生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理第4章生產(chǎn)、服務(wù)設(shè)施選址與布置

1、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理24朱桂平朱桂平6第四章 生產(chǎn)/服務(wù)設(shè)施選址與布置優(yōu)化 4.1 選址決策 4.2 設(shè)備/設(shè)施布置決策 4.3 庫房布置 4.4 選址與布置決策的定量分析 4.5 裝配線平衡 4.6 非制造業(yè)的設(shè)施布置4.1 選址決策 選址的問題是在系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加以優(yōu)化的。現(xiàn)代的企業(yè)運(yùn)營(yíng)，不僅要關(guān)注本企業(yè)的業(yè)務(wù)流程，而且要考慮整個(gè)供應(yīng)鏈系統(tǒng)，選址的含義早已擴(kuò)展到整個(gè)供應(yīng)鏈上的合作伙伴那里。 供應(yīng)商制造商倉儲(chǔ)和配送中心客戶：物流：需求信息流圖圖4-1:供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)示意圖供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)示意圖 n 一個(gè)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力將直接受到其地理位置和環(huán)境的影響。n 對(duì)于制造業(yè)企業(yè)，地理布局決定著某些直接成本的高低

2、。n 對(duì)于服務(wù)業(yè)企業(yè)，選址問題直接影響著供需關(guān)系（如客流量）。n 選址的問題還影響著員工的情緒、相互之間的關(guān)系以及公共關(guān)系等。選址決策的基本概念n設(shè)施選址（Facility Location），就是為實(shí)現(xiàn)企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)、綜合平衡各種因素，確定在何處建廠或建立服務(wù)設(shè)施的過程。n設(shè)施選址不僅關(guān)系到設(shè)施建設(shè)的投資和建設(shè)的速度，而且在很大程度上決定了所提供的產(chǎn)品和服務(wù)的成本，從而影響到企業(yè)的生產(chǎn)管理活動(dòng)和經(jīng)濟(jì)效益。選址決策與物流系統(tǒng)n 一個(gè)企業(yè)的選址決策，與供應(yīng)商、消費(fèi)者及其他相關(guān)因素有密切關(guān)系。n 理想情況下，一個(gè)企業(yè)作出的選址決策應(yīng)使企業(yè)的利潤(rùn)最大化，至少應(yīng)使物流處于控制之中。n 從物流系統(tǒng)出發(fā)，就

3、是要綜合考慮所有的因素，使得物流鏈上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都能達(dá)到最優(yōu)。影響選址的因素n 經(jīng)濟(jì)因素 運(yùn)輸條件與費(fèi)用運(yùn)輸工具：航空、鐵路、水路、管道運(yùn)輸、陸路企業(yè)選址要考慮是接近原材料產(chǎn)地還是 消費(fèi)市場(chǎng) 勞動(dòng)力可獲性與費(fèi)用 能源可獲性與費(fèi)用廠址條件和費(fèi)用 n 其他因素 政治因素 政治局面、法制的健全、稅負(fù) 的公平 社會(huì)因素 居民的生活習(xí)慣、文化教育水平、宗教信仰和生活水平 自然因素 氣候條件和水資源狀況選址的一般步驟n選擇某一個(gè)地區(qū)n在同一地區(qū)選擇若干適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)n比較不同地點(diǎn)，作出決定4.2 設(shè)備/設(shè)施布置決策 生產(chǎn)和服務(wù)設(shè)備/設(shè)施布置就是指合理安排企業(yè)或某一組織內(nèi)部各個(gè)生產(chǎn)作業(yè)單位和輔助設(shè)施的相對(duì)位置與

4、面積、車間內(nèi)部生產(chǎn)設(shè)備的布置。生產(chǎn)和服務(wù)設(shè)施布置要在確定了企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)單位組成和生產(chǎn)單位內(nèi)部采用的專業(yè)化形式之后才能進(jìn)行。 影響企業(yè)生產(chǎn)單位構(gòu)成的因素n產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與工藝特點(diǎn)n企業(yè)的專業(yè)化與協(xié)作化水平n企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模生產(chǎn)單位的專業(yè)化原則和形式 生產(chǎn)單位專業(yè)化形式，影響企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)分工和協(xié)作關(guān)系，決定著物料流向、物流路線和運(yùn)輸量，他是企業(yè)與車間平面布置中必須考慮的重要問題。n 工藝專業(yè)化原則（process focused）n 對(duì)象專業(yè)化原則（product focused） n 純粹按工藝專業(yè)化形式或?qū)ο髮I(yè)化形式布置的較少，常常是同時(shí)采用兩種專業(yè)化形式進(jìn)行車間或企業(yè)的布置影響生產(chǎn)和服務(wù)設(shè)施布

