第七章 设施布置

第七章设施布置第一节基本问题与基本分类一、基本问题在给定范围内，对多个经济活动单元进行位置安排。其目的是合理安排企业内各种物质设施，为其生产立运作服务，以获得更好的经济效果。基本问题：（1）所包括的经济活动单元（2）每个单元所需空间（3）单元空间形状（4）每个单元在设施范围内的位置二、影响企业经济活动单位构成的因素（一）企业的产品（二）企业规模（三）企业的生产专业化水平与协作化水平（四）企业的技术水平三、设施布置的基本类型及其选择（一）工艺对象专业化布置（processlayout）主要课题是：如何设置各个不同的经济活动单元使本来无序的物流稍加有序。（二）产品对象专业化设置（productlayout）主要课题是：如何使每一单元的操作时间大致相等——生产线平等问题。（三）混合布置（hybridlayout）（四）固定布置（fixedlayout）四、设施布置类型选择中的其他影响因素（一）所需投资（二）物料搬运好的设施布置可使搬运成本大为减少。（三）柔性对生产变化的适应性和容易改变设施布置适应变化了的情况。（四）其它劳动生产率；相邻设施不宜差别过大；设备维修空间；工作环境；人的情绪（交流等）。第二节工艺对象专业化和产品对象专业化的布置方法一、工艺对象专业化布置方法1.汇集有关信息和数据包括各经济活动单元所需的空间面积；可利用空间大小（或现有布置图）；各单元之间的相互关系；其它约束条件。图7-1某机械厂设施布置改造（a）各单元所需空间面积(b)现有块状区划图单元面积（平方米）1，磨床10002，数控机床9503，装卸处7504，车、铣床12005，工具组8006，检验组700总计54002436519060约束条件为：（1）单元3必须保持原位置，因靠近铁轨（厂内小火车）；（2）单元4位置保持不变，因移动预算过于庞大。(c)物料从至表(d)关系重要程度分类表至123456从1202080210753159047056符号接近程度分数AEIOUX绝对必要很必要重要一般不重要不能接近654320（e）改变后的块状区域图5432162，作出块状区划图先作出初步的块状区划图。反复试行，从相关性最重要的单元开始，遇到约束条件，再进行调整直至满意。进行不同方案比较时，当物料搬运量，通讯联络等因素相对重要时，可用负荷距离来比较方案的优劣：（7-1）例中，原方案=785，修正后的方案，=400，有了很大改进。3，作出最终详细方案ijdllnjniijd11dldl（二）其它方法模拟实验法（小型布置）数学规划法（线性规划、目标规划法，）求出使总负荷量最小的布置方案，然后再结合考虑其它定性因素，（物流量等负荷移动量较大时）。计算机辅助布置方法，不刻意求优解，而只求满意解或可行解（大型的设施布置）（1）ALDEP(AutomatedLayoutDesignProgram)使用重要程度分类表来进行布置方案设计。第一步，随机选取一个活动单元，然选取一其有最强相对关系（A或E）的单元为第二个；同样选与第二个有最强相对关系的单元为第三个，依此类推，直到找不到有较强关系的单元，再随机选取下一个。并给每个方案打一个综合评价分数（如把相对关系的字母变成数字打分，计算总负荷数等），供决策者考虑。（2）CRAFT(ComputerizedRelativeAllocationOfFacilitiesTechnique)是一种启发式方法。以物料总运输费用最低为原则逐次对初始布置方案进行以寻找满意方案。基本方法是使用从—至表，通过将两单元的位置相互对换求得可行解。CRAFT方法求得的最终解与初始布置方案有关，通常需要从若干个不同的初始布置方案求得几个最终解。再从中比较取舍。二、产品对象专业化的布置方法主要希望每一工作地的工作任务都大致相等，减少或消除忙闲不均的现象——生产线平衡问题。另一目的是，通过合理设计使工作地的数目尽量少，以减少人员，提高效率。装配线平衡的步骤：（1）用流程图表示作业先后关系。图中园圈表示单个作业，箭头表示作业操作顺序。（2）计算生产节拍C：C=每一天的生产时间/每天计划产量。（3）计算满足节拍要求的最少工作地理论值：=完成作业所需的时间总量（T）/节拍（C）（4）选用将作业分配到各工作地的第一规则，若该规则遇到问题则采用第二规则（所选出作业不唯一）。（5）向第一个工作地分配作业，一次一项，逐项增加，直至该工作地工序时间（所分配到的作业时间之和）等于节拍，或再增加一个作业就大于节拍为止。重复该过程向工作地2分配作业，直至所有作业分配完毕为止。得实际工作地数。（6）计算装配线效率：效率=完成作业所需时间总量（有效运作时间）T/（╳C）（╳C：企业拥有的生产能力）（7）如结果不满意，则用其他准则重新进行平衡计算。tNaNaNaN举例例：J型玩具马车要在一个传送带上组装，每天需生产500辆。日生产时间为420分钟，表7-1中列出组装步骤及其时间，试进行该流水线的平衡。