运营系统设施选址和布置

第四章运行管理系统设施选址和布置本章学习内容第一节设施选址概述第二节设施选址程序和影响原因第三节设施选址评价方法第四节设施布置第1页

1.什么是设施？设施是指生产运作过程得以进行硬件伎俩。

2.什么是设施选址？

设施选址是指怎样利用科学方法决定设施地理位置，使之与企业经营战略相符合，方便有效地、经济地实现企业经营目标。

第一节设施选址概述第2页设施选址分类，一是按照设施数量多少进行分类，可分为单一设施选址和复合设施选址或称为多设施选址。单一设施选址即为一个独立设施选择最正确地址；复合设施选址是指为多个设施或一个企业若干部门或分厂等选择最正确地址，目标是使整个设施网络系统到达最优。二是按照设施性质进行分类，可分为生产设施选址和服务设施选址。3.设施选址问题分类第3页4.设施选址基本标准（1）费用最低标准；（2）靠近用户标准；（3）聚集人才标准；（4）战略发展标准；（5）分散与集中相结合标准；（6）专业化分工与协作标准。第4页第二节设施选址程序和影响原因

1.选择国家1.政治风险、政府法规、政府激励和限制2.人力资源及成本3.进出口配额、关税和费用4.汇率及货币风险5.交通、通信系统和能源供给6.原材料及零部件供给与成本7.风俗文化与经济问题2.选择地域1.用户或市场密集程度和趋势2.人力资源及成本3.地域吸引力（文化、税收、气候等）4.建筑和土地成本5.公用事业设施6.交通、通信系统和能源供给7.原材料及零部件供给与成本8.地方政府政策、法规、环境保护9.运输成本3.选择地点1.场地大小与成本2.航空、铁路、高速公路及水路系统3.城市规划限制4.与相关产业或服务邻近程度5.环境保护一、设施选址程序

第5页二、影响设施选址影响原因（一）经济方面原因（1）原材料与供给地靠近程度（2）能源条件（3）靠近目标市场（4）交通运输条件（5）劳动力资源（6）资金融通情况第6页（二）政治方面原因（1）政局和治安（2）政策和法律法规（3）税费负担第7页（三）社会方面原因（1）小区条件（2）环境和生态保护（3）科学技术环境（4）风俗文化第8页（四）自然环境方面原因（1）土地资源（2）气候条件（3）水资源及供给条件第9页城市工业区农村优点1、靠近市场，产销轻易1、公共设施完备2、对外交通便利3、建筑成本低4、小区服务很好5、污染有计划处理1、地价低廉，土地易得2、劳动力成本低3、厂房易扩充4、税及建筑成本低5、污染噪音限制少6、交通不拥挤2、运输交通系统健全3、公共设施良好4、人力资源丰富5、消防、保安服务佳6、给类用具购置轻易缺点1、税付较高1、人员流动率高2、工资高3、厂房不易扩充4、上下班交通拥挤1、远离市场2、高级人力资源短缺3、公共设施差4、交通不便2、劳动力成本高3、地价及建筑成本高4、交通拥挤5、噪音污染控制严格适合产业1、服务业视工业区规划定1、噪音污染不易控制工业；2、初级加工工业2、加工销售业第10页三、影响原因中主要性选择技巧（1）分清主次，抓住关键（2）结合实际，灵活利用第11页四、当前设施选址发展趋势1.工业园区和工业中心2.企业群体布局、靠近仓储设施和服务设施3.企业生产运作全球化4.向郊区发展5.有利于生态环境控制6.向动态地、长久地、均衡地决议发展7.普遍利用目标规划和计算机技术案例：新一佳超市成城市区选址案例分析第12页

1.原因评分法

步骤：（1）列出相关原因清单；（2）为每个原因分配权重，以反应各原因相对主要程度；（3）制订分值范围，即评分标准（如1-10，或1-100分）；（4）为每个拟选地址全部原因打分；（5）用每个原因得分分别乘以各自权重，再计算每个地点总分；（6）依据得分多少得出选址提议。第三节设施选址评价方法第13页例1某企业要建一新工厂，现有A、B、二个备选地址可供选择，其相关原因及权重以下表所表示，教授给出了每个备选地址分数，请问那个备选地址最优？表

