chapt-4选址与布置分析

生产运作管理

Production&OperationsManagement华中科技高校管理学院TheSchoolofManagement，HUST陈荣秋马士华RongqiuChenandShihuaMa1华中科技高校管理学院陈荣秋第4章生产/服务设施

选址与布置4.1选址决策4.2设备/设施布置决策4.3选址的一般步骤4.4选址与布置决策的定量分析4.5装配线平衡4.6非制造业的设施布置2华中科技高校管理学院陈荣秋4.1选址决策4.1.1选址决策的基本概念4.1.2选址决策与物流系统4.1.3影响选址的因素4.1.4选址的一般步骤

3华中科技高校管理学院陈荣秋4.1.1选址决策的基本概念设施选址概念就是确定在何处建厂或建立服务设施选址的重要性设施建设的投资和速度在很大程度上确定了所供应的产品和服务的成本影响企业的生产管理活动和经济效益4华中科技高校管理学院陈荣秋4.1.2选址决策与物流系统选址决策与物流系统的关系企业做出的选址决策应使企业的利润最大化，至少使物流链处于限制之中从物流系统的观点动身，就是要综合考虑全部的因素，使得物流链上的每一个结点都能达到最优。产品装配零件制造商分销中心零售商用户图4-2产品制造-销售物流网络5华中科技高校管理学院陈荣秋4.1.3影响选址的因素经济因素政治因素社会因素自然因素6华中科技高校管理学院陈荣秋4.1.3影响选址的因素（续）经济因素运输条件与费用考虑运输条件时，留意产品的性质生产粗大笨重的产品的工厂，靠近铁路车站和河海港口；制造出口的产品的工厂，厂址要接近码头等企业的输入与输出运输量要考虑接近原材料供应地，还是接近消费市场接近原材料供应地，如：材料笨重而价格低廉、原料易变质、运输不便河原来笨重，产品由原料中的一小部分提炼而成接近消费市场地，如：产品运输不便、产品变更和变质、大多数服务业等7华中科技高校管理学院陈荣秋4.1.3影响选址的因素（续）劳动力可获性劳动密集性企业，设厂在劳动力资源丰富、工资低廉的地区能源可获性与费用耗能大的企业，如钢铁、炼铝、火力发电厂，其厂址应当靠近燃料、动力供应地厂址条件和费用建厂地方的地势、利用状况和地质条件地价8华中科技高校管理学院陈荣秋4.1.3影响选址的因素（续）其它因素政治因素政治局面是否稳定，法制是否健全，税负是否公允等社会因素居民的生活习惯，文化教化水平，宗教信仰和生活水同等自然因素气候条件和水资源状况9华中科技高校管理学院陈荣秋4.1.4选址的一般步骤选择某一地区城市设厂工厂规模不大，需大量受过良好教化和培训的员工服务业，因大部分服务业须要与顾客干脆接触厂地占用空间少，最好能设置于多层建筑内对环境污染小10华中科技高校管理学院陈荣秋4.1.4选址的一般步骤（续）选择某一地区农村设厂工厂规模大，需占用大量土地生产对环境污染较大，如噪音、有害气体或液体需大量非技术性粗工有高度制造机密，需与四周隔离11华中科技高校管理学院陈荣秋4.1.4选址的一般步骤（续）选择某一地区城郊设厂兼有农村与城市设厂的优点由于现代交通和通讯发达，将有越来越多的工厂设在城郊

12华中科技高校管理学院陈荣秋4.1.4选址的一般步骤（续）同一地区选址若干地点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便利比较不同地点，作出确定13华中科技高校管理学院陈荣秋4.2设备/设施布置决策4.2.1影响企业生产单位构成的因素4.2.2生产单位的专业化原则和形式4.2.3影响生产和服务设施布置决策的因素4.2.4几种典型布置形式14华中科技高校管理学院陈荣秋4.2.1影响企业生产单位

