6、运营管理设施布置

DAVISAQUILANOCHASE主讲：张维存FOURTHEDITIONFacilityDecisions:Layouts设施决策：设施布置©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2003FundamentalsofOperationsManagement4eSchoolofManagement,HebeiUniv.ofTech.6–2学习目的•介绍了制造型与服务型企业的不同的设施布置方式；•阐述了工艺原则布置（过程原则布置）设计方法；•介绍了客户需求率（节拍）的概念及其与产品原则（对象原则布置）的产出能力之间的关系；•阐述了装配线平衡的步骤及相关因素；•讨论了在当今日趋缩短的产品生命周期与顾客日趋增加的定制化产品需求下设施布置的新趋势。FundamentalsofOperationsManagement4eSchoolofManagement,HebeiUniv.ofTech.6–3管理主题•对企业管理层来说，如何选择最合适的布置方式需要综合考虑很多因素，这对制造型企业与服务型企业都是一样的。产品原则布置（对象原则布置）像装配线，生产运营效率很高却缺乏一定的柔性；相反，工艺原则布置（过程原则布置）具有很强的柔性，适合于多种产品（对象）需求，但会出现大量的在制品库存（顾客等待），而且效率较低。因此，企业选择何种布置方式一定不能草率，因为不论是从产品成本或是市场竞争能力的角度来看，企业内部的设施布置是否合理，都将极大地影响公司的长期成功，即影响企业的运营效率、运营成本及长期运营战略的实现。此外，设施布置不仅需要大量的固定成本投入，还需要耗用大量的时间。•设施布置的目标是确保企业内部的畅通工作流或确保顾客与工作人员的流入与流出的便捷。FundamentalsofOperationsManagement4eSchoolofManagement,HebeiUniv.ofTech.6–41、制造型企业的基本布置方式工艺原则布置是一种将相同类型或功能相同的设备集中放在一起工作的方式。工艺原则布置方式适用于产品品种多、批量小的离散性制造企业。产品原则布置是一种根据完成产品的加工过程来布置设备或工作流程的方式。产品原则布置方式适用于重复型生产的企业。单元式布置是将不同的机器组成加工中心来对形状和工艺要求相似的零件进行加工。单元式布置通常采用U型布置，以方便操作工人从一个加工中心移动到另一个加工中心。定位布置：由于加工对象的体积或重量庞大，移动比较困难，产品须固定在一个位置，需要工作人员、设备等生产资源等移动到加工对象之前而不是加工对象本身移动。FundamentalsofOperationsManagement4eSchoolofManagement,HebeiUniv.ofTech.6–5制造型企业、服务后台与服务前台布置决策的不同依据的比较制造型企业与服务后台服务前台直线型（或进行适当变形）工作流程一目了然的服务流程工作流迂回往返最少合适的提供等待使用的设备生产时间可预先估计便于与顾客进行沟通在制品少易于顾客监督开放厂区便于每个人目视到厂区里工作动态拥有充足的服务窗口和明确的进出口瓶颈作业可被控制服务部门与流程合理安排，以易于顾客看到想让他们看到的东西工作站之间距离较近等待区和服务区之间的面积平衡物料搬运最少走动距离最少没有不必要的物料重新处理物品摆放有序易于根据条件的变化进行调整每平方英尺的设施有很强的盈利能力FundamentalsofOperationsManagement4eSchoolofManagement,HebeiUniv.ofTech.6–6车间布置实例•假如一个玩具厂有6个车间，我们可以对其设施进行规划，以使车间之间的物流费最少。首先，我们先进行一个简单化的假设，假设所有的车间都有同样大小的空间，假如为40X40英尺，这座建筑物有80英尺宽，120英尺长。我们想要知道的第一件事是部门之间的物流量以及物料是怎样进行运输的。如果公司还有另外一家生产相似产品的工厂，那么有关物流特征的信息可以从档案中得到。另一方面，如果这是一条新的产品线，上述信息就不得不从日常的物流单据中得出或者根据技术人员如工艺师或者工业工程师的估计得到。当然，这些数据不论来源如何都必须加以修正，以反映出布置方案在项目寿命期内的物流特征。•我们假设一下信息是可以得到的。我们会发现所有的物料都被装进一个标准尺寸的木箱利用叉车进行运输，叉车每次运输一项物料。现在，我们假设在相邻的车间之间每箱的运输成本为1美元，每隔一个车间就增加1美元。FundamentalsofOperationsManagement4eSchoolofManagement,HebeiUniv.ofTech.6–7车间布置实例第一年运作所需的运输量已在图6-1中列出。图6-1车间之间的流量表FundamentalsofOperationsManagement4eSchoolofManagement,HebeiUniv.ofTech.6–8车间布置实例Exhibit8.3可提供的工厂建筑空间在图6-2中列出。图6-2建筑面积和车间FundamentalsofOperationsManagement4eSchoolofManagement,HebeiUniv.ofTech.6–9车间布置实例•有了这些信息之后，第一步就是用一个模型表示出车间之间的物流，如图6-3所示。这就提供了基本的布置方案，下面我们就要对其进行改进。图6-3用年运输量表示的车间流程图FundamentalsofOperationsManagement4eSchoolofManagement,HebeiUniv.ofTech.6–10车间布置实例•第二步将每两各部门间的运输量与基本运费相乘来得出这种布置方式的物流成本。图6-4提供了以下信息：车间1和车间2之间的年物流成本是175，车间1和车间5之间的成本是460美元，依次类推。