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1、1,主讲人：李蔚田 博士,中原工学院信息商务学院经管系,生产与运作管理Production and Operations Management,2,第5章 设施布局,教学目的：了解企业设施布局的基本概念和基本原则；了解设施布局常见的形式；了解制造业与服务业布局的差异；掌握一定的设施布局的基本方法；了解办公室布局的形式。,3,第5章 设施与布局,.1 设施布局概述,.2 设施布局的主要形式,.3 设施布局的方法,结 束,.4 专题研讨,引 例,.5 案例分析,4,引 例,请关注，人们在生产或生活中看到的现象或经历：同一种产品生产，有的工厂，设置有车床加工车间、刨床加工车间、磨床加工车间等，每一个
2、车间都只是有同一种机器，毛坯要经过各个车间的加工，才能成型；而有的工厂，机加工车间里面安排有许多不同的机器：车床、刨床、铣床、磨床、镗床等，毛坯在一个车间里面加工就可以成型了。乘过飞机的人都有这样的经历：首先是行李托运、换登机牌，当您到达机场后，到出发厅指定的值机柜台，凭客票及身份证件办理乘机手续并交运行李，领取登机牌和行李提取凭证；其次是验证，在检验柜台出示身份证件，并连同机票、登机牌一起交安检员查验；再次是安全检查，带入机内的行李要作X光机检查，旅客要走金属探测器门；最后是候机及登机，根据登机牌所示的登机口，凭登机牌登机。旅客登飞机要经过一系列工作柜台，走较长的距离，耗费至少12h。为顺应
3、社会的发展，现在许多城市都设立了行政审批大厅，市民只要走进去，涉及人们日常生活的有关事项，都可以在一系列部门的柜台上审批完结，避免了以往要奔波到位于城市东南西北的有关部门办事，节约了许多人力和物力。,返 回,5,.1 设施布局概述,4.1.1 设施布局的目标与决策标准,4.1.2 影响企业工作单元构成的因素,返 回,6,.1.1 设施布局的目标与决策标准,设施布局(facility layout)是指在已确定的空间范围内，对所属工作单元进行合理的位置安排，以便经济高效地为企业的生产运作活动服务。空间范围：工厂、车间、超市、医院，餐馆、写字楼等。工作单元：指需要占用空间的实体。设施布局的目标：总
4、体目标：实现生产运作活动的经济高效。具体目标：合理的物料流动。工作的有效性和高效率。环境美观清洁。满足容积和空间的限制。 设施布局与企业选址类似，是决定长期作业效率的决策。决策或评价标准主要包括：定量标准：物料的运输成本，客户的通过时间或距离。定性标准：对象之间的关系。,7,设施总体布局实景,返 回,8,.1.2 影响企业工作单元构成的因素,企业产品生产制造企业产品的差异性，如汽车、家电、化工等企业。服务企业服务项目的差异性，如餐饮、超市、医院等。企业规模企业规模大，专业分工细，工作单元构成多；反之，淡化分工，工作单元少。企业的专业化与协作水平企业的专业化水平影响工作单元的设置。企业专业化的形
5、式(“生产对象”边界设定的差异性)产品专业化零部件专业化工艺阶段专业化企业协作化水平也影响工作单元的构成。协作水平越高，企业需要设置的工作单元就越少。反之也成立。,9,.1.2 影响企业工作单元构成的因素(续),企业的工艺方法与装备水平技术是指科学发现应用到产品生产或服务提供的开发与改进，包括产品和服务技术、加工技术及信息技术等。这里主要是指加工技术或工艺方法，即生产产品和提供服务的方法、程序和设备。先进的工艺方法可以提高质量、降低成本、提高生产率、扩大加工能力，也可带来竞争优势。工艺选择要考虑的主要问题：产品或服务的品种数量的多少；设备的柔性程度，即加工不同产品的适应程度。预期的产量是多少，
6、即生产规模。典型的工作单元可按工艺原则和对象原则划分，但基于高技术装备的工作单元通常构成简单，如采用数控设备或加工中心的工作单元。,返 回,10,.2 设施布局的主要形式,.2.1 工艺原则布局,.2.2 对象原则布局,返 回,.2.3 混合布局,.2.4 固定布局,11,工艺原则布局(Process layout),工艺原则布局，是指按照产品生产的工艺流程，将相同机器设备、生产功能设置在同一生产工作单位的布局方式。即按完成相似活动或相似职能的特征来构建部门并布局。特点：设备、工种、工艺方法相同；加工或服务对象不同。制造业：将相似功能的设备集中放置，并组建相应的车间或工作中心、班组。如：车工车
