第3讲生产和服务设施选址与布置

1、第第3 3讲讲 生产生产/ /服务设施选址与布置优化服务设施选址与布置优化 3.1 3.1 选址决策选址决策 3.2 3.2 设备设备/ /设施布置决策设施布置决策 3.3 3.3 选址与设施布置的方法选址与设施布置的方法 3.4 3.4 装配线平衡装配线平衡 3.5 3.5 非制造业的设施布置非制造业的设施布置3.1 3.1 选址决策选址决策 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企业的业务流程，而且要考虑整个供应链系统，选址的含义

2、早已扩展到整个供应链上的合作伙伴那里。应链上的合作伙伴那里。 供应商制造商仓储和配送中心客户：物流：需求信息流图图3-1:3-1:供应链结构示意图供应链结构示意图 n 一个企业的竞争力将直接受到其地理位置和环境的影响。一个企业的竞争力将直接受到其地理位置和环境的影响。n 对于制造业企业，地理布局决定着某些直接成本的高低。对于制造业企业，地理布局决定着某些直接成本的高低。n 对于服务业企业，选址问题直接影响着供需关系（如客对于服务业企业，选址问题直接影响着供需关系（如客流量）。流量）。n 选址的问题还影响着员工的情绪、相互之间的关系以及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。

3、公共关系等。选址决策的基本概念选址决策的基本概念n设施选址（设施选址（Facility LocationFacility Location），就是为实现企），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。厂或建立服务设施的过程。n设施选址不仅关系到设施建设的投资和建设的速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务的成本，从而影响到企业的生产管理活动和经济效益。济效益。选址决策与物流系统选址决策与

4、物流系统n 一个企业的选址决策，与供应商、消费者及其他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。相关因素有密切关系。n 理想情况下，一个企业作出的选址决策应使企业理想情况下，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。的利润最大化，至少应使物流处于控制之中。n 从物流系统出发，就是要综合考虑所有的因素，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。使得物流链上的每一个节点都能达到最优。影响选址的因素影响选址的因素n 经济因素经济因素 运输条件与费用运输条件与费用运输工具：航空、铁路、水路、管道运输、运输工具：航空、

5、铁路、水路、管道运输、陆路陆路企业选址要考虑是接近原材料产地还是企业选址要考虑是接近原材料产地还是 消费市场消费市场 劳动力可获性与费用劳动力可获性与费用 能源可获性与费用能源可获性与费用厂址条件和费用厂址条件和费用 n 其他因素其他因素 政治因素政治因素 政治局面、法制的健全、税负政治局面、法制的健全、税负 的公平的公平 社会因素社会因素 居民的生活习惯、文化教育水平、居民的生活习惯、文化教育水平、宗教信仰和生活水平宗教信仰和生活水平 自然因素自然因素 气候条件和水资源状况气候条件和水资源状况服务设施选址的特殊性服务设施选址的特殊性服务设施是指具有独立服务功能的机构，如商场、服务设施是指具有

6、独立服务功能的机构，如商场、餐厅、机场、火车站、公园等餐厅、机场、火车站、公园等服务设施的选址决策有其特殊性服务设施的选址决策有其特殊性除了考虑上述因素外，还有考虑所选地区人口情除了考虑上述因素外，还有考虑所选地区人口情况、所选地区的消费者购买力、所选地区的客流况、所选地区的消费者购买力、所选地区的客流量、设施质量（包括可达性、可视性、扩展性、量、设施质量（包括可达性、可视性、扩展性、停车位等）、已有同类服务设施情况等因素。停车位等）、已有同类服务设施情况等因素。选址的一般步骤选址的一般步骤n选择某一个地区选择某一个地区 可以选择在城市设厂、农村设厂和城郊设厂。可以选择在城市设厂、农村设厂和城

7、郊设厂。n在同一地区选择若干适当的地点在同一地区选择若干适当的地点n比较不同地点，作出决定比较不同地点，作出决定3.2 3.2 设备设备/ /设施布置决策设施布置决策生产和服务设备生产和服务设备/ /设施布置就是指合理安排企业或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。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位组成和生产单位内部采用的专业化形式之后才能进行。能进行。

8、 影响企业生产单位构成的因素影响企业生产单位构成的因素n产品的结构与工艺特点产品的结构与工艺特点n企业的专业化与协作化水平企业的专业化与协作化水平-以生产产品品种的多少和工艺类型与方法的单一化程度来衡量的。n企业的生产规模企业的生产规模劳动力和生产资料在企业的集中程度生产单位的专业化原则和形式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量，他是企业与车间平面布置中必须考虑的重要问题。问题。n工艺专业化原

9、则（工艺专业化原则（process focusedprocess focused）n对象专业化原则（对象专业化原则（product focusedproduct focused） n纯粹按工艺专业化形式或对象专业化形式布置的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或企业的布置影响生产和服务设施布置决策的因素影响生产和服务设施布置决策的因素n厂房的布置满足生产过程的要求，以避免互相交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，节省生产费用叉和迂回运输，缩短生产周期，节省生产

