设施选址及其评价(2).ppt

第四章设施选址及其评价,河南工程学院孙文清,本章内容：4.1设施选址的意义及其一般程序4.2影响场址选择的主要因素4.3场址选择案例4.4选址的评价方法知识重点：遴选影响场址选择的主要因素；选址的评价方法。知识难点：选址的评价方法。,4设施选址及其评价,河南工程学院孙文清,4.1.1概述,1.场址选择最常见的错误对场址缺乏充分的调查研究和勘察不能客观地对待可行分析，凭主观意愿作出决定选址工作过于仓促忽视了不适合本设施特点的自然条件、市场条件、运输条件等因素缺乏长远考虑，确定的场址限制了发展因此，场址选址应该联合多方面的力量，进行周密的调查研究，认真分析比较和慎重决策定案。,河南工程学院孙文清,4.1.1概述,2.设施选址的类型单一设施的场址选择主要根据已有的产品、新产品和生产规模来为一个独立的设施选择最佳位置，问题较简单。复（综）合设施的场址选择一个企业要为其所属的多个工厂、仓库、分销服务中心选择合适的地址，使这些设施数量、位置和规模达到优化，这是复杂的问题。,河南工程学院孙文清,4.1.1概述,3.场址选择的任务在已确定的地理区域内，经过调查研究、现场勘察，选出几个条件较好的场址，然后进行分析、比较、筛选，最后得出一个最满意的场址，推荐给上级决策部门作最后批准和决定。,河南工程学院孙文清,场址选择的步骤：准备阶段地区选择阶段地点选择阶段,4.1.2场址选择的步骤和主要内容,河南工程学院孙文清,（1）准备阶段,主要工作内容是明确对选址目标提出的要求，并提出选址所需要的技术经济指标。这些要求包括：企业生产的产品品种及数量（生产纲领或设施规模）要进行的生产、储存、维修、管理等方面的作业设施的组成、主要作业单位的概略面积及总面积草图需要资源（原料、材料、动力、燃料、水等）的估算数量、质量要求、供应链渠道产生的废物及其估算数量概略运输量及运输方式的要求需要的职工概略人数及等级要求外部协作条件,河南工程学院孙文清,例：某公司总部场址的具体要求,河南工程学院孙文清,场址技术经济指标举例,河南工程学院孙文清,（2）地区选择阶段,主要为调查研究收集资料：走访行业主管部门和地区规划部门，收集并了解有关行业规划、地区规划对设施布点的要求和政策，报告本设施的生产（服务）性质、建设规模和场址要求，征询选址意见。对可选地区调查，进行有关社会经济环境、资源条件、运输条件、气象条件、交通运输条件等情况的调查研究，收集有关资料。进行备选地区方案的分析比较，提出一个合适地区的初步意见。,河南工程学院孙文清,（3）地点选择阶段,组成场址选择小组到初步确定地区内的若干备选地点进行调查研究和勘测。其主要工作包括：从当地城市建设部门取得备选地点的地形图和城市规划图，征询关于地点选择的意见。从当地气象、地质、地震等部门取得有关气温、气压、温度、湿度、降雨及降雪量、日照、风向、风力、地质、地形、洪水、地震等的历史统计资料。进行地质水文的初步勘察和测量，取得有关勘察资料。收集当地有关交通运输、供水、供电、通信、供热、排水设施的资料，并交涉有关交通运输线路、公用管线的连接问题。,河南工程学院孙文清,收集当地有关运输费用、施工费用、建筑造价、税费等经济资料。对各种资料和实际情况进行核对、分析和各种数据的测算，经过比较，选定一个合适的场址方案。各阶段都要提出相应报告，尤其是在最后阶段要有详实的报告和资料，并附有各种图样以便领导和管理部门决策。,（3）地点选择阶段,河南工程学院孙文清,设施选址程序框图,河南工程学院孙文清,4.2.1影响场址选择的主要因素,市场情况社会环境资源条件基础设施配套供应,河南工程学院孙文清,4.2影响场址选择的主要因素,市场情况设施的地理位置和客户越接近越好，产销两地接近，运输成本减少，从大大降低总成本。要考虑地区对产品和服务的需求情况，消费水平要和产品与服务相适应。社会环境主要考虑当地政府政策法规、金融、税收等情况和制度。