《生產(chǎn)與運作管理》第三章設(shè)施選址與布置

生產(chǎn)與運作管理浙江財經(jīng)學(xué)院工商管理學(xué)院設(shè)施選址與布置3CHAPTER1生產(chǎn)運作管理模型待轉(zhuǎn)化資源物料信息顧客轉(zhuǎn)化資源設(shè)施員工顧客輸入資源輸出產(chǎn)品與服務(wù)改善計劃與控制設(shè)計運作戰(zhàn)略企業(yè)戰(zhàn)略設(shè)施選址與布局2設(shè)施選址設(shè)施選址的戰(zhàn)略地位設(shè)施選址的影響因素設(shè)施選址的方法3設(shè)施選址（FacilityLocation）對于不動產(chǎn)，最重要的三件事情是:選址選址選址設(shè)施選址是為生產(chǎn)或服務(wù)設(shè)施選擇最佳（滿意的）地理位置的過程4設(shè)施選址是戰(zhàn)略性決策對于企業(yè)來說，設(shè)施選址是管理企業(yè)的第一步設(shè)施選址是長期決策，一旦決定很難逆轉(zhuǎn)，沒有后悔藥設(shè)施選址對企業(yè)影響重大，如選擇不當，將造成先天不足，無法彌補5設(shè)施選址影響因素靠近原材料—原材料笨重或易腐爛的或運輸不便的Reducetransportationcostsofperishableorbulkyrawmaterials靠近市場—產(chǎn)品運輸不便或易變化或變質(zhì)的或需及時提供服務(wù)的E.g.:highpopulationareas,closetoJITpartners靠近勞動力Localwagerates,attitudetowardunions,availabilityofspecialskills運輸問題交通運輸應(yīng)能滿足生產(chǎn)需求6基礎(chǔ)設(shè)施條件Localcommunity’sattitudetowardthefacility政策、法規(guī)Localzoning&taxes,accesstoutilities,etc.周圍環(huán)境Climate,culturalattractions,commutingtime,etc.其他Optionsforfutureexpansion,localcompetition,etc.設(shè)施選址影響因素7設(shè)施選址對收入和成本的影響8工業(yè)選址決策關(guān)注成本由于選址帶來的收入的變化很小選址是主要成本因素影響運輸、生產(chǎn)成本不同選址成本差異大?1995CorelCorp.9服務(wù)設(shè)施選址關(guān)注收入成本在不同區(qū)域變化很小選址是影響收入的主要因素影響與顧客的接觸影響商業(yè)規(guī)模10設(shè)施選址分析方法因素評價法（Factorratingmethod）負荷距離法（Load-distancemodel）重心法（CenterofGravityMethod）運輸模型法（Transportationmethod）11因素評價法舉例某公司欲投資興建超市，現(xiàn)有A、B兩個備選地點，用因素評價法進行評價經(jīng)過深入的調(diào)研，下列因素與超市選址有密切關(guān)系，包括：交通條件土地狀況停車場地可獲得性公眾態(tài)度擴展?jié)摿?2因素評價法選擇相關(guān)因素賦予每一個因素權(quán)重，各因素之和一般為1給所有因素確定統(tǒng)一的評分數(shù)值范圍（0-100）給各備選地點的每一個因素打分計算各個因素的加權(quán)分值累計加權(quán)分值，計算總得分，選得分最高的方案選址因素權(quán)重備選A備選BA加權(quán)分B加權(quán)分總分交通條件土地狀況停車場地可獲得性公眾態(tài)度擴展?jié)摿?.250.100.200.250.2070807060901007060809017.5814151825712201872.58213負荷距離法舉例某健康診斷中心，負責7個社區(qū)的服務(wù)，各個社區(qū)的中心位置和人口如圖所示14負荷距離法計算距離乘以移動負荷大小實際距離實際行使距離幾何距離直線距離15負荷距離法舉例某健康診斷中心，負責7個社區(qū)的服務(wù)，各個社區(qū)的中心位置和人口如圖所示如健康中心設(shè)于F，總負荷為：如健康中心設(shè)于G，總負荷為：16ByNiWenbinZhejiangInstituteofFinance&Economics負荷距離法舉例17重心法—也可用于設(shè)施布置(X1,y1)(X2,y2)(X3,y3)(X*,y*)為運輸量18重心法舉例備選X坐標Y坐標運輸量li×xili×yiA2.54.5259B2.52.5512.512.5C5.54.5105545D5273514E85108050F722014040G92.51412635

