设施选址与布局(s).ppt

4设施选址与布局,PRODUCTION（4）将di代入公式求出修正的（X，Y）；（5）反复迭代计算di，直到（X，Y）的变动满足要求。,参见logware,求解步骤,单设施选址举例,某企业的两个工厂分别生产A、B两种产品,供应三个市场（M1,M2,M3）,已知条件如图及下表所示。现需设置一个中转仓库，A、B两种产品通过该仓库间接向三个市场供货。请使用重心法求出仓库的最优选址。,参见logware,多设施选址,多设施选址可能的布局方案极多，问题复杂。例如，一家生产工业清洁剂的公司向全国2000个县销售产品，使用80个仓库，全国有5家生产厂，问可能的工厂仓库客户物流方案？仓库选址问题包括：需设置的仓库数量、规模及位置；各个仓库负责供应哪些客户，接收哪些工厂和供应商的货物；各个仓库的产品库存配置或直接运输等。,如何回答？,多设施选址的方法,常用方法：多重心法利用重心法为各个仓库确定最优选址，通过对仓库数量各种可能选址进行考察，选出其中成本最小的方案。混合整数线性规划：在物流网络中确定仓库的、规模及位置，满足产量、需求等约束条件下，使物流总成本最小。模拟法通过对各种选址方案进行模拟运行，从中选出满意的方案。,参见logware,运输规划法,S=400+700+500=1600D=600+500+900=2000S-D=-400，供应短缺，增加供应工厂有两个备选地，只考虑物流运输成本,D1,D2,成本矩阵,决策程序（1/2）,4,7,6,2,10,5,9,5,6,10,3,8,总成本,计算过程？,决策程序（2/2）,4,7,6,2,10,5,9,5,6,6,7,9,总成本,计算过程？,层次分析方法,评价体系评价指标评价方法层次分析法评价尺度与比较法则,最佳设施选择,S1,S2,S3,S4,评价过程,综合评价,加权评价,某电视机公司因业务发展需要，决定建一新厂，提出3个备选厂址，影响因素共9个,工厂布局,北京现代,制造系统与物流,工厂布局的最优化实质上是制造系统的最优化制造系统完成由原材料到产品的转变设施规划的基本目标有效的利用设备、空间、能源和人力资源最大限度的减少物料搬运缩短生产周期力求投资最低为员工提供方便、舒适、安全和符合职业卫生的条件,八大浪费？,设施规划程序,预规划,确定方案,总体规划,详细规划,规划实施,规划后,制定设施要求预测、估算生产能力及需求量,分析并确定位置及外部条件,按照规划要求总体规划以及总规划图,详细规划与详细规划图,制定项目进度,系统布局设计,缪瑟（Muther）:SLP（systematiclayoutplanning）从经验发展到科学,工厂总体布置设计任务,解决工厂各个组成部分，包括生产车间、辅助生产车间、仓库、动力站、办公场所等作业单位相互位置；解决运输线路、管线、绿化及设施美化的相互位置；解决物料的流向和流程、厂内外运输联接及运输方式。,工厂总平面布置设计原则,满足生产要求，工艺流程合理，减少物流量、重视各部门之间的关系密切程度。适应工厂内外运输要求，线路尽可能短捷顺直合理用地充分注意防火、防爆、防震与防噪声充分利用气候等自然条件美学效果,车间布置设计任务,解决各生产工段、辅助服务部门、储存设施等作业单位相互位置解决工作、设备、通道、管线间的相互位置解决物料搬运流程和运输方式。,车间布置设计原则,满足工艺流程要求实施定置管理，确保工作环境整洁、安全选择适当的建筑形式,系统布置设计（SLP）程序模式,选择,分析,寻优,1、物流,2、作业单位的相互关系,3、物流作业单位相互关系图,4、必要面积,5、可用面积,6、面积相互关系图,9、拟定几种布置方案,10、评价,8、实际制约,输入数据,影响布置设计的因素众多，基本要素可以归纳为5项：P产品(或材料或服务)、Q数量、R生产路线(工艺过程)、S助服务部门、T时间(或时间安排)。