构成的因素产品的结构与工艺特点企业的专业化与协作化水平企业的生产规模15华中科技高校管理学院陈荣秋4.2.2生产单位的专业化

原则和形式工艺专业化原则依据工艺专业化特征建立的生产单位，形成工艺专业化车间优点：对产品品种变更适应实力强、生产系统牢靠性高、工艺管理便利缺点：加工路途长、运输量大、运输成本高、生产周期长、组织管理工作困难、生产效率低等16华中科技高校管理学院陈荣秋4.2.2生产单位的专业化

原则和形式（续）对象专业化原则依据产品（或零部件）建立的生产单位。优点：提高工作地的专业化程度，可以接受高效率的专用设备，提高工作效率，提高生产过程的连续性，缩短生产周期，削减运输费用，简化生产管理工作等缺点：对产品品种变更的适应实力很差17华中科技高校管理学院陈荣秋4.2.3影响生产和服务设施布

置决策的因素

工厂房的布置满足生产过程的要求，以避开相互交叉和迂回运输，缩短生产周期，节约生产费用；生产联系和协作关系亲密的单位应相互靠近布置；充分利用现有运输条件如马路、铁路、港口及供水、供电等公共设施；依据生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区；在考虑防火和卫生条件下，总平面布置应力求占地面积小；工厂布置应考虑有扩建的余地。18华中科技高校管理学院陈荣秋4.2.4几种典型布置形式物料流程形式可分为水平和垂直的流程形式水平：全部的设备、设施都在同一个车间里时垂直：生产运作是在同一个楼层周转时19华中科技高校管理学院陈荣秋4.2.4几种典型布置

形式（续）布置类型固定式布置加工对象位置固定，生产工人和设备都随加工产品所在的某一位置而转移。产品工位器具零部件固定式布置示意图

20华中科技高校管理学院陈荣秋4.2.4几种典型布置

形式（续）布置类型按产品布置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21华中科技高校管理学院陈荣秋4.2.4几种典型布置

形式（续）按工艺过程布置又称工艺专业化布置。即依据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LLLDDDDGG接收和转运LDG

车床组镗床组磨床组磨床钻床车床按工艺过程布置示意图22华中科技高校管理学院陈荣秋4.2.4几种典型的布置

形式（续）按成组制造单元布置首先依据确定的标准将结构和工艺相像的零件组成一个零件组，确定出零件组的典型工艺流程，再依据典型工艺流程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LDDGGLPGLL原材料成品库单元1单元2单元3GDL车床钻床磨床成组生产单元布置示意图23华中科技高校管理学院陈荣秋4.2.4几种典型的布置

形式（续）

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24华中科技高校管理学院陈荣秋4.2.4几种典型的布置

形式（续）

U形制造单元及生产线布置76543217654321入口出口入口出口工人的行走路途U形制造单元及生产线布置25华中科技高校管理学院陈荣秋4.3库房布置例子：假设有一个家电用品仓库，共有M个货区，分别储存7种家电。仓库有一个出入口，进出仓库的货物都要经过该口（如图所示）。假设该仓库每种物品每周的存取次数如表所示，应当如何布置不同物品的货区，使总搬运量最小?26华中科技高校管理学院陈荣秋4.3库房布置（续）存储物品搬运次数（每周）所需货区1.电烤箱28012.空调16023.微波炉36014.音响37535.电视80046.收音机15017.其他1002货区通道家电用品仓库的存储信息仓库平面示意图27华中科技高校管理学院陈荣秋4.3库房布置（续）72465537244551通道货区布置好的仓库平面示意图28华中科技高校管理学院陈荣秋4.4选址与布置决策的

