设施规划与物流分析教材(PPT 58页).pptx

设施规划与物流分析设施规划与物流分析 生产与服务设施选址生产与服务设施选址l选址重要性选址重要性l需考虑因素需考虑因素l选址步骤选址步骤l评价方法评价方法l选址案例选址案例第一节第一节 选址重要性与难度选址重要性与难度 设施选址设施选址(Facility location)：确定在何处建厂或：确定在何处建厂或服务设施服务设施人类祖先居住洞穴选址：人类祖先居住洞穴选址：第一个研究制造活动选址：第一个研究制造活动选址：90年代经济全球化：年代经济全球化：南威尔士南威尔士喷油生产厂喷油生产厂西班牙西班牙引擎装配厂引擎装配厂比利时比利时车体生产厂车体生产厂喷油装置喷油装置引擎引擎全球制造全球制造第一节第一节 选址重要性与难度选址重要性与难度l选址重要性：投资、建设速度、服务成本等选址重要性：投资、建设速度、服务成本等投资：建新厂投资：建新厂一大笔投资一大笔投资q偏僻山区建厂：偏僻山区建厂：q市中心：市中心：成本：不同选址影响提供产品成本：不同选址影响提供产品/服务的成本服务的成本影响价格与竞争力影响价格与竞争力职工：职工：作用长远：作用长远：第一节第一节 选址重要性与难度选址重要性与难度l选址的难度选址的难度选址因素相互矛盾：选址因素相互矛盾：不同因素的相对重要性难度量不同因素的相对重要性难度量不同决策部门利益不同，追求目标不同不同决策部门利益不同，追求目标不同判别标准会随时间变化判别标准会随时间变化作选址决策时：必须针对企业生产经营特点：作选址决策时：必须针对企业生产经营特点：原材料、产品、渠道、运输工具等，就其所处原材料、产品、渠道、运输工具等，就其所处客观环境与条件，提多个备选方案，分析取舍客观环境与条件，提多个备选方案，分析取舍第二节第二节 影响选址的因素与选址步骤经济影响选址的因素与选址步骤经济一、经济因素一、经济因素1.运输条件与费用运输条件与费用输入：原材料、工具、燃料输入：原材料、工具、燃料输出：产品、废弃物输出：产品、废弃物人员：人员：2.劳动力可获得性与费用劳动力可获得性与费用3.能源可获得性与费用：能源可获得性与费用：4.厂址条件与费用：地理位置厂址条件与费用：地理位置第二节第二节 影响选址的因素与选址步骤政治社会影响选址的因素与选址步骤政治社会二、政治因素二、政治因素特别在国外建厂特别在国外建厂l政治因素：政治因素：l风险：风险：l法制：法制：l法规：法规：三、社会因素三、社会因素l生活习惯：生活习惯：l文化水平：文化水平：l经济水平：经济水平：l厂址的生活条件：厂址的生活条件：第二节第二节 影响选址的因素与选址步骤自然影响选址的因素与选址步骤自然四、自然因素四、自然因素气候条件、水资源气候条件、水资源l气候条件：气候条件：l水资源水资源第二节第二节 影响选址的因素与选址步骤步骤影响选址的因素与选址步骤步骤五、选址步骤：五、选址步骤：l选地区：按企业发展战略，选若干地区选地区：按企业发展战略，选若干地区综综合考虑经济、政治、社会、自然因素合考虑经济、政治、社会、自然因素城市建厂：城市建厂：农村建厂：农村建厂：市郊建厂：市郊建厂：l选适当地点：选适当地点：厂区平面布置方案、扩展余地：厂区平面布置方案、扩展余地：整理厂地环境费用：整理厂地环境费用：职工生活方便：职工生活方便：第三节第三节 选址评价方法选址特点选址评价方法选址特点一、选址问题特点一、选址问题特点l很难找一个一般性地选址评价模型很难找一个一般性地选址评价模型l实际上不一定需要精确解：实际上不一定需要精确解：具体问题具体分析：具体问题具体分析：l在某地区集中建厂：在某地区集中建厂：l分散建厂：分散建厂：l服务业：服务业：第三节第三节 选址评价方法选址评价方法评价方法评价方法二、评价方法：二、评价方法：1、量本利分析法：、量本利分析法：两种选址的成本、收入随销量变化如图两种选址的成本、收入随销量变化如图假设：任何厂址，产品销价相同假设：任何厂址，产品销价相同收入曲线相收入曲线相同；同；制造业厂址不影响其销售量制造业厂址不影响其销售量厂址厂址2固定成本固定成本收入收入厂址厂址2总成本总成本厂址厂址1总成本总成本厂址厂址1固定成本固定成本成成本本销售量销售量OV0 V1 V2P2P1第三节第三节 选址评价方法选址评价方法评价方法评价方法2.