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1、虞镇国虞镇国 教授教授第四章第四章 生产生产/ /服务设施选址服务设施选址与布置优化与布置优化 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运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授4.1 4.1 选址决策选址决策 选址的问题是在系统的基础上加以优化的。现代的企业运作，不仅要关注本选址的问题是在系统的基础上加以优化的。现代的企业运作，不仅要关注本企业的业务流程，而且要考虑整个供应链系统，选址的含义早已扩展到整个企业的业务流程，而且要考虑整个供应链系统，选址的含义早已扩展到整个供应链上的合作伙
2、伴那里。供应链上的合作伙伴那里。 供应商制造商仓储和配送中心客户：物流：需求信息流图图4-1:供应链结构示意图供应链结构示意图 运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授n n 一个企业的竞争力将直接受到其地理位置和环境的影响。n n 对于制造业企业，地理布局决定着某些直接成本的高低。n n 对于服务业企业，选址问题直接影响着供需关系（如客流量）。n n 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。运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授选址决策的基本概念选址决策的基本概念n n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，
3、确定在何处建厂或建立服务设施的过程。n n设施选址不仅关系到设施建设的投资和建设的速度，而且在很大程度上决定了所提供的产品和服务的成本，从而影响到企业的生产管理活动和经济效益。运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授选址决策与物流系统选址决策与物流系统n n 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。n n 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。n n 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。运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授影响选址的因素影响选址的因素n n 经济因素 运
4、输条件与费用运输工具：航空、铁路、水路、管道运输、运输工具：航空、铁路、水路、管道运输、陆路陆路企业选址要考虑是接近原材料产地还是企业选址要考虑是接近原材料产地还是 消费市场消费市场 劳动力可获性与费用 能源可获性与费用厂址条件和费用 运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授n n 其他因素 政治因素 政治局面、法制的健全、税负 的公平 社会因素 居民的生活习惯、文化教育水平、宗教信仰和生活水平 自然因素 气候条件和水资源状况运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授选址的一般步骤选址的一般步骤n n选择某一个地区n n在同一地区选择若干适当的地点n n比较不同地点，作出决定运作管理
5、运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授4.2 4.2 设备设备/ /设施布置决策设施布置决策n n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。 运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授影响企业生产单位构成的因素影响企业生产单位构成的因素n n产品的结构与工艺特点n n企业的专业化与协作化水平n n企业的生产规模运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授生产单位的专业化原则和形式生产单位的专业化原则和形式 生产单位专
6、业化形式，影响企业内部的生产分工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量，他是企业与车间平面布置中必须考虑的重要问题。问题。n n工艺专业化原则（工艺专业化原则（process focusedprocess focused）n n对象专业化原则（对象专业化原则（product focusedproduct focused） n n纯粹按工艺专业化形式或对象专业化形式布置的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较少，常常是
7、同时采用两种专业化形式进行车间或企业的布置或企业的布置运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授影响生产和服务设施影响生产和服务设施布置决策的因素布置决策的因素n n厂房的布置满足生产过程的要求，以避免互相交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，节省生产费用叉和迂回运输，缩短生产周期，节省生产费用n n生产联系和协作联系密切的单位应相互靠近布置生产联系和协作联系密切的单位应相互靠近布置n n充分利用现有运输条件充分利用现有运输条件n n按照生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区按照生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区n n在考虑防火和卫生条件下，总平面布置
8、应力求占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地面积最小n n工厂布置应考虑有扩建的余地工厂布置应考虑有扩建的余地运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授几种典型的布置形式几种典型的布置形式n n 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，按垂直方式考虑运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授n n 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。产品所在的某一位
9、置而转移。零部件工位器具图图4-6:固定位置布置示意图固定位置布置示意图运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授 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。的如流水生产线或产品装配线。加工设备加工设备流水线图图4-7:按产品（对象）布置的示意图按产品（对象）布置的示意图运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授 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
