5运营管理设施布置.ppt

1、第第5 5章章 生产和服务设施布置生产和服务设施布置 第一节设备第一节设备/ /设施布置的决策设施布置的决策 1 1 第二节设施布置决策的定量分析第二节设施布置决策的定量分析 2 2 第四节非制造业的设施布置第四节非制造业的设施布置 4 4 3 3 第三节第三节 装配线平衡装配线平衡 第一节第一节 设备设备/设施布置决策设施布置决策 设备设备/设施布置：指合理安排企业或某一组织设施布置：指合理安排企业或某一组织 内部各内部各生产单位生产单位和辅助设施的相对位置与面积、和辅助设施的相对位置与面积、 车间内部生产设备的布置。车间内部生产设备的布置。 设施布置设施布置 的目标的目标 最好的工艺流程最

2、好的工艺流程 生产时间短，生 产连续。 最少的物料搬最少的物料搬 运费用运费用 运输路线简化 最有效地利用最有效地利用 空间空间 占有空间小 最好的柔性最好的柔性 适应产品、工 艺和设备变化 最舒适的作业环境最舒适的作业环境 满足生理、心理要 求 最便捷的管理最便捷的管理 密切关系作业 单位相互靠近 富士康视频富士康视频 可按设施类别分为生产设施和服务设施两大类，可按设施类别分为生产设施和服务设施两大类， 再来细分布置形式。再来细分布置形式。 生产设施生产设施的四种基本的布置形式：的四种基本的布置形式： 固定式布置固定式布置 产品原则布置产品原则布置 工艺原则布置工艺原则布置 混合布置：成组原

3、则混合布置：成组原则 服务设施服务设施的三种基本的布置形式：的三种基本的布置形式： 零售店布置零售店布置 办公室布置办公室布置 仓库布置仓库布置 一、设施布置的形式 （一）固定式布置（一）固定式布置（fixed position fixed position layoutlayout） 加工对象的位置固定，工人和设备随加工产品所在的某加工对象的位置固定，工人和设备随加工产品所在的某 一位置而转移，如飞机、船舶等。一位置而转移，如飞机、船舶等。 （二）按产品布置（对象专业化）（二）按产品布置（对象专业化） 1 1、设备按照某一种或某几种产品的加工路线或加工顺序顺、设备按照某一种或某几种产品的加工

4、路线或加工顺序顺 次排列（常称为生产线）。目标是使物流成本最小。次排列（常称为生产线）。目标是使物流成本最小。 锯锯 床床 车床车床 铣床铣床 磨床磨床 车床车床 锯锯 床床 铣床铣床 车床车床 磨床磨床 铣床铣床 包包 装装 包包 装装 C产品生产线产品生产线 D产品生产线产品生产线 2、生产线并不一定是一条直线，可以是、生产线并不一定是一条直线，可以是L型、型、O型、型、S型、型、 U型等多种，或这几种形状的组合。型等多种，或这几种形状的组合。 U S W 未加工品 完成品 未加工品 完成品 完成品 未加工品 二字形生产线 U生产线 S生产线W生产线 圆形生产线 3、这种布置下的主要课题、

5、这种布置下的主要课题-生产线的平衡问题生产线的平衡问题 如何使每一单元的操作时间都大致相等。否则，整个生如何使每一单元的操作时间都大致相等。否则，整个生 产线的产出速度只能是费消耗时间最多的单元的产出速度。产线的产出速度只能是费消耗时间最多的单元的产出速度。 -生产线的平衡问题。（木通原理）生产线的平衡问题。（木通原理） 产品原则布置优缺点比较 优点： 1、由于布置符合工艺过程，物流畅通 2、由于上下工序衔接，存放量少 3、物料搬运工作量少 4、可做到作业专业化，对工人技能要 求不高，易于培训 5、生产计划简单，易于控制 6、可使用专用设备和机械化、自动化 搬运方法 缺点： 1、设备发生故障时

