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1、第五章 生产和服务设施布置,生产运作管理,本 章 引 言,生产和服务设施布置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。P160(举例.) 设施布置是生产与运作管理中的经典问题，早期的工业工程师的主要工作就是解决企业设施布置和优化问题的。虽然当今市场环境和生产方式都有了巨大的大变化，但设施布置仍然是生产过程组织的重要内容。所不同的是，设施布置问题已超出针对制造业企业这一特定范畴。除了制造业企业外，其它类型的组织也都有设施布置问题。,本 章 引 言,许多设备、设施的布置一旦确定下来，其影响是永久性的。当生产和服务系统投入运行以后才发现问题，再
2、想改正就十分困难了。因此，为了寻求生产和服务系统的最优运行效果，必须在系统设计时优化其布置方案。 设施布置同样是生产运作系统设计与生产运作战略中的一项重要内容。,本章教学基本情况,教学时数：5学时 教学目的与要求：理解设施布置的概念；掌握设施布置类型与设施布置的方法；掌握装配线平衡的方法;熟悉办公室布置问题。 教学重点：设施布置类型与设施布置的方法；装配线平衡方法。 教学难点：设施布置决策的定量分析 本章主要阅读文献资料： 1.刘丽文.生产与运作管理（第三版）.北京：清华大学出版社，2006 2.（美）理查德B蔡斯等 著.运营管理（原书第11版）.北京：机械工业出版社，2007 15.（美）威
3、廉史蒂文森 （中）张群，张杰 著.运营管理（原书第九版）.北京：机械工业出版社，2008,本章主要内容,5.1设施布置概述 5.2设施布置的类型 5.3设施布置的方法 5.4装配线平衡 5.5非制造业的设施布置,5.1设施布置概述,5.1设施布置概述,主要内容,5.1.1设施布置的含义及内容 5.1.2企业生产单位的组成及其影响因素 5.1.3生产单位的专业化原则和形式 5.1.4设施布置的原则,5.1.1设施布置的含义及内容,5.1.1设施布置的含义及内容,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。 设施布置的基本目标在于使企
4、业内部的物流畅通、内部人员和外部顾客出入方便、工作效率高、运输成本低。 总的来说，设施布置可分为两大任务： 一是工厂总平面布置（厂区总体布置） 二是车间布置（主要指设备布置） 设施布置只有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。,5.1.2企业生产单位的组成及其影响因素,5.1.2企业生产单位的组成及其影响因素,一般企业的生产单位组成（以机械制造企业为例） 1.生产技术准备部门：为生产提供技术服务的部门，如研究所、设计科、工艺科、试制车间等。 2.基本生产部门：直接从事企业产品加工的生产单位。一般包括准备车间（铸造车间、锻压车间、备料车间等）；加工车间（机加工车
5、间、热处理车间、电镀车间、喷漆车间、铆焊车间等）；装配车间（部件装配车间、总装车间）,5.1.2企业生产单位的组成及其影响因素,一般企业的生产单位组成（以机械制造企业为例） 3.辅助生产部门：为基本生产单位提供辅助产品或劳务的生产单位，一般包括辅助车间（工具车间、模具车间、机修车间等）；动力部门（变电所、氧气站、锅炉房、压缩空气站等） 4.生产服务部门：为基本生产和辅助生产提供服务的生产单位。一般包括运输部门；仓库（原材料库、在制品库、半成品库、工具库、成品库等）；检验与计量部门。,5.1.2企业生产单位的组成及其影响因素,影响企业生产单位构成的因素：上述生产单位的组成是企业生产单位组成的典型