评分法：评分法：例例1：有：有3个候选厂址个候选厂址A、B、C，现用，现用7个指标进个指标进行评价，各指标的重要性不同，如表：第二行评价，各指标的重要性不同，如表：第二栏中的栏中的“最高分数最高分数”体现了各指标的重要程体现了各指标的重要程度，分数越高，越重要度，分数越高，越重要第三节第三节 选址评价方法选址评价方法评价方法评价方法指标指标最高分最高分ABC燃料可获性燃料可获性300200250220水源供应水源供应100809080劳动力供应劳动力供应250220200200生活条件生活条件150120120100运输性运输性200160160140污染污染50304030税收税收50304030合计合计1100840900800第三节第三节 选址评价方法选址评价方法评价方法评价方法3.线性规划运输问题算法线性规划运输问题算法例例2：某公司现有：某公司现有3个工厂个工厂A、B、C，分别在，分别在3个个不同城市，有不同城市，有2个仓库个仓库P、Q，位于不同城市，位于不同城市，存放产品，随时供用户，每个仓库每月需供存放产品，随时供用户，每个仓库每月需供应市场应市场2100吨产品，为更好服务顾客，公司吨产品，为更好服务顾客，公司欲再建一新仓库，经调查确定有欲再建一新仓库，经调查确定有X、Y两个备两个备选地址，资料见表：选地址，资料见表：工工厂厂生产能力生产能力(吨吨/月月)单位运费单位运费(元元)PQXYA240015274851B240027122427C18004524915第三节第三节 选址评价方法选址评价方法评价方法评价方法例例3：某公司现有：某公司现有2个工厂个工厂A、B，3个仓库个仓库U、V、W，工厂与仓库位于不同城市，公司为求发展，工厂与仓库位于不同城市，公司为求发展，决定选某城市建一新厂，现有决定选某城市建一新厂，现有2个备选厂址：个备选厂址：X、Y，各厂生产能力、各仓库需求、单位运费如，各厂生产能力、各仓库需求、单位运费如表：表：工工厂厂生产能力生产能力(台台/月月)UVWA2800102436B2000201614X2400302212Y240040308仓库需求仓库需求(台台/月月)220014002600案例：邦图化学品公司在印度建厂案例：邦图化学品公司在印度建厂l到国外投资的原因：到国外投资的原因：不发达国家土地、劳动力、原材料成本低不发达国家土地、劳动力、原材料成本低开拓国际市场：就近生产节约运费及其他费开拓国际市场：就近生产节约运费及其他费用：关税等用：关税等与当地企业合作：可避免一些贸易限制与当地企业合作：可避免一些贸易限制案例：邦图化学品公司在印度建厂案例：邦图化学品公司在印度建厂邦邦 图是世界最大的化工企业之一，希望在印图是世界最大的化工企业之一，希望在印度度(7亿人口亿人口)销售其产品，印度政府规定：销售其产品，印度政府规定：必须与当地企业合资才能生产，地点需由必须与当地企业合资才能生产，地点需由政府批准。为进入印度，邦图决定在印度政府批准。为进入印度，邦图决定在印度选一家合作伙伴建合资企业。选一家合作伙伴建合资企业。案例：邦图化学品公司在印度建厂案例：邦图化学品公司在印度建厂l讨论题：讨论题：1.根据案例提供的材料，你是否同意选择该根据案例提供的材料，你是否同意选择该地建厂？为什么地建厂？为什么2.你认为邦图公司在选址时，所考虑的因素你认为邦图公司在选址时，所考虑的因素是否周全？你认为还须考虑哪些因素？是否周全？你认为还须考虑哪些因素？