生产与运作系统的空间组织概述

第三章生产与运作系统空间组织企业选址工厂平面布局10/2/1生产与运作系统的空间组织概述第1页第三章生产与运作系统空间组织生产与运作系统空间组织，直观地说就是确定组成生产与运作系统硬件空间位置、地理位置。生产与运作系统除了它组成硬件（设置和装备）外，还有些人力资源结构，即生产与运作系统组织形式。所以，广义地说，生产与运作系统空间组织还包含建立生产与运作单位，构建生产与运作单元。本章将讨论企业选址、厂区内平面布局等相关问题。10/2/2生产与运作系统的空间组织概述第2页第一节企业选址企业选址就是为其生产与运作系统选择空间、地理位置。伴随经济全球化发展，企业选址视角已经跨越区域国界向全球化、一体化转变。10/2/3生产与运作系统的空间组织概述第3页一、企业选址决议主要性企业选址决议战略属性企业选址是企业一个基本问题、主要问题和作用影响久远问题。企业选址决议经济属性生产运作系统地理位置决定了生产运作系统与相关经济要素空间联络，影响和决定了企业投资、成本和市场竞争能力，乃至影响和决定了企业经济效益。企业选址决议人文属性包含：法制环境、政策要求、税赋水平及倾向性；企业周围小区居民生活习俗、文化教育、宗教信仰等。10/2/4生产与运作系统的空间组织概述第4页二、选址决议影响原因包含厂区外原因厂区内原因10/2/5生产与运作系统的空间组织概述第5页厂区外原因市场原因原料原因能源原因技术原因协作原因运输原因人力原因水电原因卫生原因社会原因10/2/6生产与运作系统的空间组织概述第6页厂区内原因地质原因容量原因地势原因环境保护原因10/2/7生产与运作系统的空间组织概述第7页三、选址决议程序（一）选择区域和地点选择某一个地域选择地域时要综合考虑经济原因、政治原因、社会原因和自然原因。选择适当地点地域选定之后，要确定哪片土地建厂。这时要针对企业特点，更深入地分析研究各种相关原因。通常要求考虑管理厂址环境费用和产品可变成本，如直接人工、物料搬运费和管理费等。10/2/8生产与运作系统的空间组织概述第8页（二）工作步骤准备阶段现场调查阶段评价抉择阶段10/2/9生产与运作系统的空间组织概述第9页四、选址决议方法主要有：评分法量本利分析法10/2/10生产与运作系统的空间组织概述第10页评分法普通步骤为：按照企业生产经营要求，确立评价要素；按照要素主要程度，给予或排序或赋予权重或分配该要素最高分值；组织相关人员调研和按满足程度给予打分；最终计算汇总。评分法较粗略但直观，更适合选择区域作前期评定。10/2/11生产与运作系统的空间组织概述第11页加权法选址原因权重备选厂址ABC赋税政策0.25709580土地情况0.10807090交通条件0.20706060人力资源0.25908090扩展潜力0.2090808010/2/12生产与运作系统的空间组织概述第12页量本利分析法（厂址2销售额）（厂址2总成本）（厂址1总成本）（厂址1固定成本）（厂址2固定成本）金额产销量（厂址1销售额）10/2/13生产与运作系统的空间组织概述第13页第二节工厂平面布局一、工厂平面布局内容与层次，基本标准与影响原因（一）工厂平面布局内容与层次内容：设置生产单位和布置空间场所。层次：以机械加工企业为例——较为普通地分为工厂、车间、班组三个层次。——规模更大、层次更多可分为总厂、分厂、车间、工段、班组五个层次。10/2/14生产与运作系统的空间组织概述第14页生产运作系统空间组织层次不一样层次生产运作系统空间组织共性一面都是以它下一个层次作为基本单位。都是以它上一个层次作为总体协调目标。都要遵照空间组织共同标准。不一样层次生产运作系统空间组织个性一面内容不一样。影响要素不一样。所面临和需要处理问题也不一样。10/2/15生产与运作系统的空间组织概述第15页（二）工厂平面布局基本标准设置生产单位基本标准专业化标准适应性标准布置空间场所标准有利生产方便运输节约用地美化环境10/2/16生产与运作系统的空间组织概述第16页（三）生产运作系统空间组织影响原因企业产品方向、结构和工艺特点

