运营管理第4章生产和服务设施选址与布置

第4章生产和服务设施选址与布置本章内容：•选址决策•设备/设施布置决策•库房布置•选址与布置决策的定量分析•装配线平衡•非制造业的设施布置主要问题与要点生产组织设计基础理论•生产单位构成的影响因素•组织生产的基本原则与形式•定量决策方法•装配线平衡2019/9/6武汉科技大学管理学院3一、选址问题选址的重要性选址对投资的影响选址对成本的影响选址对职工的影响选址一旦确定，影响深远，改变困难选址的难度选址因素相互矛盾不同因素的相对重要性很难确定和度量不同的决策部门利益不同,追求的目标不同判别的标准会随时间变化2019/9/64影响选址的因素和选址的一般步骤影响选址的因素•经济因素•政治因素：•社会因素：•自然因素：•其它2019/9/65影响选址的因素•市场位置因素•政策法规因素•成本因素•基础设施因素•人力资源因素•供应链因素•竞争状况因素•自然因素2019/9/66选址的一般步骤设施选址的基本问题选位即选择什么地区（区域）设置设施。定址地区选定后，具体选择在该地区的什么位置。合理安排企业或某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确定企业内部生产单位组成生产单位内部的专业化形式二、布置问题（一）影响生产单位组成的因素•产品品种、结构及工艺特点•企业的专业化形式与协作水平•企业的生产规模典型制造企业的生产单位•基本生产单位：–指直接从事基本产品生产，实现基本生产过程的生产单位。如：准备车间、加工车间、装配车间•辅助生产单位：–指为基本生产提供辅助产品和劳务，实现辅助生产过程的生产单位。如：辅助车间、动力部门•生产服务单位：–指为基本生产和辅助生产服务的单位。如：运输部门、仓库、试验与计量检验部门•生产技术准备部门：–指为企业生产提供技术保证与服务，并负责新产品试制工作的部门。如：研究所、设计科、工艺科、工具科、试制车间•附属生产单位：生产企业附属产品的生产单位（二）生产单位的专业化原则和形式•工艺专业化原则(processfocused)•对象专业化原则(productfocused)工艺专业化原则铣床钻床磨床车床热处理切齿装配BBBBBAAAAAA•是按照生产工艺性质的不同来划分生产单位。在工艺专业化的生产单位里，集中着同种类型的工艺设备，配备同工种的工人，采用相同的工艺对企业的各种产品（零部件）进行加工。如：铸造厂、锻造车间、车工车间等。–零件A：车----铣----钻----热处理----切齿–零件B：铣----钻----热处理----磨工艺专业化原则(续)•优点：便于充分利用生产设备和生产面积；便于进行专业化管理；能较好地适应多品种生产的要求。•缺点：用于运输的劳动量大；生产周期长，占用资金多；协作关系复杂，协调任务重；生产效率较低，只能使用通用机床。•较适用于多品种小批量生产或单件生产。对象专业化原则车床钻床磨床车床热处理切齿装配AABB铣床热处理钻床是按照产品（部件、零件）的不同划分车间（工段、小组）。在对象专业化的生产单位里，集中有为制造某种产品所需要的各种设备，配备相应的各种工种的工人，工艺过程是封闭的，不用跨其他生产单位就能独立地出产产品。对象专业化原则•优点：运输路线短，节约运输设备和人力；生产周期短，流动资金占用少；管理简化。•缺点：难于充分利用生产设备和面积；难于进行工艺专业化管理；对品种变化的适应性较差，生产系统可靠性较差。•适用于大量大批生产WorkCellversusProcessLayoutProcessLayoutWorkCellSawLatheGrinderHeatTreatLatheLatheLatheSawHeatTreatGrinderGrinderPressPress11234526SawPress（三）影响生产和服务设施布置决策的因素•设施布置的目标–最短的运输路线–最大的灵活性–面积的最有效利用–最良好的工作环境–最合理的发展余地设施布置的原则•满足生产工艺过程的要求–符合生产工艺顺序，使产品有单一流向–使生产联系和协作关系密切的车间和部门尽量布置在一起–合理划分厂区•经济性–减少运输量–尽量紧凑–提高建筑系数•安全与健康设施布置的程序•确定目标•收集资料：–基础资料、生产单位的配置、生产系统图•确定各组成部分所占面积•确定各生产单位之间的相互关系–定性分析方法–定量分析方法•初步确定平面布置方案•方案评价–定性评价法定–量评价法（四）几种典型布置形式直线式：常用，排列比较简单，组织容易，流程顺畅U字式：受场地限制，材料和成品出口必须置于同侧物料流程形式Z字式：空间狭窄，零件产品体积较小蛇形式：厂房宽度较大长度较短，可以缩短纵深流程，经济利用空间环形式：辅助工具、容器、运输工具必须周而复始的送到起点布置类型及原则•类型：1、固定式布置2、对象专业化（产品）布置3、工艺专业化布置4、成组单元布置•原则：1、符合生产过程流向2、便于运输3、创造安全、良好的工作环境4、便于工人操作和工作地（工具、图纸、工位器具）的布置5、充分利用车间面积6、充分考虑机床精度和工作特点固定式布置（FixedPositionLayout）机器工位器具操作者固定工件（飞机装配）固定式布置（FixedPositionLayout）•固定式布置的优点是：–减少了加工对象的移动，节省搬运设备和费用–工作程序易于设计和调整，对多品种生产运作适应性强–管理比较简单•其缺点是：–不适应大批量生产运作；–对操作工人的技术水平和熟练程度要求较高，故在工人培训方面的投入较大；–难以采用科学的管理方法。对象专业化(产品)布置（ProductLayout）加工设备加工设备流水线物料流物料流不好，操作者被分开，没有机会进行交流！