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1、LOGO工商管理学院经济管理系工商管理学院经济管理系工商管理学院经济管理系工商管理学院经济管理系第六章第六章 生产和服务设施布置生产和服务设施布置Company Logo设备设备/设施布置决策设施布置决策1典型的布置形式典型的布置形式23定量分析定量分析2选址的评价方法选址的评价方法Company Logo6.1 6.1 设备设备/设施布置决策设施布置决策v生产作业单位的相对生产作业单位的相对位置和空间位置和空间v生产作业单位内的生产作业单位内的生产设施生产设施布置布置布置的前提：布置的前提：v生产单位生产单位的组成的组成v生产单位内的生产单位内的专业化形式专业化形式（反应在生产单位的组（反应
2、在生产单位的组成上）成上）Company Logo6.1.1 6.1.1 影响企业生产单位构成的因素影响企业生产单位构成的因素v 产品的结构产品的结构/工艺特点工艺特点 制造业制造业：毛坯、铸造、锻造、加工、装配：毛坯、铸造、锻造、加工、装配 化工化工：生产工艺流程：生产工艺流程v 企业的专业化与协作化水平企业的专业化与协作化水平 专业化专业化：产品品种多少和工艺类型：产品品种多少和工艺类型/方法的单一化程度方法的单一化程度 产品专业化；零件专业化；工艺专业化产品专业化；零件专业化；工艺专业化 协作化协作化：程度越高，车间组成越简单：程度越高，车间组成越简单v 企业的生产规模企业的生产规模 大
3、规模大规模：多个同类车间：多个同类车间 小规模小规模：一个车间包括全部生产过程：一个车间包括全部生产过程Company Logo6.1.2 6.1.2 影响生产和服务设施布置决策的因素影响生产和服务设施布置决策的因素v生产过程生产过程：满足要求，省、流畅、短：满足要求，省、流畅、短v生产联系和协作联系生产联系和协作联系：紧密、平衡：紧密、平衡v运输条件运输条件：充分利用，力求方便：充分利用，力求方便v生产性质、防火和环保生产性质、防火和环保：安全：安全v占地面积占地面积：力求最小：力求最小v扩建扩建：长远打算：长远打算Company Logo6.1.3 6.1.3 典型的布置形式典型的布置形式
4、v固定式布置固定式布置：加工对象位置固定，生产工人和设：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。备都随加工产品所在的某一位置而转移。v按产品布置按产品布置：按对象专业化原则布置有关机器和：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。设备，常见的如流水生产线或产品装配线。按工按工艺过程布置艺过程布置：即按照工艺专业化原则将同类机器：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集中在一起，完成相同工艺加工任务v按成组制造单元布置按成组制造单元布置：不同机器组成加工中心，：不同机器组成加工中心，对形状工艺相似的零件进行加工对形状工艺
5、相似的零件进行加工 Company Logo6.2 6.2 定量分析定量分析6.2.16.2.1仓库布置仓库布置v 例例1 1：假设有一个家电用品仓库，共有假设有一个家电用品仓库，共有1414个货区，个货区，分别存储分别存储7 7种家电。仓库有一个出入口，进出仓库种家电。仓库有一个出入口，进出仓库的货物都要经过该口。假设该仓库每种物品每周的货物都要经过该口。假设该仓库每种物品每周的存取次数如表的存取次数如表6 61 1所示，应该如何布置不同物所示，应该如何布置不同物品的货区，使总搬运量最小？品的货区，使总搬运量最小？Company Logo存储物品存储物品搬运次数搬运次数（每周）（每周）所需货
6、区所需货区 1.1.电烤箱电烤箱2802801 12.2.空调空调1601602 2 3.3.微波炉微波炉3603601 14.4.音响音响3753753 35.5.电视电视8008004 46.6.收音机收音机1501501 17.7.其他其他1001002 2货区通道表表61：家电用品仓库的存储信息：家电用品仓库的存储信息图图61：仓库平面示意图：仓库平面示意图Company Logo图图62：布置好的仓库平面示意图：布置好的仓库平面示意图72465537244551通道货区Company Logo6.2.26.2.2作业相关图法作业相关图法v作业相关图法由穆德提出，它是根据企业各个部作业