原因评分表选址原因权重得分加权得分ABAB燃料可获性水源供给人力资源供给生活条件交通运输土地费用与建造成本环境污染法规税费负担0.200.180.150.150.100.100.050.07403030401550201030352545304025150.20×40=80.18×30=5.40.15×30=4.50.15×40=60.10×15=1.50.10×50=50.05×20=10.07×10=0.70.20×30=60.18×35=6.30.15×25=3.750.15×45=6.750.10×30=30.10×20=20.05×25=1.250.07×15=1.05累计32.130.1A厂址得分32.1高于B厂址得分，故应选择A厂址建造新工厂。第14页2.含糊评价法例2

设有甲、乙、丙三个待选厂址，请100位教授将各厂址对照12个评价项目，按四个等级进行评价，结果以下表。表中数字是对每个待选厂址各评价项目给出一样评价教授人数，各评价项目标权重可用德尔菲法或层次分析法确定。第15页100位教授对3个待选厂址评价结果序号评价项目ｉ权重Ｗ甲厂址乙厂址丙厂址优良中差优良中差优良中差1地理位置0.085228137722260198192地址条件0.08492718664314101236523原料供给0.1928005240710026744市场0.120681204351600212865动力0.081134496122218480138606运输0.08925624918766003977协作0.070001000102070004968供排水0.07097813008920115849扩展余地0.08000100002377013731410政法环境0.08355483076627116711211环境保护0.1000100812764119324812建设费用0.08483598936100493318Lij等级ｊ第16页解：（１）结构各厂址单项目标矩阵Ｒ＝（ｒｉｊ）ｎ×ｍ第ｉ个评价项目（ｉ＝１，２…ｎ）评定为第ｊ个等级（ｊ＝１，２…ｍ）教授人数为Ｌｉｊ，教授总人数为Ｌ人，则ｒｉｊ＝Ｌｉｊ／Ｌ（２）结构权重向量Ｗ＝（０.０８，０.０８，０.１…０.０８）１×ｎ（３）求综合评价矩阵Ｂ＝ＷＲＢ１＝（０.０８，０.０８，０.１…０.０８）优良中差第17页Ｂ２＝（０.３０３００.１９４８０.２０８６０.２９３６）Ｂ３＝（０.００２６０.１１１３０.３８９７０.４９６４)（４）结论：按隶属度最大标准，甲厂址“差”，乙厂址“优”，丙厂址“差”，但乙厂址对于差隶属度较大，所以，若选定乙，提议当地政府考虑寻找新水源。Ｂ１＝（０.２７５２０.２４４７０.１９３８０.２８６３）优良中差第18页

3.量本利分析法(盈亏平衡点分析法)

例3

某一机动汽化器制造商考虑将新建一处生产制造厂,在A、B、C三个城市进行选择,条件以下表（元）:方案固定成本单位变动成本预测销量预计销售价格A30万元7501200B60万元4501200C110万元2501200单位：元第19页[解]TCA=300000+750*=1800000TCB=600000+450*=1500000TCC=1100000+250*=1600000LB=1200*-1500000=900000元B为最优方案30TCA60TCB1101000TCC25001600成本产量Q盈亏平衡点：TCA=TCB300000+750Q=600000+450QQ1=1000TCA=TCC

300000+750Q=1100000+250QQ2=1600TCB=TCC600000+450Q=1100000+250QQ3=2500第20页4.运输问题

运输问题普通描述和运输问题模型普通形式。

例4

有三家工厂，都将产品运往三个不一样商店（见下列图）。每个工厂每七天生产能力和每家商店平均需求量以下表1、2所表示。工厂1工厂3工厂2商店1商店3商店2表1表2工厂123供给量（件/周）507020商店123需求量（件/周）506030第21页

显然，每七天供给总量与需求总量是相等，这么问题就是产销平衡问题。

因为运货距离和公路路况不一样，各个工厂运往各商店货物运输费用是不一样，费用以下表所表示。我们问题是确定由哪家工厂运输多少件产品到哪家商店，使得总费用最小？

单位产品运输费用（元）商店工厂123供给量13235021058703131020需求量506030第22页（1）决议变量

用双下标决议变量Xij表示从第i家工厂（i=1，2，3）运输到第j家商店（j=1，2，3）数量。即：商店工厂123供给量1x11x12x13502x21x22x23703x31x32x3320需求量506030第23页（2）目标函数利用运输费用表中数据计算总运费，使总运费最小，即：MinZ=由工厂1运出产品总费用----3X11+2X12+3X13+由工厂2运出产品总费用----10X21+5X22+8X23+由工厂3运出产品总费用----X31+3X32+10X33即：MinZ=3X11+2X12+3X13+10X21+5X22+8X23+X31+3X32+10X33第24页（3）约束条件

