第二章生產(chǎn)及運作管理(設施選址及布置)

第二章設施選址與布置

2/3/2023

一、設施選址（FacilityLocation)的概念

設施（Facility)是指生產(chǎn)與運作過程得以進行的硬件系統(tǒng)。對于制造型企業(yè)通常是由工廠、辦公樓、車間、設備、倉庫等物質(zhì)實體構(gòu)成；對于服務型企業(yè)，則由是配送中心、分銷中心、零售商店、銀行、超市等構(gòu)成。

設施選址（FacilityLocation)就是指運用科學的方法確定企業(yè)在何處興建生產(chǎn)、服務設施，以便有效地、經(jīng)濟地達到企業(yè)的經(jīng)營目的。二、什么時候需要選址新成立企業(yè)或新增加獨立經(jīng)營單位；企業(yè)擴大原有設施（另選新址）；企業(yè)遷址。

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三、設施選址的重要性選址是運作策略的一部分，是取得競爭優(yōu)勢的重要條件投資建設新工廠或新服務設施需要一大筆投資，影響投資回報。一旦工廠已經(jīng)建成，如發(fā)現(xiàn)廠址選擇錯誤，則為時已晚，難以補救。成本

影響提供產(chǎn)品和服務的成本，從而影響到價格和競爭力。人員影響吸引優(yōu)秀人才、職工的生活和工作積極性。2/3/2023

四、選址考慮的因素可分為四類：政治因素經(jīng)濟因素社會因素自然因素

2/3/2023政治因素政治局面是否穩(wěn)定法制是否健全當?shù)赜嘘P(guān)法規(guī)，如環(huán)境保護方面的法規(guī)。稅負是否公平2/3/2023社會因素

居民的生活習慣：企業(yè)的產(chǎn)品要適合當?shù)氐男枰幕逃剑赫惺帐苓^良好教育和訓練的員工宗教信仰生活水平2/3/2023

自然因素氣候條件直接影響職工的健康和工作效率15~22°C氣溫的高低關(guān)系著廠房和辦公室的設計

英國的曼徹斯特是世界著名的紡織業(yè)區(qū)，溫度及濕度合適;好萊塢：該地終年溫和而干燥，適于室外拍片活動水資源有些企業(yè)耗水量巨大，應該靠近水資源豐富的地區(qū)。例如，造紙廠、發(fā)電廠、鋼鐵廠、化纖廠等啤酒廠，對水質(zhì)要求高，則不僅要近水源，而且要考慮水質(zhì)2/3/2023

經(jīng)濟因素

（1）選擇接近原料供應的地區(qū)原料笨重而價格低廉的企業(yè)，如磚瓦廠、水泥廠、玻璃廠、鋼鐵冶煉廠和木材廠等。原料易變質(zhì)的企業(yè)，如水果、蔬菜罐頭廠。原料笨重，產(chǎn)品由原料中的一小部分提煉而成，如金屬選礦和制糖。原料運輸不便，如肉聯(lián)廠。2/3/2023（2）選擇接近產(chǎn)品消費市場的地區(qū)產(chǎn)品運輸不便，如家具廠，預制板廠產(chǎn)品易變化和變質(zhì)，如制冰廠、食品廠大多數(shù)服務業(yè)●商店●消防隊●醫(yī)院●中、小學校2/3/2023（3）選擇有利于職工生活的地區(qū)企業(yè)周圍的生活配套設施，如醫(yī)院、商業(yè)場所、交通、公安、消防等比較齊全。（4）選擇接近能源動力供應充足的地區(qū)沒有燃料（煤、油、天然氣）和動力（電），企業(yè)就不能運轉(zhuǎn)。對于耗能大的企業(yè)，如鋼鐵、煉鋁、火力發(fā)電廠，其廠址應該靠近燃料、動力供應地。2/3/2023

