生产运作_生产运营系统设计的四个基本问题

生产运营系统设计的四个基本问题 生产什么生产多少在哪儿生产以什么方式生产 第四章生产 服务设施选址与布置优化 主要内容 4 1选址决策4 2选址决策定量分析4 3设备 设施布置决策4 4库房布置4 5布置决策的定量分析4 6装配线平衡4 7非制造业的设施布置 4 1选址决策 选址决策的基本概念设施选址 FacilityLocation 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服务设施的过程 扩展能力 利用资源 节约成本 调整结构 主要目的 一个企业的竞争力将直接受到其地理位置和环境的影响 对于制造业企业 地理布局决定着某些直接成本的高低 对于服务业企业 选址问题直接影响着供需关系 如客流量 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 现代的企业运作 不仅要关注本企业的业务流程 而且要考虑整个供应链系统 选址的含义早已扩展到整个供应链上的合作伙伴那里 选址问题的系统观 图4 1 供应链结构示意图 选址决策与物流系统 一个企业的选址决策 与供应商 消费者及其他相关因素有密切关系 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 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达到最优 MCI公司在科罗拉多州斯普林斯遭遇的文化冲击 在1991年 MCI通信公司决定把其拥有4000名员工的系统工程部从华盛顿总部搬到科罗拉多州的斯普林斯 选址理由 可滑雪的山峰 低犯罪率 宜人的气候 低水平的房地产价格 廉价的劳动力 已有四家高科技公司搬到那里结果 大量的执行经理 工程师和数以百计的占公司少数民族雇员51 的人或者不去 或者去了以后很快又离开的斯普林斯 搬迁成本居高不下 失败原因 1 地处偏远 政治上保守 没有文化 没有差异 因而排斥MCI公司所希望吸引的不同种族的工程师 2 公司的工程师们同总部的同仁彼此形成孤立 渐渐破坏了它们的合作精神 3 没有研究型大学 没有活力 没有就业市场的弹力 4 在当地招聘专业人员过于昂贵 4 许多普通雇员很热情 破坏了公司在当地低价招聘员工的计划 选址决策的重要性 长期责任范畴 改变困难 作用深远 影响投资需要 运作成本 职工生活 影响选址的因素 1 经济因素2 政治因素3 社会因素4 自然因素 1 经济因素 运输条件和费用劳动力可获性与费用能源及水资源可获性与费用厂址条件和费用 1 经济因素 1 运输条件和费用企业一切生产经营活动都离不开交通运输 在运输工具中 水运运载量大 运费较低 铁路运输次之 公路运输运载量较小 运费较高 但最具有灵活性 能实现门到门运输 空运运载量小 运费最高 但速度最快 在选址时 要考虑是接近原材料供应地 还是接近消费市场 下述情况的企业应该接近原料或材料产地 原料笨重而价格低廉的企业 如砖瓦厂 水泥厂 玻璃厂 钢铁冶炼厂和木材厂等 原料易变质的企业 如水果 蔬菜罐头厂 原料笨重 产品由原料中的一小部分提炼而成 如金属选矿和制糖 原料运输不便 如屠宰厂 下述情况的企业应该接近消费市场 产品运输不便 如家具厂 预制板厂产品易变化和变质 如制冰厂 食品厂大多数服务业商店消防队医院中 小学校 2 劳动力可获性与费用对于劳动密集型企业 必须考虑劳动力的成本设厂在劳动力资源丰富 工资低廉的地区 可以降低人工成本对于大量需要具有专门技术员工的企业 人工成本占制造成本的比例很大 而且员工的技术水平和业务能力 又直接影响产品的质量和产量 劳动力资源的可获性和成本就成为选址的重要条件 3 能源及水资源可获性与费用没有燃料 煤 油 天然气 和动力 电 企业就不能运转对于耗能大的企业 如钢铁 炼铝 火力发电厂 其厂址应该靠近燃料 动力供应地水资源缺乏问题日益严重 但工业耗水万元产值耗水近200立米 发达国家为20 30立米 水的重复利用率仅为50 发达国家为80 4 厂址条件和费用在平地上建厂比在丘陵或山区建厂要容易施工得多 造价也低得多在地震区建厂 建筑物和设施都要达到抗震要求在有滑坡 流沙或下沉地面上建厂 要有防范措施在荒地上还是良田上建厂 由于建设和建房 全国耕地每年以250万亩速度递减地价是影响投资的重要因素厂址条件还应考虑协作是否方便以上因素需要综合考虑 2 政治因素 政治局面是否稳定法制是否健全当地有关法规 如环境保护方面的法规 税负是否公平 3 社会因素 居民的生活习惯 企业的产品要适合当地的需要文化教育水平 