第三章运营系统选址与布局

第三章运营系统选址与布局河南科技大学学习要点及目标理解并选择运用企业选址的影响因素、选址步骤以及企业选址的方法；掌握设施布置的基本原则和方法；熟悉并能组织设计流水线生产；掌握工序同期化的原理和方法。问题导入有学生想要在学校附近开个火锅店，大家认为可行吗？为什么？你有什么样的建议？生产/服务设施选址设施选址概念：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；在很大程度上决定了所提供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。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，至少使物流链处于控制之中从物流系统的观点出发，就是要综合考虑所有的因素，使得物流链上的每一个结点都能达到最优。供应商制造商仓储和配送中心客户物流需求信息流影响选址的因素经济因素政治因素社会因素自然因素经济因素：运输条件与费用考虑运输条件时，注意产品的性质：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、运输不便和原料笨重，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、产品变化和变质、大多数服务业等经济因素劳动力可获性：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，其厂址应该靠近燃料、动力供应地厂址条件和费用：建厂地方的地势、利用情况和地质条件、地价其它因素政治因素：政治局面是否稳定，法制是否健全，税负是否公平等；社会因素：居民的生活习惯，文化教育水平，宗教信仰和生活水平等；自然因素：气候条件和水资源状况。因素间权衡与取舍劳动力条件与市场的接近程度生活质量与供应商和资源的接近程度与企业其他设施的相对位置设施选址时必须考虑的五组因素：选址的一般步骤：选择某一地区

城市设厂：工厂规模不大，需大量受过良好教育和培训的员工；服务业，因大部分服务业需要与顾客直接接触；厂地占用空间少，最好能设置于多层建筑内；对环境污染小。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，需与周围隔离。农村设厂：

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。城郊设厂：选址的一般步骤：选择适当的地点1、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方便2、比较不同地点，作出决定设施选址ￜ选址方法加权平均法重心法盈亏平衡分析法多设施选址的运输模型法加权平均法加权平均法评价的步骤：列出所有相关因素，并对每一个因素规定统一的度量登记标度；确定每个因素权重，以反映其在决策中的相对重要性；分别对每一个影响因素确定每个候选方案的表度等级和分数；确定候选方案的总分数（影响因素分数×权数）；比较后选择最佳方案影响因素权数候选厂址ABCD产品销售条件2551252503754100提供服务条件5420315315420交通条件10330440220550劳动力供给条件5210525420315资源供给条件515210420315基础设施条件10330440440330地价和税收条件20120360360240环境保护法规5315315210420政治和文化条件5420525315315扩展条件10330220440330加权总分100305300315335重心法重心法(centerofgravitymethod)是一种定量方法，一般用于单个设施的最优位置决策。使用该方法的前提是现有设施的位置以及它们之间要运输的货物量（或者运输费用）能够定量表达。该方法常用于制造型企业决策制造厂与配送设施的相对位置，服务型企业的配送中心以及零售店等选址。Cx——重心的x坐标；Cy——重心的y坐标；dix——第i个地点的x坐标；diy——第i个地点的y坐标；Vi——运入第i个地点或从第i个地点运出的货物量。重心法例：ABC公司现有的三个汽车销售分店A,D,Q，它们的坐标分别为(100,200)，(250，580)，(790,900)，如图3-1，它们每月的汽车销售量分别为：1250辆，1900辆和2300辆。现打算建立一个地区仓库，由该仓库直接向三个销售分店供货，求该仓库的最佳位置分店每月汽车销售量A1250D1900Q2300XYA(100,200)D(250,580)Q(790,900)(0,0)重心法Cx=重力中心的X坐标Cy=

重力中心的Y坐标dix=第i分店的X坐标diy=

第i分店的Y坐标Vi

=

第i分店的货物流量总和XYA(100,200)D(250,580)Q(790,900)(0,0)分店每月汽车销售量A1250D1900Q2300坐标确定重心法分店每月汽车销售量A1250D1900Q2300XYA(100,200)D(250,580)Q(790,900)(0,0)坐标计算盈亏平衡分析法选址方案都有一定的固定成本和变动成本可用于多个选址方案的比较盈亏平衡分析法0盈亏平衡点VoV1V2产（销）量FC2FC1TC1TC2收入利润多设施选址的运输模型法选址对象的输入与输出成本是决策的主要变量通过建立一个物流运输系统，选择一个能够使整个物流运输系统的成本最小的生产或服务系统多设施选址的运输模型法工厂配送中心生产能力123运量运费运量运费运量运费A5.06.05.4400B7.04.66.6500需求200400300900900多设施选址的运输模型法工厂配送中心生产能力123运量运费运量运费运量运费A2005.06.02005.4400B7.04004.61006.6500需求200400300900900运营系统布局ￜ影响因素厂房布置应满足生产过程要求，避免相互交叉和迂回运输；生产联系和协作关系密切的应相互靠近；充分利用现有运输条件；按生产性质、防火和环保要求划分厂区；在防火、卫生的前提下使占地面积小；有扩建余地。运营系统布局ￜ原则工艺专业化原则（工艺布置）产品专业化原则（产品布置）定位布置原则（固定式布置）工艺布置按工艺过程布置：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产品布置按产品布置：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。加工设备加工设备示意图：按产品（对象）布置定位布置定位布置：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

