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1、生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management第第6 6章章 生产和服务设施布置生产和服务设施布置老师：葛长飞老师：葛长飞时间：时间：20102010年年4 4月月盐城盐城, 8/18/20211盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management主要内容：主要内容：6.1 6.1 布置决策布置决策6.2 6.2 设备布置的定量分析设备布置的定量分析（重点和难点）（重点和难点）6.3 6.3 装配线平衡装配线平衡6.4 6.4 非制造业的设施布置非制造业
2、的设施布置盐城盐城, 8/18/20212盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management第第1 1节节 设施设施/ /设备布置决策设备布置决策生产和服务设施布置生产和服务设施布置就是就是指合理安排企业指合理安排企业或某一组织内部各个或某一组织内部各个生产作业单位和辅助生产作业单位和辅助设施的设施的相对位置相对位置与与面面积、车间内部生产设积、车间内部生产设备的布置备的布置盐城盐城, 8/18/20213盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Ope
3、rations Management1.1 1.1 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产品的结构与工艺特点产品的结构与工艺特点 例如：生产机械产品的制造企业，生产单位例如：生产机械产品的制造企业，生产单位由由 毛坯毛坯 加工加工 装配车站构成装配车站构成 流程式生产按照生产工艺流程完成。流程式生产按照生产工艺流程完成。企业的专业化与协作化水平企业的专业化与协作化水平 专业化程度高专业化程度高 则需要大量协作化生产则需要大量协作化生产企业的生产规模企业的生产规模 （企业职工人数（企业职工人数 固定资产固定资产 产品产品总值）总值）盐城盐城, 8/18/20214盐城师范学院商学
4、院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management1.21.2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按照生产流程的不同按照生产流程的不同 分为工艺专业化和对象专业化分为工艺专业化和对象专业化1.2.1 1.2.1 工艺专业化工艺专业化：按照工艺的专业化的特征建立生：按照工艺的专业化的特征建立生产单位，形成工艺专业化车间。集中相同工艺的设备产单位，形成工艺专业化车间。集中相同工艺的设备和工人，完成的是和工人，完成的是不同产品不同产品上相同的工艺。上相同的工艺。例如：制造企业中机械加工车间，锻造车间，车工车例如：
5、制造企业中机械加工车间，锻造车间，车工车间间 铣工车间铣工车间1.2.2 1.2.2 对象专业化对象专业化：按照产品建立生产单位。生产单：按照产品建立生产单位。生产单位内完成位内完成同一产品同一产品的所需的设备的所需的设备 人员。人员。如：汽车制造厂的发动机车间，去抽车间。如：汽车制造厂的发动机车间，去抽车间。盐城盐城, 8/18/20215盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management1.3 1.3 生产和服务设施布置的影响因素生产和服务设施布置的影响因素厂房布置满足生产过程的要求，缩短生产周期，节厂
6、房布置满足生产过程的要求，缩短生产周期，节省生产费用省生产费用生产联系和协作单位互相靠近布置生产联系和协作单位互相靠近布置利用现有运输条件和公共设施利用现有运输条件和公共设施按照生产性质、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，合理划分厂区在考虑防火和卫生条件下，总平面布置力求占地面在考虑防火和卫生条件下，总平面布置力求占地面积最小积最小考虑扩建余地考虑扩建余地盐城盐城, 8/18/20216盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management1.4 典型布置形式典型布置形式1.4.1 物料
7、流程形式物料流程形式1.4.2 布置类型布置类型固定式布置固定式布置按产品布置按产品布置按工艺过程布置按工艺过程布置按成组制造单元布置按成组制造单元布置盐城盐城, 8/18/20217盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management盐城盐城, 8/18/20218盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management盐城盐城, 8/18/20219盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Produ
8、ction and Operations Management按工艺过程布置按工艺过程布置盐城盐城, 8/18/202110盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management盐城盐城, 8/18/202111盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management第第2 2节节 设备布置的定量分析设备布置的定量分析作业相关图作业相关图从一至表法从一至表法新设备的布置问题新设备的布置问题线性规划方法线性规划方法计算机辅助布置计算
9、机辅助布置盐城盐城, 8/18/202112盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management1.2.1 1.2.1 作业相关图法：作业相关图法： 是由是由穆德穆德提出了的，它是根据企业各个部门之间提出了的，它是根据企业各个部门之间的活动关系的紧密程度的活动关系的紧密程度布置其相互位置布置其相互位置。 布置的原则：将待布置的部门一一确定相互关系，布置的原则：将待布置的部门一一确定相互关系，根据相互关系重要程度，根据相互关系重要程度，按等级高的部门相邻的按等级高的部门相邻的，安，安排出最合理的布置方案。排出最