一般美国工厂采用配件流水线好，可交流，或增减操作人员，经训练的人几乎可自动平衡不同生产速度不好，操作者被围起来，没机会与第一个操作者一起工作以增加产量物料好，操作者可互相帮助，可与第三个人一起工作以提高产量不好，直线形很难平衡好，U形生产线的一个特点就是操作者容易进入，5个操作者可减为4个工艺专业化布置（ProcessLayout）产品A产品B钻床组车床组磨床组装配组喷漆组检验发送存储区域工艺专业化布置（续）•优点–个别设备出了故障或个别工人缺席对整个生产系统的影响较小–上下工序之间的相互依赖性较小–设备维修费用较低，投资于备用件上的成本也较低•缺点–如果批量加工，在制品库存量会很大–要经常进行工艺路线选择及进度安排–设备利用率低–加工的多样性要求频繁地调整设备，造成工作流的不连续性，形成间歇加工–物料传输慢，效率低，单位运输成本较高成组单元布置LDDGGLDGLL原材料成品库单元1单元2单元3GDL车床钻床磨床(LayoutsBasedonGroupTechnology）•先根据一定的标准将结构和工艺相似的零件组成一个零件组，确定出零件组的典型工艺流程•再根据典型工艺流程的加工内容选择设备和工人，由这些工人和设备组成一个生产单元，•类似于对象专业化布置形式。具有对象专业化的优点。柔性比对象专业化高。•适合于多品种中小批量生产成组单元布置（续）–在工艺原则布置的基础上转换而来–先确定出具有相似设计特征或制造特征的零件，然后将不同的机器组成加工中心，对这些形状或工艺要求相似的零件进行加工•步骤–将零部件进行分类–识别零件组的物流类型，作为成组布置的基础–将机器和工艺分组，组成加工中心或工作单元•与工艺原则布置的关系–相似之处：其加工中心也是用来完成一组特定的工艺过程–不同之处：还具备了产品原则布置的优点，即，减少了在制品和物料的搬运，提高了工人的操作技能和快速学习能力2019/9/6武汉科技大学管理学院30(1)C型制造单元布置示意图机器2机器1机器3机器4机器5机器6入口出口C型制造单元布置示意图2019/9/6武汉科技大学管理学院31(2)U型制造单元布置示意图U型制造单元及生产线布置示意图76543217654321入口出口入口出口机器工人的行走路线三、定量决策方法评分法作业相关图法从-至表法2019/9/6武汉科技大学管理学院331.评分法步骤：•把所有影响选址因素列出清单，并按各影响因素的重要程度确定权数。•对每个候选地址在每个因素下评级打分。•把各方案所得分数与权数相乘再加总，得到各方案的总分。•此种方法中，得分最高的方案较优。2019/9/6武汉科技大学管理学院34选址因素最高分数候选厂址ABC未来燃料可获性水源供应的充足程度劳动力供应情况生活条件运输的灵活性及前景环境污染法规税收稳定性3001002501502005050200802201201603030250902001201604040220802001001403030合计1100840900800有三个候选厂址：A、B、C，它们经济因素相当，现按7个难以量化的因素进行进一步比较。2019/9/6武汉科技大学管理学院35地理位置因素权重(a)备选地址AB评分(b)加权评分评分(b)加权评分病人公里0.257017.58020设施利用率0.280167014紧急出诊平均往返时间0.270148016高速交通易达到程度0.159013.59013.5土地费用与建造成本0.1909707员工的偏好程度0.1707909总加权评分7779.5考虑在某城市的高速发展区域新开设一医疗诊所，有两个候选地址，其相关因素及权重如下表，求两个选址的加权评分。2019/9/6武汉科技大学管理学院362.作业相关图(穆德)定义：它是根据企业各个部门之间活动关系密切程度布置其相互位置。步骤：•将关系密切程度划分为A、E、I、O、U、X六个等级•列出导致不同程度关系的原因•根据上述两种资料，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。2019/9/6武汉科技大学管理学院37代号密切程度A（Absolutelynecessary)绝对重要E（Especiallyimportant)特别重要I(Important)重要O(Ordinary)一般U(Unimportant)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其它关系密切程度分类表关系密切原因2019/9/6武汉科技大学管理学院38[例]一快餐店欲布置其生产和服务设施。该快餐店共分6个部分，计划布置在2×3的区域内。已知这六个部门之间的作业关系密切程度如下图所示。请根据下图作出合理布置。AAXUOEXOAAUIAAX部门1部门2部门3部门4部门5部门62019/9/6武汉科技大学管理学院39解：1、列出关系密切程度（只考虑A、X）A：1---2，1---3，2---6，3---5，4---6，5---6。X：1---4，3---6，3---4。2、编制主联系簇（如图1）原则：从关系A出现最多的部门开始3、考虑其它与A联系的部门（如图2）6254图1625431图22019/9/6武汉科技大学管理学院404、画出X关系图（如图3）5、安置各部门（如图4）1634126354图3图42019/9/6武汉科技大学管理学院413.从—至表法（From-to）定义：利用从—至表列出机器或设施之间的相对位置，以对角线元素为基准，计算工作地之间的相对距离，从而找出整个生产单元物料运量最小的布置方案。该方法比较适用于多品种、小批量生产的情况或工艺专业化车间内的设施布置。步骤：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间的移动次数和单位运量成本用实验法确定最满意的布置方案设备布置的定量分析从－至（From—to）表设备布置的定量分析2019/9/6武汉科技大学管理学院44[例]一金属加工车间有六台设备，已知其加工的零件品种及加工路线，零件在设备间移动次数和单位移动成本如表所示。请确定最佳布置方案。车间平面图2019/9/6武汉科技大学管理