（5）選擇勞動力充足與費用低的地區(qū)對于勞動力密集型企業(yè)，必須考慮勞動力的成本。設廠在勞動力資源豐富、工資低廉的地區(qū)，可以降低人工成本。對于大量需要具有專門技術(shù)員工的企業(yè)，人工成本占制造成本的比例很大，而且員工的技術(shù)水平和業(yè)務能力，又直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，勞動力資源的可獲性和成本就成為選址的重要條件。2/3/2023（6）選擇勞動生產(chǎn)率高的地區(qū)甲地區(qū)：勞動力成本10元/小時勞動生產(chǎn)率15件/小時單位成本=10/15=0.66元/件乙地區(qū)：勞動力成本12元/小時勞動生產(chǎn)率20件/小時單位成本=12/20=0.6元/件2/3/2023

五、選址的難度1、選址關(guān)系到很多因素，而這些因素常常是互相矛盾的接近顧客往往不接近原材料產(chǎn)地運輸方便的地點地價高2、不同因素的相對重要性很難確定和度量心臟病醫(yī)院建在人口稠密區(qū)還是城郊區(qū)3、不同部門利益不同，所追求的目標不同4、隨時間變化，現(xiàn)在認為是好的選址，過幾年可能就不一定，反之亦然大學在市中心不能發(fā)展偏僻地點變繁華2/3/2023

六、選址的評價方法1、量－本－利模型

基本步驟如下：（1）確定每一備選方案的固定成本與可變成本（2）作出不同方案的成本收入曲線（3）確定在某一預定的產(chǎn)量或銷售量的情況下，根據(jù)成本最低或利潤最高的原則選擇一個最佳方案。隱含的假設：（1）產(chǎn)出在一定范圍內(nèi)，固定成本不變（2）銷售收入可以預測（3）成本與產(chǎn)出成正比2/3/2023【例2-1】量-本-利法

已知可選地有3個（A、B、C），其固定成本分別為：30、60、110萬元；單位變動成本分別為：750、450、250元，估計年銷售量為2000個。解：計算總成本總成本=固定成本+變動成本A=300,000+750*2000

=1,800,00B=1,500,000C=1,600,000

所以，選擇方案B。ABC100025003060110圖2-1量-本-利分析銷售量成本（元）2/3/20232、綜合因素法

因為影響選址的因素很多,常規(guī)的定量模型一般只考慮一種因素,比如只從成本的因素進行決策。現(xiàn)實生活中,經(jīng)常使用多因素的綜合評價法.多因素的綜合評價方法，是一個多目標的綜合評價問題。目前已經(jīng)有很多有關(guān)多目標的評價方法與模型。下面主要介紹加權(quán)評分法和綜合評價法2/3/2023（1）加權(quán)評分法列出有關(guān)影響因素；確定各因素權(quán)重；對每個因素打分、計算加權(quán)分；選擇加權(quán)和最大的方案?！纠?-2】加權(quán)評分法

序號選址因素權(quán)重備選方案A地B地C地1原材料供應0.1590801002水資源條件0.159090853勞動力成本0.27080854運輸、交通條件0.29080905土地價格與租金0.39010080合計18687.586.75表4-1各備選方案的權(quán)重及評分值所以，選擇B地。

有一購房者正在選購一套新房子，有四個地點可供選擇?？紤]的選址因素大概有四種：價格、使用面積、住房與工作地點的距離、周邊環(huán)境?；镜臄?shù)據(jù)見表。（2）綜合評價法指標地點價格／萬元使用面積／平方米與工作地的距離／公里周邊環(huán)境1234302518221008050701082012好中差中表5-2多目標的選址評價表2/3/2023解：（1）將定性指標轉(zhuǎn)化為定量指標，即將周邊環(huán)境的評價值轉(zhuǎn)化為：好=5，中=3，差=2。（2）建立原始評價矩陣A注：效益型指標是指數(shù)據(jù)越大越好的指標；成本指標是指越小越好的指標。2/3/2023（3）利用下列公式轉(zhuǎn)化原始矩陣A（標準0-1變換，即無量綱化），得到矩陣B注：效益型指標是指數(shù)據(jù)越大越好的指標；成本指標是指越小越好的指標。2/3/20232/3/2023（4）確定各指標的權(quán)重。權(quán)重的確定方法有很多，最常用的方法有專家法、AHP法。假如我們采用專家法給予各指標的權(quán)重為：（5）綜合評價：