招收受过良好教育和训练的员工宗教信仰生活水平 4 自然因素 气候条件直接影响职工的健康和工作效率气温的高低关系着厂房和办公室的建筑设计英国的曼彻斯特是世界著名的纺织业区 温度及湿度合适好莱坞 该地终年温和而干燥 适于室外拍片活动水资源有些企业耗水量巨大 应该靠近水资源丰富的地区 例如 造纸厂 发电厂 钢铁厂 化纤厂等啤酒厂 对水质要求高 则不仅要近水源 而且要考虑水质 选址的原则 选址的总原则 归纳起来6个有利于有利于输入 能源 资源供应方便 劳力充裕有利于输出 靠近目标顾客群销售与服务方便原料利用系数 耗用原料总重量 制成品总重量若 1 选择供应原料的地方若 1 选择靠近销售近的地方有利于效益 政策 税收 地价 有利于集聚人才 有利于生态 环境能吸收核电站污染源不能投在城市有利于长远发展 选址的方案 决策者在选址规划时通常会考虑以下三种选择方案 新建地点扩展现有工厂保持现有 增加新地点 选址步骤 1 选择某一个地区 要综合考虑经济因素 政治因素 社会因素和自然因素 2 在同一地区选择若干适当的地点 地区选定之后 要确定哪片土地建厂 3 比较不同地点 作出决定 位置的一般选择 4 2选址决策定量分析 量本利分析法 步骤 1 确定每一被选地点的固定成本和可变成本 2 在同一张图表上绘出各地点的总成本线 3 确定在某一预定的产量水平上 哪一地点的总成本最少或者哪一地点的利润最高这种方法需要建立以下几点假设 假设 产出在一定范围时 固定成本不变 可变成本与一定范围内的产出成正比 所需的产出水平能近似估计 只包括一种产品 在成本分析中 要计算每一地点的总成本 总成本 FC VC Q 举例 下表列出了四个可能成为工厂所在地的地点的固定成本和可变成本 在一张图上绘出各地点的总成本线指出使每个被选地点产出最优的区间 即总成本最低 如果要选择的地点预期每年产量为8000个单位 哪一地的总成本最低 a 绘出各总成本线 选择最接近预期产量的产出 如每年10000个单位 计算在这个水平上每个地点总成本线 绘出每一地址的固定成本 在产出为0时 及产出为10000个单位时的总成本 用一条直线把两点连接起来 D B C A Bsuperior Csuperior Asuperior b 图中显示出了各个供选择地点的总成本最低时的区间 请注意D地从未优于其它任何一地 因此可以从B线和C线的交点以及A线和C线交点所得到的产出水平求出确切的区间 为了得到这点 使他们的总成本公式相等 求Q 即得到他们最优产出水平的界限 对于B和C来说 B C 100000 30Q 150000 20Q解之 Q 5000单位 年对于C和A来说 C A 150000 20Q 250000 11Q解之 Q 11111单位 年 C 从这张图中你可看出 每年产出8000单位 地点C的成本总额最低 因素评分法 这是一种普遍的地点评估方法 它考虑了质和量的输入 步骤 A选择有关因素 如市场位置 水源供应 停车场 潜在收入等 B赋予每个因素一个比重 以此显示它与所有其它因素相比的相对重要性 各因素比重总和一般是1 00C给所有因素确定一个统一的数值范围 如0 100 D给每一待选地点打分E把每一因素的得分与它所占的比重值相乘 再把各因素乘积值相加就得到待选地点的总分F选择其中综合得分最高的地点 举例 一家摄影公司打算开张一家分店 下表是两个可供选择的地点的信息 地点2综合得分高 是更好的选择 重心法 1 概念 这是一种选择销售中心的位置 从而使销售成本降至最低的方法 这种方案包括利用地图显示目的地的位置 2 步骤 1 画出显示目的地的地图 2 在地图上加上坐标系 3 标出重心 步骤一 显示目的地的地图 Map 目的地 步骤二 加上坐标系 步骤三 重心 两种情况 1 当运往各地的产品数量一样时 x n y n2 当运往各地的商品数量不一样时 xQ Q yQ Q 例1 求图中问题的重心坐标位置 假定从重心运往四个目的地的商品数量都是一样的 解 从图中可以得出目的地的坐标 因此 中心位置是 4 5 4 正好位于D3的西方 x n 18 4 4 5 y n 16 4 4 例2 假定下图描述的问题中运往各地商品数量不一样 而是如下页所示 请确定重心位置 因为运往各目的地的商品数量是不同的 因此必须用加权平均公式 所以 重心的坐标点大约是 3 3 7 这个点在D2点的南方 3 3 7 负荷距离法 load distancemethod 负荷距离法的目标是在若干个候选方案中 选定一个目标方案 使总负荷 货物 人或其他 移动的距离最小 当与市场的接近程度等因素至关重要时 使用这一方法可从众多候选方案中快速筛选出最有吸引力的方案 