生产系统工程 教学课件 ppt 作者 郑永前第9章 生产设施设计

生产系统工程第10章 生生产设施施设计本章内容生产设施设计概述设施选址设施布置小结1.生生产设施施设计概述概述生产设施设计包括设施选址和设施布置两个部分。设施选址和设施布置是企业重要的战略决策。设施的选址和设施的布置对企业的生产经营全局有着重大的影响。2.设施施选址址2.1 设施选址（facility location）概述2.2 设施选址的影响因素2.3 设施选址的一般步骤2.4 设施选址的基本方法2.5 服务业设施选址的影响因素2.1 设施选址（facility location）概述通过适当的方法对确定生产和服务设施的地理位置进行的分析和决策过程。选位是指在宏观上确定设施所在的区域。定址是指在选位的基础上确定具体的地理位置。选址决策在企业的运作管理中具有十分重的地位，关系到企业能否长远发展的重大战略性问题。2.2 设施选址的影响因素p经济方面因素：土地成本劳动力的可获得性和成本能源的可获得性和成本运输成本2.2 设施选址的影响因素p其他方面因素：社会因素政治因素自然因素2.3 设施选址的一般步骤2.4 设施选址的基本方法p量-本-利分析法：也称盈亏平衡分析法是一种定量的分析方法可以利用模型，也可利用图表实现基于以下基本假设：在一定的产量范围内，固定成本保持不变；可变成本在一定范围内与产量成正比关系；只有一种产品，并且销售收入可以预测。步骤：Step1：确定每一备选方案的固定成本和单位可变成本；Step2：在同一张图表上作出各方案的成本收入曲线；Step3：比较各备选方案的成本或收入，选择最佳方案。p因素评分法：也称分级加权评分法将那些不能够定量计算选址影响因素，采用主观打分的方法将其量化，从而采用定量分析的方法进行处理步骤：Step1：确定影响设施选址决策的因素；Step2：根据每个因素的重要性，赋予权重；Step3：给所有因素确定一个统一的分值范围；Step4：组织评分专家给每一个因素进行评分；Step5：把每个因素的专家打分与其权重相乘；Step6：把每个方案各个因素的乘积相加；Step7：选择总得分最高的方案作为最佳选址方案。说明：因素评分法没有考虑每个因素可能产生的费用变化范围有多大；可能出现这样的问题：一个因素得分很高但它对设施选址决策的作用是很小的，另一个因素得分很少但对选址决策的作用是相当大的；赋予每个因素权重时，最好根据成本的方差而不是简单地根据总成本。p重心法：一种解决单一设施选址问题的方法，需要考虑的是现有设施、他们之间的距离以及货物运输量等因素基本思想是在假设运输费相等，且未满载的运费不增加特别费用的前提下，寻找一个重心位置作为设施选址：X*，Y*）为重心坐标，（Xi，Yi）分别为第i个运进（出）地的坐标，Qi为运进（出）的货物量步骤：Step1：建立坐标系；Step2：确定运输量；Step3：求出重心坐标。说明：重心法常用于在成本中运输费用所占比例较大的情况。2.5 服务业设施选址的影响因素p服务业与制造业选址决策的不同：选址的范围不同选址的侧重点不同在影响服务业设施选址的因素中，首当其冲的是顾客和市场因素p服务业设施选址的影响因素选址的范围不同是否接近顾客群原料供应问题与竞争对手的相对位置周围的人群密度及顾客流量基础设施条件公众态度当地消费水平周围环境3.设施布置施布置3.1 设施布置（facility layout）概述3.2 设施布置的基本类型3.3 设施布置类型的选择3.4 设施布置的基本方法3.5 服务业的设施布置3.1 设施布置（facility layout）概述设施布置：指在一个给定的空间范围内，对多个经济活动单元进行位置安排，以便经济高效地为企业的生产运作活动服务。空间范围：可以是一个工厂、一个车间、一个超级市场、一家医院或一个餐馆等；经济活动单元：主要是指需要占用空间的实体。