10、工任务。同类机器集中在一起，完成相同工艺加工任务。LLLDDDDGG接收和转运接收和转运LDG 车床组镗床组磨床组磨床钻床车床图图4-8:按工艺过程布置示意图按工艺过程布置示意图运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授 按成组制造单元布置（Layouts Based on Group Technology）LDDGGLPGLL原材料成品库单元1单元2单元3GDL车床钻床磨床图图4-9:成组生产单元布置示意图成组生产单元布置示意图运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授 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入口出口图图4-10:C形制造单元布置示意图形制造单元布置示
11、意图运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授U形制造单元及生产线布置（U-line Cell）76543217654321入口出口入口出口机器工人的行走路线图图4-11:U形制造单元及生产线布置形制造单元及生产线布置运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授4.3 4.3 库房布置库房布置 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？运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授存储物品存储物品搬运次数搬运次数（每
12、周）（每周）所需货区所需货区1.1.电烤箱电烤箱2802801 12.2.空调空调1601602 23.3.微波炉微波炉3603601 14.4.音响音响3753753 35.5.电视电视8008004 46.6.收音机收音机1501501 17.7.其他其他1001002 2货区通道表表4-1:家电用品仓库的存储信息家电用品仓库的存储信息图图4-12:仓库平面示意图仓库平面示意图运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授7 72 24 46 65 55 53 37 72 24 44 45 55 51 1通道货区图图4-13:布置好的仓库平面示意图布置好的仓库平面示意图运作管理运作管理-4
13、3-虞镇国虞镇国 教授教授4.4 4.4 选址与布置决策的定量分析选址与布置决策的定量分析量本利分析法 量本利分析法可以用来评价不同的选址方案。任何选址方案都有一定的固定成本和变动成本，图4-15表示两种不同的选址方案的成本和收入随产量变化的情况。收入TC2（厂址2总成本） TC1（厂址1总成本） FC1（厂址1固定成本） FC2（厂址2固定成本） 成本销售量P1P2V0 V1V20图图4-15 两个选址方案比较两个选址方案比较运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授评分法评分法 表表4-24-2为评分法的举例。有为评分法的举例。有3 3个候选厂址：个候选厂址：A A、B B和和C C，
14、它们的经济因素相当。现按，它们的经济因素相当。现按7 7个难以量化的因个难以量化的因素对它们进行进一步比较。这素对它们进行进一步比较。这7 7个因素对选址的重个因素对选址的重要性不同，这种不同从表要性不同，这种不同从表4-24-2中第中第2 2列列“ “最高分数最高分数” ”可以看出。通过专家估计每个方案的分数，得可以看出。通过专家估计每个方案的分数，得出第出第3 3、4 4、5 5列中的数字。比较这些数字可以看出列中的数字。比较这些数字可以看出，厂址，厂址C C的每项分数都没有超过厂址的每项分数都没有超过厂址B B的分数，厂的分数，厂址址B B与厂址与厂址A A都有优于对方的因素。因此，可以
15、不都有优于对方的因素。因此，可以不考虑厂址考虑厂址C C。厂址。厂址B B的总分数为的总分数为900900，厂址，厂址A A的总的总分数为分数为840840，可以优先选择厂址，可以优先选择厂址B B。 运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授选选址因素址因素最高分数最高分数候候选选 厂厂址址A AB BC C未来燃料可未来燃料可获获性性水源供水源供应应的充足程度的充足程度劳动劳动力供力供应应情况情况生活条件生活条件运运输输的灵活性及前景的灵活性及前景环环境境污污染法染法规规税收税收稳稳定性定性共共 计计3003001001002502501501502002005050505011001
16、100200200808022022012012016016030303030840840250250909020020012012016016040404040900900220220808020020010010014014030303030800800表4-2 评分法举例运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授n n评分法也可以采用其他形式，如表评分法也可以采用其他形式，如表4-34-3所示的加权所示的加权法。用加权法，每一个选址因素最多为法。用加权法，每一个选址因素最多为100100点，其点，其重要程度由权重表示。这样专家评分时会感觉方重要程度由权重表示。这样专家评分时会感觉方便
17、些。便些。选选 址址 因因 素素权权 重重 备备选选 厂厂 址址A AB BC C交通条件交通条件土地状况土地状况停停车场车场地可地可获获性性公众公众态态度度扩扩展潜力展潜力0.250.250.100.100.200.200.250.250.200.207070808070709090909010010070706060808080808080100100606090908080表表4-3 加权法加权法 运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授作业相关图作业相关图n n 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。n n 首先将密切程度划分为A、E、
18、I、O、U、X六个等级，然后列出导致不同程度关系的原因。使用这两种资料，将待布置的部门一一确定出相互关系，根据相互关系重要程度，按重要等级高的部门相邻布置的原则，安排出最合理的布置方案。运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授作业相关图作业相关图代号代号密切程度密切程度A A绝对重要绝对重要E E特别重要特别重要I I重要重要OO一般一般U U不重要不重要X X不予考虑不予考虑代号代号关系密切原因关系密切原因1 1使用共同的原始记录使用共同的原始记录2 2共用人员共用人员3 3共用场地共用场地4 4人员接触频繁人员接触频繁5 5文件交换频繁文件交换频繁6 6工作流程连续工作流程连续7 7
19、做类似的工作做类似的工作8 8共用设备共用设备9 9其他其他表表44：关系密切程度分类表：关系密切程度分类表表表45：关系密切原因：关系密切原因运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授例例例例 4 41 1 一个快餐店欲布置其生产与服务设施。该快一个快餐店欲布置其生产与服务设施。该快一个快餐店欲布置其生产与服务设施。该快一个快餐店欲布置其生产与服务设施。该快餐店共分成餐店共分成餐店共分成餐店共分成6 6个部门，计划布置在一个个部门，计划布置在一个个部门，计划布置在一个个部门，计划布置在一个2323的区域内。的区域内。的区域内。的区域内。已知这已知这已知这已知这6 6个部门间的祖业关系密切