6、情况，并非是所有企业生产单位组成的模式。不同企业、甚至同类企业，由于多种因素的影响，生产单位的组成也不相同。这些影响因素主要有以下几种。(P160) 1.产品的结构与工艺特点。 2.企业的专业化与协作化水平 3.企业的生产规模,5.1.3生产单位的专业化原则和形式,P161,5.1.3生产单位的专业化原则和形式,生产单位专业化的原则和形式影响着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，它是企业与车间平面布置中必须考虑的重要问题。 生产单位专业化原则主要是指： 工艺专业化原则 对象专业化原则,5.1.3生产单位的专业化原则和形式,工艺专业化原则是指按照工艺专业化特征建立生产
7、单位（分厂、车间、工段或班组），形成工艺专业化的生产单位。 工艺专业化形式的生产单位内集中了完成相同工艺的设备和工人，可以完成不同产品上相同工艺内容的加工。以机械造企业为例，在这种形式下建立的生产单位是铸造、锻造、机加工、热处理、喷漆、电镀、装配等不同生产单位（分厂或车间）；机加工车间（分厂）内部还可再分为车工工段（班组）、铣工工段（班组）、钳工工段（班组）等等不同单位。对于非制造业企业来说，可以是一个窗口、一个柜台或一个办公室。,5.1.3生产单位的专业化原则和形式,工艺专业化形式示意图,5.1.3生产单位的专业化原则和形式,B,5.1.3生产单位的专业化原则和形式,工艺专业化形式的优点：
8、对产品品种变化有较强的适应能力（设备不是为某一种产品配置）； 设备的利用效率较高； 工艺管理方便（有利于同类技术交流，工人培训、设备维修或技术指导也比较容易）； 生产系统可靠性高。,5.1.3生产单位的专业化原则和形式,工艺专业化形式的缺点： 物流比较复杂，加工路线长，生产过程的连续性较差； 运输量大，运输成本高； 在制品占用量多，生产周期长（生产单位之间运送时增加了验收、清点、存放、停顿、领取等活动）； 组织管理工作较复杂； 耗费的非生产时间较多，生产效率低。,5.1.3生产单位的专业化原则和形式,对象专业化原则也称为产品专业化原则，是指按照产品（或零件、部件）顾客建立生产单位。 对象专业化
9、形式的生产单位内集中了完成同一产品生产所需的设备、工艺装备和工人，可以完成相同产品的全部或大部分的加工任务，如汽车制造厂的发动机车间、曲轴车间、齿轮工段等生产单位。,5.1.3生产单位的专业化原则和形式,5.1.3生产单位的专业化原则和形式,对象专业化形式的优点：对象专业化生产单位便于采用高效专用设备组织连续流水作业，有利于提高生产效率、缩短生产周期；可缩短运输路线、减少运输费用；同时还简化了生产管理。 对象专业化形式的缺点：固定了生产一种或很少几种产品的设备，因而对产品品种变化的适应能力很差；也不便于进行工艺管理。,5.1.3生产单位的专业化原则和形式,以上描述了两种对立的生产单位专业化形式
10、，事实上，任何企业，特别是机械制造企业，纯粹按工艺专业化形式或对象专业化形式建立生产单位或组织生产的较少，常常是同时采用两种专业化形式(混合形式)。 一般而言，工艺专业化原则适用于多品种中小批量生产，对象专业化原则适用于大量大批生产。,5.1.3生产单位的专业化原则和形式,非制造业中工艺专业化原则与对象专业化原则的应用 例1：政府部门有各种不同职能部门，一般是按职能分工布置，可以认为是工艺（工作）专业化原则。在这种布置下，一份公文的审批要经过若干个部门，花费时间多，效率较低。如果围绕某种特殊任务，如审批外商投资项目，为提高办公效率，往往从有关职能部门抽出办事人员集中在一起，采用流水作业方式处理
11、项目申请，很快就可以办完手续，这就是对象专业化原则的具体应用。,5.1.3生产单位的专业化原则和形式,非制造业中工艺专业化原则与对象专业化原则的应用 例2：综合医院的组织方式可看作是工艺专业化形式，而牙科诊所则是比较典型的对象专业化形式。 例3：体检机构的安排也是一种对象专业化形式。 例4：汽车的洗车作业也是一种典型的对象专业化形式。 总体而言，当服务必须考虑每位顾客的需要，其结果会导致顾客化，小批量，因此更适合工艺专业化组织方式，反之，更适合对象专业化形式。但是，当面对面服务和后台服务各占一定比例时，混合形式更好。,5.1.4设施布置的原则,5.1.4设施布置的原则,1.设施布置应满足生产过