結(jié)論：第二方案是最優(yōu)選擇。2/3/20233、重心法

商品的運輸量是影響商品運輸費用的主要因素，倉庫盡可能接近運量較大的網(wǎng)點，從而使較大的商品運量走相對較短的路程，也就是求出本地區(qū)實際商品運量的重心所在的位置。

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W1W5W4W2W3

圖2-2重心法示意圖

重心法的基本模型如下：式中，Wi—第i個供應點（或需求點）的運輸量；di——第i個供應點（或需求點）與選擇的配送中心（中心倉庫）的距離；（xi,yi)—第i個供應點（或需求點）的地理坐標；（x﹡,y﹡)—待確定的配送中心（或中心倉庫）的地理坐標。

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重心法的基本步驟：建立反映地理位置的坐標系（最好用地圖）確定各供應點（或需求點）與待確定的配送中心（或中心倉庫）之間的運輸量計算待確定位置的坐標，選擇總運量最小的地點配送中心或中心倉庫的選址，一般可以采用這種方法。2/3/2023例2-3重心法

某公司由于業(yè)務的發(fā)展的需要，計劃在某地建立一個配送中心，以解決貨物的供應問題?，F(xiàn)有四個銷售點，其每月的銷售量以及它們的地理坐標如表5-3所示。現(xiàn)根據(jù)這個表的數(shù)據(jù)確定一個最佳的配送中心位置。表2-3各銷售點的銷售量與地理位置

銷售點地理位置每月銷售量甲10，50100乙20，80120丙50，100150丁100，502002/3/2023

按照重心法，配送中心的最佳位置：2/3/2023

【例】一個在不同城市分別開設了四家園藝中心的公司，決定將所有的產(chǎn)品統(tǒng)一儲存在一個倉庫中。每個園藝中心不再建立大量產(chǎn)品庫存，而是在需要時將訂單傳真給倉庫的工作人員，由后者將補充的產(chǎn)品庫存發(fā)送過來。下圖顯示了各個園藝中心的位置，該圖還使用了一個參考坐標系。請用重心法選擇成本最低的倉庫位置。2/3/202364321501234567891011●●●●ABDC各園藝公司位置xy2/3/2023各園藝中心每周需求量每周銷售量（車）園藝中心A5園藝中心B10園藝中心C12園藝中心D8合計352/3/2023

從理論上講倉庫最小成本地址位于圖中的點(5.34，2.4）處。2/3/2023服務設施的選址

由于服務業(yè)與制造業(yè)在很多方面的不同，兩者的選址原則也存在一定的差別。制造業(yè)選址著重成本最小化，服務業(yè)選址著重收入最大化。這是因為制造業(yè)企業(yè)成本往往隨著地區(qū)的不同而有很大的差異，而服務業(yè)的成本在一個市場范圍內(nèi)變動很小，服務業(yè)關(guān)注的是業(yè)務量和業(yè)務收入。

2/3/2023服務設施選址因素服務業(yè)的一個重要特點是通過多個分店來與顧客保持密切聯(lián)系，所以服務設施的選擇與目標市場的確定緊密相關(guān)。服務設施必須靠近顧客群。周圍人口密度

當?shù)氐慕?jīng)濟收入水平與競爭對手的相對位置

選址時應該避開競爭對手，但有時在競爭者附近設址有更多的好處，易形成“聚集效應”。基礎設施條件公眾態(tài)度周圍環(huán)境

2/3/2023七、設施布置問題

設施布置是指在一個給定的設施范圍內(nèi)，確定企業(yè)內(nèi)各作業(yè)單位相對位置與面積及車間內(nèi)部各生產(chǎn)單元（設備）的相對位置。所謂給定的設施范圍，可以是一個廠區(qū)，也可以是一個車間、辦公樓或一個服務設施。作業(yè)單位是指需要占據(jù)一定空間的任何物質(zhì)實體，包括車間、辦公樓、倉庫等。2/3/2023

1.設施布置的目標（1）使業(yè)務過程的成本最低。（2）經(jīng)濟利用空間，節(jié)約場地。（3）提供安全舒適的工作環(huán)境。（4）適應市場需求的變化，具有靈活性。2/3/2023

