第3讲设施选址与布置课件.ppt

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1、生产与运作管理ProductionandOperationsManagement,2,设施选址设施 / 设备布置,第三讲 设施选址与布置,生产与运作管理的知识体系,4,设施选址基本概念,设施：生产运作过程得以进行的硬件手段，一般由工厂、办公楼、车间、设备、仓库等物质实体构成。,设施选址（Facility Location）：将生产运作的硬件系统设置在什么地方的问题；即如何运用科学方法决定设施的地理位置，使之与企业整体经营运作系统有机结合，以便有效、经济地达到经营目的。,5,设施选址 设施选址的基本问题,主要包含两个层次的问题：,选位：选择什么地区或区域设置设施； 沿海/内地，南方/北方，国内/

2、国外，发达地区/欠发达地区等。,定址：地区选定之后，要在该地区选择一个合适位置来布置设施，即找一块土地作为设施的具体位置。,6,设施选址 设施选址的重要性,设施选址对设施建成后的设施设备布置、投产后的生产经营费用、产品和服务的质量及成本具有极大而长久的影响；,除新建企业的设施选址问题，还有老企业迁址问题。,7,选址建厂及设施布置是一项巨大的永久性投资，一旦空间布局完成，如发现布局错误，则为时已晚，难以补救。一个成功的企业家在空间设计中必须谨慎对待，切忌盲目决策。,案例： 巨人大厦的选址失误 家乐福的选址要求,设施选址 设施选址的重要性,8,珠海著名的“巨人大厦”，其项目选址恰好在三条地震断裂带

3、交叉点上，并且其设计方案一变再变，从原来的38层改成48层，继而58层、64层，最后定为70层。在设计为38层时不需要打钢桩，只需20米深水泥桩就可支撑住大厦，工程预算造价为2.2亿人民币。而改为70层时，选址的地质条件决定了必须打65米深的钢桩，穿过地震断裂带坐在岩层上，整个工程造价便飙升至12亿人民币，造成至今该项目仍未“拔地而起”，使这一珠海市的“标志性建筑”成为“标志性遗憾”。,巨人大厦的选址失误 错误选址遗患无穷,设施选址 设施选址的重要性,9,家乐福在选址方面有以下要求1、地理位置要求： 交通方便（私家车、公交车、地铁、轻轨） 人口密度相对集中 两条马路交叉口，其一为主干道 具备相

4、当面积的停车场，比如在北京至少要求600个以上的停车位,设施选址 设施选址的重要性,10,2、建筑物要求： 建筑占地面积15000平方米以上 最多不超过两层 总建筑面积2万4万平方米 建筑物长宽比例10：7或10：63、停车场要求：至少600个机动车停车位，非机动车停车场地2000平方米以上，免费提供家乐福公司及顾客使用,设施选址 设施选址的重要性,11,设施选址, 设施选址的影响因素,选位时的影响因素,是否接近产品目标市场：指一般客户、配送中心或其他用户厂家等，有利于迅速投放、降低运输成本；是否接近原材料供应地：原料重量体积大于产品的企业，对原材料依赖较强的企业；运输：原材料、零部件及产品应

5、靠近铁路、海港或其他交通运输条件好的区域；与外协厂家的相对位置：外协较多的企业，应尽量接近外协厂家，或使中心企业与周围企业尽量接近；,如汽车城：美国的底特律、日本的丰田市；集中了大量汽车装配厂和零部件供应商。,美国凯泽Kaiser钢铁公司，二战期间建于加州南部，生产船用钢材，当时选址是为防止袭击，但战后厂址成了阻碍企业发展的致命障碍，巨额的交通费大大降低了竞争力，最后破产。 后来被中国首钢买下。,12,设施选址, 设施选址的影响因素,选位时的影响因素,劳动力资源：靠近劳动力成本低、受教育程度合适、技能熟练、易获取的区域；基础设施条件：企业生产运作所需水、电、气等的保证，以及“三废”的处理；气候