注意当地的政治环境是否稳定。资源条件地区选择应该考虑主要原材料、燃料、动力、水资源等资源条件。不同的制造行业对资源有不同的要求：纺织厂应建在棉花产区；发电、食品、酿酒都需要大量的水，必须建在水资源有保障的地区。此外，还应充分考虑人力资源、工人素质、工资水平。,4.2.1影响场址选择的主要因素,河南工程学院孙文清,4.2影响场址选择的主要因素,基础设施主要考虑交通道路、邮电通信、动力、燃料管线等基础设施，这对工厂投资多少影响很大。此外，土地征用、拆迁、平整等费用，也需要考虑的。应尽量不选用耕地、农业生产用地来建工业设施。配套供应对制造业而言，大型机电产品需要数量众多的零部件厂与之配套供应，即配套供应商，这对于及时供应零部件、支持精益生产、保证生产连续性、降低总成本都有重要的意义。,4.2.1影响场址选择的主要因素,河南工程学院孙文清,4.2.2对具体建厂地点的要求,面积与外形建厂地点的面积与外形均应能按生产过程的需求把所有工场和建筑物合理地容纳下来。铁道与公路厂内有铁道时，应能使其方便地与附近车间衔接，且不需要进行复杂的土方工程。应尽量缩短和高速公路的衔接。土质与倾斜度避免选择地势不平、土质松软的地点建厂；但过分平坦则不利于地面积水的排泄，最好是厂区地势能自一面或自中心向四周呈0.004的斜率倾斜。风向场址应位于住宅区下风方向，以避免废弃烟尘及噪声影响住宅居民。但同时不能位于已有工厂的下风方向，以避免烟尘影响。,河南工程学院孙文清,在总平面布置决定厂区与住宅区的相互位置，应制作出表示该地最频繁的风向及风速的风玫瑰图（或称风向图）。,图4-2风玫瑰图(风向图),4.2.2对具体建厂地点的要求,河南工程学院孙文清,4.2.2对具体建厂地点的要求,建厂地点的土壤情况要求施工不需要进行复杂的基础改造工程（如填高、挖低等）；不能选择已开采过的矿坑上面避免崩塌危险。不能选择古墓。地下水位建厂地点的地下最高水位应尽可能低于厂房的地下建筑物如地下室、油库的深度。,河南工程学院孙文清,4.2.3影响设施选址的成本和非成本因素,为方便以后对设施选址的评价，可将众多影响因素分为成本因素和非成本因素。,河南工程学院孙文清,4.3场址选择案例,一重型机械厂选择场址。此厂年产量为3万吨的重型机器，根据类似资料提出工厂的必要面积为6065公顷，经选址小组工作决定，图4-3所示A、B、C三个场址为候选位置。,河南工程学院孙文清,候选场址,热电站,图4-3A、B、C三个厂址的位置图,河南工程学院孙文清,不采用C址，因其有如下缺点:(1)厂址处于采砂场内，砂坑深3.5m左右，因而增加平整厂区及建筑费用。(2)距本区热电站2.7km，在输送电力、蒸汽及热力的管道方面比A、B两方案要增加1km管线，因而增加建设和管理费用。(3)厂址与城市规划及地区规划均无联系，形成孤立状态。(4)工人从住宅区到工厂比其他方案多走1km，并需穿过铁路。,4.3场址选择案例,河南工程学院孙文清,A和B互有利弊：(1)A多建铁路费用=B多建热电站管道费用(2)A建较短下水道的优点vs.A建较长上水道的缺点(3)A因铁路和公路支线延长而产生的运输费用B因热水管道延长而产生的生产费用A、B权衡，B多出一个优点，作为厂址更合适。,4.3场址选择案例,河南工程学院孙文清,选址的评价方法,4.4选址的评价方法,成本因素评价方法,综合因素评价方法,盈亏点平衡法,线性规划法,重心法,启发式方法,分级加权评分法,因次分析法,河南工程学院孙文清,4.4.1成本因素评价,1.盈亏点平衡法2.重心法3.线性规划法4.启发式方法,河南工程学院孙文清,1.盈亏点平衡法,盈亏点平衡法是工程经济和财务管理中基本而又常用的方法。该方法建立在产量、成本、预测销售收入的基础之上。在选址评价中可用以确定特定产量规模下，成本为最低的设施选址方案。