第三章 生产与运作系统的空间组织

2019/10/41第三章生产与运作系统的空间组织企业选址工厂平面布局2019/10/42第三章生产与运作系统的空间组织生产与运作系统的空间组织，直观地说就是确定构成生产与运作系统硬件的空间位置、地理位置。生产与运作系统除了它的构成硬件（设置和装备）外，还有人力资源结构，即生产与运作系统的组织形式。因此，广义地说，生产与运作系统的空间组织还包括建立生产与运作单位，构建生产与运作单元。本章将讨论企业选址、厂区内平面布局等相关问题。2019/10/43第一节企业选址企业选址就是为其生产与运作系统选择空间、地理位置。随着经济全球化发展，企业选址的视角已经跨越区域国界向全球化、一体化转变。2019/10/44一、企业选址决策的重要性企业选址决策的战略属性企业选址是企业的一个基本问题、重要问题和作用影响长远的问题。企业选址决策的经济属性生产运作系统的地理位置决定了生产运作系统与相关经济要素的空间联系，影响和决定了企业的投资、成本和市场竞争能力，乃至影响和决定了企业的经济效益。企业选址决策的人文属性包括：法制环境、政策规定、税赋水平及倾向性；企业周围社区居民的生活习俗、文化教育、宗教信仰等。2019/10/45二、选址决策的影响因素包括厂区外的因素厂区内的因素2019/10/46厂区外的因素市场因素原料因素能源因素技术因素协作因素运输因素人力因素水电因素卫生因素社会因素2019/10/47厂区内的因素地质因素容量因素地势因素环保因素2019/10/48三、选址决策的程序（一）选择区域和地点选择某一个地区选择地区时要综合考虑经济因素、政治因素、社会因素和自然因素。选择适当的地点地区选定之后，要确定哪片土地建厂。这时要针对企业的特点，更深入地分析研究各种有关因素。通常要求考虑管理厂址环境的费用和产品的可变成本，如直接人工、物料搬运费和管理费等。2019/10/49（二）工作步骤准备阶段现场调查阶段评价抉择阶段2019/10/410四、选址决策的方法主要有：评分法量本利分析法2019/10/411评分法一般步骤为：按照企业生产经营要求，确立评价要素；按照要素的重要程度，予以或排序或赋予权重或分配该要素的最高分值；组织相关人员调研和按满足程度予以打分；最后计算汇总。评分法较粗略但直观，更适合选择区域作前期评估。2019/10/412加权法选址因素权重备选厂址ABC赋税政策0.25709580土地状况0.10807090交通条件0.20706060人力资源0.25908090扩展潜力0.209080802019/10/413量本利分析法（厂址2销售额）（厂址2总成本）（厂址1总成本）（厂址1固定成本）（厂址2固定成本）金额产销量（厂址1销售额）2019/10/414第二节工厂平面布局一、工厂平面布局的内容与层次，基本原则与影响因素（一）工厂平面布局的内容与层次内容：设置生产单位和布置空间场所。层次：以机械加工企业为例——较为一般地分为工厂、车间、班组三个层次。——规模更大、层次更多的可分为总厂、分厂、车间、工段、班组五个层次。2019/10/415生产运作系统空间组织的层次不同层次生产运作系统空间组织共性的一面都是以它下一个层次作为基本单位。都是以它的上一个层次作为总体协调目标。都要遵循空间组织共同的原则。不同层次生产运作系统空间组织个性的一面内容不同。影响要素不同。所面临和需要处理的问题也不同。2019/10/416（二）工厂平面布局的基本原则设置生产单位的基本原则专业化原则适应性原则布置空间场所的原则有利生产方便运输节约用地美化环境2019/10/417（三）生产运作系统空间组织的影响因素企业的产品方向、结构和工艺特点企业的专业化与协作化水平企业的生产规模2019/10/418二、设置生产单位的专业化原则设置生产单位的专业化原则，是劳动生产率水平高低的基础。它决定着：企业内部的分工与协作关系，工艺过程以物流的流向厂内运输路线和运输量等等。2019/10/419二、设置生产单位的专业化原则根据生产运作系统装备的通用性分，生产单位的专业化原则有：工艺专业化原则对象专业化原则混合原则就集中相似劳动，采用成组技术及装备而言，则需设置成组工艺中心，成组生产中心。2019/10/420二、设置生产单位的专业化原则因此，设置生产单位的专业化原则主要有工艺专业化原则、对象专业化原则、混合原则、成组工艺中心、成组生产中心等。这里主要介绍两种最基本的专业化原则：——工艺专业化原则——对象专业化原则2019/10/421（一）工艺专业化原则和工艺专业化车间即按不同的工艺特征建立生产单位的原则。特点：三同一不同，即同设备、同工种工人、同工艺方法、不同加工对象。两种形式：——完成一个工艺阶段的全部工种作业的专业化车间。——完成一个工艺阶段的部分工种或某一工种的工艺专业化车间。2019/10/422工艺专业化车间之间零件运动示意图锻工车间热处理车间电镀车间装配车间磨工车间铣工车间钻镗车间车工车间2019/10/423工艺专业化原则的优点对产品品种变化的适应能力强；生产系统的可靠性较高；工艺及设备管理较方便。2019/10/424工艺专业化原则的缺点工件在加工过程中运输次数多，运输路线长；协作关系复杂，协调任务重；只能使用通用机床、通用工艺装备，生产效率低；在制品量大，生产周期长。2019/10/425（二）对象专业化原则和对象专业化车间即按产品（零件、部件）建立生产单位的原则。特点：三不同一同，即不同设备、不同工种、不同加工方法、同加工对象。两种形式：——以产品或部件为对象的和以同类零件为对象的。——以同类零件为对象建立的专业化车间。2019/10/426对象专业化车间之间零件运动示意图箱体零件车间标准件车间轴承连杆车间齿轮车间轴类车间毛坯车间热处理车间装配车间2019/10/427对象专业化原则的优点可以减少运输次数，缩短运输路线；协作关系简单，简化了生产管理；可使用专用高效设备和工艺装备；在制品少，生产周期短。2019/10/428对象专业化原则的缺点对品种变化适应性差；生产系统的可靠性较差；工艺及设备管理复杂。2019/10/429三、工厂平面布局的步骤与方法空间布置的目标：——使业务过程的成本最低；——经济利用空间，节约场地；——提供安全舒适的工作环境；——适应市场需求的变化，具有灵活性。