（距离是从图6-2或图6-3中，而不是6-1得到的）图6-4成本矩阵—第一个方案FundamentalsofOperationsManagement4eSchoolofManagement,HebeiUniv.ofTech.6–11车间布置实例•第三步就是要研究如何改变车间的布置以降低成本。在流程图和成本矩阵的基础上，将车间1和车间5布置得更近一些似乎能减少他们之间的高额的运输成本。然而这将会改变其他几个车间的布置，并因此而影响他们之间的运输成本和第二种方案的总成本。图6-5列出的是车间5和它的一个临近车间重新布置后的情况。图6-5调整后的车间流程图FundamentalsofOperationsManagement4eSchoolofManagement,HebeiUniv.ofTech.6–12车间布置实例•图6-6中列出的是重新布置后的成本矩阵，显示出了成本的变化。注意总成本比初始方案的总成本低了345美元，尽管在本例中，采用了试算法得出了更低的总成本，但即使对于一个很小的问题，通常也很难通过简单的观察就得出正确的“重新布置”。调整后的布置方案如图6-7所示。图6-6成本矩阵—第二个方案FundamentalsofOperationsManagement4eSchoolofManagement,HebeiUniv.ofTech.6–13车间布置实例•到目前为止，在许多可能的调整方案中，我们仅仅交换了两个车间的位置。实际上，对一个有6个车间需要布置的工厂来说，有6！（720）种可能的布置。因此，使用这种方法必须经过大量的试算才能得到一个最有的布置方案。问题到这儿并没有结束，还有其他因素必须考虑。图6-7调整后的布置方案FundamentalsofOperationsManagement4eSchoolofManagement,HebeiUniv.ofTech.6–14车间布置实例•假如我们根据物料运输成本确实试算得到了一个好的布置方案，在本玩具厂的案例中，缝纫车间和喷漆车间相邻，喷漆车间的产品喷漆未干之前，缝纫车间的绒布、线头和碎布颗粒可能飘到漆品上，从而影响玩具质量。总之，像这些物料运输成本之外的因素也需要在设施布置时加以考虑。FundamentalsofOperationsManagement4eSchoolofManagement,HebeiUniv.ofTech.6–15产品原则布置•AssemblyLines装配线–Aprogressivepacedassemblylinkedbysomesortofmaterialhandlingdevice.–由一些物料运输设备连接起来的连续生产线。•AssemblyLineTypeDifferences不同装配线的差别–Materialhandlingdevices物料搬运设备（皮带、传送器、天车）–Lineconfiguration装配线平面布置类型（U型、直线型、分支型）–Pacing(machineorhuman)节拍控制形式（机动、人动）–Productmix装配品种（单一或多种产品）–Workstationcharacteristic工作站特性（工人可以坐、站、跟着装配线走或随装配线一起移动等）–Lengthofline装配线的长度（几个或许多工作站）FundamentalsofOperationsManagement4eSchoolofManagement,HebeiUniv.ofTech.6–16产品原则布置：关键术语•ProductIntervalTime生产间隔时间（节拍）–Thetimebetweenproductsbeingcompleted(processedthrough)atasinglestation(processstep).Alsocycletimeortakttime.–在一个工作站上完成相邻两个产品的实际时间，通常称节拍。•ProductDuration(Throughput)Time.总成时间（产出周期）–Theoveralltimerequiredtoentirelycompleteanindividualproduct.–完成一个产品的总时间。•AssemblyLineBalancing装配线平衡–Assignmentoftaskstoworkstationswithinagivencycletimeandwithminimumidleworkertime.–将所有作业分派到各个工作站，以使每个工作站在节拍内都处于工作状态，完成最多的工作量，从而使各工作站的未工作时间（闲置时间）最少。FundamentalsofOperationsManagement4eSchoolofManagement,HebeiUniv.ofTech.6–17装配线平衡步骤1.Specifythesequentialrelationshipsamongtasksusingaprecedencediagram.使用一个流程图表示作业先后次序关系（流程图由圆圈和箭头组成。圆圈代表各个作业，箭头表示作业先后次序）。2.Determinetherequiredtakt(T)time.确定生产所要求的节拍（T）（计算公式：T=每天的生产时间/每天的计划产出量）。3.Determinethetheoreticalminimumnumberofworkstations(Nt)requiredtosatisfythetakttimeconstraint.用下面的公式确定满足要求节拍的工作站的理论最小数量（Nt）（Nt=完成作业所需的总时间/节拍）。4.Selectaprimaryrulebywhichtasksaretobeassignedtoworkstationsandasecondaryruletobreakties.选用将所有作业分配到各工作站的第一规则，若该规则遇到问题，则采用第二规则。FundamentalsofOperationsManagement4eSchoolofManagement,Heb