第4章 生产服务设施选址与布置

第4章生产/服务设施选址与布置第一节生产运作系统的选址一、设施选址的基本问题及其重要性设施：生产运作过程得以进行的硬件手段。设施选址：如何运用科学的方法决定设施的地理位置，使之与企业的整体经营运作系统有机结合，以便有效、经济地达到企业的经营目的。（一）基本问题设施选址包括两个层次的问题：1、选位（选择什么地区）；2、定址。设施选址包括两类问题：1、选择一个单一的设施位置；2、在现有的设施网络中布新点。（二）重要性1、投资：不同地点建厂对投资有很大影响。2、成本：涉及原材料、运输成本及职工工资。3、职工：影响到职工的生活和工作积极性。4、改变困难，作用深远二、设施选址的影响因素（一）是否接近于市场1、产品运输不便；2、产品易变化和变质；3、大多数服务业。一般说来，下述情况应该接近消费市场：（二）是否接近于原材料供应地（三）运输问题：根据产品及原材料、零部件的运输特点，考虑应靠近铁路、海港还是其它运输条件较好的区域。（四）与外协厂家的相对位置（五）劳动力资源不同地区的劳动力，其工资水平，受教育状况都是不同的。（八）气候条件：温度、湿度、气压等气候条件。（七）政策法规条件（六）基础设施条件主要指企业生产运作所需的水、电、气等的保证。一项在全球范围内对许多制造业企业所作的调查表明，企业认为下列5组因素是进行设施选址时必须考虑的：三、选址的难度（一）选址因素相互矛盾；（二）不同因素的相对重要性很难确定和度量；即涉及影响因素之间的权衡和取舍。1、劳动力条件2、与市场的接近程度3、生活质量4、与供应商和资源的接近程度5、与企业其它设施的相对位置（三）不同的决策部门利益不同，所追求的目标不同；（四）判别的标准会随时间变化。2、对于服务性企业，更多地考虑定址。考虑设施周围的人群密度、收入水平、交通条件等。设施必须靠近顾客群，并考虑与竞争对手的相对位置；3、对于制造业企业，选址决策应使整个生产分配链的成本最低。与竞争对手的相对位置并不重要。注意：制造业企业与服务性企业选址的不同1、制造业企业更多地考虑地区因素；四、选址的评价方法主要有量本利分析法、评分法、线性规划法及仿真法。评分法：对选址涉及的多方面因素给以不同的评分，并根据不同的决策目标给选址因素分配权重。将每个方案的各项因素分值乘以各项因素的权重之后求和，取加权和最大者。选址因素权重备选厂址ABC交通条件0.257010080土地状况0.108070100停车场地可获性0.20706080公众态度0.25908090扩展潜力0.20708080加权和768088.5第二节设施布置设施布置：合理安排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。一、设施布置的基本类型（一）按产品布置（Productlayout）它使对象专业化的生产组织方式得以实现。在这种布置下，设备是按照某一种或某几种产品的加工路线或加工顺序顺次排列（常称为生产线）。输入输出加工设备加工设备生产线并不一定是一条直线，可以是L型、O型、S型、U型等多种，或这几种形状的组合。这种布置下的主要课题：如何使每一单元的操作时间都大致相等。否则，整个生产线的产出速度只能是费时最多的单元的产出速度。-----生产线的平衡问题。流水线工作地排列方式：单列式优点：安装、拆卸、上下料以及清除残料方便；缺点：占用面积较多。双列式对称排列交互排列优点：节省空间，可压缩流水线长度；缺点：维修、拆卸、清除残料不便。1、装配线平衡的定义与原因装配线平衡定义又称工序同期化，对于装配流水线，在给定流水线的节拍后，通过采取一系列组织技术措施来调整各工序的时间，使之与节拍相等或为节拍的整数倍，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。装配线平衡的原因时间资源浪费忙闲不均，引起矛盾人力资源浪费装配线（手工流水线）工序同期化的主要措施：（1）适当分解、合并或重新组合工序；（2）合理调配力量；（3）采用高效率工具；（4）改进工艺方法。