五个要素分别回答以下问题：PProduct生产什么？QQuantity生产多少？RRouting怎么生产？SSupportingservice用什么支持生产？TTime何时生产？,五要素,1、P产品或材料或服务（Production）指规划设计的对象所生产的产品、原材料、加工的零部件或提供服务的项目。包括原材料、进厂物料、工序间储备、产品、辅助材料、废品、废料、切屑、包装材料等。产品这一要素影响着设施的组成及其相互关系、设备的类型、物料搬运的方式等。2、Q数量或产量(Quantity)指所生产、供应或使用的材料或产品的数量或服务的工作量。这一要素影响着设施规模、设备数量、运输量、建筑物面积等。,五要素,3、R生产路线或工艺过程(Routing)指根据所生产的产品品种、数量等设计出的工艺流程、物流路线、工序顺序等，可以用设备表、工艺路线卡、工艺过程图等表示。它影响着各作业单位之间的关系、物料搬运路线、仓库及堆放地的位置等。4、S辅助服务部门(SupportingService)指保证生产正常运行的辅助服务性活动、设施以及服务的人员。包括道路、生活设施、消防设施、照明、采暖通风、办公室、生产管理，质量控制及废物处理等；它是生产的支持系统，从某种意义上来说对生产系统的正常运行起着举足轻重的作用。5、T时间或时间安排(Time)指在什么时候、用多长的时间生产出产品，包括作业、工序、流动、周转等标准时间。这些因素决定着设备的数量、需要的面积和入员、工序的平衡安排等。,PQ分析,Q,A,G,B,C,D,E,F,P,PQ分析图,由该图可知：AD四种产品占总产量的80%，可考虑用产品原则布置，其余品种可考虑按工艺原则布置,PQ分析,I区为单一或少品种大批量产品，宜采用流水生产线的大生产方式和按产品原则布置IV区表示多品种小批量或单件生产，宜采用工艺原则布置II和III区的产品品种和批量均中等，宜采用成组技术布置,产品布置原则,适合少品种大批量生产以机器设备、人员及物料按产品的加工或装配的工艺过程顺序布置，形成一定的生产线典型形式为流水线布局（参照影片ModernTime）,产品原则布置优缺点,优点：由于布置符合工艺过程，物流畅通由于上下工序衔接，存放量少，物料搬运工作量少可做到作业专业化，对工人技能要求不高，易于培训生产计划简单，易于控制可使用专用设备和机械化、自动化搬运方法,缺点：设备发生故障时引起整个生产线中断产品设计变化将引起布置的重大调整生产线速度取决于最慢的机器生产线有的机器负荷不满，造成相对投资较大生产线重复作业，工人易产生厌倦维修和保养费用高,工艺布置原则,适合多品种小批量生产相同工艺设备组织在一个单元内,工艺原则布置优缺点,优点：机器利用率高，可减少设备数量设备和人员柔性程度高，更改产品和数量方便操作人员作业多样化，有利于提高工作兴趣和职业满足感,缺点：由于流程较长，搬运路线不确定，运费高生产计划与控制较复杂，要求员工素质的提高库存量相对较大,成组布置原则,把完成一组相似零件的所有或极大部分加工工序的多种机床组成机器群，以此为一个单元，再在其周围配置其他必要设备一种布置形式。,成组原则示意图,成组原则布置优缺点,优点：由于产品成组，设备利用率高流程通畅，运输距离较短，搬运量少有利于发挥班组合作精神有利于扩大员工的作业技能兼有产品原则布置和工艺布置的优点,缺点：需要较高的生产控制水平以平衡各单元之间的生产流程若单元间流程不平衡，需中间储存，增加了物料搬运班组成员需掌握所有作业技能减少了使用专用设备的机会兼有产品原则布置和工艺原则布置的缺点,工艺流程与物流,工艺过程图可以用来详细描述产品生产过程中各工序之间的关系，也可以描述全厂各部门之间的工艺流程。