第6章-生产和服务设施布置

第6章生产和服务设施布置生产设施布置服务设施布置工厂总体布置服务设施总体布置服务设施内部布置车间内部布置设施布置种类裁减缝纫包装布匹空盒空盒？现有布局是否合理裁剪缝纫布匹包装空盒第6章生产和服务设施布置6.1设备/设施布置决策6.2布置决策的定量分析6.3装配线平衡6.4非制造业的设施布置6.1设备/设施布置决策

6.1.1影响企业生产单位构成的因素

6.1.2生产单位的专业化原则和形式

6.1.3影响生产和服务设施布置决策的因素

6.1.4几种典型的布置形式设施布置是指在已确定的空间范围内，对所属工作单元进行合理的位置安排，以便经济高效地为企业的运营活动服务。

空间范围：工厂、车间、超市、医院，餐馆、写字楼等。

工作单元：指需要占用空间的实体。

设施布置的目标：

总体目标：实现生产运作活动的经济高效。

具体目标：

合理的物料流动。

工作的有效性和高效率。

环境美观清洁。

满足容积和空间的限制。（一）设施布置要考虑的四个问题1、应包括哪些经济活动单元？2、每个单元需要多大空间？3、每个单元空间的形状如何？4、每个单元在设施范围内的位置(相对/绝对)？ADBEFCGDAFEBGC6.1.1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（二）影响企业生产单位构成的因素

生产单位专业化形式，影响企业内部的生产分工和协作关系，决定着物料流向、物流路线和运输量。（一）工艺专业化原则（二）对象专业化原则6.1.2生产单位的专业化原则和形式工艺专业化原则：将完成相同工艺或工作的设备和工人布置在一个区域内。在此区域内对不同产品和零部件的某一相同或相似工艺进行加工。车工段铣工段检验组钻工段原材料磨工段磨工段半成品库ABBA车铣磨钻检验车铣磨钻检验A原材料BA半成品库BA生产车间B生产车间工艺原则布局实景病号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服务业：普通医院医院实际布局医院总体布局图医院科室布局图（1）对产品的适应性较高，设备的利用率也较高，适合于多品种小批量生产；（2）产品的物流比较复杂、无序，生产过程的连续性差；（3）在制品库存量较高；（4）整个生产周期较长。工艺专业化布置有以下特点：对象专业化原则：将加工某种产品或完成某种服务所需的设备和工人布置在一个区域内，所有生产设备和工作地按产品加工装配的工艺路线顺序排列。在这个区域内完成产品或零部件的全部或大部分工艺。工艺专业化布置与对象（产品）专业化布置比较典型的生产线或流水线实景自助餐馆服务线车床车床X62W万能铣床龙门铣床摇臂钻床台式钻床平面磨床外圆磨床万能外圆磨床镗床镗床立式镗床牛头刨床牛头刨床锯床牛头刨床对象专业化布置有以下特点：（1）对品种变换适应能力差，仅适合于大量、连续生产；（2）物流连贯性强，节约了生产面积，缩短了运输距离；（3）在制品少；（4）按节拍组织生产，易于管理。项目工艺专业化原则对象专业化原则优点设备应用面广，利用率高；有利于工艺管理；部分设备停歇不影响正常生产运作；对产品品种变换的适应性强。加工路线短，节约运输资源；产品等待时间减少，生产运作周期短，流动资金占用少；物料流程简单，有利于保证完工周期和质量；工人素质要求专门化。缺点加工路线长，运输费用高；生产运作周期长，流动资金占用多；物料流程复杂，不便于管理；不利于保证完工周期和质量；工人素质要求高设备专用性强，利用率低；不利于工艺管理；生产运作过程易受影响；生产运作灵活性差。适用范围单件小批生产类型大量大批生产类型（一）设施布置的目标

6.1.3影响设施布置决策的因素满足生产过程的需要设施占用空间缩小总运输费用最少生产系统柔性强组织结构的合理化和管理的方便性提供方便、安全、舒适的作业环境

（二）影响设施布置决策的因素厂房的布置满足生产过程的要求，以避免互相交叉和迂回运输，缩短生产周期，节省生产费用生产联系和协作联系密切的单位应相互靠近布置充分利用现有运输条件按照生产性质、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最小工厂布置应考虑有扩建的余地产品或服务的种类

物流合理性

专业化与协作化水平

技术装备

企业规模

投资规模

设施布置因素设施布置的柔性

其他…

注意：设施布置对所需投资的影响；物流因素在设施布置中的重要性；设施布置的柔性；人的因素——工效学的观点；6.1.4几种典型的布置形式

物料流程形式可分为水平的和垂直的所有的设备、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6.1.4几种典型的布置形式（续）

