第6章 生产和服务设施布置

第6章生产和服务设施布置善阵者不战！23第6章生产和服务设施布置6.1设备/设施布置决策6.2布置决策的定量分析6.3装配线平衡6.4非制造业的设施布置4第一节设备/设施布置决策一、设备/设施布置决策概述二、设施布置要考虑的4个问题三、生产单位的专业化原则和形式四、影响生产和服务设施布置决策的因素五、几种典型的布置形式5一、设施布置(FacilityLayout)概述设施布置是指在一个给定的设施范围内，对多个经济活动单元进行位置安排。设施布置决策需要决定部门的位置、部门的工作组、工作站、机器的位置及在制品储存点。所谓经济活动单元，是指需要占据空间的任何实体，也包括人。例如：机器、工作台、通道、桌子、储藏室、工具架等等。所谓给定的设施范围，可以是一个工厂，一个车间，一座百货大楼，一个写字楼，或一个餐馆等。设施布置在设施位置选定之后进行，它要确定组成企业的各个部分的平面或立体位置，并相应地确定物料流程、运输方式和运输路线等。6设施布置的目的使物料搬运成本最小化空间的有效利用劳动力的有效利用消除瓶颈环节便于员工和员工之间、员工与管理者之间、员工与用户之间信息沟通7应包括哪些经济活动单元每个单元需要多大空间每个单元空间的形状如何每个单元在设施范围内的位置二、设施布置要考虑的4个问题81．应包括哪些经济活动单元？这个问题取决于企业的产品、工艺设计要求、企业规模、企业的生产专业化水平与协作化水平等多种因素。2．每个单元需要多大空间？空间太小，可能会影响到生产率，影响到工作人员的活动，有时甚至会容易引起人身事故；空间太大，是一种浪费，同样会影响生产率，并且使工作人员之间相互隔离，产生不必要的疏远感。设施布置要考虑以下4个问题：93．每个单元空间的形状如何？每个单元的空间大小、形状如何以及应包含哪些单元，这几个问题实际上相互关联。例如，一个加工单元，应包含几台机器，这几台机器应如何排列，因而占用多大空间，需要综合考虑。104．每个单元在设施范围内的位置？这个问题应包括两个含义：单元的绝对位置与相对位置。有时，几个单元的绝对位置变了，但相对位置没变。相对位置的重要意义在于它关系到物料搬运路线是否合理，是否节省运费与时间，以及通讯联络是否便利。此外，如内部相对位置影响不大时，还应考虑与外部的联系，例如，将有出入口的单元设置于靠近路旁。11生产单位专业化形式，影响企业内部的生产分工和协作关系，决定着物料流向、物流路线和运输量，它是企业与车间平面布置中必须考虑的重要问题。三、生产单位的专业化原则和形式12四、影响生产和服务设施布置决策的因素厂房的布置满足生产过程的要求，以避免互相交叉和迂回运输，缩短生产周期，节省生产费用生产联系和协作联系密切的单位应相互靠近布置充分利用现有运输条件(TransportationConditions)按照生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区在考虑防火和卫生条件下，总平面布置应力求占地面积最小工厂布置应考虑有扩建的余地(ExpansionandRebuilding)13五、几种典型的布置形式物料流程形式所有的设备、设施都在同一个车间里时，按水平方式考虑生产运作是在同一个楼层周转时，按垂直方式考虑14几种典型的布置形式（续）布置类型固定式布置（FixedPositionLayout）加工对象位置固定，生产工人和设备都随加工产品所在的某一位置而转移。用于产品不能移动的项目1516按产品布置（ProductLayout）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6－1所示。加工设备加工设备按产品（对象）布置的示意图几种典型的布置形式（续）17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6－2所示。LLLDDDDGG接收和转运LDG车床组镗床组磨床组磨床钻床车床图6－2：按工艺过程布置示意图几种典型的布置形式（续）18按成组制造单元布置（LayoutsBasedonGroupTechnology）成组技术：按照产品或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。所谓“某种特征的相似性”，是指形状的相似性，加工工艺或加工路线的相似性。好处：减少作业更换时间，减少中间在制品库存，使物流量减少，缩短生产周期，易于实现自动化。19按成组制造单元布置（LayoutsBasedonGroupTechnology）LDDGGLPGLL原材料成品库单元1单元2单元3GDL车床钻床磨床如6－3：成组生产单元布置示意图几种典型的布置形式（续）20一人多机基本原理：如果生产量不足以使一个人看管一台机器就足够忙的话，可以设置一人可看管的小生产线，即可使操作人员保持满工作量，又可在这种小生产线内使物流流向有一定秩序。小生产线即指一人同时看管的几台机器。21GroupTechnologyMachine1Machine2Machine3Machine4Machine5MaterialsinFinishedgoodsoutOneWorker,MultipleMachines22几种典型的布置形式（续）按C形制造单元布置机器2机器1机器3机器4机器5机器6入口出口如6－4：C形制造单元布置示意图23几种典型的布置形式（续）U形制造单元及生产线布置（U-lineCell）76543217654321入口出口入口出口工人的行走路线图6－5：U形制造单元及生产线布置24第二节布置决策的定量分析一、作业相关图二、从——至（from-to)表法25一、作业相关图例子假设有一个家电用品仓库，共有M个货区，分别存储7种家电。