第4章_设施选址与布置优化

11华中科技大学管理学院第4章设施选址与布置优化一、选址决策二、厂区平面布置三、车间平面布置四、装配线平衡华中科技大学管理学院1、选址决策的内容2、影响选址决策的因素3、选址的一般程序4、选址评价方法一、选址决策华中科技大学管理学院•为什么会有选址问题？•选址在现代企业供应链网络设计中有重要意义。供应商制造商仓储和配送中心客户：物流：需求信息流华中科技大学管理学院供应库存和仓储成本运输成本库存和仓储成本运输成本制造商配送中心地区仓库零售商生产与采购成本华中科技大学管理学院•选址是为实现企业战略目标，综合平衡各种因素，确定在何处建厂或建立服务设施的过程。•选址决策是一个战略问题。•选址决策的内容：–选择地区–选择地点–评价、决策1、选址决策的内容华中科技大学管理学院2、影响选址的因素1）经济因素•运输条件与费用：–接近原料或材料产地的选址：原料笨重而价格低廉的企业、原料易变质的企业、原料运输不便的企业–接近消费市场的选址：产成品运输不便的企业、产成品易变质的企业、大多数服务企业•劳动力可获得性与费用；•能源可获得性与费用；•厂址条件与费用。22华中科技大学管理学院2）其他因素•政治因素：政局、法制、税收等；•社会因素：生活习惯、文化教育水平、宗教信仰、生活条件等；•自然因素：气候、水资源、地形地貌等；•基础设施：水、电、气、通信等。华中科技大学管理学院成本因素非成本因素（1）运输成本（1）区位特征（2）原料供应成本（2）气候和地理环境（3）动力、能源及水的供应（3）环境保护及污染处理（4）人力资本及劳务成本（4）政治稳定性与文化（5）建筑成本和土地成本（5）当地政府政策（6）筹资成本及税率、保险（6）扩展机会与发展余地（7）信息来源和服务费用（7）当地竞争情况（8）技术支持成本（8）公众对工商业的态度…………华中科技大学管理学院3、选址的一般程序•明确选址的优化目标；•列出选址应考虑的因素及相应要求；•选择国家、找出几个方案；•评价、确定国家；•在此国范围内、选择若干个地区；•评价、确定地区；•在地区范围内找出几个具体位置；•评价、并最终确定选址。华中科技大学管理学院1）量本利分析法4、选址评价方法V1V2V0P1FC1TC2P2TC1成本销售量FC2华中科技大学管理学院2）评分法根据影响选址的因素，全面比较不同的选址方案。备选厂址选址因素权重ABC交通条件土地状况停车场地可获性公众态度扩展潜力0.250.100.200.250.2070807090901007060808080100609080华中科技大学管理学院3）线性规划运输问题算法考虑有6个制造厂，8个分销仓库的运输问题，如下图：33华中科技大学管理学院•有多个物料供应点，追求供应过程运费最少例5-1：P121。有工厂A、B、C，仓库P、Q，要求新增一个仓库，X、Y两个点为备选方案。表5-3工厂能力和至仓库运费到各仓库的单位运费（元）工厂生产能力（吨/月）PQXYABC24002400180015274527122448249512715华中科技大学管理学院–若选定仓库X，则其运费为：月总运输费为：2100×15+2100×12+300×24+1800×9=80100(元）仓库工厂PQX虚拟仓库能力A1527482400B2712242400C452491800需求210021002100华中科技大学管理学院–若选定仓库Y，则其运费为：月总运输费为：2100×15+2100×12+300×27+1800×15=91800（元）仓库工厂PQY虚拟仓库能力A1527512400B2712272400C4524151800需求210021002100华中科技大学管理学院•有多个物料供应点，追求产品发运过程运费最少例5-1：P123。有工厂A和B，3个仓库U、V、W，要求新建一个厂，X、Y两个点为备选方案。