布置类型固定式布置（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。公路、房屋建设：太大手术：没办法餐厅：不愿意船舶、机车、发电机组制造业：大型产品的生产与装配，如轮船、飞机等；大型建设项目，大坝、筑路、大楼等的建设。服务业：住院病人的医疗和护理、特殊的餐饮服务。

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。如图6－1所示。加工设备加工设备按产品（对象）布置的示意图按工艺过程布置（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。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

按成组制造单元布置（LayoutsBasedonGroupTechnology）LDDGGLPGLL原材料成品库单元1单元2单元3GDL车床钻床磨床如6－3：成组生产单元布置示意图对象组1对象组4对象组3对象组2车床滚床磨床车床车床滚床磨床装配热处理热处理锯床磨床热处理组4组3组2组1成组制造单元布置

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入口出口如6－4：C形制造单元布置示意图

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图6－5：U形制造单元及生产线布置为了实现无库存生产，JIT生产方式中，设备按U型布置成组加工单元布局：入口出口截断车车铣立铣磨检验成品立铣物流工人在单元中运动U型成组工作单元原工作方式U型生产线原生产线工作方式成组工作单元布局6.2布置决策的定量分析6.2.1作业相关图6.2.2从一至表（from-to)法6.2.3新设备的布置问题6.2.4线性规划法6.2.1作业相关图作业相关图法由穆德提出，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。1、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。2、使用这两种资料，将待布置的部门一一确定出相互关系3、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。代号密切程度评分A绝对重要6E特别重要5I重要4O一般3U不重要2X不予考虑1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：关系密切程度分类表表：关系密切原因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第二步，根据列表编制主联系簇，如图4－17所示。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。2456546231联系簇联系簇第三步，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。第四步，画出“X”关系联系图。如图6－9所示。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3416126354X关系联系簇最后结果6.2.2从一至表法

具体步骤如下：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实验法确定最满意的布置方案。表6-3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400114951668钻床16421624168车床1267110031550插床429583114390

例题：一金属加工车间有6台设备，已知其生产的零件品种及加工路线，并根据给出的表中数据确定该车间的最佳布置方案。表6-4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表6-5单位距离每月运输成本锯床磨床冲床钻床车床插床锯床32.662.79.86.328.8磨床38.98.328.59.21.5冲床60.017.114.32.410.88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6-6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71.5122.712.725.235.1磨床25.491.721.315.8冲床23.618.424.8钻床69.228.0车床66.0插床

例题：将运输次数矩阵与单位距离运输成本矩阵的形同位置的数据相乘，得到从一台机器到另一台机器的每月运输成本矩阵。物料运量图法：根据原材料、在制品的流向，绘出初步物流图；统计各部门之间的物料流量，制定物料运量表；根据物料流量大小，将相互间流量最大的部门安排在相邻位置，并依此类推，将所有部门安排完毕。考虑其它因素进行调整，最后确定各部门位置。6.2.3新设备的布置问题在众多老设备中增放一台新设备，使得其与所有老设备的距离最短。设：原有设备在坐标图中的位置为（a1,b2）…(an,bn)，则目标是求x,y,使得：最小。6.2.4线性规划法（自学）第三节装配线平衡装配线平衡的概念所谓装配线平衡，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。装配线问题还可以表述为：对于特定的产品，给定工作地数量，求出使流水线节拍最小的配置方案。（1）节拍：流水线上相邻两件产品产出的间隔时间，或产出一件产品的平均耗费时间。1、基本概念：ABCD节拍3分钟5分钟1分钟2分钟（2）工作地：流水线上可以组成一个单独计时单位的岗位，可由一个或几个员工的一项或几项作业构成。装配线平衡的目的和要求是什么？（3）最大可能节拍：ABCD11分钟3分钟5分钟1分钟2分钟（4）最小可能节拍：ABD4分钟3分钟4分钟2分钟B’C1分钟1分钟等于流水线上各作业时间的总和。等于流水线上不宜进一步分解的各作业中耗时间最长作业的作业时间。2、基本关系：（1）节拍与产能的关系：CT＝OT/D其中：CT为流水线的节拍，OT

为产出期的有效工作（2）工作地数目与节拍的关系：Nmin

＝t/CT其中：Nmin

为流水线上的工作地数目，t

为流水线结论：在有效时间一定时，产能与节拍成反比关系。结论：在总时间一定时，工作地数与节拍成反比关系。时间，D为流水线产能；上各作业时间之和；r===6分/件8*2*60-21*2计划期有效工作时间例某流水线计划日产量为150件，采用两班制生产，每班规定有21分钟停歇时间，计划不合格品率为2%，计算该流水线的节拍计划期内计划产量150*(1+0.02)计划期内的总产量，包括不合格产品A、分解任务为作业，绘出作业顺序图；3、设计的程序：B、确定节拍，同时求出最少所需工作地数目；C、以节拍为限，依作业顺序最大限度地分配工作地作业数量，同时也确定工作地顺序；D、当某一作业所需时间大于前一作业所在工作地的剩余时间时，移该作业至下一工作地。E、出现两个作业同时可选时，先分配后续作业较多、或加工时间较长、或位置权数较大的作业。F、继续下去直到所有作业分配完毕。E：启发式方法先分配后续作业数最多的作业；先分配加工时间最长的作业先分配位置权数最大的作业：位置权数：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返回首页

