生产运营系统选址及设施

1、第五章 生产运营系统选址与设施布置生产运营系统选址决策生产运营系统选址决策5. 5.1 1生产运营系统的选址方法生产运营系统的选址方法5. 5.2 2生产运营系统设施布置原则生产运营系统设施布置原则5. 5.3 3生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法5 54 42/12/202225.1生产运营系统选址决策生产运营系统选址决策5 .1、生产运营系统选址决策的重要性、生产运营系统选址决策的重要性5 .2、生产运营系统选址决策的影响因、生产运营系统选址决策的影响因素素 （1 1）自然资源条件）自然资源条件 （2 2）社会环境条件）社会环境条件 （3

2、3）政治环境条件）政治环境条件2/12/202235.1生产运营系统选址决策生产运营系统选址决策 5.1.1生产运营系统选址决策的重要性生产运营系统选址决策的重要性 运营系统选址运营系统选址指企业（组织）按照一定的战略指企业（组织）按照一定的战略目标、运营系统的特点和要求目标、运营系统的特点和要求, ,确定运营系统建设的确定运营系统建设的地点（方位）。地点（方位）。 运营系统选址关系到系统建设投资和运行成本，选址决策很大程度运营系统选址关系到系统建设投资和运行成本，选址决策很大程度上决定了运营系统的运行效率和成本，最终影响到企业的竞争力上决定了运营系统的运行效率和成本，最终影响到企业的竞争力。

3、企业竞争力选址决策运营系统的效率、成本决定影响选址有多选址有多难难？ 选址关系到很多因素，而这些因素常常是互相矛盾的选址关系到很多因素，而这些因素常常是互相矛盾的接近顾客往往不接近原材料产地接近顾客往往不接近原材料产地运输方便的地点地价高运输方便的地点地价高 不同因素的相对重要性很难确定和度量不同因素的相对重要性很难确定和度量医院建在人口稠密区还是城郊区医院建在人口稠密区还是城郊区 不同部门利益不同，所追求的目标不同不同部门利益不同，所追求的目标不同 随时间变化，现在认为是好的选址，过几年可能就不一定，随时间变化，现在认为是好的选址，过几年可能就不一定，反之亦然反之亦然大学在市中心不能发展大学

4、在市中心不能发展偏僻地点变繁华偏僻地点变繁华2/12/202255.1生产运营系统选址决策生产运营系统选址决策 5.1.1生产运营系统选址决策的重要性生产运营系统选址决策的重要性 1. 1.自然资源自然资源 （1 1）土地资源条件：包括土地大小、形状、单位价格、水文和地质条件等。）土地资源条件：包括土地大小、形状、单位价格、水文和地质条件等。 （2 2）物料供应条件）物料供应条件 （3 3）能源与水资源供应条件：是影响生产运营系统正常运营和效益的关键）能源与水资源供应条件：是影响生产运营系统正常运营和效益的关键因素。因素。 （4 4）气候条件：包括温度、湿度、雨量、风向等，对生产运营过程的工艺

5、）气候条件：包括温度、湿度、雨量、风向等，对生产运营过程的工艺条件、运营效率等有重要的影响。条件、运营效率等有重要的影响。原材料易损坏，运输成本占原材料比例较大选址需靠近原材料供应地土地资源较好（较差） 土地价格高（低） 运营成本低（高） 气候条件气候条件( (续续) )直接影响职工的健康和工作效率直接影响职工的健康和工作效率气温的高低关系着厂房和办公室的建筑设计气温的高低关系着厂房和办公室的建筑设计英国的曼彻斯特是世界著名的纺织业区，温度及湿度合适英国的曼彻斯特是世界著名的纺织业区，温度及湿度合适好莱坞：该地终年温和而干燥，适于室外拍片活动好莱坞：该地终年温和而干燥，适于室外拍片活动 （5

6、5）水资源）水资源有些企业耗水量巨大，应该靠近水资源丰富的地区。例如，造有些企业耗水量巨大，应该靠近水资源丰富的地区。例如，造纸厂、发电厂、钢铁厂、化纤厂等纸厂、发电厂、钢铁厂、化纤厂等啤酒厂，对水质要求高，则不仅要近水源，而且要考虑水质啤酒厂，对水质要求高，则不仅要近水源，而且要考虑水质2/12/202285.1生产运营系统选址决策生产运营系统选址决策 5.1.2.生产运营系统选址决策的影响因素生产运营系统选址决策的影响因素 2. 2.社会环境条件社会环境条件 （1 1）人力资源条件：包括管理人员、技术人员、劳动力等。其中，劳动）人力资源条件：包括管理人员、技术人员、劳动力等。其中，劳动力成

