第5章 生产和服务设施布置(1)

第5章生产和服务设施布置2019/10/18页面22019/10/18页面3面临布置决策的常见原因新运作系统建立无效率、高成本的运作意外事故产品或服务设计上的改变引入新产品或服务产量或产出构成上的改变方法或设备的改变环境或法律要求的改变情绪问题：顾客沟通、员工沟通2019/10/18页面4布置的重要性1、决定了运作系统的设施、机器、人员如何安置的实体结构，同时也决定了可转化资源—物料、信息、顾客等运作方。2、范围：全球、全国、区域、地区、整体、部门、单元、设备3、涉及的转化资源数量、体积和重量，花费时间长，难度大。4、影响可转化资源流程，布置不当则成本上升，质量下降，柔性、速度和可靠性都受到影响。5、重新布置，扰乱正常运作，导致顾客不满和竞争力下降。2019/10/18页面5第5章生产和服务设施布置•5.1设备/设施布置决策•5.2对工艺原则布置的设计•5.3对产品原则布置的设计2019/10/18页面65.1设备/设施布置决策•设备/设施布置（facilityLayout）：•合理安排企业或一组织内部各个生产作业单位和辅助设施的相对位置与面积、车间内部生产设备的布置。•设施布置要在确定了企业内部生产单位组成和生产单位内部采用的专业化形式之后才能进行。2019/10/18页面75.1设备/设施布置决策5.1.1影响企业生产单位构成的因素5.1.2生产单位的专业化原则和形式5.1.3影响生产和服务设施布置决策的因素5.1.4几种典型的布置形式2019/10/18页面85.1.1影响企业生产单位构成的因素•产品的结构与工艺特点:•根据产品结构要求设置相应的制造车间•根据产品不同工艺方法设置相应的制造车间2019/10/18页面9•企业的专业化与协作化水平：•企业生产专业化形式不同，应设置不同的生产单位产品专业化：较完整的生产单位零件专业化：多数没有完整的加工过程工艺专业化：只设置相应工艺阶段的车间•协作范围越广，企业的生产车间组成越简单2019/10/18页面10•企业的生产规模：大型企业，规模大，同类生产性质的车间有多个小型企业，车间少•除以上因素外，厂区的集中与分散、厂区面积的大小、物料运输量等，也是影响企业生产单位设置的因素。2019/10/18页面115.1.2生产单位的专业化原则和形式•（一）工艺专业化原则材料3车床车间铣床车间镗床车间钻床车间磨床车间刨床车间材料1产品1材料2产品2产品3特征：以工艺为核心建立生产单位，形成工艺专业化车间。工艺方法相同，而加工对象不同2019/10/18页面12优点：•对产品品种变化适应能力强•生产系统可靠性高•便于进行工艺专业化管理缺点：•加工路线长•运输量大，运输成本高•生产周期长•组织管理工作复杂•设备利用率低2019/10/18页面13•（二）对象专业化原则特征：按照加工对象的种类建立生产单位粗纺浆纱整经络筒清花梳棉原棉并条织布整理布匹细纺钻检验磨车检验车材料A产品A材料B产品BA生产车间B生产车间（例：纺织企业加工流程）2019/10/18页面14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2019/10/18页面15优点：•专业化程度高•产量高•工人和设备的利用率高•缩短生产周期•简化生产管理方式缺点：•适应市场需求变化的应变能力较差•个别设备出故障对整个生产系统的影响较大企业采用何种生产单位组织形式主要考虑是否有利于生产资源的有效利用，不是随意可以决定的。在工厂中，这两种组织形式常常是共存的，人们把它称为混合原则2019/10/18页面17混合工艺形式（混合工艺设施布置与加工流程示意图）车床组铣床组镗床组钻床组磨床组刨床组材料1零件1材料2零件2材料3零件3工序2工序A工序B工序C工序1工序3产品1产品22019/10/18页面181、主要考虑因素：（1）按照生产性质，合理安排区域关系；（2）满足生产要求，避免物料移动的交叉迂回；（3）生产与协作关系紧密的部门应相互靠近；（4）方便与外界交流，充分利用现有运输条件；（5）考虑防火、卫生要求，力求占地最少；5.1.3影响生产和服务设施布置决策的因素2019/10/18页面195.1.4几种典型的布置形式固定式布置（FixedPositionLayout）加工对象体积、重量大，不方便移动，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。适用于大型产品如大型飞机、船舶、建筑物、电影外景等单件或极小批量生产的产品◆公路、房屋建设：太大•◆手术：没办法（美容院）•◆餐厅：不愿意•◆船舶、机车、发电机组2019/10/18页面20U型产品生产线12345678910输入输出操作者2019/10/18页面21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：图书馆、医院、超市按成组制造单元布置（LayoutsBasedonGroupTechnology）根据一定的标准将结构和工艺相似的零件组成零件组，由加工零件组的设备和工人组成生产单位适用多品种中小批量2019/10/18页面22单元布置2019/10/18页面23车车车车铣铣铣钻钻磨磨磨装配装配入口出口（成组加工单元设施布置与加工流程示意图）2019/10/18页面24•对被加工零部件组进行特征分析；•按特征的相似性对零部件分组；•按分组零部件的加工要求布置设施；•对零部件实行分组加工；（1）成组技术实施步骤：（2）成组技术的优越性：成组技术：混合形式高级化的基础•减少作业转换时间和物流紊乱；•缩短生产周期，易于实现自动化生产；典型布置类型的优缺点布置类型优点缺点定位布置柔性高；产品不移动，顾客不受干扰；员工工作内容丰富单位成本高；空间和活动的调度安排非常复杂；移动距离可能长工艺布置柔性高；系统稳健性好；好管理设备利用率低；流程复杂，组合复杂；在制品或顾客排队时间可能长单元布置可兼顾成本与柔性；团队作业；系统输出速度快调整现有布置的成本可能高；可能需要更多的工厂和设备；工厂利用率低产品布置可实现高产量；便于专用设备采用；物料和顾客的移动十分便利组合柔性可能很低；系统稳健性不佳，故障影响大；工作重复程度高2019/10/18页面26总之，设施布置选择会受到众多因素影响，应遵循工艺性、经济性和安全性原则：工艺性：保持生产过程的连续性、减少中断，保持流畅经济性：运输费用少，充分利用生产用面积，减少在制品占用资金安全性：安全措施，建筑限制还应对各种设施布置方案进行技术和经济评估，从而选出最优化的布置方案2019/10/18页面275.2对工艺原则布置的设计•工艺原则布置设计的主要问题是如何安排好工作部门的相对位置。