第4章 生产、服务设施选址与布置

1、2020/7/9,1,生产与运作管理Production &Operation Management,2020/7/9,2,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,2020/7/9,3,4.1 选址决策,图4-1 供应链结构示意图,2020/7/9,4,选址必须考虑的问题：供应链系统,2020/7/9,5,一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（

2、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。,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。,设施选址（Facility Location），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。,2020/7/9,6,影响选址的因素,设施选址,基础设施条件,2. 社会环境条件,人力资源条件,劳动生产率,市场可接近性,供应商靠近程度,群集效应,所在国汇

3、率,政府和公众的态度,土地资源,气候条件,水资源,物产资源,1. 自然资源条件,企业的性质,企业战略目标,项目和产品,3影响选址决策的内部因素,2020/7/9,7,思考,设施选址问题对你个人选择就业地点，有何启发？,2020/7/9,8,设施选址基本流程,定性分析法 定量分析法,经济性原则 发展性原则 兼容性原则,社会环境因素 自然环境因素 内部因素,2020/7/9,9,设施选址的基本方法,优缺点比较法,定性分析方法,德尔菲法,优缺点比较法是一种最简单的设施选址的定性分析方法，尤其适应于非经济因素的比较。该方法的具体做法是：罗列出各个方案的优缺点进行分析比较，并按最优、次优、一般、较差、极

4、坏五个等级对各个方案的各个特点进行评分，对每个方案的各项得分加总，得分最多的方案为最优方案。,2020/7/9,10,优缺点比较法,定性分析方法,德尔菲法,德尔菲法又称专家调查法，最早由美国兰德公司首先使用，并盛行世界。 1. 组成专家小组。按照设施选址所需要的知识范围确定专家，人数一般不超过20人。 2. 向所有专家提出设施选址的相关问题及要求，并附上各选址方案的所有背景材料，同时让专家提交所需材料清单。 3. 各个专家根据他们所收到的材料，提出自己的意见。 4. 将专家的意见汇总，进行对比。并将材料反馈给各专家，专家根据反馈材料修改自己的意见和判断。这一过程可能要进行三到四次，直到每一个专

5、家不再改变自己的意见为止。 5. 对专家的意见进行综合处理以确定选址方案。,2020/7/9,11,因素评分法,定量分析方法,量本利分析法,重心点法,运输模型法,影响企业选址的因素多种多样，包括定 性和定量因素都要考虑。可以使用不同的 权数来评价因素的重要性。 因素评分法一般有以下几个步骤： 1. 决定一组相关的选址决策因素； 2. 根据企业目标为每个因素赋予一个权重，以此显示它与所有其他因素相比的相对重要性。各因素比重总和一般是1.00； 3. 对所有因素的打分设定一个共同的取值范围，一般是1-10，或1-100； 4. 对每一个备选地址，对所有因素按步骤3所设定的范围评分； 5. 用各个因

6、素的得分与相应的权重相乘，并把所有因素的加权值相加，得到每一个备择地址的最终得分； 6. 选择具有最高总得分的地址作为最佳的选址。,地点2的总分略高于其他两个地点的总分,如果没有其他情况，按照因素评分法，将选择地点2作为分店的地址,2020/7/9,12,因素评分法,定量分析方法,量本利分析法,重心点法,运输模型法,通过成本收入产量变化关系评价不同的选址方案，一般常用图表法求解，它的步骤如下： 1. 确定每一备选地址的固定成本和可变成本 2. 在同一张图表上绘出各地点的总成本线。 3. 确定在某一预定的产量水平上，哪一地点的成本最少或者哪一地点的利润最高。这种方法需要以下四点假设： 产出在一定

7、范围时，固定成本不变。 可变成本与一定范围内的产出成正比。 所需的产出水平能近似估计。 只包括一种产品。 在成本分析中，要计算每一地点的总成本TC，利用以下公式： TC=FC+VCQ 式中，FC固定成本；VC单位的可变成本；Q产出产品的数量或体积,2020/7/9,13,重心法适用于对单个分销中心或工厂的选址，它是一种用于寻找将运送费用最小化的配送中心的数学方法。该方法将市场位置、要运送到各市场的货物量、运输成本都加以考虑。 重心法的具体方法： 先建立坐标系 将所有的备选地址绘制在坐标轴上，确定坐标值 根据距离、重量两者的结合计算重心 最后，选择求出的重心点坐标值对应的地点作为要布置设施的地点