求和68453.5205.5

x*6.67

y*3.02

19ByNiWenbinZhejiangInstituteofFinance&Economics＝C2*D2＝SUM(F2:F8)＝F10/D1020運輸問題算法線性規(guī)劃（LinearProgramming,LP)是一種用來解決一組特殊的有約束條件下最優(yōu)化問題的方法，在這里，目標函數(shù)是線性的，并有一個或多個約束條件。它是一種很有用的決策方法，在許多管理問題中都能應(yīng)用。在確定最優(yōu)的運輸模式這一領(lǐng)域，線性規(guī)劃特別有用。一個典型的問題就是尋找產(chǎn)品從制造廠運到經(jīng)銷商的最低成本。線性規(guī)劃應(yīng)用于運輸問題的成本計算，統(tǒng)稱為“線性規(guī)劃運輸問題算法”。21運輸問題舉例例：某公司現(xiàn)有3個工廠A、B和C，它們在3個不同的城市。有2個倉庫P和Q，它們位于不同的城市，倉庫用來存放工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品，隨時供應(yīng)用戶，每個倉庫每月需供應(yīng)市場2100噸產(chǎn)品。為了更好地為顧客服務(wù)，該公司決定再設(shè)置一個新倉庫。經(jīng)過調(diào)查研究，確定X和Y兩個點可建倉庫。有關(guān)資料如表所示：工廠生產(chǎn)能力（噸）到各倉庫單位運費（元）PQXYA240015274851B240027122427C1800452491522運輸問題舉例求解該問題，可轉(zhuǎn)化為求在X處設(shè)新倉庫的最低運輸成本及在Y處設(shè)新倉庫的最低運輸成本問題。設(shè)在X處設(shè)新倉庫，求其最低運輸成本工廠生產(chǎn)能力（噸）倉庫P（1）Q（2）X（3）A（1）2400152748B（2）2400271224C（3）180045249需求21002100210023線性規(guī)劃模型目標函數(shù)：MIN

C＝∑∑CijQij

其中：Cij

表示從工廠i運到倉庫j的成本

Qij表示從工廠i運到倉庫j的數(shù)量，為決策變量其約束條件為：（1）從每個工廠運到各個倉庫的總數(shù)必須少于或等于該廠的最大產(chǎn)量；（2）運到每個倉庫的數(shù)量必須至少等于需求量。24運輸問題的數(shù)學(xué)模型目標函數(shù)：minC=15×Q11+27×Q12+48×Q13+27×Q21+12×Q22+24×Q23+45×Q31+24×Q32+9×Q33滿足供給約束條件和需求約束條件

Q11＋Q12＋Q13≤2400

Q11＋Q21＋Q31≥2100Q21

＋Q22＋Q23≤2400

Q12＋Q22＋Q32≥2100Q31＋Q32＋Q33≤1800

Q13＋Q23＋Q33≥2100解這類問題，一般采用計算機軟件供給約束需求約束25可用EXCEL中的規(guī)劃求解法求解EXCEL2003工具-加載宏規(guī)劃求解打勾確定在工具欄中就會顯示規(guī)劃求解菜單演示規(guī)劃求解過程，可請同學(xué)上臺練習(xí)，力求掌握26簡單運輸問題的求解工廠生產(chǎn)能力（噸）倉庫P（1）Q（2）X（3）A（1）240015

27

48

B（2）240027

12

24C（3）180045

24

9

需求

2100

2100

2100X倉庫月運輸總成本為：2100×15＋2100×12＋300×24＋1800×9＝80100同理可求得Y倉庫月運輸總成本為：2100×15＋2100×12＋300×27＋1800×15＝91800顯然，選擇X倉庫比較好。18002100