10、费用n生产联系和协作联系密切的单位应相互靠近布置生产联系和协作联系密切的单位应相互靠近布置n充分利用现有运输条件充分利用现有运输条件n按照生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区按照生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区n在考虑防火和卫生条件下，总平面布置应力求占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地面积最小n工厂布置应考虑有扩建的余地工厂布置应考虑有扩建的余地3.33.3设施布置的方法设施布置的方法3.33.3设施布置的方法设施布置的方法主要内容主要内容|3.3.13.3.1从从- -至表法至表法|3.3.23.3.2物料运量图发法物料运量图发法|3.3.33.3.3作业相关图

11、法作业相关图法|3.3.43.3.4重心法重心法|3.3.53.3.5线性规划方法线性规划方法|3.3.63.3.6计算机辅助选址决策与设施布置计算机辅助选址决策与设施布置M本节所讲方法主要是应用于工艺专业化布置，也包括在本节所讲方法主要是应用于工艺专业化布置，也包括在厂区总体布置时的运用。对象专业化布置涉及到的主要是厂区总体布置时的运用。对象专业化布置涉及到的主要是生产线平衡生产线平衡3.43.4节讲述。节讲述。|3.3.13.3.1从从- -至表法至表法3.3.13.3.1从从- -至表法至表法从从- -至表法至表法是一种常用的设施布置方法。在车间设备的是一种常用的设施布置方法。在车间设备

12、的布局中应用较多。布局中应用较多。（什么是从（什么是从- -至表？）至表？）从本质上看，从本质上看，从从- -至表至表是一种记录设施（车间、工作地是一种记录设施（车间、工作地及机器设备等）间物料运输情况的工具。具体而言及机器设备等）间物料运输情况的工具。具体而言从从- -至表至表就是一个表示物料从一个设施到另一个设施的运输就是一个表示物料从一个设施到另一个设施的运输次数、运输距离、运输量或运输成本（费用）的次数、运输距离、运输量或运输成本（费用）的统计表统计表。它是一种矩阵式二维表格。表上它是一种矩阵式二维表格。表上“列列”中的设施为物料中的设施为物料出发的地方，出发的地方，“行行”中的设施为

13、物料到达的地方。同时中的设施为物料到达的地方。同时从从- -至表至表还可以表示物料移动的方向。还可以表示物料移动的方向。3.3.13.3.1从从- -至表法至表法一般来说，从至表根据其所含数据元素的意义不同，一般来说，从至表根据其所含数据元素的意义不同，分为四类：分为四类：u次数从至表：次数从至表：表中元素表示从表中元素表示从出发设施出发设施至至到达设施到达设施的的运输次数的汇总运输次数的汇总u距离从至表：距离从至表：表中元素表示从表中元素表示从出发设施出发设施至至到达设施到达设施运运输距离的长短输距离的长短u运量从至表：运量从至表：表中元素表示从表中元素表示从出发设施出发设施至至到达设施到达

14、设施运运输量的大小输量的大小u成本从至表：成本从至表：表中元素表示从表中元素表示从出发设施出发设施至至到达设施到达设施运运输成本的大小输成本的大小3.3.13.3.1从从- -至表法至表法 从从- -至表法至表法分析的分析的目标目标就是如何安排多个设施的相对就是如何安排多个设施的相对位置从而使物料的移动距离最小，或物料的总运量最位置从而使物料的移动距离最小，或物料的总运量最小，或物料总的运输成本最小。小，或物料总的运输成本最小。 下面我们将结合补充的例子来说明这种方法的具体应下面我们将结合补充的例子来说明这种方法的具体应用。用。3.3.13.3.1从从- -至表法至表法例：例：一金属加工车间有

15、六台设备，已知其生产的零件品种一金属加工车间有六台设备，已知其生产的零件品种及加工路线及加工路线, ,并据此给出如下表所示的零件在设备之间的每并据此给出如下表所示的零件在设备之间的每月移动次数，同时给出了单位距离运输成本。请用这些数据月移动次数，同时给出了单位距离运输成本。请用这些数据确定该车间的最佳布置方案。确定该车间的最佳布置方案。3.3.13.3.1从从- -至表法至表法M实际布置中，除考虑运输成本实际布置中，除考虑运输成本（或移动距离、运输量）外，还要（或移动距离、运输量）外，还要考虑其它一些非运输因素。如果有考虑其它一些非运输因素。如果有特殊因素制约时，就不能以运输因特殊因素制约时，

16、就不能以运输因素作为优先考虑了。素作为优先考虑了。( (喷漆远离电喷漆远离电焊；对噪音振动敏感部门的布置焊；对噪音振动敏感部门的布置) )3.3.13.3.1从从- -至表法至表法考虑总运量最小时，从至表法的基本步骤：考虑总运量最小时，从至表法的基本步骤：u1.1.选择典型零件，制定典型零件的工艺路线，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。确定所用机床设备。u2.2.制定设备布置的初始方案，统计出设备之间制定设备布置的初始方案，统计出设备之间的的移动距离移动距离。（例题中是单位距离）。（例题中是单位距离）u3.3.确定出零件在设备之间的确定出零件在设备之间的移动次数移动次数和

