第二章生产及运作管理(设施选址及布置)

第二章设施选址与布置

2/3/2023

一、设施选址（FacilityLocation)的概念

设施（Facility)是指生产与运作过程得以进行的硬件系统。对于制造型企业通常是由工厂、办公楼、车间、设备、仓库等物质实体构成；对于服务型企业，则由是配送中心、分销中心、零售商店、银行、超市等构成。

设施选址（FacilityLocation)就是指运用科学的方法确定企业在何处兴建生产、服务设施，以便有效地、经济地达到企业的经营目的。二、什么时候需要选址新成立企业或新增加独立经营单位；企业扩大原有设施（另选新址）；企业迁址。

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三、设施选址的重要性选址是运作策略的一部分，是取得竞争优势的重要条件投资建设新工厂或新服务设施需要一大笔投资，影响投资回报。一旦工厂已经建成，如发现厂址选择错误，则为时已晚，难以补救。成本

影响提供产品和服务的成本，从而影响到价格和竞争力。人员影响吸引优秀人才、职工的生活和工作积极性。2/3/2023

四、选址考虑的因素可分为四类：政治因素经济因素社会因素自然因素

2/3/2023政治因素政治局面是否稳定法制是否健全当地有关法规，如环境保护方面的法规。税负是否公平2/3/2023社会因素

居民的生活习惯：企业的产品要适合当地的需要文化教育水平：招收受过良好教育和训练的员工宗教信仰生活水平2/3/2023

自然因素气候条件直接影响职工的健康和工作效率15~22°C气温的高低关系着厂房和办公室的设计

英国的曼彻斯特是世界著名的纺织业区，温度及湿度合适;好莱坞：该地终年温和而干燥，适于室外拍片活动水资源有些企业耗水量巨大，应该靠近水资源丰富的地区。例如，造纸厂、发电厂、钢铁厂、化纤厂等啤酒厂，对水质要求高，则不仅要近水源，而且要考虑水质2/3/2023

经济因素

（1）选择接近原料供应的地区原料笨重而价格低廉的企业，如砖瓦厂、水泥厂、玻璃厂、钢铁冶炼厂和木材厂等。原料易变质的企业，如水果、蔬菜罐头厂。原料笨重，产品由原料中的一小部分提炼而成，如金属选矿和制糖。原料运输不便，如肉联厂。2/3/2023（2）选择接近产品消费市场的地区产品运输不便，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●商店●消防队●医院●中、小学校2/3/2023（3）选择有利于职工生活的地区企业周围的生活配套设施，如医院、商业场所、交通、公安、消防等比较齐全。（4）选择接近能源动力供应充足的地区没有燃料（煤、油、天然气）和动力（电），企业就不能运转。对于耗能大的企业，如钢铁、炼铝、火力发电厂，其厂址应该靠近燃料、动力供应地。2/3/2023

（5）选择劳动力充足与费用低的地区对于劳动力密集型企业，必须考虑劳动力的成本。设厂在劳动力资源丰富、工资低廉的地区，可以降低人工成本。对于大量需要具有专门技术员工的企业，人工成本占制造成本的比例很大，而且员工的技术水平和业务能力，又直接影响产品的质量和产量，劳动力资源的可获性和成本就成为选址的重要条件。2/3/2023（6）选择劳动生产率高的地区甲地区：劳动力成本10元/小时劳动生产率15件/小时单位成本=10/15=0.66元/件乙地区：劳动力成本12元/小时劳动生产率20件/小时单位成本=12/20=0.6元/件2/3/2023

五、选址的难度1、选址关系到很多因素，而这些因素常常是互相矛盾的接近顾客往往不接近原材料产地运输方便的地点地价高2、不同因素的相对重要性很难确定和度量心脏病医院建在人口稠密区还是城郊区3、不同部门利益不同，所追求的目标不同4、随时间变化，现在认为是好的选址，过几年可能就不一定，反之亦然大学在市中心不能发展偏僻地点变繁华2/3/2023