p设施布置的基本问题包括的经济活动单元有哪些？每个单元空间的形状怎样？每个单元所需空间有多大？单元间的相互位置关系怎样？p设施布置的目标使业务成本最低经济地利用空间要考虑以人为本具有一定的柔性p影响设施布置的因素企业的产品企业的规模企业的装备水平企业的专业化与协作化水平p设施布置决策的基本过程3.2 设施布置的基本类型设施布置：指在一个给定的空间范围内，对多个经济活动单元进行位置安排，以便经济高效地为企业的生产运作活动服务。空间范围：可以是一个工厂、一个车间、一个超级市场、一家医院或一个餐馆等；经济活动单元：主要是指需要占用空间的实体。p工艺原则布置（process layout）p产品原则布置（product layout）工艺原则布置与产品原则布置的比较p定位原则布置（fixed layout）以上三种主要的设施布置方式的比较特性特性工艺原则布置工艺原则布置产品原则布置产品原则布置定位原则布置定位原则布置基本描述基本描述设备按功能分组设备按功能分组设备连续安排设备连续安排设备根据需要移动设备根据需要移动生产形态生产形态单件、小批生产单件、小批生产连续、大量生产连续、大量生产大型项目生产大型项目生产生产流程生产流程按订单多种流程按订单多种流程按产品连续流程按产品连续流程生产对象固定，设备移动生产对象固定，设备移动物料运输成本物料运输成本高高低低高高设施利用率设施利用率低低高高高高生产设备生产设备通用设备通用设备专用设备专用设备通用设备通用设备布置及调整费用布置及调整费用低低高高低低布置工作重点布置工作重点设备位置设备位置生产线平衡生产线平衡作业分配及日程控制作业分配及日程控制p混合布置（hybrid layout）3.3 设施布置类型的选择生产系统的批量-品种特性是影响布置类型选择的主要因素。品种多而批量小，则适合于工艺原则布置；品种少而批量大，则适合于产品原则布置。在实际的设施布置过程中，很少有这么清晰的界定，因此各种布置类型所对应的品种和批量有相互重叠之处。一个理想的设施布置应具有高柔性、高效益、单位生产成本低的特点。3.4 设施布置的基本方法1 基于工艺原则的布置方法p从-至表法该方法是一种比较简单的设备布置方法。利用设备之间物流量的大小关系，把运输量多或运输成本大的设备布置在相邻的位置，并使整体车间的运输成本最小化。步骤：Step1：选的典型零件，制定零件的工艺路线；Step2：确定物料在各设备间每周的运输量和单位距离单位运量的运输成本；Step3：将运输量矩阵与单位距离单位运输量的运输成本矩阵的相同位置的数据相乘，得到从一台设备到另一台设备的每周单位距离的运输成本；Step4：将对角线对称的成本元素相加，得到两台设备间单位距离的周总运输成本；Step5：按总运输成本从大到小排列，就得了设备（或部门）间的紧密相邻程度。p活动相关法从-至表法尽管应用很广，但其局限性是考虑优化的目标单一，而设施布置在很多情况下要达到多个目标。活动相关法是根据工厂各组成部分之间关系的密切程度对其进行布置的方法。说明：工厂各组成部分之间关系的密切程度，一般可以分为6个等级以示区别：代号代号关系密切程度关系密切程度分值分值A绝对重要绝对重要6E特别重要特别重要5I重要重要4O一般重要一般重要3U不重要不重要2X不予考虑不予考虑1关系密切原因表：代号代号关系密切原因关系密切原因1使用共同的记录使用共同的记录2共用人员共用人员3共用场地共用场地4人员接触频繁人员接触频繁5文件交换频繁文件交换频繁6工作流程连续性工作流程连续性7做类似的工作做类似的工作8共用设备共用设备9其他其他活动相关图：关系密切程度积分表：与其他单位关系密切程度与其他单位关系密切程度关系密切程度积分关系密切程度积分排序排序材料库材料库X、A、I、X、U、U、