生产运作管理第四章——选址与布置
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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。 用实验法确定最满意的布置方案
43
四、选址与布置决策的定量分析
5 新设备的布置问题
例子
在已有的设备设施中，再安置一台新 装备。该问题的目标是使从新设备到老设 备的加权直线移动距离的总和最小 ？
i =1
46
四、选址与布置决策的定量分析
6 线性规划方法
设：n =机器数量
36
3 作业相关图
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，如表6－4 所示，请根据表6－4作出合理布置。
部门1 部门2 部门3 部门4 部门5 部门6
A E X O A
A X U A A I X U O A
这里的符号表示两 者的关系绝对重要
作业相关图示例
37
3 作业相关图
解：第一步，列出关系密切程度分类表（只考虑A和X） A X 1-2 1-4 1-3 3-6 2-6 3-4 3-5 4-6 5-6
38
3 作业相关图
第二步，根据列表编制主联系簇。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。
18
二、 设备/设施布置决策
4 几种典型布置形式 物料流程形式
可分为水平和垂直的流程形式 水平：所有的设备、设施都在同一个车间里时 垂直：生产运作是在多个楼层周转时
19
4 几种典型布置形式
布置类型
固定式布置 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。
1 2 3 4 选址决策的基本概念 选址决策与物流系统 影响选址的因素 选址的一般步骤
3
1 选址决策的基本概念
设施选址概念
就是确定在何处建厂或建立服务设施
选址的重要性
设施建设的投资和速度 在很大程度上决定了所提供的产品和服务的成 本 影响企业的生产管理活动和经济效益
4
2 选址决策与物流系统
生产运作管理
Production & Operations Management
第四章 生产/服务设施选址与布置
第4章 生产/服务设施 选址与布置
一、 二、 三、 四、 五、 六、 选址决策 设备/设施布置决策 选址的一般步骤 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
2
一、 选址决策
1 3 2 5 6 4
41
四、选址与布置决策的定量分析
4 从－至表法 思想
用从-至表列出不同部门、机器或设施之间的 相对位置，以对角线元素为基准计算各工作点 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
应用
比较适合于多品种、小批量生产
42
4 从－至表法
基本步骤
10
4 选址的一般步骤
选择某一地区
农村设厂
工厂规模大，需占用大量土地 生产对环境污染较大，如噪音、有害气体或液体 需大量非技术性粗工 有高度制造机密，需与周围隔离
11
4 选址的一般步骤
选择某一地区
城郊设厂
兼有农村与城市设厂的优点 由于现代交通和通讯发达，将有越来越多的工厂设在 城郊
3 影响生产和服务设施布置决策的因素
工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； 生产联系和协作关系密切的单位应相互靠近布置； 充分利用现有运输条件如公路、铁路、港口及供水、 供电等公共设施 ； 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 积小； 工厂布置应考虑有扩建的余地。
选址决策与物流系统的关系
企业做出的选址决策应使企业的利润最大化，至少使 物流链处于控制之中 从物流系统的观点出发，就是要综合考虑所有的因 素，使得物流链上的每一个结点都能达到最优。
产品装 配
零售商
用户
零件制 造商
分销中 心 图4-2 产品制造-销售物流网络
5
3 影响选址的因素
经济因素 政治因素 社会因素 自然因素
车床组 镗床组 磨床组
L D G
车床 钻床 磨床
D L L L D D D
接收和转运
按工艺过程布置示意图
G G
22
4 几种典型的布置形式 按成组制造单元布置
首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，由这些设备和工人组成一个 生产单元。 单元1
16
2 生产单位的专业化原则和形式
对象专业化原则
按照产品（或零部件）建立的生产单位。 优点：提高工作地的专业化程度，可以采用高 效率的专用设备，提高工作效率，提高生产过 程的连续性，缩短生产周期，减少运输费用， 简化生产管理工作等 缺点：对产品品种变化的适应能力很差
17
二、 设备/设施布置决策
6
3 影响选址的因素
经济因素
运输条件与费用
考虑运输条件时，注意产品的性质 生产粗大笨重的产品的工厂，靠近铁路车站和河海港 口； 制造出口的产品的工厂，厂址要接近码头等 企业的输入与输出运输量要考虑接近原材料供应地， 还是接近消费市场 接近原材料供应地，如：材料笨重而价格低廉、原料 易变质、运输不便或者原料笨重，产品由原料中的一 小部分提炼而成 接近消费市场地，如：产品运输不便、产品变化和变 质、大多数服务业等
7 6 5 4
入口
7
6
工人的行走路线
5
1 2 3
U形制造单元及生产线布置
25
第四章
例子：
生产/服务设施选址与布置
三、库房布置
假设有一个家电用品仓库，共有M个货 区，分别储存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 所示）。假设该仓库每种物品每周的存取 次数如表所示，应该如何布置不同物品的 货区，使总搬运量最小?
