第5章设 施 布 局

1、主讲：李蔚田 博士中原工学院信息商务学院 生产与运作管理生产与运作管理Production and Operations ManagementProduction and Operations Management (1) 了解企业设施布局的基本概念和基本原则； (2) 了解设施布局常见的形式； (3) 了解制造业与服务业布局的差异； (4) 掌握一定的设施布局的基本方法； (5) 了解办公室布局的形式。5.1 设施布局概述设施布局概述 设施布局(facility layout)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生产运作活动服务。 设施布局的目标

2、，就是要将企业内的各种设施进行合理布置，使其相互配合、相互协调，从而有效地为企业的生产经营服务，以实现理想的经济效益。具体而言，应实现： (1) 合理的物料流动。 (2) 工作的有效性和高效率。 (3) 环境美观清洁。 (4) 满足容积和空间的限制。 设施布局与企业选址类似，是决定长期作业效率的决策。因此其决策应审慎，标准主要包括以下两个。 (1)定量标准：物料的运输成本，客户的通过时间或 距离。 (2)定性标准：对象之间的关系。 1. 企业产品 2. 企业规模 3. 企业生产技术 4. 企业的装备水平6.1.3 R&5.1.3 布局决策的必要性布局决策的必要性 D领域的领域的选择选择

3、 生产和服务的设施布局是生产运作管理工作当中，一个非常重要的问题，也可以说是一个非常经典的问题。早期工业工程师的一项主要的工作，就是帮助企业解决设施设备的布置和优化的各种难题。今天，随着社会经济的快速发展，企业的生产经营水平也发生了翻天覆地的变化，但是设施布局问题依然是企业生产组织管理的一个主要工作。 5.2 设施布局的主要形式设施布局的主要形式5.2.1 工艺原则布局工艺原则布局 工艺原则布局，是指按照产品生产的工艺流程，将相同机器设备、生产功能设置在同一生产工作单位的布局方式。它又称为工艺专业化原则布局，工艺导向布局，车间布局，功能布置。 在这样的生产工作单位里，集中了同类型的机器设备和同

4、工种的工人，所有被加工的零部件，根据预先设定好的工艺流程，顺序从一个工作地加工完成后，统一转移到下一个工作地。每一个工作单位只完成产品生产过程的部分加工任务。在这里，工艺方法是相同的，而加工对象是不同的。 工艺原则布局的优点： (1) 产品品种适应市场需求变化的能力强，有利 于更新换代； (2) 设备可以替代使用，生产面积利用充分，负 荷系数高； (3) 系统受个别设备出故障的影响不大； (4) 采用通用设备，投资和维护费用较低； (5) 有利于设备维修和工具供应等工艺管理； (6) 有利于工人技术熟练程度的提高。 工艺原则布置的缺点： (1) 产品加工路线长，生产环节多，生产周期长； (2)

5、 运输投入和中间仓库增多，使厂内运输费用增加 (3) 在制品数量多，资金占用大； (4) 相关单位联系与协作关系复杂； (5) 计划管理、在制品管理、质量管理等工作难度大 图5.1 工艺原则布局实例 5.2.2 对象原则布局对象原则布局 对象原则布局，是指按照生产的产品特点，将不同机器设备、生产功能设置在同一生产工作单位的布局方式。又称为产品对象专业化原则布局，产品导向布局，产品布局，生产线布局。 在对象原则布局中，集中了为生产某种产品所需要的各种设备和各工种的工人，对同类产品进行不同的工艺加工，基本上能独立完成某几种产品(或零部件)的全部或大部分工艺过程，所以，这种车间也可以叫做封闭式车间(

6、或工段)。在这里，加工对象是一定的，而加工工艺方法则是多样的。 对象原则布局的优点是： (1) 有利于缩短产品加工路线，节约运输能力，减少仓库等辅助面积； (2) 有利于减少产品的生产时间，缩短生产周期，减少在制品占用量和资金占用量； (3) 减少车间之间的联系，简化计划与核算工作，有利于建立健全生产责任制； (4) 有利于按计划完成生产任务，提高劳动生产率和降低成本； (5) 有利于采用先进的生产组织形式。 对象原则布局的缺点： (1) 不利于充分利用设备和生产面积； (2) 不利于对工艺进行专业化管理； (3) 对产品变化的适应性差； (4) 不利于工作单位的工艺管理； (5) 不利于工人

