生产与运作系统的空间组织

生产与运作系统的空间组织企业选址工厂平面布局1生产与运作系统的空间组织生产与运作系统的空间组织，直观地说就是确定构成生产与运作系统硬件的空间位置、地理位置。生产与运作系统除了它的构成硬件（设置和装备）外，还有人力资源结构，即生产与运作系统的组织形式。因此，广义地说，生产与运作系统的空间组织还包括建立生产与运作单位，构建生产与运作单元。本章将讨论企业选址、厂区内平面布局等相关问题。2第一节企业选址企业选址就是为其生产与运作系统选择空间、地理位置。随着经济全球化发展，企业选址的视角已经跨越区域国界向全球化、一体化转变。3一、企业选址决策的重要性企业选址决策的战略属性企业选址是企业的一个基本问题、重要问题和作用影响长远的问题。企业选址决策的经济属性生产运作系统的地理位置决定了生产运作系统与相关经济要素的空间联系，影响和决定了企业的投资、成本和市场竞争能力，乃至影响和决定了企业的经济效益。企业选址决策的人文属性包括：法制环境、政策规定、税赋水平及倾向性；企业周围社区居民的生活习俗、文化教育、宗教信仰等。4二、选址决策的影响因素包括厂区外的因素厂区内的因素5厂区外的因素市场因素原料因素能源因素技术因素协作因素运输因素人力因素水电因素卫生因素社会因素6厂区内的因素地质因素容量因素地势因素环保因素7三、选址决策的程序（一）选择区域和地点选择某一个地区选择地区时要综合考虑经济因素、政治因素、社会因素和自然因素。选择适当的地点地区选定之后，要确定哪片土地建厂。这时要针对企业的特点，更深入地分析研究各种有关因素。通常要求考虑管理厂址环境的费用和产品的可变成本，如直接人工、物料搬运费和管理费等。8（二）工作步骤准备阶段现场调查阶段评价抉择阶段9四、选址决策的方法主要有：评分法量本利分析法10评分法一般步骤为：：按照企业生产产经营要求，，确立评价要要素；按照要素的重重要程度，予予以或排序或或赋予权重或或分配该要素素的最高分值值；组织相关人员员调研和按满满足程度予以以打分；最后计算汇总总。评分法较粗略略但直观，更更适合选择区域作前前期评估。11加权法选址因素权重备选厂址ABC赋税政策0.25709580土地状况0.10807090交通条件0.20706060人力资源0.25908090扩展潜力0.2090808012量本利分析法法（厂址2销售额）（厂址2总成本）（厂址1总成本）（厂址1固定成本）（厂址2固定成本）金额产销量（厂址1销售额）13第二节工工厂平面布局局一、工厂平面面布局的内容容与层次，基基本原则与影影响因素（一）工厂平平面布局的内内容与层次内容：设置生产单位位和布置空间场所所。层次：以机械加工企企业为例——较为一般般地分为工厂厂、车间、班班组三个层次。——规模更大大、层次更多多的可分为总总厂、分厂、、车车间、工工段、班组五个层次。14生产运作系统统空间组织的的层次不同层次生产产运作系统空空间组织共性性的一面都是以它下一一个层次作为为基本单位。。都是以它的上上一个层次作作为总体协调调目标。都要遵循空间间组织共同的的原则。不同层次生产产运作系统空空间组织个性性的一面内容不同。影响要素不同同。所面临和需要要处理的问题题也不同。15（二）工厂平平面布局的基基本原则设置生产单位位的基本原则则专业化原则适应性原则布置空间场所所的原则有利生产方便运输节约用地美化环境16（三）生产运运作系统空间间组织的影响响因素企业的产品方方向、结构和和工艺特点企业的专业化化与协作化水水平企业的生产规规模17二、设置生产产单位的专业业化原则设置生产单位位的专业化原原则，是劳动动生产率水平平高低的基础础。