机械加工流水线工序同期化的主要措施：（1）采用高效新设备，或改造、改装旧设备，提高设备生产效率；（2）采用高效专用工装；（3）改进工作地布置；（4）改变加工方法；（5）提高工人技术熟练程度。装配线（流水线）节拍r是指流水线上顺序出产两件相同制品的时间间隔0*eFFrNN计划期有效工作时间计划期内计划产量r——流水线节拍；F0——计划期制度工作时间；η——时间利用系数；N——计划期产品产量。例：生产大纲中规定A部件的目标年产量为20000件，允许的工艺废品率为2%，生产A部件的流水线准备安排两班制，每周5个工作日，时间利用系数取95%，求生产A部件流水线的平均节拍。解：)(228000]6082)11104365[(95.00分FF)(2040802.012000010件NN)/(2.1120408228000件分NFr2、装配线平衡的方法与步骤以适当的方式将装配线上若干个相邻工序合并成一个大工序（又称工作地），并使这些大工序的作业时间接近或等于装配线的节拍（或节拍的整数倍）。步骤①确定装配流水线节拍②计算装配线上需要的最少工作地数minitSr③组织工作地，按以下条件向工作地分配作业元素：保证各工序之间的先后顺序；每个工作地分配到的作业元素作业时间之和不能大于节拍；各工作地的作业时间应尽量接近或等于节拍（或节拍的整数倍）；工作地数目尽量少。④计算工作地时间损失系数,平滑系数%1001rSTrSSieiLSieieTTSI12max)(εL——时间损失系数SI——平滑系数Tei——每个工作地分配到的作业时间之和Temax——工作地作业时间的最大值S——工作地数；r——节拍；3、装配线平衡举例例：启明公司开发出一种款式新颖的三轮童车，试销结果表明深受顾客欢迎。公司决定建立一条装配流水线，大批量生产这种三轮童车。现需要对这条装配线进行组织设计，装配线平衡过程如下。A1A2S1A3A4A5S213245678910前轮装在车架上车架右轮左轮前轮挡泥板前叉套管和定位螺丝车把橡胶手柄车座将后轮装在车架上将车把装在套管中将车座装在车架上完工检验图1：童车装配工艺示意图1234567891011121314151617182119200101810151710181015170181115181212918图2：三轮童车装配作业先后顺序装配作业的分解和节拍的确定由生产计划和工作班次，三轮童车装配线的节拍为：r=20秒/件计算最小工作地数Smin=[253/20]=[12.65]=13组织工作地根据装配作业顺序图，用试算法进行工作地重新划分，共划分出15个工作地。计算装配线的时间损失系数和平滑系数%16%10020152532015%1001rSTrSSieiL52.15)1220()1820()1820()2020()(222221maxSieieTTSI三轮童车装配线工作地重新布置方案1124671345899101213141515101101018101517101810151701811151812129180它与工艺专业化的生产组织方式相对应。广泛用于制造企业、学校、银行、飞机场、图书馆等。（二）间歇型工艺过程的布置（Processlayout）工作中心1工作中心3工作中心2产品A产品B1、不同的产品流或顾客流沿不同的路径通过设施，所以其流程模式很复杂；3、布置决定了加工中心（部门）的相对位置，以保证在特定的布置限制下达到设定的决策标准（物料处理成本最小化，相关部门的接近程度最大化，客户通过距离最小化等）；4、这种布置下的一个主要课题是：如何设置各个不同的生产单位，使本来无序的物料稍加有序。