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1、#交通大学工业工程与管理系设施规划与设计主要内容1 基本概念基本概念2 厂址选择厂址选择3 工厂布置工厂布置基本概念适用性设施规划与设计不仅适用于制造业, 同样适用于如医院、学校、超市、百货商店、政府机构之类服务业.用于生产系统,又名为 生产与作业系统的配置.为方便起见,这方面问题统一名为 设施规划与设计.基本概念定义设施：设施： 建筑物、建厂占用地、生产作业 所需设备、辅助设备、维修设备、物料搬运设备规划：规划： 解决合理的设施配置设计：设计： 解决设施间合理的布局基本概念研究内容 生产能力决策 选址决策 工厂布置 物流系统设计 建筑设计 公用工程设计 信息系统设计 影响建设周期和生产规模
2、生产功能的发挥和日常运作 产出的效率和效益基本概念重要性基本概念各项工作的关系 确定企业目标和发展战略 确定企业的生产体制 选择生产技术 选择厂址 设计物流系统 设计建筑和公用工程 设计信息系统基本概念生产能力决策定义及重要性定义定义: :一定时期内, 企业所能生产一定种类和一定质量产品的最大数量, 或者是最大产出率广义广义: :人员能力设备能力管理能力+狭义狭义: :人员能力设备能力+生产能生产能力度量力度量重要性重要性 产出度量：如汽车厂年产100辆汽车 投入度量：可利用的设备台数最大能力正常能力 过大浪费 过小不能满足市场需要基本概念生产能力决策定义及重要性基本概念影响生产能力决策的因素
3、 市场需求的变化趋势 规模经济性定义定义 单位产品成本或单位产出的成本随生产规模上升而下降的性质分析分析方法方法经验曲线法 分析生产能力的规模经济性 分析产品成本随重复生产该产品的次数增加而下降的性质基本概念影响生产能力决策的因素规模经济与经验曲线-每当产量加倍时,单位产品成本下降的幅度第n个产量单位的单位成本第1个产量单位的初始单位成本 产量单位或规模单位 经验曲线百分率 ln /ln2基本概念影响生产能力决策的因素 能力利用率利用率=实际能力设计最大能力100%美国：从19481990平均利用率为82% 最高为91% 最低为72% 能力计划决策步骤 估计未来的能力需求估计未来的能力需求 确
4、定需求与现有能力之差确定需求与现有能力之差 制定候选的能力计划方案制定候选的能力计划方案 评价每个方案定性和定量评价每个方案定性和定量,做出抉择做出抉择基本概念能力决策的方法和步骤 未来能力需求的估计方法 对制造业对制造业,应将市场对产品的需求转换为设备数应将市场对产品的需求转换为设备数 每年所需设备小时数每年所需设备小时数 某设备一年可提供的实际工作小时数某设备一年可提供的实际工作小时数 所需设备台数所需设备台数 基本概念能力决策的方法和步骤第一步：计算每年所需的设备小时数：R= Di Pi +Di/QiSiininR：每年所需的全部设备小时数对一种设备Di：每年所需的产品 i 或服务i 的
5、数量Pi：产品或服务i所需的加工处理时间Qi：产品i每批加工数量即产品或服务i的批量Si：产品i的标准作业交换时间在服务中重换一种业务所需的准备时间n：产品或服务i的种类数上式的第二项为全年的交换时间第二步：计算每台设备可提供的工作小时数H=N1-CH：没设备一年可提供的实际工作时数考虑缓冲和正常工作时间N：某设备一年的理论工作时数, N=工作时数/天*工作日/年C：缓冲量用百分比表示C=1-利用率第三步：计算所需设备数 M=R/H例bb某复印中心有某复印中心有A,BA,B两部门两部门, ,设该中心工作日为设该中心工作日为250250天天, ,每天每天8 8小小时时, ,需要保持需要保持15%