17、和单位运单位运量成本（例题中暗含）量成本（例题中暗含）。u4.4.用用实验法实验法确定最满意的布置方案。确定最满意的布置方案。3.3.13.3.1从从- -至表法至表法例：例：某机械加工车间有某机械加工车间有8 8台设备及毛坯库，检验台共台设备及毛坯库，检验台共1010个工作地。个工作地。假定任意相邻两工作地间距离大体相等并假定任意相邻两工作地间距离大体相等并记作一个单位距离。记作一个单位距离。现有现有1010个零件由该车间加工。零件个零件由该车间加工。零件的综合工艺路线已知，请用从至表法确定该车间的综合工艺路线已知，请用从至表法确定该车间1010个工个工作地的最佳布置方案。作地的最佳布置方案

18、。第一步第一步：根据实际工作情况，绘制零件的综合工艺路线图。：根据实际工作情况，绘制零件的综合工艺路线图。本例中工艺路线图已经给出。如下图。本例中工艺路线图已经给出。如下图。 3.3.13.3.1从从- -至表法至表法零件综合工艺线路图零件综合工艺线路图3.3.13.3.1从从- -至表法至表法第二步：第二步：制定设备布置的初始方案（先假设工作地的一个初始制定设备布置的初始方案（先假设工作地的一个初始安排），根据零件综合工艺线路图编制零件安排），根据零件综合工艺线路图编制零件移动次数从至表移动次数从至表 表中数字的含义及移动方向的区分3.3.13.3.1从从- -至表法至表法初始方案中工作地与

19、设备的布置顺序为：初始方案中工作地与设备的布置顺序为：零件移动总距离的计算与分析：零件移动总距离的计算与分析：通过从至表可以发现，通过从至表可以发现，表中数据距离对角线的表中数据距离对角线的格数格数就是两工作地间的就是两工作地间的距离单位距离单位数数，因而，越靠近对角线的方格，两工作地间距离越小。，因而，越靠近对角线的方格，两工作地间距离越小。因此，零件总的移动距离因此，零件总的移动距离L L的计算公式为：的计算公式为：ijL其中其中i i为两个工作地之间的距离（用为两个工作地之间的距离（用数据距离对角线的格数数据距离对角线的格数表示）；表示）；j j为这连个工作地的移动次数（从至表中的数字）

20、为这连个工作地的移动次数（从至表中的数字）毛坯库毛坯库铣床铣床车床车床钻床钻床镗床镗床磨床磨床压床压床内圆磨床内圆磨床锯床锯床检验台检验台3.3.13.3.1从从- -至表法至表法初始方案中零件的移动总距离为：初始方案中零件的移动总距离为：顺向顺向逆向逆向i ij j1(2+1+5)=8 2(5+2+1)=16 3(1+1+1)=9 4(1+1+1+2)=20 64=24 82=16 i ij j1(2+1)=3 21=2 3 (1+1)=6 61=6 小计：小计： 11471=7 小计：小计： 24零件移动总距离：零件移动总距离： L=114+24=138 单位距离单位距离3.3.13.3.

21、1从从- -至表法至表法第三步：第三步：改进从改进从- -至表求最佳工作地排列顺序。改进的至表求最佳工作地排列顺序。改进的主要主要目标目标是使零件移动总距离是使零件移动总距离L L最小，其次也要考虑减少逆向移最小，其次也要考虑减少逆向移动。因此，调换工作地或设备的位置，使移动次数动。因此，调换工作地或设备的位置，使移动次数j j大的格大的格子靠近对角线，靠近对角线，就会使子靠近对角线，靠近对角线，就会使i i减小，从而会使减小，从而会使L L减小。减小。同时，可以考虑使对角线下面有数字的格子置换到对角线上同时，可以考虑使对角线下面有数字的格子置换到对角线上面去，这样可以减少逆向移动。根据这一原

22、则，可以对工作面去，这样可以减少逆向移动。根据这一原则，可以对工作地或设备作多次调整，每调整一次都要计算一次零件移动的地或设备作多次调整，每调整一次都要计算一次零件移动的总距离，直到找出较优的安排为止。总距离，直到找出较优的安排为止。假定改进后的零件从至表如下。假定改进后的零件从至表如下。3.3.13.3.1从从- -至表法至表法改进后的零件从至表改进后的零件从至表M计算零件移动总距离？计算零件移动总距离？3.3.13.3.1从从- -至表法至表法顺向顺向逆向逆向i ij ji ij j小计：小计： 71小计：小计： 41零件移动总距离：零件移动总距离： L=71+41=112单位距离单位距离

23、1(1+1)=2 22=4 3(1+2)=9 41=4 5(1+1)=10 6(1+1)=12 1(5+5+4+1+1)=16 2(2+1)=6 32=6 42=8 5(2+1)=15 61=6 7(1+1)=14 改进后工作地及设备的布置顺序为：改进后工作地及设备的布置顺序为：改进后零件的移动总距离为：改进后零件的移动总距离为：毛坯库毛坯库车床车床钻床钻床检验台检验台铣床铣床锯床锯床磨床磨床内圆磨床内圆磨床压床压床镗床镗床3.3.13.3.1从从- -至表法至表法第四步：第四步：比较改进前后的从至表与零件移动总距离的数据。比较改进前后的从至表与零件移动总距离的数据。观察改进的效果如何。观察改