5、置決策的因素n廠房的布置滿足生產(chǎn)過程的要求，以避免互相交叉和迂回運(yùn)輸，縮短生產(chǎn)周期，節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用n生產(chǎn)聯(lián)系和協(xié)作聯(lián)系密切的單位應(yīng)相互靠近布置n充分利用現(xiàn)有運(yùn)輸條件n按照生產(chǎn)性質(zhì)、防火和環(huán)保要求，合理劃分廠區(qū)n在考慮防火和衛(wèi)生條件下，總平面布置應(yīng)力求占地面積最小n工廠布置應(yīng)考慮有擴(kuò)建的余地幾種典型的布置形式n 物料流程形式 流程形式可以分為水平的和垂直的所有的設(shè)備、設(shè)施都在同一個(gè)車間里時(shí)，按水平方式考慮生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)是在同一個(gè)樓層周轉(zhuǎn)時(shí)，按垂直方式考慮n 布置類型 固定式布置（Fixed Position Layout） 加工對(duì)象位置固定，生產(chǎn)工人和設(shè)備都隨加工產(chǎn)品所在的某一位置而轉(zhuǎn)移。零部件工位器具

6、圖圖4-6:固定位置布置示意圖固定位置布置示意圖 按產(chǎn)品布置（Product Layout） 按對(duì)象專業(yè)化原則布置有關(guān)機(jī)器和設(shè)備，常見的如流水生產(chǎn)線或產(chǎn)品裝配線。加工設(shè)備加工設(shè)備流水線圖圖4-7:按產(chǎn)品（對(duì)象）布置的示意圖按產(chǎn)品（對(duì)象）布置的示意圖 按工藝過程布置（Process Layout） 又稱工藝專業(yè)化布置。即按照工藝專業(yè)化原則將同類機(jī)器集中在一起，完成相同工藝加工任務(wù)。LLLDDDDGG接收和轉(zhuǎn)運(yùn)接收和轉(zhuǎn)運(yùn)LDG 車床組鏜床組磨床組磨床鉆床車床圖圖4-8:按工藝過程布置示意圖按工藝過程布置示意圖 按成組制造單元布置（Layouts Based on Group Technology）

7、LDDGGLPGLL原材料成品庫單元1單元2單元3GDL車床鉆床磨床圖圖4-9:成組生產(chǎn)單元布置示意圖成組生產(chǎn)單元布置示意圖 按C形制造單元布置機(jī)器2機(jī)器1機(jī)器3機(jī)器4機(jī)器5機(jī)器6入口出口圖圖4-10:C形制造單元布置示意圖形制造單元布置示意圖U形制造單元及生產(chǎn)線布置（U-line Cell）76543217654321入口出口入口出口機(jī)器工人的行走路線圖圖4-11:U形制造單元及生產(chǎn)線布置形制造單元及生產(chǎn)線布置4.3 庫房布置 例子 假設(shè)有一個(gè)家電用品倉庫，共有M個(gè)貨區(qū)，分別存儲(chǔ)7種家電。倉庫有一個(gè)出入口，進(jìn)出倉庫的貨物都要經(jīng)過該口（如圖412所示）。假設(shè)該倉庫每種物品每周的存取次數(shù)如表41

8、所示，應(yīng)該如何布置不同物品的貨區(qū)，使總搬運(yùn)量最??？存儲(chǔ)物品搬運(yùn)次數(shù)（每周）所需貨區(qū)1.電烤箱28012.空調(diào)16023.微波爐36014.音響37535.電視80046.收音機(jī)15017.其他1002貨區(qū)通道表表4-1:家電用品倉庫的存儲(chǔ)信息家電用品倉庫的存儲(chǔ)信息圖圖4-12:倉庫平面示意圖倉庫平面示意圖72465537244551通道貨區(qū)圖圖4-13:布置好的倉庫平面示意圖布置好的倉庫平面示意圖4.4 選址與布置決策的定量分析量本利分析法 量本利分析法可以用來評(píng)價(jià)不同的選址方案。任何選址方案都有一定的固定成本和變動(dòng)成本，圖4-15表示兩種不同的選址方案的成本和收入隨產(chǎn)量變化的情況。收入TC2

