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1、生产和服务设施布置设施布置是指在已经选定的厂址范围内，对厂房、车间、设备、办公楼、仓库、公用设施等物质实体进行合理的位置安排，确保系统中工作流（顾客或材料）的畅通，以便以最经济的方式满足生产服务能力和质量的要求，有效地为企业的生产运作服务。由于设施布置需要投入大量的资金和人力；设施布置完毕后具有长期性，不容易改变；设施布局的优劣还会影响到生产服务运作过程中的费用和效率。因此设施布置对于企业运作具有重要的意义。设施布置不仅仅出现在新设施的布局设计，在下列情况下也可能需要进行布置再决策：（1）运作过程中出现高成本和瓶颈，导致效率过低；（2）产品和服务设计产生改变；（3）引入了新的产品或服务；（4）
2、方法或设备的改变；（5）产量或产出构成上的改变；（6）环境或政策法律要求的改变。这几种改变都需要进行设施的重新布置。以保证企业运营能够高效、经济地进行。第一节设施布置的主要决策内容设施布置不仅要根据厂址地形、地貌的特点，确定其平面或立体的位置，还要相应确定物料流程、运输方式和运输路线。它主要包括四个方面的决策。（一） 确定生产运作单位类型、数量以及运作单位需要的空间、形状、位置等由于不同的企业，生产运作类型、规模、产品服务特点、企业的技术水平、生产专业化水平和协作水平不同，生产运作单位的构成各不相同，占用的空间、形状、位置也有很大的差别。如生产协作化水平较高的企业，大量的零部件、工模具来源于上
3、游企业的供应或协作，生产运作单位比较少，可能只有装配车间而没有零部件制造车间，也没有制造工艺装备的工具车间。影响企业生产运作单位构成的要素主要包括：1 企业产品和服务企业的经营目标最终是通过提供的产品和服务来实现的，因此企业的产品和服务从根本上决定了企业生产运作单位的构成。具体讲，与产品和服务的品种、结构特点、工艺特点、生产批量有密切关系。例如机械制造企业，生产单位有毛坯、加工、装配等分厂或车间组成，而纺织业则按纺纱、织布、印染车间组成。即使同样的产品，也会因为制造工艺、生产批量、质量要求等因素使得生产单位构成不同。2 企业的规模企业规模是指企业劳动力、生产资源和产品服务在企业中集中的程度，如
4、职工人数、资产总值、产品产值等。企业规模越大，需要布置的生产单位就越多。如大型的汽车制造厂，就包括车身厂、发动机厂、齿轮厂、装配厂等不同类型加工厂或车间。而小型企业，加工和装配车间可能会设在同一车间，生产单位也较少。3 企业的生产专业化和协作化水平生产专业化是指把结构和工艺相同或相似的产品、或相同的工艺阶段集中到少数企业中形成大批生产的一种生产组织方式。生产专业化能够大幅度提高劳动生产率，显著降低产品成本，有效地提高产品质量，是目前许多企业广泛采用的生产方式。生产专业化有四种不同的形式：产品专业化、零部件专业化、工艺专业化、辅助生产专业化。由于生产专业化形式不同，相应的生产单位也不同。企业的协
5、作化水平也会影响生产单位的数量和类型。协作化水平越高，零部件的采购大部分来自外包，企业内部的生产单位就越少。4 企业的技术水平企业的技术水平主要是指装备的技术水平对企业生产运作单位构成的影响。例如，企业拥有数控机床、加工中心等自动化程度较高高技术设备，生产单元的布置就相对简单，否则完全手工加工或装配的企业生产单元就比较复杂。（二）明确设施布置需要满足的要求和原则，进而确定设施布置的类型设施布置是企业生产运作的物质要素的有机组合，这种组合的合理性和有效性对运作系统功能的实现、效率和效益有着决定性的影响。因此，设施布置必须从系统分析入手，统筹兼顾，全面规划，合理部署，讲究整体的最优效果。为此，首先