主要是对工厂产量约束和商店销量约束。因为产量与销量相等，因而有：

对工厂1必须有

X11+X12+X13=50

对工厂2必须有

X21+X22+X23=70

对工厂3必须有

X31+X32+X33=20

对商店1必须有

X11+X21+X31=50

对商店2必须有

X12+X22+X32=60

对商店3必须有

X13+X23+X33=30第25页于是，解此问题线性最优化模型是：MinZ=3X11+2X12+3X13+10X21+5X22+8X23+X31+3X32+10X33

X11+X12+X13=50X21+X22+X23=70X31+X32+X33=20X11+X21+X31=50X12+X22+X32=60X13+X23+X33=30Xij≥0i=1，2，3j=1，2，3s.t.第26页线性规划问题数学模型由三个要素组成（1）决议变量，问题中要确定未知量，用来表示规划中用数量表示方案、办法，可由决议者决定和控制；（2）目标函数，决议变量线性函数，按优化目标分别在这个函数前加上max或min；（3）约束条件，决议变量取值时受到各种资源条件限制，通惯用等式或不等式表示。第27页运输问题普通形式为：已知有m个生产地点Ai，i=1，2，…，m，可供给某种物资，其供给量（产量）是ai，i=1，2，…，m。有n个销地Bj，需求量是bj，j=1，2，…，n。从Ai到Bj运输单位物资运价为cij，i=1，2，…，m；j=1，2，…，n，问怎样安排运输可使总运费最小？用Xij表示从Ai到Bj运量，在产销平衡条件下，可知

ai=

bj。假如

ai与

bj不等，就称此运输问题为非平衡运输问题。第28页运输问题产销平衡表销地产地B1…Bn产量A1x11…x1na1┊x21…┊┊Amxm1…xmnam销量b1…bn销地产地B1…BnA1c11…c1n┊┊…┊Amcm1…cmn运输问题单位运价表第29页产销平衡运输问题普通模型：

MinZ=

cijxijij

xij=ai(i=1,2…..m)j

xij=bj(j=1,2……n)ixij

0(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n)s.t.第30页当产大于销即

ai＞bj时，运输问题数学模型能够写为:

MinZ=CijXijxij≤ai（i=1，2，…，m）

xij=bj（j=1，2，…，n）

xij≥0（i=1，2，…，m；

j=1，2，…，n）s.t.第31页

因为总产量大于销量，就要考虑每个产地多出物资就地储存问题。这能够了解为将全部产地剩下物资运输至一个假想销地Bn+1，运费为0，这时总费用与没有假想之前总费用是一致。

故MinZ=MinZ`。所以处理这种问题方法是增加一个假想销地Bn+1

，它需求量是

ai-bj，就能够将产大于销问题转化为产销平衡问题。第32页产量大于销量转化为产销平衡表销地产地B1…BnBn+1产量A1x11…x1nX1n+1a1┊x21…┊┊┊Amxm1…xmnXm,n+1am销量b1…bn

ai-bj第33页产量大于销量转化为产销平衡模型：第34页

当销大于产即

ai＜bj时，和产大于销类似，增加一个虚拟产地Am+1，它产量设为

bj-ai

，该产地到各个销地单位运输费用为0，这么得到最优解和没有虚拟之前是一致，因而也能够将它转化为产销平衡问题。经过上述讨论可知，对于产销不平衡问题，我们总是能够经过增加假想销地和虚拟产地将其转化为产销平衡问题。所以我们只要处理了产销平衡问题，也就能够处理产销不平衡问题了。