26
三、 库房布置
存储物品 1.电烤箱 2.空调 3.微波炉 4.音响 5.电视 6.收音机 7.其他 搬运次数 （每周） 280 160 360 375 800 150 100 所需货区
货区
1 2 1 3 4 1 2
仓库平面示意图
通道
家电用品仓库的存储信息
27
三、 库房布置
货区
7 2 4 6 5 5 3
零部件
产品
工位器具
固定式布置示意图
20
4 几种典型布置形式
布置类型
按产品布置 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
加工设备
加工设备
按产品（对象）布置的示意图
21
4 几种典型布置形式
按工艺过程布置
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
14
二、 设备/设施布置决策
1 影响企业生产单位构成的因素
产品的结构与工艺特点 企业的专业化与协作化水平 企业的生产规模
15
二、 设备/设施布置决策
2 生产单位的专业化原则和形式
工艺专业化原则
按照工艺专业化特征建立的生产单位，形成工 艺专业化车间 优点：对产品品种变化适应能力强、生产系统 可靠性高、工艺管理方便 缺点：加工路线长、运输量大、运输成本高、 生产周期长、组织管理工作复杂 、生产效率 低等
44
5 新设备的布置问题
解题思想：
为方便起见，假设物料或人员在两台设备或两 个部门之间移动时，只能按交叉垂直的路线运动， 即两个点之间不能走对角线。设原有设备在坐标内 的点为(a1,b1), (a2,b2),..., (an,bn)，则目标是 求出x和y，使得下式最小：
f ( x, y ) = ∑ wi ( x − a i + y − bi )
33
2 评分法
例2：加权法
备选厂址 选址因素 交通条件 土地状况 停车场地 公众态度 扩展能力 权重 0.25 0.10 0.20 0.25 0.20 A 70 80 70 90 90 B 100 70 60 80 80 C 80 100 60 90 80
34
3 作业相关图
由穆德提出的作业相关图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 将关系密切程度分为六个等级
政治局面是否稳定，法制是否健全，税负是否公平等
社会因素
居民的生活习惯，文化教育水平，宗教信仰和生活水 平等
自然因素
气候条件和水资源状况
9
4 选址的一般步骤
选择某一地区
城市设厂
工厂规模不大，需大量受过良好教育和培训的员工 服务业，因大部分服务业需要与顾客直接接触 厂地占用空间少，最好能设置于多层建筑内 对环境污染小
淘汰法 设置最低指标值 加权和法
32
2 评分法
例1
选址因素 燃料可获性 水源供应充足程度 劳动力供应情况 生活条件 运输灵活性及前景 环境保护法规 税收稳定性 共计 最高 分数 300 100 250 150 200 50 50 1100 A 200 80 220 120 160 30 30 840 备选方案 B 250 90 200 120 160 40 40 900 C 220 80 200 100 140 30 30 800
30
1 量本利分析法
收入 利润
TC2 TC1 FC1 FC2
0
盈亏平衡点
Vo
V1
V2
产（销）量
31
四、选址与布置决策的定量分析
2 评分法
全面比较不同选址方案，是一个多目标或多准 则的决策问题 不同的目标对选址决策的重要程度不同，就要 对不同的目标分配不同的权重 对于多目标决策问题，决策的方法有
4 2 6 5
联系簇
39
3 作业相关图
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。
2 1 3
主联系簇
40
4 6 5
3 作业相关图
第四步，画出“X”关系联系图。 4 3 6
X关系联系簇
1
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
12
4 选址的一般步骤
同一地区选址若干地点
确定厂址应考虑厂区平面布置方案，并留有适 当扩充余地 整理厂地环境的费用 职工生活方便
比较不同地点，作出决定
13
二、 设备/设施布置决策
1 2 3 4 影响企业生产单位构成的因素 生产单位的专业化原则和形式 影响生产和服务设施布置决策的因素 几种典型布置形式
L
原 材 料
D
单元2
D G
G
成 品 库
L D G
车床 钻床 磨床
L
单元3
L
L
G
P
23
成组生产单元布置示意图源自4 几种典型的布置形式
按C形制造单元布置
机器2 机器3
机器1
机器4
入口 机器5 出口 机器6
C形制造单元布置示意图