7、本对企业运营成本影响较大。力成本对企业运营成本影响较大。 （2 2）物料供应条件：选址考虑的要素包括消费习惯、环保意识、价值观）物料供应条件：选址考虑的要素包括消费习惯、环保意识、价值观念、风俗习惯、宗教信仰等。此外，治安条件也是企业正常运行的必要念、风俗习惯、宗教信仰等。此外，治安条件也是企业正常运行的必要条件。条件。 （3 3）产成品销售市场条件：对于产成品具有易腐蚀性、单位产品价值较）产成品销售市场条件：对于产成品具有易腐蚀性、单位产品价值较低以及零售业和服务业企业，选址应考虑靠近销售市场。低以及零售业和服务业企业，选址应考虑靠近销售市场。 051015202530美国澳大利亚比利时加拿

8、大丹麦芬兰法国德国香港爱尔兰意大利日本韩国墨西哥荷兰新加坡西班牙瑞典瑞士劳动力成本(美元)99年平均每小时的劳动力成本 单位：美元中国劳动力低成本优势减弱亚洲国家人力资源总监薪酬比较亚洲国家人力资源总监薪酬比较(04.905.9)中国劳动力成本因素分析例：甲地每小时工资10元，每小时生产产品1.2件 乙地每小时工资15元，每小时生产产品2件。哪地的劳力成本高？ 甲地：单位产品劳力成本=10/1.2=8.3元 乙地：单位产品劳力成本=15/2=7.5元1.1.运输条件和费用运输条件和费用企业一切生产经营活动都离不开交通运输。企业一切生产经营活动都离不开交通运输。在运输工具中，水运运载量大，运费较

9、低；在运输工具中，水运运载量大，运费较低；铁路运输次之；公路运输运载量较小，运铁路运输次之；公路运输运载量较小，运费较高，但最具有灵活性，能实现门到门费较高，但最具有灵活性，能实现门到门运输；空运运载量小，运费最高，但速度运输；空运运载量小，运费最高，但速度最快。最快。在选址时，要考虑是接近原材料供应地，在选址时，要考虑是接近原材料供应地，还是接近消费市场。还是接近消费市场。下述情况的企业应该接近原料或材料产下述情况的企业应该接近原料或材料产地：地：原料笨重而价格低廉的企业，如砖瓦厂、原料笨重而价格低廉的企业，如砖瓦厂、水泥厂、玻璃厂、钢铁冶炼厂和木材厂等。水泥厂、玻璃厂、钢铁冶炼厂和木材厂等

10、。原料易变质的企业，如水果、蔬菜罐头厂。原料易变质的企业，如水果、蔬菜罐头厂。原料笨重，产品由原料中的一小部分提炼原料笨重，产品由原料中的一小部分提炼而成，如金属选矿和制糖。而成，如金属选矿和制糖。原料运输不便，如屠宰厂。原料运输不便，如屠宰厂。下述情况的企业应该接近消费市场：下述情况的企业应该接近消费市场：产品运输不便，如家具厂，预制板厂产品运输不便，如家具厂，预制板厂产品易变化和变质，如制冰厂、食品厂产品易变化和变质，如制冰厂、食品厂大多数服务业大多数服务业l商店商店l消防队消防队l医院医院l中、小学校中、小学校 2.2.劳动力可获性与费用劳动力可获性与费用对于劳动密集型企业，必须考虑劳动

11、力的对于劳动密集型企业，必须考虑劳动力的成本成本设厂在劳动力资源丰富、工资低廉的地区，设厂在劳动力资源丰富、工资低廉的地区，可以降低人工成本可以降低人工成本对于大量需要具有专门技术员工的企业，对于大量需要具有专门技术员工的企业，人工成本占制造成本的比例很大，而且员人工成本占制造成本的比例很大，而且员工的技术水平和业务能力，又直接影响产工的技术水平和业务能力，又直接影响产品的质量和产量，劳动力资源的可获性和品的质量和产量，劳动力资源的可获性和成本就成为选址的重要条件成本就成为选址的重要条件 3.3.能源及水资源可获性与费用能源及水资源可获性与费用没有燃料（煤、油、天然气）和动力没有燃料（煤、油、