7、间、铣工车间等，机加车间的车工组、铣工组、钳工组等等。实例服务业：医院、大学、图书馆。实例,返 回,12,工艺原则布局,车,车,车,车,车,车,车,车,铣,铣,铣,铣,铣,铣,钻,钻,钻,钻,磨,磨,磨,磨,磨,磨,出入口,装配,装配,装配,装配,13,工艺原则布局实景,返 回,14,服务业：普通医院,挂号,内科,外科,牙科,中医,眼科,儿科,化验,注射,划价,收费,西药,中药,观察,手术,15,医院实际布局,返 回,16,医院总体布局图,17,医院科室布局图,18,工艺原则布局的优点,系统能适应不同对象的作业，有利于产品的更新换代；同类型设备集中放置，设备和生产面积利用充分；系统受个别设备出
8、故障的影响不大；采用通用设备，投资和维护费用较低；有利于设备维修和工具供应等工艺管理；有利于工人技术熟练程度的提高。,返 回,19,工艺原则布局的缺点,加工或服务路线长，运输费用高 ；例等待时间多、生产或服务周期长；在制品占用量大、资金占用多；经常进行工艺路线选择和进度安排；相关单位联系与协作关系复杂；计划管理、在制品管理、质量管理等工作难度大。,返 回,20,工艺原则布局,车,车,车,车,车,车,车,车,铣,铣,铣,铣,铣,铣,钻,钻,钻,钻,磨,磨,磨,磨,磨,磨,出入口,装配,装配,装配,装配,返 回,21,对象原则布局(Product layout),对象原则布局，是指按照生产的产品特
9、点，将不同机器设备、生产功能设置在同一生产工作单位的布局方式。对象原则布局的目的在于使大量产品或顾客顺利且迅速地通过系统。基本思想是按产品或服务的技术加工要求对整个布局进行设计。特点：加工对象相同；设备、工种和工艺方法不同。制造业：生产线或流水线 服务业：自助餐馆服务线,返 回,22,对象原则与工艺原则比较,23,典型的生产线或流水线实景,返 回,24,自助餐馆服务线,返 回,25,对象原则布局的优点,产量高或服务效率高；单位产品成本或费用低；培训时间短、费用低；路线短、单位物料运输费用低；工人和设备利用率高；管理工作简化。,返 回,26,对象原则布局的缺点,产品变化适应性较差；分工过细、工作
10、重复简单，不利于员工的发展；个别设备的故障会影响整个系统。,返 回,27,混合布局(Hybrid layout),混合布局是指工艺原则与对象原则的联和使用。存在的形式：一个企业两种形式并存，既有按工艺原则组建的部门，也有按对象原则组建的部门。一个部门兼有工艺原则和对象原则两种形式在工艺原则的基础上按对象原则组建在对象原则的基础上按工艺原则组建,返 回,28,固定布局(Fixed layout),固定布局是指加工或服务对象不动，工人（服务人员）、设备、工具移动。制造业：大型产品的生产与装配，如轮船、飞机等；大型建设项目，大坝、筑路、大楼等的建设。服务业：住院病人的医疗和护理、特殊的餐饮服务。,返
11、 回,29,.3 设施布局的方法,.3.1 基于工艺原则的布局方法,.3.2 基于对象原则的布局方法,返 回,.3.3 基于成组技术的布局方法,.3.4 服务业布局方法,.3.5 办公室布局方法,30,.3.1 基于工艺原则的布局方法,工艺原则布局是最常用的一种布局方法，其基本思想是，对具有类似工艺流程的工作部门进行布局，使其相对位置达到最优。常用的布局方法：物料流向图法 相对关系布局法 计算机辅助布局技术（CRAFT）线性规划布局法,返 回,31,物料流向图法,物料运量图法就是根据生产过程各单位和部门之间的物流量大小，确定各部门之间的相互位置的布局方法。它的宗旨就是把相互间物流量大的部门尽量
12、靠近布置。具体步骤有：根据各单位间的物流量，初步布置各生产单位的位置；统计各单位间的物料运输量，用运量图表示各单位间的运输量；把相互间物流量大的单位尽量靠近布置。,返 回,32,相对关系布局法,将关系密切程度划分为A、E、I、O、U、X等 6个等级 ；列出导致不同程度关系的原因 ；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。教材P83实例 补充实例,返 回,33,相对关系布局法办公室布局,34,相对关系布局法,35,相对关系布局法：办公室布局,返 回,36,.3.2 基于对象原则的布局方法,对象原则布局不同于工艺原则，不存在