24
4 几种典型的布置形式
U形制造单元及生产线布置
入口
1
出口
2
3 4
出口
i =1
n
45
5 新设备的布置问题
引进加权系数w是允许新、老设备间有不同的流量。
该问题的一个简化特点是可以分别求出x和y的 最优值，即
f ( x, y) = g1 ( x) + g 2 ( y)
g1 ( x) = ∑ wi x − ai
i =1
n
n
g 2 ( y ) = ∑ wi y − bi
通道
7 2 4 4 5 5 1
布置好的仓库平面示意图
28
四、选址与布置决策的定量分析
1 2 3 4 5 6 7 量本利分析法 评分法 作业相关图法 从－至表法 新设备的布置问题 线性规划方法 计算机辅助选址决策与设施布置
29
四、选址与布置决策的定量分析
1 量本利分析法
选址方案都有一定的固定成本和变动成 本的 可用于多个选址方案的比较
7
3 影响选址的因素
劳动力可获性
劳动密集性企业，设厂在劳动力资源丰富、工资低廉 的地区
能源可获性与费用
耗能大的企业，如钢铁、炼铝、火力发电厂，其厂址 应该靠近燃料、动力供应地
厂址条件和费用
建厂地方的地势、利用情况和地质条件 地价
8
3 影响选址的因素
其它因素
政治因素
代号 密切程度 A 绝对重要 E I O U X 特别重要 重要 一般 不重要 不予考虑
35
3 作业相关图
列出导致不同程度关系的原因。
代号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 关系密切原因 使用共同的原始记录 共用人员 共用场地 人员接触频繁 文件交换频繁 工作流程连续 做类似的工作 共用设备 其它
43
四、选址与布置决策的定量分析
5 新设备的布置问题
例子
在已有的设备设施中，再安置一台新 装备。该问题的目标是使从新设备到老设 备的加权直线移动距离的总和最小 ？
i =1
46
四、选址与布置决策的定量分析
6 线性规划方法
设：n =机器数量
36
3 作业相关图
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，如表6－4 所示，请根据表6－4作出合理布置。
部门1 部门2 部门3 部门4 部门5 部门6
A E X O A
A X U A A I X U O A
这里的符号表示两 者的关系绝对重要
作业相关图示例
37
3 作业相关图
解：第一步，列出关系密切程度分类表（只考虑A和X） A X 1-2 1-4 1-3 3-6 2-6 3-4 3-5 4-6 5-6
38
3 作业相关图
第二步，根据列表编制主联系簇。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。
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二、 设备/设施布置决策
4 几种典型布置形式 物料流程形式
可分为水平和垂直的流程形式 水平：所有的设备、设施都在同一个车间里时 垂直：生产运作是在多个楼层周转时
19
4 几种典型布置形式
布置类型
固定式布置 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。
1 2 3 4 选址决策的基本概念 选址决策与物流系统 影响选址的因素 选址的一般步骤
3
1 选址决策的基本概念
设施选址概念
就是确定在何处建厂或建立服务设施
选址的重要性
设施建设的投资和速度 在很大程度上决定了所提供的产品和服务的成 本 影响企业的生产管理活动和经济效益
4
2 选址决策与物流系统
生产运作管理
Production & Operations Management
第四章 生产/服务设施选址与布置
第4章 生产/服务设施 选址与布置
一、 二、 三、 四、 五、 六、 选址决策 设备/设施布置决策 选址的一般步骤 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
2
一、 选址决策
1 3 2 5 6 4
41
四、选址与布置决策的定量分析
4 从－至表法 思想
用从-至表列出不同部门、机器或设施之间的 相对位置，以对角线元素为基准计算各工作点 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
应用
比较适合于多品种、小批量生产
42
4 从－至表法
基本步骤
10
4 选址的一般步骤
选择某一地区
农村设厂
工厂规模大，需占用大量土地 生产对环境污染较大，如噪音、有害气体或液体 需大量非技术性粗工 有高度制造机密，需与周围隔离
11
4 选址的一般步骤
选择某一地区
城郊设厂