其重要作用是在分析工艺过程的基础上，通过产品加工、组装、检验等各加工阶段及加工路线的分析，可以计算出每个工艺过程的各工序（作业单位）间的物流强度，从而为作业单位位置的确定找到基础数据。一定时间周期内的物料移动量称为物流强度，可以用重量、体积、托盘或者货箱作为计量单位。把各种物料经过折算都变成标准的倍数或系数，即折算成统一量，就是当量物流量。（关于玛格数：不成熟）,范例：变速器的加工与组装,变速箱由箱体、轴类零件、齿轮类零件和其他杂件与标准件等组成。变速器的制作过程分为零件制作、组装两个阶段。轴类及齿轮类零件经过备料、退火、初加工、热处理、精加工等工序，箱体毛坯由协作厂制作，经过机加工车间加工送到变速器组装车间；杂件的制作经备料、机加工两个阶段。整个变速器成品重0.31t，其中标准件0.01t，箱体、齿轮、轴类及杂件0.3t。加工过程中金属利用率60，毛坯总重量为0.3/0.60.5t，其中需要退火处理的毛坯重量为0.2t，机加中需要返回热处理车间进行热处理的为0.1t，整个机加工过程中金属切削率为40，则产生废料重量约为0.5*400.2t。工艺图与物流强度？,范例,3,4,1,5,7,标准件,原材料,0.01,0.50,0.2,0.30,0.1,0.2,废料,0.31,0.3,14之间的物流强度为0.3,(0.3),某叉车总装厂总体工艺示例,物流强度汇总,物流强度等级比例划分,物流强度分析表,原始物流相关表,物流相关表,各单位相互关系分析,除了物流数量强度因素以外，还要考虑其他因素影响相互关系典型影响因素工艺流程作业性质类似使用相同的设备使用同一场所使用相同的文件档案使用相同的公用设施使用同一组人员工作联系频繁程度监督和管理方便噪声、震动、烟尘、易燃易爆危险品的影响服务的频繁和紧急程度,非物流各作业单位相关表,作业单位综合相互关系分析,综合考虑物流联系与非物流联系基本步骤建立物流关系相关表建立非物流关系相关表确定物流关系与非物流关系的相对重要性(m:n=1:33:1之间，加权值)量化物流强度等级和非物流的密切程度等级计算量化所有作业单位之间的综合相互关系TRij=mMRijnNRij综合相互关系等级划分，根据TRij进行等级划分AEIOUX，各级TRij值递减，且各级别对应的作业单位对数应符合一定的比例建立综合相互关系表,作业单位综合相互关系,作业单位位置相关图,作用单位相互关系量化、排序按照图幅大小，选择单位距离长度，规定：A等级对应一个单位长度，E为两个单位长度，依此类推作业单位综合相关表中，取出关系密切程度为A的作业队，并将所涉及到的作业单位按照综合关系分值高低排序，得到作业单位序列AK1，AK2，AK3AKn,Kn为综合接近程度排序序号将综合接近程度分值最高的单位AK1布置在布置图的最新位置，其他单位AK2，AK3AKn,依次布置。布置时随时检查。出现矛盾时及时调整。用不同连线表达密切程度。,作业单位位置相关图绘制,8,11,4,5,12,8,11,4,5,12,3,10,7,总平面图设计方案（a）,试车车间与成品库安排在厂区北部，与其他的仓库接近，远离办公楼。由于各种仓库均布置在这个区域，通过工厂主干道路直接与社会公路连接，运输非常方便。但是只设计了一个厂门，人流物流均会交会在这里。？,试车车间,成品库,油漆车间,各类库房,厂门,办公楼,总平面图设计方案（b）,在a的基础上把办公楼分为两部分，设立另外的主干道及厂门，北厂门承担物流任务，南厂门承担人员流动任务。非高峰期共享。,试车车间,成品库,油漆车间,各类库房,北厂门,南厂门,办公楼,练习：某机械厂的设施布置,6个部门，重点考虑A，X.如何分配到分布为如图23的6个位置中去。,如何布置？