企业专业化与协作化水平企业生产规模10/2/17生产与运作系统的空间组织概述第17页二、设置生产单位专业化标准设置生产单位专业化标准，是劳动生产率水平高低基础。它决定着：企业内部分工与协作关系，工艺过程以物流流向厂内运输路线和运输量等等。10/2/18生产与运作系统的空间组织概述第18页二、设置生产单位专业化标准依据生产运作系统装备通用性分，生产单位专业化标准有：工艺专业化标准对象专业化标准混合标准就集中相同劳动，采取成组技术及装备而言，则需设置成组工艺中心，成组生产中心。10/2/19生产与运作系统的空间组织概述第19页二、设置生产单位专业化标准

所以，设置生产单位专业化标准主要有工艺专业化标准、对象专业化标准、混合标准、成组工艺中心、成组生产中心等。这里主要介绍两种最基本专业化标准：——工艺专业化标准——对象专业化标准10/2/20生产与运作系统的空间组织概述第20页（一）工艺专业化标准和

工艺专业化车间即按不一样工艺特征建立生产单位标准。特点：三同一不一样，即同设备、同工种工人、同工艺方法、不一样加工对象。两种形式：——完成一个工艺阶段全部工种作业专业化车间。——完成一个工艺阶段部分工种或某一工种工艺专业化车间。10/2/21生产与运作系统的空间组织概述第21页工艺专业化车间之间零件运动示意图锻工车间热处理车间电镀车间装配车间磨工车间铣工车间钻镗车间车工车间10/2/22生产与运作系统的空间组织概述第22页工艺专业化标准优点对产品品种改变适应能力强；生产系统可靠性较高；工艺及设备管理较方便。10/2/23生产与运作系统的空间组织概述第23页工艺专业化标准缺点工件在加工过程中运输次数多，运输路线长；协作关系复杂，协调任务重；只能使用通用机床、通用工艺装备，生产效率低；在制品量大，生产周期长。

10/2/24生产与运作系统的空间组织概述第24页（二）对象专业化标准和

对象专业化车间即按产品（零件、部件）建立生产单位标准。特点：三不一样一同，即不一样设备、不一样工种、不一样加工方法、同加工对象。两种形式：——以产品或部件为对象和以同类零件为对象。——以同类零件为对象建立专业化车间。10/2/25生产与运作系统的空间组织概述第25页对象专业化车间之间零件运动示意图箱体零件车间标准件车间轴承连杆车间齿轮车间轴类车间毛坯车间热处理车间装配车间10/2/26生产与运作系统的空间组织概述第26页对象专业化标准优点能够降低运输次数，缩短运输路线；

协作关系简单，简化了生产管理；可使用专用高效设备和工艺装备；在制品少，生产周期短。

10/2/27生产与运作系统的空间组织概述第27页对象专业化标准缺点对品种改变适应性差；生产系统可靠性较差；工艺及设备管理复杂。

10/2/28生产与运作系统的空间组织概述第28页三、工厂平面布局步骤与方法空间布置目标：

——使业务过程成本最低；——经济利用空间，节约场地；——提供安全舒适工作环境；——适应市场需求改变，含有灵活性。10/2/29生产与运作系统的空间组织概述第29页影响空间布置主要原因主要原因：

——产品生产工艺；——企业专业化与协作水平；——生产单位专业化标准；——企业规模；——企业环境条件。另外还有物料流向、物料运量、作业相互关联性等。10/2/30生产与运作系统的空间组织概述第30页空间布置基本标准基本标准：

——最短路径标准——关联标准——分工标准——协调标准——弹性标准10/2/31生产与运作系统的空间组织概述第31页（一）工厂平面布置步骤系统布置设计(SLP)从系统观点出发综合应用各种有效方法，综合考虑影响空间布置主要原因，进行工厂总平面布置设计。10/2/32生产与运作系统的空间组织概述第32页（一）工厂平面布置步骤详细步骤和内容：

