第3章设施的选址与布局

生产与运作管理经济与管理学院黄霖OperationsManagement1第01章生产与运作管理概论第02章生产与运作战略第03章设施选址与布置第04章综合生产计划第05章库存控制第06章项目计划管理*第07章企业资源计划ERP第08章生产现场管理第09章质量管理*第10章新型生产运作方式OperationsManagement生产与运作管理

（刘文博）

清华大学出版社

2012年9月2OperationsManagementChapter03第三章设施选址与布局3第03章设施的选址与布置3.1设施选址影响因素及程序

3.2设施选址的方法

3.3设施布置（空间与时间）

3.4工艺专业化的布置方法

3.5仓库、零售店、办公室的布置

OperationsManagement$4一、设施选址的基本问题

设施选址包括两个方面的问题：第一、选位，即选择什么地区（区域）设置设施。第二、定址。即地区选定后，具体选择在该地区的什么位置。

具体决策时要考虑四种选择：1.扩展现有的工厂、2.增加新地点、3.放弃现有地点、4.保持原有状态。3.1设施选址影响因素及程序选址原则：

1.费用经济原则2.集聚人才原则3.接近用户原则4.长远发展原则5二、设施选址的程序

1.确定选址总体目标。2.收集与选址有关的资料。3.识别选址的重要因素。4.初步筛选确定候选的目标地区。5.确定可供选择的具体地点。6.对备选具体地点进行评价。7.确定具体地点。3.1设施选址影响因素及程序

6三、影响选址决策的因素

■劳动力条件

■原材料供应条件

■产品销售条件

■交通运输条件

■地理条件

■基础设施条件

■气候条件

■生活条件

■环境保护条件

■科技依托条件3.1设施选址影响因素及程序

城市商业活动以追求利润为目的，这是零售业网点选址与布局的经济原则。1.经济因素运输条件与费用劳动力可获性与费用能源可获性与费用厂址条件与费用2.政治因素3.社会因素4.自然因素71、接近产品销售市场2、接近原材料产地3、水、电、通讯等基础设施完备4、气候条件能满足生产技术要求3.1设施选址影响因素及程序

（一）选择建厂地区的基本要求8（二）选择建厂城镇的基本要求

1、当地城镇建设规划允许2、劳动力市场：劳动力成本和可得性3、当地生活条件较好4、当地工资水平较低3.1设施选址影响因素及程序

9（三）选择建厂用地的基本要求

1、地质条件适于建厂2、有可靠的水源保证3、有足够的用地面积和扩展余地4、靠近水陆交通要道5、有利于三废（水、电、气）处理3.1设施选址影响因素及程序

10第03章设施的选址与布置3.1设施选址影响因素及程序

3.2设施选址的方法

3.3设施布置（空间与时间）

3.4工艺专业化的布置方法

3.5仓库、零售店、办公室的布置

OperationsManagement$11

3.2设施选址的方法：因素赋值法因素赋值法：为综合考虑各影响因素及其重要度，可对各因素及重要度赋值，计算各方案的总分，再选择分值最高者为最优方案。影响因素的重要度及评分表，见右表：影响因素劳动力原材料产品销售交通运输地理条件基础设施气候条件生活条件环境保护科技依托总分12

3.2设施选址的方法：盈亏平衡分析法生产经营中总成本（TC）分为固定成本（FC）和变动成本（VC）。固定成本是不随产量的变化而变化的成本，变动成本则随产量的变化而变化。在一定范围内，产量增加时，由于单位产品分摊的固定成本减少，总成本将等于或小于总收入。而当总收入等于总收益时，成本曲线与收益曲线交点即为平衡点（Q*）。当组织生产产量低于平衡点产量时，将亏损；而产量高于平衡点产量时，则会赢利。公式见右。133.2设施选址的方法：线性规划法

约束条件：式中，xi__第i工厂的产量；ci__第i工厂的单位成本；xij__第i工厂运往目标市场j的产品数量；Dij__第i工厂向目标市场j运输单位产品的运费及其它流通费用；

Rj__目标市场j的需求量。目标函数：原则：追求总生产成本和运输成本最低负荷距离法：

即在若干个候选方案中，选定一个目标方案，它可以使总负荷（货物、人或其他）移动的距离最小。143.2设施选址的方法：重心法在坐标中标出各个地点的位置求出运输成本最低的位置坐标X和Y对照地图找出相应位置重心法公式：式中：

