第4章生产服务设施选址与布置

生产与运作管理

教师：冯小翠Email：fengxiaocui1984@126.com第四章生产服务设施选址与布置教学目标：了解选址问题的重要性和难度了解生产和服务设施选址需要考虑的因素掌握选址的一般步骤第一节选址决策选址的评价方法4选址的重要性和难度1影响选址的因素2选址的一般步骤3设施选址（facilitylocation）就是确定在何处建厂或建立服务设施。一、选址的重要性投资成本职工MCI公司改变困难，作用深远选址的重要性和难度二、选址的难度选址因素互相矛盾。（接近顾客往往不接近原材料产地）不同因素的相对重要性很难确定和度量。（心脏病医院应该建在市中心还是城郊区）不同的决策部门利益不同，所追求的目标不同。判别的标准会随时间变化，现在认为是好的选址，过几年可能就不一定是好的了。（偏僻地方变繁华）选址的重要性和难度影响选址的因素影响选址的因素经济因素政治因素社会因素自然因素运输条件与费用劳动力可获性与费用厂址条件和费用能源可获性与费用政治局面是否稳定税赋是否公平法制是否健全居民的生活习惯文化教育水平宗教信仰生活水平气候条件水资源状况

（一）运输条件与费用交通便利能使物料和人员准时到达需要的地点，使生产活动能正常进行，还可以使原材料产地与市场紧密联系。运输工具：水运公路运输空运一、经济因素影响选址的因素

1、接近原料或材料产地

原材料供应充足、容易获得和运输成本原料笨重而价格低廉的企业原料易变质的企业原料笨重，产品由原料中的一小部分提炼而成原料运输不便影响选址的因素

2、接近消费市场工厂区位接近消费市场的主要目的，是节省运费并及时提供服务。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，如商店、消防队、医院等影响选址的因素视频：家乐福和沃尔玛（三）能源可获性与费用耗能大的企业（钢铁、有色金属冶炼、电力）（四）厂址条件和费用建厂地方的地势、利用情况和地质条件地价考虑协作是否方便(产业集群)影响选址的因素二、政治因素政治局面是否稳定法制是否健全税赋是否公平影响选址的因素三、社会因素居民的生活习惯文化教育水平宗教信仰生活水平影响选址的因素四、自然因素气候条件直接影响职工的健康和工作效率产品对温度和湿度是否有要求水资源状况耗水大小产品对水质要求高第二节影响选址的因素和选址的一般步骤影响因素中重要性的选择技巧结合实际灵活运用分清主次抓住关键有所取舍第二节影响选址的因素和选址的一般步骤五、选址的一般步骤

①选择某一个地区

②在同一地区选择若干适当的地点

③比较不同地点，做出决定

选址的一般步骤（一）选择某一个地区按照企业发展战略，选择若干地以新建厂或扩建厂。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，最后确定某一个地区。可以选择在城市设厂、农村设厂和城郊设厂。

第二节影响选址的因素和选址的一般步骤（二）选择适当的地点通常考虑有：确定厂址应考虑厂区平面布置方案并留有适当扩充余地整理厂地环境的费用职工生活方便第二节影响选址的因素和选址的一般步骤31评分法2线性规划运输问题算法量本利分析法选址的评价方法

（一）量本利分析法量本利分析法可以用来评价不同的选址方案。任何选址方案都有一定的固定成本和变动成本，下图表示两种不同的选址方案的成本和收入随产量变化的情况。选址的评价方法

成本收入V2V1V0O销售量P1P2FC2（厂址2固定成本）FC1（厂址1固定成本）TC1（厂址1总成本）TC2（厂址2总成本）选址的评价方法P3某企业决定新开一家分店，有两个选址方案。地点1位于繁华闹市区，需投入的固定成本为50万元,单位可变成本为10元,产品单位售价为15元,预计在地点1可达成销量15万件。地点2前期需投入的固定成本为35万元，单位可变成本为9元，单位售价为15元。（1）假设在地点2销量可达8万件，问该如何选址?地点1利润=15*15-10*15-50=25地点2利润=