定量分析4.4.1量本利分析法4.4.2评分法4.4.3作业相关图法4.4.4从－至表法4.4.5新设备的布置问题4.4.6线性规划方法4.4.7计算机帮助选址决策与设施布置29华中科技高校管理学院陈荣秋4.4.1量本利分析法选址方案都有确定的固定成本和变动成本的可用于多个选址方案的比较30华中科技高校管理学院陈荣秋4.4.1量本利分析法(续）0盈亏平衡点VoV1V2产（销）量FC2FC1TC1TC2收入利润31华中科技高校管理学院陈荣秋4.4.2评分法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不同的目标对选址决策的重要程度不同，就要对不同的目标支配不同的权重对于多目标决策问题，决策的方法有淘汰法设置最低指标值加权和法32华中科技高校管理学院陈荣秋4.4.2评分法(续）例1选址因素最高分数备选方案

ABC燃料可获性水源供应足够程度劳动力供应状况生活条件运输灵敏性及前景环境疼惜法规税收稳定性共计2008022012016030308402509020012016040409002208020010014030308003001002501502005050110033华中科技高校管理学院陈荣秋选址因素权重备选厂址ABC交通条件土地状况停车场地公众看法扩展实力0.250.100.200.250.2070807090901007060808080100609080例2：加权法4.4.2评分法(续）34华中科技高校管理学院陈荣秋4.4.3作业相关图由穆德提出的，它是依据企业各个部门之间的活动关系亲密程度布置其相互位置将关系亲密程度分为六个等级代号密切程度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35华中科技高校管理学院陈荣秋4.4.3作业相关图（续）列出导致不同程度关系的缘由。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36华中科技高校管理学院陈荣秋4.4.3作业相关图（续）例：6－1一个快餐店欲布置其生产与服务设施。该快餐店共分成6个部门，支配布置在一个2×3的区域内。已知这6个部门间的作业关系亲密程度，如表6－4所示，请依据表6－4作出合理布置。部门6部门5部门4部门3部门2部门1AAAAAAXOXEOUXIU这里的符号表示两者的关系确定重要作业相关图示例37华中科技高校管理学院陈荣秋4.4.3作业相关图（续）解：第一步，列出关系亲密程度分类表（只考虑A和X）AX1-21-41-33-62-63-43-54-65-638华中科技高校管理学院陈荣秋4.4.3作业相关图（续）其次步，依据列表编制主联系簇。原则是，从关系“A”出现最多的部门起先，如本例的部门6出现3次，首先确定部门6，然后将与部门6的关系亲密程度为A的一一联系在一起。2456联系簇39华中科技高校管理学院陈荣秋4.4.3作业相关图（续）第三步，考虑其他“A”关系部门，如能加在主联系簇上就尽量加上去，否则画出了分别的子联系簇。本例中，全部的部门都能加到主联系簇上去。X关系联系簇46213540华中科技高校管理学院陈荣秋4.4.3作业相关图（续）第四步，画出“X”关系联系图。3416X关系联系簇第五步，依据联系簇图和可供运用的区域，用试验法安置全部部门12635441华中科技高校管理学院陈荣秋4.4.4从－至表法思想用从-至表列出不同部门、机器或设施之间的相对位置，以对角线元素为基准计算各工作点之间的相对距离，从而找出整个单位或生产单元物料总运量最小的布置方案

应用于比较适合于多品种、小批量生产42华中科技高校管理学院陈荣秋4.4.4从－至表法（续）基本步骤选择典型零件，制定典型零件的工艺路途，确定所用机床设备。制定设备布置的初始方案，统计出设备之间的移动距离。确定出零件在设备之间的移动次数，和单位运量成本。用试验法确定最满足的布置方案43华中科技高校管理学院陈荣秋4.4.5新设备的布置问题例子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老设备的加权直线移动距离的总和最小？44华中科技高校管理学院陈荣秋4.4.5新设备的布置

问题（续）解体思想：为便利起见，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途运动，即两个点之间不能走对角线。设原有设备在坐标内的点为(a1,b1),(a2,b2),...,(an,bn)，则目标是求出x,y使得最小45华中科技高校管理学院陈荣秋4.4.5新设备的布置