12、天然气）和动力（电），企业就不能运转（电），企业就不能运转对于耗能大的企业，如钢铁、炼铝、火力对于耗能大的企业，如钢铁、炼铝、火力发电厂，其厂址应该靠近燃料、动力供应发电厂，其厂址应该靠近燃料、动力供应地地水资源缺乏问题日益严重，但工业耗水万水资源缺乏问题日益严重，但工业耗水万元产值耗水近元产值耗水近200 200 立米，发达国家为立米，发达国家为20-20-3030立米，水的重复利用率仅为立米，水的重复利用率仅为50%50%，发达国，发达国家为家为80%80% 4.4.厂址条件和费用厂址条件和费用在平地上建厂比在丘陵或山区建厂要容易在平地上建厂比在丘陵或山区建厂要容易施工得多，造价也低得多施

13、工得多，造价也低得多在地震区建厂，建筑物和设施都要达到抗在地震区建厂，建筑物和设施都要达到抗震要求震要求在有滑坡、流沙或下沉地面上建厂，要有在有滑坡、流沙或下沉地面上建厂，要有防范措施防范措施在荒地上还是良田上建厂，由于建设和建在荒地上还是良田上建厂，由于建设和建房，全国耕地每年以房，全国耕地每年以250250万亩速度递减万亩速度递减地价是影响投资的重要因素地价是影响投资的重要因素厂址条件还应考虑协作是否方便厂址条件还应考虑协作是否方便 以上因素需要综合考虑以上因素需要综合考虑三、社会因素三、社会因素 居民的生活习惯：企业的产品要适合当居民的生活习惯：企业的产品要适合当地的需要地的需要 文化教

14、育水平：招收受过良好教育和训文化教育水平：招收受过良好教育和训练的员工练的员工 宗教信仰宗教信仰生活水平生活水平2/12/2022215.1生产运营系统选址决策生产运营系统选址决策 5.1.2.生产运营系统选址决策的影响因素生产运营系统选址决策的影响因素 3. 3.政治环境条件政治环境条件 随着经济全球化的发展，不少跨国公司在国外寻求更有优势的地方随着经济全球化的发展，不少跨国公司在国外寻求更有优势的地方投资建厂投资建厂。政局是否稳定企业的经济效益法律法规是否健全税负是否公平相关政策是否有利 一般来说，不同类型的企业生产运营系统，选址决策的影响因素也一般来说，不同类型的企业生产运营系统，选址决

15、策的影响因素也会有不同。会有不同。1 1、程序、程序：市场分析（市场分析（Market Analysis) Market Analysis) 考虑因素考虑因素(Evaluation Facts)(Evaluation Facts)地区地区(Region Choosing)(Region Choosing)地址地址(Address Choosing)(Address Choosing)2 2、平台：、平台：地理信息系统（GIS)明确选址的优化目标列出选址应考虑的因素及相应要求选择国家、找出几个方案评价、确定国家在此国范围内、选择若干个地区在此国、地区范围内找出几个具体位置评价、确定地区评价、并确

16、定结束2/12/2022235.2.1. 5.2.1. 加权评分法加权评分法5.2.2. 5.2.2. 重心法重心法5.2.生产运营系统的选址方法生产运营系统的选址方法2/12/2022245.2.生产运营系统的选址方法生产运营系统的选址方法 5.2.1.加权评分法加权评分法 选址涉及多方面因素，加权评分法是按照每种影响因素对选址决策的影选址涉及多方面因素，加权评分法是按照每种影响因素对选址决策的影响程度将其综合起来评价各个备选地点，通过比较综合得分来选出较优响程度将其综合起来评价各个备选地点，通过比较综合得分来选出较优的备选地点。的备选地点。 选址策划和组织过程的具体步骤选址策划和组织过程的

17、具体步骤1.收集和整理运营系统选址的相关资料、数据2.组织评价专家人员进行方案评价3.确定选址决策的影响因素4.对运营系统选址各因素的影响程度赋予权重5.对各因素进行相应的评价打分6.评价分进行加权处理，得到各方案总评价分7.评价总分最高的方案作为运营系统建设地址2/12/2022255.2.生产运营系统的选址方法生产运营系统的选址方法 5.2.1.加权评分法加权评分法 例例5-15-1：某公司为扩大生产规模，拟建设一个新厂，现有：某公司为扩大生产规模，拟建设一个新厂，现有3 3个候选位个候选位置方案：置方案：A A、B B和和C C地，现用加权评分法来确定最优厂址位置。地，现用加权评分法来确

18、定最优厂址位置。 解：解： 通过实地调研和分析，通过实地调研和分析，3 3个候选地的购买或租赁的费用相当，个候选地的购买或租赁的费用相当，选址主要影响因素包括：原材料供应、劳动力条件、燃料可获性、选址主要影响因素包括：原材料供应、劳动力条件、燃料可获性、运输设施、税收政策和环境法规。运输设施、税收政策和环境法规。 通过对各影响因素对设施选址的影响程度分析，上述因通过对各影响因素对设施选址的影响程度分析，上述因素权重分别为：素权重分别为：0.20.2，0.20.2，0.20.2，0.20.2，0.10.1，0.10.1（见表（见表5-15-1）。）。 请专家分别给请专家分别给3 3个选址地点的个