（二）评分法量本利分析法只是从经济上进行比较。如前所述，选址涉及多方面因素，有些因素是无形的、难以量化的。全面比较不同选址方案，是一个多目标或多准则的决策问题。由于不同的目标对选址决策的重要程度不同，就要对不同目标分配不同的权重，权重通过分配给不同目标以不同的最高分数来体现。选址的评价方法选址因素最高分数侯选厂址ABC未来燃料可获性水源供应状况劳动力供应状况生活条件运输的灵活性及前景环境污染法规税收稳定性共计30010025015020050501100200802201201603030840250902001201604040900220802001001403030800选址的评价方法地点B综合得分高，是三个方案里最好的选择。加权评分：考虑在某城市的高速发展区域新开设一医疗诊所，其相关因素及权重如下表，求该选址的加权评分。地理位置因素权重(a)评分(b)加权评分(a×b)每人病人公里设施利用率紧急出诊平均往返时间高速交通易达到程度土地费用与建造成本员工的偏好程度2520201510104334151006060601050选址的加权评分340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因素权重得分(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0.100.050.4051.0010080708640806080909270900.10*（100）=10.00.05*（80）=4.00.40*（70）=28.00.10*（86）=8.60.20*（40）=8.00.15*（80）=12.070.60.10*（60）=6.00.05*（80）=4.00.40*（90）=36.00.10*（92）=9.20.20*（70）=14.00.15*（90）=13.582.7地点2综合得分高，是更好的选择。选址的评价方法课堂练习某汽车制造公司决定在南方建一新厂，现在南方三个省初步确定了3个备选厂址A、B、C，经过专家调查和判断，对这3个厂址按5个因素进行评分。结果如下表所示：选址的评价方法A的综合得分为:90*0.25+80*0.1+90*0.25+90*0.2+90*0.2=89B的综合得分为：95*0.25+75*0.1+80*0.25+85*0.2+80*0.2=84.25C的综合得分为：80*0.25+95*0.1+80*0.25+80*0.2+80*0.2=81.5所以，A厂址比较可取（三）线性规划运输问题算法如果一个工厂或一个服务设施仅有一个原材料供应点，则只要将供应点的原材料生产成本加上从原材料供应点到该工厂或服务设施的运输成本，就可以计算运输成本。通过计算所有备选厂址（服务设施）的运输成本，经过比较，就可以得出最优的选址方案。当一个工厂或一个服务设施有多个原材料供应点，则问题就复杂得多。要解决这个问题，需要应用线性规划运输问题算法。选址的评价方法（三）线性规划运输问题算法产品发运过程中运费最少的选址问题追求供应过程运费最少的选址问题选址的评价方法（三）线性规划运输问题算法某公司现有3个工厂，A、B、C，它们在3个不同的城市。有2个仓库P和Q，它们位于不同的城市，每个仓库每月需供应市场2100吨产品。为了更好地为顾客服务，该公司决定在设置一个新仓库，经调查，X和Y两个点可建仓库。选址的评价方法工厂生产能力（吨／月）到各仓库单位运费（元）PQXYABC24002400180015274527122448249512715总运输费用＝2100×15＋2100×12＋300×24＋1800×9＝80100工厂到各仓库单位运费（元）能力PQX虚拟仓库ABC15274527122448249000240024001800需求210021002100300180021002100300300总运输费用＝2100×15＋2100×12＋300×27＋1800×15＝91800所以，X点建仓库较好工厂到各仓库单位运费（元）能力PQY虚拟仓库ABC152745271224512715000240024001800需求210021002100300180021002100300300例题：某公司现有两个工厂A和B，3个仓库U、V和W。这些工厂和仓库位于不同的城市。该公司为了求得发展，决定选择某个城市建一个新厂。现有两个备选厂址X和Y，他们位于不同的城市。各工厂的生产能力、各仓库的需求以及工厂到仓库的单位运费如表5-6所示。选址的评价方法总运输费用＝2200×10＋1400×16＋200×14＋2400×12＝76000工厂仓库能力UVW虚拟仓库ABX102030241622361412000280020002400需求2200140026001000240014002200200600400选址的评价方法选址的评价方法工厂仓库能力UVW虚拟仓库ABY10204024163036148000280020002400需求2200140026001000240014002200200600400总运输费用＝2200×10＋1400×16＋200×14＋2400×8＝64400所以，在Y地建厂是较好的选择课堂练习某公司现有3个工厂A、B、C和2个分配中心P、Q，准备在W城或A城再建一个分配中心。现给出以下资料，求最佳分配中心地点。工厂从工厂到分配中心的单位运费工厂生产能力PQA虚拟仓库A