24、进的效果如何。本例子中改进前后零件的移动总距离减少了本例子中改进前后零件的移动总距离减少了138-112=26138-112=26个单个单位距离。但物料的逆向移动问题没有什么改观。（自己可以详位距离。但物料的逆向移动问题没有什么改观。（自己可以详细分析一下）。细分析一下）。最后需要说明的是上述例子中所得结果（移动总距离减最后需要说明的是上述例子中所得结果（移动总距离减少了少了2626）算不算最优呢？答案是不一定是最优。因为从至）算不算最优呢？答案是不一定是最优。因为从至表法是一种表法是一种启发式算法启发式算法，所得结果可以较优，但不一定保，所得结果可以较优，但不一定保证最优。结果的优化程度往往

25、取决与人的实际经验。证最优。结果的优化程度往往取决与人的实际经验。|3.3.23.3.2物料运量图法物料运量图法3.3.23.3.2物料运量图法物料运量图法物料运量图法可以看作是从至表法一种扩展应用。它物料运量图法可以看作是从至表法一种扩展应用。它是按照生产过程中物料的流向及生产单位之间运输量布是按照生产过程中物料的流向及生产单位之间运输量布置企业的车间及各种设施的相对位置，最终目的也是使置企业的车间及各种设施的相对位置，最终目的也是使物料运输成本最小，物料运输成本最小，基本原则是运输量大的生产单位应基本原则是运输量大的生产单位应安排在相临位置安排在相临位置。其步骤为：。其步骤为：u1.1.根

26、据原材料、在制品在生产过程中的流向，初步布置各个根据原材料、在制品在生产过程中的流向，初步布置各个生产车间或生产服务单位的相对位置，绘出初步生产车间或生产服务单位的相对位置，绘出初步物流图物流图。u2.2.统计车间之间的物料流量，制定统计车间之间的物料流量，制定物料运量表物料运量表（实际上也是（实际上也是从至表从至表-运输量从至表）。运输量从至表）。u3.3.按运量大小进行初试布置，将车间之间运输量大的安排在按运量大小进行初试布置，将车间之间运输量大的安排在相邻位置，并考虑其它因素进行改进和调整。相邻位置，并考虑其它因素进行改进和调整。3.3.23.3.2物料运量图法物料运量图法例：例：某企业

27、有某企业有5 5个生产单位，各单位之间物料流向及运输个生产单位，各单位之间物料流向及运输量已知，根据资料绘制物料运量表如下：量已知，根据资料绘制物料运量表如下：0102030405总计总计01721415026280345110046280522总计总计1114106单位：单位：1010吨吨3.3.23.3.2物料运量图法物料运量图法绘制运量图绘制运量图050203042吨1吨013.3.23.3.2物料运量图法物料运量图法运量图变形一运量图变形一01020304057652264421213.3.23.3.2物料运量图法物料运量图法运量图变形二运量图变形二010203040576522644

28、2123.3.23.3.2物料运量图法物料运量图法根据运量图进行设施布置：根据运量图进行设施布置：以上所得到的运量图，只能看作是设施布置的雏形，以上所得到的运量图，只能看作是设施布置的雏形，只是反映了车间等单位之间在物料流向及运量方面的只是反映了车间等单位之间在物料流向及运量方面的所处的比较经济的位置关系。真正的布置还要考虑每所处的比较经济的位置关系。真正的布置还要考虑每个单位的面积、形状及地形地貌等很多因素。个单位的面积、形状及地形地貌等很多因素。0302010405|3.3.33.3.3作业相关图法作业相关图法3.3.33.3.3作业相关图法作业相关图法作业相关图法，又称活动相关图法，或网

29、格图法、关作业相关图法，又称活动相关图法，或网格图法、关系图法、接近性评级法。这种方法是由默泽（系图法、接近性评级法。这种方法是由默泽（Richard Richard MutherMuther）提出的。它是根据企业各部门之间的）提出的。它是根据企业各部门之间的活动关系活动关系密切程度密切程度来布置其相互位置的一种方法。这种方法主要来布置其相互位置的一种方法。这种方法主要用于厂区总体布置。用于厂区总体布置。应用该方法时，应用该方法时，首先首先要将关系密切程度划分为要将关系密切程度划分为A A、E E、I I、O O、U U、X X六个等级（如图六个等级（如图3-13-1），），然后然后，列出导致

30、不同程，列出导致不同程度关系的原因（如图度关系的原因（如图4-24-2）。使用这两种资料，将待布置）。使用这两种资料，将待布置的部门一一确定出相互关系，列出的部门一一确定出相互关系，列出作业相关图作业相关图。根据相。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，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。安排出最合理的布置方案。 3.3.33.3.3作业相关图法作业相关图法代号代号密切程度密切程度赋值赋值A绝对重要绝对重要5E特别重要特别重要4I重要重要3O一般一般2U不重要不重要1X不予考虑不予考虑0图图3-1 3-1 关系密切程度分类表关系密切程度分

31、类表 3.3.33.3.3作业相关图法作业相关图法代号代号关系密切原因关系密切原因1 1使用共同的原始记录使用共同的原始记录2 2共用人员共用人员3 3共用场地共用场地4 4人员接触频繁人员接触频繁5 5文件交换频繁文件交换频繁6 6工作流程连续工作流程连续7 7做类似的工作做类似的工作8 8共用设备共用设备9 9其它其它图图3-2 3-2 关系密切程度的原因关系密切程度的原因M可以根可以根据实际应据实际应用给定不用给定不同的原因同的原因默泽曾提默泽曾提出了六种出了六种原因原因3.3.33.3.3作业相关图法作业相关图法作业相关图法的应用方法有两种，一种是作业相关图法的应用方法有两种，一种是定