6、要明确设施布置的目标、要求和基本原则，正确选择设施布置类型是至关重要的前提和保证条件。设施布置的基本要求主要有：1符合生产运作过程的要求。设施布置是为了生产运作过程顺利地进行，因此，设施布置的首要要求就是能够满足生产或服务的运作过程要求。2尽可能使得物料运输距离最短。据统计，制造业中物料运输费用占到总经营费用的20%50%，良好的设施布置可是这一费用减少10%30%。3设施布置应尽可能紧凑合理，有效利用面积。设备紧凑不仅可以减少运输距离，还可以节约用地，减少建设工作量，降低基建投资费用。4保证合理的工作生活环境和质量。设施布置中必须考虑防火、防盗、防爆、防毒等安全文明的生产要求，工作地要有足够
7、的照明和通风，减少粉尘，噪声和振动，认真处理好“三废”排放问题，给职工创造一个良好的工作环境，保护职工身心健康。要注意设施布置得美观性和艺术性，搞好绿化工作。5合理划分区域，便于生产运作单位之间的联系、协作和管理；6充分利用外部环境的便利条件，如供水、供电、铁路、港口、公路和公用设施等。7要具有可扩展性，以满足再布置的要求；8注意与周围环境的协调。这点特别是在工业园区需要注意。（三）确定设施布置采用的方法和步骤设施布置是一个复杂系统的决策问题，受到众多因素的影响。既要保证满足生产和服务要求，又要考虑经济因素。既要考虑当前情况，又要保此一定的灵活性，以便适应将来在生产设计、产品数量上的变化和生产
8、技术上的改进。在设施布置中还会常常遇到资金和物质上的限制，物质上的限制包括场地问题、大小形状及其位置与公路、铁路和公用设施之间的关系等。此外，各地法律所规定的建筑限制和安全措施也是必须考虑的限制因素。因此，进行设施布置工作应有严谨精细的态度，严密的程序步骤和科学的方法。（四）如何对设施布置进行技术经济评价由于设施布置是一个较为长期的投资，所耗资金和人物力很大，因此必须对所提出的各种设施布置方案进行技术和经济评估，以能对它们进行分析、比较，从而选出最优化的布置方案。第二节设施布置的主要方式生产设施布置方式受工作流的形式限制，可以分为三种基本方式（工艺原则布置、产品原则布置、定位布置）以及一种混合
9、方式（成组技术或单元布置）。一 工艺原则布置工艺原则布置是一种将相似设备或功能放在一起的方式，比如将所有的车床放在一处，将冲压床放在另外一处。这种设施布置有明显的工艺专业化或工作专业化的特征。在某个生产运作单位中，集中同类型的设施，如设备、工具、仪器、人员等，进行相类似的生产加工或服务活动。例如，玩具厂按工艺原则布置设施，可以设置收发车间、塑模和冲压车间、金属成形车间、缝纫车间和喷漆车间。工艺原则布置在服务业中很常见，医院、学院、银行、汽车修理厂、航空公司、图书馆等都属于这一类。例如，医院设有外科、产科、儿科、精神科、急诊室、住院部等。大学则设有集中某一学科如数学、物理、化学、管理、经济等学院
10、或系。工艺原则设施布置的优点：（1）工艺原则布置由于设备是按类型而非按加工顺序摆放的，所以个别设备出了故障或个别工人缺席对整个生产系统影响较小；（2）由于产品是成批加工，上下工序间依赖性不强；（3）工艺原则设施专用性较低，维修较为容易。且设备分组市的维修人员可以提高修理这类设备的技术，所以维修费用也较低；工艺原则设施布置的缺点：（1）当产品加工工艺较多，必须进行不断地进行工艺路线选择及进度安排，物流运输效率较低，单位运输费用较高；（2）如果采用间歇性加工，将导致制品/半成品库存很大；（3）工艺要求多样性将使得工艺路线选择及进度安排复杂化，导致设备利用率不高（经常小于50%）。二 产品原则布置产
11、品原则是指为了使大量产品或顾客顺利且迅速通过系统而按照某种产品的加工路线或加工顺序来布置设施。这种布置在生产企业中常常被称为生产线或装配线（图11-1），如汽车装配线，电视机生产线。在服务行业中，也常常有“线”的用法，如自助餐馆线等（图11-2）。产品布置原则和工艺布置原则的区别就是工作流程的路线不同。在工艺原则布置中，由于工艺要求，物料在其生产周期中要多次送往统一加工车间，物流路线是高度变化的。而产品原则是按照工序顺序安排，能够避免物料的迂回，实现物料的直线运动。产品原则布置适用于生产系统涉及一种或少数几种类似的加工对象，且产品或零件的生产量很大的情况。工作区1工作区1工作区1工作区1工作流