177006

91000800B

10013

96008100900C

8005

11

7

0800需求900700600300工厂从工厂到分配中心的单位运费工厂生产能力PQAWA176910800B13987900c51177800需求900700600600

A方案的运费为：100*13+800*5+700*6+600*8=14300工厂从工厂到分配中心的单位运费工厂生产能力PQW虚拟仓库A

177006

101000800B

10013

96007200900C

8005

11

7

0800需求900700600300工厂从工厂到分配中心的单位运费工厂生产能力PQAWA176910800B13987900c51177800需求900700600600

W方案的运费为：100*13+800*5+700*6+600*7=13700所以选W课堂练习某公司现有3个原料供应地M1、M2、M3和2个工厂F1、F2，准备在X城或Y城再建一个工厂。现给出以下资料，求最佳选址。原料供应地原料供应地到工厂的单位运费原料供应量F1F1X虚拟工厂M16001836

2740001000M227500245002401000M333

27

502795001000需求6005005501350原料供应地原料供应地到工厂的单位运费原料供应量F1F1XYM1183627301000M2272424211000M3332727211000需求900700600600

X方案的运费为：600*18+500*24+500*24+50*27=36150原料供应地原料供应地到工厂的单位运费原料供应量F1F1Y虚拟工厂M16001836

3040001000M227500245002101000M333

27

502195001000需求6005005501350原料供应地原料供应地到工厂的单位运费原料供应量F1F1XYM1183627301000M2272424211000M3332727211000需求900700600600

Y方案的运费为：600*18+500*24+500*21+50*21=34350所以选Y第五题P147第二节设备设施布置决策生产和服务设施布置就是指合理安排企业或某一组织内部各个生产作业单位和辅助设施的相对位置与面积、车间内部生产设备的布置工厂-分厂-车间-工段（班组）-工作地产品的结构与工艺特点企业的专业化与协作化水平

生产的产品品种多少和工艺类型与方法的单一程度专业化程度高则需要大量协作化生产企业的生产规模

劳动力和生产资料在企业集中的程度企业职工人数固定资产产品总产值影响企业生产单位构成的因素影响企业生产单位构成的因素（一）物料流程形式典型布置形式所有的设备、设施都在同一个车间里时，按水平方式考虑生产运作是在同一个楼层周转时，按垂直方式考虑（一）物料流程形式常见的水平流程形式布置类型固定式布置按产品布置按工艺过程布置按成组制造单元布置固定式布置（FixedPositionLayout）加工对象位置固定，生产工人和设备都随加工产品所在的某一位置而转移布置类型按产品布置（ProductLayout）按对象专业化原则布置有关机器和设备，常见的如流水生产线或产品装配线。加工设备加工设备按产品（对象）布置的示意图布置类型按工艺过程布置（ProcessLayout）

又称工艺专业化布置。即按照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布置类型按工艺过程布置（ProcessLayout）LLLDDDDGG接收和转运LDG