Cx__重心的x坐标；

Cy__重心的y坐标；

dix__第i个地点x坐标；

diy__第i个地点y坐标；

Vi__运到第i个地点或从第i个地点运出的货物量重心法步骤：15第03章设施的选址与布置3.1设施选址影响因素及程序

3.2设施选址的方法

3.3设施布置（空间与时间）

3.4工艺专业化的布置方法

3.5仓库、零售店、办公室的布置

OperationsManagement$16设施布置

回答：(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？企业经济活动单元构成的影响因素

1.企业的产品2.企业规模3.企业的生产专业化与协作化水平4.企业的技术水平企业设施布置：

173.3设施布置设施布置的定义：是将组织内各种物质设施在空间上进行合理安排和有效的组合，形成一定的空间形式，从而有效地为组织服务，以使组织获得最大效益设施布置的原则：为生产经营服务原则最短距离原则单一流向原则立体原则安全原则弹性原则布局的目标合理的物料流动工作的有效性和高效率环境和美观满足容积和空间的限制18设施布置的基本类型工艺导向布置产品导向布置

混合类型布置

固定位置布置

OperationsManagement19设施布置的基本类型1、工艺导向布置电梯走道××75英尺75英尺DNB大楼第二层1、支票分类2、支票核对3、支票记账4、支票分配5、政府支票6、退回的支票7、记账调整8、办公室DesMoines国民银行20化验室挂号室内科手术室外科药房X光室注射室物料的移动成本：成本最小公式工作的相关关系医院：工艺专业化导向布置Xij―从部门

i

到部门j物品流动的数量；

Cij―单位物品在部门i

和部门j之间流动的成本。21工艺专业化形式设施布置的基本类型22案例：草籽娃娃生产？日产量作业赋闲库存变化如何提高日产量填充塑型组装涂染包装眼睛眼镜0.25分/个0.20.20.270.20.250.162、产品导向布置设施布置的基本类型产品导向布局适合于大批量的、标准化的产品生产——流水线优点：单位产品的可变成本低，物料处理成本低，存货少，对劳动力标准要求低；缺点：投资巨大，不具产品弹性，一处停产影响整条生产线。23产品专业化形式设施布置的基本类型——流水生产线流水生产节拍：

节拍是流水线上连续出产相邻两件同种制品的时间间隔。计算公式如下：生产节拍=工作时间/计划产量，即：r=Fe/Q24流水生产线：按照产品生产的工艺顺序布置工作地，使产品连续地、协调地、均衡地在各个工作地进行加工或装配，直到生产出成品的一种生产组织形式。流水生产线的特征和形式流水生产线的特征工作地专业化程度高，生产有明确的节奏性工艺过程是封闭的，具有高度的连续性各工作地的加工时间与其设备数的比值相等或相近如：5分/1台=10分/2台=15分/3台251.流水线的形式——按生产对象是否移动分：固定流水生产线移动流水生产线2.流水线的形式——按生产品种数量分：单一品种流水生产线多品种流水生产线（可变、混合、成组生产）3.流水线的形式——按生产连续程度分：连续流水生产线间断流水生产线4.流水线的形式——按生产节奏分：强制节拍流水生产线自由节拍流水生产线流水生产线的基本特征和形式26组织流水生产线的条件产品设计已定型，工艺先进；产品需求量大，需求旺盛期长；产品的工艺过程可划分为简单的工序；即可按生产线组织要求进行分解和合并，便于工序同期化。流水生产方式起源于美国的福特汽车装配线。由于采用流水生产，使汽车的装配时间从12小时28分减少为2小时28分，汽车成本由2800多美元，降为800多美元，从而使汽车成为大众化交通工具。流水生产线的基本特征和形式2711⑧⑩⑤④③②⑥①⑦⑨26651324557流水线平衡网络图：工序同期化r=10/Q28流水线生产路线图12584109121311A产品工艺路线图A产品125769121410B产品工艺路线图83B产品29125749121311产品混合生产工艺顺序图8310614A产品B产品流水线生产路线图30锻压机机1机2机3机4存储箱焊接(1)原布局油漆汽车配件厂轴承生产线3、混合类型布局成组单元一人多机(2)新布局锻压机机1机2机3机4存储箱焊接油漆设施布置的基本类型314、固定位置的布局制造对象材料工具设备人完成品设施布置的基本类型32生产过程的时间组织（一）零件的移动方式

1）顺序移动方式是指一批零件在前道工序加工完毕后才整批地运送到后道工序去继续加工。加工周期的计算公式：n：零件加工批量，m：零件加工的工序数，ti：第i道工序的单件加工时间。设施布置的基本类型331）顺序移动方式工序M1t4t1t1t1t1t2t2t2t2M2M3t3t3t3t3M4t4t4t4时间