2.影響設施布置構(gòu)成與布局因素（1）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與工藝。（2）企業(yè)專業(yè)化與協(xié)作水平。（3）生產(chǎn)單位的專業(yè)化原則。（4）企業(yè)的規(guī)模。（5）企業(yè)的環(huán)境條件。2/3/2023工藝專業(yè)化布置的目的：提高柔性2/3/2023外借圖書網(wǎng)絡與光盤檢索室現(xiàn)行閱覽室學生座椅館藏書庫復印區(qū)總服務臺查詢臺參考書區(qū)工藝專業(yè)化布置2/3/2023對象專業(yè)化(按產(chǎn)品布置)2/3/2023對象專業(yè)化

鋸床車床銑床磨床車床鋸床銑床車床磨床銑床包裝包裝C產(chǎn)品生產(chǎn)線D產(chǎn)品生產(chǎn)線2/3/2023對象布置(產(chǎn)品布置)目的：提高產(chǎn)品或服務的標準程度對象布置：汽車裝配線、飲料生產(chǎn)線、醫(yī)院的體檢、學校的新生服務。

2/3/2023固定式布置在這種布置方式下加工對象靜止不動，而是進行加工的機器設備與人員根據(jù)操作的需要進行移動。例：公路建設，船舶建造等

2/3/2023飛機生產(chǎn)平臺2/3/2023適用于：產(chǎn)品或加工對象體積過大產(chǎn)品或加工對象不便移動產(chǎn)品或加工對象過于復雜而無法移動或不需要移動2/3/2023成組單元布置

車床銑床鉆床刨床銑床車床鉆床磨床鏜床銑床車床磨床磨床相似零件組1相似零件組2相似零件組32/3/2023八、設施布置的方法工藝專業(yè)化的布置關(guān)聯(lián)分析法往來分析法從—至表法方法對象專業(yè)化的布置裝配線平衡（略）2/3/2023

1、關(guān)聯(lián)分析法法關(guān)聯(lián)分析法由穆德提出，它是根據(jù)企業(yè)各個部門之間的活動關(guān)系密切程度布置其相互位置。首先將密切程度劃分為A、E、I、O、U、X六個等級，然后列出導致不同程度關(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，按重要等級高的部門相鄰布置的原則，安排出最合理的布置方案。2/3/2023

代號密切程度A絕對重要E特別重要I重要O一般U不重要X不宜靠近代號關(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做類似的工作8共用設備9其他表2－4關(guān)系密切程度分類表表2－5關(guān)系密切原因2/3/2023[例2-4]一個快餐店欲布置其生產(chǎn)與服務設施。該快餐店共分成6個部門，計劃布置在一個2×3的區(qū)域內(nèi)。已知這6個部門間的關(guān)系密切程度，如圖2－3所示，請根據(jù)圖2－3作出合理布置。部門6部門5部門4部門3部門2部門1AAAAAAXOXEOUXIU

圖2－3關(guān)聯(lián)分析法示例2/3/2023解：1、列出關(guān)系密切程度分類表（只考慮A和X）AX1-21-41-33-62-63-43-54-65-62/3/20232、編制主聯(lián)系簇，如圖2－4所示。

原則是，從關(guān)系“A”出現(xiàn)最多的部門開始，如本例中的部門6出現(xiàn)3次，首先確定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2－4聯(lián)系簇圖2－5聯(lián)系簇2/3/20233、考慮其他“A”關(guān)系部門，如圖2－5所示。

如能加在主聯(lián)系簇上就盡量加上去，否則畫出子聯(lián)系簇。4、畫出“X”關(guān)系聯(lián)系圖，如圖2－6所示。5、用試驗法安置所有部門，如圖2－7所示。2/3/20233416126354圖2－6X關(guān)系聯(lián)系簇圖2－7最后結(jié)果2/3/2023[例]把下列9個汽車服務部門分配到3×3網(wǎng)格的9個位置上去,要求滿足相應的接近程度(只考慮A和X)。按照城鎮(zhèn)規(guī)章,部門4的位置必須安排在這一位置分布的右上角。