10、合理的布置方案。盐城盐城, 8/18/202113盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management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其它其它关系密切原因关系密切原因代号代号 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O O一般一般U U不重要不重
11、要X X不予考虑不予考虑关系密切程度分类表关系密切程度分类表盐城盐城, 8/18/202114盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management 例例 一快餐店欲布置其生产和服务设施。该快餐店共分一快餐店欲布置其生产和服务设施。该快餐店共分6 6个部分，计划布置个部分，计划布置在在2323的区域内。的区域内。AAXUOXOAEAU IAAX1 1、列出关系密切程度（、列出关系密切程度（A A、X X） A A：1-21-2，1-31-3，2-62-6， 3-5 3-5，4-64-6，5-65-6。 X X：
12、1-41-4，3-63-6，3-43-4。2 2、编制主联系簇（如图、编制主联系簇（如图1 1）3 3、考虑其它有、考虑其它有A A联系的部门联系的部门（图（图2 2）6254 图1625431 图2部门4部门1部门2部门3部门5部门6部门4部门1部门2部门3部门5部门6部门4部门1部门2部门3部门5部门6部门4部门1部门2部门3部门5部门6盐城盐城, 8/18/202115盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management 4 4、画出、画出X X关系图（如图关系图（如图3 3） 5 5、安置各部门（如图
13、、安置各部门（如图4 4）1634126354 图3 图4625431盐城盐城, 8/18/202116盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management 一种比较科学的求一种比较科学的求物料总运量最小物料总运量最小的布置方案的方的布置方案的方法，比较适合于法，比较适合于多品种、小批量生产多品种、小批量生产的情况。的情况。（1 1）选择典型零件，制定典型工艺路线，确定机床设备）选择典型零件，制定典型工艺路线，确定机床设备 （2 2）制定初始方案，统计设备间移动距离）制定初始方案，统计设备间移动距离（3 3）
14、确定零件在设备间的移动次数和单位运量成本）确定零件在设备间的移动次数和单位运量成本（4 4）用实验法确定最满意的方案）用实验法确定最满意的方案 例例 一金属加工车间有六台设备，已知其加工的零件品种及加工路线，一金属加工车间有六台设备，已知其加工的零件品种及加工路线，零件在设备间移动次数和单位移动成本如表所示。请确定最佳布置方案。零件在设备间移动次数和单位移动成本如表所示。请确定最佳布置方案。1.2.2 从从至表法至表法 盐城盐城, 8/18/202117盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management锯床
15、锯床 磨床磨床 冲床冲床 钻床钻床 车床车床 插床插床锯床锯床 0.15 0.15 0.16 0.15 0.16磨床磨床 0.18 0.16 0.15 0.15 0.15冲床冲床 0.15 0.15 0.15 0.15 0.16钻床钻床 0.18 0.15 0.15 0.15 0.16车床车床 0.15 0.17 0.16 0.20 0.15插床插床 0.15 0.15 0.16 0.15 0.15锯床锯床 磨床磨床 冲床冲床 钻床钻床 车床车床 插床插床锯床锯床 32.6 62.7 9.8 6.3 28.8磨床磨床38.9 8.3 28.5 9.2 1.5冲床冲床60.0 17.1 14.3
16、 2.4 3.2钻床钻床2.9 63.3 9.3 6.2 10.9车床车床18.9 12.1 16.0 63.0 7.5插床插床6.3 14.3 13.3 17.1 58.5锯床锯床 磨床磨床 冲床冲床 钻床钻床 车床车床 插床插床锯床 71.5 122.7 12.7 25.2 35.1磨床 25.4 91.7 21.3 15.8冲床 23.6 18.4 16.5钻床 69.2 28.0车床 66.0插床设备间月平均移动次数设备间月平均移动次数单位距离运输成本单位距离运输成本单位距离每月运输成本单位距离每月运输成本单位距离每月总运输成本单位距离每月总运输成本锯床锯床 磨床磨床 冲床冲床 钻床钻
17、床 车床车床 插床插床锯床锯床 217 418 61 42 180磨床磨床 216 52 190 61 10冲床冲床 400 114 95 16 20钻床钻床 16 421 62 41 68车床车床 126 71 100 315 50插床插床 42 95 83 114 390锯床冲床插床磨床钻床车床盐城盐城, 8/18/202118盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management1.2.3 1.2.3 厂区布置的常用方法厂区布置的常用方法 物料运量图法物料运量图法：按照生产过程中物料的流向及生产单位之间运
18、输量布按照生产过程中物料的流向及生产单位之间运输量布置置企业的车间及各种设施的相对位置。企业的车间及各种设施的相对位置。步骤：步骤： 1 1、根据原材料、在制品在生产过程中的流向，初步布置各个生产车间、根据原材料、在制品在生产过程中的流向，初步布置各个生产车间和生产服务单位的相对位置，绘出初步物流图。和生产服务单位的相对位置，绘出初步物流图。 2 2、统计车间之间的物料流量，制定、统计车间之间的物料流量，制定物料运量表物料运量表。 0102030405总计总计01721414026280345110046280522总计总计01114107盐城盐城, 8/18/202119盐城师范学院商学院盐