32、性法定性法；一；一种是种是赋值法赋值法。当采用赋值法时，要先给上面的六个等级。当采用赋值法时，要先给上面的六个等级赋不同的分数值。这两种方法，前者比较直观，后者体赋不同的分数值。这两种方法，前者比较直观，后者体现了定量分析。下面举例说明这两种方法的运用。现了定量分析。下面举例说明这两种方法的运用。例：例：某企业由接收与发运、成品库、工具车间、修理某企业由接收与发运、成品库、工具车间、修理车间、生产车间、中间零件库、食堂和管理办公室等八车间、生产车间、中间零件库、食堂和管理办公室等八个部门组成，这八个部门在生产经营活动中的相关关系个部门组成，这八个部门在生产经营活动中的相关关系如图如图3-33-

33、3所示。所示。3.3.33.3.3作业相关图法作业相关图法作业相关图作业相关图该该方格表示部方格表示部门门1 1与与8 8之间的之间的作业作业相关相关关系关系关系代码关系代码原因代码原因代码1.1.接收与发运接收与发运1,2,3A6O1,2,3A6AEU4O616OAUU4,5I6OA6UU1,4EIUU4,5IUU4,5IU4,5I4,5I2.2.成品库成品库3.3.工具车间工具车间4.4.修理车间修理车间5.5.生产车间生产车间6.6.中间零件库中间零件库7.7.食堂食堂8.8.管理办公室管理办公室234567812345678O4,6643.3.33.3.3作业相关图法作业相关图法根据图

34、根据图3-13-1及图及图3-33-3计算各组成单位密切程度积分，得到下表：计算各组成单位密切程度积分，得到下表：赋值法赋值法3.3.33.3.3作业相关图法作业相关图法根据各组成单位密切程度积分表，根据各组成单位密切程度积分表，按积分高者先布置按积分高者先布置的原则的原则，将生产车间放在中间位置，然后按与其密切，将生产车间放在中间位置，然后按与其密切程度程度A,E,I,O,U,X顺序布置。同时还要考虑厂区及车间顺序布置。同时还要考虑厂区及车间的面积、形状或其他制约因素。总之，这种布置的过的面积、形状或其他制约因素。总之，这种布置的过程是一个反复试验的过程，最终所得结果也不能保证程是一个反复试

35、验的过程，最终所得结果也不能保证最优。因为，我们既不能把所有因素都考虑进去，当最优。因为，我们既不能把所有因素都考虑进去，当单元数量较多时，也不可能考虑到所有可能的方案。单元数量较多时，也不可能考虑到所有可能的方案。3.3.33.3.3作业相关图法作业相关图法当布置区域与每个单元的形状、面积已知的情况下，当布置区域与每个单元的形状、面积已知的情况下，下图就是一种可能的布置。下图就是一种可能的布置。2.成品库成品库3.工具车间工具车间4.修理车间修理车间 1.接收与接收与发运处发运处 6.中间零件库中间零件库5.生产车间生产车间 7.食堂食堂 8.管理办公室管理办公室3.3.33.3.3作业相关

36、图法作业相关图法这种方法的步骤如下：这种方法的步骤如下：第一步，根据图第一步，根据图3-33-3列出关系密切程度分类表。只考虑列出关系密切程度分类表。只考虑密切程度最高的（密切程度最高的（A A）和最低的）和最低的(U)(U)。定性法（参教材）定性法（参教材）3.3.33.3.3作业相关图法作业相关图法第二步，根据上述列表编制主联系簇，如下图所示。原第二步，根据上述列表编制主联系簇，如下图所示。原则是，从关系则是，从关系“A A”出现最多的部门开始。然后将与该部门出现最多的部门开始。然后将与该部门关系密切程度为关系密切程度为A A的一一联系一起。的一一联系一起。52343.3.33.3.3作业

37、相关图法作业相关图法第三步，考虑其它关系为第三步，考虑其它关系为A A的部门，如能加在主联系簇的部门，如能加在主联系簇上，就尽量加上去，否则画出分离的子联系簇。本例中是上，就尽量加上去，否则画出分离的子联系簇。本例中是都能加上去，如下图所示。都能加上去，如下图所示。523413.3.33.3.3作业相关图法作业相关图法第四步，画出第四步，画出U U关系联系图。如下图所示。关系联系图。如下图所示。13625473.3.33.3.3作业相关图法作业相关图法第五步，根据联系簇图和其它因素第五步，根据联系簇图和其它因素( (可供使用的区域形可供使用的区域形状、面积等状、面积等) )，用实验法布置所有部