六、选址的评价方法1、量－本－利模型

基本步骤如下：（1）确定每一备选方案的固定成本与可变成本（2）作出不同方案的成本收入曲线（3）确定在某一预定的产量或销售量的情况下，根据成本最低或利润最高的原则选择一个最佳方案。隐含的假设：（1）产出在一定范围内，固定成本不变（2）销售收入可以预测（3）成本与产出成正比2/3/2023【例2-1】量-本-利法

已知可选地有3个（A、B、C），其固定成本分别为：30、60、110万元；单位变动成本分别为：750、450、250元，估计年销售量为2000个。解：计算总成本总成本=固定成本+变动成本A=300,000+750*2000

=1,800,00B=1,500,000C=1,600,000

所以，选择方案B。ABC100025003060110图2-1量-本-利分析销售量成本（元）2/3/20232、综合因素法

因为影响选址的因素很多,常规的定量模型一般只考虑一种因素,比如只从成本的因素进行决策。现实生活中,经常使用多因素的综合评价法.多因素的综合评价方法，是一个多目标的综合评价问题。目前已经有很多有关多目标的评价方法与模型。下面主要介绍加权评分法和综合评价法2/3/2023（1）加权评分法列出有关影响因素；确定各因素权重；对每个因素打分、计算加权分；选择加权和最大的方案。【例2-2】加权评分法

序号选址因素权重备选方案A地B地C地1原材料供应0.1590801002水资源条件0.159090853劳动力成本0.27080854运输、交通条件0.29080905土地价格与租金0.39010080合计18687.586.75表4-1各备选方案的权重及评分值所以，选择B地。

有一购房者正在选购一套新房子，有四个地点可供选择。考虑的选址因素大概有四种：价格、使用面积、住房与工作地点的距离、周边环境。基本的数据见表。（2）综合评价法指标地点价格／万元使用面积／平方米与工作地的距离／公里周边环境1234302518221008050701082012好中差中表5-2多目标的选址评价表2/3/2023解：（1）将定性指标转化为定量指标，即将周边环境的评价值转化为：好=5，中=3，差=2。（2）建立原始评价矩阵A注：效益型指标是指数据越大越好的指标；成本指标是指越小越好的指标。2/3/2023（3）利用下列公式转化原始矩阵A（标准0-1变换，即无量纲化），得到矩阵B注：效益型指标是指数据越大越好的指标；成本指标是指越小越好的指标。2/3/20232/3/2023（4）确定各指标的权重。权重的确定方法有很多，最常用的方法有专家法、AHP法。假如我们采用专家法给予各指标的权重为：（5）综合评价：

结论：第二方案是最优选择。2/3/20233、重心法

商品的运输量是影响商品运输费用的主要因素，仓库尽可能接近运量较大的网点，从而使较大的商品运量走相对较短的路程，也就是求出本地区实际商品运量的重心所在的位置。

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W1W5W4W2W3

图2-2重心法示意图

重心法的基本模型如下：式中，Wi—第i个供应点（或需求点）的运输量；di——第i个供应点（或需求点）与选择的配送中心（中心仓库）的距离；（xi,yi)—第i个供应点（或需求点）的地理坐标；（x﹡,y﹡)—待确定的配送中心（或中心仓库）的地理坐标。

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重心法的基本步骤：建立反映地理位置的坐标系（最好用地图）确定各供应点（或需求点）与待确定的配送中心（或中心仓库）之间的运输量计算待确定位置的坐标，选择总运量最小的地点配送中心或中心仓库的选址，一般可以采用这种方法。2/3/2023例2-3重心法

某公司由于业务的发展的需要，计划在某地建立一个配送中心，以解决货物的供应问题。现有四个销售点，其每月的销售量以及它们的地理坐标如表5-3所示。现根据这个表的数据确定一个最佳的配送中心位置。表2-3各销售点的销售量与地理位置

销售点地理位置每月销售量甲10，50100乙20，80120丙50，100150丁100，502002/3/2023

按照重心法，配送中心的最佳位置：2/3/2023

【例】一个在不同城市分别开设了四家园艺中心的公司，决定将所有的产品统一储存在一个仓库中。每个园艺中心不再建立大量产品库存，而是在需要时将订单传真给仓库的工作人员，由后者将补充的产品库存发送过来。下图显示了各个园艺中心的位置，该图还使用了一个参考坐标系。请用重心法选择成本最低的仓库位置。2/3/202364321501234567891011●●●●ABDC各园艺公司位置xy2/3/2023各园艺中心每周需求量每周销售量（车）园艺中心A5园艺中心B10园艺中心C12园艺中心D8合计352/3/2023