9、（廠址2總成本） TC1（廠址1總成本） FC1（廠址1固定成本） FC2（廠址2固定成本） 成本銷售量P1P2V0 V1V20圖圖4-15 兩個(gè)選址方案比較兩個(gè)選址方案比較評(píng)分法 表4-2為評(píng)分法的舉例。有3個(gè)候選廠址：A、B和C，它們的經(jīng)濟(jì)因素相當(dāng)。現(xiàn)按7個(gè)難以量化的因素對(duì)它們進(jìn)行進(jìn)一步比較。這7個(gè)因素對(duì)選址的重要性不同，這種不同從表4-2中第2列“最高分?jǐn)?shù)”可以看出。通過專家估計(jì)每個(gè)方案的分?jǐn)?shù)，得出第3、4、5列中的數(shù)字。比較這些數(shù)字可以看出，廠址C的每項(xiàng)分?jǐn)?shù)都沒有超過廠址B的分?jǐn)?shù)，廠址B與廠址A都有優(yōu)于對(duì)方的因素。因此，可以不考慮廠址C。廠址B的總分?jǐn)?shù)為900，廠址A的總分?jǐn)?shù)為840，

10、可以優(yōu)先選擇廠址B。 選址因素最高分?jǐn)?shù)候選 廠址ABC未來燃料可獲性水源供應(yīng)的充足程度勞動(dòng)力供應(yīng)情況生活條件運(yùn)輸?shù)撵`活性及前景環(huán)境污染法規(guī)稅收穩(wěn)定性共 計(jì)30010025015020050501100200802201201603030840250902001201604040900220802001001403030800表4-2 評(píng)分法舉例 評(píng)分法也可以采用其他形式，如表4-3所示的加權(quán)法。用加權(quán)法，每一個(gè)選址因素最多為100點(diǎn)，其重要程度由權(quán)重表示。這樣專家評(píng)分時(shí)會(huì)感覺方便些。選 址 因 素權(quán) 重 備選 廠 址ABC交通條件土地狀況停車場(chǎng)地可獲性公眾態(tài)度擴(kuò)展?jié)摿?.250.100.200

11、.250.2070807090901007060808080100609080表表4-3 加權(quán)法加權(quán)法 作業(yè)相關(guān)圖n 作業(yè)相關(guān)圖法由穆德提出，它是根據(jù)企業(yè)各個(gè)部門之間的活動(dòng)關(guān)系密切程度布置其相互位置。n 首先將密切程度劃分為A、E、I、O、U、X六個(gè)等級(jí)，然后列出導(dǎo)致不同程度關(guān)系的原因。使用這兩種資料，將待布置的部門一一確定出相互關(guān)系，根據(jù)相互關(guān)系重要程度，按重要等級(jí)高的部門相鄰布置的原則，安排出最合理的布置方案。作業(yè)相關(guān)圖代號(hào)密切程度A絕對(duì)重要E特別重要I重要O一般U不重要X不予考慮代號(hào)關(guān)系密切原因1使用共同的原始記錄2共用人員3共用場(chǎng)地4人員接觸頻繁5文件交換頻繁6工作流程連續(xù)7做類似的工

12、作8共用設(shè)備9其他表表44：關(guān)系密切程度分類表：關(guān)系密切程度分類表表表45：關(guān)系密切原因：關(guān)系密切原因例 41 一個(gè)快餐店欲布置其生產(chǎn)與服務(wù)設(shè)施。該快餐店共分成6個(gè)部門，計(jì)劃布置在一個(gè)23的區(qū)域內(nèi)。已知這6個(gè)部門間的主業(yè)關(guān)系密切程度，如圖416所示，請(qǐng)根據(jù)416作出合理布置。部門6部門5部門4部門3部門2部門1AAAAAAXOXEOUXIU這里的符號(hào)表示兩者的關(guān)系絕對(duì)重要圖圖416：作業(yè)相關(guān)圖示例：作業(yè)相關(guān)圖示例解：第一步，列出關(guān)系密切程度分類表（只考慮A和X） A X 1-2 1-4 1-3 3-6 2-6 3-4 3-5 4-6 5-6第二步，根據(jù)列表編制主聯(lián)系簇，如圖417所示。原則是，

13、從關(guān)系“A”出現(xiàn)最多的部門開始，如本例的部門6出現(xiàn)3次，首先確定部門6，然后將與部門6的關(guān)系密切程度為A的一一聯(lián)系在一起。2456546231圖圖417：聯(lián)系簇：聯(lián)系簇圖圖418：聯(lián)系簇：聯(lián)系簇第三步，考慮其他“A”關(guān)系部門，如能加在主聯(lián)系簇上就盡量加上去，否則畫出了分離的子聯(lián)系簇。本例中，所有的部門都能加到主聯(lián)系簇上去，如圖418所示。第四步，畫出“X”關(guān)系聯(lián)系圖。如圖419所示。第五步，根據(jù)聯(lián)系簇圖和可供使用的區(qū)域，用實(shí)驗(yàn)法安置所有部門（如圖420所示）3416126354圖圖419：X關(guān)系聯(lián)系簇關(guān)系聯(lián)系簇圖圖420：最后結(jié)果：最后結(jié)果從至表法n 從至表是一種常用的生產(chǎn)和服務(wù)設(shè)施布置方法。