6、15%的能力缓冲的能力缓冲, ,有关信息如下有关信息如下, ,需要几台复印需要几台复印机？机？部门A部门B年需求（报告种类数） 50100每种分数4060每份复印时间（h）0.50.7作业准备时间（h）58厂址选择3.1 厂址选择的意义厂址选择的意义3.2 厂址选择的趋势厂址选择的趋势3.3 企业所在地之差异性比较企业所在地之差异性比较3.4 厂址选择要考虑的因素厂址选择要考虑的因素3.5 厂址选择的步骤厂址选择的步骤3.6 厂址选择的方法厂址选择的方法厂址选择意义 厂址选择是企业成功的首要基础厂址选择是企业成功的首要基础 建厂作业过程中厂址选择将影响建厂作业过程中厂址选择将影响 生产与经营成
7、本生产与经营成本 厂房扩充与发展厂房扩充与发展 在美国在美国,有关调查表明有关调查表明,因选址不当在各类小企业因选址不当在各类小企业 的失败原因中的失败原因中,占有占有15%的比重的比重.厂址选择趋势三种趋势三种趋势: : 集中于工业园区集中于工业园区 政府支持企业政府支持企业,吸引投资的一种手段吸引投资的一种手段 厂址分散厂址分散 视原料、或市场所在而将工厂分散视原料、或市场所在而将工厂分散 国外直接投资国外直接投资 资源、关税和保护政策的影响资源、关税和保护政策的影响厂址选择要考虑的因素技术性因素技术性因素 地形及地质 水源及排水、废渣物的处理 气候社会性因素社会性因素 政策法令 个人或传
8、统性因素 国家及城市发展规划 当地居民的态度经济性因素经济性因素 地价 原材料 电力及燃料 市场 劳力 运输及通信厂址选择要考虑的因素比较比较比较比较都市都市都市都市工业区工业区工业区工业区农村农村农村农村优优点点1 1、接近市场，产销容易、接近市场，产销容易 1 1、公共设施完备、公共设施完备2 2、对外交通便利、对外交通便利3 3、建筑成本低、建筑成本低4 4、社区服务较好、社区服务较好5 5、污染有计划处理、污染有计划处理1 1、地价低廉，土地易得、地价低廉，土地易得2 2、劳动力成本低、劳动力成本低3 3、厂房易扩充、厂房易扩充4 4、税及建筑成本低、税及建筑成本低5 5、污染噪音限制
9、少、污染噪音限制少6 6、交通不拥挤、交通不拥挤2 2、运输交通系统健全、运输交通系统健全3 3、公共设施良好、公共设施良好4 4、人力资源丰富、人力资源丰富5 5、消防、保安服务佳、消防、保安服务佳6 6、给类用品购置容易、给类用品购置容易缺缺点点1 1、税付较高、税付较高1 1、人员流动率高、人员流动率高2 2、工资高、工资高3 3、厂房不易扩充、厂房不易扩充4 4、上下班交通拥挤、上下班交通拥挤1 1、远离市场、远离市场2 2、高级人力资源短缺、高级人力资源短缺3 3、公共设施差、公共设施差4 4、交通不便、交通不便2 2、劳动力成本高、劳动力成本高3 3、地价及建筑成本高、地价及建筑成
10、本高4 4、交通拥挤、交通拥挤5 5、噪音污染控制严格、噪音污染控制严格适合适合产业产业1 1、服务业、服务业视工业区规划定视工业区规划定1 1、噪音污染不易控制工、噪音污染不易控制工业；业；2 2、初级加工工业、初级加工工业2 2、加工销售业、加工销售业企业所在地差异性比较人员组织人员组织 企业负责制定发展战略规划的领导 工业工程师及其技术人员 负责投资分析的经济师准备阶段准备阶段 设施规划和设计大纲 厂址选择要求提纲及细节 全部设施的配置系统图现场勘察现场勘察 调查及分析评估抉择阶段抉择阶段 仔细归纳各备选厂址的全部资料 认真讨论分析研究结果,作出抉择并建地购置厂址选择步骤厂址选择程序确定
11、任务列出考虑因素列出各项要求选址与研究指标预选地址确定评价方案评价各方案满意确定方案找新的评价方法满意厂址选择方法常用方法有：常用方法有： 重心法重心法 加权评分法加权评分法 成本数量分析法成本数量分析法 线性规划法等线性规划法等厂址选择的方法重心法在数学上,所谓重心意为到多边形各顶点的距离的内点,且为到各顶点距离总和最小的点.重心法即用此种数学意义上的技巧,以求出使分配成本为最小的分配中心地址.这里的重心并不是严格意义上的重心,用这种方法选址,不仅要考虑设施之间的相对距离,还要考虑要运输的货物量厂址选择的方法重心法yxw5w2w1w3W4P(x,y)P4 (x4 , y4)P3 (x3 ,