Tpn•t1n•t4n•t3n•t2Tp

=n•t1+

n•t2+

n•t3+

n•t4

故：Tp

=n•

ti

mi=1一批零件在上道工序全部加工完毕后，才整批地转移到下道工序继续加工。即零件在工序间是整批地移动。34例题：设n=4，t1=10，t2=5，t3=15，t4=10特点：零件加工过程中没有停歇、管理与组织比较简单；缺点：零件的加工时间长。

1）顺序移动方式352）平行移动方式每个零件在前道工序加工完毕后，立即转移到后道工序去继续加工。即零件在工序间1件1件地移动。工序M1M2M3M4时间t1t1t1t1t2t2t2t2t3t3t3t3t4t4t4t4t1t2t3

t4(n-1)•t3ToTo

=t1+

t2+

t3+

t4+(n-1)•t3

故：To

=

ti

+(n-1)•

tL长mi=1左图：L长=3，即最长作业时间+蓝影部分3t3362）平行移动方式例题：计算平行移动方式的加工生产周期。特点：加工时间最短，设备的利用和人力的利用；缺点：加工流程不够充分，有停歇时间。tl：为最长单件工序时间373）平行顺序移动方式（1）当ti<ti+1时，按平行移动方式移动；（2）当ti

ti+1

时，以i工序最后一个零件的完工时间为基准，往前推移(n-1)•ti+1作为零件在(i+1)工序的开始加工时间。即：删减上图蓝影部分（1,2min）（2min,3）（3,4min）020406080100120140160M1M2M3M4T平顺Top

=n•

ti

-

(n-1)•min(tj，tj+1)mi=1m-1j=1ttttt38平行顺序移动方式，是指一批零件或产品在每一道工序都必须保持连续，同时又与其它工序平行地进行作业的一种移动方式。※如何保证既连续又平行，具体做法如下：

(1)当时，零件按平行移动方式转移。(2)当时，以i道工序的最后一个零件的完工时间为基准，往前推移作为零件在工序的开始加工时间。3）平行顺序移动方式加工周期的计算公式是：

：每相邻两道工序中较短的单件工序时间。393）平行顺序移动方式例题：计算例1中的平行顺序移动的加工生产周期特点：，综合效果好。404)三种移动方式的比较比较项目平行移动平行顺序移动顺序移动生产周期短中长运输次数多中少设备利用差好好组织管理中复杂简单三种移动方式各有优缺点4）三种移动方式的比较41移动方式零件尺寸加工时间批量大小专业化形式平行移动大长大对象专业化平行顺序移动小中大对象专业化顺序移动小短小工艺专业化选择移动方式需考虑的因素4）三种移动方式的比较4)三种移动方式的比较42（二）工时消耗定额定额时间（T）非定额时间(T非）非生产工作造成损失（T非生产）非工人造成的损失时间（T非工停）工人造成的损失时间（T工停）作业时间（T作）照管工作地时间（T照）休息生理需要时间（T休）准备与结束时间（T准）全部时间消耗宽放时间无效时间生产过程的时间组织43基本工作时间：由宽放和作业时间组成宽放时间：分为作业、个人、疲劳、管理等宽放时间。一般由休息、布置工作地和准备与结束时间组成。照管工作地时间（T照）休息生理需要时间（T休）准备与结束时间（T准）作业宽放：因设备维护、工装夹具、刀具、废料清理等的时间耗费。一般占8%个人宽放：生理需要。一般占4%疲劳宽放：体能恢复。一般占5%管理宽放：产品转换，领料等。一般占3%综上所述：宽放系数通常取值为10%-20%44无效时间：设备闲置与浪费的时间无效时间：非生产工作造成的设备闲置与浪费的时间。非生产工作造成损失（T非生产）非工人造成的损失时间（T非工停）工人造成的损失时间（T工停）生产浪费：报废率不准，余料过多停工等待：衔接不好、计划不当搬运浪费：布置不妥，装备不良加工浪费：切削不准，用料更多动作浪费：多余动作，或不规范次品返工、废品：质量管理缺陷45第03章设施的选址与布置3.1设施选址影响因素及程序

