设施规划与物流3

1、设施规划与物流分析设施规划与物流分析 生产与服务设施选址生产与服务设施选址 l选址重要性选址重要性 l需考虑因素需考虑因素 l选址步骤选址步骤 l评价方法评价方法 l选址案例选址案例 第一节第一节 选址重要性与难度选址重要性与难度 设施选址设施选址(Facility location)：确定在何处建厂：确定在何处建厂 或服务设施或服务设施 人类祖先居住洞穴选址：人类祖先居住洞穴选址： 第一个研究制造活动选址：第一个研究制造活动选址： 90年代经济全球化：年代经济全球化： 南威尔士南威尔士 喷油生产厂喷油生产厂 西班牙西班牙 引擎装配厂引擎装配厂 比利时比利时 车体生产厂车体生产厂 喷油装置喷油

2、装置引擎引擎 全球制造全球制造 第一节第一节 选址重要性与难度选址重要性与难度 l选址重要性：投资、建设速度、服务成本等选址重要性：投资、建设速度、服务成本等 投资：建新厂投资：建新厂一大笔投资一大笔投资 q偏僻山区建厂：偏僻山区建厂： q市中心：市中心： 成本：不同选址影响提供产品成本：不同选址影响提供产品/服务的成本服务的成本 影响价格与竞争力影响价格与竞争力 职工：职工： 作用长远：作用长远： 第一节第一节 选址重要性与难度选址重要性与难度 l选址的难度选址的难度 选址因素相互矛盾：选址因素相互矛盾： 不同因素的相对重要性难度量不同因素的相对重要性难度量 不同决策部门利益不同，追求目标不

3、同不同决策部门利益不同，追求目标不同 判别标准会随时间变化判别标准会随时间变化 作选址决策时：必须针对企业生产经营特点：作选址决策时：必须针对企业生产经营特点： 原材料、产品、渠道、运输工具等，就其所处原材料、产品、渠道、运输工具等，就其所处 客观环境与条件，提多个备选方案，分析取舍客观环境与条件，提多个备选方案，分析取舍 第二节第二节 影响选址的因素与选址步骤经济影响选址的因素与选址步骤经济 一、经济因素一、经济因素 l 运输条件与费用运输条件与费用 输入：原材料、工具、燃料输入：原材料、工具、燃料 输出：产品、废弃物输出：产品、废弃物 人员：人员： l 劳动力可获得性与费用劳动力可获得性与

4、费用 l 能源可获得性与费用：能源可获得性与费用： l 厂址条件与费用：地理位置厂址条件与费用：地理位置 第二节第二节 影响选址的因素与选址步骤政治社会影响选址的因素与选址步骤政治社会 二、政治因素二、政治因素特别在国外建厂特别在国外建厂 l政治因素：政治因素： l风险：风险： l法制：法制： l法规：法规： 三、社会因素三、社会因素 l生活习惯：生活习惯： l文化水平：文化水平： l经济水平：经济水平： l厂址的生活条件：厂址的生活条件： 第二节第二节 影响选址的因素与选址步骤自然影响选址的因素与选址步骤自然 四、自然因素四、自然因素气候条件、水资源气候条件、水资源 l气候条件：气候条件：

5、l水资源水资源 第二节第二节 影响选址的因素与选址步骤步骤影响选址的因素与选址步骤步骤 五、选址步骤：五、选址步骤： l选地区：按企业发展战略，选若干地区选地区：按企业发展战略，选若干地区综综 合考虑经济、政治、社会、自然因素合考虑经济、政治、社会、自然因素 城市建厂：城市建厂： 农村建厂：农村建厂： 市郊建厂：市郊建厂： l选适当地点：选适当地点： 厂区平面布置方案、扩展余地：厂区平面布置方案、扩展余地： 整理厂地环境费用：整理厂地环境费用： 职工生活方便：职工生活方便： 第三节第三节 选址评价方法选址特点选址评价方法选址特点 一、选址问题特点一、选址问题特点 l很难找一个一般性地选址评价模

