第5章.生产和服务设施布置.ppt

1、第五章 生产和服务设施布置,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,第一节 设施布置决策,一、设施布置：在确定了企业内部生产单位组成之后，合理安排企业或某一组织内部各生产单位和设施的相对位置与面积、车间内部生产设施的布置。 二、制造企业内部的生产结构：工厂（分厂）车间工段（班组）工作地，其中车间是基本的生产单位。,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,三、影响生产单位构成的因素,生产品种 产品的结构和工艺特点 生产的专业化与协作化水平 生产的规模,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,第二节 厂区平面布置,厂区平面布置：是在选定厂址、确定生产单位构成之后进行的一项重要的生产空间组织工作,生产与运作管理陈荣秋

2、、马士华编著,第二节 厂区平面布置,1、目标 最短的运输路线 最大的灵活性 最有效的面积利用 最良好的工作环境 最合理的发展余地,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,第二节 厂区平面布置,二、厂区平面布置影响因素 生产类型和生产规模 地形地貌、地质条件 生产单位的构成数量和规模 外部条件，如公路、铁路、河流等 企业发展愿景 环保,布局（Layout）,决定长期作业效率的决策,裁剪,缝纫,包装,空盒,布局（Layout）,决定长期作业效率的决策,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,第二节 厂区平面布置,三、厂区平面布置方法 物料运量图法 根据物料的流向及运输量来布置企业的生产部门，目的是使物料运量最

3、小，运输量大的生产单位应安排在相邻位置。 作业相关图法 根据部门之间的关系密切程度来布置企业的生产部门，关系密切的生产单位应安排在相邻位置。,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,1.物料运量图法,根据原材料、在制品在生产过程中的流向，初步布置相对位置，绘出初步物流图 统计车间之间的物料流量，制定物料运量表 按运量大小初布置，车间间运量大的相邻 考虑其它因素进行调整,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,1）物料运量图法,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,4,6,10,6,5,11,2,2,4,各单元物料流量的合并,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,第二节 车间布置与库房布置,（3）按运量大小进行初步

4、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正和调整。,01,04,03,05,02,7,10,4,4,11,2,2,1,10,11,4,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,01,04,03,05,02,7,2+2=4,6+4=10,5+6=11,2+2=4,2,2,1,1,物料运量图法,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,2.作业相关图法,作业相关图法是由穆德提出的，它是根据企业各部门之间的活动关系密切程度布置其相互位置。首先将关系密切程度划分为A、E、I、O、U、X六个等级，然后，列出导致不同程度关系的原因。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

5、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。,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,例题：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23的区域内。已知这6个部门的作业关系密切程度，如下页图所示。请根据图作出合理布置。,解：第一步，列出关系密切程度（只考虑A和X）： A：1 2 1 3 2 6 3 5 4 6 5 6 X：1 4 3 6 3 4,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,解：第一步，列出关系密切程度（只考虑A和X）： A：1 2 1 3 2 6 3 5 4 6 5 6 X：1 4 3 6 3 4,第三步，考虑其

6、它“A”关系部门，如能加在主联系簇上就尽量加上去，否则画出分离的子联系簇。本例中，所有的部门都能加到主联系簇上去，如图2所示。,第二步，根据列表编制主联系簇，如图1所示。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。如图1。,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,第四步，画出“X”关系联系图，如图3所示。,图4 最后结果,第五步，根据联系蔟图和可供使用的区域，用实验法安置所有部门，如图4所示。,总裁,工程顾问,工程师区,秘书,办公室人员构成,作业相关图法 关系图,关系图,总裁,工程顾问,工程师区,秘书,办公室入口,

7、中心文件柜,影印设备,设备间,办公室人员构成,储存室,关系图,办公室人员设备关系图,关系图,1、总裁,2、顾问,3、工程师,4、秘书,5、入口,A4 I5 6 O2 8 9 U7,6、文件柜,7、设备间,8影印设备,9、储存室,A,X,E,入口,设备间,储存室,影印设备,计算机技术：,ALDEP,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,仓库布置,仓储业是非制造业中占比重很大的一个行业，通过合理的仓库布置来缩短存取货物的时间、降低仓储管理成本具有重要的意义。 从某种意义上来说，仓库类似于制造业的工厂，因为物品也需要在不同地点（单元）之间移动。因此，仓库布置也可以有很多不同的方案，一般的仓库布置问题的目

8、的都是寻找一种布置方案，使得总搬运量最小。 这个目标函数与很多制造业企业设施布置的目标函数是一致的。实际上，这种仓库布置的情况比制造业工厂中的经济活动单元的布置更简单，因为全部搬运都发生在出入口和货区之间，而不存在各个货区之间的搬运。,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,仓库布置,这种仓库布置进一步可分为两种不同情况： （1）各种物品所需货区面积相同。在这种情况下，只需把搬运次数最多的物品货区布置在靠近出入口之处，即可得到最小总负荷数； （2）各种物品所需货区面积不同。需要首先计算某物品的搬运次数与所需货区数量之比，取该比值最大者靠近出入口，依次往下排列。,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,仓库