从理论上讲仓库最小成本地址位于图中的点(5.34，2.4）处。2/3/2023服务设施的选址

由于服务业与制造业在很多方面的不同，两者的选址原则也存在一定的差别。制造业选址着重成本最小化，服务业选址着重收入最大化。这是因为制造业企业成本往往随着地区的不同而有很大的差异，而服务业的成本在一个市场范围内变动很小，服务业关注的是业务量和业务收入。

2/3/2023服务设施选址因素服务业的一个重要特点是通过多个分店来与顾客保持密切联系，所以服务设施的选择与目标市场的确定紧密相关。服务设施必须靠近顾客群。周围人口密度

当地的经济收入水平与竞争对手的相对位置

选址时应该避开竞争对手，但有时在竞争者附近设址有更多的好处，易形成“聚集效应”。基础设施条件公众态度周围环境

2/3/2023七、设施布置问题

设施布置是指在一个给定的设施范围内，确定企业内各作业单位相对位置与面积及车间内部各生产单元（设备）的相对位置。所谓给定的设施范围，可以是一个厂区，也可以是一个车间、办公楼或一个服务设施。作业单位是指需要占据一定空间的任何物质实体，包括车间、办公楼、仓库等。2/3/2023

1.设施布置的目标（1）使业务过程的成本最低。（2）经济利用空间，节约场地。（3）提供安全舒适的工作环境。（4）适应市场需求的变化，具有灵活性。2/3/2023

2.影响设施布置构成与布局因素（1）产品结构与工艺。（2）企业专业化与协作水平。（3）生产单位的专业化原则。（4）企业的规模。（5）企业的环境条件。2/3/2023工艺专业化布置的目的：提高柔性2/3/2023外借图书网络与光盘检索室现行阅览室学生座椅馆藏书库复印区总服务台查询台参考书区工艺专业化布置2/3/2023对象专业化(按产品布置)2/3/2023对象专业化

锯床车床铣床磨床车床锯床铣床车床磨床铣床包装包装C产品生产线D产品生产线2/3/2023对象布置(产品布置)目的：提高产品或服务的标准程度对象布置：汽车装配线、饮料生产线、医院的体检、学校的新生服务。

2/3/2023固定式布置在这种布置方式下加工对象静止不动，而是进行加工的机器设备与人员根据操作的需要进行移动。例：公路建设，船舶建造等

2/3/2023飞机生产平台2/3/2023适用于：产品或加工对象体积过大产品或加工对象不便移动产品或加工对象过于复杂而无法移动或不需要移动2/3/2023成组单元布置

车床铣床钻床刨床铣床车床钻床磨床镗床铣床车床磨床磨床相似零件组1相似零件组2相似零件组32/3/2023八、设施布置的方法工艺专业化的布置关联分析法往来分析法从—至表法方法对象专业化的布置装配线平衡（略）2/3/2023

1、关联分析法法关联分析法由穆德提出，它是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。首先将密切程度划分为A、E、I、O、U、X六个等级，然后列出导致不同程度关系的原因。使用这两种资料，将待布置的部门一一确定出相互关系，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。2/3/2023

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不宜靠近代号关系密切原因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其他表2－4关系密切程度分类表表2－5关系密切原因2/3/2023[例2-4]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个部门间的关系密切程度，如图2－3所示，请根据图2－3作出合理布置。部门6部门5部门4部门3部门2部门1AAAAAAXOXEOUXIU

图2－3关联分析法示例2/3/2023解：1、列出关系密切程度分类表（只考虑A和X）AX1-21-41-33-62-63-43-54-65-62/3/20232、编制主联系簇，如图2－4所示。

原则是，从关系“A”出现最多的部门开始，如本例中的部门6出现3次，首先确定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。2456546231图2－4联系簇图2－5联系簇2/3/20233、考虑其他“A”关系部门，如图2－5所示。