某产品作业状况如下表所示。假设一天工作8小时，问作业ab0.2紧后作业作业时间/分be0.2cd0.8df0.6ef0.3fg1.0gh0.4h结束

0.3解：（1）由作业表可知其能否达到一天400件产品的产量；如果可行，请为其设计流水线。该作业的最小可能节拍为1.0（分/件），按此节拍8小时产量可达到480件，超过了所需400件的产量要求。因此生产该产品可行。（2）依据作业表，画出作业顺序图：abcdefgh（3）计算生产节拍：CT=OT/D=8×60/400=1.2（分/件）（4）计算最少所需工作地数量：a、作业总时间：0.2+0.2+0.8+0.6+0.3+1.0+0.4+0.3=3.8（分）b、工作地数量：3.8/1.2=3.17=（取整数）=4（个）（5）按照“设计程序”要求，给出工作地作业分配表；工作地剩余时间（分钟）够资格分配的作业适合分配的作业作业分配（时间）闲置时间（分钟）11.2a，ca，ca（0.2）1.0c，bc，bc（0.8）0.2b，dbb（0.2）0e，d无0.021.2e，de，dd（0.6）0.6eee（0.3）0.3f无0.331.2fff（1.0）0.2g无0.241.2ggg（0.4）0.8hhh（0.3）0.50.5工作地作业分配表（6）根据工作地作业分配表，可得出如下工作地作业分配图：abcedfgh工作地1工作地2工作地3工作地4

该流水线布置此时还没有达到最佳的分配状况，还可以进一步改进。请问该怎样改进？装配线平衡例J型玩具马车要在一个传送带上组装，每天需生产500辆。每天的生产时间为420分钟。根据节拍和作业次序的限制，求工作站最少的平衡方式。

作业时间／秒描述必须提前的作业

A45安装后轮支架，拧紧四个螺母－

B11插入后轴AC9拧紧后轴支架螺栓BD50安装前轴，拧紧四个螺母－

E15拧紧前轴螺栓DF12安装1＃后车轮，拧紧轮轴盖CG12安装2＃后车轮，拧紧轮轴盖CH12安装1＃前车轮，拧紧轮轴盖EI12安装2＃前车轮，拧紧轮轴盖EJ8安装前轴上的车把手，拧紧螺栓和螺钉F，G，H，IK9上紧全部螺栓和螺钉

195J型玩具马车的流程图A45B11C9F12G12J8K9D50E15H12I12计算节拍：C＝60＊420／500＝50.4(秒/辆)工作站数量的理论最小值:N=T/C=195/50.4=3.87=4选择作业分配规则:按后续作业数量的多少;2)按作业时间最长根据后续作业最多规则平衡装配线

作业作业剩余的可安排的紧后作业时间最长时间时间紧后作业最多的作业的作业工作站1A455.4

无工作站2D500.4

无工作站3B1139.4C,EC,EEE1524.4C,H,ICC915.4F,G,H,IF,G,H,IF,G,H,IF123.4

无工作站4G1238.4H,IH,IH,IH1226.4III1214.4JJ86.4

无工作站5K941.4

无效率计算:效率=T/(N*C)=195/(5*50.4)=0.77评价平衡方案:装配线不平衡,闲置时间为23%更好的方案:規則2平衡装配线,规则1作为第二规则,可得到更好的平衡方案最长的作业时间决定了生产线上节拍的最小可能值一种作业的时间为40秒，大于节拍36秒，此作业如何处理？可能的方法有：作业分解：使一个作业分解到两个工作站作业共享：作业能不能在相邻工作站（协助）进行一点共享设立平行工作站：聘用操作技巧高的工人加班：以每40秒生产1件的速度进行生产重新设计工作团队6.4办公室的设施布置办公室与生产制造系统相比，有许多根本不同的特点：制造系统——有形物品；办公室——信息以及组织内外的来访者办公室的工作效率——人的工作速度；制造系统——设备速度办公室布置中，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。

（1）考虑的因素（2）几种基本模式封闭式办公室：将办公楼分割成多个小房间开放式办公室：将工作人员容纳在一间很大的办公室内共同工作。

组合办公模块：带有半截屏风的组合办公模块布置方式，这