,产品专业化布局,流水线设计,制造技术（固有技术）,管理技术（联结技术）,+,=,生产技术,加工工艺技术专业分工标准化,管理绩效技术过程控制与优化,在流线化生产中，联结技术是最重要的技术，也可以说，连接技术是如何有效运用固有技术的技术，它决定了制造技术发挥多大的经济效益。,流水线布局与优化,流水线系统设计,理论基础：标准化分工特点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，具有高度的连续性产品需求量大，需求旺盛期长产品设计已经定形，工艺先进工艺过程可划分为简单的工序，可分解、合并重要参数：节拍流水线上连续出产两件相同制品的时间间隔。瓶颈节拍最大（效率最慢）的工序（工作地）,流水生产线的效益与局限性,效益高生产效率，高产量，低成本质量稳定，管理简单有利于采用高效的专用设备局限性产品品种少，对需求变化适应性差工人劳动强度大，精神紧张工艺流程的简单分析,原材料,混合,包装,烘烤,成形,WIP,完成品,45,60,45,批量：100,45,流水线设计程序,Step1确定产品装配网络图Step2确定流水线的节拍Step3流水线平衡Step4流水线工序同期化Step5确定各工序的设备数Step6配备工人Step7选择传送装置Step8确定平面布置,电扇装配生产线,你来设计？,A,C,B,D,G,E,F,H,2,1,1,3.25,1.2,0.5,1,1.4,1.每天最多生产多少台？每天最大生产量=每天生产时间/瓶颈工序单间时间=420分/3.25分=129（台）,电扇装配网络图,人均产量？,A,C,B,D,G,E,F,H,2,1,1,3.25,1.2,0.5,1,1.4,2.如果每天计划生产100台，多长时间生产1台？每台时间=每天生产时间/生产量=420分/100台=4.2分/台（生产节拍）,电扇装配网络图,要多少人？,A,C,B,D,G,E,F,H,2,1,1,3.25,1.2,0.5,1,1.4,3.需要的工作地数需要的工作地数=作业时间总和/生产节拍=11.35分/4.2分=2.702(个）,电扇装配网络图,要多少人？,原则不违反作业先后顺序各工作地的单件作业时间不大于生产节拍使工作地数尽可能少方法分支定界法（Branch-and-BoundMethod)流水线平衡,流水线平衡的原则和方法,A,C,B,D,G,E,F,H,2,1,1,3.25,1.2,0.5,1,1.4,工作地1,工作地2,工作地3,作业:A,B,G作业时间4分空闲时间0.2分,作业：C作业时间3.2分空闲时间0.95分,作业：D,E,F,H作业时间4.1分空闲时间0.1分,电扇装配生产线平衡,出货,发料,在制品库存,生产队列,鼓手控制节奏,所有人同一速度节拍，但任何一人的意外均影响全队的速度,流水线式生产方式,由于最慢的人决定了全队的速度，将最前面的人和最慢的人用绳子绑起来，控制总速度，为防止前面的人跌倒而影响最慢的人，在他前面留一点空间。,最慢的人成了实际上的鼓手,流水线式生产方式,一、识别(Identify)系统约束二、开发(Exploit)系统约束三、其它活动服从(Subordinate)开发约束的需要四、提高(Elevate)约束产能，使其不再是约束五、回到(GoBack)步骤一，不要让人的惰性称为系统约束,TOC的五大核心步骤,约束可能来自企业内部，也可能来自外部，优先处理内部约束约束可能来自物料(Materials)、能力(Capacity)、市场(Market)、政策(Policy)，公司固有的制度、员工的态度、习惯多数情况（80%）约束来自公司政策,第一步：识别约束,以产能约束为例,95,70,80,60,80,75,50,120,原材料,原材料,2,3,4,5,6,7,8,1,周生产率,需求:每周50个,第二步：开发约束,使约束资源产能最大化最大程度的利用时间(取消午餐休息,加班,安排熟练工人)加大加工批量(节约准备时间)力争满负荷（约束资源前设置时间或库存缓冲）!