问题（续）引进加权系数w是允许新、老设备间有不同的流量。

该问题的一个简化特点是可以分别求出x和y的最优值，即这里46华中科技高校管理学院陈荣秋4.4.6线性规划方法设：n=机器数量

cij=机器i布置在j时，单位时间的成本djr=从位置j到位置r物料移动一次的成本fik=单位时间内机器i到机器k的平均移动次数Si=机器i可能布置的位置的集合47华中科技高校管理学院陈荣秋4.4.6线性规划方法（续）aijkr是单位时间机器i布置在位置j和机器k布置在位置r物料运输费用。这个费用仅在xij等于xkr状况下出现。因此，总成本的表达式为：假如机器i布置在位置j,其他48华中科技高校管理学院陈荣秋4.4.6线性规划方法（续）约束条件优化的目标是使总的物料搬运成本最低。这是一个四重支配问题，一般来说，该问题用人工求解是极为困难的。因此多接受软件包来求解，如LINGO49华中科技高校管理学院陈荣秋4.4.7计算机帮助选址决策与设施布置常见的计算机帮助布置的软件CRAFT，由美国人开发出来的一种常用的计算机帮助生产和服务设施布置的工具，基本内容：合理布置实现的目标是运输总成本最小；允许对生产中的材料和部件运用不同的物料搬运方式和工具，其成本同搬运距离成比例；已知各块状中心的面积及其初试布置方案，并在布置图上标明各个块状中心的坐标。若某些块状中心要求特殊位置，则可以作为约束条件，预先说明运用计算方法进行运算，使整个系统综合搬运费用最小50华中科技高校管理学院陈荣秋4.5装配线平衡4.5.1装配线平衡的缘由4.5.2装配线平衡的方法4.5.3装配线平衡举例51华中科技高校管理学院陈荣秋4.5.1装配线平衡的缘由装配线平衡定义用又称工序同期化，是对于某装配流水线，在给定流水线的节拍后，求出装配线所需工序的工作地数量和用工人数最少的方案装配线平衡的缘由时间资源奢侈忙闲不均，引起冲突人力资源奢侈52华中科技高校管理学院陈荣秋4.5.1装配线平衡的缘由（续）装配线（流水线）节拍是指流水线上连续出产两件相同制品的时间间隔53华中科技高校管理学院陈荣秋4.5.2装配线平衡的方法原则以适当的方式将装配线上若干个相邻工序合并成一个大工序（又称工作地），并使这些大工序的作业时间接近或等于装配线的节拍步骤确定装配流水线节拍计算装配线上须要的最少工作地数54华中科技高校管理学院陈荣秋4.5.2装配线平衡的

方法（续）步骤组织工作地。按以下条件向工作地支配小工序：保证个工序之间的先后依次每个工作地支配到的小工序作业时间之和(Tei)，不能大于节拍各工作地得大于的作业时间应尽量接近或等于节拍(Teir)应使工作地数目尽量少55华中科技高校管理学院陈荣秋4.5.2装配线平衡的

方法（续）步骤计算工作地时间损失系数,平滑系数

56华中科技高校管理学院陈荣秋4.5.3装配线平衡举例例子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。公司确定建立一条装配流水线，大批量生产这种三轮童车，面对全国销售。现须要对这条装配线进行组织设计，装配线平衡过程如下。三轮童车装配路途如图一所示。三轮童车装配作业先后依次如图二所示57华中科技高校管理学院陈荣秋4.5.3装配线平衡举例（续）图一A1A2S1A3A4A5S213245678910前轮装在车架上车架右轮左轮前轮挡泥板前叉套管和定位螺丝车把橡胶手柄车座将后轮装在车架上将车把装在套管中将车座装在车架上完工检验童车装配工艺示意图58华中科技高校管理学院陈荣秋4.5.3装配线平衡举例（续）图二1234567891011