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1、生产与运作管理生产与运作管理Production&Operations Management1/21/20231生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置第4章 生产/服务设施 选址与布置4.1 选址决策4.2 设备/设施布置决策 4.3 选址的一般步骤4.4 选址与布置决策的定量分析 4.5 装配线平衡4.6 非制造业的设施布置1/21/20232生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.1 选址决策n4.1.1 选址决策的基本概念n4.1.2 选址决策与物流系统 n4.1.3 影响选址的因素n4.1.4 选址的一般步骤 1/2
2、1/20233生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.1.1 选址决策的基本概念设施选址概念n就是确定在何处建厂或建立服务设施 选址的重要性n设施建设的投资和速度n在很大程度上决定了所提供的产品和服务的成本n影响企业的生产管理活动和经济效益1/21/20234生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.1.2 选址决策与物流系统选址决策与物流系统的关系n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 n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。产品装配零件制造商分销
3、中心零售商用户图4-2 产品制造-销售物流网络1/21/20235生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.1.3 影响选址的因素经济因素政治因素社会因素自然因素1/21/20236生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.1.3 影响选址的因素(续)经济因素运输条件与费用n考虑运输条件时,注意产品的性质u生产粗大笨重的产品的工厂,靠近铁路车站和河海港口;u制造出口的产品的工厂,厂址要接近码头等n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u接近原材料供应地,如:材料笨重而价格低廉、原料易变质、运输不便河原来
4、笨重,产品由原料中的一小部分提炼而成u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1/21/20237生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.1.3 影响选址的因素(续)劳动力可获性n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n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n建厂地方的地势、利用情况和地质条件n地价 1/21/20238生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.1.3 影响选址的因素(续)其它因素政治因素n政治局面是否稳定
5、,法制是否健全,税负是否公平等社会因素n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n气候条件和水资源状况1/21/20239生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.1.4 选址的一般步骤选择某一地区城市设厂 n工厂规模不大,需大量受过良好教育和培训的员工n服务业,因大部分服务业需要与顾客直接接触 n厂地占用空间少,最好能设置于多层建筑内 n对环境污染小 1/21/202310生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.1.4 选址的一般步骤(续)选择某一地区农村设厂 n工厂规模大,需占用大量土地 n 生产对环境
6、污染较大,如噪音、有害气体或液体 n需大量非技术性粗工 n有高度制造机密,需与周围隔离 1/21/202311生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.1.4 选址的一般步骤(续)选择某一地区城郊设厂 n兼有农村与城市设厂的优点n由于现代交通和通讯发达,将有越来越多的工厂设在城郊 1/21/202312生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.1.4 选址的一般步骤(续)同一地区选址若干地点n确定厂址应考虑厂区平面布置方案,并留有适当扩充余地 n整理厂地环境的费用 n职工生活方便比较不同地点,作出决定1/21/202313生产
7、与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.2 设备/设施布置决策n4.2.1 影响企业生产单位构成的因素n4.2.2 生产单位的专业化原则和形式n4.2.3 影响生产和服务设施布置决策的因素n4.2.4 几种典型布置形式 1/21/202314生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.2.1 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1/21/202315生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.2.2 生产单位的专业化 原则和形式工艺专业化原则n按照工
8、艺专业化特征建立的生产单位,形成工艺专业化车间 n优点:对产品品种变化适应能力强、生产系统可靠性高、工艺管理方便n缺点:加工路线长、运输量大、运输成本高、生产周期长、组织管理工作复杂、生产效率低等 1/21/202316生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.2.2 生产单位的专业化 原则和形式(续)对象专业化原则n按照产品(或零部件)建立的生产单位。n优点:提高工作地的专业化程度,可以采用高效率的专用设备,提高工作效率,提高生产过程的连续性,缩短生产周期,减少运输费用,简化生产管理工作等n缺点:对产品品种变化的适应能力很差 1/21/202317生产与运作
9、管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.2.3 影响生产和服务设施布 置决策的因素 工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;生产联系和协作关系密切的单位应相互靠近布置;充分利用现有运输条件如公路、铁路、港口及供水、供电等公共设施;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小;工厂布置应考虑有扩建的余地。1/21/202318生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.2.4 几种典型布置形式物料流程形式n可分为水平和垂直的流程形式n水平:所有
10、的设备、设施都在同一个车间里时n垂直:生产运作是在同一个楼层周转时1/21/202319生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.2.4 几种典型布置 形式(续)布置类型n固定式布置 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 1/21/202320生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.2.4 几种典型布置 形式(续)布置类型n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按产品(对象)布置的示意图按产品(对象)布置的