兼有农村与城市设厂的优点 由于现代交通和通讯发达，将有越来越多的工厂设在 城郊
3 影响生产和服务设施布置决策的因素
工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； 生产联系和协作关系密切的单位应相互靠近布置； 充分利用现有运输条件如公路、铁路、港口及供水、 供电等公共设施 ； 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 积小； 工厂布置应考虑有扩建的余地。
选址决策与物流系统的关系
企业做出的选址决策应使企业的利润最大化，至少使 物流链处于控制之中 从物流系统的观点出发，就是要综合考虑所有的因 素，使得物流链上的每一个结点都能达到最优。
产品装 配
零售商
用户
零件制 造商
分销中 心 图4-2 产品制造-销售物流网络
5
3 影响选址的因素
经济因素 政治因素 社会因素 自然因素
车床组 镗床组 磨床组
L D G
车床 钻床 磨床
D L L L D D D
接收和转运
按工艺过程布置示意图
G G
22
4 几种典型的布置形式 按成组制造单元布置
首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，由这些设备和工人组成一个 生产单元。 单元1
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2 生产单位的专业化原则和形式
对象专业化原则
按照产品（或零部件）建立的生产单位。 优点：提高工作地的专业化程度，可以采用高 效率的专用设备，提高工作效率，提高生产过 程的连续性，缩短生产周期，减少运输费用， 简化生产管理工作等 缺点：对产品品种变化的适应能力很差
17
二、 设备/设施布置决策
6
3 影响选址的因素
经济因素
运输条件与费用
考虑运输条件时，注意产品的性质 生产粗大笨重的产品的工厂，靠近铁路车站和河海港 口； 制造出口的产品的工厂，厂址要接近码头等 企业的输入与输出运输量要考虑接近原材料供应地， 还是接近消费市场 接近原材料供应地，如：材料笨重而价格低廉、原料 易变质、运输不便或者原料笨重，产品由原料中的一 小部分提炼而成 接近消费市场地，如：产品运输不便、产品变化和变 质、大多数服务业等
7 6 5 4
入口
7
6
工人的行走路线
5
1 2 3
U形制造单元及生产线布置
25
第四章
例子：
生产/服务设施选址与布置
三、库房布置
假设有一个家电用品仓库，共有M个货 区，分别储存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 所示）。假设该仓库每种物品每周的存取 次数如表所示，应该如何布置不同物品的 货区，使总搬运量最小?
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三、 库房布置
存储物品 1.电烤箱 2.空调 3.微波炉 4.音响 5.电视 6.收音机 7.其他 搬运次数 （每周） 280 160 360 375 800 150 100 所需货区
货区
1 2 1 3 4 1 2
仓库平面示意图
通道
家电用品仓库的存储信息
27
三、 库房布置
货区
7 2 4 6 5 5 3
零部件
产品
工位器具
固定式布置示意图
20
4 几种典型布置形式
布置类型
按产品布置 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
加工设备
加工设备
按产品（对象）布置的示意图
21
4 几种典型布置形式
按工艺过程布置
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
14
二、 设备/设施布置决策
1 影响企业生产单位构成的因素
产品的结构与工艺特点 企业的专业化与协作化水平 企业的生产规模
15
二、 设备/设施布置决策
2 生产单位的专业化原则和形式
工艺专业化原则
按照工艺专业化特征建立的生产单位，形成工 艺专业化车间 优点：对产品品种变化适应能力强、生产系统 可靠性高、工艺管理方便 缺点：加工路线长、运输量大、运输成本高、 生产周期长、组织管理工作复杂 、生产效率 低等
44
5 新设备的布置问题
解题思想：
为方便起见，假设物料或人员在两台设备或两 个部门之间移动时，只能按交叉垂直的路线运动， 即两个点之间不能走对角线。设原有设备在坐标内 的点为(a1,b1), (a2,b2),..., (an,bn)，则目标是 求出x和y，使得下式最小：
f ( x, y ) = ∑ wi ( x − a i + y − bi )
33
2 评分法