6、型很难找一个一般性地选址评价模型 l实际上不一定需要精确解：实际上不一定需要精确解： 具体问题具体分析：具体问题具体分析： l在某地区集中建厂：在某地区集中建厂： l分散建厂：分散建厂： l服务业：服务业： 第三节第三节 选址评价方法选址评价方法评价方法评价方法 二、评价方法：二、评价方法： 1、量本利分析法：、量本利分析法： 两种选址的成本、收入随销量变化如图两种选址的成本、收入随销量变化如图 假设：任何厂址，产品销价相同假设：任何厂址，产品销价相同收入曲线相收入曲线相 同；同；制造业厂址不影响其销售量制造业厂址不影响其销售量 厂址厂址2固定成本固定成本 收入收入 厂址厂址2总成本总成本 厂

7、址厂址1总成本总成本 厂址厂址1固定成本固定成本 成成 本本 销售量销售量 O V0 V1 V2 P2 P1 第三节第三节 选址评价方法选址评价方法评价方法评价方法 l 评分法：评分法： 例例1：有：有3个候选厂址个候选厂址A、B、C，现用，现用7个指标进个指标进 行评价，各指标的重要性不同，如表：第二行评价，各指标的重要性不同，如表：第二 栏中的栏中的“最高分数最高分数”体现了各指标的重要程体现了各指标的重要程 度，分数越高，越重要度，分数越高，越重要 第三节第三节 选址评价方法选址评价方法评价方法评价方法 指标指标最高分最高分ABC 燃料可获性燃料可获性300200250220 水源供应水

8、源供应100809080 劳动力供应劳动力供应250220200200 生活条件生活条件150120120100 运输性运输性200160160140 污染污染50304030 税收税收50304030 合计合计1100840900800 第三节第三节 选址评价方法选址评价方法评价方法评价方法 l 线性规划运输问题算法线性规划运输问题算法 例例2：某公司现有：某公司现有3个工厂个工厂A、B、C，分别在，分别在3个个 不同城市，有不同城市，有2个仓库个仓库P、Q，位于不同城市，位于不同城市， 存放产品，随时供用户，每个仓库每月需供存放产品，随时供用户，每个仓库每月需供 应市场应市场2100吨产品

9、，为更好服务顾客，公司吨产品，为更好服务顾客，公司 欲再建一新仓库，经调查确定有欲再建一新仓库，经调查确定有X、Y两个备两个备 选地址，资料见表：选地址，资料见表： 工工 厂厂 生产能力生产能力 (吨吨/月月) 单位运费单位运费(元元) PQXY A240015274851 B240027122427 第三节第三节 选址评价方法选址评价方法评价方法评价方法 例例3：某公司现有：某公司现有2个工厂个工厂A、B，3个仓库个仓库U、V、 W，工厂与仓库位于不同城市，公司为求发展，工厂与仓库位于不同城市，公司为求发展， 决定选某城市建一新厂，现有决定选某城市建一新厂，现有2个

10、备选厂址：个备选厂址：X、 Y，各厂生产能力、各仓库需求、单位运费如，各厂生产能力、各仓库需求、单位运费如 表：表： 工工 厂厂 生产能力生产能力 (台台/月月) UVW A2800102436 B2000201614 X2400302212 Y240040308 仓库需求仓库需求(台台/月月)220014002600 案例：邦图化学品公司在印度建厂案例：邦图化学品公司在印度建厂 l到国外投资的原因：到国外投资的原因： 不发达国家土地、劳动力、原材料成本低不发达国家土地、劳动力、原材料成本低 开拓国际市场：就近生产节约运费及其他费开拓国际市场：就近生产节约运费及其他费 用：关税等用：关税等 与

11、当地企业合作：可避免一些贸易限制与当地企业合作：可避免一些贸易限制 案例：邦图化学品公司在印度建厂案例：邦图化学品公司在印度建厂 邦邦 图是世界最大的化工企业之一，希望在印图是世界最大的化工企业之一，希望在印 度度(7亿人口亿人口)销售其产品，印度政府规定：销售其产品，印度政府规定： 必须与当地企业合资才能生产，地点需由必须与当地企业合资才能生产，地点需由 政府批准。为进入印度，邦图决定在印度政府批准。为进入印度，邦图决定在印度 选一家合作伙伴建合资企业。选一家合作伙伴建合资企业。 案例：邦图化学品公司在印度建厂案例：邦图化学品公司在印度建厂 l 讨论题：讨论题： 根据案例提供的材料，你是否同