,河南工程学院孙文清,例4-1某外资企业拟在国内新建一条生产线，确定了三个备选场址，由于各场址土地费用、建设费用、原材料成本不尽相同，从而生产成本也不相同，三个场址的生产成本已经计算如下表，试确定最佳场址。,1.盈亏点平衡法,河南工程学院孙文清,解题思路：找到两种状态下关键变量的临界点。例：量本利分析方法：,1.盈亏点平衡法,河南工程学院孙文清,解题思路：本题可以画图。,解：先求A、B两方案的交点产量，再求B、C两方案的交点产量，从而决定不同生产规模下的最优选址。,1.盈亏点平衡法,A,B,C,产量,成本,N,M,QN,QM,河南工程学院孙文清,(1)对于A、B两方案，设在M点生产成本相同，且产量为QM，则即可得，QM=2.61万件(2)对于B、C两方案，设在N点生产成本相同，且产量为QN，则可得，QN=9.23万件,结论：如按生产成本最低为标准，当产量低于2.61万件时选A址，产量在2.61和9.23万件之间时选B址，产量大于9.23万件时选C址。,1.盈亏点平衡法,河南工程学院孙文清,讨论与思考：量本利法和盈亏点平衡法的统一,其中：FC1为先行者位置；FC2为后来者位置；VC2为后来者变动速率；VC1为先行者变动速率；启示：先天不足，后天努力。,1.盈亏点平衡法,河南工程学院孙文清,Vs.,可以统一为：,当产品成本中运输费用所占比重较大，企业的原材料由多个原材料供应地提供或其产品运往多个销售点，可以考虑用重心法选择运输费用最少的场址。问题描述见图4-4.,图4-4重心法选址坐标图,2.重心法,河南工程学院孙文清,已知：j：工厂到各处j的每单位物流量单位距离所需的运输费用（运输费率）j：工厂到各处j的物流量dj：工厂到各处的直线运输距离,此外有，工厂到各处总运输费用为：,(4-5),(4-6),2.重心法,河南工程学院孙文清,(4-9),(4-10),则新建工厂的地址为：,2.重心法,河南工程学院孙文清,河南工程学院孙文清2008.3,高斯-塞德尔迭代法算例：,1）给出式工厂初始位置(xd(0),yd(0)；2）利用式(4-6)计算出与(xd(0),yd(0)相应的总运输费用T(0)；3）将(xd(0),yd(0)分别代入式(4-5)、(4-9)和(4-10)中，计算出工厂的改进位置(xd(1),yd(1)；4）利用式(4-6)计算出与(xd(1),yd(1)相应的总运输费用T(1)；,重心法迭代计算步骤：,2.重心法,河南工程学院孙文清,5）将T(1)与T(0)进行比较，若T(1)T(0)则说明初始位置(xd(0),yd(0)便是最优解，停止迭代；6）如此反复迭代计算，直至T(k+1)T(k)，求出(xd(k),yd(k)这一最优解为止。提示：初始位置的确定：1，原则上可取任意值，不管取什么值，总会收敛到一个相同值。2，为减少迭代次数，一般以由重心法求出的重心坐标值为初始解。本例题启示：自强不息。,重心法迭代计算步骤（续）：,2.重心法,河南工程学院孙文清,原理：由多个质点组成的系统中，其质量等于所有各个质点质量的总和，其重力矩等于各个质点重力矩。,B（x2，y2）,A（x1，y1）,C（x3，y3）,D（x4，y4）,E（x5，y5）,P（x，y）,模型,如何求初始位置（坐标）,设第i个企业的坐标为(xi,yi)，i=1,2,n，它所具有的物流量为wi，单位物质的单位里程的运费为ai，设物流网点的坐标为(x,y)，根据重心原理：,如何求初始位置（坐标）,河南工程学院孙文清,如何求初始位置（坐标）,例4-2已知一工厂F及各供货点和仓库的位置关系如图4-5所示，现需新建一配送中心P将工厂生产的产品配送给各处，问此配送中心应设在图上何处最为经济合理。已有各设施的坐标位置和输送产品需要量见表4-3。(P113),2.重心法算例,河南工程学院孙文清,评论：重心法优点是按运输费用最小原则来选址，并对候选位置不加限制，因此具有很到的灵活性。