第四章厂址选择和设施布置(生产运营-北京科技大学张

第四章厂址选择和设施布置厂址选择的原则厂址选择的方案及程序厂址选择的方法•重心法、负荷距离法•综合评分法•量－本－利分析法设施布置1厂址选择的原则厂址选择的总原则，归纳起来5个有利于：•有利于输入：供应方便，劳力充裕，能源．资源•有利于输出：靠近目标顾客群销售与服务方便•有利于效益：政策．税收．地价．•原料利用系数＝（耗用原料总重量）／制成品总重量＝δ若δ＞1：选择供应原料的地方若δ＜＝1：选择靠近销售近的地方•有利于生态：环境能吸收•有利于战备：核电站污染源不能投在城市2厂址选择的方案及程序厂址选择的方案决策者在选址规划时通常会考虑以下三种选择方案：1．扩展现有工厂（有足够空间，商业销售中心）；2．新建地点（必须进行量－本－利分析）；3．保持现有，增加新地点（如同一条商业街，零售业经常如此）。厂址选择的程序1．确定选址的总目标，如产品效益最大；2.收集新建厂的有关资料（规模、能力、三废、工艺流程等）；3．收集目标地区的资料（运输、基础设施、气候等）；4．评价各目标地区，选择厂址所在区域；5.综合分析确定具体厂址。3厂址选择的方法3.1负荷距离法3.2重心法3.3分级加权法3.4量—本—利分析法3.1负荷距离法●B(xB，yB)A(xA，yA)●两点之间的距离总负荷的计算公式为:ld=∑lidii应用事例某健康诊断中心，负责7个社区的服务，各个社区的中心位置如图所示。如该健康诊断中心设在F(7,2),总负荷数是多少（使用直线距离）？A●(2.5,4.5)[2]C●(5.5,4.5)[10]E●(8,5)[10]B●(2.5,2.5)[5]D●(5,2)[7]F●(7,2)[20]G●(9,2.5)[14]社区位置及人口分布ld=(|7－2.5|＋|2－4.5|)×2＋(|7－2.5|＋|2－2.5|)×5＋(|7－5.5|＋|2－4.5|)×10＋(|7－5|＋|2－2|)×7＋(|7－8|＋|2－5|)×10＋(|7－9|＋|2－2.5|)×14=168负荷距离法中的穷举法示例●391●355●●233●●197●●●●●331●326●173●168三维空间各质点Mi的质量为mi，坐标为（xi,yi,zi）3.2重心法•Mi(xi,yi,zi)xyz0iiiiiiiiimzmzmymymxmx•重心坐标的计算步骤：第1步：求重心坐标点第2步：以重心坐标点为新选厂址，选择附近几个点作为比较，用穷举法计算，总负荷法选优。方法与步骤如下：1．对各影响因素给予权重（权数，可计100分或10分）；2．对各候选厂址，按每一因素的优劣程度进行打分；3．把各候选厂址的分数与权数相乘；4．把每个厂址各因素的乘积加起来，得分最高者最优3.3分级加权法例：我们选择1个千万吨级的钢铁厂现有3个厂址可供选择：北京．河北．山东影响建厂的主要因素：运输．资源．顾客．环保影响因素权数候选厂址北京河北山东运输67＝428＝4810＝60资源56＝3010＝508＝40顾客410＝408＝328＝32环保36＝188＝249＝27技术水平＝130＝154＝159步骤：1．确定每一备选地点的固定成本和可变成本；2．在同一张图表上绘出各地点的总成本线；3．确定在某一预定的产量水平上，哪一地点的总成本最少或者哪一地点的利润最高。3.4量—本—利分析法实例：下表列出了四个可能厂址的地点的固定成本和可变成本：地址每年的固定成本（美元）可变成本（每单位/美元）A25000011B10000030C15000020D20000035a.在一张图上绘出各地点的总成本线；b.指出使每个备选地点产出最优的区间（即总成本最低）；c.如果要选择的地点预期每年产量为8000个单位，哪一地的总成本最低？0246810121416100200300400500600700ACBD千单位千美元B居优C居优A居优4.