生产与运作管理生产系统选址与布局

第四章生产系统选址与布局2021/5/1912021/5/192生产什么，生产多少，在哪儿生产和以什么方式生产，这些是生产运营系统设计的四个基本问题，是需要公司高层慎重决策的长期生产问题。为什么美国麦当劳公司吧它在中国的第一家快餐连锁店开在北京王府井的街口？为什么大型百货商场的一层大多是首饰和化妆品柜台？为什么国内许多大医院的门诊部显得那么混乱拥挤，仅仅是因为看病的人多吗？这些看起来毫不相关的问题，都与生产与运营系统的设计有关2021/5/193生产系统的设计包括生产能力规划、选址决策和设备布置，决定着物流和业务流能否顺畅地通过系统决定着产品生产成本或服务成本的高低决定着生产与运营系统能否快速地相应顾客的要求影响着顾客的满意度和员工对工作的满意度提高生产与运营的效率和水平，有三条途径:改进生产与运营系统设计改进生产计划工作培训和激励工人以提高其技能和积极性其中第一条对后两条起着事半功倍的作用。2021/5/194本章要点：选址的必要性影响选址的主要因素选址决策的过程选址评价方法布置的基本类型厂区总平面布置车间布置的方法2021/5/195§1选址规划与分析一、选址的必要性和本质什么情况下要选址？选址的重要性（见教材P）选址（有4种）：扩展现有的工厂保持现有的地点并增加新地点。零售业常用此法放弃现有的地点而迁至新地点。要做成本比较保持原状不变2021/5/196二、制定选址决策的一般程序及原则决定评估地点好坏的，如税收的增加或社区服务、政策等。鉴别重要因素，如市场和原的位置。找出可供选择的地点。评估这几项选择并作出决策。原则：费用原则集聚人才原则接近用户原则长远发展原则2021/5/197三、影响选址决策的因素1地理条件2气候条件3交通运输条件4资源供应条件5能源供应条件6基础设施条件7产品销售条件8生活条件9环境保护条件10科技依托条件11政治文化条件12扩展条件13安全条件14劳动力条件15科技培训条件16建厂投资费用2021/5/198四、厂址选择的方法1定性分析法2定量分析法（1）盈亏平衡分析法（2）分级加权法（3）线性规划法（4）费用效益比分析法2021/5/199（1）盈亏分析法项目单位厂址甲乙总成本可变费用总额固定费用总额计划年产量单价单位产品可变费用盈亏平衡点产量元元元件元元/件件3980002400001580002000020121975041400026000015400020000201322000决策：甲地较好2021/5/1910产量费用1975022000销售收入乙方案总成本甲方案总成本当产量为20000时，甲成本低于乙成本。2021/5/1911（2）分级加权法（选得分最高者）影响因素权数可供选择的厂址甲乙丙丁地理条件714221328471气候393629331交通运输612261183122资源771142284213能源供应8162243324162水源5102102204153排水510215320451扩展余地221634284环境保护4182123164安全3393124124生活条件612218324461协作48212316441劳动力来源51102153102产品销售3939312431料场13443344投资费用612218324461总计1421902771482021/5/1912（3）线性规划——运输模型法某企业有n个可供选择的厂址，需供应m个目标市场设Xi:i工厂的产量(i=1‥‥‥n)Rj:j目标市场需求量(j=1‥‥‥m)Xij:i工厂运往j目标市场的产品数量Ci:i工厂的单位产品成本Dij:i工厂向j目标市场运输单位产品的费用目标函数:约束条件：2021/5/1913§2生产设施布置一、设备/设施布置决策影响企业生产单位构成的因素产品的结构与工艺特点企业的专业化与协作化水平企业的生产规模生产单位的专业化原则和形式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、物流路线和运输量，它是企业与车间平面布置中必须考虑的重要问题。工艺专业化原则对象专业化原则2021/5/1914影响生产和服务设施布置决策的因素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，节省生产费用生产联系和协作联系密切的单位应相互靠近布置充分利用现有运输条件按照生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区在考虑防火和卫生条件下，总平面布置应力求占地面积最小工厂布置应考虑有扩建的余地2021/5/1915几种典型的布置形式物料流程形式可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多个楼层周转时，按垂直方式考虑布置类型固定式布置（FixedPositionLayout）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。