38、门。一种可能的结果，用实验法布置所有部门。一种可能的结果如下图所示。如下图所示。2.成品库成品库3.工具车间工具车间4.修理车间修理车间 1.接收与接收与发运处发运处 6.中间中间零件库零件库5.生产车间生产车间 7.食堂食堂 8.管理办管理办公室公室3.3.33.3.3作业相关图法作业相关图法例子例子：一个快餐店欲布置其生产与服务设施。该快餐店：一个快餐店欲布置其生产与服务设施。该快餐店共分成共分成6 个部门，计划布置在一个个部门，计划布置在一个2X3 的区域内。已知这的区域内。已知这6个部门间的作业关系密切程度，如下图个部门间的作业关系密切程度，如下图 所示。请根据该所示。请根据该图作出合

39、理布置。图作出合理布置。3.3.33.3.3作业相关图法作业相关图法3.3.33.3.3作业相关图法作业相关图法1263543416X关系联系簇关系联系簇3.3.33.3.3作业相关图法作业相关图法与从至表法和物料运量图法相比较，作业相关图法的与从至表法和物料运量图法相比较，作业相关图法的优点在于优点在于当确定部门间关系密切程度时考虑了多个目标当确定部门间关系密切程度时考虑了多个目标和因素，而不是仅仅是物料运输一项。同时，这种方法和因素，而不是仅仅是物料运输一项。同时，这种方法更多的是考虑定性因素，而不是定量因素。这样，在缺更多的是考虑定性因素，而不是定量因素。这样，在缺乏定量数据时，可以用来

40、有效地解决设施布置问题。不乏定量数据时，可以用来有效地解决设施布置问题。不过，它也有过，它也有局限性局限性，主要体现在部门间关系密切程度的，主要体现在部门间关系密切程度的确定及其影响因素的选择上有一定主观性，从而缺乏准确定及其影响因素的选择上有一定主观性，从而缺乏准确性、不可靠。确性、不可靠。|3.3.43.3.4重心法重心法重心法l重心法是一种解决单一设施的选址问题的简单方法。它根据物流系统中不同重心法是一种解决单一设施的选址问题的简单方法。它根据物流系统中不同的设施之间的路程与运输量的大小，选择一个使到各个需求点与供应点之间的设施之间的路程与运输量的大小，选择一个使到各个需求点与供应点之间

41、路程与运量乘积最小的地点。该方法常用于中间仓库或分销中心的选址上，路程与运量乘积最小的地点。该方法常用于中间仓库或分销中心的选址上，也常用于在现有设施中间增加一个新设施的布置问题。也常用于在现有设施中间增加一个新设施的布置问题。l重心法的基本数据模型如下：重心法的基本数据模型如下：重心法的基本步骤：l建立反映地理位置的坐标系（最好用地图）l确定各供应点（或需求点）与待确定的配送中心（或中心仓库）之间的运输量l计算待确定位置的坐标，选择总运量最小的地点配送中心或中心仓库的选址，一般可以采用这种方法。应用范例：重心法解决选址问题某公司由于业务的发展的需要，计划在某地建立一个配送中心，以解决货物的供

42、应问题。现有四某公司由于业务的发展的需要，计划在某地建立一个配送中心，以解决货物的供应问题。现有四个销售点，其每月的销售量以及它们的地理坐标如表个销售点，其每月的销售量以及它们的地理坐标如表3-3所示。现根据这个表的数据确定一个最佳所示。现根据这个表的数据确定一个最佳的配送中心位置。的配送中心位置。表3-3 各销售点的销售量与地理位置按照重心法，配送中心的最佳位置：销售点销售点 地理位置地理位置 每月销售量每月销售量甲甲 10，50 100乙乙 20，80 120丙丙 50，100 150丁丁 100，50 2002 .54200150120100200100150501202010010ii

43、iWxWx7 .66200150120100200501501001008010050iiiWyWy|3.3.53.3.5线性规划方法线性规划方法62线性规划的应用线性规划的应用例、京成畜产品公司计划在市区的东、西、南、北四区建立销售门市部，例、京成畜产品公司计划在市区的东、西、南、北四区建立销售门市部，拟议中有拟议中有10个位置个位置 Aj (j1，2，3，10)可供选择，考虑到各地区居民可供选择，考虑到各地区居民的消费水平及居民居住密集度，规定：的消费水平及居民居住密集度，规定： 在东区由在东区由A1 ， A2 ，A3 三个点至多选择两个；三个点至多选择两个； 在西区由在西区由A4 ， A

44、5 两个点中至少选一个；两个点中至少选一个； 在南区由在南区由A6 ， A7 两个点中至少选一个；两个点中至少选一个； 在北区由在北区由A8 ， A9 ， A10 三个点中至少选两个。三个点中至少选两个。 Aj 各点的设备投资及每年可获利润由于地点不同都是不一样的，预各点的设备投资及每年可获利润由于地点不同都是不一样的，预测情况见表所示测情况见表所示 (单位：万元单位：万元)。但投资总额不能超过。但投资总额不能超过720万元，问应选择万元，问应选择哪几个销售点，可使年利润为最大哪几个销售点，可使年利润为最大?63解：设：解：设：0-1变量变量 xi = 1 (Ai 点被选用）或点被选用）或 0