第35页销量大于产量转化为产销平衡表销地产地B1…Bn产量A1x11…x1na1┊x21…┊┊Amxm1…xmnamAm+1Xm+1，1…Xm+1，n

bi-aj销量b1…bn第36页销量大于产量转化为产销平衡模型：第37页运输问题数学模型特点：（1）全部约束条件中决议变量系数均等于1。（2）运输问题有有限最优解。（3）运输问题约束条件系数矩阵为A=11…111…1…………………11…111…1111…………………111（m+n）×（mn）第38页如上例：MinZ=3X11+2X12+3X13+10X21+5X22+8X23+X31+3X32+10X33

X11+X12+X13=50X21+X22+X23=70X31+X32+X33=20X11+X21+X31=50X12+X22+X32=60X13+X23+X33=30Xij≥0i=1，2，3j=1，2，3s.t.第39页（4）运输问题约束条件系数矩阵中对应于变量Xij系数向量Pij，其分量除第i个和第m+j个等于1以外，其余都为零。5.对于产销平衡运输问题，因为

ai=

bj成立，因而其m+n个约束方程并不是独立。实际上只有m+n-1个是独立。即约束方程系数矩阵秩为m+n-1。而且它总存在基可行解。第40页于是，解此问题线性最优化模型是：MinZ=3X11+2X12+3X13+10X21+5X22+8X23+X31+3X32+10X33

X11+X12+X13=50X21+X22+X23=70X31+X32+X33=20X11+X21+X31=50X12+X22+X32=60X13+X23+X33=30Xij≥0i=1，2，3j=1，2，3s.t.用Excel求解链接第41页案例学习：阿尔法企业原料厂供给

美国阿尔法企业在中西部地域有三个生产厂，在五年经营计划中，其中需要每年有200批原材料运抵埃文斯维里厂，300批运抵利克率顿厂，400批运抵福特·威恩厂。现在阿尔法企业有两处原料供给者，一处是芝加哥供给者每年能供给300批货，另一处是路易斯维里能供给400批货。这么，原料供给还空缺不能满足各厂预期需要。现有两个方案：即分别由哥伦布和圣·路易斯每年供给200批货。运费见下表，应怎样决议？第42页原料供给地、生产厂所在地和运输费用表供给地埃文斯纬里利克率顿福特·威恩供给批数芝加哥＄200＄300＄200300路易斯维里＄100＄100＄300400哥伦布＄300＄200＄100200圣·路易斯＄100＄300＄400200生产厂所需批数200300400注：单位为每批运费第43页方案Ⅰ：哥伦布纳入现有供给网络，求其最低费用供给地埃文斯纬里厂利克率顿厂福特威恩厂供给批数芝加哥＄200＄300＄200300路易斯维里＄100＄100＄300400哥伦布＄300＄200＄100200生产厂所需批数200300400年运费总额10美元第44页方案Ⅱ：圣路易斯纳入现有供给网络，求其最低费用供给地埃文斯纬里厂利克率顿厂福特威恩厂供给批数芝加哥＄200＄300＄200300路易斯维里＄100＄100＄300400圣路易斯＄100＄300＄400200生产厂所需批数200300400年运费总额140000美元,所以选择哥伦布为最优方案。用Excel软件计算第45页

一、设施布置概述

1.设施布置概念

设施布置是指在一个给定设施范围内，安排各个经济活动单元位置，即对组成运行系统各种要素进行位置安排，组成一定空间形式，目标是为运行系统有效性、安全性、经济性提供必要条件和确保。生产设施布置分为两个层面：一是工厂总平面布置；二是车间平面布置。第四节设施布置第46页（1）生产技术准备子系统（2）基本生产子系统（3）辅助生产子系统（4）物料运输子系统（5）物料储存子系统（6）其它2.设施布置基本要素第47页3.设施布置标准（1）基本标准：

必须从整体出发，统筹兼顾、全方面规划、合理布局，讲求整体最优效果。（2）详细标准：①工艺性标准②经济性标准

③安全和环境保护标准第48页二、工厂总平面布置

1.工厂总平面布置标准（1）满足生产过程要求,使物流路线尽可能短，防止相互交叉、迂回运输，从而缩短生产周期，节约生产费用。（2）生产联络和关系亲密车间应靠近布置。（3）合理划分厂区，按照生产性质、消防、废弃物处理、卫生条件、动力需求以及物料周转量，分别把同类性质车间和建筑物布置在一个区域内。（4）布置尽可能紧凑，在确保运作空间基础上降低占地面积，节约投资和生产费用。（5）充分利用城市现有运输条件，包含航空、铁路、公路、水路等条件。（6）考虑企业未来技术与能力发展需要，留有扩建余地。（7）与周围环境协调，充分美化、绿化企业环境，符合生态环境保护要求。