6、条件：有的产品还需考虑温度、湿度、气压等，如精密仪器、高精产品等；政策法规：有的国家/地区会给新建企业一些相关优待，跨国企业越来越多。,13,定址时的影响因素,设施选址, 设施选址的影响因素,可扩展性：要留余地，除生产运作所需面积及基本生活、绿地外，未来发展可扩展性更重要；地质情况：地面、地基情况，能否满足未来设施的载重、精度等要求；周围环境：能否为职工提供住房、娱乐、生活服务、交通等方面的条件。,14,影响因素之间的权衡,设施选址, 设施选址的影响因素,仔细权衡各种因素，决定哪些与设施位置密切相关，分清主次，抓住关键；不同情况下，同一影响因素可能会有不同的影响作用，不能生搬硬套原则条文；制造

7、业和非制造业考虑因素及同一因素的重要程度会不同。,美国企业在选址决策时，“当地工会的态度”是必须考虑的重要影响因素；中国，这一因素可能就不那么重要。,制造业设施选址必须考虑：劳动力条件与市场的接近程度生活质量与供应商和资源的接近程度与企业其他设施的相对位置,服务业设施选址必须考虑的：与顾客直接接触多的须靠近顾客仓储/配送中心考虑运输费用与竞争对手的相对位置较制造业重要而商店、快餐店等则相反，在竞争者附近设址可能会有“聚集效应”。,15,案例分析,宝马选址莱比锡用心良苦,设施选址,16,分析要点,1.在莱比锡设置工厂的优势在于以下几个方面： 更高的劳动力弹性；靠近现有工厂和供应商；管理者和工人之

8、间的语言沟通不存在障碍；政府的补贴与工会的支持。而这一决策的劣势主要体现在当地的工资水平较高。2工会的让步体现了工会与企业之间的矛盾关系。当地工会为了保障工人的利益，一方面不希望企业为降低生产成本而压低员工工资，另一方面又非常希望企业在当地投资，为其带来更多的就业机会。而在莱比锡，失业问题已经成为一个很突出的社会问题，因此当地工会不得不向宝马作出让步，并给予很多优惠措施。这一事实说明了选址决策问题当中企业与工会或政府之间关系的复杂性，以及选址问题对企业形象的重要程度。在这一问题上作出正确决策的企业会得到公众的好感，从而大大提升其社会形象。,设施选址,17,讨论:如果有一条商业街，或路边有一溜大

9、排档有铺位出租，你想租一个铺位开店，那么，租哪段位置的铺位最好呢？,设施选址,18,设施选址, 设施选址的方法,因素评分法重心法量本利分析法运输模型法,19,设施选址, 设施选址的方法,因素评分法,因素评分法是一种把数值分配给与所有决策选项相关的因素，以产生一个综合得分并进行比较的方法。步骤：列出所有的相关因素。赋给每个因素权重，以反映它在决策中的相对重要性。给每个因素的打分取值设定一个范围，如110或1100。用上一步设定的取值范围就各个因素给每个候选地址打分。将每个因素的得分与权重相乘，计算出每个地址的总分。考虑以上计算结果，选取总分最高的地址作为最佳选择。,20,设施选址, 设施选址的方

10、法,重心法,重心法是一种选择分销中心的位置，从而使运输成本最低的方法。它把运输成本看作距离和运输数量的线性函数。运输到每个目的地的商品数量被假设为是已知的。对于设施选址问题，重心可以这样计算：,式中，Cx为重心的x轴坐标； Cy为重心的y轴坐标；dix为市场i的x轴坐标；diy为市场i的y坐标；Wi为市场i的需求量。,21,设施选址, 设施选址的方法,重心法例题,某地区现有4个垃圾回收分站，坐标分别为A（40，120）、B（65、40）、C（110，90）、D（10，130），日回收能力分别为200t，150t，215t和340t。为了应付环保部门的压力，该地区拟建一垃圾回收总站，负责对分站回