——P—Q分析——物流分析——生产活动相互关系分析——绘制物流—活动相关图——设计布置方案——选择评价方案P-Q分析图

10/2/33生产与运作系统的空间组织概述第33页总平面布置设计步骤10/2/34生产与运作系统的空间组织概述第34页（二）平面布置设计方法1.物料流向图法——按照原材料、在制品及其它物资在生产过程中总流动方向来布置工厂]车间、设施和生产服务单位。工厂厂房和建筑物相互位置普通次序：材料仓库准备车间加工车间装配车间成品仓库10/2/35生产与运作系统的空间组织概述第35页物料流向图法（续）为了反应各组成部分相互间生产联络和在生产过程中原材料、毛坯、半成品、成品等物流流向，能够先绘制系统图，方便按它进行平面布置。10/2/36生产与运作系统的空间组织概述第36页某机械制造厂生产系统图10/2/37生产与运作系统的空间组织概述第37页2.代数式法代数式法详细做法是：划分各生产单位和进行分区编号；列出约束条件和优化条件；用乘式表示布置组合；进行乘积运算排斥某生产单位多个分区并置方案；重复进行乘式运算完成全部排斥。

高次方表示满足各个优化条件。10/2/38生产与运作系统的空间组织概述第38页代数式法例题：如图所表示，某工厂总平面图按需要划分为5个小区。各小区只表示区划位置，并不准确地表示该小区面积大小。各小区面积可在完成总体布置后，依据实际需要在相邻小区之间调整。设有A、B、C、D、E五个子系统，每个子系统应占有一个小区，并有以下限制和要求：

12345厂前马路西东南北10/2/39生产与运作系统的空间组织概述第39页代数式法约束条件(限制)⑴D子系统不允许靠近厂前马路；⑵B子系统必须靠近厂前马路；⑶C子系统不能置于5区；⑷E子系统不能置于4区；10/2/40生产与运作系统的空间组织概述第40页代数式法优化目标(要求)⑸E子系统应尽可能置于5区；⑹因为风向影响，D子系统应尽可能置于C子系统东边；⑺E子系统应尽可能远离B子系统；⑻A、B两子系统应尽可能靠近。

试用代数式法进行工厂总平面布置。

10/2/41生产与运作系统的空间组织概述第41页代数式法解：(1)先用约束条件列出各生产单位可能小区。依据约束条件①有(D3+D4+D5)；依据约束条件②有(B1+B2)；依据约束条件③有(C1+C2+C3+C4)；依据约束条件④有(E1+E2+E3+E5)。10/2/42生产与运作系统的空间组织概述第42页代数式法(2)再用优化目标对上述结果深入筛选，列出各生产单位优化位置。依据优化目标⑤有E5；依据优化目标⑥有(C3D4+C4D5)；依据优化目标⑦有B1E5；依据优化目标⑧有(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)10/2/43生产与运作系统的空间组织概述第43页代数式法(3)全部可能方案如算式：(D3+D4+D5)(B1+B2)(C1+C2+C4+C4)(E1+E2+E3+E5)E5(C3D4+C4D5)B1E5(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)(4)进行代数式运算后，给予排斥(D3E5+D4E5+D5E5)(B12E5+B1B2E5)(C1+C2+C3+C4)(E1+E2+E3+E5)(C3D4+C4D5)(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)上式中，D5E5表示D、E两生产单位同置于5区；B1B2E5表示B生产单位既置于1区，又置于2区。均为不允许方案。10/2/44生产与运作系统的空间组织概述第44页代数式法剔出后有(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(C3D4+C4D5)B12E5(E1+E2+E3+E5)(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)(5)继续进行运算和剔出(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(B12E1E5+B12E2E5+B12E3E5+B12E52)(C3D4+C4D5)(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)上式中，B12E1E5及B12E3E5均表示E生产单位同时置于两个小区，显然是不允许方案。剔出后继续运算。10/2/45生产与运作系统的空间组织概述第45页代数式法(6)(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(C3D4+C4D5)(B12E52)(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)=(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(C3D4+C4D5)(B13A2E52+B13A3E52+B12B2A1E52+B12B2A4E52)同理，去掉B12B2A1E52与B12B2A4E52，则有：(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(C3D4+C4D5)(B13A2E52+B13A3E52)=(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(A2B13C3D4E52+A3B13C3D4E52+B13A2C4D5E52+A3B13C4D5E52)10/2/46生产与运作系统的空间组织概述第46页代数式法(7)如此重复不停地运算剔出后，可得A2B13C32D42E52方案。即A置于2号区，B置于1号区，C置于3号区，D置于4号区，E置于5号区。其中B1、C3、D4、E5高次方，表示该生产单位于该小区是同时满足了多个约束条件或优化目标。