按成组制造单元布置：首先根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成组单元布置运营系统的布局ￜ布置方法制造业：作业相关图法物料流向及流量法非制造业：仓库布局办公室布置其他服务业平面布置作业相关图法由穆德提出，根据企业各个部门之间的活动关系密切程度布置其相互位置。将关系密切程度分为六个等级：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不予考虑列出导致不同程度关系的原因作业相关图法代号关系密切原因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其它作业相关图法例：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，计划布置在一个2×3的区域内。已知这6个部门间的作业关系密切程度，如下表所示，请根据表作出合理布置。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绝对重要作业相关图示例作业相关图法解：第一步，列出关系密切程度分类表（只考虑A和X）AX1-21-41-33-62-63-43-54-65-6作业相关图法第二步，根据列表编制主联系簇。原则是，从关系“A”出现最多的部门开始，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的关系密切程度为A的一一联系在一起。2456联系簇作业相关图法第三步，考虑其他“A”关系部门，如能加在主联系簇上就尽量加上去，否则画出了分离的子联系簇。本例中，所有的部门都能加到主联系簇上去。462135作业相关图法第四步，画出“X”关系联系图。3416X关系联系簇第五步，根据联系簇图和可供使用的区域，用实验法安置所有部门作业相关图法126354物料流向及流量法思想：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：比较适合于多品种、小批量生产基本步骤：选择典型零件，制定典型零件的工艺路线，确定所用机床设备；制定设备布置的初始方案，统计设备之间的移动距离；确定零件在设备间的移动次数和单位运量成本；用实验法确定最满意的布置方案。例：以金属加工车间有6台设备，已知其生产的零件品种及加工路线，并据此给出下表1所示的零件在设备之间的每月移动次数，表2给出了单位距离运输成本。请用这些数据确定该车间的最佳布置方案。设备间月平均移动次数矩阵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单位距离运输成本矩阵锯床磨床冲床钻床车床插床锯床0.150.150.160.150.16磨床0.180.160.150.150.15冲床0.150.150.150.150.16钻床0.180.150.150.150.16车床0.150.170.160.200.15插床0.150.150.160.150.15单位距离每月运输成本锯床磨床冲床钻床车床插床锯床32.662.79.86.328.8磨床38.98.328.59.21.5冲床60.017.114.32.43.2钻床2.963.39.36.210.9车床18.912.116.063.07.5插床6.314.313.317.158.5单位距离每月运输总成本锯床磨床冲床钻床车床插床锯床71.5③122.7①12.725.235.1磨床25.491.7②21.315.8冲床23.618.416.5钻床69.2④28.0车床66.0⑤插床相邻设备间的布置图锯床①冲床⑤插床③磨床②钻床④车床车间之间运量表0102030405总计01721414026（10）280345（11）1100462（4）80522总计01114107部门之间相邻布置图0104030502从上表数据可知：部门01和02、部门02和03、部门03和04之间的运量较大，所以应该相邻布置。仓库布局