第49页0102030405总计01721414026280345110046280522总计01114107从至1.统计车间间物料流量，绘制物料运量表。（1）物料运量比较法

比较各生产单位之间运量大小及运输次数来确定布置方案一个方法。相互运量大单位靠近布置。2.工厂总平面布置方法例

某企业有五个生产车间，各生产车间之间物料运量以下表所表示。试对这五个车间作出合理位置安排。第50页2.优先安排运量最大车间，然后将与它流量最大靠近布置，以这类推。3.最终，考虑其它原因进行更正和调整。0104030502710441122110105020304大门通道第51页依据关系亲密原因确定出各单位亲密程度。代号关系亲密原因1使用共同原始统计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做类似工作8共用设备9其它关系亲密原因代号亲密程度A绝对主要E尤其主要I主要O普通U不主要X不予考虑

关系亲密程度分类表（2）作业相关图法第52页例

一快餐店欲布置其生产和服务设施。该快餐店共分6个部分，计划布置在2×3区域内。这6个部门间作业亲密程度以下列图，试作出合理布置。AAXUOEXOAAU

IAAX部门1部门2部门3部门4部门5部门6部门1与其它部门关系紧密度部门2与其它部门关系紧密度部门3与其它部门关系紧密度部门4与其它部门关系紧密度部门5与其它部门关系紧密度部门6与其它部门关系紧密度第53页1.列出关系亲密程度（A、X）

A：1---2，1---3，2---6，

3---5，4---6，5---6。

X：1---4，3---4，3---6。2.编制主联络簇（如图1）3.考虑其它与A联络部门（如图2）4.画出X关系图（如图3）5.安置各部门（如图4）6254图1625431图21634图3453621图4AAXUOEXOAAU

IAAX部门1部门2部门3部门4部门5部门6第54页

三、车间平面布置1.车间总体布置即正确确定车间各组成部分相对位置。使各基本生产工段相互配置符合工艺流程次序，辅助工段、生产服务部门布置应有利于为生产工段提供服务。第55页①按照生产流程流向和工艺次序布置设施，尽可能使加工对象呈直线运动，路线最短；②注意运输方便，充分发挥运输工具作用；③合理布置工作地，确保生产安全；④考虑多机床看管工人作业方便，适宜安排良好巡回路线；⑤合理利用车间生产面积。2.车间设备布置（1）车间设备布置标准第56页（2）车间设施布置物料流程形式直线形U字型直角形环形蛇形

设备布置分为两大类：一类是把同类机械设备放在一起，类同于工艺专业化布置；另一类是按加工对象所需设备类型和数量及工艺流程次序进行布置，类似于对象（产品）专业化布置。在单一品种生产条件下，物料流程形式有：第57页（3）设施布置基本类型①固定式布置。如船舶、飞机装配。②按产品（对象）专业化布置。如流水生产线或产品装配线；汽车装备线

③按工艺专业化布置产品A产品B钻床组车床组磨床组装配组喷漆组检验发送存放区域加工设备流水线第58页

④按成组制造单元布置：成组技术（grouptechnology,GT)是为了有效地组织多品种、中小批量生产，而将外形、结构、加工工艺相同零件集合成组，并以零件组（零件族）为对象组织生产，从而提升多品种、中小批量生产效率。即把进行某一类相同制品加工设备布置在一起，形成加工单元。单元1LGGDDLPGLL原材料成品库单元2单元3L车床D钻床G磨床第59页（1）绘制各种零件经过各工作地次序图设备零件号A毛坯库B铣床C车床D钻床E镗床F磨床G压床H检验台001124350021345260031234004134526（4）设施布置优化方法——从至表法例：某车间加工4种零件，零件生产工艺流程路线以下列图，绘制出初始从至表，假定表中相邻两个设备之间距离相等，均为一个长度单位。试确定车间各设备之间最正确布置方案。第60页（2）依据加工路线图编制初始从至表从至ABCDEFGH小计A224B11C213D112E112F22G1113H0小计0132223417总运距：52四川理工学院集团企业第61页（3）改进初始从至表，使数值大尽可能靠近对角线