表5-6能力、需要和单位运费到仓库的单位运费（元）现有工厂和备选工厂生产能力（台/月）UVWABXY2,8002,0002,4002,40010203040241622303614128各仓库的需求（台/月）22,001,4002,600华中科技大学管理学院–若选定X为备选厂，则其运费为：月总运输费为：2,200×10+1,400×16+200×14+2400×12=76,000（元/月）仓库工厂UVW虚拟仓库能力A220010243660002800B201400162001440002000X302224001202400需求2200140026001000华中科技大学管理学院–若选定Y为备选厂，则其运费为：月总运输费为：2,000×10+1400×16+200×14+2,400×8=64,400（元/月）仓库工厂UVW虚拟仓库能力A220010243660002800B201400162001440002000Y40302400802400需求220014002600100044华中科技大学管理学院•运输问题的最优解：线性规划方法建模。设某种产品有m个产地，分别有a1，a2，……，am单位产品，这些产品要运往n个销售地，每个销售地的销售量分别为b1，b2，……，bn单位产品。已知每单位产品从第i个产地运到第j个销售地的运费为Cij，那么，如何调运产品使总运输费最低？需要收集什么数据才能求解？华中科技大学管理学院•需要收集的数据：–顾客、零售商、现有仓库、配送中心、制造厂和供应商的地理位置；–每个顾客点对每种产品的需求量；–每个制造厂的生产能力；–每个仓库的最大容量；–每种运输方式的运输费率；–距离数据；–成本数据：仓储成本、订单处理成本。华中科技大学管理学院•例：某制造商有两个生产厂P1和P2制造某种产品，生产能力分别为每年200000件和每年60000件，两个生产厂有同样的生产成本。有两个仓库，分别为W1和W2，具有相等的仓库搬运成本。有三个市场区域C1、C2和C3，年需求分别为50000,100000和50000件。2个仓库只从2个生产厂获得供货，3个市场区域只从2个仓库获得供货。每单位产品的配送成本（元）如下表所示。求最优配送策略。21225W254340W1C3C2C1P2P1仓库华中科技大学管理学院•解：假设：–x(p1,w1)、x(p1,w2)、x(p2,w1)和x(p2,w2)表示从不同生产厂到不同仓库的年流量；–x(w1,c1),x(w1,c2),x(w1,c3)代表从仓库w1到顾客区c1,c2和c3的年流量；–x(w2,c1),x(w2,c2),x(w2,c3)代表从仓库w2到c1,c2和c3的年流量。华中科技大学管理学院•则，目标函数为:min0x(p1,w1)+5x(p1,w2)+4x(p2,w1)+2x(p2,w2)+3x(w1,c1)+4x(w1,c2)+5x(w1,c3)+2x(w2,c1)+1x(w2,c2)+2x(w2,c3)满足以下约束:x(p1,w1)+x(p1,w2)≤200000x(p2,w1)+x(p2,w2)≤60000x(p1,w1)+x(p2,w1)=x(w1,c1)+x(w1,c2)+x(w1,c3)x(p1,w2)+x(p2,w2)=x(w2,c1)+x(w2,c2)+x(w2,c3)x(w1,c1)+x(w2,c1)=50000x(w1,c2)+x(w2,c2)=100000x(w1,c3)+x(w2,c3)=50000所有的流量大于或等于零。华中科技大学管理学院•解线性规划方程求得最优配送策略如下表所示，相应的总成本为740000元。0600000600000W25000040000500000140000W1C3C2C1P2P1仓库55华中科技大学管理学院4）重心法•是一种单个设施选址的方法；•要考虑：–现有设施的位置；–所要运输的货物量；•通常用于中转仓库或分销仓库的选址。