7、技术熟练程度的提高。 图5.2 工艺原则布局与对象原则布局的比较5.2.3 混合布局混合布局 混合布局，是指综合利用工艺原则和对象原则建立工作单位的布局方式。 混合布置是一种常用的设施布置方法。这种布置方法的主要目的是：在产品产量不足以大到使用生产线的情况下，也尽量根据产品的一定批量、工艺相似性来使产品生产有一定顺序，物流流向有一定秩序，以达到减少中间在制品库存、缩短生产周期的目的。 成组技术也是一种公认的混合布局方法中较为常用而有效的方法，如图 5.3所示。 图5.3 成组技术布局5.2.4 固定位置布局固定位置布局 固定位置布局，是指由于加工对象的体积庞大或质量(旧称重量)巨大不易移动，从

8、而采用移动生产设备到加工部位，而不是将产品移动到设备处的布局方式。造船厂、建筑工地和电影外景制片场往往都采用这种布局方式。5.3 设施布局的方法设施布局的方法5.3.1 基于工艺原则的布局方法基于工艺原则的布局方法 工艺原则布局是最常用的一种布局方法，其基本思想是，对具有类似工艺流程的工作部门进行布局，使其相对位置达到最优。常用的方法有物料运量图法、作业相关图法、线性规划法和计算机辅助布置法。本节主要介绍前两种方法 1. 物料运量图法 2. 作业相关图法5.3.2 基于对象原则的布局方法基于对象原则的布局方法 对象原则布局不同于工艺原则，不存在设备或活动单元的相对位置的布局，一切都由其工艺流程

9、决定，其重点是生产线或流水线的平衡问题。 制造业中的生产线或流水线分为加工线和装配线。加工线的平衡常常由专用设备决定，而装配线的平衡则用分解再组合的方式确定。 装配线平衡的步骤如下： (1) 计算节拍(cycle time)： (2) 计算最小工作地数： (3) 组织工作地。组织工作地的原则： (4) 计算装配线效率：eFrNeFrNeFrN5.3.3 基于成组技术的布局方法基于成组技术的布局方法 成组技术布局，也称单元式布局，是指将不同的机器组成加工中心(工作单元)来对形状和工艺相似的零件进行加工。成组技术布局现在被广泛地应用于金属加工、计算机芯片制造和装配作业。 成组技术布局和工艺导向布局

10、的相似点是：加工中心用来完成特定的工艺过程，加工中心生产的产品种类有限 成组原则应用的目的是要在生产车间中获得产品原则布局的好处，这些好处包括：(1) 改善人际关系，工人组成团队来完成整个任务；(2) 提高操作技能，在一个生产周期内，工人只能加工有限数量的不同零件，重复程度高，有利于工人快速学习和熟练掌握生产技能；(3) 减少在制品和物料搬运，一个生产单元完成几个生产步骤，可以减少零件在车间之间的移动；(4) 缩短生产准备时间，加工种类的减少意味着模具的减少，因而可提高模具的更换速度。 工艺导向布局转换为成组技术布局可通过以下3个步骤来实现： (1) 将零件分类：该步骤需要建立并维护计算机化的

11、零件分类与编码系统。尽管许多公司都已开发了简便程序来对零件进行分组，但这项支出仍然很大。 (2) 识别零件组的物流类型，以此作为工艺布置和再布置的基础。 (3) 将机器和工艺分组，组成工作单元。 5.3.4 服务业布局服务业布局 在互联网为代表的新技术革命全方位推动下，服务业产生了飞速发展和惊人的变革。 服务业由传统的局限于生活消费领域，转向为整个社会生产、生活服务的各个领域。提起传统的服务业，人们一般会想到百货、餐饮、旅馆、理发等。但时至今日，服务业已经从这些传统的行业扩张到金融、保险、通信、运输、租赁、咨询、维修等众多的行业。 零售服务业布局是比较具有代表性的。 零售服务业布局的目的就是要

