设施选址和布置培训教材

第四章设施选址和布置运营系统布置是指应用科学的方法和手段对组成企业的各个部分、各种物质要素（设施、设备等）进行合理的配置和空间及平面布置，使之形成有机的系统，以最经济的方式和较高的效率为企业的经营服务。讨论：建一家年产20台巨轮发动机厂与建一家年产20万轿车发动机厂有什么不同？讨论假定两种发动机仅仅是体积上的差异，形状相似，零部件数量相等。假定零部件种数为200件，平均每件的加工工序为5道。讨论：20台/12月=1.67台/月20万/12月=16700台/月800台/天船用发动机缸体:1.67台/月粗铣精铣钻孔攻丝磨削轿车发动机缸体:16700台/月;800台/天粗铣精铣钻孔攻丝磨削讨论:可以想象船用发动机厂采用流水线加工,设备利用率会很低,所以不能采用流水线加工方式.造轿车发动机采用流水线方式,每个零件加工流水线平均需要5台设备,每天生产800套.共需要设备1000台,要建几个车间.如果船用发动机也采用流水线生产,要求较高的设备利用率,一条流水线加工一种零件,每月仅加工1.67套.请想象一下,会是怎样一种情景.讨论:船用发动机该怎样造?为了提高设备利用率,必须减少设备数量,使用少量设备生产200种零件.

应该购置多少台设备?取决于加工工艺的需要,生产数量和设备利用率.采用多品种小批量生产方式,相同工艺的设备放在一起,组成班组.主要内容第一节设施选址第二节设施布置第一节设施选址一、选址决策的本质二、影响选址决策的因素三、选址方案评估一、选址决策的本质（一）选址决策的重要性是一个长期责任范畴选址决策经常会影响投资需要、运作成本、税收和运作一、选址决策的本质（二）选址方案设施选址包括两个方面的问题：第一、选位，即选择什么地区（区域）设置设施。第二、定址。地区选定后，具体选择在该地区的什么位置。具体决策时，实际要考虑的是四种选择：扩展现有的工厂、增加新地点、放弃现有地点、保持原有状态。LocationDecisionFactorsRegionalFactorsSite-relatedFactorsMultiplePlantStrategiesCommunityConsiderationsInfluencingFactorsStrategicTechnologicalMacroeconomicPoliticalInfrastructure基础设施CompetitiveLogisticsandfacilitycosts一、选址决策的本质（三）制定选择决策的一般程序决定评估地点好坏的标准。鉴别重要因素，如市场和原材料的位置。找出可供选择的地点。评估这几项选择并挑出其中一种

CustomerDCWhereinventoryneedstobeforaoneweekorderresponsetime-typicalresults-->1DCCustomerDCWhereinventoryneedstobefora5dayorderresponsetime-typicalresults-->2DCsCustomerDCWhereinventoryneedstobefora3dayorderresponsetime-typicalresults-->5DCsCustomerDCWhereinventoryneedstobeforanextdayorderresponsetime-typicalresults-->13DCsCustomerDCWhereinventoryneedstobeforasameday/nextdayorderresponsetime-typicalresults-->26DCs二、影响选址决策的因素许多因素会影响选址决策，但是，经常只有一个或几个最重要的因素对该决策起决定作用。在制造业中，潜在的决定性因素通常包括丰富能源的可得性、水的供应和原材料的邻近程度。在服务行业，潜在的决定因素则与市场有关，包括交通方式、便利性、竞争者所处的位置及与市场的邻近程度。二、影响选址决策的因素区域因素社区因素与地点相关的因素多工厂制造策略二、影响选址的因素（一）选择建厂地区的基本要求

1、接近市场

2、接近原材料产地

3、水、电、气等基础设施完备

4、气候条件能满足生产技术要求（二）选择建厂城镇的基本要求

1、当地城镇建设规划允许

2、劳动力市场：劳动力的成本和可得性

3、当地生活条件较好

4、当地工资水平较低（三）选择建厂用地的基本要求

1、地质条件适于建厂

2、有可靠的水源保证

3、有足够的用地面积和扩展余地

4、靠近水陆交通要道

5、有利于三废（水、电、气）处理三、选址方案评估成本——利润——产量定址分析因素评分：考虑了质和量的输入重心法三、选址方案评估１、成本、利润、产量定址分析（生产成本比较分析法）假设：（1）当产出在一定范围内，固定成本不变。（2）可变成本与一定范围内的产出成正比。（3）所需的产出水平可以近似估计。（4）一般只包括一种产品。EvaluatingLocationsCost-volumeAnalysisDeterminefixedandvariablecostsPlottotalcostsDeterminelowesttotalcostsExample1:Cost-VolumeAnalysisFixedandvariablecostsfor