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，应该如何布置不同物品的货区，使总搬运量最小?例子：仓库布局21007.其他11506.收音机48005.电视33754.音响13603.微波炉21602.空调12801.电烤箱所需货区搬运次数（每周）存储物品家电用品仓库的存储信息货区通道仓库平面示意图仓库布局15544273556427通道货区布置好的仓库平面示意图办公室布置制造系统加工处理的对象是有形物品，而办公室工作的处理对象主要是信息以及组织内外的来访者；办公室的工作效率往往取决于人的工作速度，而生产制造系统与设备速度有相当大的关系；办公室布置中，同一类工作任务可选用的办公室布置有多种；组织结构、各个部门的配置方式、部门之间的相互关系和相对位置的要求对办公室布置有更重要的影响。办公室与生产制造系统相比，有许多根本不同的特点：办公室布置信息传递与交流的迅速、方便人员的劳动生产率办公室布置的几种模式：传统的封闭式办公室；开放式办公室布置；西方发达国家又出现了一种称之为“活动中心”的新型办公室布置；新型的办公形式——“远程”。办公室布置考虑的主要因素：流水线组织与布局ￜ概念流水生产是指劳动对象按照一定的工艺路线顺序地通过各个工作地段，并按照统一的生产速度（节拍）完成工艺作业的、连续的、重复的生产过程。流水线组织与布局ￜ特点流水线生产的特点：工作地专业化程度高，每一个工作地完成少数制品的有限几道工序；实行封闭式生产，工作地段按工艺路线排列，单向流动；各工序加工时间与工作地段数量成比例关系；按节拍进行生产；生产效率高。流水线组织与布局ￜ生产条件组织流水生产应具备的条件：产品的产量足够大且生产品种稳定；流水线生产的产品在结构上、工艺上、性能上要比较先进；工艺过程能划分为简单的工序，还能合并；企业自身要具备充分条件。流水线组织与布局ￜ流水线种类按对象轮换方式，可分为固定流水线（对象不动）和移动流水线；按加工对象数目，可分为单一对象流水线和多对象流水线；按对象变换方式，可分为不变流水线、可变流水线、成组流水线、混合流水线；按连续程度，可分为连续流水线和间断流水线；按节奏性可分为强制节拍流水线、自由节拍流水线、粗略节拍流水线；按机械化程度，可分为自动流水线、机械化流水线和手动流水线。1.流水线节拍的计算公式：