它决定着：企业内部的分分工与协作关关系，工艺过程以物物流的流向厂内运输路线线和运输量等等等。18二、设置生产产单位的专业业化原则根据生产运作作系统装备的的通用性分，生产单位位的专业化原原则有：工艺专业化原原则对象专业化原原则混合原则就集中相似劳劳动，采用成成组技术及装装备而言，则则需设置成组工艺中心心，成组生产中心心。19二、设置生产产单位的专业业化原则因此，设置生生产单位的专专业化原则主主要有工艺专业化原原则、对象专业化原原则、混合原则、成组工艺中心心、成组生产中心心等。这里主要介绍绍两种最基本本的专业化原原则：——工艺专业业化原则——对象专业业化原则20（一）工艺专业化原原则和工工艺专专业化车间即按不同的工工艺特征建立立生产单位的的原则。特点：三同一不同同，即同设备备、同工种工工人、同工艺艺方法、不同同加工对象。。两种形式：——完成一个个工艺阶段的的全部工种作作业的专业化车间。——完成一个个工艺阶段的的部分工种或或某一工种的工艺专业化化车间。21工艺专业化车车间之间零件件运动示意图图锻工车间热处理车间电镀车间装配车间磨工车间铣工车间钻镗车间车工车间22工艺专业化原原则的优点对产品品种变变化的适应能能力强；生产系统的可可靠性较高；；工艺及设备管管理较方便。。23工艺专业化原原则的缺点工件在加工过过程中运输次次数多，运输输路线长；协作关系复杂杂，协调任务务重；只能使用通用用机床、通用用工艺装备，，生产效率低低；在制品量大，，生产周期长长。24（二）对象专专业化原则和和对对象专业化化车间即按产品（零零件、部件））建立生产单单位的原则。。特点：三不同一同同，即不同设设备、不同工工种、不同加加工方法、同同加工对象。。两种形式：——以产品或或部件为对象象的和以同类类零件为对象的。——以同类零零件为对象建建立的专业化化车间。25对象专业化车车间之间零件件运动示意图图箱体零件车间标准件车间轴承连杆车间齿轮车间轴类车间毛坯车间热处理车间装配车间26对象专业化原原则的优点可以减少运输输次数，缩短短运输路线；；协作关系简单单，简化了生生产管理；可使用专用高高效设备和工工艺装备；在制品少，生生产周期短。。27对象专业化原原则的缺点对品种变化适适应性差；生产系统的可可靠性较差；；工艺及设备管管理复杂。28三、工厂平面面布局的步骤骤与方法空间布置的目目标：——使业务过过程的成本最最低；——经济利用用空间，节约约场地；——提供安全全舒适的工作作环境；——适应市场场需求的变化化，具有灵活活性。29影响空间布置置的主要因素素主要因素：——产品生产产工艺；——企业专业业化与协作水水平；——生产单位位的专业化原原则；——企业的规规模；——企业的环环境条件。另外还有物料料流向、物料料运量、作业业相互关联性性等。30空间布置的基基本原则基本原则：——最短路径径原则——关联原则则——分工原则则——协调原则则——弹性原则则31（一）工厂平面布置置的步骤系统的布置设设计(SLP)从系统的观点点出发综合应应用各种有效效方法，综合合考虑影响空空间布置的主主要因素，进进行工厂总平平面布置设计计。32（一）工厂平面布置置的步骤具体步骤和内内容：——P—Q分析——物流分析——生产活动相互互关系的分析析——绘制物流—活活动相关图——设计布置方案案——选择评价方案案P-Q分析图