13、设备或活动单元的相对位置的布局，一切都由其工艺流程决定，其重点是生产线或流水线的平衡问题。制造业中的生产线或流水线分为加工线和装配线加工线的平衡常常由专用设备决定装配线的平衡则用分解再组合的方式确定。装配线的平衡方法 山积图的运用,返 回,37,装配线平衡方法,计算节拍(Cycle time),计算最小工作地（工位）数目,组织工作地保持工序的先后顺序；工作地综合作业时间小于节拍，尽可能接近节拍；工作地数目尽可能少，但是不能小于最小工作地数目。,计算装配线效率,38,装配线平衡实例,一装配线由10个工序组成，各工序的工时定额和作业的先后次序如下图所示。如果节拍为15分/件，试进行装配线的平衡。,
14、39,装配线平衡实例,计算最小工作地数目,返 回,40,生产线平衡-生产节拍与工位周期,41,生产线平衡节拍时间与工位时间的调整,42,生产线平衡缩短生产节拍,增加生产速度维持人员不变,缩短生产节拍将工位2一部分可抽调的时间转至工位3以缩短生产线的生产节拍。,1,2,3,4,5,工位,工作时间,43,生产线平衡减少工位（人员）,维持生产速率不变,节减人员(1)将工位3的工作时间分配至工位24及5之內从而工位3的工人可调配到其它生产线去。可行性要求工位24及5內均有足够时间接受额外工作且符合工艺顺序要求。,1,2,3,4,5,工位,工作时间,44,生产线平衡减少工位（人员）,延缓生产速率,节减人
15、员(2)因生产需求量降低而可延缓生产速率將工位34的工作時間分配至工位125里从而工位34的工人可调配至其它生产线去。,1,2,3,4,5,工位,工作时间,返 回,45,.3.3 基于成组技术的布局方法,成组技术本质上是一种混合布局。成组技术充分利用工艺和对象原则的优点，通过合理的设备布局和对零件科学的分类分组，并加以有效的组织，从而提高零件的加工效率。目前零件编码系统有百种以上，比较典型的是奥匹兹分类系统。奥匹兹分类系统由9位码组成，其中前5位码为主要编码，分别表示零件类、主要形状、回转面加工、平面加工、辅孔&齿形&成型加工；后4位码为辅助编码，分别表示尺寸、材料、毛坯形状、精度。成组工作单
16、元为一个或几个工艺过程相似的零件族组织成组生产而建立的生产单位。成组单元的设施布局 工艺原则布局与成组单元布局的比较,返 回,46,传统的工艺原则布局,车,车,车,车,车,车,车,车,铣,铣,铣,铣,铣,铣,钻,钻,钻,钻,磨,磨,磨,磨,磨,磨,出入口,装配,装配,装配,装配,47,成组工作单元布局,48,成组工作单元布局,Paddy Hopkirk 汽车配件厂轴承生产线,49,成组工作单元布局,U型成组工作单元,原工作方式,U型生产线,原生产线工作方式,返 回,50,返 回,工艺原则布局与成组单元布局的比较,51,. 服务业布局方法,服务业（如商店、银行和饭店）布局的目的就是要使单位营业面
17、积的净收益达到最大。这个目标可以转化为：最小搬运费用、商品摆放最多等等的具体指标。布局中还要考虑其他许多人性化的因素，包括：环境条件：即背景特征，如噪音、音乐、照明、温度等。空间布局及其功能性，如顾客的行走路线和商品分组。徽牌、标志和装饰品举例,返 回,52,店堂的布局,商店入口,商店入口,53,返 回,54,. 办公室布局方法,因素：信息传递与交流的迅速、方便人员的工作效率办公室布局的形式封闭式办公室 例开放式办公室 例半开放式办公室会议中心式办公室远程办公,日本办公室,返 回,55,封闭式办公室,返 回,56,开放式办公室,返 回,办公室实景,57,典型的开放式办公室实景,58,典型的开放
18、式办公室实景（续）,返 回,59,日本典型的办公室布局,返 回,60,.4 专题研讨,医院规模的大小对设施布局有没有影响，谈谈你的观点。专业化及协作对汽车产业的相关企业的设施布局的影响是什么？主机厂零部件配套厂,返 回,61,.5 案例研究：汽车驾照的更新,讨论题：1. 按现有的处理过程，每小时能处理的申请最多是多少？2. 如果增加一个人负责审查，每小时可处理多少申请？3. 你怎样调整过程以满足每小时处理120份申请的要求？,返 回,62,四川恒源江重机械公司,63,森海塞尔德国汉诺威工厂,64,一汽集团解放公司,65,大庆炼化厂,66,工艺原则布局实景一,67,工艺原则布局实景二,返 回,68,工艺原则布局实景三,69,工艺原则布局实景四,70,典型的生产线或流水线（一）,71,典型的生产线或流水线（二）,72,典型的生产线或流水线（三）,73,典型的生产线或流水线（四）,74,典型的开放式办公室实景一,75,典型的开放式办公室实景二,76,典型的开放式办公室实景三,77,典型的开放式办公室实景四,78,典型的开放式办公室实景五,79,典型的开放式办公室实景六,80,典型的开放式办公室实景七,81,巨型航空母舰,82,当年正在建设中的三峡大坝,