9、布置,例子：假设有一个家电用品仓库，共有M个货区，分别存储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（如下图所示）。假设该仓库每种物品每周的存取次数如下表所示，应该如何布置不同物品的货区，使总搬运量最小？,仓库平面示意图,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,货区,通道,表41：家电用品仓库的存储信息,图412：仓库平面示意图,通道,图413：布置好的仓库平面示意图,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,仓库布置,上面是以总负荷数最小为目标的一种简单易行的仓库货区的布置方法。在实际中，根据情况的不同，仓库布置可以有多种方案，多种考虑目标。例如，不同物品的需求经常是季节性的，在元旦、春节期间

10、应把电视、音响放在靠近进入口处。又如，空间利用的不同方法也会带来不同的仓库布置要求，在同一面积内，高架立体仓库可存储的物品要多得多。,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,仓库布置,由于搬运设备、存储纪录方式等的不同，也会带来布置方法上的不同。 新技术的引入会带来考虑更多有效方案的可能性：当计算机仓库信息管理系统可使得搬运人员迅速知道每一物品的准确仓储位置，并为搬运人员设计一套汇集不同物品与同一货车上的最佳搬运行走路线；自动分拣运输线可使仓储人员分区工作，而不必跑遍整个仓库，等等。总而言之，根据不同的目标，所使用技术不同以及仓储设施本身的特点，仓库的布置方法有多种。,生产与运作管理陈荣秋、马士华编

11、著,仓库布置,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,仓库布置,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,第三节 车间平面布置,车间平面布置：要按一定的原则，正确确定车间内部各组成单位（如工段、班组）以及工作地、设备之间的相互位置。,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,第三节 车间平面布置,一、车间平面布置影响因素 车间的功能和任务 车间总体布置 工艺路线和生产组织形式 设备的种类及数量 工作地的有效面积,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,二、生产组织形式与平面布置,按对象布置（Product Layout）：产品式布置 按工艺布置（Process Layout）：机群式布置 固定式布置（Fixed Posi

12、tion Layout） 混合布置 按成组单元布置（Group Tech.Layout） 一人多机,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,1） 按产品布置原则 ：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。 旨在使大量产品/顾客顺利且快速的通过系统，适合于重复加工、标准化高的产品/服务。,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,产品原则布置（Product Layout）,生产与运作管理,蒋南云,陶瓷加工流水线,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,38,产品原则布置的基础是标准化及作业分工。整个产品被分解成一系列标准化的作业，由专门的人力及加工设备来完成。 以汽车装配线为例，对于一

13、条装配线而言，其车型基本不变或变化不大，整个装配顺序固定不变，这样，通过作业分工将汽车装配分解为若干标准化的装配作业，各个工作站配备有专用的装配设备来完成固定的装配作业，不同工作站间的运输采用专用的、路径固定的运送设备。 在服务系统中，服务对象的个性千差万别，流水线布置的应用相对较少。但可以分解为一系列标准作业的服务也可以采用这种布置方式，如自助餐厅服务线及汽车的自动清洗服务等。,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,2）工艺原则布置 ：将相同或相似的加工作业放在一起，组成一个生产单元，这种布置用来加工或提供涉及许多工艺要求的产品/服务,L,L,L,D,D,D,D,G,G,接收和转运,L,D,G,

14、车床组,镗床组,磨床组,磨床,钻床,车床,图48：按工艺过程布置示意图,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,2.工艺原则布置（process layout）,要求：生产单位内集中完成相同工艺的设备和工人，可以完成不同产品上相同工艺内容的加工,生产与运作管理,蒋南云,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,42,工艺原则布置在服务业中也很常见，此时称为过程原则布置。 例如综合医院的布置一般是将功能相似的检查设备，如牙齿的X射线检查仪、内脏的X射线检查仪等及相应的医护人员组成放射科，或将服务功能相似的医生，如外科医生、精神科医生等分别组成外科、精神科。 此外，汽车修理间、

15、航空公司和公共图书馆都属于这一类。,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,3）固定式布置（fixed position layout）,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,固定式布置（Fixed Position Layout） 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。 公路、房屋建设：太大 手术：没办法 餐厅：不愿意 船舶、机车、发电机组,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,46,固定式布置是人类最早的生产布置形式，用于农业种植、房屋建造、道路建设和采掘开矿等方面。 随着技术的进步和工业化生产，便有了产品原则布置和工艺原则布置。 固定式布置