11、收的垃圾进行再次处理。（1）用重心法确定最好的垃圾回收总站地点。（2）该地区主管部门已经确定了两个备选地点，坐标分别为（25，25）和（70，150），哪个备选地点更优？,22,设施选址, 设施选址的方法,解：（1）重心的x坐标=（20040+15065+215110+34010）/（200+150+215+340）=49.5重心的y坐标=（200120+15040+21590+340130）/（200+150+215+340）=103.4（2）首先要计算出两个备选地址与4个垃圾处理分站的直线距离对于A，与4个分站的距离为：96.2，42.7，107.0，106.1对于B，与4个分站的距离为：

12、42.4，110.1，72.1，63.2计算备选地址A的成本为：96.2200+42.7150+107.0215+106.1340=84724备选地址B的成本为：42.4200+110.1150+72.1215+63.2340=61984.5因此，备选地址B要优于备选地址A。,重心法例题,23,设施选址, 设施选址的方法,量本利分析法,量本利分析法有利于对供选择的地点在经济上进行对比，这种比较可以用数字，也可以用图表表现。 在使用量本利分析法时，需要注意几个假设：产出在一定范围时，固定成本不变；可变成本与一定范围内的产出成正比；所需的产出水平能近似估计；只包括一种产品。 量本利分析法的步骤如下

13、： 确定每个地址的固定成本与变动成本。 给出每个地址的总成本，总成本固定成本单位变动成本产量。如果在图上表示，那么纵轴表示成本，横轴表示年产量。 选择对于期望产量总成本最小的地址。,24,设施选址, 设施选址的方法,量本利分析法例题,某电器设备制造公司欲扩大生产能力，考虑在以下3种方案中任选1种，如表所示。 使各方案最优（总成本最小）的新增能力范围是什么？ 当要求新增能力为150台时，哪种方案更优？,25,设施选址, 设施选址的方法,运输模型法,当选址对象的输入与输出成本是决策的主要变量时，运输模型是一个很好的决策方法。运输模型的基本思想是：通过建立一个物流运输系统，选择一个能够使整个物流运输

14、系统的成本最小的生产或服务系统。解决这样的问题，一般采用表上作业法或利用计算机进行求解。,26,设备/设施布置,概念：,在一给定设施范围内，对多个经济活动单元进行位置安排，以确保工作流及物流通畅（物流成本最小）、高效率、具长期性和高产出等特性；,设施范围：一般指一个工厂、一个车间、一座百货大楼、一个写字楼或一个餐馆等；,经济活动单元：指需要占据空间的任何实体，包括机器、工作台、通道、桌子、储藏室、工具架以及人。,27,设备/设施布置, 设施布置的重要性,设施布局是否合理对企业的生产运作影响非常大：,影响企业运作的成本（主要指物流成本）；影响企业运作的效率；影响设施和设备的利用率（场地、空间）；

15、影响安全、环境、工作方法等。,28,设备/设施布置, 布置的类型,设备或生产单元的布局一般取决生产运作过程的组织形式，主要有：,工艺对象专业化布置（Process-focused Layout）产品对象专业化布置（Product-focused Layout）定位布置（Fixed Layout）混合布置（Hybrid Layout）,29,设备/设施布置, 布置的类型,工艺对象专业化布置,与工艺对象专业化生产组织形式对应，以完成相似工艺或活动的部门或职能组为特征，期望提供多种多样的产品或服务。,设备按类型而非加工工艺路线布置，适于产品和服务标准化程度低的行业，其批量很小。如，制造业分机加车间、