7、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。门之间的活动关系密切程度布置其相互位置。v首先将密切程度划分为首先将密切程度划分为A A、E E、I I、O O、U U、X X六个等六个等级级v然后列出导致不同程度关系的然后列出导致不同程度关系的原因原因v使用这两种资料，将待布置的部门一一确定出相使用这两种资料，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，按互关系，根据相互关系重要程度，按重要等级高重要等级高的部门相邻布置的部门相邻布置的原则，安排出最合理的布置方的原则，安排出最合理的布置方案。案。Company Logo表表63：关系密切原因：关系密
8、切原因代号代号密切程度密切程度A嗷嗷重要嗷嗷重要E非常重要非常重要I重要重要O一般般一般般U不重要不重要X不予考虑不予考虑代号代号关系密切原因关系密切原因1使用共同的原始记录使用共同的原始记录2共用人员共用人员3共用场地共用场地4人员接触频繁人员接触频繁5文件交换频繁文件交换频繁6工作流程连续工作流程连续7做类似的工作做类似的工作8共用设备共用设备9其他其他表表62：关系密切程度分类表：关系密切程度分类表Company Logov例例 2 2 一个快餐店欲布置其生产与服务设施。该快餐店共分成一个快餐店欲布置其生产与服务设施。该快餐店共分成6 6个部门，计划布置在一个个部门，计划布置在一个2 2
9、3 3的区域内。已知这的区域内。已知这6 6个部门个部门间的作业关系密切程度，如表间的作业关系密切程度，如表4 44 4所示，请根据表所示，请根据表6 64 4作作出合理布置出合理布置部门6部门5部门4部门3部门2部门1AAAAAAXOXEOUXIU表表64：作业相关图示例：作业相关图示例Company Logo6.2.36.2.3从从至表（至表（from-tofrom-to）法）法 从至表是一种常用的生产和服务设施布置方法。从至表是一种常用的生产和服务设施布置方法。v根据从至表所含数据元素的意义不同，分为三类：根据从至表所含数据元素的意义不同，分为三类：1、表中元素表示从出发设备至到达设备距
10、离的称为、表中元素表示从出发设备至到达设备距离的称为距距离离从至表；从至表；2、表中元素表示从出发设备至到达设备、表中元素表示从出发设备至到达设备运输成本运输成本的叫的叫做运输做运输成本成本从至表；从至表；3、表中元素表示从出发设备至到达设备运输次数的叫、表中元素表示从出发设备至到达设备运输次数的叫做运输做运输次数次数从至表。从至表。Company Logov基本步骤基本步骤选择典型零件，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。Company Logo表表6-5 设备间
11、月平均移动次数矩阵设备间月平均移动次数矩阵v一金属加工车间有六台设备，已知其生产的零件品种及加工路线，并一金属加工车间有六台设备，已知其生产的零件品种及加工路线，并根据表根据表6-5所示的零件在设备之间的每月移动次数，表所示的零件在设备之间的每月移动次数，表6-6给出了单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。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。至至从从锯床锯床磨床磨床冲床冲床钻床钻床车床车床插床插床锯床锯床21721741841861614242180180磨床磨床216216525219019061611010冲床冲床4004001141149595
12、16166868钻床钻床1616421421626241416868车床车床12612671711001003153155050插床插床424295958383114114390390表表6-5 设备间月平均移动次数矩阵设备间月平均移动次数矩阵 至至从从锯床锯床磨床磨床冲床冲床钻床钻床车床车床插床插床锯床锯床21721741841861614242180180磨床磨床216216525219019061611010冲床冲床400400114114959516166868钻床钻床1616421421626241416868车床车床12612671711001003153155050插床插床Com