33总平面布置设设计步骤34（二）平面布布置设计的方方法1.物料流向图法法——按照原材料、、在制品及其其它物资在生生产过程中总的的流动方向来来布置工厂的的]车间、设施和和生产服务单单位。工厂厂房和建建筑物的相互互位置一般顺顺序：材料仓库准备车间加工车间装配车间成品仓库35物料流向图法法（续）为了了反反映映各各组组成成部部分分相相互互间间的的生生产产联联系系和和在在生生产产过过程程中中原原材材料料、、毛毛坯坯、、半半成成品品、、成成品品等等的的物物流流流流向向，，可可以以先先绘绘制制系系统统图图，，以以便便按按它它进进行行平平面面布布置置。。36某机机械械制制造造厂厂生生产产系系统统图图372.代代数数式式法法代数数式式法法具具体体做做法法是是：：划分分各各生生产产单单位位和和进进行行分分区区编编号号；；列出出约约束束条条件件和和优优化化条条件件；；用乘乘式式表表达达布布置置组组合合；；进行行乘乘积积运运算算排排斥斥某某生生产产单单位位多多个个分分区区并并置置的的方方案案；；反反复复进进行行乘乘式式运运算算完完成成所所有有排排斥斥。。高次次方方表表示示满满足足各各个个优优化化条条件件。。38代数数式式法法例题题：：如图图所所示示，，某某工工厂厂总总平平面面图图按按需需要要划划分分为为5个小小区区。。各各小小区区只只表表示示区区划划位位置置，，并并不不精精确确地地表表示示该该小小区区的的面面积积大大小小。。各各小小区区面面积积可可在在完完成成总总体体布布置置后后，，根根据据实实际际需需要要在在相相邻邻小小区区之之间间调调整整。。设设有有A、B、C、D、E五个个子子系系统统，，每每个个子子系系统统应应占占有有一一个个小小区区，，并并有有如如下下限限制制和和要要求求：：12345厂前马路西东南北39代数数式式法法约束束条条件件(限限制制)⑴D子子系系统统不不允允许许靠靠近近厂厂前前马马路路；；⑵B子子系系统统必必须须靠靠近近厂厂前前马马路路；；⑶C子子系系统统不不能能置置于于5区区；；⑷E子子系系统统不不能能置置于于4区区；；40代数数式式法法优化化目目标标(要要求求)⑸E子子系系统统应应尽尽可可能能置置于于5区区；；⑹由由于于风风向向影影响响，，D子子系系统统应应尽尽可可能能置置于于C子子系系统统东东边边；；⑺E子子系系统统应应尽尽可可能能远远离离B子子系系统统；；⑻A、、B两两子子系系统统应应尽尽可可能能靠靠近近。。试用用代代数数式式法法进进行行工工厂厂总总平平面面布布置置。。41代数式法法解：(1)先先用约束束条件列列出各生生产单位位可能的的小区。。根据约束束条件①①有(D3+D4+D5)；根据约束束条件②②有(B1+B2)；根据约束束条件③③有(C1+C2+C3+C4)；根据约束束条件④④有(E1+E2+E3+E5)。42代数式法法(2)再再用优化化目标对对上述结结果进一一步筛选选，列出出各生产产单位优优化的位位置。根据优化化目标⑤⑤有E5；根据优化化目标⑥⑥有(C3D4+C4D5)；根据优化化目标⑦⑦有B1E5；根据优化化目标⑧⑧有(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)43代数式法法(3)所所有可能能方案如如算式：：(D3+D4+D5)(B1+B2)(C1+C2+C4+C4)(E1+E2+E3+E5)E5(C3D4+C4D5)B1E5(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)(4)进行代数数式运算算后，予予以排斥斥(D3E5+D4E5+D5E5)(B12E5+B1B2E5)(C1+C2+C3+C4)(E1+E2+E3+E5)(C3D4+C4D5)(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)上式中中，D5E5表示D、E两生生产单单位同同置于于5区区；B1B2E5表示B生产产单位位既置置于1区，，又置置于2区。。均为为不允允许的的方案案。44代数式式法剔出后后有(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(C3D4+C4D5)B12E5(E1+E2+E3+E5)(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)(5)继续续进行行运算算和剔剔出(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(B12E1E5+B12E2E5+B12E3E5+B12E52)(C3D4+C4D5)(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)上式中中，B12E1E5及B12E3E5均表示示E生生产单单位同同时置置于两两个小小区，，显然然是不不允许许的方方案。。剔出出后继继续运运算。。45代数式式法(6)(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(C3D4+C4D5)(B12E52)(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)=(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(C3D4+C4D5)(B13A2E52+B13A3E52+B12B2A1E52+B12B2A4E52)同理，，去掉掉B12B2A1E52与B12B2A4E52，则有有：(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(C3D4+C4D5)(B13A2E52+B13A3E52)=(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(A2B13C3D4E52+A3B13C3D4E52+B13A2C4D5E52+A3B13C4D5E52)46代数式式法(7)如此反反复不不断地地运算算剔出出后，，可得得A2B13C32D42E52方案。。即A置于2号区，，B置于1号区，，C置于3号区，，D置于4号区，，E置于5号区。。其中中B1、C3、D4、E5的高次次方，，表示示该生生产单单位于于该小小区是是同时时满足足了多多个约约束条条件或或优化化目标标。473.作业相相关图图法作业相相关图图法注注重考考虑各各生产产单位位生产产作业业的相相互关关联，，按关关系密密切程程度来来安排排生产产单位位的区区域相相邻布布置。。48作业相相关图图法步步骤确定各部门门之间的关关系密切程程度，并分分析关系密密切的原因因；绘制作业相相关图；运用试验方方法，根据据相互关系系密切程度度，按密切切程度等级级高的部门门相邻布置置的原则，，安排出最最合理的布布置方案。。49作业相关图图法表3-1关系密切程度