2021/5/1916按产品布置（ProductLayout）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。如图所示。加工设备加工设备按产品（对象）布置的示意图2021/5/19173、按工艺过程布置（ProcessLayout）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，完成相同工艺加工任务，如图所示车床组LLLDDDDGG接收和转运LDG镗床组磨床组磨床钻床车床按工艺过程布置示意图2021/5/19184、按单元布置单元制造单元制造是指将机器分组，每组称为一个单元这样一种布置类型。组的划分是由一系列相似零件所需要的工艺决定的。这些单元实际上成了产品原则布置的缩影。单元制造的优点：加工较快，物料运输量和在制品库存量都较少，并使准备时间缩短，这与设备分组密切相关。实施单元制造需要将零件按相似工艺特征分组，这种成组工艺被称作成组技术（GT）。零件相似，按族分类，就可建立一个便于数据库检索的系统来辅助设计及制造工作。因此搞好零件分组是一项主要的且费时的工作。方法有3种：目测法：简单易行，不精确，费用低。设计与生产的资料审查法：精确、费时，但常用。生产流程分析：用于制造方面，通过对加工顺序及工艺路线分析找出相似性。2021/5/19192021/5/1920LDDGGLPGLL原材料成品库单元1单元2单元3GDL车床钻床磨床成组生产单元布置示意图2021/5/1921机器2机器1机器3机器4机器5机器6入口出口C形制造单元布置示意图2021/5/192276543217654321入口出口入口出口工人的行走路线U形制造单元及生产线布置2021/5/19235、其它的服务布置仓库布置其目的是在物料仓储成本（包括物料运入/运出库的费用、存贮费用）和仓库空间之间寻找最优平衡。即最大限度地利用仓库空间而使物料处置成本最低。同时要减少物料的损坏和腐烂。零售商店的布置基于的思想：销售量随展示给顾客的商品量而不断变化。展示率越高，销量和投资回报率越高。超市布局时的几点考虑：将常购的商品布置在商店的四周将吸引力强和利润高的商品放在醒目的位置将能决定购物路径的商品放在过道两边，引导购物过道末端有较高的展示率，要好好利用商店出口处的精心布置会给商店整体带来意想不到的效果2021/5/1924办公室布置主要考虑两个因素：信息传递与交流的迅速、方便人员的劳动生产率（必须根据工作性质、工作目标的不同来考虑什么样的布置更有利于生产率的提高）几种基本模式：传统的封闭式开放式带有半截屏风的组合办公模块“远程”办公2021/5/1925二、布置决策的定量分析1、作业相关图2、从——至（from-to)表法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。首先将密切程度划分为A、E、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。2021/5/1926代号密切程度A绝对重要E特别重要I重要O一般U不重要X不予考虑代号关系密切原因1使用共同的原始记录2共用人员3共用场地4人员接触频繁5文件交换频繁6工作流程连续7做类似的工作8共用设备9其他表1关系密切程度分类表表2关系密切原因表2021/5/1927表示关系重要程度表示重要程度的原因材料库成品库工具库生产车间机修车间半成品库食堂办公室U7UU7A7A6OA6U4U4EUUA4UUI4EUI4.5I6OI4.56O4I4.5U4I4.5OU5图1作业相关图事例2021/5/1928例1一个快餐店欲布置其生产与服务设施。该快餐店共分成6个部门，计划布置在一个2×3的区域内。已知这6个部门间的作业关系密切程度，如表6－4所示，请根据表6－4作出合理布置。部门6部门5部门4部门3部门2部门1AAAAAAXOXEOUXIU图2作业相关图示例2021/5/1929解：第一步，列出关系密切程度分类表（只考虑A和X）AX1-21-41-33-62-63-43-54-65-62021/5/1930第二步，根据列表编制主联系簇，如图3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3联系簇图4联系簇2021/5/1931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4所示。第四步，画出“X”关系联系图。