•工艺原则布置设计的主要目标是使运输的费用最小、距离最短或时间最少，或者是关系密切的部门相互接近。2019/10/18页面28一、作业相关图•作业相关图法由穆德（RichardMuther）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。•通过对一些影响因素分析，确定各部门间的相互关系和接近程度，然后将这一信息汇集到作业相关图中，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。2019/10/18页面29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：关系密切程度分类表表：关系密切原因2019/10/18页面30例6－1一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，如下表所示，请根据下表作出合理布置。这里的符号表示两者的关系绝对重要部门6部门5部门4部门3部门2部门1AAAA1，2AAXOXEOUXIU表：作业相关图示例2019/10/18页面31（2）以出现A关系最多的部门6为中心绘出初步的联系簇；6254625413（3）再以出现A关系次多的部门1为中心绘制联系簇，整合其与前一联系簇的关系。（1）列出关系密切程度分类表（只考虑A和X）AX1-21-32-63-54-65-61-43-63-42019/10/18页面32（4）画出“x”关系联系图（5）根据联系簇图和可供使用的区域，用实验法布置所有部门，直到满足条件为止。64532143612019/10/18页面33（二）从——至(from-to)表法从至表是一种常用的生产和服务设施布置方法，根据本部门之间的物料运输量最少或运输成本最低来布置设备。•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。2019/10/18页面34从至表法：设备间月平均移动次数矩阵锯床磨床冲床钻床车床插床锯床2174186142180磨床216521906110冲床400114951620钻床16421624168车床1267110031550插床4295831143902019/10/18页面35锯床磨床冲床钻床车床插床锯床0.150.150.160.150.16磨床0.180.160.150.150.15冲床0.150.150.150.150.16钻床0.180.150.150.150.16车床0.150.170.160.200.15插床0.150.150.160.150.15从至表法：单位距离运输成本矩阵2019/10/18页面36锯床磨床冲床钻床车床插床锯床32.662.79.86.328.8磨床38.98.328.59.21.5冲床60.017.114.32.43.2钻床2.963.39.36.210.9车床18.912.116637.5插床6.314.313.317.158.5从至表法：单位距离每月运输成本2019/10/18页面37锯床磨床冲床钻床车床插床锯床71.5122.712.725.235.1磨床25.491.721.315.8冲床23.618.416.5钻床69.228.0车床66.0插床从至表法：单位距离每月总运输成本2019/10/18页面38锯床磨床冲床钻床插床车床122.791.771.569.266从至表法：布置方案2019/10/18页面39学院坐标人数经济学院5，1331材料学院8，1828机电学院0，019化工学院6，353法学院14，2032管理学院10，1241•例：教学设施安置问题新设备的布置：中值法2019/10/18页面405.3对产品原则布置的设计—装配线平衡•（1）确定装配线节拍(CycleTime)，是指装配线上连续出产两件相同制品的时间间隔。或产出一件产品的平均耗费时间。•例如，如果节拍是2分钟，则该生产线将每2分钟完成一个产品。它的计算公式是：假定计划期的产量是每天480个单位，则节拍=每天480分钟/每天480个单位=1分钟0*eFFrNN计划期有效工作时间计划期内计划产量2019/10/18页面41（2）工作地：流水线上可以组成一个单独计时单位的岗位，可由一个或几个员工的一项或几项作业构成。•我们可用下面的公式求出工作地数的理论最小值：•假设计划期的产量是每天480个单位这一产量（这就决定了节拍为1分钟）。那么为达到这一目标最少所需要的工作地为：ti----各道工序时间Smin=完成单位产品需2.5分钟/节拍为1分钟=2.5个工作地（取整为3个工作地）•工作地的作业时间接近或等于装配线的节拍minitSr2019/10/18页面42Tei—各作地的各道小工序时间之和Temax—各作地的各道小工序时间之和中最大的（小于或等于r）计算工作地时间损失系数、平滑系数、负荷系数max21*1*100%*()eiLeeisisSrTiSrSITT2019/