14、n 其基本步驟如下： 選擇典型零件，制定典型零件的工藝路線，確定所用機(jī)床設(shè)備 制定設(shè)備布置的初始方案，統(tǒng)計(jì)出設(shè)備之間的移動(dòng)距離 確定出零件在設(shè)備之間的移動(dòng)次數(shù)和單位運(yùn)量成本 用實(shí)驗(yàn)法確定最滿意的布置方案。新設(shè)備的布置問題n這里考慮一種常見的設(shè)施布置問題。為適應(yīng)生產(chǎn)或服務(wù)要求，人們常常對(duì)原有的部門進(jìn)行改造，例如在已有的設(shè)備設(shè)施中，再安置一臺(tái)新裝備。該問題的目標(biāo)是使從新設(shè)備到老設(shè)備的加權(quán)直線移動(dòng)距離的總和最小。為方便起見，假設(shè)物料或人員在兩臺(tái)設(shè)備或兩個(gè)部門之間移動(dòng)時(shí)，只能按交叉垂直的路線運(yùn)動(dòng)，即兩個(gè)點(diǎn)之間不能走對(duì)角線。設(shè)原有設(shè)備在坐標(biāo)內(nèi)的點(diǎn)為（a1，b1），（a2，b2），（an， bn ），則目

15、標(biāo)是求出x，y使得：niiiibyaxwyxf1)(),(最小。線性規(guī)劃方法 優(yōu)化的目標(biāo)是使總的物料搬運(yùn)成本最低。這是一個(gè)四重分配問題，一般來說，該問題用人工求解是極為困難的。不過，現(xiàn)在市場(chǎng)上有許多軟件公司開發(fā)出來的優(yōu)化軟件包，例如LINGO，就可以非常方便地解決這些問題。計(jì)算機(jī)輔助選址決策與設(shè)施布置 隨著計(jì)算機(jī)在企業(yè)管理中的應(yīng)用，越來越多的管理人員處理生產(chǎn)與服務(wù)設(shè)施布置時(shí)，通過計(jì)算機(jī)解決一些比較復(fù)雜的問題。下面介紹一個(gè)常見的計(jì)算機(jī)輔助布置的軟件：CRAFT（Computerized Relative Allocation of Facilities Technique）。CRAFT是美國(guó)人開

16、發(fā)出來的一種常用的計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)和服務(wù)設(shè)施布置的工具，它的基本內(nèi)容如下：（1）合理布置實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是運(yùn)輸總成本最小。（2）允許對(duì)生產(chǎn)中的材料和部件使用不同的物料搬運(yùn)方式和工具，其成本同搬運(yùn)距離成比例。（3）已知各塊狀中心的面積及其初試布置方案，并在布置圖上標(biāo)明各個(gè)塊狀中心的坐標(biāo)。（4）若某些塊狀中心要求特殊位置，則可以作為約束條件，預(yù)先說明。（5）使用計(jì)算方法進(jìn)行運(yùn)算，使整個(gè)系統(tǒng)綜合搬運(yùn)費(fèi)用最小。 4.5 裝配線平衡n 裝配線時(shí)間平衡的概念所謂裝配線平衡，又稱工序同期化，是對(duì)于某裝配流水線，在給定流水線的節(jié)拍后，求出裝配線所需工序的工作地?cái)?shù)量和用工人數(shù)最少的方案。裝配線問題還可以表述為：對(duì)于特定的產(chǎn)品，給定工作地?cái)?shù)量，求出使流水線節(jié)拍最小的配置方案。裝配線節(jié)拍的計(jì)算n所謂裝配線節(jié)拍，是指裝配線上連續(xù)出產(chǎn)兩件相同制品的時(shí)間間隔。它的計(jì)算公式是：0*eFFrNN計(jì)劃期有效工作時(shí)間計(jì)劃期內(nèi)計(jì)劃產(chǎn)量裝配線時(shí)間平衡方法n 確定裝配流水線節(jié)拍n計(jì)算裝配線上需要的最少工作地?cái)?shù)n組織工作地n計(jì)算工作地時(shí)間損失系數(shù)、平滑系數(shù)m i