11、示意图1/21/202321生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.2.4 几种典型布置 形式(续)n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工艺过程布置示意图1/21/202322生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.2.4 几种典型的布置 形式(续)n 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
12、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生产单元布置示意图1/21/202323生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.2.4 几种典型的布置 形式(续)n 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C形制造单元布置示意图形制造单元布置示意图1/21/202324生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.2.4 几种典型的布置 形式(续)n U形制造单元及生产线布置765432176
13、54321入口出口入口出口工人的行走路线U形制造单元及生产线布置形制造单元及生产线布置1/21/202325生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.3 库房布置例子: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?1/21/202326生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.3 库房布置(续)存储物品搬运次数(每周)所需货区 1.电烤箱28012.空调1602 3.微波炉3
14、6014.音响37535.电视80046.收音机15017.其他1002货区通道家电用品仓库的存储信息家电用品仓库的存储信息仓库平面示意图仓库平面示意图1/21/202327生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.3 库房布置(续)72465537244551通道货区布置好的仓库平面示意图布置好的仓库平面示意图1/21/202328生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.4 选址与布置决策的 定量分析n4.4.1 量本利分析法n4.4.2 评分法n4.4.3 作业相关图法n4.4.4 从至表法n4.4.5 新设备的布置问题
15、 n4.4.6 线性规划方法n4.4.7 计算机辅助选址决策与设施布置1/21/202329生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.4.1 量本利分析法选址方案都有一定的固定成本和变动成本的可用于多个选址方案的比较1/21/202330生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.4.1 量本利分析法(续)0 盈亏平衡点 Vo V1 V2 产(销)量FC2FC1TC1TC2收入利润1/21/202331生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.4.2 评分法全面比较不同选址方案,是一个多目标或多
16、准则的决策问题 不同的目标对选址决策的重要程度不同,就要对不同的目标分配不同的权重 对于多目标决策问题,决策的方法有n淘汰法n设置最低指标值n加权和法1/21/202332生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.4.2 评分法(续)例1选址因素最高分数备选方案 A B C燃料可获性水源供应充足程度劳动力供应情况生活条件运输灵活性及前景环境保护法规税收稳定性共计200 80220120160 30 30840250 90200120160 40 40900220 80200100140 30 30800300100250150200 50 5011001/21
17、/202333生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置选址因素权重 备选厂址A B C交通条件土地状况停车场地公众态度扩展能力0.250.100.200.250.2070807090901007060808080100609080例2:加权法4.4.2 评分法(续)1/21/202334生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.4.3 作业相关图由穆德提出的,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 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1/21/20
18、2335生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.4.3 作业相关图(续)列出导致不同程度关系的原因。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1/21/202336生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.4.3 作业相关图(续)例:61 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23的区域内。已知这6个部门间的作业关系密切程度,如表64所示,请根据表64作出合理布置。部门6部门5部门4部门3
19、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示例1/21/202337生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.4.3 作业相关图(续)解:第一步,列出关系密切程度分类表(只考虑A和X)A X 1-2 1-4 1-3 3-6 2-6 3-4 3-5 4-6 5-61/21/202338生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.4.3 作业相关图(续)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
20、关系密切程度为A的一一联系在一起。2456联系簇联系簇1/21/202339生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.4.3 作业相关图(续)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。X X关系联系簇关系联系簇4621351/21/202340生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.4.3 作业相关图(续)第四步,画出“X”关系联系图。3416X X关系联系簇关系联系簇 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1263
21、541/21/202341生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.4.4 从至表法思想n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 应用于n比较适合于多品种、小批量生产1/21/202342生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.4.4 从至表法(续)基本步骤n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。n制定设备布置的初始方案,统计出设备之间的移动距离。n确定出零件在设备之间的移动次数,和单位运量成本。n用
