第9章-设施布置《生产与运作管理》

1第九章设施布置第四节非制造业的设施布置第一节设施布置的概念第二节设施布置的基本类型第三节设施布置方法2本章参考书目•1、齐二石，《生产与运作管理教程》清华大学出版社•2、刘丽文，《生产与运作管理》清华大学出版社•3、杰伊.海泽（jayHeizer）；巴里.伦德尔（BarryRender）著；陈荣秋译；《运作管理第八版》中国人民大学出版社3教室布置讲台讲台讲台讲台教室布置4布置目标:普通超市有不少于3万种不同的商品，如何布置以实现最低的成本和最大的销量？货架布置5从上至下，存在一个精确的价值梯度，并且对应着不同的“位置费”货架中部的销售力是底部位置的5倍还多，位置费最高。水平方向，如何设计摆放宽度以便既能吸引顾客又能节省展区货架维度布置:6•第一节设施布置的概念•1、设施布置的概念•2、设施布置的四个问题•3、设施布置的目标•4、影响经济活动单元构成的因素•5、设施布置类型选择的影响因素7•设施布置——是指在一个给定的设施范围之内，对多个经济活动单元进行位置安排。•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、等等•给定的设施范围——可以是一个工厂、一个车间、一座百货大楼或一个餐馆等。1、设施布置的概念82、设施布置的四个问题1、应包括哪些经济活动单元？2、每个单元需要多大空间？3、每个单元空间的形状如何？4、每个单元在设施范围内的位置(相对/绝对)？ACBDECBDEAAB93、设施布置的目标•1、提高空间、设备和人员的利用率•2、提高信息、材料和人员的流动•3、提高员工的士气、提高更安全的工作条件•4、改善与顾客/客户之间的互动104、影响经济活动单元构成的因素有哪些？产品品种及其结构、工艺特点企业规模企业的专业化和协作化水平115、设施布置类型选择的影响因素•在设施布置中，到底选用哪一种布置类型,除了生产组织方式战略以及产品加工特性以外，还应该考虑其它一些因素。也就是说，一个好的设施布置方案，应该能够使设备、人员的效益和效率尽可能好。为此，还应该考虑以下一些因素：•1、所需投资•2、物料搬运•3、柔性•4、其它12第二节设施布置的基本类型四种基本类型：1、工艺对象专业化布置(processlayout)2、产品对象专业化布置(productlayout)3、混合布置(hybridlayout)4、固定布置(fixedlayout)13•将功能相同的设备集中放在一起，组成不同的生产单位，比如制造业中的机械加工车间、锻压车间、车工车间等。被加工的零件，根据预先设定好的流程顺序从一个地方转移到另一个地方，每项操作都由适宜的机器来完成。•即按不同的工艺特征建立生产单位的原则。•适用于：小批量、顾客化程度高的生产与服务。•优点：–对产品品种变化的适应能力强；–设备是按照功能集中放置的，这样便于设备的管理和维护。•缺点：–生产过程中的物流复杂无序，运输线路长，工件等待时间长，生产成本高，在制品库存量大；–对工人的技术要求和工人培训费用相对较高。1、工艺对象专业化布置14被加工的零件，根据预先设定的工艺流程，从一个生产单位转移到另一个生产单位，每项操作由该生产单位中的某台机器来完成。15•产品导向布局，也称装配线布局，是指一种根据产品制造的步骤来安排设备或工作过程的布局方式。鞋、化工设备和汽车清洗剂的生产都是按产品导向原则设计的。•产品导向布局的两种类型是生产线和装配线。•即按产品（零件、部件）建立生产单位的原则。•适用于：大批量、少品种。2、产品对象专业化布置16特征：以产品为中心布置设施、实施生产的方式。粗纺浆纱整经络筒清花梳棉原棉并条织布整理布匹细纺（例：纺织企业加工流程）工序2工序C工序B工序A工序3工序1材料1产品1材料2产品2（工艺专业化设施布置与加工流程示意图）2、产品对象专业化布置17产品对象专业化布置的优点•连续相邻的两个工序，可以减少运输次数，缩短运输路线•有效地连续流水作业，降低了中间在制品数量，生产周期短。