12、意选择该根据案例提供的材料，你是否同意选择该 地建厂？为什么地建厂？为什么 你认为邦图公司在选址时，所考虑的因素你认为邦图公司在选址时，所考虑的因素 是否周全？你认为还须考虑哪些因素？是否周全？你认为还须考虑哪些因素？ 本章小节：本章小节： l选址重要性：投资、成本、职工、长远选址重要性：投资、成本、职工、长远 l影响选址的因素：经济、政治、社会、自然影响选址的因素：经济、政治、社会、自然 l选址一般步骤：选地区、地点选址一般步骤：选地区、地点 l选址评估方法：量本利分析法、评分法、线性选址评估方法：量本利分析法、评分法、线性 规划运输问题规划运输问题 生产与服务设施布置生产与服务设施布置 l

13、主要内容：主要内容： 布置决策布置决策 典型布置形式典型布置形式 车间布置与库房布置车间布置与库房布置 设备布置的定量分析设备布置的定量分析 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 第一节第一节 布置决策影响生产单位构成的因素布置决策影响生产单位构成的因素 一、影响企业生产单位构成的因素一、影响企业生产单位构成的因素 l产品结构与工艺特点产品结构与工艺特点 制造业生产单位：制造业生产单位： 流程式化工业：流程式化工业： 车间车间 班组班组 /工段工段 班组班组 /工段工段 第一节第一节 布置决策影响生产单位构成的因素布置决策影响生产单位构成的因素 l企业专业化与协作化水平企

14、业专业化与协作化水平 专业化：专业化： 专业化形式不同，设置的生产单位也不同专业化形式不同，设置的生产单位也不同 l生产单位专业化原则与形式：生产单位专业化原则与形式： l企业生产规模企业生产规模 第一节第一节 布置决策设施布置的影响因素布置决策设施布置的影响因素 二、生产二、生产/服务设施布置的影响因素服务设施布置的影响因素 l满足要求，避免交叉和迂回运输，节省费满足要求，避免交叉和迂回运输，节省费 用用 l联系与协作关系紧密的单位应靠近布置：联系与协作关系紧密的单位应靠近布置： l利用现有运输条件：利用现有运输条件： l按生产性质、防火和环保要求，合理划分按生产性质、防火和环保要求，合理划

15、分 厂区：厂区： l总占地面积最小化总占地面积最小化(防火卫生条件下防火卫生条件下)： l考虑扩展余地考虑扩展余地 第二节第二节 典型布置形式物料流程形式典型布置形式物料流程形式 一、物料流程形式一、物料流程形式 l水平方式：设备水平方式：设备/设施都在同一车间里设施都在同一车间里 l垂直方式：生产作业在多个楼层周转时垂直方式：生产作业在多个楼层周转时 a b cd ef 水平流程形式水平流程形式 第二节第二节 典型布置形式布置类型典型布置形式布置类型 二、布置类型二、布置类型 l固定式布置（固定式布置（Fixed position layout） 指加工对象位置固定，生产工人和设备随加指加工

16、对象位置固定，生产工人和设备随加 工产品所在的某一位置移动工产品所在的某一位置移动 机器机器 机器 工位器具工位器具 固定式布置固定式布置 第二节第二节 典型布置形式布置类型典型布置形式布置类型 l按产品布置（按产品布置（Product layout） 按对象专业化原则布置有关机器设备，常见按对象专业化原则布置有关机器设备，常见 的流水生产线或产品装配线的流水生产线或产品装配线 加工设备加工设备 加工设备加工设备 流水线流水线 按产品按产品(对象对象)布置布置 第二节第二节 典型布置形式布置类型典型布置形式布置类型 l按工艺过程布置按工艺过程布置(Process layout)工艺专业工艺专业

17、 化布置化布置 按工艺专业化原则将同类机器集中在一起，按工艺专业化原则将同类机器集中在一起， 完成相同工艺加工任务完成相同工艺加工任务机群式布置机群式布置 L L L D D D D G G 车床组车床组镗床组镗床组磨床组磨床组 接收转运接收转运 按工艺过程布置按工艺过程布置 问题：？问题：？ 第二节第二节 典型布置形式布置类型典型布置形式布置类型 l按成组制造单元布置按成组制造单元布置(Layout based on group technology) 成组技术成组技术(GT)： LG LDDG 单元单元1 LLGP 单元单元2 单元单元3 成成 品品 库库 原原 才才 料料 GT生产单元布