20、程度，如图个部门间的祖业关系密切程度，如图个部门间的祖业关系密切程度，如图个部门间的祖业关系密切程度，如图4 41616所所所所示，请根据示，请根据示，请根据示，请根据4 41616作出合理布置。作出合理布置。作出合理布置。作出合理布置。部门6部门5部门4部门3部门2部门1AAAAAAXOXEOUXIU这里的符号表示两者的关系绝对重要图图416：作业相关图示例：作业相关图示例运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授解：第一步，列出关系密切程度分类表（只考虑A和X） A X 1-2 1-4 1-3 3-6 2-6 3-4 3-5 4-6 5-6运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授
21、第二步，根据列表编制主联系簇，如图417所示。原则是，从关系“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。2456546231图图417：联系簇：联系簇图图418：联系簇：联系簇运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授第三步，考虑其他“A”关系部门，如能加在主联系簇上就尽量加上去，否则画出了分离的子联系簇。本例中，所有的部门都能加到主联系簇上去，如图418所示。第四步，画出“X”关系联系图。如图419所示。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（如图420所示）运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国
22、教授教授34161 12 26 63 35 54 4图图419：X关系联系簇关系联系簇图图420：最后结果：最后结果运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授从从至至表法表法n n 从至表是一种常用的生产和服务设施布置方法。n n 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，确定所用机床设备所用机床设备 制定设备布置的初始方案，统计出设备之间的移制定设备布置的初始方案，统计出设备之间的移动距离动距离 确定出零件在设备之间的移动次数和单位运量成确定出零件在设备之间的移动次数和单位运量成本本 用实验法确定最满意的布置方案。用实验法确定最满意
23、的布置方案。运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授新设备的布置问题新设备的布置问题n n这里考虑一种常见的设施布置问题。为适应生产这里考虑一种常见的设施布置问题。为适应生产或服务要求，人们常常对原有的部门进行改造，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。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。为方便起见，假设物料或移动距离的总和最小。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，只能按人员在两台设备或两个部门之间移动时，只能按
24、交叉垂直的路线运动，即两个点之间不能走对角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（线。设原有设备在坐标内的点为（a a1 1，b b1 1），），（a a2 2，b b2 2），），（，（a an n， b bn n ），则目标是求出），则目标是求出x x，y y使得：使得：最小。运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授线性规划方法线性规划方法n n优化的目标是使总的物料搬运成本最低。这是一个四重分配问题，一般来说，该问题用人工求解是极为困难的。不过，现在市场上有许多软件公司开发出来的优化软件包，例如LINGO，就可以非常方便地解决这些问题。运作管理运作管
25、理-43-虞镇国虞镇国 教授教授计算机辅助选址决策与设施布置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，它的基本内容如下：运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授（1）合理布置实现的目标是运输总成本最小。（2）允许对生产中的材料和部件使用不同的物料搬运方式和
26、工具，其成本同搬运距离成比例。（3）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。（4）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。（5）使用计算方法进行运算，使整个系统综合搬运费用最小。 运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授4.5 4.5 装配线平衡装配线平衡n n 装配线时间平衡的概念所谓装配线平衡，又称工序同期化，是对于某装配流水线，在给定流水线的节拍后，求出装配线所需工序的工作地数量和用工人数最少的方案。装配线问题还可以表述为：对于特定的产品，给定工作地数量，求出使流水线节拍最小的配置方案。运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教
27、授装配线节拍的计算装配线节拍的计算n n所谓装配线节拍，是指装配线上连续出产两件相同制品的时间间隔。它的计算公式是：运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授装配线时间平衡方法装配线时间平衡方法n n 确定装配流水线节拍确定装配流水线节拍n n计算装配线上需要的最少工作地数计算装配线上需要的最少工作地数n n组织工作地组织工作地n n计算工作地时间损失系数、平滑系数计算工作地时间损失系数、平滑系数运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授4.6 4.6 非制造业的设施布置非制造业的设施布置 n n 办公室与生产制造系统相比，有许多根本不同的办公室与生产制造系统相比，有许多根本不同的特点
28、：特点：生产制造系统加工处理的对象是有形物品，而办生产制造系统加工处理的对象是有形物品，而办公室则是信息以及组织内外的来访者。公室则是信息以及组织内外的来访者。办公室的工作效率往往取决于人的工作速度，而办公室的工作效率往往取决于人的工作速度，而生产制造系统与设备速度有相当大的关系。生产制造系统与设备速度有相当大的关系。办公室布置中，同一类工作任务可选用的办公室办公室布置中，同一类工作任务可选用的办公室布置有多种。布置有多种。组织结构、各个部门的配置方式、部门之间的相组织结构、各个部门的配置方式、部门之间的相互关系和相对位置的要求对办公室布置有更重要互关系和相对位置的要求对办公室布置有更重要的影响。的影响。运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授图图4-32 办公室布置示意图办公室布置示意图运作管理运作管理-43-虞镇国虞镇国 教授教授课后课后n n阅读教科书第五章，并对照第146-147页中的判断题和选择题复习n n准备实验六运作管理运作管理-43-