16、问题有三： 场地空间有限； 不同的工作时期，物料和人员需求不一样，这给生产组织和管理带来较大困难； 物料需求量是动态的。 因此一般不采用固定式布置，即使采用，也尽量将大的加工对象先期分割，零部件标准化，尽可能分散在其他位置和车间批量生产，以降低生产组织管理难度。如工程建设的预制件生产和大型机器设备的部件生产。,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,4）按成组制造单元布置（Layouts Based on Group Technology）,L,D,D,G,G,L,P,G,L,L,原 材 料,成 品 库,单元1,单元2,单元3,G,D,L,车床,钻床,磨床,如49：成组生产单元布置示意图,生产与运作

17、管理陈荣秋、马士华编著,48,成组单元布置,工艺原则布置和产品原则布置代表了小批量生产到连续大规模生产的两个极端。 制造商在产品原则布置的基础之上向工艺原则靠拢。系统既灵活又有效，单位生产成本低。 单元制造、成组技术和柔性制造单元就代表了这种方向。 是当代最新、最有效的生产线设置方式，为日本和欧美企业所广泛采用 在小批量多品种生产的残酷环境下，这种生产线放弃了传送带，但却是达到了甚至超过了大量生产条件下传送带流水线的效果，因此被誉为“看不见的传送带”。,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,49,成组生产单元 是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。 在成组生产单元里配备了

18、成套的生产设备和工艺装备以及相关工种的工人，以便能在单元里封闭地完成这些零件的全部工艺过程。 成组生产单元是一种灵活的布置，会根据产品设计和产量的改变，而相应改变。 尽管成组原则布置概念来自于制造业，但是其思想对服务业也同样存在。 例如，大型火车站中，按车次目的地的不同方向来布置候车室等，可以提高输送旅客的效率。,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,对象组1,对象组4,对象组3,对象组2,车床,滚床,磨床,车床,车床,滚床,磨床,装配,热处理,热处理,锯床,磨床,热处理,组4,组3,组2,组1,成组制造单元布置,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,生产与运作管理陈

19、荣秋、马士华编著,单元布置形状,生产与运作管理,蒋南云,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,C型制造单元布置,生产与运作管理,蒋南云,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,典型的布置形式,U型单元,线切割,焊 接,钻,油漆,车,铣,入口,磨,铣,出口,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,U形制造单元及生产线布置（U-line Cell）,7,6,5,4,3,2,1,7,6,5,4,3,2,1,入口,出口,入口,出口,工人的行走路线,图65：U形制造单元及生产线布置,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,为了实现无库存生产，JIT生产方式中，设备按U型布置成组加工单元布局： 入口 出口,截 断,车,车,铣,

20、立 铣,磨,检验,成品,立 铣,物流 工人在单元中运动,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,三、车间平面布置方法,从至表法 重心法 线性规划方法 计算机辅助布置,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,1）从至表是一种常用的生产和服务设施布置方法。 其基本步骤如下： 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。,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,例62 一金属加工车间有6台设备，已知其生产的零件品种及加工路线，并据此给出如表所示的零件在设备之间的每月移动次数，表64

21、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。,车间平面图,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,设备间月平均移动次数,单位距离运输成本,单位距离每月运输成本,单位距离每月总运输成本,第二节 布置决策的定量分析,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,最后布置方案：, 锯床 冲床 122.7 磨床 钻床 91.7 锯床 磨床 71.5 钻床 车床 69.2 车床 插床 66,第二节 布置决策的定量分析,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,2）新设备的布置问题,为适应生产或服务要求，人们常常对原有的部门进行改造，例如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

22、直线移动距离的总和最小。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。,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,2）新设备的布置问题 f(x,y)= wi(|x-ai|+ |y-bi|) 方法： 将x的坐标按递增的顺序排列，同时求出累计加权值。 从累计加权值中从小到大去找第一个大于或等于总加权值的一半的加权值。该加权值对应的x坐标即为x的解 y的求法相同,返回首页,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,例：,某大学购买一台新设备，以便全校教师制作教学录像带。 这台设备由校园内六个学院的教师使用。这六个学院的位置 如图所示。其坐标和各学院使用

23、该设图新设备布置的最优区 域备的教师人数见表。各学院间用草坪隔开，故通道都是交 叉垂直的。问该录像带制作设备安置在何处，使所有教师的 总行程最小。,学院坐标和使用人数,学院坐标图,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,解：设布置录像带制作设备的坐标为x和y，取每个学院使用该设备的教师人数为加权数。下面分别求出x和y的值。 首先求x的最优解。将x的坐标按递增的顺序排列，同时求出累计加权值，见表。 最优值求解方法：将累计加权值除以2，如本例(2042)=102。 在累计加权值中从小到大找出第一个大于102的值103。 与103相对应的J坐标即为最优解，x=6。,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,y值的