45、 (Ai 点没被选用）。点没被选用）。 这样我们可建立如下的数学模型：这样我们可建立如下的数学模型：Max z =36Max z =36x x1 1+40+40 x x2 2+50+50 x x3 3+22+22x x4 4+20+20 x x5 5+30+30 x x6 6+25+25x x7 7+48+48x x8 8+58+58x x9 9+61+61x x1010s.t. 100s.t. 100 x x1 1+120+120 x x2 2+150+150 x x3 3+80+80 x x4 4+70+70 x x5 5+90+90 x x6 6+80+80 x x7 7+140+140

46、 x x8 8+160+160 x x9 9+180+180 x x1010 720 720 x x1 1 + + x x2 2 + + x x3 3 2 2 x x4 4 + + x x5 5 1 1 x x6 6 + + x x7 7 1 1 x x8 8 + + x x9 9 + + x x1010 2 2 x xi i 0, 0,且且x xi i 为为0-10-1变量变量,i ,i = 1,2,3,= 1,2,3,10,10把上述模型输入软件把上述模型输入软件,即得到此问题的最优解如下即得到此问题的最优解如下:最优目标函数值为最优目标函数值为245.最优解为最优解为: x x1 1=1

47、,x=1,x2 2=1,x=1,x3 3=0,x=0,x4 4=0,x=0,x5 5=1,x=1,x6 6=1,x=1,x7 7=0,x=0,x8 8=0,x=0,x9 9=1,x=1,x1010=1=16465666768习题：为迎接习题：为迎接2008年奥运会，鼓励大家采用火车作为长年奥运会，鼓励大家采用火车作为长途出行工具，铁路局决定改善通往北京的各铁路支线，途出行工具，铁路局决定改善通往北京的各铁路支线，从而使得火车能够提速。初步打算改善的沿线有北京从而使得火车能够提速。初步打算改善的沿线有北京-青青岛线，北京岛线，北京-九龙线，北京九龙线，北京-上海线，北京上海线，北京-沈阳线，北京

48、沈阳线，北京-包头五条线路，具体的线路改善成本与改善后增加的票包头五条线路，具体的线路改善成本与改善后增加的票务收入如下表所示（单位：万元）务收入如下表所示（单位：万元） 线路收益北京北京-青岛青岛北京北京-九龙九龙北京北京-上海上海北京北京-沈阳沈阳北京北京-包头包头改善成本改善成本500200015008001000增加收入增加收入1000500040001000150069由于奥运及实际需要，规定：由于奥运及实际需要，规定： 北京北京-青岛线必须进行改善；青岛线必须进行改善； 北京北京-上海与北京上海与北京-九龙线不同时进行改善；九龙线不同时进行改善； 北京北京-沈阳与北京包头线至少有一

49、个进行改善。沈阳与北京包头线至少有一个进行改善。在改善预计投资额不超过在改善预计投资额不超过4000万元的情况下，问应选择哪万元的情况下，问应选择哪几条线路进行改善，方可使票务收入的增额最大？几条线路进行改善，方可使票务收入的增额最大？线性规划方法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，过，现在市场上有许多软件公司开发出来的优化软件包，例如例如LINGO，就可以非常方便地解决

50、这些问题。，就可以非常方便地解决这些问题。|3.3.63.3.6计算机辅助选址决策与设施布置计算机辅助选址决策与设施布置计算机辅助选址决策与设施布置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：的问题。下面介绍一个常见的计算机辅助布置的软件：CRAFT（Computerized Relative Allocation of Facilities Technique）

51、。）。CRAFT是美国人开发出来的一种常用的计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：算机辅助生产和服务设施布置的工具，它的基本内容如下：（1）合理布置实现的目标是运输总成本最小。）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）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。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）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。图上标明各个块状中心的坐标。（4）若某些块状中心

52、要求特殊位置，则可以作为约束条件，）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。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）使用计算方法进行运算，使整个系统综合搬运费用最小。小。 3.43.4装配线平衡装配线平衡3.43.4装配线平衡装配线平衡装配线是设施按产品布置的一种常见形式。装配线是设施按产品布置的一种常见形式。装配线平衡，装配线平衡，又称又称工序同期化工序同期化，就是对于某装配流水线，就是对于某装配流水线，在给定流水线的节拍后，求出使装配线所需的工作地（或工在给定流水线的节拍后，求出使装配线所需的工作地（或工位、工作站）数量和工人数最少的方案。位、工作

53、站）数量和工人数最少的方案。装配线平衡问题还可以表述为：装配线平衡问题还可以表述为：对于特定的产品，给定工对于特定的产品，给定工作地数量，求出使流水线节拍最小的配置方案。作地数量，求出使流水线节拍最小的配置方案。这两种表达方式都是要使这两种表达方式都是要使各工作地的单件作业时间尽可能各工作地的单件作业时间尽可能接近节拍或节拍的整数倍。从而使每个工作地或工人的作业接近节拍或节拍的整数倍。从而使每个工作地或工人的作业空闲时间最少。空闲时间最少。（为什么要进行装配线时间平衡？（为什么要进行装配线时间平衡？P95）3.43.4装配线平衡装配线平衡装配线平衡的基本方法装配线平衡的基本方法就是将整个工作分