车床组钻床组磨床组磨床钻床车床按工艺过程布置示意图布置类型按成组制造单元布置基本原理：依据一定的标准将结构和工艺相似的零件组成一个零件组，确定出零件组的典型工艺流程，再根据典型工艺流程也能够的加工内容选择设备和工人，由这些设备和工人组成一个生产单元。布置类型按成组制造单元布置布置类型按C形制造单元布置机器2机器1机器3机器4机器5机器6入口出口C形制造单元布置示意图布置类型U形制造单元及生产线布置（U-lineCell）76543217654321入口出口入口出口工人的行走路线U形制造单元及生产线布置通道出入口●目标：使总搬运量最小例：有一个家电用品仓库，共有14个货区，分别储存7种家电。仓库有一个进出口，进出仓库的货物都要经过该口。假设该仓库每种物品每周的存取次数如下表，应该如何布置不同货物的货区使总搬运量最小。第三节库房布置家电用品仓库的存储信息存储物品（1）搬运次数（每周）（2）所需货区（3）比值（4）=（2）/（3）排序1电烤箱280128022空调16028063微波炉360136014音响375312555电视机800420036收录机150115047其它10025077246553通道7244551布置好的仓库平面图出入口仓库布置第四节设备布置的定量分析作业相关图从一至表法新设备的布置问题线性规划方法计算机辅助布置作业相关图法：是由穆德提出了的，它是根据企业各个部门之间的活动关系的紧密程度布置其相互位置。布置的原则：将待布置的部门一一确定相互关系，根据相互关系重要程度，按重要等级高的部门相邻布置的原则，安排出最合理的布置方案。第四节设备布置的定量分析代号关系密切原因1使用共同的原始记录2共用人员3共用场地4人员接触频繁5文件交换频繁6工作流程连续7做类似的工作8共用设备9其它关系密切原因代号密切程度A绝对重要E特别重要I重要O一般U不重要X不予考虑关系密切程度分类表第四节设备布置的定量分析X[例]一快餐店欲布置其生产和服务设施。该快餐店共分6个部分，计划布置在2×3的区域内。AAXUOEXOAAU

IAA部门1部门2部门3部门4部门5部门6部门1与其他部门的关系紧密度部门2与其他部门的关系紧密度部门3与其他部门的关系紧密度部门4与其他部门的关系紧密度部门5与其他部门的关系紧密度部门6与其他部门的关系紧密度1.列出关系密切程度（A、X）

A：1---2，1---3，2---6，

3---5，4---6，5---6。

X：1---4，3---6，3---4。2.编制主联系簇（如图1）3.考虑其它与A联系的部门（如图2）4.画出X关系图（如图3）5.安置各部门（如图4）6254图1625431图21634图3AAXUOEXOAAU

IAAX部门1部门2部门3部门4部门5部门6653421图4621453354126124356356124126354453621421653图4462531465213264135564312531462465213235164213465习题：把下列活动相关图中的九个汽车服务部门分配到3×3的九个位置中去。按照城镇规章，部门4的位置必须安排在右上角。AAXA部门1AXXXXIAAAAIAA部门3部门4部门5部门6部门7部门8部门2部门9AA1-3,1-5,1-6,1-7,1-92-3,2-5,3-6,4-6,4-95-7,7-8用实验法布置894716523习题：把下列活动相关图中的九个汽车服务部门分配到3×3的九个位置中去。按照城镇规章，部门4的位置必须安排在右上角。部门1部门2部门3部门4部门5部门6部门7部门8部门9AAAAAAAXX注：这里略去了不重要和一般这两个类别。AAA用实验法布置974518236课堂练习118页课堂练习25①列出关系密切程度分类表（只考虑A和X）

AX1－31－21－71－61－82－32－53－42－63－62－73－83－94－54－64－94－75－65－75－85－96－97－88－97－9①列出关系密切程度分类表（只考虑A和X）