fourpotentiallocationsExample1:SolutionExample1:Solution800700600500400300200100 0AnnualOutput(000)8101214166420$(000)ABCBSuperiorCSuperiorASuperiorD２、因素评分(分级加权评分法)步骤：把所有影响选址因素列出清单，并按各影响因素的重要程度确定权数。对每个候选地址在每个因素下评级打分。把各方案所得分数与权数相乘再加总，得到各方案的总分。此种方法中，得分最高的方案较优。

三、选址方案评估例：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因素比重得分（总分100）衡量值地点1地点2地点1地点2邻近已有商店交通繁华租金大小布局运营成本合计0.100.050.400.100.200.151.00100807086408060809092709010．04.028.08.68.012.070.66.04.036.09.214.013.582.7CenterofGravityMethodDecisionbasedonminimumdistributioncosts三、选址方案评估CenterofGravityMethod

重心法Findslocationof

singledistributioncenterservingseveraldestinationsUsedprimarilyforservicesConsidersLocationofexistingdestinations

Example:Markets,retailersetc.VolumetobeshippedShippingdistance(orcost)Shippingcost/unit/mileisconstant

CenterofGravityMethodSteps

重心法的步骤PlaceexistinglocationsonacoordinategridGridhasarbitraryorigin&scaleMaintainsrelativedistances

CalculateX&Ycoordinatesfor‘centerofgravity’GiveslocationofdistributioncenterMinimizestransportationcostCenterofGravityMethodEquationsdix =xcoordinateoflocationiWi = Volumeofgoodsmovedtoorfromlocationidiy =ycoordinateoflocationiXCoordinateYCoordinateCenterofGravityExample例：求重心坐标位置。假定从重心运往四个目的地的商品数量都是一样的。目的地x,yD1D2D3D42,23,55,48,518,16X=18/4=4.5Y=16/4=4中心位置是（4.5，4）例如果运往各地的商品数量不一样，则重心位置地点X,y每周数量DID2D3D42，23，55，48，58009002001002000解：X=[2(800)+3(900)+5(200)+8(100)]/2000=6100/2000=3.05≈3Y=[2(800)+5（900）+4（200）+5(100）]/2000=7400/2000=3.7因此，中心的位置是（3，3.7）多设施选址的方法

AllocatingDemandtoFacilitiesP1P2W1W2C1C2C30542345212(50000)(100000)(50000)DemandCapacity=60000Capacity=140000Objective：MIN=0P11+5P12+4P21+2P22+3W11+4W12+5W13+2W21+1W22+2W23;DemandConstraints：

W11+W21=50000;W12+W22=100000;W13+W23=50000;SupplyConstraints:P11+P12=140000;P21+P22=60000;LogisticsBalance：

P11+P21-W11-W12-W13=0;P11…P22>=0;

P12+P22-W21-W22-W23=0;W11…W23>=0.

在计算机上用优化软件运算:

LINGO结果如下：P1P2C1C2C3W1W214000000600005000004000060000500000TheCapacitatedPlantLocationModelP1P2C1C2C3P3CustomerDemandPotentialCapacity(K)FixedcostofkeepingfactoryopenProducingandshippingcostnm第二节设施布置布置是对车间、工作中心和设备进行布局，以确保系统中工作流（顾客或材料）的畅通.布置决策是非常重要的，原因在于：它们需要投入大量的资金和精力；它们具有长期性，这使得问题改起来不容易它们对短期运作的费用和效率有很大影响。一、布局裁剪缝纫包装布匹空盒空盒？现有布局是否合理一、布局（Layout）决定长期作业效率的决策一、布局裁剪缝纫布匹包装空盒一、布局（Layout）决定长期作业效率的决策一、布局（Layout）布局的目标布局的决策标准定量化决策标准定性化决策标准材料的运输成本客户的通过时间或距离对象之间的关系合理的物料流动工作的有效性和高效率环境和美观满足容积和空间的限制决定长期作业效率的决策二、布局的类型1、固定位置的布局（Fixed-positionlayout）制造对象材料工具设备

