第4章 生產(chǎn)、服務(wù)設(shè)施選址與布置

1、2020/7/9,1,生產(chǎn)與運(yùn)作管理Production &Operation Management,2020/7/9,2,第四章 生產(chǎn)/服務(wù)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,2020/7/9,3,4.1 選址決策,圖4-1 供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)示意圖,2020/7/9,4,選址必須考慮的問題：供應(yīng)鏈系統(tǒng),2020/7/9,5,一個企業(yè)的競爭力將直接受到其地理位置和環(huán)境的影響。 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。 對于服務(wù)業(yè)企業(yè)，選址問題直接影響著供需關(guān)系（

2、如客流 量）。 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。,一個企業(yè)的選址決策，與供應(yīng)商、消費者及其他相關(guān)因素 有密切關(guān)系。 理想情況下，一個企業(yè)作出的選址決策應(yīng)使企業(yè)的利潤最 大化，至少應(yīng)使物流處于控制之中。 從物流系統(tǒng)出發(fā)，就是要綜合考慮所有的因素，使得物流 鏈上的每一個節(jié)點都能達(dá)到最優(yōu)。,設(shè)施選址（Facility Location），就是為實現(xiàn)企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)、綜合平衡各種因素，確定在何處建廠或建立服務(wù)設(shè)施的過程。,2020/7/9,6,影響選址的因素,設(shè)施選址,基礎(chǔ)設(shè)施條件,2. 社會環(huán)境條件,人力資源條件,勞動生產(chǎn)率,市場可接近性,供應(yīng)商靠近程度,群集效應(yīng),所在國匯

3、率,政府和公眾的態(tài)度,土地資源,氣候條件,水資源,物產(chǎn)資源,1. 自然資源條件,企業(yè)的性質(zhì),企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo),項目和產(chǎn)品,3影響選址決策的內(nèi)部因素,2020/7/9,7,思考,設(shè)施選址問題對你個人選擇就業(yè)地點，有何啟發(fā)？,2020/7/9,8,設(shè)施選址基本流程,定性分析法 定量分析法,經(jīng)濟(jì)性原則 發(fā)展性原則 兼容性原則,社會環(huán)境因素 自然環(huán)境因素 內(nèi)部因素,2020/7/9,9,設(shè)施選址的基本方法,優(yōu)缺點比較法,定性分析方法,德爾菲法,優(yōu)缺點比較法是一種最簡單的設(shè)施選址的定性分析方法，尤其適應(yīng)于非經(jīng)濟(jì)因素的比較。該方法的具體做法是：羅列出各個方案的優(yōu)缺點進(jìn)行分析比較，并按最優(yōu)、次優(yōu)、一般、較差、極

4、壞五個等級對各個方案的各個特點進(jìn)行評分，對每個方案的各項得分加總，得分最多的方案為最優(yōu)方案。,2020/7/9,10,優(yōu)缺點比較法,定性分析方法,德爾菲法,德爾菲法又稱專家調(diào)查法，最早由美國蘭德公司首先使用，并盛行世界。 1. 組成專家小組。按照設(shè)施選址所需要的知識范圍確定專家，人數(shù)一般不超過20人。 2. 向所有專家提出設(shè)施選址的相關(guān)問題及要求，并附上各選址方案的所有背景材料，同時讓專家提交所需材料清單。 3. 各個專家根據(jù)他們所收到的材料，提出自己的意見。 4. 將專家的意見匯總，進(jìn)行對比。并將材料反饋給各專家，專家根據(jù)反饋材料修改自己的意見和判斷。這一過程可能要進(jìn)行三到四次，直到每一個專

5、家不再改變自己的意見為止。 5. 對專家的意見進(jìn)行綜合處理以確定選址方案。,2020/7/9,11,因素評分法,定量分析方法,量本利分析法,重心點法,運(yùn)輸模型法,影響企業(yè)選址的因素多種多樣，包括定 性和定量因素都要考慮?？梢允褂貌煌?權(quán)數(shù)來評價因素的重要性。 因素評分法一般有以下幾個步驟： 1. 決定一組相關(guān)的選址決策因素； 2. 根據(jù)企業(yè)目標(biāo)為每個因素賦予一個權(quán)重，以此顯示它與所有其他因素相比的相對重要性。各因素比重總和一般是1.00； 3. 對所有因素的打分設(shè)定一個共同的取值范圍，一般是1-10，或1-100； 4. 對每一個備選地址，對所有因素按步驟3所設(shè)定的范圍評分； 5. 用各個因