r为流水线节拍（分钟/件）F为计划期有效工作时间（分钟）N为计划期制品产量（考虑计划产量和预计废品率）F0为计划期制度工作时间（分钟）K为时间有效系数（考虑设备维修和调整、工具更换、休息）流水线组织与布局ￜ单一对象流水线的设计流水线组织与布局ￜ单一对象流水线的设计例：某制品流水线计划年销售量为20000件，另需生产备件1000件，废品率2%，两班制工作，每班8h，时间利用有效系数为95%，求流水线的节拍。流水线组织与布局ￜ单一对象流水线的设计2.工序同期化工序同期化又称为流水线平衡，是组织连续流水线的必要条件，就是通过各种可能的技术组织措施，调整或压缩各工序的单件时间定额，使它们等于流水线的节拍或与节拍成整数倍。工序同期化的措施：采用高效设备、工艺装备；改进工作地布置、切削用量；提高工人熟练水平；工序分解与合并。流水线组织与布局ￜ单一对象流水线的设计工序同期化步骤：计算流水线上需要的最少工作地数组织工作地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。流水线组织与布局ￜ单一对象流水线的设计计算工作地时间损失系数流水线组织与布局ￜ单一对象流水线的设计例：一种报警器每年的销售量为10000件，此种产品需经过16道工序（workelements），每年的工作时间为工作44周，每周35小时。注明：工序E和F不能一起进行加工，H和L不能一起进行加工工序工序时间（分）紧后工序A3.6EB2.5FC2.7GD2.6H,JE1.6KF1.4KG2.4LH3.3MJ1.7NK3.4SL2.8PM1.9RN2.4RP3.6SR2.8SS1.3——步骤1：绘出流程关系图AMLKFEGHSDCBPRNJ步骤2：计算节拍时间，最小的工作场地数需求（demand）：10000件/年时间单位：分钟一年工作时间：44×35×60=92400（分）节拍r=F/N=92400/10000=9.2分总的工作时间：∑ti=3.6+2.5+2.7+2.6+…+1.3=40分最小的工作地数：Smin=40/9.2=4.3，取整为：5步骤3-计算阶位权重：每个工序及后续工序时间之和工序紧随工序阶位权重AE、K、S9.9BF、K、S8.6CG、L、P、S12.8DH、J、M、N、R、S16.0EK、S6.3FK、S6.1GL、P、S10.1HM、R、S9.3JN、R、S8.2KS4.7LP、S7.7MR、S6.0NR、S6.5PS4.9RS4.1S--1.3步骤4：工作地分配工作地工序阶位权重紧前工序工作时间总时间剩余时间1D16.0--2.62.66.6C12.8--2.75.33.9G10.1C2.47.71.52A9.9--3.63.65.6H9.3D3.36.92.3J8.2D1.78.60.63B8.6--2.52.56.7L7.7G2.85.33.9N6.5J2.47.71.5F6.1B1.49.10.14E6.3A1.61.67.6M6.0H1.93.55.7P4.9L3.67.12.15K4.7E,F3.43.45.8R4.1M,N2.86.23.0S1.3K,P,R1.37.51.7步骤5：计算滞后时间和时间损失系数滞后时间NR-∑S=（5×9.2）-40=6.0分时间损失系数εL=（NR-∑S）/NR=6.0/5×9.2×100%=13.0%如果节拍时间减少到9.1分（工作地3的工作时间）时间损失系数为：εL=（5×9.1-40）/5×9.1×100%=12.1%流水线组织与布局ￜ单一对象流水线的设计3.计算设备数目和设备负荷系数各道工序的工作地需要量：设备负荷系数：Si为第i道工序所需工作地数（设备数）；ti为第i道工序的单件时间定额（min/件）；Sei为实际采用的设备数，取大于Si的整数。流水线总的工作地（设备）负荷率：表明设备的利用情况；决定流水线的连续程度；设备负荷率小于75%时，采用间断流水线生产方式；否则采取连续流水线方式。流水线组织与布局ￜ单一对象流水线的设计4.确定流水生产线上的工人数充分利用工作时间，又要减轻劳动强度；设备负荷率很高，且要手动操作，需采用一人看管一台设备的配置；若设备负荷率不高，且设备自动化程度较高，可采用多设备看管的形式；手工操作为主的生产线，其工人配备可用下式确定：Pi为第i道工序的工人数；g为每日工作班次；Wi为第i道工序每台设备同时工作的人数。流水线组织与布局ￜ单一对象流水线的设计流水线组织与布局ￜ单一对象流水线的设计5.运输方式和运输设备流水线采用何种运输方式和设备，取决于加工对象的形状、尺寸、重量、加工工艺、加工位置、精度要求以及流水线的节拍或节奏等方面；采用强制节拍流水线，应使用传送带；自由节拍流水线一般采用连续式运输传送带、滚道、滑道；粗略节拍流水线上一般采用滚道、重力滑道、手推车、叉车、吊车等。流水线组织与布局ￜ单一对象流水线的设计6.流水线的平面布置要符合实际情况；有利于操作人员操作；加工路线最短；有利于流水线设备的检修；充分利用生产面积。流水线组织与布局ￜ可变流水线的设计可变流水线的特征：成批轮番生产多种产品，更换产品时，需调整，但调整不大；每种产品在流水线所有工序上的设备负荷系数应大致相同；整个计划期内成批轮番的生产多种制品，但在计划期的各段时间内只生产一种制品。流水线组织与布局ￜ可变流水线的设计节拍的计算：代表产品法：从流水线的产品中，选择产量大、劳动量大、工艺过程较复杂的产品作为代表产品，将其他产品按劳动量比例关系折合成代表产品的产量，然后按照有效工时和产量的关系求出可变流水线的节拍。劳动量比重法：按制品在流水线上加工总劳动量中所占比重分配流水线有效工作时间，然后计算制品节拍的方法。流水线组织与布局ￜ可变流水线的设计设可变流水线加工A、B、C三种零件，其计划月产量分别为2000、1875、1857件；每种产品在流水线上各工序单件作业时间分别为40、32、28分钟。两班制生产，每月有效工作时间为24000分钟。用代表产品法和劳动量比例法计算每种产品的节拍。流水线组织与布局ￜ可变流水线的设计代表产品法：解：选A为代表产品，用A表示总产量：Q=2000+1875×32/40+1857×28/40

=2000+1500+1300=4800(件)各产品节拍:RA=24000/4800=5(分/件)RB=5×32/40=4(分/件)RC=5×28/40=3.5(分/件)流水线组织与布局ￜ可变流水线的设计劳动量比重法：A、B、C劳动量比重分别为:2000×402000×40+1875×32+1857×28=41.67%=31.25%=27.08%2000×40+1875×32+1857×282000×40+1875×32+1857×281875×321857×28流水线组织与布局ￜ可变流水线的设计产品A、B、C的节拍分别为:RA=24000×41.67%/2000=5(分/件)RB=24000×31.25%/1875=4(分/件)RC=24000×27.08%/1857=3.5(分/件)流水线组织与布局ￜ混合流水线的设计混合流水线是同一流水线能同时适合多品种产品生产，是将流水线上生产的多种产品，按一定的数量和顺序编成组，同组的各种产品在一定的时间内按大量流水线生产的方式交替生产。流水线组织与布局ￜ混合流水线的设计混合流水线投产顺序确定步骤：计算生产比计算生产比倒数