210030027在Y處設(shè)倉庫？工廠生產(chǎn)能力（噸）倉庫P（1）Q（2）Y（4）A（1）240015

27

51B（2）240027

12

27C（3）180045

24

15

需求

2100

2100

210028選址的影響模型商品種類服務(wù)時間顧客滿意度商店收入選址29作業(yè)1根據(jù)PPT中運輸問題的例題①列出在Y城建廠時的線性規(guī)劃模型②用EXCEL的規(guī)劃求解求出最佳廠址30設(shè)施布置就是在一定的空間范圍內(nèi)，將各種設(shè)施進行合理有效的布置。設(shè)施布置（FacilityLayout）31設(shè)施布置對組織運作的影響工業(yè)企業(yè)物料的流程運輸?shù)穆肪€影響成本服務(wù)企業(yè)顧客服務(wù)流程服務(wù)質(zhì)量32工商學(xué)院教師辦公室的布置對辦公的影響502502這樣改變的好處是什么？33設(shè)施布置的目標使業(yè)務(wù)過程的成本最低經(jīng)濟利用空間、節(jié)約場地提供安全舒適的工作環(huán)境適應(yīng)市場需求的變化，具有一定的靈活性34設(shè)施布置(FacilityLayout)的類型工藝專業(yè)化布置(ProcessLayout)按照生產(chǎn)產(chǎn)品的工藝布置生產(chǎn)單位，設(shè)備按照所具有的功能進行布置產(chǎn)品專業(yè)化布置(ProductLayout)以產(chǎn)品對象來布置生產(chǎn)單位，即某種或某類產(chǎn)品的全部或絕大部分工藝過程在一個生產(chǎn)單位內(nèi)完成混合布置(HybridLayout)工藝專業(yè)化和產(chǎn)品專業(yè)化的混合單元布置/成組布置固定位置布置(FixedLayout)加工對象位置固定，人、工具移動35工藝專業(yè)化布置鉆床組DDDD磨床組GGGGGG銑床組MMMMMM裝配AAAA車床組進出口LLLLLLLL制造企業(yè)的工藝專業(yè)化布置運作特點：不同的產(chǎn)品流或客戶流沿不同的路徑通過設(shè)施。36工藝專業(yè)化的實例單件小批生產(chǎn)的企業(yè)磨床組車床組焊接組零售商店的不同部門鞋部女裝部珠寶部化妝品部醫(yī)院的不同科室內(nèi)科CTB超五官科CT內(nèi)科B超37工藝專業(yè)化的特點設(shè)施根據(jù)工藝（功能）進行設(shè)置待轉(zhuǎn)化對象根據(jù)工藝順序進行流動服務(wù)對象數(shù)量小服務(wù)對象種類多柔性靈活性員工技能要求部門間流量差異（有些部門流量大，有些部門流量?。?8工藝專業(yè)化決策標準主要問題物料的傳遞—成本最小工作的相關(guān)關(guān)系定量化決策定量化標準：如材料處理成本、客戶通過的時間或距離方法：從至表，定性化決策定性化標準：如防火、遠離危險品等方法：關(guān)系重要度分類法39工藝專業(yè)化布置步驟Step1:收集信息所需空間，可用空間，各相關(guān)單元之間的相關(guān)關(guān)系要求Step2:開發(fā)備選方案，進行評價應(yīng)用試錯法或決策支持工具Step3:做出詳細方案考慮各單元、工作中心的實際尺寸、形狀，包括通道、樓梯等利用繪圖、3-D模型、CAD等工具進行設(shè)計40工藝專業(yè)化布置示例Step1：收集信息各單元所需的空間、現(xiàn)有空間狀況、各單元相關(guān)關(guān)系（物料從至表From-ToMatrix）、以及其他約束條件磨床1000數(shù)控機床950裝卸處750車、銑床1200工具組800檢查組700各單元所需空間（M2），共5400從至表From-ToMatrix現(xiàn)有面積及區(qū)塊6570490153751028020201654321TOFrom符號接近程度分數(shù)A絕對必要（Absolutelynecessary）6E很重要（Especiallynecessary）5I重要（Important）4O一般（Ordinarycloseness）3U不重要（Unimportant）2X不能接近（Undesirable）0關(guān)系重要程度分類表416570490153751028020201654321TOFrom工藝專業(yè)化布置－從至表出發(fā)達到運輸成本從至表的詳細計算過程參閱：教材P105－106例4－242工藝專業(yè)化布置－關(guān)系重要度分類表符號接近程度分數(shù)A絕對必要（Absolutelynecessary）6E很重要（Especiallynecessary）5I重要（Important）4O一般（Ordinarycloseness）3U不重要（Unimportant）2X不能接近（Undesirable）043超市布置的定性化標準將嬰兒食品部門和奶制品安排在相近位置－－方便購買賣重物的部門安排在超市門口附近－－減少運輸距離賣貴重物品的部門安排在離收銀臺附近－－減少偷竊44超市的工藝專業(yè)化布置45超市的工藝專業(yè)化布置46從至表法示例一金屬加工車間有六臺設(shè)備，已知其生產(chǎn)的零件品種及加工路線，零件在設(shè)備之間的每月移動次數(shù)及運輸成本如表所示47移動次數(shù)及運輸成本鋸床磨床沖床鉆床車床插床鋸床2174186142180磨床216521906110沖床400114951668鉆床16421624168鉆床1267110031550插床429583114390鋸床磨床沖床鉆床車床插床鋸床0.150.150.160.150.16磨床0.180.160.150.150.15沖床0.150.150.150.150.16鉆床0.180.150.150.150.16鉆床0.150.170.160.200.15插床0.150.150.160.150.15月平均移動次數(shù)單位距離運輸成本48單位距離每月運輸鋸床磨床沖床鉆床車床插床鋸床32.662.79.86.328.8磨床38.98.328.59.21.5沖床60.017.114.32.43.2鉆床2.963.39.36.210.9鉆床18.912.116.0637.5插床6.314.313.317.158.5鋸床磨床沖床鉆床車床插床鋸床71.5③122.7①12.725.235.1磨床25.491.7②21.315.8沖床23.618.416.5鉆床69.2④28.0鉆床66.0⑤插床49實驗法布置①鋸床-沖床②磨床-鉆床③鋸床-磨床④鉆床-車床⑤車床-插床鋸床沖床插床磨床鉆床車床50關(guān)系重要度分類表示例（1）某快餐店共分成6個部門，計劃布置在一個2×3的區(qū)域內(nèi)。已知這6個部門間的作業(yè)關(guān)系密切程度，如下圖所示，請作出合理布置。51關(guān)系重要度分類表示例（2）第一步:列出關(guān)系密切程度（為簡單起見，這里只考慮A和X）：A：1－2，1－3，2－6，3－5，4－6，5－6X：1－4，3－6，3－4第二步：從關(guān)系“A”出現(xiàn)的最多部門開始，將它與其他部門聯(lián)系起來。這里“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)系起來。245652關(guān)系重要度分類表示例（3）第三步：考慮其他“A”的關(guān)系部門，如能加在主簇上盡量加上去，否則畫出分離的子聯(lián)系簇。