18、置生产单元布置 第三节第三节 车间布置与库房布置常用方法车间布置与库房布置常用方法 二、厂区布置常用方法二、厂区布置常用方法 l 物料运量图法：按生产过程中物料流向及生物料运量图法：按生产过程中物料流向及生 产单位间产单位间运输量运输量布置车间及各种设施的相对布置车间及各种设施的相对 位置位置 根据原材料流向，初步布置，绘初步物流根据原材料流向，初步布置，绘初步物流 图图 制定物料运量表制定物料运量表 1. 按运量大小进行初步布置按运量大小进行初步布置 第三节第三节 车间布置与库房布置常用方法车间布置与库房布置常用方法 01 02030405总计总计 01721414 02628 034511

19、0 04628 0522 总计总计 01114107 车间之间间运量表车间之间间运量表(单位：单位：10吨吨) 05 01 02 0304 2吨吨 1吨吨 运量图运量图 第三节第三节 车间布置与库房布置常用方法车间布置与库房布置常用方法 l作业相关法：作业相关法： 代号代号密切程度密切程度 A绝对重要绝对重要 E特别重要特别重要 I重要重要 O一般一般 U不重要不重要 X不予考虑不予考虑 代代 号号 123456789 关关 系系 密密 切切 原原 因因 使用使用 共同共同 原始原始 记录记录 共共 同同 人人 员员 共共 用用 场场 地地 人人 员员 接接 触触 频频 繁繁 文文 件件 交交

20、 换换 频频 繁繁 工工 作作 流流 程程 连连 续续 做做 类类 似似 工工 作作 共共 用用 设设 备备 其其 他他 第三节第三节 车间布置与库房布置常用方法车间布置与库房布置常用方法 例：例：一快餐店预布置其生产与服务设施。该一快餐店预布置其生产与服务设施。该 店共有店共有6个部门，计划布置在个部门，计划布置在23的区域内。的区域内。 已知各部门间作业关系密切程度如图示，请已知各部门间作业关系密切程度如图示，请 给出合理布置给出合理布置 部门部门1 部门部门2 部门部门3 部门部门4 部门部门5 部门部门6 A A A A AA X X X UU E IO O 作业相关图作业相关图 第三

21、节第三节 车间布置与库房布置常用方法车间布置与库房布置常用方法 主联系簇主联系簇 6 5 4 2 3 1 3 4 6 1 X关系联系簇关系联系簇 126 354 最后结果最后结果 第三节第三节 车间布置与库房布置仓库布置车间布置与库房布置仓库布置 三、仓库布置：三、仓库布置： l例：一家电用品仓库，共有例：一家电用品仓库，共有14个货区，分别储个货区，分别储 存存7种家电，仓库有一个出入口进出货物，如图种家电，仓库有一个出入口进出货物，如图 示，假设每种物品每周存取次数如表所示，应示，假设每种物品每周存取次数如表所示，应 如何布置不同物品的货区，使总搬运量最小？如何布置不同物品的货区，使总搬运

22、量最小？ 通道通道 货区货区 第三节第三节 车间布置与库房布置仓库布置车间布置与库房布置仓库布置 存储物品存储物品搬运次数搬运次数/周周所需货区所需货区 1 电烤箱电烤箱2801 2 空调空调1602 3 微波炉微波炉3601 4 音响音响3753 5 电视电视8004 6 收音机收音机1501 7 其他其他1002 第三节第三节 车间布置与库房布置仓库布置车间布置与库房布置仓库布置 存储物品存储物品搬运次数搬运次数/周周所需货区所需货区搬运数搬运数/货区数货区数i 1 电烤箱电烤箱2801280 2 空调空调160280 3 微波炉微波炉3601360 max 4 音响音响3753125 5