如能加在主联系簇上就尽量加上去，否则画出子联系簇。4、画出“X”关系联系图，如图2－6所示。5、用试验法安置所有部门，如图2－7所示。2/3/20233416126354图2－6X关系联系簇图2－7最后结果2/3/2023[例]把下列9个汽车服务部门分配到3×3网格的9个位置上去,要求满足相应的接近程度(只考虑A和X)。按照城镇规章,部门4的位置必须安排在这一位置分布的右上角。

部门9部门8部门7部门6部门5部门4XX部门1部门2部门3AAEAAAIAXAEXX2/3/2023

2349

168755649

13872方案a方案b2/3/20232、往来分析法往来分析法是通过分析设施之间流量（物流、人流、信息流）的大小，把流量大的安排靠近的位置。往来分析适合于工艺专业化的设施布置，这种安排方法能够使部门之间的流量最小化。其步骤如下：（1）根据设施之间的业务过程（工艺过程），初步确定各设施的相对位置；（2）统计各设施之间的流量；（3）根据流量的大小，将流量大的安排在相邻的位置；（4）根据其他的因素进行调整。2/3/2023

[例2-5]主题公园的布局

某主题公园的设计者正在为公园的布局进行构想。使游客能在游览过程中的行走距离最小化是设计者要考虑的问题。⑴根据初步的分析,参考其他主题公园的布局,做了一个初步的布局图。⑵根据其他公园的统计数据,结合预测,得到一个平均每天各景点之间游客的客流情况表,如表2-6。把表2-6三角化得表2-7。⑶把客流量大的景点安排在相邻位置。⑷根据公园的地理位置与场地情况进行调整,最后的布局如图2-8所示。2/3/2023

ABCDEFA2002504030105B16030026012330C3003205002080D90250385108210E15010810120176F8050100270167表2-6景点之间的游客日流量单位:人2/3/2023

ABCDEFA360550130180195B

62051033180C

88530180D

228480E

343F

表2-7景点之间的游客日流量(表5-6的三角化)单位:人2/3/2023

图2-8主题公园的平面布置2/3/2023

3、从—至表法

是一种利用从—至表确定不同车间、设备或设施之间最佳布置方案的方法，它可以使总运量（成本）最小。目标：总运量减少，降低运输费用。（也要考虑定性因素）

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基本步骤：

（1）制定零件工艺路线，确定所用机床设备；（2）制定设备布置的初始方案，统计设备之间的移动距离；（3）确定出零件在设备之间的移动次数和单位运量成本；（4）计算设备间的总运输量（三角化）；（5）按照布局原则，用试验法确定最满意的布置方案。

布局原则：①相关设备多的居中；②移动次数多的靠近。

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[例]一金属加工车间有六台设备,已知其生产的零件品种及加工路线,并据此给出表2-8所示的零件在设备之间的每月移动次数,表2-9给出了单位距离成本。请用这些数据确定该车间的最佳布置方案。2/3/2023

锯床磨床冲床钻床车床插床锯床2174186142180磨床216521906110冲床400114951668钻床16421624168车床1267110031550插床429583114390表2-8设备间月平均移动次数矩阵2/3/2023

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表2-9单位距离运输成本(元)矩阵2/3/2023

解:⑴将运输次数矩阵与单位距离运输成本矩阵相同位置的数据相乘,得到从一台机器到另一台机器的每月运输成本,如表2-10所示。⑵将对角线对称的成本元素相加,得到两台机器间的每月总的运输成本,如表2-11所示。⑶确定紧密相邻的系数。其依据就是总运输成本的大小。按总运输成本的大小,从大到小降序排列,就得到了机器(或部门)之间的紧密相邻的程度。⑷根据表2-11中的①②③④⑤的顺序,应将锯床与冲床相邻布置,磨床与钻床相邻布置,锯床与磨床相邻布置,钻床与车床相邻布置,车床与插床相邻布置,最后结果如图2-9所示。2/3/2023

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表2-10单位距离每月运输成本(元)2/3/2023

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

表2-11单位距离每月总运输成本(元)2/3/2023

锯床冲床插床磨床钻床车床图2-9最终布置方案2/3/2023【例】某公司正在考虑其工厂设施布置，包括对6个部门位置的设计。要求使