本章小节：本章小节：l选址重要性：投资、成本、职工、长远选址重要性：投资、成本、职工、长远l影响选址的因素：经济、政治、社会、自然影响选址的因素：经济、政治、社会、自然l选址一般步骤：选地区、地点选址一般步骤：选地区、地点l选址评估方法：量本利分析法、评分法、线性选址评估方法：量本利分析法、评分法、线性规划运输问题规划运输问题生产与服务设施布置生产与服务设施布置l主要内容：主要内容：布置决策布置决策典型布置形式典型布置形式车间布置与库房布置车间布置与库房布置设备布置的定量分析设备布置的定量分析装配线平衡装配线平衡非制造业的设施布置非制造业的设施布置第一节第一节 布置决策影响生产单位构成的因素布置决策影响生产单位构成的因素一、影响企业生产单位构成的因素一、影响企业生产单位构成的因素l产品结构与工艺特点产品结构与工艺特点制造业生产单位：制造业生产单位：流程式化工业：流程式化工业：车间车间班组班组/工段工段班组班组/工段工段第一节第一节 布置决策影响生产单位构成的因素布置决策影响生产单位构成的因素l企业专业化与协作化水平企业专业化与协作化水平专业化：专业化：专业化形式不同，设置的生产单位也不同专业化形式不同，设置的生产单位也不同l生产单位专业化原则与形式：生产单位专业化原则与形式：l企业生产规模企业生产规模第一节第一节 布置决策设施布置的影响因素布置决策设施布置的影响因素二、生产二、生产/服务设施布置的影响因素服务设施布置的影响因素l满足要求，避免交叉和迂回运输，节省费满足要求，避免交叉和迂回运输，节省费用用l联系与协作关系紧密的单位应靠近布置：联系与协作关系紧密的单位应靠近布置：l利用现有运输条件：利用现有运输条件：l按生产性质、防火和环保要求，合理划分按生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区：厂区：l总占地面积最小化总占地面积最小化(防火卫生条件下防火卫生条件下)：l考虑扩展余地考虑扩展余地第二节第二节 典型布置形式物料流程形式典型布置形式物料流程形式一、物料流程形式一、物料流程形式l水平方式：设备水平方式：设备/设施都在同一车间里设施都在同一车间里l垂直方式：生产作业在多个楼层周转时垂直方式：生产作业在多个楼层周转时a bcdef水平流程形式水平流程形式第二节第二节 典型布置形式布置类型典型布置形式布置类型二、布置类型二、布置类型l固定式布置（固定式布置（Fixed position layout）指加工对象位置固定，生产工人和设备随加指加工对象位置固定，生产工人和设备随加工产品所在的某一位置移动工产品所在的某一位置移动机器机器机器工位器具工位器具固定式布置固定式布置第二节第二节 典型布置形式布置类型典型布置形式布置类型l按产品布置（按产品布置（Product layout）按对象专业化原则布置有关机器设备，常见按对象专业化原则布置有关机器设备，常见的流水生产线或产品装配线的流水生产线或产品装配线加工设备加工设备加工设备加工设备流水线流水线按产品按产品(对象对象)布置布置第二节第二节 典型布置形式布置类型典型布置形式布置类型l按工艺过程布置按工艺过程布置(Process layout)工艺专业工艺专业化布置化布置按工艺专业化原则将同类机器集中在一起，按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完成相同工艺加工任务机群式布置机群式布置LLLDDDDGG车床组车床组镗床组镗床组磨床组磨床组接收转运接收转运按工艺过程布置按工艺过程布置问题：？问题：？第二节第二节 典型布置形式布置类型典型布置形式布置类型l按成组制造单元布置按成组制造单元布置(Layout based on group technology)成组技术成组技术(GT)：LGLDDG单元单元1LLGP单元单元2单元单元3成成品品库库原原才才料料GT生产单元布置生产单元布置第三节第三节 车间布置与库房布置常用方法车间布置与库房布置常用方法二、厂区布置常用方法二、厂区布置常用方法l物料运量图法：按生产过程中物料流向及生物料运量图法：按生产过程中物料流向及生产单位间产单位间运输量运输量布置车间及各种设施的相对布置车间及各种设施的相对位置位置1.根据原材料流向，初步布置，绘初步物流根据原材料流向，初步布置，绘初步物流图图2.制定物料运量表制定物料运量表3.