13、pany Logo表表6-6 单位距离运输成本矩阵单位距离运输成本矩阵 单位：元单位：元 至至从从锯床锯床磨床磨床冲床冲床钻床钻床车床车床插床插床锯床锯床0.150.150.150.150.160.160.150.150.160.16磨床磨床0.180.180.160.160.150.150.150.150.150.15冲床冲床0.150.150.150.150.150.150.150.150.160.16钻床钻床0.180.180.150.150.150.150.150.150.160.16车床车床0.150.150.170.170.160.160.200.200.150.15插床插床Com
14、pany Logo表表6-7 单位距离每月运输成本矩阵单位距离每月运输成本矩阵 单位：元单位：元 至至从从锯床锯床磨床磨床冲床冲床钻床钻床车床车床插床插床锯床锯床32.632.662.762.79.89.86.36.328.828.8磨床磨床38.938.98.38.328.528.59.29.21.51.5冲床冲床60.060.017.117.114.314.32.42.410.810.8钻床钻床2.92.963.363.39.39.36.26.210.910.9车床车床18.918.912.112.116.016.063.063.07.57.5插床插床Company Logo表表6-8 单
15、位距离每月总运输成本矩阵单位距离每月总运输成本矩阵 单位：元单位：元锯床锯床磨床磨床冲床冲床钻床钻床车床车床插床插床锯床锯床71.571.5122.7122.712.712.725.225.235.135.1磨床磨床25.425.491.791.721.321.315.815.8冲床冲床23.623.618.418.424.824.8钻床钻床69.269.228.028.0车床车床66.066.0插床插床Company Logov例如。某企业有五个生产单元（也可以是部门），例如。某企业有五个生产单元（也可以是部门），各单元的物料流量见表各单元的物料流量见表69表表6-9各单元的物料流量各单元的
16、物料流量Company Logov将表将表 69各单元的物料流量进行合并。合并后各单元的物料流量进行合并。合并后把数据填在对角线的上方。求出各单元之间物料把数据填在对角线的上方。求出各单元之间物料的总流量。的总流量。表表6-10各单元的物料总流量各单元的物料总流量 单位：吨单位：吨 Company Logov按运量大小进行初步布置，将车间之间运输量大按运量大小进行初步布置，将车间之间运输量大的安排在相邻位置，并考虑其它因素进行改进和的安排在相邻位置，并考虑其它因素进行改进和调整，如图调整，如图63。图图 6 63 3 最终布置图最终布置图Company Logo6.3 装配线（生产线）平衡装配
17、线（生产线）平衡6.3.16.3.1装配线节拍装配线节拍v节拍：节拍是生产线投入或产出相邻两件相同制节拍：节拍是生产线投入或产出相邻两件相同制品的时间间隔。品的时间间隔。r=计划有效工作时间计划有效工作时间/计划期内的产量计划期内的产量（分（分/件）件）v某流水线计划日产量为某流水线计划日产量为150件，采用两班制生产，件，采用两班制生产，每班规定有每班规定有21分钟停歇时间，计划不合格率为分钟停歇时间，计划不合格率为2%，其节拍为：，其节拍为：8*2*60-21*2 =6（分/件）150*（1-0.02）Company Logov生产周期：生产周期是一件产品完成所有的工艺生产周期：生产周期是
18、一件产品完成所有的工艺过程所耗费的时间过程所耗费的时间v工作地工作地=周期周期/节拍节拍=6/2=3(向上取整向上取整)图图 6-4 一次性筷子的生产过程一次性筷子的生产过程 切削（切削（2分钟）分钟）打磨（打磨（2分钟）分钟）消毒（消毒（2分钟）分钟）Company Logov为了按节拍进行生产，每一工作地的加工时间应为了按节拍进行生产，每一工作地的加工时间应小于等于节拍。理想的情况是每一工作地的加工小于等于节拍。理想的情况是每一工作地的加工时间等于节拍也就是完全平衡。现实中完全平衡时间等于节拍也就是完全平衡。现实中完全平衡可能比较困难，可能存在如下障碍：可能比较困难，可能存在如下障碍：（1
