域內。已知這六個部門之間的作業(yè)關系密切程度如下圖所示。請根據(jù)下圖作出合理布置。AAXUOEXOAAUIAAX部門1部門2部門3部門4部門5部門62022/8/2038武漢科技大學管理學院解：1、列出關系密切程度（只考慮A、X）A： 1-2，1-3，2-6， 3-5，4-6，5-6。X： 1-4，3-6，3-4。2、編制主聯(lián)系簇（如圖1）原則：從關系A出現(xiàn)最多的部門開始3、考慮其它與A聯(lián)系的部門（如圖2）6254圖1625431圖22022/8/2039武漢科技大學管理學院4、畫出X關系圖（如圖

16、3）5、安置各部門（如圖4）1634126354圖3圖42022/8/2040武漢科技大學管理學院3. 從至表法（From-to）定義：利用從至表列出機器或設施之間的相對位置，以對角線元素為基準，計算工作地之間的相對距離，從而找出整個生產單元物料運量最小的布置方案。該方法比較適用于多品種、小批量生產的情況或工藝專業(yè)化車間內的設施布置。步驟：選擇典型零件，制定典型零件的工藝路線，確定所用機床設備。制定設備布置的初始方案，統(tǒng)計出設備之間的移動距離確定出零件在設備間的移動次數(shù)和單位運量成本用實驗法確定最滿意的布置方案2022/8/2041武漢科技大學管理學院設備布置的定量分析從至（Fromto）表設

17、備布置的定量分析例一金屬加工車間有六臺設備，已知其加工的零件品種及加工路線，零件在設備間移動次數(shù)和單位移動成本如表所示。請確定最佳布置方案。車間平面圖2022/8/2044武漢科技大學管理學院鋸床 磨床 沖床 鉆床 車床 插床鋸床 217 418 61 42 180磨床 216 52 190 61 10沖床 400 114 95 16 20鉆床 16 421 62 41 68車床 126 71 100 315 50插床 42 95 83 114 390鋸床 磨床 沖床 鉆床 車床 插床鋸床 0.15 0.15 0.16 0.15 0.16磨床 0.18 0.16 0.15 0.15 0.15沖

18、床 0.15 0.15 0.15 0.15 0.16鉆床 0.18 0.15 0.15 0.15 0.16車床 0.15 0.17 0.16 0.20 0.15插床 0.15 0.15 0.16 0.15 0.15鋸床 磨床 沖床 鉆床 車床 插床鋸床 32.6 62.7 9.8 6.3 28.8磨床38.9 8.3 28.5 9.2 1.5沖床60.0 17.1 14.3 2.4 3.2鉆床2.9 63.3 9.3 6.2 10.9車床18.9 12.1 16.0 63.0 7.5插床6.3 14.3 13.3 17.1 58.5鋸床 磨床 沖床 鉆床 車床 插床鋸床 71.5 122.7

19、12.7 25.2 35.1磨床 25.4 91.7 21.3 15.8沖床 23.6 18.4 16.5鉆床 69.2 28.0車床 66.0插床設備間月平均移動次數(shù)單位距離運輸成本單位距離每月運輸成本單位距離每月總運輸成本2022/8/2045武漢科技大學管理學院鋸床沖床插床磨床鉆床車床最后布置方案： 鋸床 沖床 122.7 磨床 鉆床 91.7 鋸床 磨床 71.5 鉆床 車床 69.2 車床 插床 662022/8/2046武漢科技大學管理學院四、裝備線平衡裝配線平衡又稱工序同期化，就是根據(jù)流水線節(jié)拍的要求，采取各種技術、組織的措施來調整各工作地的單件作業(yè)時間，使它們等于節(jié)拍或節(jié)拍的整

20、數(shù)倍。裝配線問題還可以表述為：對于特定的產品，給定工作地數(shù)量，求出使流水線節(jié)拍最小的配置方案。為什么要進行裝配線時間平衡例： 某裝配線有6道工序，其作業(yè)順序和工序時間如下：（節(jié)拍為5分鐘/件）3232.81.51缺點：1.浪費了時間資源。 2.出現(xiàn)了忙閑不均的現(xiàn)象。 3.浪費了人力資源。進行裝配線平衡的內容(原則)1 按工序先后順序，合理地把作業(yè)分配給每一個工作地;2 每個工作地綜合作業(yè)時間要盡量接近節(jié)拍，并使裝配 線所設計工作地最少3 各工作地空閑時間要少，工作地之間負荷均勻，以保證流水線時間損失最低3232.81.51重新組合后只有三個工作地： 4.8分鐘 4.5分鐘 4分鐘裝配流水線節(jié)拍節(jié)拍：流水線上連續(xù)出產兩件相同制品的時間間隔，一般用 r 表示。 例：某流水線計劃日產量為150件，采用兩班制生產，每班規(guī)定有21分鐘停歇