12、使零售店铺的面积净收益最大。在实际布局中，“面积净收益最大”一般表现为：“搬运费用最小”、“产品摆放最多”、“空间利用率最大”等，同时还考虑到其他许多的人性化的因素。一般而言，零售服务场所有3个组成部分：环境条件，空间布置及设施功能，徽牌、标志和装饰品。1. 环境条件1) 光线2) 颜色3) 空气4) 声音 5) 音乐2. 空间布置及设施功能这有两个非常重要的方面：科学设计、合理安排商品分组场地、空间位置、顾客的行走路径。行走路径的设计目的就是要给顾客提供一条线路，使他们沿着这条路线，能够尽可能多地看到商品，按需要程度接受各项服务。通道也非常重要，除了确定通道的数目外，还要决定通道的宽度。通道

13、的宽度也会影响服务流的方向。 对于流通规划和商品分组，市场研究提供了以下几条值得注意的指南。 (1) 人们在购物中倾向于以一种环型的方式购物。将利润高的物品沿墙壁摆放可以提高他们的购买可能性。 (2) 超市中，摆放在通道尽头的减价商品总是要比存放在通道里面的相同商品卖得快。 (3) 信用卡付账区和其他非卖区需要顾客排队等候服务，这些区域应当布置在上层或“死角”等不影响销售的地方。 (4) 在百货商店中，离入口最近和临近前窗展台处的位置最有销售潜力。 3. 徽牌、标志和装饰品 徽牌、标志和装饰品是服务场所中具有极其重要社会意义的标志物。这些物品和周围环境常常体现了建筑物的风格、零售服务场所的价值

14、取向。例如，麦当劳、肯德基、必胜客、奔驰、宝马的标志都能够使人很容易在各种招牌中一眼就识别出来。图5.13给出了法国著名的家乐福超市的部分布局。 图5.13 家乐福超市的布局示意图5.4 办公室布局办公室布局 5.4.1 办公室布局中主要考虑的因办公室布局中主要考虑的因素素 通常要考虑的因素很多，但综合分析，一般要重点考虑两个因素。 1) 信息交流的及时性 2) 人员的工作效率5.4.2 办公室布局基本原理办公室布局基本原理 根据经验，搞好办公室布置，要注意以下一些问题： (1) 力求使办公室有一个安静的工作环境。 (2) 有办公大楼的，办公室可以集中布置，这样便于工作上相互联系，又减少人员的

15、移动。 (3) 办公室应有良好的照明采光条件。 (4) 最充分地利用办公室面积，合理布置工作人员的座位。 (5) 办公室布置应力求整齐、清洁。 5.4.3 办公室布置的主要形式办公室布置的主要形式 办公室布置根据行业的不同、工作任务的不同有多种，归纳起来，大致可以分为以下几个模式： (1) 封闭式办公室。 (2) 开放式办公室布置。 图5.15 开放式办公室示意图 (3) 半开放式办公室布局。 就是在开放式办公室布局的基础上，进一步发展起来的用半截屏风将人和人适当隔离开的一种组合式布局方式。这种布置既吸收了开放式办公室布置的优点，又在一定程度上避免了开放式布置的相互干扰、闲聊等弊病。而且，它还有很大的柔性，可随时根据情况的变化重新调整。据统计，采用这种形式布局，建筑费用比传统的封闭式办公建筑能节省40%，改变布局的成本也较低。 设施布局是在企业选址之后一个重要的战略决策，它也将长期影响到企业的生产运作活动。因此，我们应以科学的方法确定最佳的布局方案。 本章介绍了设施布局的概念，设施布局主要的形式及常用的设施布局的方法。不仅介绍了制造业的设施布局，也探讨了服务