19、选址地点的6 6个主要因素评分（见表个主要因素评分（见表5- 5-1 1）。）。 根据计算结果可见候选地址根据计算结果可见候选地址B B的综合得分最高，所以的综合得分最高，所以B B是是较优较优 方案。方案。2/12/2022265.2.生产运营系统的选址方法生产运营系统的选址方法 5.2.1.加权评分法加权评分法表表5 51 1 各备选地点的评分情况各备选地点的评分情况2/12/202227 由于加权评分法涉及到许多定性因素，因而需要组织相关的专由于加权评分法涉及到许多定性因素，因而需要组织相关的专家组来完成评价过程。家组来完成评价过程。 加权评分法的有效性取决于：评价专家的选择和组加权评分

20、法的有效性取决于：评价专家的选择和组织；对专家评价过程的合理有效地组织。织；对专家评价过程的合理有效地组织。 一般可采用专家会议法或德尔菲法。当专家中有若干一般可采用专家会议法或德尔菲法。当专家中有若干位强势专家时，采用较适宜；如果要求较短时间要完成评位强势专家时，采用较适宜；如果要求较短时间要完成评价，并且专家之间资历和声望差距不大时，可考虑采用专价，并且专家之间资历和声望差距不大时，可考虑采用专家会议法。家会议法。5.2.生产运营系统的选址方法生产运营系统的选址方法 5.2.1.加权评分法加权评分法2/12/202228重心法的基本原理是确定系统的最佳位置，使系统运行过程的物流运输工作量达

21、重心法的基本原理是确定系统的最佳位置，使系统运行过程的物流运输工作量达到最小化。重心法可以找到使运输工作总量最小化的运营系统最优位置。到最小化。重心法可以找到使运输工作总量最小化的运营系统最优位置。重心法步骤：重心法步骤： 按比例缩小建立平面坐标系；按比例缩小建立平面坐标系； 标出各需求点相应的坐标值；标出各需求点相应的坐标值； 求出相应的求出相应的X X0 0和和Y Y0 0，公式如下：，公式如下： X X0 0，Y Y0 0就是物流中心布置的地点。就是物流中心布置的地点。5.2.生产运营系统的选址方法生产运营系统的选址方法 5.2.2.重心法重心法2/12/202229 例5-2：某公司在

22、中国的A、B、C、D和E设有分店，各分店的坐标位置分别为：（5，16）、（12，18）、（10，10）、（14，8）和（10，4），各分店的商品月平均销量见表52。该公司拟在中国建一个配送中心为上述分店送货，选在何处物流成本最低？5.2.生产运营系统的选址方法生产运营系统的选址方法 5.2.2.重心法重心法2/12/2022305.2.生产运营系统的选址方法生产运营系统的选址方法 5.2.2.重心法重心法 解：首先根据A、B、C、D、E实际位置按比例建立直角坐标系，并确定各分店的坐标位置，见图51。1875. 96401201070148010150122205110miimiiiwxwX59

23、4.12640120470880101501822016110）miimiiiwywY用公式（5.1）和（5.2）可以得到重心的坐标为：（9.19, 12.59）,该重心坐标位置即是物流中心最优地点。2/12/2022315.3.1 5.3.1 产品专业化原则布置产品专业化原则布置5.3.2 5.3.2 工艺原则布置工艺原则布置5.3.3 5.3.3 产品固定式原则布置产品固定式原则布置5.3.4 5.3.4 成组原则配置成组原则配置5.3.生产运营系统设施布置原则生产运营系统设施布置原则2/12/202232 产品专业化原则布置产品专业化原则布置(Production layout)又称对象

24、专业化布置，就是把某种或某类产品加工过程所需要的设备和人员组成一个生产单位，并按产品工艺顺序来布置相应设备的形式。加工对象可以封闭在一个生产单位内完成其工艺过程(如图52)。5.3.生产运营系统设施布置原则生产运营系统设施布置原则 5.3.1.产品专业化原则布置产品专业化原则布置 这种布置适用于品种较少、产量较大、生产条件较稳定的情况。 2/12/202233 产品原则布置的优点是：产品原则布置的优点是：（1）工序之间距离较短，利于节省搬运费用。（2）部门之间的联系较简单，便于计划管理。（3）利于提高生产平行性，缩短加工周期，减少在制品占用。 产品原则布置的缺点：产品原则布置的缺点：（1）适应