按运量大小进行初步布置按运量大小进行初步布置第三节第三节 车间布置与库房布置常用方法车间布置与库房布置常用方法01 02030405总计总计01721414026280345110046280522总计总计 01114107车间之间间运量表车间之间间运量表(单位：单位：10吨吨)05010203042吨吨1吨吨运量图运量图第三节第三节 车间布置与库房布置常用方法车间布置与库房布置常用方法l作业相关法：作业相关法：代号代号密切程度密切程度A绝对重要绝对重要E特别重要特别重要I重要重要O一般一般U不重要不重要X不予考虑不予考虑代代号号123456789关关系系密密切切原原因因使用使用共同共同原始原始记录记录共共同同人人员员共共用用场场地地人人员员接接触触频频繁繁文文件件交交换换频频繁繁工工作作流流程程连连续续做做类类似似工工作作共共用用设设备备其其他他第三节第三节 车间布置与库房布置常用方法车间布置与库房布置常用方法例：例：一快餐店预布置其生产与服务设施。该一快餐店预布置其生产与服务设施。该店共有店共有6个部门，计划布置在个部门，计划布置在23的区域内。的区域内。已知各部门间作业关系密切程度如图示，请已知各部门间作业关系密切程度如图示，请给出合理布置给出合理布置部门部门1部门部门2部门部门3部门部门4部门部门5部门部门6AAAAAAXXXUUEIOO作业相关图作业相关图第三节第三节 车间布置与库房布置常用方法车间布置与库房布置常用方法主联系簇主联系簇6542313461X关系联系簇关系联系簇126354最后结果最后结果第三节第三节 车间布置与库房布置仓库布置车间布置与库房布置仓库布置三、仓库布置：三、仓库布置：l例：一家电用品仓库，共有例：一家电用品仓库，共有14个货区，分别储个货区，分别储存存7种家电，仓库有一个出入口进出货物，如图种家电，仓库有一个出入口进出货物，如图示，假设每种物品每周存取次数如表所示，应示，假设每种物品每周存取次数如表所示，应如何布置不同物品的货区，使总搬运量最小？如何布置不同物品的货区，使总搬运量最小？通道通道货区货区第三节第三节 车间布置与库房布置仓库布置车间布置与库房布置仓库布置存储物品存储物品搬运次数搬运次数/周周所需货区所需货区1 电烤箱电烤箱28012 空调空调16023 微波炉微波炉36014 音响音响37535 电视电视80046 收音机收音机15017 其他其他1002第三节第三节 车间布置与库房布置仓库布置车间布置与库房布置仓库布置存储物品存储物品搬运次数搬运次数/周周所需货区所需货区搬运数搬运数/货区数货区数i1 电烤箱电烤箱28012802 空调空调1602803 微波炉微波炉3601360 max4 音响音响37531255 电视电视80042006 收音机收音机15011507 其他其他100250通道通道31555564442277出入口出入口第四节第四节 设备布置的定量分析设备布置的定量分析From-to表法表法一、从一、从至至(From-to)表法表法l用用Fromto表列出机器设施间相对位置，以对表列出机器设施间相对位置，以对角线元素为基准计算工作地间相对距离，找角线元素为基准计算工作地间相对距离，找出整个生产单元物料总运量最小的布置方案出整个生产单元物料总运量最小的布置方案第四节第四节 设备布置的定量分析设备布置的定量分析From-to表法表法l例：一金属加工厂车间有例：一金属加工厂车间有6台设备，已知其生产台设备，已知其生产的零件品种及加工路线，并据此给出表的零件品种及加工路线，并据此给出表1所示的所示的零件设备间的每月移动次数，表零件设备间的每月移动次数，表2给出了单位距给出了单位距离运输成本，请确定该车间的最佳布置方案离运输成本，请确定该车间的最佳布置方案表表1设备设备间月间月平均平均移动移动次数次数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2174186142180磨床磨床216 52190 61 10冲床冲床 400 1149516 20钻床钻床16 421624168车床车床1267110031550插床插床429583114390第四节第四节 设备布置的定量分析设备布置的定量分析From-to表法表法表表2单位单位距离距离运输运输成本成本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0.150.150.160.150.16磨床磨床0.18 