瓶颈设备前设质量检验，减少无用功,Focus!,95,70,80,60,80,75,50,120,时间缓冲,原料,原料,D,2,3,4,5,7,8,1,需求:每周50个,利用缓冲管理保证瓶颈的利用率,利用装配和发货缓冲保证交货的及时性.,装配缓冲,发运缓冲,阻止Murphy对生产过程的影响!,第三步：服从,这是比较困难的一个步骤，因为必须调整企业政策，文化，考核指标，非约束资源的安排服从于约束资源的需要利用率和效率不是非约束资源的考核指标这一步常常被忽略，因而丢掉了TOC的主要效益,其他的一切服从(同步)于制约因素,95,70,80,60,50,120,D,80,75,时间缓冲,原料,原料,D,2,3,7,8,1,4,5,需求:每周50个,如果经过第二、第三步后产能仍不满足，考虑增加产能，如增加设备、安排外协加工等一般人常将第二步与第四步等同起来，但在提高之前先开发是非常重要的一般情况下第二、三步可以满足需求，不要轻易增加投资,第四步：提高约束产能,第五步：返回第一步,识别一个约束后，企业要调整一系列政策经过一轮循环后，可能产生新的瓶颈不要让人的惰性成为新的瓶颈,95,70,80,60,50,120,D,80,75,B,时间缓冲,原料,原料,我们的目标是什么?,1.提前期和按时交货?,2.有效产出?,3.库存?,4.营运费用?,短和一致,低,低,2,3,7,8,1,4,5,B,B,高,需求:每周50个,DBR系统,识别企业的真正约束（瓶颈）所在基于瓶颈约束建立产品出产计划“缓冲器”的管理进入非瓶颈的物料被瓶颈的产出率，即“绳子”所控制,鼓（Drum,D）,约束资源的产出速度决定了整个系统的运营速度，即瓶颈控制着企业同步生产的节拍，所以称为“鼓Drum”安排生产计划时，首先根据优先级安排在约束资源上的计划“鼓”反映了系统对约束资源的利用“鼓”的目标是有效产出最大,缓冲（Buffer,B）,分为时间缓冲、库存缓冲保证瓶颈不会出现因缺料而停工在约束资源的后续组装工序前设置非约束资源缓冲，保证瓶颈能力100%利用,绳子（Rope,R）,绳子的目标是在制品库存最小绳子根据约束资源的生产节拍，决定上游原材料的发放速度其原理类似于看板管理思想，,鼓-缓冲-绳子:(Drum-Buffer-Rope),95,70,80,55,40,120,D,80,75,鼓缓冲,原料,原料,组装缓冲,（1）单件流动,（2）按工艺流程布置设备,（3）生产速度同步化,（4）多工序操作,（5）员工多能化,（6）走动作业,（7）设备小型化,（8）生产线U形化,设备,设备,作业,作业,作业,作业,人员,设备,相关性,流线化生产的8个条件,流线化生产的8个条件,1,2,3,4,以一人一台的“手送”方式为主的单件流动生产线,做一个、传送一个、检查一个，将制品经过各加工工序而做成完成品。单件流动是将浪费“显现化”的思想与技术，在原有状况的基础上以单件流动方式试做，将批量生产时发现的不了的浪费显示出来，以此作为改善及建立流线化生产的起点。,（1）单件流动,流线化生产的8个条件,水平生产：100件/批，1批移动1次垂直生产：1件移动1次，100件移动100次垂直生产搬运浪费增加了100倍！,解决办法：,将各工序设备紧密排列，消除搬运浪费,例,（2）按工艺流程布置设备,流线化生产的8个条件,同步化生产激“浊”扬“清”，提高整体效率，减少浪费,生产速度不同步的后果：中间在库待工待料生产不顺畅整体效率低生产周期长,浊流,（3）生产速度同步化,流线化生产的8个条件,一人一台的“手送”方式为主的单件流动生产,依产品类别设计垂直式布置，人员按多工序操作要求安排，实现少人化作业。,将工序分得过细，人员需求大，生产量变动时人员必