54、解为许多基就是将整个工作分解为许多基本作业（或称为作业元素、任务、小工序、工作单位等，本作业（或称为作业元素、任务、小工序、工作单位等，下面统称作业），然后以适当的方式，将所有作业分配下面统称作业），然后以适当的方式，将所有作业分配给不同的工作地（有时也称为大工序），并使分配到每给不同的工作地（有时也称为大工序），并使分配到每个工作地的作业时间（也许是一个作业所需时间，也许个工作地的作业时间（也许是一个作业所需时间，也许是多个作业所需时间之和）接近或等于装配线节拍或是是多个作业所需时间之和）接近或等于装配线节拍或是节拍的倍数。节拍的倍数。3.43.4装配线平衡装配线平衡装配线平衡的基本工作步骤

55、装配线平衡的基本工作步骤1.作业分解并用作业分解并用作业先后顺序图作业先后顺序图表示作业间的顺序关表示作业间的顺序关系。该图由圆圈和箭头组成。圆圈代表单个作业，箭头系。该图由圆圈和箭头组成。圆圈代表单个作业，箭头代表作业次序。代表作业次序。2.确定装配线节拍（含义）。确定装配线节拍（含义）。装配线节拍是指装配线上连续出产两件相同产品的时间装配线节拍是指装配线上连续出产两件相同产品的时间间隔。也称为工作地周期，也就是任何工作地的最大允间隔。也称为工作地周期，也就是任何工作地的最大允许作业时间。其公式如下：许作业时间。其公式如下：0*eFFrNN计划期有效工作时间计划期内计划产量r为流水线的平均节

56、拍（分/件）；Fe计划期有效工作时间（分）；N为计划期预计出产的合格产品产量（件）；F0为计划期制度工作时间（分）； 为时间有效利用系数。3.43.4装配线平衡装配线平衡计划期有效工作时间是指制度规定时间减去必要的停计划期有效工作时间是指制度规定时间减去必要的停歇时间，如维护设备、更换工具、工人休息时间歇时间，如维护设备、更换工具、工人休息时间计划期产量包括计划出产量和预计不合格的量。计划期产量包括计划出产量和预计不合格的量。例如：例如：某产品装配线计划日产量为某产品装配线计划日产量为150 件，采用两班件，采用两班制生产，一班制生产，一班8个小时，每班规定有个小时，每班规定有21分钟停歇时间

57、，分钟停歇时间，计划不合格品率为计划不合格品率为2%，该装配线的节拍应为：，该装配线的节拍应为：件件分分 /6)02. 01 (150)221(60283.43.4装配线平衡装配线平衡3.确定装配线上理论上需要的最少工作地数，实际上可确定装配线上理论上需要的最少工作地数，实际上可能比这个多。计算公式如下：能比这个多。计算公式如下：Smin表示装配线上需要的最少工作地数表示装配线上需要的最少工作地数ti表示装配线上所有作业时间之和表示装配线上所有作业时间之和r表示装配线节拍表示装配线节拍 表示大于或等于表示大于或等于ti/r的最小整数的最小整数3.43.4装配线平衡装配线平衡4.在每一次分配前，

58、利用下列标准确定哪些作业够资格在每一次分配前，利用下列标准确定哪些作业够资格分配到一个工作地：分配到一个工作地：a.所有先行作业都已分配。所有先行作业都已分配。b.该作业时间不超过该工作地的剩余时间。该作业时间不超过该工作地的剩余时间。如果没有够资格分配的作业，继续下一个工作地。如果没有够资格分配的作业，继续下一个工作地。5.每当一个作业分配后，计算该工作地的剩余时间。剩每当一个作业分配后，计算该工作地的剩余时间。剩余时间等于节拍减去工作地上已经分配的作业时间之和。余时间等于节拍减去工作地上已经分配的作业时间之和。3.43.4装配线平衡装配线平衡6.如果出现多个作业都够资格分配时，可采用下列方

59、如果出现多个作业都够资格分配时，可采用下列方法之一解决：法之一解决：a.先分配后续作业数最多的作业先分配后续作业数最多的作业b. 先分配作业时间最长的作业先分配作业时间最长的作业如果后续作业数与作业时间都一样，可任意选择一如果后续作业数与作业时间都一样，可任意选择一个作业。个作业。7.继续下去直到所有作业都已分配到工作地。继续下去直到所有作业都已分配到工作地。3.43.4装配线平衡装配线平衡8.计算反映这一系列分配情况的一些指标。如装配线计算反映这一系列分配情况的一些指标。如装配线负荷系数（或称装配线平衡的效率），公式如下：负荷系数（或称装配线平衡的效率），公式如下：rti实实装配线负荷系数装

60、配线负荷系数Ss实实为装配线平衡后实际采用的工作地数目。为装配线平衡后实际采用的工作地数目。装配线负荷系数越大，表明装配线的效率越高、越平装配线负荷系数越大，表明装配线的效率越高、越平衡，装配线闲置时间也越少。衡，装配线闲置时间也越少。 （下面用实例说明装配线的平衡）（下面用实例说明装配线的平衡）3.43.4装配线平衡装配线平衡例：例：一家玩具公司要在一个传送带上装配一家玩具公司要在一个传送带上装配J型玩具，型玩具，每天需要生产每天需要生产500辆。生产时间为每天辆。生产时间为每天420分钟，分钟，J型型玩具的组装步骤及其作业时间在下表中给出。请根据玩具的组装步骤及其作业时间在下表中给出。请根