12、程的要求，以避免互相交叉和迂回运输。 2.生产联系和协作关系密切的设施应相互靠近布置。尽可能使物料运输距离最短。 3.设施布置应尽可能紧凑合理，有效利用面积。 4.要合理地划分区域。 5.充分利用外部环境提供的便利条件。 6.留有合理的扩展余地。 7.有利于安全，有利于职工工作生活质量的改善。 8.设施布置应注意与社区环境相协调。,5.2设施布置的类型,5.2设施布置的类型,主要内容,5.2.1按工艺过程布置(Process layout) 5.2.2按产品布置(Product layout) 5.2.3固定式布置(Fixed position layout) 5.2.4按成组制造单元布置(L
13、ayouts based on group technology),5.2.1按工艺过程布置(Process layout),5.2.1按工艺过程布置（Process layout）,按工艺过程布置，又称工艺专业化布置，就是按照工艺专业化原则将同类机器设备集中在一起，完成相同工艺加工任务。工艺专业化布置的优缺点同前面所述的工艺专业化原则的优缺点。 在这种布置形式下，要解决的主要问题是采用何种方法安排生产单位或设备的相对位置，使物流合理（减少逆向迂回流动），运输费用最小、运输距离最短或时间最少。因此运量大及联系紧密的单位或设备应尽量相邻。有些情况下，还要考虑其它目标。有关具体的布置方法将在5.3
14、中介绍。,5.2.1按工艺过程布置（Process layout）,L,L,L,D,D,D,D,G,G,接收和转运,L,D,G,车床组,镗床组,磨床组,磨床,钻床,车床,按工艺过程布置示意图P153,5.2.1按工艺过程布置（Process layout）,按工艺过程布置示意图,5.2.1按工艺过程布置（Process layout）,5.2.1按工艺过程布置（Process layout）,5.2.2按产品布置(Product layout),5.2.2按产品布置（Product layout）,按产品布置，又称对象专业化布置，或者称产品导向布置，就是按照对象专业化原则布置有关机器和设施。也
15、就是在一个生产单位中集中加工同一产品的各种设备和工人，完成该产品的各种工艺加工。 在这种布置形式下，生产单位或设备是按照某一种或某几种（但这几种产品的加工路线基本类似）产品的加工路线或加工顺序顺次排列的。对象专业化布置的优缺点同前面所述的对象专业化原则的优缺点。,5.2.2按产品布置（Product layout）,5.2.2按产品布置（Product layout）,5.2.2按产品布置（Product layout）,5.2.2按产品布置（Product layout）,按产品布置的两种典型类型是生产线和装配线（有时统称为生产线）。 生产线是在一系列机器上制造零件。 装配线是在一系列工作站
16、（地）上将制造出的零件组合在一起。 高度连续的生产线或装配线称为流水线（或流水生产线）。流水线的进一步发展是自动线。,5.2.2按产品布置（Product layout）,按产品布置的中心问题是平衡生产线上每个工作地(加工中心)或设备的加工时间，使它趋于相等。从而使生产线保持一种平滑、连续流动的生产状态。否则整个生产线的产出速度就会受到“瓶颈环节”的制约。如何做到生产线平衡，后面会详细讲述。一般而言，生产线趋向于机器步调，装配线则相反，生产的步调由分配给个人或工作站的任务来确定。,5.2.2按产品布置（Product layout）,按产品布置下的生产线的形状并不一定是一条直线，也可以采用L型、O型、S型、U型等多种形状，或这几种形状的组合。,5.2.2按产品布置（Product layout）,在多层厂房情况下，还涉及生产线的垂直安排。,上升型,（升降机集中型）,（升降机分散型）,5