6、引起整个生产 线 中断 2、产品设计变化将引起布置的重大 调整 3、生产线速度取决于最慢的机器 4、生产线有的机器负荷不满，造成 相对投资较大 5、生产线重复作业，工人易产生厌 倦 6、维修和保养费用高 相同工艺的设备和工人集中在一起。 广泛用于制造企业、学校、银行、飞机场、图书馆等。 （三）按工艺过程布置（三）按工艺过程布置（Process layout） 钻钻 床床组组 车车 床床组组 磨磨 床床组组存存储储区区 域域 喷喷漆漆 组组 装装 配配组组检检 验验组组发发 送送 产产品品 A 产产品品B 工艺原则布置优缺点比较 优点： 1、机器利用率高，可减 少设备数量 2、设备和人员柔性程度

7、 高，更改产品和数量方便 3、操作人员作业多样化， 有利于提高工作兴趣和职 业满足感 缺点： 1、由于流程较长，搬运 路线不确定，运费高 2、生产计划与控制较复 杂，要求员工素质的提 高 3、库存量相对较大 分析下列设备布置属于哪种形式？分析下列设备布置属于哪种形式？ b b布置布置 a a布置布置 （四）按成组制造单元布置（四）按成组制造单元布置（Layouts based on group technology） 将结构和工艺相似的零件组成一个零件组，进行生产。分将结构和工艺相似的零件组成一个零件组，进行生产。分C和和U型型 布置的基本步骤：布置的基本步骤： 1、将零件分类；、将零件分类；

8、 2、识别零件组的物流类型，以此作为工艺布置的基础；、识别零件组的物流类型，以此作为工艺布置的基础； 3、将机器和工艺分组，组成工作单元。、将机器和工艺分组，组成工作单元。 车床车床 铣床铣床 钻床钻床 刨床刨床 铣床铣床 车床车床 钻床钻床 磨床 镗床 铣床铣床 车床 磨床 磨床 相似零件组相似零件组1相似零件组相似零件组2相似零件组相似零件组3 成组原则布置优缺点比较 优点： 1、由于产品成组，设备 利用率高 2、流程通畅，运输距离 较短，搬 运量少 3、有利于发挥班组合作 精神 4、有利于扩大员工的作 业技能 5、兼有产品原则布置和 工艺布置 的优点 缺点： 1、需要较高的生产控制水 平

9、以平衡各单元之间的生 产流程 2、若单元间流程不平衡， 需中间储存，增加了物料 搬运 3、班组成员需掌握所有作 业技能 4、减少了使用专用设备的 机会 5、兼有产品原则布置和工 艺原则布置的缺点 产品布置 混合布置 工艺布置 位置固定型布置 多 少 生生产产量量 多多样样性性少多 设设备备布布置置 形形式式取取决决 于于生生产产量量 和和多多样样性性 路易.威登（Louis Vuitton）所面临的问题是为全世界的富 人和准富人批量生产产品，同时保持限量版和定制版的形 象。传统上，路易.威登采用逐件生产的方式来制造其著名 的时尚配饰、手袋、旅行箱、钱包和其他产品。过去，一 些人专门切割布料，另

10、一些人专门缝合皮革，一些人专门 粘贴内衬，另一些人专门安装把手等。如今，技术正在因 其更高的生产率和稳定性而取代手工劳动，比如用机器人 抓取鞋模，用计算机软件辅助切割皮革。另外一种方法是 单元制造，由六名或以上的工人组成的小团队围绕一个U 形工作台，每个人完成几道不同的工序，然后传给其他人。 用这种生产方式生产一件产品需要的时间只有逐件生产方 式的1/18，而且这种方式需要的工人更少，并能更快地发 现瑕疵，路易.威登实行单元生产后，手袋和钱包的退货率 降低了2/3。 问：LV是如何通过设施布置提高生产率的？ 第二节第二节 布置决策的定量分析布置决策的定量分析 1 1、作业相关图法、作业相关图法