12、y3)P5 (x5 , y5)P1 (x1 , y1)P2 (x2 , y2)假设现在要建一座新工厂以供应 n 个地区,令此 n 个地点在平面上的坐标为 x1,y1, , , ,则此新厂到各地区的装运量依序分别为 q1, q2,qn,则依下式算出的新工厂地址x,y将可使新工厂到此n个地区的分配成本和为最小.厂址选择的方法重心法厂址选择的方法重心法假设在市区建一配送中心,给位于东、西、南、北、中五区商场配送,各区位商场位置及配送量如表所示区别区别位置位置配送量（吨）配送量（吨）东东西西南南北北中中10,410,42,32,37,07,05,85,86,46,44,0004,0008 8, ,00
13、000010,00010,0008,0008,00020,00020,000厂址选择的方法加权平均法 把有关的影响因素列成一个清单把有关的影响因素列成一个清单.并对每一因素并对每一因素 规定统一的度量等级标度规定统一的度量等级标度 5 级标度：很差 较差 一般 较好 很好 相应分数: 1 2 3 4 5 确定每一个影响因素的权数W 规一化 权之和为1或100% 第i个影响因素的初始权数对所有的影响因素初始权数求和厂址选择的方法加权平均法 分别对每一个影响因素确定每个侯选方案的标度 等级和分数 将每个侯选方案在每种影响因素下的分数乘以 该影响因素的权数, 然后汇总起来,得到每个侯选方案的总得分
14、选择总分最高的侯选方案作为最佳选址方案.厂址选择的方法加权平均法影响因素影响因素权数权数候选方案候选方案A AB BC CD D产品销售条件产品销售条件25251255125550250275375310041004提供服务条件提供服务条件5 5204204153153153153204204交通条件交通条件1010303303404404202202505505劳动力供给条件劳动力供给条件5 5102102255255204204153153资源供给条件资源供给条件5 55151102102204204153153基础设施条件基础设施条件101030330340440440440430330
15、3地价和税收条件地价和税收条件2020201201603603603603402402环境保护法规环境保护法规5 5153153153153102102204204政治和文化条件政治和文化条件5 5204204255255153153153153扩展条件扩展条件1010303303202202404404303303总计总计305305300300315315335335厂址选择的方法成本数量分析基本假定基本假定 仅考虑一种产品的生产仅考虑一种产品的生产 固定成本维持不变固定成本维持不变 变动成本是线性的变动成本是线性的厂址选择的方法成本数量分析求解步骤求解步骤 求出各方案固定成本和变动成本求
16、出各方案固定成本和变动成本 求出总成本求出总成本 进行比较进行比较,做出决策做出决策厂址选择的方法成本数量分析图解分析图解分析bcQ1Q2产量产量成成本本ABCaC成本低区A成本低区厂址选择的方法成本数量分析例子分析例子分析厂址每月固定成本 单位变动成本ABC3,000,000元2,000,000元1,000,000元45元50元60元某公司为生产某新产品拟另设新工厂,经由初步评估分析,已选出A、B、C三处建厂.各厂址的成本资料如表所示.厂址选择的方法成本数量分析求出平衡点C：QQ2, B: Q1QQ2求Q2： A+aQ2=B+bQ2,3000,000+45Q2=2000,000+50Q2Q2=A-B/b-aQ2=200,000求Q1：B+bQ1=C+cQ1,2000,000+50Q1=1000,000+60Q110Q1=1000,000Q1=100,000线性规划法Linear Programming, LP是采用线性规划模型来建立实际问题的数学模型,然后求问题最优解的一种广泛应用的最优化方法线性规划法线性规划法LPLP目标函数：目标函数：约束条件：约束条件：非负限制：非负限制：厂址