A：1－2，1－3，2－6，3－5，4－6，5－624561353關(guān)系重要度分類表示例（4）第四步：畫出“X”關(guān)系聯(lián)系圖X：1－4，3－6，3－4416354關(guān)系重要度分類表示例（5）第五步：根據(jù)聯(lián)系簇圖和可供使用的區(qū)域，用實驗法安置所有的部門。126354最后：結(jié)合生產(chǎn)實際，對各部門的面積進行調(diào)整，以滿足生產(chǎn)實際的需要。55計算機輔助設(shè)施布置CRAFT(ComputerizedRelativeAllocationofFacilitiesTechniques)最著名的啟發(fā)式方法目標：總物料運輸成本最低使用物料從至表，通過兩兩交換單元位置求得可行解ALDEP(AutomatedLayoutDesignProgram) CORELAP(ComputerizedRelationshipLayoutPlanning)用關(guān)系重要度目標：使接近程度最大化56產(chǎn)品專業(yè)化布置的類型生產(chǎn)線FabricationLine裝配線AssemblyLine57產(chǎn)品專業(yè)化布置58ByNiWenbinZhejiangInstituteofFinance&Economics59產(chǎn)品專業(yè)化的實例汽車裝配線自助餐廳新生報到固定路線的展覽會60產(chǎn)品專業(yè)化布置的條件高度標準化的產(chǎn)品或服務(wù)生產(chǎn)數(shù)量大生產(chǎn)數(shù)量較穩(wěn)定原材料和零部件的質(zhì)量一致性61產(chǎn)品專業(yè)化布置的優(yōu)點生產(chǎn)效率高生產(chǎn)量大，均攤設(shè)備成本低處理順序固定，物料處理成本低在制品存貨低降低培訓(xùn)時間和成本，監(jiān)督幅度寬、容易62產(chǎn)品專業(yè)化布置的缺點設(shè)施投資大