0.160.150.150.15冲床冲床 0.150.150.150.15 0.16钻床钻床0.180.150.150.150.16车床车床0.150.170.160.200.15插床插床0.150.150.160.150.15第四节第四节 设备布置的定量分析设备布置的定量分析From-to表法表法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71.43122.712.6425.235.1磨床磨床25.42 91.6521.2215.75冲床冲床 23.5518.416.48 钻床钻床69.1527.98车床车床66.0锯床锯床冲床冲床插床插床磨床磨床钻床钻床车床车床最后布置方案最后布置方案第四节第四节 设备布置的定量分析新设备布置设备布置的定量分析新设备布置二、新设备布置问题：新填设备、设备改造二、新设备布置问题：新填设备、设备改造l设原设备在坐标系的点为设原设备在坐标系的点为(a1,b1),(a2,b2),(an,bn)，则目标是求出，则目标是求出x,y，使，使 最小最小(加权系数加权系数 是允许新老设备间有不同流量是允许新老设备间有不同流量)第四节第四节 设备布置的定量分析新设备布置设备布置的定量分析新设备布置该问题的简化解：分别求出该问题的简化解：分别求出x和和y的最优的最优/小值：小值：例：假设已有例：假设已有2台设备，坐标分别为台设备，坐标分别为(5,10),(20,30)，取权重为，取权重为1，求新设备的布置位置，求新设备的布置位置第四节第四节 设备布置的定量分析新设备布置设备布置的定量分析新设备布置解：分别求解：分别求g1(x)，g2(y)的最小值：的最小值：(5,10)(20,30)Oyx最优解：最优解：第四节第四节 设备布置的定量分析新设备布置设备布置的定量分析新设备布置例：某大学购买一台新设备，以便全校教师制作例：某大学购买一台新设备，以便全校教师制作教学录像带。该设备由校内教学录像带。该设备由校内6个学院个学院(位置如图位置如图)教师教师(各学院教师人数见表各学院教师人数见表)使用，各学院间用使用，各学院间用草坪格开，通道都是交叉垂直的，问该设备安草坪格开，通道都是交叉垂直的，问该设备安置在何处，使所有教师的总行程最小置在何处，使所有教师的总行程最小51015xy5101520学院学院坐标坐标人数人数管理管理(5,13)31法律法律(8,18)28人文人文(0,0)19机械机械(6,3)53外语外语(14,20)32自控自控(10,12)41第四节第四节 设备布置的定量分析新设备布置设备布置的定量分析新设备布置学院学院 x坐标坐标 权值权值权值累加权值累加人文人文01919管理管理53150机械机械653103法律法律828131自控自控1041172外语外语1432204学院学院 y坐标坐标权值权值权值累加权值累加人文人文01919机械机械35372自控自控1241113管理管理1331144法律法律1828172外语外语2032204第四节第四节 设备布置的定量分析新设备布置设备布置的定量分析新设备布置51015xy5101520第五节第五节 装配线平衡必要性装配线平衡必要性一、为什么要进行装配时间平衡？一、为什么要进行装配时间平衡？l例：某装配线有例：某装配线有6道工序，道工序，节拍为：节拍为：5分钟分钟/件，各工序件，各工序 作业时间如图，求工作负荷率作业时间如图，求工作负荷率124356231.52.831r=5分钟分钟/件件装配线顺序图装配线顺序图第五节第五节 装配线平衡节拍装配线平衡节拍二、装配线二、装配线(流水线流水线)节拍节拍l节拍：流水线上连续出产两件相同制品的时间节拍：流水线上连续出产两件相同制品的时间间隔，设为间隔，设为r：例：某流水线计划日产量为例：某流水线计划日产量为150件，两班制生产，件，两班制生产，每班有每班有21分钟休息时间，计划不合格品率为：分钟休息时间，计划不合格品率为：2，计算该流水线节拍，计算该流水线节拍解：解：第五节第五节 