第4章生产、服务设施选址与布置.ppt

生产与运作管理Production OperationManagement TheSchoolofManagementHUST 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 第四章生产 服务设施选址与布置优化 4 1选址决策4 2设备 设施布置决策4 3库房布置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 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 4 1选址决策 选址的问题是在系统的基础上加以优化的 现代的企业运作 不仅要关注本企业的业务流程 而且要考虑整个供应链系统 选址的含义早已扩展到整个供应链上的合作伙伴那里 图4 1 供应链结构示意图 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 一个企业的竞争力将直接受到其地理位置和环境的影响 对于制造业企业 地理布局决定着某些直接成本的高低 对于服务业企业 选址问题直接影响着供需关系 如客流量 选址的问题还影响着员工的情绪 相互之间的关系以及公共关系等 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 选址决策的基本概念 设施选址 FacilityLocation 就是为实现企业战略目标 综合平衡各种因素 确定在何处建厂或建立服务设施的过程 设施选址不仅关系到设施建设的投资和建设的速度 而且在很大程度上决定了所提供的产品和服务的成本 从而影响到企业的生产管理活动和经济效益 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 选址决策与物流系统 一个企业的选址决策 与供应商 消费者及其他相关因素有密切关系 理想情况下 一个企业作出的选址决策应使企业的利润最大化 至少应使物流处于控制之中 从物流系统出发 就是要综合考虑所有的因素 使得物流链上的每一个节点都能达到最优 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 影响选址的因素 经济因素运输条件与费用运输工具 航空 铁路 水路 管道运输 陆路企业选址要考虑是接近原材料产地还是消费市场劳动力可获性与费用能源可获性与费用厂址条件和费用 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 其他因素政治因素政治局面 法制的健全 税负的公平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自然因素气候条件和水资源状况 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 选址的一般步骤 选择某一个地区在同一地区选择若干适当的地点比较不同地点 作出决定 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 4 2设备 设施布置决策 生产和服务设备 设施布置就是指合理安排企业或某一组织内部各个生产作业单位和辅助设施的相对位置与面积 车间内部生产设备的布置 生产和服务设施布置要在确定了企业内部生产单位组成和生产单位内部采用的专业化形式之后才能进行 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 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 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 生产单位的专业化原则和形式 生产单位专业化形式 影响企业内部的生产分工和协作关系 决定着物料流向 物流路线和运输量 他是企业与车间平面布置中必须考虑的重要问题 工艺专业化原则 processfocused 对象专业化原则 productfocused 纯粹按工艺专业化形式或对象专业化形式布置的较少 常常是同时采用两种专业化形式进行车间或企业的布置 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 影响生产和服务设施布置决策的因素 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联系密切的单位应相互靠近布置充分利用现有运输条件按照生产性质 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最小工厂布置应考虑有扩建的余地 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 几种典型的布置形式 物料流程形式流程形式可以分为水平的和垂直的所有的设备 设施都在同一个车间里时 按水平方式考虑生产运作是在同一个楼层周转时 按垂直方式考虑 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 布置类型固定式布置 FixedPositionLayout 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 零部件 工位器具 图4 6 固定位置布置示意图 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 按产品布置 ProductLayout 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 流水线 图4 7 按产品 对象 布置的示意图 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 按工艺过程布置 ProcessLayout 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 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 图4 8 按工艺过程布置示意图 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 按成组制造单元布置 LayoutsBasedonGroupTechnology 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 图4 9 成组生产单元布置示意图 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 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 图4 10 C形制造单元布置示意图 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 U形制造单元及生产线布置 U lineCell 7 6 5 4 3 2 1 7 6 5 4 3 2 1 入口 出口 入口 出口 机器 工人的行走路线 图4 11 U形制造单元及生产线布置 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 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 分别存储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4 12所示 假设该仓库每种物品每周的存取次数如表4 1所示 应该如何布置不同物品的货区 使总搬运量最小 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 货区 通道 表4 1 家电用品仓库的存储信息 图4 12 仓库平面示意图 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 通道 货区 图4 13 布置好的仓库平面示意图 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 4 4选址与布置决策的定量分析 量本利分析法量本利分析法可以用来评价不同的选址方案 任何选址方案都有一定的固定成本和变动成本 图4 15表示两种不同的选址方案的成本和收入随产量变化的情况 收入 TC2 厂址2总成本 TC1 厂址1总成本 FC1 厂址1固定成本 FC2 厂址2固定成本 成本 销售量 P1 P2 V0 V1 V2 0 图4 15两个选址方案比较 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 评分法 表4 2为评分法的举例 有3个候选厂址 A B和C 它们的经济因素相当 现按7个难以量化的因素对它们进行进一步比较 这7个因素对选址的重要性不同 这种不同从表4 2中第2列 最高分数 可以看出 通过专家估计每个方案的分数 得出第3 4 5列中的数字 比较这些数字可以看出 厂址C的每项分数都没有超过厂址B的分数 厂址B与厂址A都有优于对方的因素 因此 可以不考虑厂址C 厂址B的总分数为900 厂址A的总分数为840 可以优先选择厂址B 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 表4 2评分法举例 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 评分法也可以采用其他形式 如表4 3所示的加权法 用加权法 每一个选址因素最多为100点 其重要程度由权重表示 这样专家评分时会感觉方便些 表4 3加权法 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 作业相关图 作业相关图法由穆德提出 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 首先将密切程度划分为A E I O U X六个等级 然后列出导致不同程度关系的原因 使用这两种资料 将待布置的部门一一确定出相互关系 根据相互关系重要程度 按重要等级高的部门相邻布置的原则 安排出最合理的布置方案 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 作业相关图 表4 4 关系密切程度分类表 表4 5 关系密切原因 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 例4 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个部门间的祖业关系密切程度 如图4 16所示 请根据4 16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 图4 16 作业相关图示例 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 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 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 第二步 根据列表编制主联系簇 如图4 17所示 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 5 4 6 2 3 1 图4 17 联系簇 图4 18 联系簇 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 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 如图4 18所示 第四步 画出 X 关系联系图 如图4 19所示 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 如图4 20所示 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 3 4 1 6 图4 19 X关系联系簇 图4 20 最后结果 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 从 至 表法 从 至 表是一种常用的生产和服务设施布置方法 其基本步骤如下 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 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 新设备的布置问题 这里考虑一种常见的设施布置问题 为适应生产或服务要求 人们常常对原有的部门进行改造 例如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 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 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 线性规划方法 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 不过 现在市场上有许多软件公司开发出来的优化软件包 例如LINGO 就可以非常方便地解决这些问题 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 计算机辅助选址决策与设施布置 随着计算机在企业管理中的应用 越来越多的管理人员处理生产与服务设施布置时 通过计算机解决一些比较复杂的问题 下面介绍一个常见的计算机辅助布置的软件 CRAFT ComputerizedRelativeAllocationofFacilitiesTechnique CRAFT是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 它的基本内容如下 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 1 合理布置实现的目标是运输总成本最小 2 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 3 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 4 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 5 使用计算方法进行运算 使整个系统综合搬运费用最小 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 4 5装配线平衡 装配线时间平衡的概念所谓装配线平衡 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 装配线问题还可以表述为 对于特定的产品 给定工作地数量 求出使流水线节拍最小的配置方案 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 装配线节拍的计算 所谓装配线节拍 是指装配线上连续出产两件相同制品的时间间隔 它的计算公式是 生产与运作管理 陈荣秋 马士华编著 装配线时间平衡方法 确定装配流水线节拍计算装配线上需要的最