6、素的得分與相應(yīng)的權(quán)重相乘，并把所有因素的加權(quán)值相加，得到每一個備擇地址的最終得分； 6. 選擇具有最高總得分的地址作為最佳的選址。,地點2的總分略高于其他兩個地點的總分,如果沒有其他情況，按照因素評分法，將選擇地點2作為分店的地址,2020/7/9,12,因素評分法,定量分析方法,量本利分析法,重心點法,運(yùn)輸模型法,通過成本收入產(chǎn)量變化關(guān)系評價不同的選址方案，一般常用圖表法求解，它的步驟如下： 1. 確定每一備選地址的固定成本和可變成本 2. 在同一張圖表上繪出各地點的總成本線。 3. 確定在某一預(yù)定的產(chǎn)量水平上，哪一地點的成本最少或者哪一地點的利潤最高。這種方法需要以下四點假設(shè)： 產(chǎn)出在一定

7、范圍時，固定成本不變。 可變成本與一定范圍內(nèi)的產(chǎn)出成正比。 所需的產(chǎn)出水平能近似估計。 只包括一種產(chǎn)品。 在成本分析中，要計算每一地點的總成本TC，利用以下公式： TC=FC+VCQ 式中，F(xiàn)C固定成本；VC單位的可變成本；Q產(chǎn)出產(chǎn)品的數(shù)量或體積,2020/7/9,13,重心法適用于對單個分銷中心或工廠的選址，它是一種用于尋找將運(yùn)送費用最小化的配送中心的數(shù)學(xué)方法。該方法將市場位置、要運(yùn)送到各市場的貨物量、運(yùn)輸成本都加以考慮。 重心法的具體方法： 先建立坐標(biāo)系 將所有的備選地址繪制在坐標(biāo)軸上，確定坐標(biāo)值 根據(jù)距離、重量兩者的結(jié)合計算重心 最后，選擇求出的重心點坐標(biāo)值對應(yīng)的地點作為要布置設(shè)施的地點

8、。,Cx=dixVi /Vi；Cy=diyVi /Vi Cx重心的橫坐標(biāo)； Cy重心的縱坐標(biāo)； dix第i地點的橫坐標(biāo)； diy第i地點的縱坐標(biāo)； Vi第i地點運(yùn)往目的地的運(yùn)輸量。 若運(yùn)往各地的產(chǎn)品數(shù)量是一樣的，公式可以簡化為： Cx=dix/n；Cy=diy/n,Cx=(2001 000+450500+5001 500+6002 000)/(1 000+500+1 500+2 000)=475 Cy=(401 000+60500+701 500+502 000)/(1 000+500+1 500+2 000)=55 重心的位置M為（475，55）,某大型超市要在A、B、C、D各個分店之間設(shè)立

9、一個配送中心M，各分店的分布及其到配送中心的物流量如圖所示，問M應(yīng)設(shè)在何處？,2020/7/9,14,因素評分法,定量分析方法,量本利分析法,重心點法,運(yùn)輸模型法,如果幾個備選方案的各種影響因素的作用程度差不多，可以不予考慮的話，此時費用就成為唯一的決策因素，線性規(guī)劃方法成為處理這類選址決策的理想工具。 線性規(guī)劃方法是一種廣泛使用的最優(yōu)化技巧，它在考慮特定的約束條件下，從許多可用的選擇中挑選出最佳方案。 運(yùn)輸模型法的分析目標(biāo)是在給定有限原料位置點的供給和特定的需求要求后，尋找出在最低可能運(yùn)輸成本下滿足所有的需要。 運(yùn)輸模型法已有成熟的解法，如表上作業(yè)法或用Lindo、Excel等軟件求解。,2

10、020/7/9,15,4.2 設(shè)備/設(shè)施布置決策,生產(chǎn)和服務(wù)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)施的相對位置與面積、車間內(nèi)部生產(chǎn)設(shè)備的布置。生產(chǎn)和服務(wù)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(jìn)行。,2020/7/9,16,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,2020/7/9,17,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(yùn)輸量，他是企業(yè)與車間平面布置中必須考慮的重要問題。 工藝專業(yè)化原則（process