25、性较差。由于设备按某种/类产品加工工艺及顺序配置和布置，因而当产品、工艺变化时，这种布置将难于适应。（2）完成同工种的设备和人员分布在不同部门，不利于工人的相互学习和技术水平的提高，也不利于提高设备和人员的使用率。（3）各岗位工人作业对象固定，工作内容单调容易导致工人厌倦，进而会影响到工作效率。5.3.生产运营系统设施布置原则生产运营系统设施布置原则 5.3.1.产品专业化原则布置产品专业化原则布置2/12/2022345.3.生产运营系统设施布置原则生产运营系统设施布置原则 5.3.1.产品专业化原则布置产品专业化原则布置U型布置 按产品原则布置条件下，为了提升员工的工作效率，可实行多设备看

26、管，即一个工人同时照看多台设备。为了便于工人执行多设备看管，设备布置可以采用U型布置形式（见图5-3）。U型布置呈块状型，利于缩短工人的走动距离，利于工人之间的交流和协同工作。 2/12/202235 工艺原则布置（工艺原则布置（process layoutprocess layout）又称工艺专业化布置，就是将完成相同或相似工作的设备和人员布置在一起组成一个生产单位。见图3-4。5.3.生产运营系统设施布置原则生产运营系统设施布置原则 5.3.2.工艺原则布置工艺原则布置图 5-4工艺原则布置形式AAAABBBBCCCCEEEFFGG产品 2AABBCCEEEEEGG产品 12/12/202

27、236 工艺原则布置的优点：工艺原则布置的优点：（1 1）对品种变化的适应性较强。）对品种变化的适应性较强。工艺专业化组成的单位，工艺方法一定，但加工对象可变，因而可以适应品种的变化。（2 2）利于工人技术交流和激励。）利于工人技术交流和激励。相同工种工人集中在一起，利于相互交流、比较、考核，提高技术水平，也便于对工人的激励。（3 3）利于工作负荷均匀分配。）利于工作负荷均匀分配。可以保证同工种工人的工作负荷基本一致，便于管理层的管理。（4 4）生产系统稳定性较高。）生产系统稳定性较高。工艺原则布置等效于并联生产系统的效果，同类设备中的个别设备故障或工人缺勤对整个生产系统的影响较小，上下工序之

28、间的相互制约和依赖远没有产品原则布置那么强。5.3.生产运营系统设施布置原则生产运营系统设施布置原则 5.3.2.工艺原则布置工艺原则布置2/12/202237 工艺原则布置的缺点：工艺原则布置的缺点：（1 1）在制品占用量大、加工周期长。）在制品占用量大、加工周期长。工艺原则布置下产品在工序之间流转的距离较大，工序之间一般需按批流转，距离越大则流转批量越大，加工周期越长，因而在制品占用较大。（2 2）产品流转路线复杂、路线长。）产品流转路线复杂、路线长。由于每一种产品都要经过多道工序、多个工段的加工，而工段之间存在较大距离，因而完成产品工艺流程加工的物流路线就较长，而多种产品的工艺流程不相同

29、，各种产品的工艺流程相互交织就形成了复杂的往返、交叉的物流路线。（3 3）部门之间联系和制约多，导致管理工作复杂。）部门之间联系和制约多，导致管理工作复杂。由于产品工艺过程需要经过多个部门，产品在部门直接的流转过程需要办理繁琐的手续，包括质量、数量的检查和验收，以区分部门的责任，增加了相应的人力和时间消耗。5.3.生产运营系统设施布置原则生产运营系统设施布置原则 5.3.2.工艺原则布置工艺原则布置2/12/202238 产品固定位置布置（产品固定位置布置（fixed position layoutfixed position layout）是指加工对象位置固定，工人和设备按工艺流程顺序转移位

30、置、完成产品加工内容。5.3.生产运营系统设施布置原则生产运营系统设施布置原则 5.3.3.产品固定式原则布置产品固定式原则布置 2/12/202239 成组原则布置成组原则布置(Group Layout)(Group Layout)又称单元制造布置，是将完成某类相似对象工艺流程所需的设备组成生产单位的布置方式。 成组原则布置首先按照一定的相似性标准将加工对象进行分类归组，然后确定零件组的典型工艺流程，进而把完成相应典型工艺流程所需的设备组成一个生产单元，如图56所示。5.3.生产运营系统设施布置原则生产运营系统设施布置原则 5.3.4.成组原则布置成组原则布置2/12/2022405.4.1