部門9部門8部門7部門6部門5部門4XX部門1部門2部門3AAEAAAIAXAEXX2/3/2023

2349

168755649

13872方案a方案b2/3/20232、往來分析法往來分析法是通過分析設施之間流量（物流、人流、信息流）的大小，把流量大的安排靠近的位置。往來分析適合于工藝專業(yè)化的設施布置，這種安排方法能夠使部門之間的流量最小化。其步驟如下：（1）根據(jù)設施之間的業(yè)務過程（工藝過程），初步確定各設施的相對位置；（2）統(tǒng)計各設施之間的流量；（3）根據(jù)流量的大小，將流量大的安排在相鄰的位置；（4）根據(jù)其他的因素進行調(diào)整。2/3/2023

[例2-5]主題公園的布局

某主題公園的設計者正在為公園的布局進行構(gòu)想。使游客能在游覽過程中的行走距離最小化是設計者要考慮的問題。⑴根據(jù)初步的分析,參考其他主題公園的布局,做了一個初步的布局圖。⑵根據(jù)其他公園的統(tǒng)計數(shù)據(jù),結(jié)合預測,得到一個平均每天各景點之間游客的客流情況表,如表2-6。把表2-6三角化得表2-7。⑶把客流量大的景點安排在相鄰位置。⑷根據(jù)公園的地理位置與場地情況進行調(diào)整,最后的布局如圖2-8所示。2/3/2023

ABCDEFA2002504030105B16030026012330C3003205002080D90250385108210E15010810120176F8050100270167表2-6景點之間的游客日流量單位:人2/3/2023

ABCDEFA360550130180195B

62051033180C

88530180D

228480E

343F

表2-7景點之間的游客日流量(表5-6的三角化)單位:人2/3/2023

圖2-8主題公園的平面布置2/3/2023

3、從—至表法

是一種利用從—至表確定不同車間、設備或設施之間最佳布置方案的方法，它可以使總運量（成本）最小。目標：總運量減少，降低運輸費用。（也要考慮定性因素）

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基本步驟：

（1）制定零件工藝路線，確定所用機床設備；（2）制定設備布置的初始方案，統(tǒng)計設備之間的移動距離；（3）確定出零件在設備之間的移動次數(shù)和單位運量成本；（4）計算設備間的總運輸量（三角化）；（5）按照布局原則，用試驗法確定最滿意的布置方案。

布局原則：①相關(guān)設備多的居中；②移動次數(shù)多的靠近。

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[例]一金屬加工車間有六臺設備,已知其生產(chǎn)的零件品種及加工路線,并據(jù)此給出表2-8所示的零件在設備之間的每月移動次數(shù),表2-9給出了單位距離成本。請用這些數(shù)據(jù)確定該車間的最佳布置方案。2/3/2023

鋸床磨床沖床鉆床車床插床鋸床2174186142180磨床216521906110沖床400114951668鉆床16421624168車床1267110031550插床429583114390表2-8設備間月平均移動次數(shù)矩陣2/3/2023

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車床0.150.170.160.200.15插床0.150.150.160.150.15表2-9單位距離運輸成本(元)矩陣2/3/2023

解:⑴將運輸次數(shù)矩陣與單位距離運輸成本矩陣相同位置的數(shù)據(jù)相乘,得到從一臺機器到另一臺機器的每月運輸成本,如表2-10所示。⑵將對角線對稱的成本元素相加,得到兩臺機器間的每月總的運輸成本,如表2-11所示。⑶確定緊密相鄰的系數(shù)。其依據(jù)就是總運輸成本的大小。按總運輸成本的大小,從大到小降序排列,就得到了機器(或部門)之間的緊密相鄰的程度。⑷根據(jù)表2-11中的①②③④⑤的順序,應將鋸床與沖床相鄰布置,磨床與鉆床相鄰布置,鋸床與磨床相鄰布置,鉆床與車床相鄰布置,車床與插床相鄰布置,最后結(jié)果如圖2-9所示。2/3/2023

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車床18.912.116.063.07.5插床6.314.313.317.158.5表2-10單位距離每月運輸成本(元)2/3/2023

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車床

66.0⑤插床

表2-11單位距離每月總運輸成本(元)2/3/2023

鋸床沖床插床磨床鉆床車床圖2-9最終布置方案2/3/2023【例】某公司正在考慮其工廠設施布置，包括對6個部門位置的設計。要求使