11、 focused） 對象專業(yè)化原則（product focused） 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(jìn)行車間或企業(yè)的布置,2020/7/9,18,影響生產(chǎn)和服務(wù)設(shè)施布置決策的因素,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(yùn)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)作聯(lián)系密切的單位應(yīng)相互靠近布置 充分利用現(xiàn)有運(yùn)輸條件 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)力求占地面積最小 工廠布置應(yīng)考慮有擴(kuò)建的余地,2020/7/9,19,幾種典型的布置形式,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)

12、備、設(shè)施都在同一個車間里時，按水平方式考慮 生產(chǎn)運(yùn)作是在同一個樓層周轉(zhuǎn)時，按垂直方式考慮,2020/7/9,20,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。,2020/7/9,21,按產(chǎn)品布置（Product Layout） 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。,2020/7/9,22,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(jī)器集中在一起，完成相同工藝加工任務(wù)。,2020/7/9,23,按成組制造單元布置（Layou

13、ts Based on Group Technology）,2020/7/9,24,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,圖4-10 C形制造單元布置示意圖,2020/7/9,25,U形制造單元及生產(chǎn)線布置（U-line Cell）,2020/7/9,26,4.3 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(jìn)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所示，應(yīng)該如何布置不同物品的貨區(qū)，使總搬運(yùn)量最小？,2020/7/9,27,貨區(qū),通道,表4-1 家電用品倉庫的存儲

14、信息,圖4-12 倉庫平面示意圖,2020/7/9,28,4.4 選址與布置決策的定量分析,量本利分析法,評分法,作業(yè)相關(guān)圖,從至表法,線性規(guī)劃方法,新設(shè)備的布置問題,計算機(jī)輔助,2020/7/9,29,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。,作業(yè)相關(guān)圖,2020/7/9,30,例 41 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23的區(qū)域內(nèi)。已知這6個部門間的祖業(yè)關(guān)系密切程度，請根據(jù)圖416作出合理布置。,2020/7/9,31,解： 第一步，列出A和X關(guān)系密切程度 分類表,第二步，根據(jù)列表編制主聯(lián)系簇。原則是，從關(guān)系

15、“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。,利用活動相關(guān)圖進(jìn)行部門布置時，應(yīng)該把重點放在A類和X類的部門的布置上,5,4,6,2,3,1,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，否則畫出分離的子聯(lián)系簇。,32,2020/7/9,第四步，畫出“X”關(guān)系聯(lián)系圖。,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。,3,4,1,6,2020/7/9,33,從至表法,從至表是一種常用的生產(chǎn)和服務(wù)設(shè)施布置方法。 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(jī)床設(shè)備 制定設(shè)備布置

16、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(yùn)量成本 用實驗法確定最滿意的布置方案。,2020/7/9,34,【例】一金屬加工車間有六臺設(shè)備，已知其加工的零件品種及加工路線，零件在設(shè)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。,插床,66.0,車床,69.2 28.0,鉆床,23.6 18.4 16.5,沖床,25.4 91.7 21.3 15.8,磨床,71.5 122.7 12.7 25.2 35.1,鋸床,鋸床 磨床 沖床 鉆床 車床 插床,單位距離每月總運(yùn)輸成本,35,2020/7/9,最后布置方案：,2020/7/9,36,新設(shè)備的布置問題,

17、為適應(yīng)生產(chǎn)或服務(wù)要求，人們常常對原有的部門進(jìn)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(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小。,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(yùn)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：,加權(quán)系數(shù) 是允許新、老設(shè)備有不同的流量。,例子：課本P107-108,2020/7/9,37,計算機(jī)輔助選址決策與設(shè)施布置,隨著計算機(jī)在企業(yè)管理中的應(yīng)用，越來越多的管理人員處理生產(chǎn)與服務(wù)設(shè)施布置時，通過計算機(jī)解決一些比較復(fù)

18、雜的問題。下面介紹一個常見的計算機(jī)輔助布置的軟件：CRAFT（Computerized Relative Allocation of Facilities Technique）。CRAFT是美國人開發(fā)出來的一種常用的計算機(jī)輔助生產(chǎn)和服務(wù)設(shè)施布置的工具，基本內(nèi)容如下：,合理布置實現(xiàn)的目標(biāo)是運(yùn)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(yùn)方式和工具，其成本同搬運(yùn)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(biāo)明各個塊狀中心的坐標(biāo)。 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(jìn)行運(yùn)算，使整個系統(tǒng)綜合搬運(yùn)費用最小。,2020/7/9,38, 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 66,2020/7/9,39,生產(chǎn)線平衡率：50%,瓶頸工序bottleneck,