10/2/47生产与运作系统的空间组织概述第47页3.作业相关图法作业相关图法重视考虑各生产单位生产作业相互关联，按关系亲密程度来安排生产单位区域相邻布置。10/2/48生产与运作系统的空间组织概述第48页作业相关图法步骤确定各部门之间关系亲密程度，并分析关系亲密原因；绘制作业相关图；利用试验方法，依据相互关系亲密程度，按亲密程度等级高部门相邻布置标准，安排出最合理布置方案。

10/2/49生产与运作系统的空间组织概述第49页作业相关图法表3-1关系亲密程度表3-2关系亲密原因代号

亲密程度代号

关系亲密原因A绝对主要1使用共同原始统计E尤其主要2共用人员

I主要3共用场地

O普通4人员接触频繁

U不主要5文件交换频繁

X不予考虑6工作流程连续

7做类似工作8共用设备

9其它

10/2/50生产与运作系统的空间组织概述第50页作业相关图法某一工厂，八个组成部分作业相关图图3-9某工厂作业相关图

10/2/51生产与运作系统的空间组织概述第51页作业相关图法将图3-9所表示关系转移到图3-10所表示方块上,再将该图切开,按关系亲密程度和必要性重新排列,就得到该厂各组成部门相对位置,如图3-11。再依据生产需要同时考虑厂区范围内可能利用面积,就可绘制出生产单位面积相关图，如图3-12。