23、 电视电视8004200 6 收音机收音机1501150 7 其他其他100250 通道通道 3 1 5 5 5 5 6 4 4 4 2 2 7 7 出入口出入口 第四节第四节 设备布置的定量分析设备布置的定量分析From-to表法表法 一、从一、从至至(From-to)表法表法 l 用用Fromto表列出机器设施间相对位置，以对表列出机器设施间相对位置，以对 角线元素为基准计算工作地间相对距离，找角线元素为基准计算工作地间相对距离，找 出整个生产单元物料总运量最小的布置方案出整个生产单元物料总运量最小的布置方案 第四节第四节 设备布置的定量分析设备布置的定量分析From-to表法表法 l例：

24、一金属加工厂车间有例：一金属加工厂车间有6台设备，已知其生产台设备，已知其生产 的零件品种及加工路线，并据此给出表的零件品种及加工路线，并据此给出表1所示的所示的 零件设备间的每月移动次数，表零件设备间的每月移动次数，表2给出了单位距给出了单位距 离运输成本，请确定该车间的最佳布置方案离运输成本，请确定该车间的最佳布置方案 表表1 设备设备 间月间月 平均平均 移动移动 次数次数 锯床锯床磨床磨床冲床冲床钻床钻床车床车床插床插床 锯床锯床2174186142180 磨床磨床216 52190 61 10 冲床冲床 400 1149516 20 钻床钻床16 421624168 车床车床1267

25、110031550 插床插床429583114390 第四节第四节 设备布置的定量分析设备布置的定量分析From-to表法表法 表表2 单位单位 距离距离 运输运输 成本成本 锯床锯床磨床磨床冲床冲床钻床钻床车床车床插床插床 锯床锯床0.150.150.160.150.16 磨床磨床0.18 0.160.150.150.15 冲床冲床 0.150.150.150.15 0.16 钻床钻床0.180.150.150.150.16 车床车床0.150.170.160.200.15 插床插床0.150.150.160.150.15 第四节第四节 设备布置的定量分析设备布置的定量分析From-to表法

26、表法 锯床锯床磨床磨床冲床冲床钻床钻床车床车床插床插床 锯床锯床71.43122.712.6425.235.1 磨床磨床25.42 91.6521.2215.75 冲床冲床 23.5518.416.48 钻床钻床69.1527.98 车床车床66.0 锯床锯床冲床冲床插床插床 磨床磨床钻床钻床车床车床 最后布置方案最后布置方案 第四节第四节 设备布置的定量分析新设备布置设备布置的定量分析新设备布置 二、新设备布置问题：新填设备、设备改造二、新设备布置问题：新填设备、设备改造 l设原设备在坐标系的点为设原设备在坐标系的点为(a1,b1), (a2, b2), (an, bn)，则目标是求出，则目

27、标是求出x, y，使，使 最小最小(加权系数加权系数 是允许新老设备间有不同流量是允许新老设备间有不同流量) n i iii byaxyxf 1 )(),( 第四节第四节 设备布置的定量分析新设备布置设备布置的定量分析新设备布置 该问题的简化解：分别求出该问题的简化解：分别求出x和和y的最优的最优/小值：小值： n i ii n i ii byyg axxg ygxgyxf )()( )()( )()(),( 2 1 21 其中： 例：假设已有例：假设已有2台设备，坐标分别为台设备，坐标分别为(5,10), (20, 30)，取权重为，取权重为1，求新设备的布置位置，求新设备的布置位置 第四节

28、第四节 设备布置的定量分析新设备布置设备布置的定量分析新设备布置 解：分别求解：分别求g1(x)，g2(y)的最小值：的最小值： 3010)( 205)( 2 1 yyyg xxxg (5,10) (20, 30) O y x 最优解：最优解： 3010,205yx 第四节第四节 设备布置的定量分析新设备布置设备布置的定量分析新设备布置 例：某大学购买一台新设备，以便全校教师制例：某大学购买一台新设备，以便全校教师制 作教学录像带。该设备由校内作教学录像带。该设备由校内6个学院个学院(位置如位置如 图图)教师教师(各学院教师人数见表各学院教师人数见表)使用，各学院间使用，各学院间 用草坪格开，

29、通道都是交叉垂直的，问该设备用草坪格开，通道都是交叉垂直的，问该设备 安置在何处，使所有教师的总行程最小安置在何处，使所有教师的总行程最小 51015 x y 5 10 15 20 学院学院坐标坐标人数人数 管理管理(5,13)31 法律法律(8,18)28 人文人文(0,0)19 机械机械(6,3)53 外语外语 (14,20)32 自控自控 (10,12)41 第四节第四节 设备布置的定量分析新设备布置设备布置的定量分析新设备布置 学院学院 x坐标坐标 权值权值权值累加权值累加 人文人文01919 管理管理53150 机械机械653 103 法律法律828131 自控自控1041 172