设施布置布置决策的必要性•无效率的运作（例如，高成本、瓶颈）•意外事故•产品或服务设计上的改变•方法或设备的改变4.1设施布置的三种基本类型工艺式布置产品生产线式布置成组技术工艺式布置工艺式布置就是按工艺阶段或工艺设备的相同性原则来建立生产单位（车间），工艺式布置亦称工艺专业化布置或功能性布置。ABAB产品生产线式布置产品生产线式布置就是将所有的设备和工作地按产品加工装配的工艺路线顺序排列。产品生产线式布置亦称对象专业化布置。ABBA工艺式布置和产品生产线式布置比较工艺式布置产品生产线式布置特点把同类型生产设备集中布置在一起，对各种产品进行相同工艺的加工。生产设备、辅助设施是按生产对象的加工路线来布置的。优点①便于充分利用设备的生产能力和生产面积；②个别设备出现故障对整个生产系统的影响较小；③设备的投资费用较少；④对产品加工顺序变化的适应性较强。①产品的运输路线短，节约运输人力和设备；②减少在制品在生产过程中的等待时间，从而缩短生产周期，减少了在制品占用的流动资金；③简化协作，计划工作简单。缺点①物质流程复杂，每种零件需要跨越不同车间或工段；②产品的运输路线较长，增加了运输人力和设备；③在制品的运输和等待时间长，因而生产周期较长，在制品占用的流动资金多；④协作关系复杂，计划工作复杂。①需要较多设备；由于同类设备分散使用，个别设备可能负荷不足，不能充分利用设备的生产能力；②有时一台设备出了故障，将导致生产线的全部停工；③当产品品种变化时，应变能力差。适用产品生产规模不大、生产专业化程度较低，品种不稳定的单件、小批生产的产品。专业方向已经确定，产品品种比较稳定，生产类型属于大量、大批生产的产品。成组技术成组技术（grouptechnology，GT）是按照产品或者零件在某种特征上的相似性把它们分组归类，然后在不同的设备群上进行加工的一种方法。车车车车车车车车铣铣铣铣铣铣钻钻钻钻磨磨磨钻磨磨磨装配装配装配装配（a）运用成组技术之前出入口车车车车铣铣铣钻钻磨磨磨装配装配（b）运用成组技术之后入口出口4.2设施布置的两种方法物料流向图法出发点：尽可能使物料流向一致，并使运输量大的生产单元靠近。生产活动相关图法出发点：尽可能使一个生产系统中活动关系密切的部门靠近。物料流向图法（以例说明）某企业有11个生产单位，各生产单位间每月物料搬运量如下表（从-至表）所示，试给出优化布置方案。至从1运进2储存3锯床4普通车床5六角车床6钻床7铣床8磨床9装配10成品11运出1运进2储存3锯床4普通车床5六角车床6钻床7铣床8磨床9装配10成品11运出600400100350100501005020010045050450150100250100500600第一步由从—至表，简单地制定一个初始布置方案，如下图所示。12347958610116004003501005050600250100200600第二步布置方案理想化调整，如下图所示。123478596101160040050200100600500250450450第三步估计各工作地面积，得出初始块状区划图，如下图所示。123478596101150100600250450450第四步适当调整初始块状区划图，进而绘制最终块状区划图，如下图所示。1234785961011生产活动相关图法（以例说明）某厂有如下9个部门：接收与发运、原材料库、工具机修车间、中间零件库、生产车间、成品库、食堂、管理办公室、车库。关系密切程度的分类及代号如下表所示关系密切程度代号绝对重要特别重要重要一般不重要不可接近AEIOUX关系密切程度的原因及代号如下表所示产生关系的原因代号共用记录共用人员共用场地人员接触文件接触工作连续工作类似共用设备影响安全123456789生产活动关系图1.接收与发运1,2,3A6O6A4,6EUU4O4,6I614,6AU1,4AU4,5IU4,6IU6OU4,5I4,6IUUU1,4E6O1.2.3AU4,5I6,8EU4,5I6O4,5I4,6I2,3,4A2.