16、铸造车间、热加工车间。,另外，高噪音、粉尘、污染，高温及某些具有特殊环境要求的设备，也只适于按工艺专业化布置。,30,设备/设施布置, 布置的类型,工艺对象专业化布置,31,设备/设施布置, 布置的类型,工艺对象专业化布置 特点,32,设备/设施布置, 布置的类型,产品对象专业化布置,与产品对象专业化生产组织形式对应，其目的是使大量产品和服务迅速通过系统。设备按某种或几种产品（其加工路线基本类似）的加工路线或加工顺序顺次排列，通常称为生产线，产品批量较大。,整个制造/服务过程被分解为一系列标准化作业，由专门人员和设备完成，适于标准化程度较高的产品制造/服务过程。,33,设备/设施布置, 布置的

17、类型,产品对象专业化布置,34,设备/设施布置, 布置的类型,产品对象专业化布置 特点,35,设备/设施布置, 布置的类型,定位布置,生产或服务过程中由于客观原因，加工对象保持不动，主要是人员带着设备、工具和物料按需移动。,如重量、体积、物理地点等限制，因此，通常只能单件或极小批量生产等。,大型工程项目：道路、楼房；大型产品制造：飞机、火箭、船舶、机车等的总装生产。,36,设备/设施布置, 布置的类型,定位布置,37,设备/设施布置, 布置的类型,混合布置,产品和工艺对象专业化布置两种类型的混合，最常见。许多产品有一定批量，但不足以大到形成单一生产线，而系列产品常有加工类似性，故可使单件下完全

18、“无序”的设施布置在某种程度上“有序”，可采用混合布置。,如，零部件工艺对象专业化布置，装配车间用产品对象专业化。,主要有：一人多机和成组单元布置。,38,设备/设施布置, 布置的类型,混合布置 一人多机,概念：,one worker-multiple machines，OWMM；,当产量不足使一人看管一台设备足够忙，可设置一人看管小生产线，既可保持人员工作量，又可使物流按一定秩序流动：,39,设备/设施布置, 布置的类型,混合布置 成组技术（Group Technology，GT）P86,概念：,按产品或零件在某种特征上的相似性将其分组归类，然后在不同设备群上进行加工的方法；,相似性指形状、

19、加工工艺或路线的相似；,把这些零件构成一个零件组，再根据典型工艺流程和加工内容选择设备和人，组成一个成组单元，类似于产品对象布置；,按成组单元布置把不能大批量生产的不同类但具“相似性”的产品集中在一起，实现批量生产线加工。,40,设备/设施布置, 布置的类型,运用工艺对象专业化布置的示意图,41,设备/设施布置, 布置的类型,按成组制造单元布置的示意图,42,设备/设施布置, 工厂总平面布置（p45）,概念：,根据已选定的厂址和厂区，把工厂各个组成部分适当安排，组成一个符合生产和工作需要的有机整体，以达到方便生产、保证安全、提高经济效益的目的；,原则：,物料运输路线尽量短联系密切车间应靠近布置

20、合理划分厂区布置应紧凑,充分利用城市现有运输条件考虑企业未来的发展空间工厂布置应和周围环境协调,43,设备/设施布置, 工厂总平面布置,方法：,物料流向图法、物料运输量比较法、相对关系布置法等几种。,按照原材料、在制品及其它物料在生产过程中的总流向布置工厂各车间、仓库和其它设施，并绘制物料流向图。,44,设备/设施布置, 工厂总平面布置,方法：,物料流向图法、物料运输量比较法、相对关系布置法等几种；,通过分析比较工厂总平面布置各种方案的物料运输劳动量大小来确定工厂总平面布置的方法。,为减少物料运输劳动量，相互运输量大的车间应靠近布置；反之，相互运输量小的车间可布置得远一些；常用物料重量与运输距

21、离的乘积衡量，可对大型零件、装卸及运输需特殊保护的物料加权进行计算。,45,设备/设施布置, 工厂总平面布置,物料运输量比较法,步骤：根据原材料、在制品在生产过程中的流向，绘出初步物流图。制定物料运量表，画出表示物料流量的相关线图。,每日物料运量表,46,设备/设施布置, 工厂总平面布置,物料运输量比较法,运量相关线图,工厂布置示意图,3根据物料运量大的单位尽可能靠近的原则进行工厂布置。,47,设备/设施布置, 工厂总平面布置,方法：,物料流向图法、物料运输量比较法、相对关系布置法,根据工厂各组成部分之间关系的密切程度进行布置，从而得出较优的总平面布置的方法。,绝对必要 A （Absolute