一般要專用設(shè)備任何一個環(huán)節(jié)的停頓會造成整個生產(chǎn)線的停頓缺乏柔性數(shù)量柔性產(chǎn)品柔性過渡分工減少了工作的豐富化63裝配線平衡—工序同期化將工作任務(wù)分配到各個工作地使得每一工作地的工作任務(wù)大致相等減少或消除忙閑不均的現(xiàn)象64裝配線平衡示例一家玩具公司要在一個傳送帶上組裝J型玩具，每天需產(chǎn)出500輛。目前公司有一個班次，每天工作8小時，其中一個小時為午餐午休時間（即凈生產(chǎn)時間為7小時）。下表列出了J型玩具車的組裝步驟及其作業(yè)時間，請根據(jù)節(jié)拍和作業(yè)次序的限制，找出使工作地數(shù)量最少的平衡方案。作業(yè)時間（秒）描述緊前作業(yè)A45安裝后軸支架，擰緊4個螺母_B11插入后軸AC9擰緊后軸支架螺栓BD50安裝前軸，用手擰緊4個螺母_E15擰緊前軸螺栓DF12安裝1#后車輪，擰緊輪軸蓋CG12安裝2#后車輪，擰緊輪軸蓋CH12安裝1#前車輪，擰緊輪軸蓋EI12安裝2#前車輪，擰緊輪軸蓋EJ8安裝前軸上的車把手，擰緊螺栓和螺釘F,G,H,JK9上緊全部螺栓和螺釘J19565裝配線平衡示例（1）－畫出流程圖12秒ABDCFGJKEHI45秒15秒12秒12秒50秒9秒11秒12秒8秒9秒66裝配線平衡示例（2）－計算節(jié)拍連續(xù)完成相同的兩個產(chǎn)品之間的時間間隔完成一個產(chǎn)品所需的平均時間節(jié)拍（T）＝每天的生產(chǎn)時間/每天的計劃產(chǎn)出量T＝7×60×60/500＝50.4(秒/輛)每天需產(chǎn)出500輛凈生產(chǎn)時間為7小時67裝配線平衡示例（3）

－計算工作地的理論最小數(shù)量計算工作地的理論最小數(shù)量N＝完成作業(yè)所需的總時間/節(jié)拍N＝195/50.4=3.86（取整為4）作業(yè)時間（秒）A45B11C9D50E15F12G12H12I12J8K919568裝配線平衡示例（4）

－選擇作業(yè)分配規(guī)則保證工序之間的先后順序安排后續(xù)作業(yè)多的作業(yè)安排作業(yè)時間最長的作業(yè)選擇一項69按后續(xù)作業(yè)數(shù)量的多少來安排作業(yè)作業(yè)后續(xù)作業(yè)數(shù)量后續(xù)作業(yè)A6B,C,F,G,J,KB或D5C,F,G,J,KE,H,I,J,KC或E4F,G,J,KH,I,J,KF,G,H或I2J,KJ1KK0_ABDCFGJKEHI45秒15秒12秒12秒50秒9秒11秒12秒8秒9秒注意：后續(xù)作業(yè)與緊后作業(yè)的區(qū)別！12秒70裝配線平衡示例（5）