人

完成品？办公室布局与制造业布局的差异加工对象不同办公室制造业2、办公室布局（Officelayout）

办公室布局

？办公室布局与制造业布局的差异设备与工作速度的关联度与产品的关联度外界交流（Officelayout）

办公室布局

？办公室布局主要关注的问题信息交流劳动生产率成本美观（Officelayout）

办公室布局

封闭式布局（Officelayout）

办公室布局

开放式布局（Officelayout）

办公室布局

？办公室布局选择的考虑因素资源与成本文化的差异（Officelayout）

？办公室布局选择的考虑因素资源与成本文化的差异临窗座位工作的性质OfficeLayoutFloorPlanAccountingManagerBrandXFinanceFin.Acct.总裁工程顾问工程师区秘书办公室人员构成关系图通过对一些影响因素进行分析，确定各部门之间的关系和接近程度，然后将这一信息汇集到活动相关图中，据此进行部门布置。RelationshipChartRelationshipChart1PresidentO2CostingUAA3EngineeringIO4President’sSecretary123Ordinarycloseness:President(1)&Costing(2)Absolutelynecessary:President(1)&Secretary(4)

4I=ImportantU=Unimportant

说明1两部门交叉处方块中的符号表示这两个部门接近程度的类型2实际相关图中符号下还常标有数字，用来表示影响这一程度类别的因素关系图办公室人员构成字母AEIOUX接近程度绝对需要临近临近特别重要临近重要一般接近临近不重要不能临近相关程度分类总裁工程顾问工程师区秘书办公室入口中心文件柜影印设备设备间储存室关系图办公室人员设备关系图1、总裁2、工程顾问3、工程师区4、秘书5、办公室入口6、中心文件柜7、设备间8、影印设备OUAIIUOUAIIIOUOOIIEEOAAEAIXUUXOOAUEE字母AEIOUX接近程度绝对需要临近临近特别重要临近重要一般接近临近不重要不能临近9、储存室关系图1、总裁2、顾问3、工程师4、秘书5、入口A－4I－56O－289U－76、文件柜7、设备间8影印设备A－4I－123U－8X－69A－49I－123U－78U－69A－9E－34O－268U－15A－4I－39O－16U－2579、储存室A－4I－56O－289U－7A－3I－456O－7U－89A－2I－56O－49U－1E－78A－1568E－7I－29O－3A－6E－78I－4O－13U—2X—5入口设备间工程师区总裁顾问秘书储存室影印设备计算机技术：ALDEP一点补充内容工艺专业化与对象专业化工艺专业化与对象专业化

Example普通医院与牙科医院普通医院挂号内科外科牙科中医眼科儿科化验注射划价收费西药中药观察手术病号1头晕发烧（美）斯蒂芬.罗宾斯《管理学》第四版人大出版

典型的流程

Example普通医院与牙科医院普通医院挂号内科外科牙科中医眼科儿科化验注射划价收费西药中药观察手术病号2开车撞了工艺专业化与对象专业化（美）斯蒂芬.罗宾斯《管理学》第四版人大出版

典型的流程

Example普通医院与牙科医院普通医院挂号内科外科牙科中医眼科儿科化验注射划价收费西药中药观察手术病号3老人工艺专业化与对象专业化（美）斯蒂芬.罗宾斯《管理学》第四版人大出版

典型的流程

Example普通医院与牙科医院普通医院病号1头晕发烧病号2开车撞了病号3老人挂号内科外科牙科中医眼科儿科化验注射划价收费西药中药观察手术工艺专业化与对象专业化（美）斯蒂芬.罗宾斯《管理学》第四版人大出版

典型的流程

Example普通医院与牙科医院牙科医院病人1病人2病人3挂号划价收费治疗工艺专业化与对象专业化（美）斯蒂芬.罗宾斯《管理学》第四版人大出版

挂号划价收费治疗挂号内科外科牙科中医眼科儿科化验注射划价收费西药中药观察手术普通医院牙科医院？服务提供的方式有何不同问题1典型的流程牙科医院普通医院作业顺序服务的提供顺序相同顺序不同单一性多样性医务人员设施的安排按就诊顺序安排按科室安排工艺专业化与对象专业化典型的流程ABCDEF产品3产品2产品1产品1产品2产品3ABDDEC产品3产品2产品1产品1产品3产品2EFA