31、. 5.4.1. 多品种生产线设施单行布置优化多品种生产线设施单行布置优化5.4.2. 5.4.2. 均等面积设施多行布置优化方法均等面积设施多行布置优化方法5.4.3. 5.4.3. 非等面积设施多行布置优化方法非等面积设施多行布置优化方法5.4.4. 5.4.4. 相互关系布置法相互关系布置法5.4.5. 5.4.5. 计算机辅助设施布置技术计算机辅助设施布置技术5.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法讲台讲台讲台讲台讲台讲台讲台讲台布置目标:普通超市有不少于3万种不同的商品，如何布置以实现最低的成本和最大的销量？540与1080-1620货架维度:从上至下，存在一

32、个精确的价值梯度，并且对应着不同的“位置费”（货架中部的销售力是底部位置的5倍还多，位置费最高）水平方向，如何设计摆放宽度以便既能吸引顾客又能节省展区通过可获得性和便捷性得到更多销量超市、便利店把小商品摆放在收银台旁案例：7/11便利店因为其便捷性，所售的牛奶、面包等商品价格远高于当地超市与其说卖产品，不如说卖的是便捷性！2/12/202245 5.4.1.多品种生产线设施单行布置优化多品种生产线设施单行布置优化 由于工段内各产品的工艺流程不同，因而工段内的物流路线交叉、往返多，这时设备的优化布置就是要找到物流运输工作量最小化的布置方案。5.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置

33、优化方法 5.4.1.多品种生产线设施单行布置优化多品种生产线设施单行布置优化1. 1. 不考虑物料出入口距离的设备单行布置从至表优化法不考虑物料出入口距离的设备单行布置从至表优化法 例例3 3：某个多品种生产工段由10个设施构成，各产品工艺流程顺序不相同。工段内设施单行布置(图5-7)，试对各设备单行布置方案进行优化。首先画出包括工段所有产品的综合工艺路线图表(表5-3)，据此统计该工段在一段时期内各设施之间的物流量关系，进而画出物流量从至表，各设施之间一个月的物流量统计数据如表5-4：2/12/2022465.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.1.多品种

34、生产线设施单行布置优化多品种生产线设施单行布置优化2/12/2022475.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.1.多品种生产线设施单行布置优化多品种生产线设施单行布置优化注：表5-4中有数字的单元格表示从行对应设备运往列对应设备的运输量，最后一行数字表示从其他设备运入列对应设备的物料流入量；最右边一列数字表示从对应行设备运出至其它设备的物料流出量。2/12/2022485.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.1.多品种生产线设施单行布置优化多品种生产线设施单行布置优化 忽略工段出入口运输距离的条件下，物流运输工作总量可有下式

35、计算：忽略工段出入口运输距离的条件下，物流运输工作总量可有下式计算：对角线左下方的数字表示从右至左的反向物流，对角线右上方的数字表示从左至右的正向物流。优化布置的目标函数就是： njnijijiwdW11,min 2/12/202249 例例5-35-3中，若按自然顺序布置设备，则根据式（中，若按自然顺序布置设备，则根据式（5-35-3），总的物流运输工），总的物流运输工作量可计算如下：作量可计算如下：5.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.1.多品种生产线设施单行布置优化多品种生产线设施单行布置优化WI=1(2+1+4+1+2+1)+2(8+2+1+1+1)

36、+3(2+6+2+1)+4(1+1+1)+ 5(1+1)+6(4+1+5+2)+73+8(2+1)=209 从至表法优化布置就是通过调整设备位置使从至表中较大的数字尽量往对角线上靠近。如单元格 (1,2) 和 (1,3)中的数字对应毛坯库至铣床和车床的物流量分别为2和8，其局部运输工作量为：21+82=18 ；若把其位置对调，则其运输工作量为：22+81=12 ，物流运输工作量减少了5个单位。 根据上述原则，对表5-4中的设备位置进行调整，得到新的设备单行布置方案如表5-5：2/12/2022505.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.1.多品种生产线设施单行

37、布置优化多品种生产线设施单行布置优化优化后的物流运输工作量：优化后的物流运输工作量： 优化后物流运输工作减少量：优化后物流运输工作减少量：可见设备位置调整后，工段物流运输工作量得到了优化。可见设备位置调整后，工段物流运输工作量得到了优化。39170209OIWWW1701817161)13(25251241116243121112122481）（）（）（）（OW2/12/202251 2. 2.考虑生产线出入口距离的设备单行布置从至表优化法考虑生产线出入口距离的设备单行布置从至表优化法 在考虑工段物料出入口运输距离的情况下，从至表法优化设备布置的上述原则将有所不同。 例例5-4 5-4 某工段