AX1－31－21－71－61－82－32－53－42－63－62－73－83－94－54－64－94－75－65－75－85－96－97－88－97－93个13个22个32个43个52个66个72个83个9752964318759231648一样！从—至表法：一种比较科学的求物料总运量最小的布置方案的方法，比较适合于多品种、小批量生产的情况。（1）选择典型零件，确定工艺路线，确定所用机床设备（2）制定初始方案，统计设备间移动距离（3）确定零件在设备间的移动次数和单位运量成本（4）用实验法确定最满意的方案第二节设备布置的定量分析从—至表法：[例]一金属加工车间有六台设备，已知其加工的零件品种及加工路线，零件在设备间移动次数和单位移动成本如表所示。请确定最佳布置方案。第二节设备布置的定量分析第二节设备布置的定量分析设备间月平均移动次数锯床磨床冲床钻床车床插床锯床2174186142180磨床216521906110冲床400114951620钻床16421624168车床1267110031550插床429583114390第二节设备布置的定量分析单位距离运输成本锯床磨床冲床钻床车床插床锯床60.150.16磨床50.150.15冲床50.150.16钻床50.150.16车床60.200.15插床60.150.15锯床磨床冲床钻床车床插床锯床60.150.16磨床50.150.15冲床50.150.16钻床50.150.16车床60.200.15插床60.150.15锯床磨床冲床钻床车床插床锯床32.628.8磨床38.98.3冲床60.03.2钻床2.910.9车床18.912.116.063.07.5插床6.314.313.317.158.5锯床磨床冲床钻床车床插床锯床71.5122.712.725.235.1磨床25.491.721.315.8冲床23.618.416.5钻床69.228.0车床66.0插床设备间月平均移动次数单位距离运输成本单位距离每月运输成本单位距离每月总运输成本锯床磨床冲床钻床车床插床锯床2174186142180磨床216521906110冲床400114951620钻床16421624168车床1267110031550插床429583114390第二节设备布置的定量分析锯床磨床冲床钻床车床插床锯床32.628.8磨床38.98.3冲床60.03.2钻床2.910.9车床18.912.116.063.07.5插床6.314.313.317.158.5单位距离每月运输成本锯床磨床冲床钻床车床插床锯床71.5122.712.725.235.1磨床25.491.721.315.8冲床23.618.416.5钻床69.228.0车床66.0插床单位距离每月总运输成本插床冲床锯床车床钻床磨床第二节设备布置的定量分析

010203040501

721402

62

03

4

5104

6

205

2

054

04111

03

210

024127

010504030201

第二节设备布置的定量分析课后习题P118第1题1、方案A月运输量＝2000×（15＋15）＋2000×（15＋10）＋3000×（30＋10）＋1000×（15＋10）＋3000×（20＋35）＝420000米2、方案B月运输量＝2000×（25＋35）＋2000×（25＋10）＋3000×（10＋10）＋1000×（15＋10）＋3000×（10＋25）＝380000米比较方案A，B，B方案月运输量较小。

物料运量图法：按照生产过程中物料的流向及生产单位之间运输量布置企业的车间及各种设施的相对位置。步骤：

1、根据原材料、在制品在生产过程中的流向，初步布置各个生产车间和生产服务单位的相对位置，绘出初步物流图。

2、统计车间之间的物料流量，制定物料运量表。

从—至表法（1）绘制各种零件经过各工作地的顺序图设备零件号A毛坯库B铣床C车床D钻床E镗床F磨床G压床H检验台001124350021345260031234004134526从—至表法（2）根据加工路线图，编制初始从至表从至ABCDEFGHA22B1C21D11E11F2G111H从—至表法从至ABCDEFGHA22B11C22D111E11F2GHA-C，C-E，A-G，C-G，F-H这些要相邻布置从—至表法3、优先安排运量最大的车间，然后将与它流量最大的靠近布置，以此类推。4、最后，考虑其它因素进行改正和调整。

从—至表法A-C，C-E，A-G，C-G，F-H应相邻练习：某企业有六个部门，各部门其现有块状区划图及物料从至表如下，请重新安排各部门的位置，使物料运量最小。本企业的两个约束条件为：（1）单元3必须保持原位置（因靠近出口）；（2）单元4位置保持不变（因移动预算过于庞大）。243651toFrom123456123456202080107515907088436125从—至表法这里考虑一种常见的设施布置问题。为适应生产或服务要求，人们常常对原有的部门进行改造，例如在已有的设备设施中，再安置一台新装备。该问题的目标是使从新设备到用户的加权直线移动距离的总和最小。为方便起见，假设物料或人员在两台设备或两个部门之间移动时，只能按交叉垂直的路线运动，即两个点之间不能走对角线。新设备的布置问题假设现有两台设备，分别坐落在（5,10）和（20,30）的位置，如图6-17所示。取权重为1。若x可取5和20之间的任何值，则g1(x)等于15（例如，x=13,g1(x)=15）。同样，若y可取10和30之间的任何值，则g2(y)等于20。任何在［5,20］外的x，任何在［10,30］外的y都将导致更大的g1(x）和g2(y)。因此,(x,y）的最优解应为5<=x<=20,10<=y<=30。落在图6-17内的阴影内的解都是最优的。从这个例子可以看出，x等于ai的某个值、y等于bi的某个值，该问题总存在最优解。新设备的布置问题例6.4某大学购买一台新设备，以便全校教师制作教学录像带，这台设备由校园内六个学院的教师使用。这六个学院的位置如图6-16所示。其坐标和各学院使用该设备的教师人数见表6-9。各学院间用草坪隔开，故通道都是交叉垂直的。问该录像带制作设备安置在何处，使所有教师的总行程最小。学院坐标教师人数商学院（5，13）31教育学院（8，18）28工学院（0，0）19人文学院（6，3）53法学院（14，20）32理学院（10，12）41表6-9学院坐标和使用人数