19、城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management3 3、优先安排运量最大的车间，然后将与它流量、优先安排运量最大的车间，然后将与它流量最大的靠近布置，以此类推。最大的靠近布置，以此类推。4 4、最后，考虑其它因素进行改正和调整。、最后，考虑其它因素进行改正和调整。411221010403050241017盐城盐城, 8/18/202120盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management1.2.41.2.4仓库布置仓库布置存储物品存储物品
20、搬运次数搬运次数(每周每周)所需货区所需货区A 电烤箱电烤箱2801B 空调空调1602C 微波炉微波炉3601D 音响音响3753E 电视电视8004F 收音机收音机1501G 其它其它1002原则原则: : 在充分利用存储空间的同时维持尽可能低的物料运送成本。在充分利用存储空间的同时维持尽可能低的物料运送成本。法则：（法则：（1 1）等面积存储法则：）等面积存储法则：各种物品所需货区面积相同，则次数越多应越靠近出入口各种物品所需货区面积相同，则次数越多应越靠近出入口 （2 2）非等面积存储法则：）非等面积存储法则：各种物品所需货区面积不同，考虑次数货区数量，比值各种物品所需货区面积不同，考
21、虑次数货区数量，比值大近出入口（？）大近出入口（？）C（），（），A（），（），E（），（），F（），（），D（），（），B（），（），G（）（）盐城盐城, 8/18/202121盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations ManagementCEEFDBG 通通 道道AEEDDBGC: 360 A: 280 E: 200 F: 150 D: 125 B: 80 G: 50盐城盐城, 8/18/202122盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations
22、 Management1.2.5 1.2.5 新设备的布置问题新设备的布置问题 设原有设备在坐标内的点为（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,y,x,y,使得使得盐城盐城, 8/18/202123盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management先讨论一个简化问题：（x,y）的最优解应为5x20, 10y30。盐城盐城, 8/18/202124盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生
23、产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management例例6.4 6.4 某大学购买一台新设备，以便全校教师制作教学录像带，这台设备由校某大学购买一台新设备，以便全校教师制作教学录像带，这台设备由校园内六个学院的教师使用。这六个学院的位置如图园内六个学院的教师使用。这六个学院的位置如图6-166-16所示。其坐标和各学所示。其坐标和各学院使用该设备的教师人数见表院使用该设备的教师人数见表6-96-9。各学院间用草坪隔开，故通道都是交叉。各学院间用草坪隔开，故通道都是交叉垂直的。问该录像带制作设备安置在何处，使所有教师的垂直的。问该录像带制作设备安置
24、在何处，使所有教师的总行程总行程最小。最小。学院学院坐标坐标教师人数教师人数商学院商学院（5，13）31教育学院教育学院（8，18）28工学院工学院（0，0）19人文学院人文学院（6，3）53法学院法学院（14，20）32理学院理学院（10，12）41表表6-9 6-9 学院坐标和使用人数学院坐标和使用人数盐城盐城, 8/18/202125盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management学院学院X坐标坐标权数权数累计加权值累计加权值工学院工学院01919商学院商学院53051人文学院人文学院653103教
25、育学院教育学院828131理学院理学院1041172法学院法学院1432204学院学院y坐标坐标权数权数累计加权值累计加权值工学院工学院01919人文学院人文学院35372理学院理学院1241113商学院商学院1331144教育学院教育学院1828172法学院法学院2032204 录像带制作设备应布置在坐标为录像带制作设备应布置在坐标为（6 6，1212）的地方。的地方。学院学院坐标坐标教师教师人数人数商学院商学院（5，13）31教育学教育学院院（8，18）28工学院工学院（0，0）19人文学人文学院院（6，3）53法学院法学院（14，20）32理学院理学院（10，12）41盐城盐城, 8/1
26、8/202126盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management1.2.6 线性规划方法线性规划方法 盐城盐城, 8/18/202127盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management 盐城盐城, 8/18/202128盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management约束条件：约束条件：盐城盐城, 8/18/202129盐城师范
27、学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management五五 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。常见的计算机软件：craft 目标函数：使整个系统综合搬运费用最小。目标函数：使整个系统综合搬运费用最小。 两个点的搬运成本两个点的搬运成本= =距离距离* *单位距离成本单位距离成本* *搬运的次数搬运的次数盐城盐城, 8/18/202130盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management.3 装配线平衡装配线