2、对产品的适应性较高，设备的利用率也较高，但产品的物料比较复杂、无序；锯床组包装组磨床组车床组滚齿组热处理车间门车间门126534走道78工艺专业化原则布置的齿轮车间原料进入锯床锯床车床磨床滚床车床滚床车床车床磨床包装包装热处理A齿轮车间门B齿轮A齿轮B齿轮车间门车间门走道C齿轮生产线D齿轮生产线产品专业化原则布置的齿轮车间（三）按成组制造单元布置（Layoutsbasedongrouptechnology）布置的基本步骤：1、将零件分类；2、识别零件组的物流类型，以此作为工艺布置的基础；3、将机器和工艺分组，组成工作单元。LGLLGLGDDP原材料成品库单元1单元3单元2成组原则应用的目的是要在工艺专业化生产车间中获得产品布置的好处：1、改善人际关系：工人组成团队来完成任务；2、提高操作技能；3、减少在制品和物料搬运；4、缩短生产准备时间。（四）固定布置（Fixedlayout）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。材料工具、设备人制造对象制造场所完成品难点：1、空间限制；2、不同阶段需要不同材料；3、材料需求量是动态的。产品工位器具零部件1、建设项目：如建造房屋、高速公路、大坝等主要的考虑问题：材料处理成本——重视材料的有效布置和阶段性技术的先后顺序——材料根据使用顺序分阶段供应2、固定位置制造：大型产品同心圆规则——材料定位在同心圆上，产品在中心。在内环上是经常使用的配件，而非常用件在离中心较远的地方。3、混合项目：广告机构、制片厂的项目等每个项目都是单独的间歇型流程——采用工艺原则二、设施布置的常用方法（一）间歇型工艺过程的布置间歇型的布置问题分为基本的两类：（1）定量化的决策标准；（2）定性化的决策标准1、定量化的方法C=∑∑TijCijDiji=1j=1NNTij—部门i与部门j之间的往返次数Cij—从部门i到部门j的每次行程的单位距离的成本Dij—从部门i到部门j的距离C—总成本N—部门的数量设施布置要考虑的问题：所需能力和空间；在各种工作区之间的流动成本（距离）；材料处理设备；信息流动；环境和美学。2、定性化方法作业相关图法（RelationshipChart）CRAFT试图用布置方案的总物流成本来衡量方案的优劣，并不断改进。计算机辅助布置技术（CRAFT）：CRAFT的输入是单位成本矩阵和最初布置计划；然后通过对部门间交换位置来减少最初的总成本——以迭代的方式不断交换两个车间的位置来改进布置，直到所得布置方案的总成本不能再降低为止。作业相关图法是由穆德提出的。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。代号AEIOUX密切程度绝对重要特别重要重要一般不重要不予考虑2、列出导致不同程度关系的原因代号123456789关系密切原因使用共同的原始记录公用人员公用场地人员接触频繁文件交换频繁工作流程连续做类似的工作公用设备其它4、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。1、将关系密切程度划分为A、E、I、O、U、X六个等级。3、将待布置的部门一一确定出相互关系例：一个快餐店欲布置生产与服务设施。共分成6个部门，计划布置在一个2×3的区域内，下图所示为6个部门间的作业关系密切程度。试作出合理布置。部门1部门2部门3部门4部门5部门6AAXUOEUIAXAXOAA解：第一步，列出关系密切程度（只考虑A和X）X：1-43-63-4A：1-21-32-63-54-65-6第二步，根据列表编制主联系簇。162453第四步，根据联系簇图和可供使用的区域，用实验法安置所有部门。126354124356第三步，画出“X”联系簇。3416从－至表法（从至表—试验法）思想用从-至表列出不同部门、机器或设施之间的相对位置，以对角线元素为基准计算各工作地之间的相对距离，从而找出整个单位或生产单元物料总运量最小的布置方案。应用于多品种、小批量生产车间内设备（工作地）布置。步骤：第一步：根据已作的设备初步布置，绘制零件加工的工艺路线图；第二步：根据零件工艺路线图绘制初始零件从至表，计算初始零件从至表上零件移动总距离；第三步：改进初始零件从至表