2019/10/430影响空间布置的主要因素主要因素：——产品生产工艺；——企业专业化与协作水平；——生产单位的专业化原则；——企业的规模；——企业的环境条件。另外还有物料流向、物料运量、作业相互关联性等。2019/10/431空间布置的基本原则基本原则：——最短路径原则——关联原则——分工原则——协调原则——弹性原则2019/10/432（一）工厂平面布置的步骤系统的布置设计(SLP)从系统的观点出发综合应用各种有效方法，综合考虑影响空间布置的主要因素，进行工厂总平面布置设计。2019/10/433（一）工厂平面布置的步骤具体步骤和内容：——P—Q分析——物流分析——生产活动相互关系的分析——绘制物流—活动相关图——设计布置方案——选择评价方案P-Q分析图2019/10/434总平面布置设计步骤2019/10/435（二）平面布置设计的方法1.物料流向图法——按照原材料、在制品及其它物资在生产过程中总的流动方向来布置工厂的]车间、设施和生产服务单位。工厂厂房和建筑物的相互位置一般顺序：材料仓库准备车间加工车间装配车间成品仓库2019/10/436物料流向图法（续）为了反映各组成部分相互间的生产联系和在生产过程中原材料、毛坯、半成品、成品等的物流流向，可以先绘制系统图，以便按它进行平面布置。2019/10/437某机械制造厂生产系统图2019/10/4382.代数式法代数式法具体做法是：划分各生产单位和进行分区编号；列出约束条件和优化条件；用乘式表达布置组合；进行乘积运算排斥某生产单位多个分区并置的方案；反复进行乘式运算完成所有排斥。高次方表示满足各个优化条件。2019/10/439代数式法例题：如图所示，某工厂总平面图按需要划分为5个小区。各小区只表示区划位置，并不精确地表示该小区的面积大小。各小区面积可在完成总体布置后，根据实际需要在相邻小区之间调整。设有A、B、C、D、E五个子系统，每个子系统应占有一个小区，并有如下限制和要求：12345厂前马路西东南北2019/10/440代数式法约束条件(限制)⑴D子系统不允许靠近厂前马路；⑵B子系统必须靠近厂前马路；⑶C子系统不能置于5区；⑷E子系统不能置于4区；2019/10/441代数式法优化目标(要求)⑸E子系统应尽可能置于5区；⑹由于风向影响，D子系统应尽可能置于C子系统东边；⑺E子系统应尽可能远离B子系统；⑻A、B两子系统应尽可能靠近。试用代数式法进行工厂总平面布置。2019/10/442代数式法解：(1)先用约束条件列出各生产单位可能的小区。根据约束条件①有(D3+D4+D5)；根据约束条件②有(B1+B2)；根据约束条件③有(C1+C2+C3+C4)；根据约束条件④有(E1+E2+E3+E5)。2019/10/443代数式法(2)再用优化目标对上述结果进一步筛选，列出各生产单位优化的位置。根据优化目标⑤有E5；根据优化目标⑥有(C3D4+C4D5)；根据优化目标⑦有B1E5；根据优化目标⑧有(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)2019/10/444代数式法(3)所有可能方案如算式：(D3+D4+D5)(B1+B2)(C1+C2+C4+C4)(E1+E2+E3+E5)E5(C3D4+C4D5)B1E5(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)(4)进行代数式运算后，予以排斥(D3E5+D4E5+D5E5)(B12E5+B1B2E5)(C1+C2+C3+C4)(E1+E2+E3+E5)(C3D4+C4D5)(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)上式中，D5E5表示D、E两生产单位同置于5区；B1B2E5表示B生产单位既置于1区，又置于2区。均为不允许的方案。2019/10/445代数式法剔出后有(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(C3D4+C4D5)B12E5(E1+E2+E3+E5)(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)(5)继续进行运算和剔出(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(B12E1E5+B12E2E5+B12E3E5+B12E52)(C3D4+C4D5)(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)上式中，B12E1E5及B12E3E5均表示E生产单位同时置于两个小区，显然是不允许的方案。剔出后继续运算。2019/10/446代数式法(6)(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(C3D4+C4D5)(B12E52)(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)=(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(C3D4+C4D5)(B13A2E52+B13A3E52+B12B2A1E52+B12B2A4E52)同理，去掉B12B2A1E52与B12B2A4E52，则有：(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(C3D4+C4D5)(B13A2E52+B13A3E52)=(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(A2B13C3D4E52+A3B13C3D4E52+B13A2C4D5E52+A3B13C4D5E52)2019/10/447代数式法(7)如此反复不断地运算剔出后，可得A2B13C32D42E52方案。即A置于2号区，B置于1号区，C置于3号区，D置于4号区，E置于5号区。其中B1、C3、D4、E5的高次方，表示该生产单位于该小区是同时满足了多个约束条件或优化目标。2019/10/4483.作业相关图法作