10/2/52生产与运作系统的空间组织概述第52页作业相关图法1.接收与发运处

2.成品库

3.工具车间

4.修理车间

A—2I—5,80—3,4U—6,7

A—1,5I—80—3,4U—6,7

A—4,5I—80—1,2U—6,7

A—3,5I—80—1,2U—6,7

5.生产车间

6.中间零件库

7.餐厅

8.办公室

A—2,3,4E—6,8I—1U—7

E—5I—8U—1,2,3,4,7

0—8U—1,2,3,4,5,6

E—5I—1,2,3,4,60—7

图3-10未加整理方块图10/2/53生产与运作系统的空间组织概述第53页作业相关图法1.接收与发运处2.成品库3.工具车间A—2I—5,80—3,4U—6,7A—1,5I—80—3,4U—6,7A—4,5I—80—1,2U—6,76.中间零件库5.生产车间4.修理车间E—5I—8U—1,2,3,4,7A—2,3,4E—6,8I—1U—7A—3,5I—80—1,2U—6,77.餐厅8.办公室0—8U—1,2,3,4,5,6E—5I—1,2,3,4,60—7图3-11经过初步整理方块图10/2/54生产与运作系统的空间组织概述第54页作业相关图法2.成品库5.生产车间3.工具车间4.修理车间1.接收与发运处6.中间零件库7.餐厅8.办公室图3-12按厂区范围安排工厂平面布置草图10/2/55生产与运作系统的空间组织概述第55页4.从至表一试验法当进行多品种小批量生产时，因为各加工对象工艺路线不一样，要在物流方向不完全一致时，布置生产设置平面位置就需要寻求总运费最低方案。即使最小。式中di——某一加工对象运输距离。wi——某一加工正确运输量。hi——某一加工对象运输费用率。下面举一例来说明从至表一试验法操作过程和原理。10/2/56生产与运作系统的空间组织概述第56页从至表一试验法例题：某一车间内有十个组成部分。共加工十几个原件。各原件工艺路线如图3-13所表示。10/2/57生产与运作系统的空间组织概述第57页从至表一试验法图3-13零件综合工艺路线图检验台锯床内圆磨床压床磨床镗床钻床车床铣床17毛坯库累计342019181715141312117654321零件号机床①①①①②③④⑤⑥②②③③④④④⑤②③⑤⑥①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩①③②④①⑥②③④⑤①①②③②③①③②①②③④①⑤②③④①②④③①②③①③②①③②①③②10/2/58生产与运作系统的空间组织概述第58页初始零件从至表至从1毛坯库2铣床3车床4钻床5镗床6磨床7压床8内圆磨床9锯床10检验台合计1毛坯库28142172铣床1211163车床3613134钻床121485镗床116磨床1237压床668内圆磨床119锯床111310检验台累计613813613175810/2/59生产与运作系统的空间组织概述第59页初始零件从至表至从1毛坯库2铣床3车床4钻床5镗床6磨床7压床8内圆磨床9锯床10检验台合计1毛坯库28142172铣床1211163车床3613134钻床121485镗床116磨床1237压床668内圆磨床119锯床111310检验台累计613813613175810/2/60生产与运作系统的空间组织概述第60页表3-5零件运输总距离计算表

次别前进后退第一次格数×对角线上各次数之和1×(2+1+6)=92×(8+2+1)=223×(1+2+6)=274×(1+1+1+2)=205×0=06×(4+4)=487×(1+3)=288×(2+1)=24格数×对角线下各次数之和1×(3+1)=42×1=23×(1+1)=64×0=05×0=06×1=67×1=78×0=0小计178小计25零件移动总距离178+25=203(单位距离)10/2/61生产与运作系统的空间组织概述第61页尝试改进(1)改进方向。我们注意到在费用表示式中运量(运输次数)和费用率是不变。所以改进方向是经过改变排列降低运输距离。(2)改进操作。经过改变排列使表中运输次数大数字尽可能调近对角线。因为愈靠近对角线格位里，运输距离就愈短。

10/2/62生产与运作系统的空间组织概述第62页表3-6改进初始零件从至表至从1毛坯库2车床3钻床4铣床5压床6检验台7锯床8磨床9镗床10内圆磨床合计1毛坯库82421172车床6331133钻床124184铣床1211165压床666检验台7锯床11138磨床1239镗床1110内圆磨床11累计138661733115810/2/63生产与运作系统的空间组织概述第63页表3-7改进零件运输总距离计算表

次别前进后退第一次格数×对角线上各次数之和1×(8+6+6+1)=212×(3+2+1)=123×(2+4+1)=214×(4+3+1)=325×0=06×(2+1)=187×1=78×1=8格数×对角线下各次数之和1×(1+2)=32×(1+2)=63×1=34×1=45×1=56×1=67×1=78×0=0小计119小计34零件移动总距离119+34=153(单位距离)比改进前降低203-153=50(单位距离)10/2/64生产与运作系统的空间组织概述第64页四、流水线组织及其平面布局（一）流水线生产发展