24、求法与此相同。由表可知，y=12。则本例的最优解为(6，12)，即新的录像带制作设备应布置在坐标为(6，12)的地方，这样所有教师的行走路程的总和最小。,x坐标和累计加权值,y坐标和累计加权值,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,规模小，劳动密集型为主，设备较少 以工艺型居多，产品原则型较少。,第四节 非制造业的设施布置,（美）斯蒂芬.罗宾斯 管理学第四版 人大出版,典型的流程,Example 普通医院与牙科医院,（美）斯蒂芬.罗宾斯 管理学第四版 人大出版,典型的流程,Example 普通医院与牙科医院,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,

25、病号2,开车撞了,（美）斯蒂芬.罗宾斯 管理学第四版 人大出版,典型的流程,Example 普通医院与牙科医院,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,病号3,老人,（美）斯蒂芬.罗宾斯 管理学第四版 人大出版,典型的流程,Example 普通医院与牙科医院,病号2,开车撞了,病号3,老人,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,（美）斯蒂芬.罗宾斯 管理学第四版 人大出版,典型的流程,Example 普通医院与牙科医院,病人1,病人1,病人1,挂号,划价,收费,治疗,（美）斯蒂芬.罗宾斯 管理

26、学第四版 人大出版,挂号,划价,收费,治疗,诊断,典型的流程,牙科医院,普通医院,作业顺序,服务的提供,顺序相同,顺序不同,单一性,多样性,医务人员设施的安排,按就诊顺序安排,按科室安排,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,2、超市的布置,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,店堂的布局,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,3、 办公室的设施布置,1、办公室与制造系统的区别,组织结构、各部门的配置方式、部门之间的相互联系和相对位置的要求对办公室布置有重要的影响作用。同时，有些制造业使用的方法也适用于办公室布置。如按工作流程和能力平衡的要求划分工作中心和个人工作站,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,办公

27、室布置,当今，“白领”人员在一国就业人口中所占比重越来越大，因此，如何通过合理、有效的办公室布置提高工作效率、提高“白领”的劳动生产率也正在日益成为一个重要问题。,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,办公室布置的主要考虑因素是两个： 信息传递与交流的迅速、方便； 人员的劳动生产率。,办公室布置存在的几种基本的模式： 传统的封闭式办公室 开放式办公室布置 半截屏风的组合办公模块 “活动中心”的新型办公室布置 “远程”办公布置方式,办公室布局,（Office layout）,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,办公室的几种基本模式,封闭式办公室：将办公楼分割成多个小房间 开放式办公室：将工作人员容纳在

28、一间很大的办公室内共同工作。 组合办公模块：带有半截屏风的组合办公模块布置方式，这种模块式布置有很好的柔性。 活动中心：将封闭式布置和开放式布置结合使用的新型办公布置方式。 “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。,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,办公室布置的演变,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,封闭式布局,传统的封闭式办公室 办公楼被分割成多个小房间，伴之以一堵堵墙、一个个门和长长的走廊。显然，这种布置可以保持工作人员足够的独立性，但却不利于人与人之间的信息交流和传递，使人与人之间产生疏远感，也不利于上下级之间的沟通。而且，几乎没有调整和改变布局的余

29、地。,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,开放式办公室布置 在一间很大的办公室内，可同时容纳一个或几个部门的十几人、几十人甚至上百人共同工作。这种布置方式不仅方便了同时之间的交流，也方便了部门领导与一般职员的交流，在某种程度上消除了等级的隔阂。但这种方式的一个弊端是，有时会相互干扰，会带来职员之间的闲聊等。,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,这种布置既利用了开放式办公室布置的优点，有在某种传递上避免了开放式布置情况下的相互干扰、闲聊等弊病。而且，这种模块使布置有很大的柔性，可随时根据情况的变化重新调整和布置。有人曾估计过，采用这种形式的办公室布置，建筑费用比传统的封闭式办公建筑能节省40%，改变

30、布置的费用也低得多。,带有半截屏风的组合办公模块,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,Office Layout Floor Plan,审核,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,20世纪80年代，在西方发达国家又出现了一种称之为“活动中心”的新型办公布置。在每一个活动中心，有会议室、讨论间、电视电话、接待处、打字复印、资料室等进行一项完整工作所需的各种设备。楼内有若干个这样的活动中心，每一项相对独立的工作集中在这样一个活动中心进行，工作人员根据工作任务的不同在不同的活动中心之间移动。但每人仍保留有一个小小的传统式个人办公室。显而易见，这是一种比较特殊的布置形式，较适合于项目型的工作。,“活动中心”的新型办公布置,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,入口,影印设备,活动中心,生产与运作管理陈荣秋、马士华编著,20世纪90年代以来，随着信息技术的迅猛发展，一种更加新型的办公形式-“远程”办公也正在从根本上冲击着传统的办公室