•每个工人只负责有限的工作台位，操作简单，易于管理。产品对象专业化布置的缺点•这种布置是针对产品的，产品设计一旦变化，生产线要相应改变，对品种变化适应性差；•存在生产线平衡问题；18•混合布置是指将两种布局方式结合起来的方式，是一种常用的设施布置方法。比如，一些工厂总体上是按产品导向布局（包括加工、部装和总装三阶段），在加工阶段采用工艺导向布局，在部装和总装阶段采用产品导向布局。•这种布置方法的主要目的是：在产品产量不足以大到使用生产线的情况下，也尽量根据产品的一定批量、工艺相似性来使产品生产有一定顺序，物流流向有一定秩序，以达到减少中间在制品库存、缩短生产周期的目的。•混合布置的方法又包括：一人多机、成组技术等具体应用方法。3、混合布置19机器2机器1机器3机器4机器5机器6入口出口一人多机（oneworker，multiplemachine，简称OWMM）是一种常用的混合布置方式。这种方法的基本原理是：如果生产量不足以使1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，既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。这个所谓的小生产线，即指由1个人同时看管的几台机器。一人多机兔追模型单元rabbit-chasecell20•成组技术规划是将不同的机器分成许多单元来生产具有相同形状和工艺要求的产品。其总目标是从工艺专业化类型的生产中获得产品规划的优点，其优点包括：成组技术（单元式）规划1.更好的人际关系。工人可组成小团体来完成整个作业。2.提高操作技能。在一个有限的生产周期内，工人只生产有限数量的部件，重复程度高，有利于工人快速学习和熟练掌握生产技能。3.减少在制品库存和物料运输。一个工作单元完成几个生产步骤，可以减少部件在整个车间的运输。4.缩短生产调整时间。加工产品的减少意味着工具种类的减少，可以加快工具更换的速度。21•固定位置布局是指产品由于体积或重量庞大停留在一个地方，从而需要生产设备移到要加工的产品处，而不是将产品移到设备处的布局方式。•造船厂、建筑工地和电影外景制片场往往采用这种布局方式。•通常只限于体积和重量比较大、不易移动的产品，且通常是单件或者是极小批量生产。4、固定布置22制造对象制造场所完成品物料人工具、设备固定布置23工艺选择与管理目标第95－97页工艺柔性大，品种适应性强，但生产均衡性较差；工艺对象专业化工艺形式适用对象与管理目标优与劣多品种、小批量产品的生产，设计上应避免加工路线颠倒、重复、迂回，尽量提高均衡性。产品对象专业化规模潜力大，但工艺柔性小，生产规模要求高；混合形式工艺柔性较大，规模潜力较大，设备利用率较高；少品种、大批量产品的生产，设计上须避免出现工序瓶颈，生产上追求连续性。较多品种、较大批量产品的生产，设计上须避免两种工艺各自的劣处及产出能力的过大差异。24第三节设施布置方法1、物料流向图法2、作业相关图法3、从一至（from-to)表法251.物料流向图法按照原材料、在制品及其它物资在生产过程中总的流动方向来布置工厂的车间、设施和生产服务单位。如图，某机械加工企业按物料流向图法布置毛坯加工机械加工分装总装成品仓库262、作业相关图法•作业相关图法是有穆德提出来的，它注重考虑各生产单位生产作业的相互关联，按关系密切程度来安排生产单位的区域相邻布置。•将待布置的部门一一确定出相互关系，按照关系密切程度的部门相邻布置的原则，通过构造“关系树”，或计算关系密切程度积分，来合理安排布置方案。•工厂各组成部分之间的密切程度；一般可分为六个等级，见下表所示。27（二）相对关系布置法级别代号关系密切程度评分1A绝对必要AbsolutelyNecessary62E特别重要EspeciallyImportant53I重要Important44O一般Ordinary35U不重要Unimportant26X不可接受1即着重从各部门之间相互关系的密切程度来布置各部门位置的一种方法。