28、平衡（Assembly Line Balancing）装配线平衡即工序同期化：装配线平衡即工序同期化： 根据流水线节拍流水线节拍的要求，采用技术组织措施来调整工序时间，使各工作地的单件作业时间尽可能接近流水各工作地的单件作业时间尽可能接近流水线节拍或节拍的整数倍线节拍或节拍的整数倍.对于某装配流水线，在给定流水线的节拍后，求出对于某装配流水线，在给定流水线的节拍后，求出装备线所需工序的工作地数量和用工人数最少的方装备线所需工序的工作地数量和用工人数最少的方案案对于特定的产品，给定工作地数量，求出使流水线对于特定的产品，给定工作地数量，求出使流水线节拍最小的配置方案节拍最小的配置方案盐城盐城,
29、8/18/202131盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management6.3.1 为什么要进行装配线平衡为什么要进行装配线平衡5346216 6道工序道工序3 3、4 4两道的工序两道的工序负荷率为负荷率为60%60%工序工序1 1的负荷率的负荷率为为20%20%可知：浪费时间可知：浪费时间 忙闲不均忙闲不均 引起引起矛盾矛盾 浪费人力浪费人力资源资源盐城盐城, 8/18/202132盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Ma
30、nagement6.3.2 装配线平衡的方法装配线平衡的方法全部工步合理划分为工序，且各工序的时间损失最少全部工步合理划分为工序，且各工序的时间损失最少和比较均匀和比较均匀确定装配流水线节拍确定装配流水线节拍 r = Fe / N r = Fe / N例：某条生产线计划产量为例：某条生产线计划产量为150150件，采用两班制生产，每件，采用两班制生产，每班规定有班规定有2121分钟停歇时间，计划不合格率为分钟停歇时间，计划不合格率为2%2%，计算流，计算流水线的节拍。水线的节拍。盐城盐城, 8/18/202133盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Producti
31、on and Operations Management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 Smin = ti / r盐城盐城, 8/18/202134盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院解：S = (6+2+5+7+1+2+6+3+5+5+4)/10 = 46/10= 5例：节拍为10分钟，共11步，关系见下图：12345678910112 5 7 16 354 562盐城盐城, 8/18/202135盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management6.4 6.4 非制造业的设
32、施布置非制造业的设施布置6.4.1 6.4.1 办公室布置与生产制造系统相对，有很大的办公室布置与生产制造系统相对，有很大的不不同点：同点： (1) (1)生产制造加工对象是有形的物品，所以物料搬运是生产制造加工对象是有形的物品，所以物料搬运是进行布置时一个重要的考虑因素，办公室加工对象是进行布置时一个重要的考虑因素，办公室加工对象是信息及组织内外的来访者。信息及组织内外的来访者。（2 2）生产系统中，产出的速度取决于设备的速度，办公）生产系统中，产出的速度取决于设备的速度，办公室主要取决于人处理信息的速度。室主要取决于人处理信息的速度。（3 3）生产制造系统中，产品的特性决定设施布置的类型，
33、）生产制造系统中，产品的特性决定设施布置的类型，而办公室布置可能存在多种。而办公室布置可能存在多种。盐城盐城, 8/18/202136盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management6.4 6.4 非制造业的设施布置非制造业的设施布置办公室布置考虑的主要因素：办公室布置考虑的主要因素：信息传递与交流迅速、方便信息传递与交流迅速、方便人员劳动生产率人员劳动生产率基本模式基本模式盐城盐城, 8/18/202137盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and O
34、perations Management习题习题P1713.工序工序工序作业时间工序作业时间紧前工序紧前工序A0.69-B0.55AC0.21BD0.59BE0.70BF1.10BG0.75C, D, EH0.43G, FI0.29H盐城盐城, 8/18/202138盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management装配工序先后顺序图装配工序先后顺序图0.69ABCDEFGHI0.550.210.590.701.10.750.430.29节拍 r = Fe / N=50/300=0.167(m/i)每小时装
35、配300件产品的最小工作地数 S = (0.69+0.55+0.21+0.59+0.70+1.1+0.75+0.43+0.29)/0.167 = 31.80 = 32盐城盐城, 8/18/202139盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management习题习题P1714.工序工序工序作业时间工序作业时间紧前工序紧前工序A0.20-B0.05-C0.15-D0.06-E0.03A, BF0.08C, DG0.12E, FH0.05-I0.05-J0.12H, I, JK0.15JL0.08K盐城盐城, 8/18
36、/202140盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management装配工序先后顺序图装配工序先后顺序图0.2ABCDEFGHI0.050.150.060.030.080.120.050.05JKL0.120.150.08盐城盐城, 8/18/202141盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院生产与运作管理生产与运作管理 Production and Operations Management节拍 r = Fe / N = 50/200 = 0.25每小时装配200件产品的最小工作地数 S = (0.2+0.05+0.15+0.06+0.03+0.08+0.12+0.05+0.05+0.12+0.15+0.08)/0.25 = 4.56 = 5盐城盐城, 8/18/202142盐城师范学院商学院盐城师范学院商学院