表3-2关系密切原因

代号

密切程度

代号

关系密切原因

A绝对重要

1使用共同的原始记录

E特别重要

2共用人员

I重要

3共用场地

O一般4人员接触频繁

U不重要5文件交换频繁

X不予考虑6工作流程连续

7做类似的工作

8共用设备

9其它

50作业相关图图法某一工厂，，八个组成成部分的作作业相关图图图3-9某工厂作业相关图

51作业相关图图法将图3-9所表示的的关系转移移到图3-10所示示的方块上上,再将该该图切开,按关系的的密切程度度和必要性性重新排列列,就得到到该厂各组组成部门的的相对位置置,如图3-11。。再根据生生产的需要要同时考虑虑厂区范围围内可能利利用的面积积,就可绘绘制出生产产单位的面面积相关图图，如图3-12。。52作业相关图图法1.接收与发运处

2.成品库

3.工具车间

4.修理车间

A—2I—5,80—3,4U—6,7

A—1,5I—80—3,4U—6,7

A—4,5I—80—1,2U—6,7

A—3,5I—80—1,2U—6,7

5.生产车间

6.中间零件库

7.餐厅

8.办公室

A—2,3,4E—6,8I—1U—7

E—5I—8U—1,2,3,4,7

0—8U—1,2,3,4,5,6

E—5I—1,2,3,4,60—7

图3-10未加整理的方块图

53作业相关图图法1.接收与发运处2.成品库3.工具车间A—2I—5,80—3,4U—6,7A—1,5I—80—3,4U—6,7A—4,5I—80—1,2U—6,76.中间零件库5.生产车间4.修理车间E—5I—8U—1,2,3,4,7A—2,3,4E—6,8I—1U—7A—3,5I—80—1,2U—6,77.餐厅8.办公室0—8U—1,2,3,4,5,6E—5I—1,2,3,4,60—7图3-11经过初步整理的方块图54作业相关图图法2.成品库5.生产车间3.工具车间4.修理车间1.接收与发运处6.中间零件库7.餐厅8.办公室图3-12按厂区范围安排的工厂平面布置草图554.从至表表一试验法法当进行多品品种小批量量生产时，，由于各加加工对象的的工艺路线线不同，要要在物流方方向不完全全一致时，，布置生产产设置的平平面位置就就需要寻求求总运费最最低的方案案。即使最小。式中di——某一加加工对象的的运输距离离。wi——某一加加工对的运运输量。hi——某一加加工对象的的运输费用用率。下面举一例例来说明从从至表一试试验法的操操作过程和和原理。56从至表一试试验法例题：某一车间内内有十个组组成部分。。共加工十十几种原件件。各原件件的工艺路路线如图3-13所示。。57从至表一试试验法图3-13零件的综合工艺路线图检验台锯床内圆磨床压床磨床镗床钻床车床铣床17毛坯库合计342019181715141312117654321零件号机床①①①①②③④⑤⑥②②③③④④④⑤②③⑤⑥①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩①③②④①⑥②③④⑤①①②③②③①③②①②③④①⑤②③④①②④③①②③①③②①③②①③②58初始零件从从至表至从1毛坯库2铣床3车床4钻床5镗床6磨床7压床8内圆磨床9锯床10检验台合计1毛坯库28142172铣床1211163车床3613134钻床121485镗床116磨床1237压床668内圆磨床119锯床111310