28部门1（1000平方米）2（2000平方米）3（2000平方米）4（1000平方米）5（1000平方米）UOAUEOOIUU例：某企业欲将5个部门进行合理布置，已知部门之间的作业相关图，请据此作出合理布置。29（1）在选择布置方案时，首先要编制“某系统的各部门接近程度表”部门与其他部门的关系关系分数12345UEIUUOOUEOAOIOAUUUOU2+5+4+2=132+3+3+2=105+3+6+3=174+3+6+2=152+2+3+2=930（2）选取关系分数最高的部门（部门3）开始布置，再选出与他关系最密切的部门（部门4），可布置如下图。本例中布置用的样片为1000平方米，部门3为2000平方米，所以需用两块样片。34331（3）找出与已选部门（如部门3和4）关系最密切的部门，按A、E、I、O、U的顺序来选。如果有两个或两个以上同样关系程度的部门则比较它们的关系分数，优先布置关系分数最高的部门。按照上述原则，本例可按部门3，4，1，2，5的次序进行布置。布置部门1可以有三个方案。32（a）部门4—14分（b）部门4—14分（c）部门4—10分部门3—15分部门3—10分部门3—15分合计9分合计4分合计5分接着对方案进行记分，两部门靠在一起按相关图上的数码算分，不靠在一起算零分。上述部门1的三种布置方案中，以方案（a）得分最多，其他次之。实际上部门1还有其他一些布置方案，但都不如方案（a）好。43313341133433用同样的方法再布置部门2和部门5，最后可得出如下图的结果：2523314343、从一至（from-to)表法•从--至表是记录车间内各设备间物料运输情况的工具，是一种矩阵式图表，因其表达清晰且阅读方便，因而得到了广泛的应用。•一般来说，从--至表根据其所含数据元素的意义不同，分为三类—距离从--至表；表中元素表示从出发设备至到达设备距离的称为—运输成本从--至表：表中元素表示从出发设备至到达设备运输成本的叫做；—运输次数从--至表：表中元素表示从出发设备至到达设备运输次数的叫做。•当达到最优化时，这三种表所代表的优化方案分别可以实现运输距离最小化、运输成本最小化和运输次数最小化。35例：•某企业设有6个部门，图给出了这6个部门之间的初始布置方案。表1为部门之间每周的物料搬运量。表2为单位运输成本，请采用从至表法对当前布置进行改进。•表1部门之间每周物料搬运量123456175010003004006002100001800030600043008005200636表2部门之间单位运输成本（单位：元）123456112123212123321412516解：首先根据成本公式，计算出部门之间每周运输成本。成本=Xij*Cij，其中，Xij表示部门i与部门j之间的每周物料搬运量，Cij表示部门i与部门j之间的单位运输成本。计算结果见表3，在这种布置下，所有部门每周运输成本为11750元371234561750200030080018002100001800030120004300160052006表3部门间每周运输成本（单位：元）从表3可以看出，部门1与部门3、部门6的运输成本很高；另外，部门2与部门5、部门4与部门6的运输成本也偏高。于是，做了调整，将部门1与部门3、部门6相邻布置；并且保证部门2与部门5相邻，部门4与部门6相邻，如图2所示。38123456613452图1部门间初始布置方案图2部门间改进布置方案改进后的布置方案是否将所有部门的运输成本降低呢？这需要将这个方案作为初始方案，进行重新评价。在这里部门之间每周物料搬运量从至表不变，变化的是单位运输城城从至表，见表339表3改进后的部门间单位运输成本（单位：元）12345612121121213332241152640123456115001000600400600210000180003012000430080054006于是，得到了部门之间每周运输成本表4。在新的方案下，所有部门每周的运输成本为9600，比初始方案节约了2150元，显