O1+6+4+1+2+2+3=194成品库成品库X、X、U、A、X、U、O1+1+2+6+1+2+3=165毛坯车间毛坯车间A、X、A、X、X、U、O6+1+6+1+1+2+3=203生产车间生产车间I、U、A、A、A、U、O4+2+6+6+6+2+3=291装配车间装配车间X、A、X、A、E、U、O1+6+1+6+5+2+3=242半成品库半成品库U、X、X、A、E、U、O2+1+1+6+5+2+3=203食堂食堂U、U、U、U、U、U、U2+2+2+2+2+2+2=146办公室办公室O、O、O、O、O、O、U3+3+3+3+3+3+2=203使用方法：生产车间的得分最高，布置时应首先确定它的位置。尽量把关系密切的部门布置在一起。大体确定各单位的相对位置，再根据相对位置，考虑各单位占地面积、厂区道路等要求，对初步布置图进行必要的改进，形成布置草图。p计算机辅助布置技术从-20世纪70年代以来，一系列计算机辅助规划软件陆续开发以帮助设计合理的设施布置方案。应用最为广泛的就是计算机辅助设施布置技术软件（CRAFT）。CRAFT采用从-至表法布置的基本思想。CRAFT试图用布置方案的总物流成来衡量方案的优劣，以迭代的方式交换两个车间的位置来改进规划，直至不存在改进方案为止。2 基于产品原则布置的方法产品原则布置不存在设备或活动单元的相对位置的布置，一切都由其工艺流程决定，重要的方法是生产线或装配线的平衡问题。生产线的平衡常常由专用设备决定，而装配线的平衡则用分解再组合的方式确定。装配线平衡的步骤：Step1：用流程图详细说明作业间的顺序关系；Step2：计算节拍：（C为节拍，T0为计划期内有效的工作时，Q为计划期的产量）Step3：计算满足节拍的工作站的最小数量理论值；（Nmin为最小工作站数目的理论值，T为完成作业所需的总时间，C为节拍，方括号表示取整即舍弃小数部分加1）Step4：分配作业；说明1：按如下原则组织工作站：保持工序的先后顺序；工作站内总的工作时间小于节拍，尽可能的接近节拍；工作站数量尽可能的少，但是不能少于最小工作站数。说明2：在分配作业给工作站时，可以按照如下两条规则分配作业：优先分配后续作业较多的作业；优先分配作业时间最长的作业。Step5：计算装配线平衡的效率或时间损失系数。（T为完成作业所需的总时间，Te为工作站总的闲置时间，N为工作站的实际数目，C为节拍）Step6：通过对平衡方案的效率的分析，对平衡方案进行评价。若其中一项作业的时间大于节拍，有以下几种作业处理方法：作业分解使用平行工作站作业共享使用技术水平高的工人增加工作时间重新设计3.5 服务业的设施布置制造业设施布置设计主要的目标是使两地的物流成本最小化。服务业的设施布置设计的主要目标既要考虑到工作人员方面，又要考虑到顾客方面。服务业具有高度个性化的特征，一些布置方法在制造业中适用，但在服务业中却是不适用的。服务业需要更高水平的与需求相关的服务能力以及更高的柔性。1 服务业设施布置考虑的因素环境条件空间布置及设施功能徽牌、标志和装饰品2 典型的服务设施布置环境条件仓库布置办公室布置 封闭式布置 半开放式布置 “活动中心”式布置零售布置服务设施布置实例：封闭式封闭式办公室办公室布置布置 半开放式半开放式办公室布置办公室布置4.小小结企业的生产设施选址生产设施布置在生产运作中具有十分重要的地位，影响一个企业的市场竞争力。本章在前半部分详细介绍了生产设施选址的影响因素、一般步骤以及基本方法。签于服务业的特殊性，所以单独介绍了影响其选址的因素。生产设施布置是在企业选址之后的一个重要的战略决策，它也将长期影响企业的生产运作活动。在本章的后半部分介绍了生产设施布置的概念，生产设施布局的主要形式以及常用的设施布置方法。不仅介绍了制造业的设施布置，也探讨了服务业与办公室的布置。END