检验台合计613813613175859初始零件从从至表至从1毛坯库2铣床3车床4钻床5镗床6磨床7压床8内圆磨床9锯床10检验台合计1毛坯库28142172铣床1211163车床3613134钻床121485镗床116磨床1237压床668内圆磨床119锯床111310检验台合计613813613175860表3-5零件运输总总距离计算算表次别前进后退第一次格数×对角线上各次数之和1×(2+1+6)=92×(8+2+1)=223×(1+2+6)=274×(1+1+1+2)=205×0=06×(4+4)=487×(1+3)=288×(2+1)=24格数×对角线下各次数之和1×(3+1)=42×1=23×(1+1)=64×0=05×0=06×1=67×1=78×0=0小计178小计25零件移动总距离178+25=203(单位距离)61尝试改进(1)改进进方向。我我们注意到到在费用表表达式中运运量(运输输次数)和和费用率是是不变的。。因此改进进方向是通通过改变排排列减少运运输距离。。(2)改进操作。。通过改变变排列使表表中运输次次数大的数数字尽量调调近对角线线。因为愈愈靠近对角角线的格位位里，运输输距离就愈愈短。62表3-6改改进的的初始零件从从至表至从1毛坯库2车床3钻床4铣床5压床6检验台7锯床8磨床9镗床10内圆磨床合计1毛坯库82421172车床6331133钻床124184铣床1211165压床666检验台7锯床11138磨床1239镗床1110内圆磨床11合计138661733115863表3-7改改进零件运输总总距离计算算表次别前进后退第一次格数×对角线上各次数之和1×(8+6+6+1)=212×(3+2+1)=123×(2+4+1)=214×(4+3+1)=325×0=06×(2+1)=187×1=78×1=8格数×对角线下各次数之和1×(1+2)=32×(1+2)=63×1=34×1=45×1=56×1=67×1=78×0=0小计119小计34零件移动总距离119+34=153(单位距离)比改进前减少203-153=50(单位距离)64四、流水线线的组织及及其平面布布局（一）流水水线生产的的发展流水生产方方式是将高度的的对象专业业化的生产产组织和劳劳动对象的的平行移动动方式有机机地结合起起来成为一一种先进的的生产组织织形式。特别是在大大量生产企企业中，流流水生产方方式占有十十分重要的的地位。现代流水水生产方方式起源源于福特制。福特（H·Ford））在1914~1920年创创立了汽汽车工业业的流水水生产线线。65福特制的的特点把生产管管理工作作和生产产技术的的发展与与完善密密切结合合起来;把管理工工作从单单纯对人人的管理理，发展展到把人人和机器器联系起起来;从整体的的观点协协调各项项作业、、各道工工序。因此，福福特制大大大提高高了生产产过程的的连续性性和节奏奏性。66福特制的的主要内内容在科学组组织生产产的前提提下谋求求高效率率和低成成本，因因而实施施产品的的标准化化，零件件的标准准化，设设备及工工具的专专用化和和工场专专业化。。创造了流流水作业业的生产产方法，，建立了了传送带带式的流流水生产产线。67流水线生生产的发发展流水线开开始出现现时，采采取了单单一对象象流水线线的形式式，以后后又出现现了多对对象的可可变流水水线和成成组流水水线。五十年代代以后，，建立和和发展了了自动化化、半自自动化的的流水线线。