30、外语外语1432204 学院学院 y坐标坐标权值权值权值累加权值累加 人文人文01919 机械机械353 72 自控自控1241 113 管理管理1331144 法律法律1828172 外语外语2032204 第四节第四节 设备布置的定量分析新设备布置设备布置的定量分析新设备布置 51015 x y 5 10 15 20 第五节第五节 装配线平衡必要性装配线平衡必要性 一、为什么要进行装配时间平衡？一、为什么要进行装配时间平衡？ l例：某装配线有例：某装配线有6道工序，道工序， 节拍为：节拍为：5分钟分钟/件，各工序件，各工序 作业时间如图，求工作负荷率作业时间如图，求工作负荷率 1 2 4

31、35 6 231.5 2.8 3 1 r=5分钟分钟/件件 装配线顺序图装配线顺序图 第五节第五节 装配线平衡节拍装配线平衡节拍 二、装配线二、装配线(流水线流水线)节拍节拍 l节拍：流水线上连续出产两件相同制品的时间节拍：流水线上连续出产两件相同制品的时间 间隔，设为间隔，设为r： 例：某流水线计划日产量为例：某流水线计划日产量为150件，两班制生产，件，两班制生产， 每班有每班有21分钟休息时间，计划不合格品率为：分钟休息时间，计划不合格品率为： 2，计算该流水线节拍，计算该流水线节拍 解：解： N F e r 计划期内计划产量 计划期有效工作时间 )/(6 %)21 (150 22160

32、28 N F 件分钟 e r 第五节第五节 装配线平衡方法装配线平衡方法 三、装配线平衡的方法三、装配线平衡的方法 l以适当方法将装配线上若干相邻工序合并成一以适当方法将装配线上若干相邻工序合并成一 个大工序个大工序(工作地工作地)，使其作业时间接近或等于，使其作业时间接近或等于 装配线节拍装配线节拍 确定装配流水线节拍确定装配流水线节拍r 计算线上需要的最少工作地数计算线上需要的最少工作地数Smin，ti为工序为工序 i的工作时间：的工作时间： 按以下条件向工作地分配小工序：按以下条件向工作地分配小工序： r t S i min 第五节第五节 装配线平衡方法装配线平衡方法 q保证工序间相互顺

33、序保证工序间相互顺序 q每个工作地分配到的小工序工作时间之和每个工作地分配到的小工序工作时间之和 (Tei)，不大于节拍，不大于节拍 q各工作地作业时间应尽量接近或等于节拍：各工作地作业时间应尽量接近或等于节拍： Teir q应使工作地数目应使工作地数目S尽量少尽量少 计算工作地时间损失系数计算工作地时间损失系数 L、平滑系数 、平滑系数SI： S i i ee S i i e L TTSI rS TrS 1 2 max 1 )( %100 第五节第五节 装配线平衡方法装配线平衡方法 例：启明公司开发出一种新颖三轮童车，试销结例：启明公司开发出一种新颖三轮童车，试销结 果深受欢迎，公司决定建立

34、一条装配流水线，果深受欢迎，公司决定建立一条装配流水线， 大批量生产，装配线节拍大批量生产，装配线节拍r20s/件，工序总工件，工序总工 作时间为作时间为253s，装配线设计、平衡过程如下：，装配线设计、平衡过程如下： 8910 A3 A4 A5 S2 123 A1 车车 架架 右右 轮轮 左左 轮轮 后轮装后轮装 车架上车架上 465 A2 S1 前前 轮轮 档档 泥泥 板板 前前 叉叉 前轮前轮 分装分装 前轮装前轮装 车架上车架上 7 套管、套管、 定位定位 螺丝螺丝 把把 手手 橡胶橡胶 手柄手柄 车把装车把装 套管中套管中 车座装车座装 车架上车架上 完工完工 检验检验 装配工艺图装配工艺图 第五节第五节 装配线平衡方法装配线平衡方法 1 计算最小工作地数：计算最小工作地数：