但其缺点也是灵活性大，而实际地理位置可能在不适于选址的地点入高山或河流湖泊中。此外上述分析计算的距离均为直线距离，这往往也不符合实际情况。为此，可在运输费率j中加以修正，使之适当增大用以补偿计算距离所产生的偏差。,2.重心法,河南工程学院孙文清,设有m个工厂向n个销售点供货，工厂的总产量Pi，售货地j的需求量为Sj，其中i=1，2，m；j=1，2，n，且产销平衡。设Wij为从工厂i到销售点j的运输量，Gij为单位产品运输成本，运输问题就是求适合的Wij，使总运输费用最低。,3.线性规划法,河南工程学院孙文清,数学描述：,3.线性规划法,河南工程学院孙文清,例4-3某鞋业公司现有两个工厂F1及F2，生产运动鞋供应四个销售点S1、S2、S3、S4，由于需求量不断增加必须另设新厂，可供选择的地点为F3及F4，试问选择其中哪一个场址为好。各生产厂以万箱为单位的产品生产费用及各厂至各销售点的运输费用如表4-5所示。,3.线性规划法,河南工程学院孙文清,例4-4某企业通过两家工厂F1、F2向A、B、C、D四个售货点供货。现欲设另一工厂，可供选择场址的地点为F3、F4，产品的生产成本与运输费用如下表，试确定最佳场址。,3.线性规划法,河南工程学院孙文清,总费用表,3.线性规划法,河南工程学院孙文清,F1、F2、F3生产运输费用表：,3.线性规划法,河南工程学院孙文清,F1、F2、F4生产运输费用表,3.线性规划法,河南工程学院孙文清,一个地区内建立多少个服务点的问题，可以通过一个例子说明如何用启发式方法解决问题。例4-5某医疗机构想建两个诊所，为4个设区中的居民提供医疗服务，假定每个设区在其地界内人口均匀分布，各设区可能就诊于各个诊所的人数的权重因素如表4-9所示。问题是，这两个诊所设置在哪两个设区内，使它们为4个设区服务时的距离/人口费用最低。,4.启发式方法(ArdalanHeuristicMethod),河南工程学院孙文清,表4-94个设区人口、距离和相对权重因素,4.启发式方法(ArdalanHeuristicMethod),河南工程学院孙文清,解：按以下步骤进行：（1）由表4-9构造出权重的人口/距离表4-10，如从设区A到诊所B为111.110=121。,表4-10权重的人口/距离(距离人口权重因素),4.启发式方法(ArdalanHeuristicMethod),河南工程学院孙文清,由表4-10中每列相加，然后挑选出最低成本所在列，选作为诊所的一个选址。本例中为C列，即在C设区设一诊所，如表4-11。,表4-11步骤2,4.启发式方法(ArdalanHeuristicMethod),河南工程学院孙文清,(3)已确定诊所所在列的各行成本，分别与其所在列的其他成本比较，如成本低于已确定地址诊所的成本就保留，否则就将此数字减少到已确定地址诊所的成本。见表4-12。,表4-12步骤3,4.启发式方法(ArdalanHeuristicMethod),河南工程学院孙文清,(4)除设区C设一诊所外还需增加另一个诊所，将表4-12中每列数字相加得到一行数字，其中最小者即为成本最低者，由此可选出设在设区D的另一诊所地址。,4.启发式方法(ArdalanHeuristicMethod),河南工程学院孙文清,(5)先将设区C列去掉，重复步骤(3)，将表4-12修改整理后如表4-13所示。将表4-13中每列数字相加得到一行数字，其中最小者即为成本最低者，由此可选出设在设区A的另一诊所地址。,表4-13步骤5,4.启发式方法(ArdalanHeuristicMethod),河南工程学院孙文清,(6)重复步骤(4)和(5)，可选出最后一个诊所地址，即为B设区。如表4-14。,表4-14步骤6表,4.启发式方法(ArdalanHeuristicMethod),选择诊所地址的顺序为：CDAB。,河南工程学院孙文清,4.4.2根据综合因素的评价方法,设施选址经常要考虑很多成本因素和非成本因素。