38、上加工的某产品，单位为100件，工艺流程为：A C D E G ,比较如下几种布置方案的物流运输工作量： （1）有物流关系的设备存在非相邻布置方案，如图5-8所示。5.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.1.多品种生产线设施单行布置优化多品种生产线设施单行布置优化W=100（2+1+1+2）=6002/12/202252（2）有物流关系的设备相邻布置的方案，如图5-9所示。5.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.1.多品种生产线设施单行布置优化多品种生产线设施单行布置优化（3）设施布置存在反向物流的情况，如图5-10所示。2/

39、12/202253 .4.2.均等面积设施多行布置优化方法均等面积设施多行布置优化方法 例例5-5 5-5 某工段共有12台设备，布置成三行，如图5-11。设相邻设备(A-B，A-E, B-F等)之间的距离为1；对角位置(A-F，E-B, F-C等)的距离为2，以此类推。设备之间的物流量统计结果如表5-6所示。试对设备多行布置方案进行优化。5.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.2.均等面积设施多行布置优化方法均等面积设施多行布置优化方法2/12/202254 5.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.2.均等面积

40、设施多行布置优化方法均等面积设施多行布置优化方法2/12/202255 由图由图5-115-11和设定的单位距离标准，得到工段内各设备之间的距离矩阵和设定的单位距离标准，得到工段内各设备之间的距离矩阵表，见表表，见表5-75-7。5.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.2.均等面积设施多行布置优化方法均等面积设施多行布置优化方法2/12/202256 总的物流运输费用计算公式如下：总的物流运输费用计算公式如下：5.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.2.均等面积设施多行布置优化方法均等面积设施多行布置优化方法 ）（4-511,

41、mjmijijijidcwF式中： = 位置上的设备运往 位置设备的物流量； =工段中 位置运往 位置的距离； =单位物流运输工作量的费用。 =设备数 jiw,jid,jic,m 设单位物流运输费为1，把表5-6和表5-7中的对应元素作为矩阵元素，把两个矩阵相同下标的元素相乘，得到费用元素矩阵表，把费用元素矩阵表各元素相加，得到初始布置方案的物流运输总费用结果。2/12/202257 5.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.2.均等面积设施多行布置优化方法均等面积设施多行布置优化方法 物流费用矩阵；设：nnf 物流运输量矩阵；nnw 物流距离矩阵；nnd 阵；

42、单位物流工作量费用矩nnc nnnnnnnnnnnnnnnndwdwdwdwdwdwdwdwdwdwfF.22111111222221211112121111定义：mjmijifF11,总费用计算公式为：总费用计算公式为：2/12/2022585.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.2.均等面积设施多行布置优化方法均等面积设施多行布置优化方法F2/12/202259 把物流费用矩阵表元素累加得到：把物流费用矩阵表元素累加得到：5.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.2.均等面积设施多行布置优化方法均等面积设施多行布置优化方法4

43、86211mjmijifF, 为了找到较优的布置方案，可借助智能优化方法，通过计算机进行方案寻优。即随机调换图5-11中的任意两台设备的位置，然后计算相应方案的物流运输工作量，通过足够次数的调换和计算结果比较，找到较优的布置方案。图5-12是通过模拟退火算法进行寻优得到的方案结果：2/12/202260 经过优化后的设备物流量如表经过优化后的设备物流量如表5-85-8所示。所示。5.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.2.均等面积设施多行布置优化方法均等面积设施多行布置优化方法 得到优化布置方案的物流总费用：得到优化布置方案的物流总费用： 总的物流运输费用减少

44、额为：总的物流运输费用减少额为：406311mjmijijijidcfF,79940634862F2/12/202261 .4.3.非等面积设施多行布置优化方法非等面积设施多行布置优化方法 非等面积非等面积是指各设施所占面积不相等的情况。设施面积不相等下的可能布置方案数(解空间)巨大。为此，可借助“空格填充先法”把该类问题的可行解空间缩减为有限的“旅行售货员”问题来求解。 例例 5-6 5-6 某电动工具厂生产手电钻、冲击钻、角磨机等20种不同品种和规格的产品。其生产车间由9个工段组成，各工段所需面积分别为：零部件仓01(100)、绕线工段02(80)、滴漆工段03(60)、电机