表7-1J型玩具马车的装配步骤及其时间作业时间（秒）描述紧前作业A45安装后轴支架，拧紧四个螺母-B11插入后轴AC9拧紧后轴支架螺栓BD50安装前轴，用手拧紧四个螺母-E15拧紧前轴螺栓DF12安装1#后车轮，拧紧轮轴盖CG12安装2#后车轮，拧紧轮轴盖CH12安装1#前车轮，拧紧轮轴盖EI12安装2#前车轮，拧紧轮轴盖EJ8安装前轴上的车把手，拧紧螺栓和螺钉F、G、H、IK9上紧全部螺栓和螺钉J求解过程1）画流程图4511912501512121289ABCFGDEHIJK图7-2J型玩具马车装配流程图2)计算节拍C=（420X60）/500=50.4（秒/辆）3)计算最少工作地理论值=[T/C]=[195/50.4]=[3.87]=4（195：作业时间和）4)选择作业分配规则：后续作业数量多优先安排规则；作业时间长优先安排规则。5)计算效率效率=T/（╳C）=195/（5╳50.4）=77%6)方案评价闲置时间达23%。用规则2作为第一规则，而规则1作为第二规则，则可得到更好的平衡方案：工作地1：D（50）；工作地2（45）：A；工作地3：E，H，I，B（50）；工作地4：C，F，G，J，K（50）。效率=195/（4╳50.4）=96.7%tNaN表7-3作业的后续作业数量作业后续作业数量A6B、D5C、E4F、G、H、I2J1K0表7-3根据规则1和2来平衡装配线工作地作业作业时间（秒）剩余时间（秒）可安排的紧后作业紧后作业最多的作业时间最长的作业1A455.4（空闲）无2D500.4（空闲）无3B1139.4C、EC、EEE1524.4C、H、ICC915.4F、G、H、IF、G、H、IF、G、H、IF*123.4（空闲）无4G1238.4H、IH、IH、IH*1226.4II1214.4JJ86.4（空闲）无5K941.4（空闲）无*表示任选一作业三、混合布置方法1.一人多机2.成组技术（GroupTechnology,GT）第三节车间设备布置的定量分析一、从——至表法（一）绘制零件的综合工艺路线图零件号机床123车床①④①铣床②②钻床②①③镗床③③（二）编制零件初始从至表至从车铣钻镗合计车112铣112钻112镗11合计122277正向移动i=n-1=3i=2i=1i=n-1=3i=2i=1反向移动正向移动3x1+2x2+0x3=7总移动=7+4=11反向移动1x1+0x2+1x3=4（三）分析和改进初始零件从至表将流量大的两机床调至相邻位置，求得使得总移动较小的较优的工作地布置方案。二、线性规划法用线性规划法求出几种不同零件在m台不同设备（或工作地）上加工而设计成单行布置的近似最优的方案。式中——从设备i至设备j的零件移动次数；——i、j设备间的距离。使零件移动的总距离最小。仿照线性规划中的货担郎问题用匈牙利法或分支定界法求解。0min1111ijmimjijijxxai=1,…,m;j=1,…,m且为整变量ijaijx第四节服务业的设施布置一、仓库布置设有一家电用品仓库，共有14个货区，分别储存7种家电。仓库只有一个出入口，其物品每周存取次数如表7-4所示，应怎样布置该仓库？表7-4家电用品仓库的存储信息存储物品搬运次数（每周）所需货区（个）1，电烤箱28012802，空调1602803，微波炉36013604，音响37531255，电视80042006，收音机15011507，其他100280关键是寻找一种布置方案，使得搬运量最小。进一步分两种情况：（1）各种物品所需货区面积相同；（2）各种物品所需货区面积不同：计算搬运次数/所需货区数，比值大者靠近入口。上例属第二种情况，所得布置方案如图7-3所示。72465537244551货区出入口图7-3家电用品仓库的平面示意图二、办公室布置（一）办公室与生产制造系统相比的根本不同如表7-5表7-5生产制造系统和办公室布置的区别生产制造系统办公室物料搬运是设施布置的主要考虑因素。信息传递和交流方便，来访者办事方便、快捷是主要考虑因素。产品速度取决于设备的速度。工作效率取决于人的工作速度，办公室布置会对人的工作速度产生极大的影响。产品的加工特性很大程度上决定设施布置的基本类型，并在此基础上进行设施布置。同类工作任务可选用多种办公室布置方案：房间的分割、每人工作间的分割、家具的选择和布置形式等。组织结构、各部门的配置方式、部门之间的相互联系和相对位置的要求对办公室布置有更重要的影响。（二）相同之处按工作流程和能力平衡的要求划分工作中心和个人工作站，使之保持一定的柔性，以便未来的调整和发展等。（三）办公室布置主要考虑因素（1）信息传递与交流的迅速、方便（包括书面文件、电子信息、人与人之间的信息）（2）人员的劳动生产率。（四）基本模式（1）传统的封闭式；（2）开放式办公室；（3）带有半截屏风的组合办公模块；（4）“远程”办公（基于信息网络）。图7-4办公室关系字母接近程度Ａ绝对需要Ｅ特别重要Ｉ重要Ｏ一般Ｕ不重要Ｘ不能接近１２３４５６７８９1，总裁3，工程师区4，秘书5，办公室入口1，总裁6，中心文件柜7，设备间8，影印设备9，储存室OUAAIIOIIIIUAIOOAEUOXEEUUAOOUIOXUAEE三、零售服务业的布置