如图5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6所示）3416126354图4：X关系联系簇图5：最后结果2021/5/19322、从——至表法从……至……表是一种常用的生产和服务设施布置方法。是追求运输费用最低或距离最短的布置方案。具体步骤如下：选择典型零件，制定典型零件的工艺路线，确定所用机床设备制定设备布置的初始方案，统计出设备之间的移动距离确定出零件在设备之间的移动次数和单位运量成本实验法确定最满意的布置方案。例6.2P1562021/5/1933一般将必要的资料绘制成从至表（表1、表2）来分析。表1位置间的距离（单位：米）从至ABCA2040B2030C4030表2部门间工作流量（每天物料流量）从至12311080220303907012330170100ABC2021/5/1934假设单位运费是1元，则每天的总运费是：部门运至的物料位置两位置间距离物料量×距离12：103：80AC：40B：2010×40=40080×20=160021：203：30CA：40B：3020×40=80030×30=90031：902：70BA：20C：3090×20=180070×30=2100合计:7600这种布置方式每天的费用是7600元。这种布置方式将与其它布置方式的费用作比较，以确定较满意的方案。2021/5/1935按照生产过程中物料的流向及生产单位之间运输量布置企业的车间及各种设施的相对位置。从——表还可以扩展成物料运量图法0102030405总计01721415026280345110046280522总计01114107车间之间的物料运量表（单位：10吨）0102050304运量图20吨10吨结果：部门01与02、部门02与03、部门03与04之间的运量较大，应该相邻布置。2021/5/1936三、装配线平衡组织流水生产的中心问题是平衡流水线上各道工序的产出，使它趋于相等，从而提高人员和设备利用率，且工人之间工作流量相等。为了使装配流水线达到平衡，管理者必须了解所使用的工具设备和工作方法，确定每项装配任务的工作时间和它们间的先后顺序关系。然后可以将一组工作任务分配到各个工序，以达到具体的生产率要求。2021/5/1937流水生产概念及特点概念：是指加工对象按照一定的工艺路线、有规律地从前道工序流到后道工序加工，并按照一定的生产速度连续完成工序作业的生产过程特点：1、流水线上固定生产一种或少数几种产品（零件），工作地专业化程度高2、流水线上每个工作地按照产品工艺过程（零件）顺序安排，产品按单向运输路线移动3、工艺过程是封闭的，工作地按工艺顺序安排为索链形式，劳动对象在工序间作单向流动，自成系统，便于管理和控制4、生产具有明显的节奏性5、生产具有较高连续性6、流水线上各工序之间的生产能力是平衡的，成比例的2021/5/1938流水线的分类分类标志对象移动方式对象数目对象轮换方式连续程度节奏化机械化程度流水线固定流水线移动流水线单一对象流水线多对象流水线不变流水线可变流水线成组流水线连续流水线间断流水线强制节拍流水线自由节拍流水线粗略节拍流水线自动生产线机械化流水线手工流水线混合流水线2021/5/1939流水线的设计技术设计组织设计工艺路线、工艺规程的制定运输传送装置、信号装置设计专用设备、专用工夹具的设计计算设备需要量和负荷工序同期化设计配备操作人员流水线平面布置确定流水线节拍和生产速度2021/5/1940装配线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。2021/5/1941装配线平衡步骤：计算装配流水线的节拍计算理论上工序的最小数目将具体的装配任务分配到各工序，达到装配线平衡。分配任务时遵循工序时间不超过节拍，不违反工序先后顺序，同时使工序数目尽可能少。装配线平衡效率：2021/5/1942例：一条组装线（其生产活动见下表）的总装配时间为66分钟。工厂确定每天的工作时间为480分钟，出产量为40。试画出顺序图并找出工序的最小数目。然后安排工序以平衡组装线。这条组装线的平衡效率是多少？任务生产时间（分钟）前项任务A10—B11AC5BD4BE12AF3C、DG7EH11EI3G、H总时间662021/5/1943解：ADCEBIHGF工序11051211337114工序3工序2工序4工序5工序62021/5/1944在现实中，进行生产线平衡还要考虑其它因素：技术方面：技术要求完全不同的作业分配到同一工作地是行不通的如果作业之间不相容（如火与易燃液体的使用），即使分配到两个相距很近的工作地，也是不性的考虑人力因素以及设备和空间的限制注意：为方便起见，我们一直把装配操作速度视为一样，而现实是，只要作业有人参与，其完成时间是一个变数。变化原因包括：疲劳、厌倦、不能集中于手边的作业、缺席率等。