仓库有一个出入口，进出仓库的货物都要经过该口（如图4－12所示）。假设该仓库每种物品每周的存取次数如表4－1所示，应该如何布置不同物品的货区，使总搬运量最小？26存储物品搬运次数（每周）所需货区1.电烤箱28012.空调16023.微波炉36014.音响37535.电视80046.收音机15017.其他1002货区通道表6－1：家电用品仓库的存储信息图6－6：仓库平面示意图解：①若各种物品所需货区面积相同，则只需要把搬运次数最多的物品货区布置在靠近出入口之处。②若各种物品所需货区面积不同，就需要计算物品搬运次数与货区数量之比，取该比值最大者靠近出入口。该例中，比值大小顺序为：3、1、5、6、4、2、7276.2.1作业相关图（续）72465537244551通道货区图6－7：布置好的仓库平面示意图28作业相关图法由穆德提出，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。首先将密切程度划分为A、E、I、O、U、X六个等级，然后列出导致不同程度关系的原因。使用这两种资料，将待布置的部门一一确定出相互关系，根据相互关系重要程度，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。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4－2：关系密切程度分类表表4－3：关系密切原因3031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，如图6－4所示，请根据图6－4作出合理布置。表6－4：作业相关图示例部门1部门2部门3部们4部门5部门6AEUXOAIAXAAAXOU这里的符号表示两者的关系绝对重要32解：第一步，列出关系密切程度分类表（只考虑A和X）AX1-21-41-33-62-63-43-54-65-633第二步，根据列表编制主联系簇，如图4－17所示。原则是，从关系“A”出现最多的部门开始，如本例的部门6出现3次，首先确定部门6，然后将与部门6的关系密切程度为A的一一联系在一起。2456546231图6－8：联系簇图6－9：联系簇34第三步，考虑其他“A”关系部门，如能加在主联系簇上就尽量加上去，否则画出了分离的子联系簇。本例中，所有的部门都能加到主联系簇上去，如图6－8所示。第四步，画出“X”关系联系图。如图6－9所示。第五步，根据联系簇图和可供使用的区域，用实验法安置所有部门（如图6－10所示）353416126354图6－10：X关系联系簇图6－11：最后结果36二、从-至（from–to)表法从-至表法是一种常用的生产和服务设施布置方法。利用从-至标列出不同部门、机器或设备之间的相对位置，以对角线元素为基准计算个工作点之间的相对距离，从而找出整个单位或生产单元物料总运量最小的布置方案。适合于多品种，小批量生产情况。37二、从……至……表法（续）从……至……表是一种常用的生产和服务设施布置方法。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。38例6．2一金属加工车间有6台设备，已知其生产的零件品种及加工路线，并据此给出如表6-3所示的零件在设备之间的每月移动次数，表6-4给出了单位距离运输成本。请用这些数据确定该车间的最佳布置方案。表6—3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400114951668钻床16421624168车床1267110031550插床429583114390表6-4单位距离运输成本矩阵单位：元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表6—5单位距离每月运输成本单位：元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60.017.114.32.410.88钻床2.963.39.36.210.9车床18.912.116.063.07.5插床6.314.313.317.158.5表6-6单位距离每月总运输成本单位：元锯床磨床冲床钻床车床插床锯床71.5③122.7①12.725.235.1磨床25.491.7②21.315.8冲床23.618.424.8钻床69.2④28.0车床66.0⑤插床43锯床冲床插床磨床钻床车床44三、新设备的布置问题f(x,y)=∑wi(|x-ai|+|y-bi|)方法：将x的坐标按递增的顺序排列，同时求出累计加权值。从累计加权值中从小到大找出第一个大于或等于总加权值的一半的加权值。该加权值对应的x坐标即为x的解y的求法相同45四、线性规划的方法一般的建立线性规划的模型，可以用相关软件求解。LING0五、计算机辅助设计利用计算机辅助布置的软件进行设计。46第三节装配线平衡装配线是一种特殊的产品原则布置形式，装配线指的是由一些物料搬运设备连接起来的连续生产线。47（1）节拍：所谓装配线节拍，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。ABCD节拍3分钟5分钟1分钟2分钟（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。48装配线节拍的计算0*eFFrNN计划期有效工作时间计划期内计划产量49例6.4某流水线计划日产量为150件，采用两班制生产，每班规定有21分钟停歇时间，计划不合格品率为2%，计算该流水线的节拍r===6分/件计划期有效工作时间计划期内计划产量8*2*60-21*2150*(1+0.02)计划期内的总产量，包括不合格产品50装配线平衡的概念所