22、ly necessary）特别重要 E （Especially important）重要 I （Important）一般程度 O （Ordinary）不重要 U （Unimportant）不宜接近 X,48,设备/设施布置, 工厂总平面布置,相对关系布置法：,列出关系密切程度后，还需列出不同程度关系的原因，根据这两种信息，可安排布置方案。,49,设备/设施布置, 工厂总平面布置,相对关系布置法：, 实例,某企业有八单位：收料处、材料库、工具库、修理车间、生产车间、浴室、食堂和办公室，用相对关系法绘制工厂总平面图。,按各单位相互关系编制相互关系表；按关系表编制主联系簇，从A列中出现最多的部门开始

23、，并将与之密切的部门联系起来；考虑其他A关系部门，尽量放在主联系簇中；编制X关系联系图；依据联系簇图，用实验法布置所有部门。,50,相互关系密切程度表,相对关系布置法实例：,51,各单位的布置图,相对关系布置法实例：,52,设备/设施布置, 车间设备布置,车间设备布置的基本形式（2种）：,把同类机器布置在一起，如按车床组、铣床组、钻床组等分区布置；按加工对象所需设备布置。,53,设备/设施布置, 车间设备布置,车间设备布置的方法,单一品种生产时，车间设备/设施的布置按形状：,54,设备/设施布置,直线式：排列简单，组织较容易，流程较畅通，常用；蛇型：适用于宽度较大，长度较短的厂房，可缩短纵深流

24、程，经济利用空间；U型：适用于场地受限，进口与出口必须置于同一侧；环形：适用于辅助工具、容器、运输工具必须周而复始地送回起点的情况；Z型：适用于空间狭窄、零件体积较小的情况, 车间设备布置,车间设备布置的方法,55,设备/设施布置, 车间设备布置,从-至表法 From-to：按不同工作点的相对位置，以对角线元素为基准计算各工作点间的相对距离，找出物料运输总成本最小的方案。线性规划法计算机辅助布置,车间设备布置的方法,多品种小批量生产时,56,设备/设施布置,从-至表法,第一步，选择典型零件，编制工艺路线，确定所用设备；第二步，编制零件从至表，确定顺流和反流的移动次数；第三步，计算总移动距离；第

25、四步，分析和改进初始从至表，用实验法，确定接近于最优的机床布置方案。, 车间设备布置,57,设备/设施布置,从-至表法 实例,17种零件，8台设备共10个工作地，相邻工作地距离约等，算一个单位距离，按每种零件的工序组成和顺序，制定了一种设备布置初始方案，其工艺流程图如下图。图中圆圈中的数字为零件加工的序号，箭线为零件在工序间的移动方向。,要求：计算零件在各设备间的总移动距离，并改进设备布置。, 车间设备布置,59,第一步，工艺路线已编制；第二步，编制零件从至表；确定顺流和反流的移动次数；,设备/设施布置,从-至表法 实例,图中对角线是物料流向分界线，右上半角为顺流；左下半角为倒流；方格中的数字

26、表示从某机床至另一机床的零件移动次数；, 车间设备布置,初始方案的从至表,61,第三步，计算总移动距离；,设备/设施布置, 车间设备布置,从-至表法 实例,62,第四步，分析并改进。,将交接次数最多的两台设备或工作单元尽量安排在相邻位置；在从-至表中就是将相互移动次数多的两台设备尽量靠近对角线；,设备/设施布置,因为，在从-至表中，若以工作地间的距离为标准，那么表中所在的单元格距离对角线的格数就是几个工作地的距离单位。, 车间设备布置,从-至表法 实例,改进方案的从至表,64,第四步，分析并改进。,设备/设施布置, 车间设备布置,从-至表法 实例,65,设备/设施布置, 非制造业的设施布置,非