华中科技大学管理学院•基本原理：–建立坐标系；–确定现有设施的坐标；–分析、确定运输量；–找出重心：运输成本最低的点（Cx，Cy）即为重心；–重心计算公式为：Cx=∑dixVi/∑ViCy=∑diyVi/∑ViCx—重心的X坐标Cy—重心的Y坐标dix—第i个点的X坐标diy—第i个点的Y坐标Vi—运入第i个地点或从第i个地点运出的货物量华中科技大学管理学院•一个例题：腾辉公司是一家生产汽车空调的公司，在不同地方现有三家工厂A、B、C生产XB-300型产品。最近，公司决定新建一个工厂D，为A、B、C三个厂生产配套的压缩机，已知现有三个工厂的位置及需求量，用重心法确定工厂D的位置。工厂X坐标Y坐标年需求量A150756000B1003008200C2753807000华中科技大学管理学院二、厂区平面布置•厂区平面布置：是在选定厂址、确定生产单位构成之后进行的一项重要的生产空间组织工作。华中科技大学管理学院1、目标•最短的运输路线•最大的灵活性•最有效的面积利用•最良好的工作环境•最合理的发展余地华中科技大学管理学院2、影响因素•生产类型和生产规模•地形地貌、地质条件•生产单位的构成数量与规模•外部环境条件，如公路、铁路、河流等•企业远景发展•环保等66华中科技大学管理学院3、基本原则•应满足生产过程的要求•尽量使运输距离最短•关系密切的车间应尽量相互靠近•尽可能布置紧凑，使面积最小•充分利用现有运输条件•合理划分厂区•应考虑有扩建的余地华中科技大学管理学院4、方法•物料运量图法–根据物料的流向及运输量来布置企业的生产部门，目的是使物料运量最小，运输量大的生产单位应安排在相临位置。•作业相关图法–根据部门之间的关系密切程度来布置企业的生产部门，关系密切的生产单位应安排在相临位置。华中科技大学管理学院7101411合计2058260410154038260214412701合计05040302011）物料运量图法华中科技大学管理学院物料运量图法010203040576+4=105+6=112+2=42+2=42211华中科技大学管理学院物料运量图法0102030405765226442121华中科技大学管理学院物料运量图法01020304057652264421277华中科技大学管理学院2）作业相关法不予考虑X不重要U一般O重要I特别重要E绝对重要A密切程度代号华中科技大学管理学院其它9公用设备8做类似的工作7工作流程连续6文件交换频繁5人员接触频繁4公用场地3公用人员2使用共同的原始记录1关系密切原因代号作业相关法华中科技大学管理学院作业相关法：快餐店布置部门6A部门5AO部门4XAX部门3AIUE部门2OUXAA部门1部门6部门5部门4部门3部门2部门1华中科技大学管理学院•绝对重要A：1-21-33-52-64-65-6最多A的是6•不予考虑X：1-43-63-4最多X的是3、4作业相关法：快餐店布置645213部门1部门2部门6部门5部门3部门4华中科技大学管理学院三、车间平面布置•车间平面布置：要按一定的原则，正确确定车间内部各组成单位（如工段、班组）以及工作地、设备之间的相互位置。华中科技大学管理学院1、影响因素•车间的功能和任务•车间总体布置•工艺路线和生产组织形式•设备的种类及数量•工作地的有效面积等88华中科技大学管理学院2、生产组织形式•按对象布置（ProductLayout)：产品式布置•按工艺布置（ProcessLayout)：机群式布置•按成组单元布置（GroupTech.Layout)•固定式布置(FixedPositionLayout)•U型单元布置•流水线（对象专业化原则）典型的布置形式M1M2M3M4•工艺专业化切割钻铣磨典型的布置形式切割铣铣铣磨钻钻切割•成组单元典型的布置形式原材料线切割钻磨铣车铣焊接磨油漆成品•固定布置典型的布置形式产品机器机器人员人员人员机器机器•U型单元典型的布置形式线切割钻车铣焊接磨油漆入口铣出口99华中科技大学管理学院3、布置方法•从至表试验法•重心法•仓库布置华中科技大学管理学院•选择典型零件，制定典型零件的工艺路线，确定所用设备•制定设备布置的初始方案，统计设备之