工艺导向

产品导向工艺专业化与对象专业化典型的流程产品导向流程洗瓶机冲瓶机压盖机管道可乐？操作特点ProductFocus？运送成本少存货少设备利用率高品种变换灵活性差投资多局部环节影响大工艺专业化与对象专业化典型的流程工艺导向流程研磨机仓库上漆装配航运检查车床钻孔机电锯零件电钻零件？操作特点ProcessFocus？生产弹性好品种变换适应性好不平衡性高运输成本、在制品量高设备利用率低工艺专业化与对象专业化二、布局的类型3、产品导向的布局生产线装配线（Product-orientedlayout）

Case草籽娃娃？日产量作业赋闲库存变化如何提高日产量填充（6人）眼镜（1人）眼睛（2人）塑型（3人）组装（2人）涂染（1人）包装（2人）1.5分/人.个0.20.40.80.4分/人.个0.250.33晾干5小时

Case

草籽娃娃？日产量作业赋闲库存变化如何提高日产量填充塑型组装涂染包装眼睛眼镜0.25分/个0.20.20.270.20.250.16？填充塑型组装涂染包装眼睛眼镜0.25分/个0.20.20.270.20.250.16日产量（每天2班，每班7小时）日产量＝7×2×600.27＝3160个？5小时的晾干的影响每小时晾干量＝3160×55＝3160个？填充塑型组装涂染包装眼睛眼镜0.25分/个0.20.20.270.20.250.16哪些作业有空闲？填充塑型组装涂染包装眼睛眼镜0.25分/个0.20.20.270.20.250.16哪些作业有空闲填充塑型组装涂染包装眼睛眼镜0.25分/个0.20.20.270.20.250.16？从沃尔玛接到大订单，需要将日产量提高为4000件。调整作业时间交叉培训工作间调配增加人手平衡填充塑型组装涂染包装眼睛眼镜0.25分/个0.20.20.270.20.250.16？从沃尔玛接到大订单，需要将日产量提高为4000件。调整作业时间交叉培训工作间调配增加人手平衡生产平衡装配线的平衡问题给定生产时间和产量，找到工作台、所需工人的最小数量.给定工作台或工人的数量、给定生产时间，求最大产量。Example生产时间任务紧前任务A18B11AC11AD15CE10CF5CG17DEFH16BI10GH日生产时间日需求量200分400单位Example司机驾照的更换A