27、制造行业种类繁多，很难归纳成制造业的几种基本类型，其设备布置也很繁杂；,仓库布置,介绍两种典型布置情况：,办公室布置,66,设备/设施布置, 非制造业的设施布置,仓库布置,类似制造业的工厂，物料需要在不同地点之间移动，可有多种方案。,目的：合理布置以缩短取货时间，降低仓储管理的成本。,实例：,一家电用品仓库，共14个货区，要储存7种家电；仓库只有一个出入口，进出仓库都需经过这个出口；仓库每种产品每周存取次数如表，该如何布置不同产品货区？,67,家电用品仓库示意图,设备/设施布置, 非制造业的设施布置,仓库布置 实例,68,设备/设施布置, 非制造业的设施布置,家电用品仓库的存储信息,仓库布置

28、实例,69,设备/设施布置, 非制造业的设施布置,因各种物品所需货区面积不同，故需计算物品搬运次数与所需货区数量之比，取比值最大者靠近出入口，依次往下排列：3(360)，1(280)，5(200)，6(150)，4(125)，2(80)，7(50),仓库布置 实例,70,设备/设施布置, 非制造业的设施布置,办公室布置,服务业繁荣昌盛，使得办公室办公的作业方式也日益增多；如何通过科学、合理、有效的办公室布置来提高工作效率，提高“白领”的劳动生产率也日益成为一个重要议题.,71,设备/设施布置, 非制造业的设施布置,办公室布置, 办公室与生产制造系统的差异,制造系统处理对象是有形物品；办公室则是

29、信息及组织内外的来访者；制造系统效率与设备速度有很大关系；办公室主要取决于人的工作速度，办公室布置对其有极大影响；制造系统产品加工特性很大程度决定设施布置的类型，生产管理人员一般只在基本类型选择上布置设施；办公室布置则有多种选择；,72,设备/设施布置, 非制造业的设施布置,办公室布置, 考虑的主要因素,信息传递与交流的迅速、方便，包括各种书面文件、电子信息及人与人之间的信息传递和交流；人员的劳动生产率，办公室布置对生产率的影响非常大，必须根据不同工作性质、目标来考虑布置；,银行门市、商贸公司等，需较大开放式办公室布置，方便人交流；出版社则需要相对封闭一点的布置，以免受干扰，影响效率。,73,

30、设备/设施布置, 非制造业的设施布置,办公室布置, 基本模式,传统封闭式办公室，办公楼被分割成多个小房间，伴之以一堵堵墙、一扇扇门和长长走廊；优缺点：保持工作独立性；不利信息交流和传递，产生疏远感，不利上下级沟通，且无调整和改变布局的余地。开放式办公室，一间很大的办公室，可容纳一个或几个部门的十几、几十甚至上百人同时工作；优缺点：方便交流，消除等级隔阂；可能互相干扰，容易闲聊等。,74,设备/设施布置, 非制造业的设施布置,办公室布置, 基本模式,鉴于两种模式的优缺点，出现一种带半截屏风的组合办公室布置；,特点：,既利用了开放式布置的优点，又在一定程度上避免了相互干扰、闲聊等缺点；这种模块化布置具有很大的柔性，可随时调整和重新布置；据估计，组合布置比传统封闭式能节约40%的布置费用。,75,设备/设施布置, 非制造业的设施布置,办公室布置, 新型模式,“活动中心”办公室，每个活动中心有会议室、讨论间、电视电话、接待处、打字复印等进行一项完整工作所需的各种设备；有若干个活动中心，人员根据任务不同来回移动，仍然保留自己小小的办公室，适用于项目型的工作。“远程”办公，利用信息网络技术，将处于不同地点的人们联系在一起，共同完成工作。,