45、装配工段04(80)、上壳体装配工段05(60)、总装工段06(100)、耐高压检验工段07(60)、包装工段08(60)、产成品库09(200)，车间面积为：800平方米(2040)。统计了一个月的物流量数据如表5-9所示。5.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.3.非等面积设施多行布置优化方法非等面积设施多行布置优化方法2/12/202262表5-9 某车间工段之间的物流从至表 （单位： ）2m5.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.3.非等面积设施多行布置优化方法非等面积设施多行布置优化方法2/12/202263 首先把

46、800平方米车间等分成800个单位面积为1米的单元，用相应算法产生“空格填充线”，该曲线从某处入口开始，连续不断地穿过所有单元格，最后从某个单元格出来。该曲线的形成原则是尽量保证各工段面积形状为块状。见图5-13：5.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.3.非等面积设施多行布置优化方法非等面积设施多行布置优化方法2/12/202264 按初始的工段排列顺序，连续不断地依次为各工段分配单元格，直至所有工段分配完，形成第一个布置方案。调换不同工段的布置顺序将形成不同的布置方案，不同方案工段之间的距离可按工段中心距离进行计算，每形成一个方案则计算一次相应的物流运输工

47、作量，直至找到的较优的布置方案为止，优化过程可借助计算机和智能优化算法来完成。图5-14是用智能优化算法模拟退火法得到的较优布置方案：5.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.3.非等面积设施多行布置优化方法非等面积设施多行布置优化方法布置方案的物流运布置方案的物流运输工作量为：输工作量为：93099930992/12/202265 根据各部门对面积形状的具体要求，在不破坏优化结果的条件下，对原布置方案各工段面积进行调整，得到如图5-15所示方案：5.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.3.非等面积设施多行布置优化方法非等面积设

48、施多行布置优化方法2/12/202266 5.4.4. 5.4.4.相互关系布置法相互关系布置法 相互关系布置法就是根据各部门/设施之间的相互关系密切程度，把相互关系较密切的部门/设施尽量安排靠近布置的方法。具体步骤如下： 步骤步骤1 1：绘制设施的相关图。：绘制设施的相关图。 将设施/部门之间关系密切程度划分为A、E、I、O、U、X六个等级，分别表示绝对重要、特别重要、重要、一般、不重要和不予考虑。分析和确定关系密切程度的要素并赋分。 5.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.4.相互关系布置法相互关系布置法表表5-10 关系程度的原因、级别符号和赋分关系程度

49、的原因、级别符号和赋分2/12/2022675.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.4.相互关系布置法相互关系布置法绘制设施的相互关系图，如图5-16所示。2/12/202268 步骤步骤2 2：计算各设施的关系积分。：计算各设施的关系积分。 根据设施相关图和每种关系的具体分数确定每一设施与其他设施根据设施相关图和每种关系的具体分数确定每一设施与其他设施的关系总积分。的关系总积分。 步骤步骤3 3：根据关系积分进行布置。：根据关系积分进行布置。 先布置关系积分最高的设施先布置关系积分最高的设施/ /部门，其余设施部门，其余设施/ /部门按与已布置部门按与已布置

50、部门的关系紧密程度的高低依次布置。部门的关系紧密程度的高低依次布置。5.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.4.相互关系布置法相互关系布置法2/12/202269 例例5-75-7： 某厂有5个部门，各部门的面积分别为：A1=1000 m2, A2=2000 m2 , A3=2000 m2, A4=1000 m2 , A5=1000 m2 ，部门之间关系密切程度以及关系分数如表5-11，应用相互关系布置法确定各部门的位置。 （1）分析和确定部门之间的关系，计算各部门的关系总积分，如表5-12所示。5.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法

51、 5.4.4.相互关系布置法相互关系布置法表表5-12 部门之间关系级别及关系分部门之间关系级别及关系分2/12/202270 （2）找出关系积分最高的部门，把该部门布置在中央；以按面积比例缩小的方块代表1000 m2；上例关系分最高为部门A3；5.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.4.相互关系布置法相互关系布置法A3A3图图5-17 先布置相互关系总分最高的部门先布置相互关系总分最高的部门A3（3）找出与已布置部门关系级别最高的部门，作为下一个布置部门, 上例为部门A4；当关系级别最高部门有多个时，则选关系分最高的部门；A4A3A3图图5-18 接着布置与部门接着布置与部门3关系级别最高的部门关系级别最高的部门A42/12/202271 （4）当某部门布置方案有多个时，则比较各方案的布置得分，选择布置得分最高的方案；如图5-19。5.4.生产运营系统设施布置优化方法生产运营系统设施布置优化方法 5.4.4.相互关系布置法相互关系布置法A3A3A4A1A1A1方案1方案2A1方案4方案3图图5-19 部门部门A1的布置方案中选取结果的布置方案中选取结果