成本因素通常可以用货币形式来衡量，而非成本因素却难于用货币和成本来衡量。当非成本因素在选址中占有重要地位时，就要用综合因素的评价方法。常用的有两种：分级加权评分法，因次分析法。,河南工程学院孙文清,1.分级加权评分法,1）列出要考虑的各种因素；2）对场址选择涉及的非经济因素赋以不同的权重，权重大小为1-10；3）对各因素就每个备选场址进行评级、打分，共分为五级，用五个元音字母A、E、I、O、U表示。各个级别分别对应不同的分数，A=4分、E=3分、I=2分、O=1分、U=0分；4)每个因素的权重其对应级别的分数，将各因素所得分数相加，总分数最高者为最佳场址方案。,河南工程学院孙文清,例4-5某一设施的选址有K、L、M、N四种方案,影响选址的主要因素有位置、面积、运输条件等8项，并设每个因素在方案中的排队等级为A、E、I、O和U五个等级。现设定:A=4分，E=3分,I=2分,O=1分,U=0分。各原始数据及评分结果如表4-15所示。,分级加权评分法举例,表4-15分级加权评分法选择场址举例,河南工程学院孙文清,2.因次分析法,因次分析法是一种将各候选方案的成本因素和非成本因素同时加权、比较的方法。,河南工程学院孙文清,1）列举影响因素。将这些因素分为客观因素和主观因素两类，客观因素能用货币来评价，主观因素是定性的，不能用货币表示。2）确定因素权重。将各因素分为客观因素（成本因素）和主观因素（非成本因素），决定主观因素和客观因素的比重，用以反映二者的相对重要性。设X主观因素的比重值，1-X客观因素的比重值，0X1。,因次分析法的实施步骤,河南工程学院孙文清,3）确定客观量度值。对每一可行选址可以找到一个客观量度值OMi，此值大小受选址各项成本的影响。,OMi=,Ciji选址方案的第j项成本；Ci第i选址方案的总成本；各选址方案总成本的倒数之和；OMi第i选址方案的客观量度值；M客观因素数目；N选址方案数目。,因次分析法的实施步骤,河南工程学院孙文清,4）确定主观评比值。用强迫选择法作为衡量各选址优劣的比较。强迫选择法是将每一选址方案和其他选址方案分别比较。令最佳的比重值为1，较差的为0。并根据各选址方案所得到的比重与总比重的比值来计算该选址的主观评比值Sik。Siki选址方案对k因素的主观评比值；Wiki选址方案k因素中的比重；k因素的总比重值。主观评比值为一量化的比较,因次分析法的实施步骤,河南工程学院孙文清,5）确定主观量度值。各主观因素配上一个重要性指数（采用强迫分析法来确定Ik值的具体分配），再以每因素的主观评比值与该因素的重要性指数Ik相乘，分别计算每一选址方案的主观量度值SMi。,Ik主观因素的重要性指数；Siki选址方案对于k因素的主观评比值；M主观因素的数目；,因次分析法的实施步骤,河南工程学院孙文清,（6）确定位置量度值。位置量度值LMi为选址方案的整体评估值。,因次分析法的实施步骤,X主观比重值；1-X客观比重值；SMii选址的主观量度值；OMii选址的客观量度值,河南工程学院孙文清,因次分析法举例,例4-6筹建一玩具厂，候选厂址有D、E、F三处，各候选厂址每年费用如表4-16所示。此外，还考虑了一些重要的非成本因素，如当地竞争力、气候变化和周围环境是否符合玩具生产等。对于竞争能力而言，F地最强，D、E两地相平；就气候来说，D比E好，F地最好；至于环境，E地最优，其次为F、D地。如果各主观因素的重要性指数D、E、F依次为0.6、0.3和0.1，用因此分析法评定最佳场址。,河南工程学院孙文清,解：首先计算D、E、F三处的位置量度值，然后再作比较：,（1）客观量度值OMi的计算以位置D为例，总成本Ci523，则1/Ci0.0019123个方案总成本的倒数之和为0.005632故：D位置的客观量度值OMD0.3395以此类推，可得到位置E、F的客观量度值：OME0.3