3.2设施选址的方法

3.3设施布置（空间与时间）

3.4工艺专业化的布置方法

3.5仓库、零售店、办公室的布置

OperationsManagement$463.4工艺专业化的布置方法物料流向图法：根据各车间（仓库＼站场）的物料移动方向来进行工厂总平面布置物料流向图473.4工艺专业化的布置方法物料运量图法：根据各车间（仓库＼站场）的物料运量大小来进行工厂总平面布置物料运量从至表48物料运量图法：物料运量图法是按照生产过程中物料的流向及生产单位之间的运输量布置企业的车间及设施的相对位置。物料运量图法的步骤为：1.根据原材料、在制品的生产流向，初步布置各车间和生产单位的相对位置，绘出初步的物流图。2.统计车间之间的物料流量，制定物料运量从至表。3.根据物料运量从至表，绘制运量相关图。4.按运量的大小进行初步布置，将车间之间运输量大的安排在相邻位置，并考虑其它因素进行改进和调整。49关系密切程度分类及代号关系密切程度的原因

作业相关图法：通过图解，判明组织各组成部分之间关系，然后根据关系的密切程度加以布置，从而得出较优的总平面布置方案，参考如下两表：3.4工艺专业化的布置方法50关系图范例：总裁工程顾问工程师区秘书办公室入口中心文件柜影印设备设备间办公室人员构成字母AEIOUX接近程度绝对需要临近临近特别重要临近重要一般接近临近不重要不能临近储存室51办公室关系图1、总裁2、工程顾问3、工程师区4、秘书5、办公室入口6、中心文件柜7、设备间8、影印设备OUAIIUOUAIIIOUOOIIEEOAAEAIXUUXOOAUEE字母AEIOUX接近程度绝对需要临近临近特别重要临近重要一般接近临近不重要不能临近9、储存室关系图范例：52办公室关系图1、总裁2、顾问3、工程师4、秘书5、入口A－4I－56O－289U－76、文件柜7、设备间8影印设备A－4I－123U－8X－69A－49I－123U－78U－69A－9E－34O－268U－15A－4I－39O－16U－2579、储存室A－4I－56O－289U－7A－3I－456O－7U－89A－2I－56O－49U－1E－78A－1568E－7I－29O－3A－6E－78I－4O－13U—2X—5关系图范例：53入口设备间工程师区总裁顾问秘书储存室影印设备关系图范例：54从至表法的含义：从至表法是一种试验性的用于设备单行布置的方法从至表法的类型：运输距离从—至表运输成本从—至表运输次数从—至表表中元素表示从出发设备至到达设备距离表中元素表示从出发设备至到达设备运输成本表中元素表示从出发设备至到达设备运输次数3.4工艺专业化的布置方法55从至表法：

从至表法是一种试验性的用于设备单行布置的方法假设条件：各相邻工作地距离相等；不考虑零件的重量差异和数量追求目标：总移动距离最短。适用条件：工作地或设备数较小时具体步骤绘制零件的综合工艺路线表制定设备布置的初始方案，编制零件从至表分析并改进初始零件从至表，计算总搬运距离。比较不同布置方案，选择总搬运距离最小的方案3.4工艺专业化的布置方法56工艺布置问题的复杂性n!个备择方案从至表法编制从至表移动次数汇总表分析和改进初始的从至表1234567823457861175500302002025

010075908090

178812599180

205025

0180187374103

712345613572468规则：使从至表中从至数越大的设备，排列在越靠近对角线的位置示例:原方案

L

=6917从至表法：简表57从至表法：分类1243657824367851175050200302025100090758090

175200251258899180

0374103

180187

7

1467

2358

12

34567示例:改进方案

L=6382从至表分为三类：1、距离从至表；2、运输成本从至表；3、运输次数从至表。

当达到最优化时，可以实现运输距离最小化、运输成本最小化和运输次数最小化。实际上是有限次试验与改进，方案近似最优即可。58数学模型为：式中：

aij—两台设备间零件移动的次数；

xij--两台设备间距离。线性规划法：3.4工艺专业化的布置方法59计算机辅助布置：

常用的计算机辅助设施布置软件，如计算机辅助规划技术(computerizedrelativeallocationoffacilitiestechnique，CRAFT)

以物料的总运输费用最低为原则，逐次对初始的布置方案进行改进，以寻求最优的布置方案，是一种启发式方法。

3.4工艺专业化的布置方法60第03章设施的选址与布置3.1设施选址影响因素及程序

3.2设施选址的方法

3.3设施布置（空间与时间）

3.4工艺专业化的布置方法

3.5仓库、零售店、办公室的布置

OperationsManagement$613.5仓库、零售店、办公室的布置仓库布局(一)仓库平面布置的要求

1.要适应仓储企业生产流程，有利于仓储企业生产正常进行单一的物流方向最短的运距最少的装卸环节最大的利用空间

2.有利于提高仓储经济效益3.有利于保证安全生产和文明生产