chapt 4选址与布置09.3.ppt

1 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 2 4 1选址决策 4 1 1选址决策的基本概念4 1 2选址决策与物流系统4 1 3影响选址的因素4 1 4选址的一般步骤 3 4 1 1选址决策的基本概念 设施选址概念就是确定在何处建厂或建立服务设施选址的重要性设施建设的投资和速度 在很大程度上决定了所提供的产品和服务的成本 影响企业的生产管理活动和经济效益 4 4 1 2选址决策与物流系统 选址决策与物流系统的关系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 5 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 6 经济因素运输条件与费用考虑运输条件时 注意产品的性质 生产粗大笨重的产品的工厂 靠近铁路车站和河海港口 制造出口的产品的工厂 厂址要接近码头等 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 接近原材料供应地 如 材料笨重而价格低廉 原料易变质 运输不便河原来笨重 产品由原料中的一小部分提炼而成 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 7 劳动力可获性劳动密集性企业 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 厂址条件和费用建厂地方的地势 利用情况和地质条件 地价 8 其它因素政治因素政治局面是否稳定 法制是否健全 税负是否公平等 社会因素居民的生活习惯 文化教育水平 宗教信仰和生活水平等 自然因素气候条件和水资源状况 9 4 1 4选址的一般步骤 选择某一地区城市设厂工厂规模不大 需大量受过良好教育和培训的员工 服务业 因大部分服务业需要与顾客直接接触 厂地占用空间少 最好能设置于多层建筑内 对环境污染小 10 选择某一地区农村设厂工厂规模大 需占用大量土地 生产对环境污染较大 如噪音 有害气体或液体 需大量非技术性粗工 有高度制造机密 需与周围隔离 11 选择某一地区城郊设厂兼有农村与城市设厂的优点由于现代交通和通讯发达 将有越来越多的工厂设在城郊 12 同一地区选址若干地点确定厂址应考虑厂区平面布置方案 并留有适当扩充余地 整理厂地环境的费用 职工生活方便 比较不同地点 作出决定 13 4 2设备 设施布置决策 4 2 1影响企业生产单位构成的因素4 2 2生产单位的专业化原则和形式4 2 3影响生产和服务设施布置决策的因素4 2 4几种典型布置形式 14 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 15 4 2 2生产单位的专业化原则和形式 工艺专业化原则按照工艺专业化特征建立的生产单位 形成工艺专业化车间 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 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 16 对象专业化原则按照产品 或零部件 建立的生产单位 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 缺点 对产品品种变化的适应能力很差 17 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 18 4 2 4几种典型布置形式 物料流程形式可分为水平和垂直的流程形式 水平 所有的设备 设施都在同一个车间里时 垂直 生产运作是在同一个楼层周转时 19 布置类型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 20 布置类型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 21 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 按工艺过程布置示意图 L L L D D D D G G 接收和转运 L D G 车床组 镗床组 磨床组 磨床 钻床 车床 22 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 L D D G G L P G L L 原材料 成品库 单元1 单元2 单元3 G D L 车床 钻床 磨床 成组生产单元布置示意图 23 按C形制造单元布置C形制造单元布置示意图 机器2 机器1 机器3 机器4 机器5 机器6 入口 出口 24 U形制造单元及生产线布置 7 6 5 4 3 2 1 7 6 5 4 3 2 1 入口 出口 入口 出口 工人的行走路线 25 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 26 货区 通道 家电用品仓库的存储信息 仓库平面示意图 27 通道 货区 布置好的仓库平面示意图 28 4 4选址与布置决策的定量分析 4 4 1量本利分析法4 4 2评分法4 4 3作业相关图法4 4 4从 至表法4 4 5新设备的布置问题4 4 6线性规划方法4 4 7计算机辅助选址决策与设施布置 29 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 30 0盈亏平衡点VoV1V2产 销 量 FC2 FC1 TC1 TC2 收入 利润 31 4 4 2评分法 全面比较不同选址方案 是一个多目标或多准则的决策问题 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 决策的方法有淘汰法 设置最低指标值 加权和法 32 例1 33 例2 加权法 34 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 35 列出导致不同程度关系的原因 36 例 6 1一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2 3的区域内 已知这6个部门间的作业关系密切程度 如表6 4所示 请根据表6 4作出合理布置 部门6 部门5 部门4 部门3 部门2 部门1 A A A A A A X O X E O U X I U 这里的符号表示两者的关系绝对重要 作业相关图示例 37 解 第一步 列出关系密切程度分类表 只考虑A和X AX1 21 41 33 62 63 43 54 65 6 38 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的关系密切程度为A的一一联系在一起 2 4 5 6 联系簇 39 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关系联系簇 4 6 2 1 3 5 40 第四步 画出 X 关系联系图 3 4 1 6 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 41 4 4 4从 至表法 思想用从 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 应用于比较适合于多品种 小批量生产 42 基本步骤选择典型零件 制定典型零件的工艺路线 确定所用机床设备 制定设备布置的初始方案 统计出设备之间的移动距离 确定出零件在设备之间的移动次数 和单位运量成本 用实验法确定最满意的布置方案 43 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 44 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 y使得最小 45 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 46 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 47 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 48 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 49 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 合理布置的目标是运输总成本最小 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 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 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 使用计算方法进行运算 使整个系统综合搬运费用最小 50 4 5装配线平衡 4 5 1装配线平衡的原因4 5 2装配线平衡的方法4 5 3装配线平衡举例 51 4 5 1装配线平衡的原因 装配线平衡定义用又称工序同期化 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 装配线平衡的原因时间资源浪费 忙闲不均 引起矛盾 人力资源浪费 52 装配线 流水线 节拍是指流水线上连续出产两件相同制品的时间间隔 53 4 5 2装配线平衡的方法 原则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 步骤确定装配流水线节拍 计算装配线上需要的最少工作地数 54 组织工作地 按以下条件向工作地分配小工序 保证个工序之间的先后顺序 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 各工作地得大于的作业时间应尽量接近或等于节拍 Tei r 应使工作地数目尽量少 55 计算工作地时间损失系数 平滑系数 56 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 57 图示 1 3 2 4 5 6 7 8 9 10 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 58 图二 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 21 19 20 0 10 18 10 15 17 10 18 10 15 17 0 18 11 15 18 12 12 9 18 三轮童车装配作业先后顺序 59 解 1 装配作业的分解和节拍的确定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 2 计算最小工作地数 Smin 253 20 12 65 13 3 组织工作地 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 60 4 计算装配线的时间损失系数和平滑系数 61 5 三轮童车装配线工作地重新布置方案 如下 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 21 19 20 0 10 18 10 15 17 10 18 10 15 17 0 18 11 15 18 12 12 9 18 62 4 6非制造业的设施布置办公室与生产制造系