8、。,Cx=dixVi /Vi；Cy=diyVi /Vi Cx重心的横坐标； Cy重心的纵坐标； dix第i地点的横坐标； diy第i地点的纵坐标； Vi第i地点运往目的地的运输量。 若运往各地的产品数量是一样的，公式可以简化为： Cx=dix/n；Cy=diy/n,Cx=(2001 000+450500+5001 500+6002 000)/(1 000+500+1 500+2 000)=475 Cy=(401 000+60500+701 500+502 000)/(1 000+500+1 500+2 000)=55 重心的位置M为（475，55）,某大型超市要在A、B、C、D各个分店之间设立

9、一个配送中心M，各分店的分布及其到配送中心的物流量如图所示，问M应设在何处？,2020/7/9,14,因素评分法,定量分析方法,量本利分析法,重心点法,运输模型法,如果几个备选方案的各种影响因素的作用程度差不多，可以不予考虑的话，此时费用就成为唯一的决策因素，线性规划方法成为处理这类选址决策的理想工具。 线性规划方法是一种广泛使用的最优化技巧，它在考虑特定的约束条件下，从许多可用的选择中挑选出最佳方案。 运输模型法的分析目标是在给定有限原料位置点的供给和特定的需求要求后，寻找出在最低可能运输成本下满足所有的需要。 运输模型法已有成熟的解法，如表上作业法或用Lindo、Excel等软件求解。,2

10、020/7/9,15,4.2 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。,2020/7/9,16,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,2020/7/9,17,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（process

11、 focused） 对象专业化原则（product focused） 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,2020/7/9,18,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,2020/7/9,19,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

12、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,2020/7/9,20,布置类型 固定式布置（Fixed Position Layout） 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。,2020/7/9,21,按产品布置（Product Layout） 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。,2020/7/9,22,按工艺过程布置（Process Layout） 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。,2020/7/9,23,按成组制造单元布置（Layou

13、ts Based on Group Technology）,2020/7/9,24,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,2020/7/9,25,U形制造单元及生产线布置（U-line Cell）,2020/7/9,26,4.3 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412所示）。假设该仓库每种物品每周的存取次数如表41所示，应该如何布置不同物品的货区，使总搬运量最小？,2020/7/9,27,货区,通道,表4-1 家电用品仓库的存储

14、信息,图4-12 仓库平面示意图,2020/7/9,28,4.4 选址与布置决策的定量分析,量本利分析法,评分法,作业相关图,从至表法,线性规划方法,新设备的布置问题,计算机辅助,2020/7/9,29,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。,作业相关图,2020/7/9,30,例 41 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23的区域内。已知这6个部门间的祖业关系密切程度，请根据图416作出合理布置。,2020/7/9,31,解： 第一步，列出A和X关系密切程度 分类表,第二步，根据列表编制主联系簇。原则是，从关系

15、“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。,利用活动相关图进行部门布置时，应该把重点放在A类和X类的部门的布置上,5,4,6,2,3,1,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，否则画出分离的子联系簇。,32,2020/7/9,第四步，画出“X”关系联系图。,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。,3,4,1,6,2020/7/9,33,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

16、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。,2020/7/9,34,【例】一金属加工车间有六台设备，已知其加工的零件品种及加工路线，零件在设备间移动次数和单位移动成本如表所示。请确定最佳布置方案。,插床,66.0,车床,69.2 28.0,钻床,23.6 18.4 16.5,冲床,25.4 91.7 21.3 15.8,磨床,71.5 122.7 12.7 25.2 35.1,锯床,锯床 磨床 冲床 钻床 车床 插床,单位距离每月总运输成本,35,2020/7/9,最后布置方案：,2020/7/9,36,新设备的布置问题,

17、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。,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：,加权系数 是允许新、老设备有不同的流量。,例子：课本P107-108,2020/7/9,37,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

18、杂的问题。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）。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，基本内容如下：,合理布置实现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。,2020/7/9,38, 锯床 冲床 122.7 磨床 钻床 91.7 锯床 磨床 71.5 钻床 车床 69.2 车床 插床 66,2020/7/9,39,生产线平衡率：50%,瓶颈工序bottleneck,