电子计算算机和自自动控制制技术的的发展，，极大地地促进了了生产过过程的自自动化，，不仅建建立了各各种类型型的自动动线，而而且出现现了自动动化的车车间和工工厂。68（二）流流水线生生产的特特征、分分类和组组织条件件流水线生生产——是指指劳动对对象按照照一定的的工艺路路线顺序序地通过过各个工工作地，，并按照照一定的的生产速速度（节节拍或节节奏）完完成工艺艺作业的的连续重重复的生生产过程程。69流水线生生产的特特征工作地专专业化程程度高；；生产节奏奏性强；；工作地按按工艺顺顺序排列列，各工工序的工工作地数数与单件件工时的的比值一一致；生产过程程具有高高度连续续性；生产过程程是封闭闭的，工工作地呈呈链式排排列，劳劳动对象象在工作作地间作作单向移移动。70流水生产产的分类类固定流水水线和移移动流水水线固定流水水线——是指指劳动对对象固定定，生产产工人携携带工具具沿着排排列的劳劳动对象象移动进进行加工工。适用用范围：：大型制制品。移动流水水线——是指指工人和和设备位位置固定定，而劳劳动对象象则按工工艺路线线移动的的流水线线。71流水生产产的分类类(续1)单一对象象流水线线和多对对象流水水线单一对象象流水线线——是指指流水线线上只固固定地生生产一种种制品的的流水线线。多对象流流水线——是指指流水线线上可以以生产两两种或两两种以上上制品的的流水线线。72多对象流流水线多对象流流水线根根据加工工对象在在加工过过程中轮轮换的方方式又可可分为：：可变流水水线、成成组流水水线和混混合流水水线。可变流水水线——是成成批轮番番地生产产固定在在流水线线上的几几个对象象。成组流水水线——是在在同一时时间内成成组地生生产固定定在流水水线上的的若干对对象。混合流水水线——是在在同一时时间内混混合生产产多个品品种的加加工对象象且遵循循一定的的投产顺顺序。73流水生产产的分类类(续2)连续流水水线和间间断流水水线连续流水水线——是指指加工对对象在流流水线上上移动加加工时，，没有或或很少有有间断和和等待时时间。间断流水水线——是指指加工对对象在流流水线上上移动加加工时，，其生产产过程不不完全连连续，有有较多的的间断和和等待时时间。74流水生产产的分类类(续3)根据流水水线所达达到的节节奏性程程度不同同，分为为强制节拍拍流水线线、自由节拍拍流水线线和粗略节拍拍流水线线。75流水生产产的分类类(续4)根据流水水线的机机械化程程度，可可分为手工流水水线、机械化流流水线和自动生产产线。76流水线生生产的组组织条件件产品结构构和工艺艺相对稳稳定，并并具有良良好的结结构工艺艺性；产量足够够大；工艺过程程能划分分为简单单的工序序，并能能进行适适当的合合并和分分解，各各工序单单件工时时差别不不大；厂房建筑筑和生产产面积能能容许安安装流水水线的设设备、工工装和运运输传送送装置。。77（三）流流水线的的组织设设计流水线的的设计包包括技术设计计和组织设计计两个方面面。78流水线的的技术设设计是指工艺艺规程的的制定、、专用设设备的设设计、设设备改装装设计、、专用工工夹具的的设计、、运输装装置的设设计，等等等，这这是流水水线的““硬件””设计。。79流水线的的组织设设计是指流水水线节拍拍的确定定、设备备需要量量和设备备负荷系系数的计计算、工工序同期期化工作作、工人人配备、、生产对对象传送送方式的的设计、、流水线线平面布布置设计计、流水水线工作作制度、、服务组组织和标标准计划划指示图图表的制