总负荷的计算公式为 ld lidi li表示目的地距新选位置的距离di表示移动负荷的大小总负荷数值最小的方案最优 B xB yB A xA yA 两点之间的距离 应用事例 某健康诊断中心 负责7个社区的服务 各个社区的中心位置如图所示 如该健康诊断中心设在F 7 2 总负荷数是多少 使用直线距离 A 2 5 4 5 2 C 5 5 4 5 10 E 8 5 10 B 2 5 2 5 5 D 5 2 7 F 7 2 20 G 9 2 5 14 社区位置及人口分布 ld 7 2 5 2 4 5 2 7 2 5 2 2 5 5 7 5 5 2 4 5 10 7 5 2 2 7 7 8 2 5 10 7 9 2 2 5 14 168 F点的总负荷 负荷距离法中的穷举法示例 394 239 201 221 218 347 168 在可选范围内 均匀地选择若干个点 计算出每个点的总负荷数 然后加以比较 选出总负荷数最小的点 2020 2 27 60 线性规划 运输模型法 某企业有n个可供选择的厂址 需供应m个目标市场设Xi i工厂的产量 i 1 n Rj j目标市场需求量 j 1 m Xij i工厂运往j目标市场的产品数量Ci i工厂的单位产品成本Dij i工厂向j目标市场运输单位产品的费用目标函数 约束条件 线性规划方法 优化的目标是使总的物料搬运成本最低 这是一个多重分配问题 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 例 某公司现有3个工厂A B C 它们在3个不同的城市 有2个仓库 它们位于不同的城市 仓库用来存放工厂生产的产品 随时供应用户 每个仓库每月需供应市场2100吨 为了更好地为顾客服务 该公司决定再设置一个新仓库 经过调查研究和估点评价 确定X和Y两个点可建仓库 有关资料如表所示 假定仓库X已选中 2100 300 2100 1800 2100 300 2100 2100 300 月总运输费用 2100 15 2100 12 300 24 1800 9 80100 元 假定仓库Y已选中 2100 300 2100 1800 2100 300 2100 2100 300 月总运输费用 2100 15 2100 12 300 27 1800 15 91800 元 麦当劳的选址策略 1 针对目标消费群麦当劳经营定位于年轻人 儿童和家庭成员 所以选点必须在这些人出没的地方或繁华闹市人潮涌动之所 2 着眼于今天和明天 麦当劳选点 要求20年不变 3 讲究醒目设点一定要在一楼或二楼的临街店堂 要有透明落地玻璃窗 让路上行人感到麦当劳的文化氛围 4 不急于求成黄金地段的房价往往过高 当房主要价超过投资心理价位时 麦当劳一般不急于求成 5 优势互动麦当劳往往选择品牌知名度和信誉度较高的 家乐福 沃尔玛 等知名百货企业来开店中店 这样既可为百货企业带来客源 又吸引逛商场的顾客到麦当劳就餐 1 市场调查和资料信息收集包括人口 经济水平 消费能力 发展规模和潜力 收入水平 以及前期研究商圈的等级和发展机会及成长空间等 2 对不同商圈中的物业进行评估包括人流测试 顾客能力对比 可见度和方便性的考量等 以得到最佳的位置和合理选择 3 投资回报与风险评估商铺的投资是一个既有风险 又能够带来较高回报的决策 应更多地关注市场定位和价格水平 既考虑投资回报的水平 也注重中长期的稳定收入 这样才能较好地控制风险 达到投资收益的目的 麦当劳的选址步骤 麦当劳的商圈调查 1 确定商圈范围一般说来 商圈范围是以这个餐厅中心 以1 2公里为半径 画一个圆 作为它的商圈 商圈的范围一般不要越过公路 铁路 立交桥 地下道 大水沟 2 分析商圈特征餐厅所在社区的总人口 家庭数 餐厅所在社区的学校数 事业单位数 构成交通流量的场所 包括百货商店 大型集会场所 娱乐场所 公共汽车站和其他交通工具的集中点等 餐厅前的人流量 应区分平日和假日 人潮走向 有无大型公寓或新村 商圈内的竞争店和互补店的店面数 座位数和营业时间等3 抽样统计 取得基准数据 以确定顾客的准确数字4 实地调查 针对顾客的商情调查一种以车站为中心 另一种以商业区为中心 沃尔玛的选址策略 选择经济发达的城镇沃尔玛目前在中国共开设了45家购物广场 3家山姆会员店和2家社区店 除广东省外 沃尔玛购物广场均设在直辖市 省会城市和热门旅游城市 连锁发展计划独立调整门店选择城乡结合部沃尔玛的山姆会员店 以中小零售店和居民为目标市场 设在石景山区 居民收入为中高档水平 该店位于两条交通干道阜石路和石景山路之间 在交通上可以辐射到北边的海淀区 大型商场 超市