解：设布置录像带制作设备的坐标为x和y，取每个学院使用该设备的教师人数为加权数。下面分别求出x和y的值。首先求x的最优解。将x的坐标按递增的顺序排列，同时求出累计加权值，见表6-9。表6-9x坐标和累计加权值学院X坐标权数累计加权值工学院01919商学院53150人文学院653103教育学院828131理学院1041172法学院1432204

x最优值求解方法：①将累计加权值除以2，如本例（204/2）=102②在累计加权值中从小到大找出最接近102的值，如103③与103相对应的x坐标即为最优解，如x=6表6-10y坐标和累计加权值学院y坐标权数累计加权值工学院01919人文学院35372理学院1241113商学院1331144教育学院1828172法学院2032204

y值的求法与此相同。由表6-12可知，y=12。则本例的最优解为（6,12)，即新的录像带制作设备应布置在坐标为（6,12）的地方，这样所有教师的行走路程的总和最小。第三节装配线平衡435621这条装配线5分钟出产一件产品，即这条装配线的节拍为5分钟/件。工序1每五分钟里只需生产2分钟即可满足生产需要。所以工序1的负荷率只有2/5=40%同理，其他工序也是如此。对于企业而言，浪费时间资源机器闲置忙闲不均引起矛盾浪费人力资源2351.512.8某装配线有6道工序，作业顺序如图，每道工序的作业时间见图。第三节装配线平衡节拍：指流水线上连续出产两件相同产品的时间间隔。工作地：若干个相邻工序合并成一个大工序，也叫一个工作地装配线平衡（即工序同期化）

根据流水线节拍的要求调整工序时间，使各工作地的单件作业时间尽可能接近或等于流水线节拍第三节装配线平衡装配线平衡的方法/步骤：确定装配流水线节拍例：某条生产线计划产量为150件，采用两班制生产，每班工作8小时，每班有21分钟停歇时间，计划不合格率为2%，计算流水线的节拍。r=（8*2*60-21*2）/[150/(1-0.02)]=6分/件第三节装配线平衡装配线平衡的方法/步骤：计算装配线上需要的最少工作地数

Smin=ti/r=各工序作业时间和/节拍有理论最少工作地数和实际工作地数解：S=[(6+2+5+7+1+2+6+3+5+5+4)/10]=[46/10]=4.6≈5例：节拍为10分钟，共11道工序，关系见下图：123456789101125

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562第三节装配线平衡装配线平衡的方法/步骤：组织工作地保证各工序之间的的先后顺序每个工作地分配到的小工序作业时间之和不能大于节拍各工作地的作业时间应尽量接近或等于节拍应使工作地数目尽量少启明公司开发出一种款式新颖的三轮童车,试销结果表明深受顾客欢迎。公司决定建立一条装配流水线．大批量生产这种三轮童车，面向全国销售。三轮童车装配线的节拍为20秒／件，工序总工作时间为253秒，现需要对这条装配线进行组织设计。第三节装配线平衡第三节装配线平衡12100318410515617710818910101511171201318141115151618171219920181812210第三节装配线平衡装配线平衡的方法/步骤：确定装配流水线节拍r=20秒/件计算装