流水生产方式是将高度对象专业化生产组织和劳动对象平行移动方式有机地结合起来成为一个先进生产组织形式。尤其是在大量生产企业中，流水生产方式占有十分主要地位。当代流水生产方式起源于福特制。福特（H·Ford）在1914~19创建了汽车工业流水生产线。10/2/65生产与运作系统的空间组织概述第65页福特制特点把生产管理工作和生产技术发展与完善亲密结合起来;把管理工作从单纯对人管理，发展到把人和机器联络起来;从整体观点协调各项作业、各道工序。所以，福特制大大提升了生产过程连续性和节奏性。10/2/66生产与运作系统的空间组织概述第66页福特制主要内容在科学组织生产前提下寻求高效率和低成本，因而实施产品标准化，零件标准化，设备及工具专用化和工场专业化。创造了流水作业生产方法，建立了传送带式流水生产线。10/2/67生产与运作系统的空间组织概述第67页流水线生产发展流水线开始出现时，采取了单一对象流水线形式，以后又出现了多对象可变流水线和成组流水线。五十年代以后，建立和发展了自动化、半自动化流水线。电子计算机和自动控制技术发展，极大地促进了生产过程自动化，不但建立了各种类型自动线，而且出现了自动化车间和工厂。10/2/68生产与运作系统的空间组织概述第68页（二）流水线生产特征、分类和组织条件流水线生产——是指劳动对象按照一定工艺路线次序地经过各个工作地，并按照一定生产速度（节拍或节奏）完成工艺作业连续重复生产过程。

10/2/69生产与运作系统的空间组织概述第69页流水线生产特征工作地专业化程度高；生产节奏性强；工作地按工艺次序排列，各工序工作地数与单件工时比值一致；生产过程含有高度连续性；生产过程是封闭，工作地呈链式排列，劳动对象在工作地间作单向移动。

10/2/70生产与运作系统的空间组织概述第70页流水生产分类固定流水线和移动流水线固定流水线——是指劳动对象固定，生产工人携带工具沿着排列劳动对象移动进行加工。适用范围：大型制品。移动流水线——是指工人和设备位置固定，而劳动对象则按工艺路线移动流水线。

10/2/71生产与运作系统的空间组织概述第71页流水生产分类(续1)单一对象流水线和多对象流水线单一对象流水线——是指流水线上只固定地生产一个制品流水线。多对象流水线——是指流水线上能够生产两种或两种以上制品流水线。10/2/72生产与运作系统的空间组织概述第72页多对象流水线多对象流水线依据加工对象在加工过程中轮换方式又可分为：可变流水线、成组流水线和混合流水线。可变流水线——是成批轮番地生产固定在流水线上几个对象。成组流水线——是在同一时间内成组地生产固定在流水线上若干对象。混合流水线——是在同一时间内混合生产多个品种加工对象且遵照一定投产次序。

10/2/73生产与运作系统的空间组织概述第73页流水生产分类(续2)连续流水线和间断流水线连续流水线——是指加工对象在流水线上移动加工时，没有或极少有间断和等候时间。间断流水线——是指加工对象在流水线上移动加工时，其生产过程不完全连续，有较多间断和等候时间。

10/2/74生产与运作系统的空间组织概述第74页流水生产分类(续3)依据流水线所到达节奏性程度不一样，分为强制节拍流水线、自由节拍流水线和粗略节拍流水线。10/2/75生产与运作系统的空间组织概述第75页流水生产分类(续4)依据流水线机械化程度，可分为手工流水线、机械化流水线和自动生产线。10/2/76生产与运作系统的空间组织概述第76页流水线生产组织条件产品结构和工艺相对稳定，并含有良好结构工艺性；产量足够大；工艺过程能划分为简单工序，并能进行适当合并和分解，各工序单件工时差异不大；厂房建筑和生产面积能允许安装流水线设备、工装和运输传送装置。

10/2/77生产与运作系统的空间组织概述第77页（三）流水线组织设计流水线设计包含技术设计和组织设计两个方面。10/2/78生产与运作系统的空间组织概述第78页流水线技术设计是指工艺规程制订、专用设备设计、设备改装设计、专用工夹具设计、运输装置设计，等等，这是流水线“硬件”设计。10/2/79生产与运作系统的空间组织概述第79页流水线组织设计是指流水线节拍确实定、设备需要量和设备负荷系数计算、工序同期化工作、工人配置、生产对象传送方式设计、流水线平面布置设计、流水线工作制度、服务组织和标准计划指示图表制订，等等，这是流水线“软件”设计。10/2/80生产与运作系统的空间组织概述第80页单一对象流水线组织设计基本步