原材料库3.工具机修车间4.生产车间5.中间零件库6.成品库7.食堂8.管理办公室9.车库4,5I23456789123456789789123方格表示部门1与8之间的活动关系关系代码原因代码根据活动关系密切的部门靠近的布置原则，初步确定各部门的位置和面积比例，如下两图所示。163948257初始布置483617925面积成比例的可行布置4.3设备布置（微观层面上的布置问题）核心问题是使物料（零件的运输距离最短或运输量最小）。下面介绍一种常用的设备布置方法：“从—至”表试验法，并结合实例说明这种方法的基本原理和应用步骤。例：设有17种零件在一条生产线上加工。生产线包括8种设备共10个工作地，相邻两工作地的距离大致相等，计作一个单位距离。第一步，绘制多种零件在各种设备上加工的综合工艺路线图。零件号毛坯库铣床车床钻床镗床磨床压床内圆磨锯床检验设备2143576810912111315141716合计②⑤②③①①①①①①①①①①①①①①①①②②③②②②②①②②②②②②②②②③③③③③③③③③③③③③③③④④④④④④④④④④⑤⑤⑤⑤⑥⑥⑥⑦⑧⑨⑩1761381361317⑤⑥第二步，依综合工艺路线图编制零件“从—至”表。至毛坯库从毛坯库铣床车床钻床镗床磨床压床内圆磨锯床检验台合计铣床车床钻床镗床磨床压床内圆磨锯床检验台合计2814217121116631313121481113266113111613813613175858第三步，改进零件“从—至”表，求最佳设备排列顺序。至毛坯库从毛坯库车床钻床铣床压床检验台锯床镗床内圆磨磨床合计车床钻床铣床压床检验台锯床镗床内圆磨磨床合计8242117633113214182111616131111386617311358586111213第四步，计算改进前后零件移动总距离的差异。1216=92821=223126=2741112=2050=0644=48713=28821=24小计：178131=421=2311=640=050=061=671=780=0小计：251866=202321=1232411=24443=2850=06211=2471=781=8小计：123112=321=2311=642=851=561=670=081=8小计：38零件移动总距离：17825=203零件移动总距离：12338=161格数乘对角位上各项数之和前进格数乘对角位下各项数之和后退改进前改进后4.4办公室布置传统的封闭式办公室近20多年来发展起来的开放式办公室布置后来进一步发展起来的带有半截屏风的组合办公模块“活动中心”的新型办公室布置随着信息技术发展起来的新型办公形式——远程办公节拍所谓流水线的节拍，是指流水线上连续出产两件相同产品的时间间隔，设R为节拍，则：R=计划期有效工作时间/计划期内计划产量=F/N例：某流水线计划日产量为150件，采用两班制，每班规定有21分钟停歇，其中预计不合格率为2%，该流水线的节拍为：4.5时期安排—生产线平衡R=（8*2*60-21*2）/[150*（1+0.02）]=6（分/件）工作地（完成一定工序的设备）将若干个相临工序合并成一个打工序，并使这些大工序的作业时间接近或等于装配线的节拍，其具体做法如下：1.确定流水线节拍2.计算流水线上需要的最少工作地数Smin,设ti的工作时间:Smin=(∑ti)/R3.组织工作地，按下列条件向工作地分配小工序：（1）保证各工序之间的先后顺序（2）每个工作地分配到的小工序作业时间之和不能大于节拍（3）各工作地的作业时间应尽量接近或等于节拍（4）应使工作地数目尽量少4.计算效率系数及工作地时间损失系数：（1）工作地时间损失系数ε=（每节拍内的闲置时间）/（N*节拍）=（S*R-∑Ti)/S*R（2）生产线效率：δ=1-ε