19、）由于对设备的要求不同或作业间的不相容，）由于对设备的要求不同或作业间的不相容，不能把不同的作业分配到一个工作地，成为一个不能把不同的作业分配到一个工作地，成为一个作业包；作业包；（2）作业的技术顺序要求、不能合并，也会阻碍）作业的技术顺序要求、不能合并，也会阻碍生产线完全平衡。生产线完全平衡。Company Logo6.3.2装配线平衡装配线平衡v 所谓装配线平衡，又称工序同期化，是对于某装所谓装配线平衡，又称工序同期化，是对于某装配流水线，在给定流水线的节拍后，求出装配线配流水线，在给定流水线的节拍后，求出装配线所需工序的工作地数量和用工人数最少的方案。所需工序的工作地数量和用工人数最少的
20、方案。v装配线问题还可以表述为：对于特定的产品，给装配线问题还可以表述为：对于特定的产品，给定工作地数量，求出使流水线节拍最小的配置方定工作地数量，求出使流水线节拍最小的配置方案。案。Company Logo6.3.3进行生产线的平衡的步骤进行生产线的平衡的步骤（1）根据计划的要求，计算节拍；）根据计划的要求，计算节拍；（2）按节拍、工作地、生产周期三者的关系计算）按节拍、工作地、生产周期三者的关系计算所需工作地数；所需工作地数；（3）把加工过程进行分解，按节拍的要求，把作）把加工过程进行分解，按节拍的要求，把作业分配给工作地，形成作业分组。业分配给工作地，形成作业分组。v进行作业分配没有最佳
21、的方法，一般采用启发式进行作业分配没有最佳的方法，一般采用启发式法。目前采用较多的启发式方法有如下两个：法。目前采用较多的启发式方法有如下两个：（1）先分配后续作业数最多的作业；）先分配后续作业数最多的作业；（2）先分配位置权数最大的作业。位置权数等于）先分配位置权数最大的作业。位置权数等于该作业及其所有后续作业的时间之和。该作业及其所有后续作业的时间之和。Company Logov确定节拍及最少所需的工作地数；确定节拍及最少所需的工作地数；v从工作地从工作地1开始，按顺序给工作地分配作业；开始，按顺序给工作地分配作业；v在每一分配前，用下列标准确定哪些作业能分配到一个在每一分配前，用下列标准
22、确定哪些作业能分配到一个工作地：工作地：所有先行作业都被分配；该作业的时间不能超过该作业的剩余时间v如果出现两个作业情况都一样，如下解决：如果出现两个作业情况都一样，如下解决：分配加工时间最长的作业分配后续作业最多的作业v继续下去，直到所有的作业都分配完毕。继续下去，直到所有的作业都分配完毕。v计算反映分配情况的指标，如闲置时间百分比，效率。计算反映分配情况的指标，如闲置时间百分比，效率。v生产线闲置百分比生产线闲置百分比每节拍每一工作地闲置时间之和每节拍每一工作地闲置时间之和/(实际工作地数实际工作地数节拍节拍)100;v效率效率100闲置时间百分比闲置时间百分比Company Logov例
23、：将图例：将图6-5所示的作业进行分配。节拍为所示的作业进行分配。节拍为1分钟。分钟。图图 6-Company Logov闲置时间百分比（闲置时间百分比（0.5/(31.0)）100%=16.7%;v效率效率10016.783.3。Company Logov经过如上平衡，上例中的加工过程如图经过如上平衡，上例中的加工过程如图67所示所示 图图6-Company Logo6.3.46.3.4进行生产线平衡要注意的问题进行生产线平衡要注意的问题v要考虑不同作业的技术要求。如果作业的技术要要考虑不同作业的技术要求。如果作业的技术要求不同或不相容而把它们分配到一个工作地是不求不同或不相容而把它们分配到
24、一个工作地是不行的。行的。v要考虑到人员因素（如疲劳、厌倦、缺席等情况）要考虑到人员因素（如疲劳、厌倦、缺席等情况）及设备和空间要求。及设备和空间要求。v某些情况下可考虑使用平行工作地。考虑如下例某些情况下可考虑使用平行工作地。考虑如下例子。子。Company Logov例：一份作业包含四个作业，作业时间分别为：例：一份作业包含四个作业，作业时间分别为：1分钟，分钟，1分钟，分钟，2分钟和分钟和1分钟。该生产线的节分钟。该生产线的节拍为拍为2分钟，每小时的产量为分钟，每小时的产量为30单位，如图单位，如图68所示。所示。图图6-Company Logov对工作地对工作地3采用两个平行的工作地将使生产线地节采用两个平行的工作地将使生产线地节拍降为拍降为1分钟。如图分钟。如图69所示。所示。图图6-Company LogoLOGO