例2：加权法
备选厂址 选址因素 交通条件 土地状况 停车场地 公众态度 扩展能力 权重 0.25 0.10 0.20 0.25 0.20 A 70 80 70 90 90 B 100 70 60 80 80 C 80 100 60 90 80
34
3 作业相关图
由穆德提出的作业相关图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 将关系密切程度分为六个等级
政治局面是否稳定，法制是否健全，税负是否公平等
社会因素
居民的生活习惯，文化教育水平，宗教信仰和生活水 平等
自然因素
气候条件和水资源状况
9
4 选址的一般步骤
选择某一地区
城市设厂
工厂规模不大，需大量受过良好教育和培训的员工 服务业，因大部分服务业需要与顾客直接接触 厂地占用空间少，最好能设置于多层建筑内 对环境污染小
淘汰法 设置最低指标值 加权和法
32
2 评分法
例1
选址因素 燃料可获性 水源供应充足程度 劳动力供应情况 生活条件 运输灵活性及前景 环境保护法规 税收稳定性 共计 最高 分数 300 100 250 150 200 50 50 1100 A 200 80 220 120 160 30 30 840 备选方案 B 250 90 200 120 160 40 40 900 C 220 80 200 100 140 30 30 800
30
1 量本利分析法
收入 利润
TC2 TC1 FC1 FC2
0
盈亏平衡点
Vo
V1
V2
产（销）量
31
四、选址与布置决策的定量分析
2 评分法
全面比较不同选址方案，是一个多目标或多准 则的决策问题 不同的目标对选址决策的重要程度不同，就要 对不同的目标分配不同的权重 对于多目标决策问题，决策的方法有
4 2 6 5
联系簇
39
3 作业相关图
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。
2 1 3
主联系簇
40
4 6 5
3 作业相关图
第四步，画出“X”关系联系图。 4 3 6
X关系联系簇
1
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
12
4 选址的一般步骤
同一地区选址若干地点
确定厂址应考虑厂区平面布置方案，并留有适 当扩充余地 整理厂地环境的费用 职工生活方便
比较不同地点，作出决定
13
二、 设备/设施布置决策
1 2 3 4 影响企业生产单位构成的因素 生产单位的专业化原则和形式 影响生产和服务设施布置决策的因素 几种典型布置形式
L
原 材 料
D
单元2
D G
G
成 品 库
L D G
车床 钻床 磨床
L
单元3
L
L
G
P
23
成组生产单元布置示意图源自4 几种典型的布置形式
按C形制造单元布置
机器2 机器3
机器1
机器4
入口 机器5 出口 机器6
C形制造单元布置示意图
24
4 几种典型的布置形式
U形制造单元及生产线布置
入口
1
出口
2
3 4
出口
i =1
n
45
5 新设备的布置问题
引进加权系数w是允许新、老设备间有不同的流量。
该问题的一个简化特点是可以分别求出x和y的 最优值，即
f ( x, y) = g1 ( x) + g 2 ( y)
g1 ( x) = ∑ wi x − ai
i =1
n
n
g 2 ( y ) = ∑ wi y − bi
通道
7 2 4 4 5 5 1
布置好的仓库平面示意图
28
四、选址与布置决策的定量分析
1 2 3 4 5 6 7 量本利分析法 评分法 作业相关图法 从－至表法 新设备的布置问题 线性规划方法 计算机辅助选址决策与设施布置
29
四、选址与布置决策的定量分析
1 量本利分析法
选址方案都有一定的固定成本和变动成 本的 可用于多个选址方案的比较
7
3 影响选址的因素
劳动力可获性
劳动密集性企业，设厂在劳动力资源丰富、工资低廉 的地区
能源可获性与费用
耗能大的企业，如钢铁、炼铝、火力发电厂，其厂址 应该靠近燃料、动力供应地
厂址条件和费用
建厂地方的地势、利用情况和地质条件 地价
8
3 影响选址的因素
其它因素
政治因素
代号 密切程度 A 绝对重要 E I O U X 特别重要 重要 一般 不重要 不予考虑
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3 作业相关图
列出导致不同程度关系的原因。
代号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 关系密切原因 使用共同的原始记录 共用人员 共用场地 人员接触频繁 文件交换频繁 工作流程连续 做类似的工作 共用设备 其它