装配线平衡方法装配线平衡方法三、装配线平衡的方法三、装配线平衡的方法l以适当方法将装配线上若干相邻工序合并成一以适当方法将装配线上若干相邻工序合并成一个大工序个大工序(工作地工作地)，使其作业时间接近或等于，使其作业时间接近或等于装配线节拍装配线节拍确定装配流水线节拍确定装配流水线节拍r计算线上需要的最少工作地数计算线上需要的最少工作地数Smin，ti为工序为工序i的工作时间：的工作时间：按以下条件向工作地分配小工序：按以下条件向工作地分配小工序：第五节第五节 装配线平衡方法装配线平衡方法q保证工序间相互顺序保证工序间相互顺序q每个工作地分配到的小工序工作时间之和每个工作地分配到的小工序工作时间之和(Tei)，不大于节拍，不大于节拍q各工作地作业时间应尽量接近或等于节拍：各工作地作业时间应尽量接近或等于节拍：Teirq应使工作地数目应使工作地数目S尽量少尽量少计算工作地时间损失系数计算工作地时间损失系数L、平滑系数、平滑系数SI：第五节第五节 装配线平衡方法装配线平衡方法例：启明公司开发出一种新颖三轮童车，试销结例：启明公司开发出一种新颖三轮童车，试销结果深受欢迎，公司决定建立一条装配流水线，果深受欢迎，公司决定建立一条装配流水线，大批量生产，装配线节拍大批量生产，装配线节拍r20s/件，工序总工件，工序总工作时间为作时间为253s，装配线设计、平衡过程如下：，装配线设计、平衡过程如下：8910A3A4A5S2123A1车车架架右右轮轮左左轮轮后轮装后轮装车架上车架上465A2S1前前轮轮档档泥泥板板前前叉叉前轮前轮分装分装前轮装前轮装车架上车架上7套管、套管、定位定位螺丝螺丝把把手手橡胶橡胶手柄手柄车把装车把装套管中套管中车座装车座装车架上车架上完工完工检验检验装配工艺图装配工艺图第五节第五节 装配线平衡方法装配线平衡方法1 计算最小工作地数：计算最小工作地数：2 根据装配顺序图，用试算法进行工作地重新划根据装配顺序图，用试算法进行工作地重新划分，共划分出分，共划分出15个工作地：个工作地：S15129876543101112131817161514192021作业先后顺序图作业先后顺序图010101010001815171815 171811 15181891212第五节第五节 装配线平衡方法装配线平衡方法3 计算装配线的时间损失系数和平滑系数：计算装配线的时间损失系数和平滑系数：第六节第六节 非制造业的设施布置非制造业的设施布置办公室特点办公室特点l办公室与制造系统的不同点：办公室与制造系统的不同点：对象不同：对象不同：q制造制造对象对象：q办公室处理办公室处理对象对象：影响效率因素不同：影响效率因素不同：q制造系统产出速度与设备速度相关制造系统产出速度与设备速度相关q办公效率取决于人办公效率取决于人第六节第六节 非制造业的设施布置非制造业的设施布置办公室特点办公室特点设施布置影响因素不同设施布置影响因素不同q制造系统：制造系统：q办公室：办公室：l办公室与制造系统的共同点：办公室与制造系统的共同点：按工作流程和能力平衡要求划分工作中心按工作流程和能力平衡要求划分工作中心布置柔性，考虑未来发展布置柔性，考虑未来发展第六节第六节 非制造业的设施布置非制造业的设施布置考虑因素考虑因素l影响办公室布置的主要因素：影响办公室布置的主要因素：2个个信息传递与交流速度、方便：信息传递与交流速度、方便：人员劳动生产率：根据工作性质定人员劳动生产率：根据工作性质定第六节第六节 非制造业的设施布置基本模式非制造业的设施布置基本模式l办公室布置基本模式：办公室布置基本模式：传统封闭式办公室：传统封闭式办公室：开放式办公室开放式办公室(近近20年年)：半载屏风组合办公模块半载屏风组合办公模块封闭式与开放式结合：封闭式与开放式结合：80年代活动中心：年代活动中心：90年代远程办公年代远程办公本章小节：本章小节：l布置决策：布置决策：l典型布置形式：典型布置形式：l车间布置与库房布置：车间布置与库房布置：l设备布置定量分析设备布置定量分析l装配线平衡：节拍、平衡方法装配线平衡：节拍、平衡方法l非制造业设施布置：办公室非制造业设施布置：办公室