12、程原料或顾客制成品托盘和餐具甜点心色拉主菜蔬菜面点水果汤、粥交餐券或刷卡图11-1 按产品原则布置形成的生产线图11-2 职工自助餐厅流水线产品原则设施布置的优点：（1）产品原则设施布置因为常常要采用专用设备，设施费用通常很高，但人力和设备可以得到充分利用。（2）产品和顾客流动速度很快，产量较之工艺原则设置高，因此产品单位费用低；（3）专门化的劳动分工减少了培训时间和费用，同时使得监督跨度加大；（4）由于各加工对象都按照相同的加工顺序，物料运输大大简化，单位物料运输费用较低；（5）采购、库存控制都可以实现程序化。产品原则布置的缺点：（1）分工过细导致工作单调，工人容易过度紧张并疲劳；（2）生产
13、系统对产量变化以及产品或工艺设计变化的适应性差；（3）上下工序间依赖性很强，个别设备出现故障或工人缺席对整个生产系统的影响极大；（4）为了保障故障设备迅速恢复生产，必须具有一定的备用件和专门维修人员。由于设备的专用性和复杂性，故障点多，出现问题时较难判定原因并及时解决，使得备用件库存量可能很大，因此这方面费用较高。三 定位布置定位布置是指将由于加工对象（产品、零部件）体积和重量庞大，不方便移动，产品位置固定不变，而人员、设备、工具向其移动而不是产品移动到设备处的一种设施布置方式。造船厂、建筑工地和电影外景制片厂都是这种布置方式。上面提到的三种基本布置类型是概念性的，现实中没有绝对的单单某一种布
14、置。通常是两种或三种布置方式的混合。例如，超市通常按照工艺原则进行布置，各种饼干放在一个货架上，牛奶放在另外一个货架上，而冰淇淋则存放在冰柜里。但在仓库中会采用产品原则布置用的轴承式传送带，收银台也会采用带式运输带。医院里基本上采用的是工艺原则布置，但病人医疗常采用定位布置法，因为经常需要护士、医生、医药品和专门设备到达病人处。四 单元制造布置车床铣床钻床热处理切齿铣床钻床热处理切齿车床铣床热处理切齿铣床钻床切齿零件族1零件族2零件族3零件族4装 配对于许多种零件，如果按照设计特征或制造特征的相似性将他们分类，可以分成不同的组，称为零件族。这种按照工艺特征对零件分类的技术就是成组技术（参见第八
15、章）。所谓设计特征是指产品尺寸、形状和功能；制造特征或工艺特征是指需要的加工类型及顺序。具有相似工艺特征的零件不一定具有相似的设计特征。那么在制造过程中，就可以对设备进行分组布置，每一组设备（一个单元）完成一族工艺相似的零件所需的工艺。这种布置方式称为单元制造布置。 单元布置有点类似于产品原则布置。如图11-3所示。图11-3 单元制造布置单元制造布置的优点是：（1）由于零件进行了分组，工人可以对同一零件族进行相似的加工，重复程度高，有利于工人快速学习和熟练掌握生产技能；（2）相似的零件在一个单元加工，零件族按照相同的路线移送，即使可能存在一些较少的变动（例如，这种零件比另外一种零件少一个工序）。如此大大减少了物料运输。并减少了半成品的库存。（3）加工种类的减少意味着模具种类的减少，可以减少模具的更换速度，缩短了生产准备时间；单元制造对于那些市场需求变动较大，产品更新速度很快的企业应用较多。例如，在计算机制造行业，由于电脑更新换代速度很快，企业必须具备及时推出新的和不同类型产品以满足市场需求，并获得领导性地位。康柏公司总部设在休斯顿，为了对零售商和业务需求作出快速反应，它建立了“单元制造”的生产系统。每个单元有三个人工作，计算机在单元中实现安装、测试和运输。康柏的制造单元使得：只要需要，每个工作单元每天就可