检查更新申请B

付费C

检查违章与限制档案D

视力测试E

申请者照相F

发放临时执照15s3060402030平均花费时间职员构成普通$8/人.小时普通普通普通照相师$8警察$9计划每小时接待达到120人？生产平衡装配线的平衡问题给定生产时间和产量，找到工作台、所需工人的最小数量.给定工作台或工人的数量、给定生产时间，求最大产量。领表和以往病史（10分钟）血液检查（8分钟）眼科检查（4分钟）测量（体重、身高、血压）（7分钟）内科检查（16分钟）心理测试（12分钟）健康评价（10分钟）4个护士3个内科医生（假设只有内科医生可进行健康评价和心理测试）？每小时最多能检查多少人医院体检RepetitiveLayout13245WorkOfficeBeltConveyorWorkStationNote:5tasksoroperations;3workstationsWorkStationStation生产平衡装配线的平衡问题给定生产时间和产量，找到工作台、所需工人的最小数量.给定工作台或工人的数量、给定生产时间，求最大产量。N=装配线上工作台的数量R=（节拍）循环时间=相邻产品出产的时间间隔=每日的生产时间/每日的产量ti=装配产品的第i项任务所花的时间=装配产品的总任务时间K=平衡效率=生产平衡Example生产时间任务紧前任务A18B11AC11AD15CE10CF5CG17DEFH16BI10GH日生产时间日需求量200分400单位ABCHGDEFI18111510511161710顺序图装配线平衡程序1、确定节拍，求最少所需工作台数。2、从工作台1开始，按顺序给工作台分配作业。ABCHGDEFI181115105111617103、在分配前，用以下标准确定哪些作业够资格分配到一工作台。a所有先行作业都已被分配b该作业时间不超过该工作台的剩余时间R＝日生产时间产量＝3.8＝4个工作站循环时间＝工作站数＝总任务时间循环时间＝30秒装配线平衡程序3、在分配前，用以下标准确定哪些作业够资格分配到一工作台。A所有先行作业都已被分配abcefd0.2分0.80.20.20.20.2先行作业：沿顺序图上的所有路径前进直至起点所遇到的所有作业后续作业：a的后续作业：装配线平衡程序3、在分配前，用以下标准确定哪些作业够资格分配到一工作台。A所有先行作业都已被分配abcefd0.2分0.80.20.20.20.2先行作业：沿顺序图上的所有路径前进直至起点所遇到的所有作业后续作业：a的后续作业：b、e、d、f装配线平衡程序3、在分配前，用以下标准确定哪些作业够资格分配到一工作台。A所有先行作业都已被分配abcefd0.2分0.80.20.20.20.2先行作业：沿顺序图上的所有路径前进直至起点所遇到的所有作业后续作业：a的后续作业：b、e、d、fe的先行作业：装配线平衡程序3、在分配前，用以下标准确定哪些作业够资格分配到一工作台。A所有先行作业都已被分配B该作业时间不超过该工作台的剩余时间abcefd0.2分0.80.20.20.20.2先行作业：沿顺序图上的所有路径前进直至起点所遇到的所有作业后续作业：a的后续作业：b、e、d、fe的先行作业：a、b、c擦污冲洗烘干2分钟4分钟2分钟节拍4分钟ExampleABCHGDEFI18111510511161710a所有先行作业都已被分配b该作业时间不超过该工作台的剩余时间ABCHGDEFI18111051116171015A+CB+H平衡方案工作台1：工作台2：工作台3：工作台4：A+BC+H计算机技术：COMSOALASYBLC启发式方法？如何将作业分配给工作台例如：一个作业的位置权数等于该作业及其后续作业的时间总和abcefd0.2分0.80.20.20.20.2(1.6)★先分配后续作业数最多的作业★先分配位置权数最大的作业★先分配加工时间最长的作业？节拍的确定节拍——将完成单位产品所需要的作业分配到各工作地时，各工作地完成其上的作业所容许的最大时间。节拍也确定了一条生产线的产量。例：假定要求做的工作是制造某件产品，该工作可分解为5个基本作业，每一作业所需时间及各作业顺序关系如下图所示0.1分0.7分1.0分0.5分0.2分？可能最小的节拍最长的作业时间（1.0分）？可能最大的节拍各作业时间之和（2.5分）如果利用5个工作地，该节拍就是可能最小的节拍；如果所有作业在一个工作地上完成，节拍就等于可能最大的节拍？最小节拍&最大节拍最小节拍和最大节拍是重要的，因为它们确定了生产线可能的产量范围Q=F/R作为一般法则，节拍是由计划期的产量决定的二、布局的类型3、产品导向的布局装配线平衡中还应考虑的问题运作时间的变动多种产品工作的限制（Product-orientedlayout）产量约束技术约束二、布局的类型3、产品导向的布局装配线平衡中还应考虑的问题运作时间的变动多种产品工作的限制社会因素（Product-orientedlayout）ExampleABCHGDEFI18111510511161710R＝日生产时间产量＝3.8＝4个工作站循环时间＝工作站数＝总任务时间循环时间＝30秒顺序图30S工作小组对单一速度装配线的替代方法动态的生产线平衡60S30S60S对单一速度装配线的替代方法锻压机机1机2机3机4存储箱焊接(a)原布局油漆PaddyHopkirk汽车配件厂轴承生产线二、布局的类型3、产品导向的布局生产线装配线锻压机机1机2机3机4存储箱焊接油漆锻压机机1机2机3机4存储箱焊接(a)原布局油漆PaddyHopkirk汽车配件厂轴承生产线二、布局的类型3、产品导向的布局生产线装配线(b)新布局锻压机机1机2机3机4存储箱焊接油漆U型生产线或工作单元原工作方式U型生产线或工作单元原工作方式柔性生产布置原工作方式物料流物料流ImprovingLayoutsbyMovingtotheWorkCellConcept二、布局的类型4、工艺导向的布局电梯走道××75英尺75英尺DNB大楼第二层