－給工作站安排作業(yè)作業(yè)時間（秒）剩余時間（秒）可安排的緊后作業(yè)緊后作業(yè)最多的作業(yè)時間最長的作業(yè)工作站1A無工作站2無工作站3BECF111591239.424.415.43.4空閑C,EC,H,IF,G,H,I無C,ECF,G,H,IEF,G,H,I工作站4GHIJ121212838.426.414.46.4空閑H,IIJ無H,IH,I工作站5K941.4空閑無455.4空閑D500.4空閑ABDCFGJKEHI45秒15秒12秒12秒50秒9秒11秒12秒8秒9秒12秒71裝配線平衡示例（5）－平衡結(jié)果ABDCFGJKEHI45秒15秒12秒12秒50秒9秒11秒12秒12秒8秒9秒47秒45秒50秒44秒9秒72裝配線平衡示例（6）－計算效率效率＝完成作業(yè)所需的總時間/（實際工作站數(shù)目×節(jié)拍）＝195/（5×50.4）＝77%73裝配線平衡示例（7）－評估平衡方案效率為77%意味著裝配線不平衡，或者閑置時間占到23%（時間損失系數(shù)）作業(yè)2：將本例的裝配線效率提高到96.7%74產(chǎn)品專業(yè)化的平面布置物料場地利用人員溝通操作方便平衡難易75工藝專業(yè)化和產(chǎn)品專業(yè)化比較比較項目工藝專業(yè)化布置產(chǎn)品專業(yè)化布置產(chǎn)品數(shù)量小,差異大數(shù)量大資源通用設(shè)備專用設(shè)備設(shè)備勞動力密集資本密集適應(yīng)性適應(yīng)性強適應(yīng)性弱處理速度慢快處理成本高低空間需求大低76固定位置布置船舶機車重型機床制造場所材料設(shè)備人生產(chǎn)對象77固定位置布置的應(yīng)用加工對象體積龐大、重量大火車機車飛機造船加工對象不能/無法移動開胸手術(shù)高檔餐廳78固定位置布置79移動裝配線可使F-35飛機生產(chǎn)節(jié)省3億美元

F-35為何使用移動裝配，有什么好處？這一案例的啟示是什么？80F-35的固定位置布置81F-35的流水線裝配合同需求已超過5000架噴氣式戰(zhàn)斗機開發(fā)項目將使國防部在今后20年里支出2760億美元其研發(fā)費用高達403億美元制造費用將大大超過現(xiàn)有戰(zhàn)斗機

82F-35的流水線裝配利用高科技軌道系統(tǒng)作為航空制造版本的傳送帶，將巨大的裝配廠房改建成裝配流水線，再用最新的機器人進行流水作業(yè)式組裝“按照汽車工業(yè)界的方式生產(chǎn)，我們可以每天生產(chǎn)一架飛機，這樣可以提高生產(chǎn)效率，縮短制造時間和削減成本通過引入大量生產(chǎn)方式，F(xiàn)一35的生產(chǎn)單價將被控制在5000萬到5500萬美元左右，比最新版的海軍主力艦載機F／A一18的生產(chǎn)單價要便宜500萬美元838485混合布置產(chǎn)品專業(yè)化布置和工藝專業(yè)化布置的混合產(chǎn)品專業(yè)化布置的效率工藝專業(yè)化布置的柔性例子：單元布置（成組布置）86成組技術(shù)（GroupTechnology）按照產(chǎn)品或零件在某種特征上的相似性把它們分組歸類，然后在不同的設(shè)備群上進行加工的一種方法將產(chǎn)品專業(yè)化布置的效率帶入工藝專業(yè)化環(huán)境原始零件應(yīng)用成組技術(shù)之后87運用成組技術(shù)之前的工藝專業(yè)化布置鉆床組鉆鉆鉆鉆磨床組磨磨磨磨磨磨銑床組銑銑銑銑銑銑裝配AAAA車床組進出口車車車車車車車車88列出所有產(chǎn)品的加工線路圖先列出所有產(chǎn)品的加工線路圖，然后應(yīng)用成組技術(shù)優(yōu)化請同學(xué)參與89應(yīng)用成組技術(shù)之后布置單元3車銑磨磨單元1單元