22、实验法确定最满意的布置方案 1/21/202343生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.4.5 新设备的布置问题 例子 在已有的设备设施中,再安置一台新装备。该问题的目标是使从新设备到老设备的加权直线移动距离的总和最小?1/21/202344生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.4.5 新设备的布置 问题(续)解体思想:为方便起见,假设物料或人员在两台设备或两个部门之间移动时,只能按交叉垂直的路线运动,即两个点之间不能走对角线。设原有设备在坐标内的点为(a1,b1),(a2,b2),.,(an,bn),则目标是求出x,
23、y使得最小1/21/202345生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.4.5 新设备的布置 问题(续)引进加权系数w是允许新、老设备间有不同的流量。该问题的一个简化特点是可以分别求出x和y的最优值,即这里1/21/202346生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.4.6 线性规划方法 设:n=机器数量 cij=机器i布置在j时,单位时间的成本 djr=从位置j到位置r物料移动一次的成本 fik=单位时间内机器i到机器k的平均移动次数 Si=机器i可能布置的位置的集合1/21/202347生产与运作管理第第四四章章生生产
24、产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.4.6 线性规划方法(续)aijkr 是单位时间机器i布置在位置j 和机器k布置在位置r 物料运输费用。这个费用仅在xij等于 xkr情况下出现。因此,总成本的表达式为:如果机器i布置在位置j,其他1/21/202348生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.4.6 线性规划方法(续)约束条件 优化的目标是使总的物料搬运成本最低。这是一个四重分配问题,一般来说,该问题用人工求解是极为困难的。因此多采用软件包来求解,如LINGO 1/21/202349生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设
25、设置置4.4.7计算机辅助选址决策 与设施布置 常见的计算机辅助布置的软件CRAFT,由美国人开发出来的一种常用的计算机辅助生产和服务设施布置的工具,基本内容:n合理布置实现的目标是运输总成本最小;n允许对生产中的材料和部件使用不同的物料搬运方式和工具,其成本同搬运距离成比例;n已知各块状中心的面积及其初试布置方案,并在布置图上标明各个块状中心的坐标。n若某些块状中心要求特殊位置,则可以作为约束条件,预先说明 n使用计算方法进行运算,使整个系统综合搬运费用最小 1/21/202350生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.5 装配线平衡n4.5.1 装配线平
26、衡的原因n4.5.2 装配线平衡的方法n4.5.3 装配线平衡举例 1/21/202351生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.5.1 装配线平衡的原因装配线平衡定义n用又称工序同期化,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 装配线平衡的原因n时间资源浪费n忙闲不均,引起矛盾n人力资源浪费1/21/202352生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.5.1 装配线平衡的原因(续)装配线(流水线)节拍n是指流水线上连续出产两件相同制品的时间间隔 1/21/202353生
27、产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.5.2 装配线平衡的方法原则n以适当的方式将装配线上若干个相邻工序合并成一个大工序(又称工作地),并使这些大工序的作业时间接近或等于装配线的节拍 步骤n确定装配流水线节拍 n计算装配线上需要的最少工作地数 1/21/202354生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.5.2 装配线平衡的 方法(续)步骤n组织工作地。按以下条件向工作地分配小工序:u保证个工序之间的先后顺序 u每个工作地分配到的小工序作业时间之和(Tei),不能大于节拍 u各工作地得大于的作业时间应尽量接近或等于节拍(T
28、eir)u应使工作地数目尽量少1/21/202355生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.5.2 装配线平衡的 方法(续)步骤n计算工作地时间损失系数,平滑系数 1/21/202356生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.5.3 装配线平衡举例例子 启明公司开发出一种款式新颖的三轮童车,试销结果表明深受顾客欢迎。公司决定建立一条装配流水线,大批量生产这种三轮童车,面向全国销售。现需要对这条装配线进行组织设计,装配线平衡过程如下。三轮童车装配路线如图一所示。三轮童车装配作业先后顺序如图二所示 1/21/202357生产与
29、运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.5.3 装配线平衡举例(续)图一A1A2S1A3A4A5S213245678910前轮装在车架上车架右轮左轮前轮挡泥板前叉套管和定位螺丝车把橡胶手柄车座将后轮装在车架上将车把装在套管中将车座装在车架上完工检验童车装配工艺示意图1/21/202358生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.5.3 装配线平衡举例(续)图二1234567891011121314151617182119200101810151710181015170181115181212918三轮童车装配作业先后顺序1/21/
30、202359生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.5.3 装配线平衡举例(续)装配作业的分解和节拍的确定 n由生产计划和工作班次,三轮童车装配线的节拍为:r=20 秒/件计算最小工作地数 Smin=253/20=12.65=13组织工作地 n根据装配作业顺序图,用试算法进行工作地重新划分,共划分出15个工作地 1/21/202360生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.5.3 装配线平衡举例(续)计算装配线的时间损失系数和平滑系数 1/21/202361生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设
31、设置置4.5.3 装配线平衡举例(续)三轮童车装配线工作地重新布置方案,如下 12345678910111213141516171821192001018101517101810151701811151812129181/21/202362生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.6 非制造业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n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;n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;n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;n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。1/21/202363生产与运作管理第第四四章章生生产产/服服务务设设施施选选址址与与设设置置4.6 非制造业的设施 布置(续)办公室布置考虑的主要因素n信息传递与交流的迅速、方便n人员的劳动生产率 办公室布置的几种模式n传统的封闭式办公室;n开放式办公室布置;n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;n新型的办公形式“远程”。1/21/202364生产与运作管理
限制150内