1、支票分类2、支票核对3、支票记账4、支票分配5、政府支票6、退回的支票7、记账调整8、办公室DesMoines国民银行（Process－orientedlayout）二、布局的类型4、工艺导向的布局化验室挂号室内科手术室外科药房X光室注射室物料的传递工作的相关关系？面临的主要问题成本最小工艺导向布局优化技术5化验室1挂号室2内科6手术室3外科7药房4X光室8注射室目标：物料传送成本最小100100000000502000030300002000202001030001234567812345678单位时间的运送量运送距离物料运送难易40英尺1010假设物料运送成本（元/单位）：非相邻部门间20元相邻部门间10元非相邻房间间30元工艺导向布局优化技术100100000000502000030300002000202001030001234567812345678假设物料运送成本（元/单位）：非相邻部门间20元12356748相邻部门间10元非相邻房间间30元201001005030302030201020原始布局总移动成本＝6700元

工艺导向布局优化技术100100000000502000030300002000202001030001234567812345678假设物料运送成本（元/单位）：非相邻部门间20元12534768相邻部门间10元非相邻房间间30元改善后的布局总移动成本＝4800元

10020203030100503030102020工艺导向布局优化技术ij部门间每单位对象移动的成本ij部门间移动量ij部门间单位距离的移动成本ij部门间的距离*移动次数1km1kmSchool50StudentsSchool1Student49Student50km计算机技术：CRAFTFactoryFlowWarehouseLayoutFloorPlanZonesConveyorTruckOrderPicker二、布局的类型5、仓库的布局(Warehouselayout)

货区通道出口单位时间内物品的搬运次数物品占用货区的面积季节性变化计算机仓储信息管理系统货用电梯安全楼梯面包区熟食区净菜区蔬菜瓜果区鲜活食品区干杂食品区饮品区收银区电梯调料电梯家乐福（三楼）6、零售业布局(Retail/servicelayout)Retail/ServiceLayout-

GridDesignOfficeCartsCheck-

outGroceryStoreMeatBreadMilkProduceFrozenFoodsRetail/ServiceLayout-

Free-FlowDesignFeatureDisplayTableTrans.

CounterApparelStore6、零售业布局?零售业布局考虑的主要因素目标：销售量和利润率店堂的布局有限空间如何尽量陈列商品美观提高商品的吸引力激发购买欲望6、零售业布局?零售业布局考虑的主要因素目标：销售量和利润率店堂的布局商店入口商店入口6、零售业布局?零售业布局考虑的主要因素目标：销售量和利润率店堂的布局入口与通道末端的利用商品的品项管理有限空间如何尽量陈列商品美观提高商品的吸引力激发购买欲望6、零售业布局?零售业布局考虑的主要因素目标：销售量和利润率货架陈列货架陈列的排面Facing货架高度货架整体丰满黄金段习题课相关图物料运量表从至表装配线平衡——列举消去法例1部门1部门2部门3部门4部门5部门6AAXUOEUIAXAXOAA把上图中的六个部门分配到分布为2*3的6个位置中去，要求利用启发式方法：先确定（分配）关键的两部门解：1）关键的两部门是指接近程度为A或X的两部门接近程度为A的两部门接近程度为X的两部门1-21-32-63-54-65-61-43-43-62）从在A列中出现次数最多的部门开始（6），找出有类别A的一组部门2645主组3）按次序选取A列中的剩余部门，将它们与主组相连，必要时对该组重新调整，对不能与主组相连的部门划出独立的组6452134）接下来，图示x的部门34615）分配位置126435几点说明1）这一布置也满足了较低类型的要求，虽没有明确考虑E和I类型2）在工作部门相对位置图中，边与边相接或角与角相邻两部门都应认为是接近的。例2从至表——零件从一个工作中心（地）至另一个工作中心（地）搬运次数的汇总表定量的相互关系位置ABCA-2040B-30C-从至204030表1位置间的距离（单位：米）表2部门间的工作流量（每天物料流量）部门1231-1080220-3039070-从至将表2中的3个部门分配到表1中的3个位置A、B、C要求标准是：运输费用最低采用启发式方法：先把相互间工作量量最大的两个部门分配到相互最近的两个位置。解：

为便于分配，按工作量