11、 2、作业相关图、作业相关图法工厂总平面布置步骤 产品产品 P（Production） 数量数量 Q（Quantity） 工艺路线工艺路线 R（Route） 支援服务支援服务 S（Support） 时间时间 T（Time） 例：一个快餐店欲布置生产与服务设施。共分成例：一个快餐店欲布置生产与服务设施。共分成6个部门，个部门， 计划布置在一个计划布置在一个23的区域内，下图所示为的区域内，下图所示为6个部门间的作个部门间的作 业关系密切程度。试作出合理布置。业关系密切程度。试作出合理布置。 部门1 部门2 部门3 部门4 部门5 部门6 A A X U O E U I A X A X O A A

12、 解：第一步，列出关系密切程度（只考虑解：第一步，列出关系密切程度（只考虑A和和X） X： A： 第二步，根据列表编制主联系簇。从关系第二步，根据列表编制主联系簇。从关系A出现最多的部门开出现最多的部门开 始始. A：1-2 1-3 2-6 3-5 4-6 5-6 第四步，根据联系簇图和可供使用的区域，用第四步，根据联系簇图和可供使用的区域，用实验法实验法安置安置 所有部门。所有部门。 第三步，画出第三步，画出“X”联系簇。联系簇。 X：1-4 3-6 3-4 第二步，根据列表编制主联系簇。第二步，根据列表编制主联系簇。 A：1-2 1-3 2-6 3-5 4-6 5-6 1 6 24 5 3

13、 第四步，根据联系簇图和可供使用的区域，用第四步，根据联系簇图和可供使用的区域，用实验法实验法安置安置 所有部门。所有部门。 第三步，画出第三步，画出“X”联系簇。联系簇。 X：1-4 3-6 3-4 3 4 1 6 1 2 6 3 5 4 P181第第2题题 1、画出相关关系图：、画出相关关系图： 318 974 526 1 3 7 8 9 2 4 5 6 2、画出不相关关系图： 1 2 6 3 5 4 8 9 3、用试验法布置部门，要求部门、用试验法布置部门，要求部门5安排在左下角安排在左下角 648 271 593 2、从、从至表法（至表法（fromto） 利用从利用从-至表列出不同部门

14、、机器或设施之间的相对位置，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，找出物料以对角线元素为基准计算各工作点之间的相对距离，找出物料 总运量最小的方案。总运量最小的方案。 该方法适合多品种小批量生产的情况。该方法适合多品种小批量生产的情况。 步骤和做法步骤和做法P167： (1)制定工艺路线制定工艺路线,确定所用机床设备确定所用机床设备; (2)统计设备之间的移动距离统计设备之间的移动距离 (3)确定零件在设备间的移动次数和单位距离运输成本确定零件在设备间的移动次数和单位距离运输成本;求单位求单位 距离月运输成本和月运输总成本，依据总运输成本的

15、大小，找距离月运输成本和月运输总成本，依据总运输成本的大小，找 出机器（部门）之间的紧密相邻关系。出机器（部门）之间的紧密相邻关系。 设备间月平均移动次数矩阵设备间月平均移动次数矩阵 锯床磨床冲床钻床车床插床 锯床2174186142180 磨床216521906110 冲床400114951620 钻床16421624168 车床1267110031550 插床429583114390 单位距离运输成本矩阵单位距离运输成本矩阵 锯床磨床冲床钻床车床插床 锯床0.150.150.160.150.16 磨床0.180.160.150.150.15 冲床0.150.150.150.150.16 钻

16、床0.180.150.150.150.16 车床0.150.170.160.200.15 插床0.150.150.160.150.15 单位距离每月运输成本矩阵单位距离每月运输成本矩阵 锯床 磨床冲床钻床车床插床 锯床32.662.79.86.328.8 磨床38.98.328.59.21.5 冲床60.017.114.32.43.2 钻床2.963.39.36.210.9 车床18.912.116.063.07.5 插床6.314.313.317.158.5 第一步第一步:求单位距离每月运输成本矩阵单位距离每月运输成本矩阵(=月平均移动次数月平均移动次数单位距离运单位距离运 输成本输成本)

17、第二步第二步:求求单位距离每月总运输成本矩阵单位距离每月总运输成本矩阵=对角线对称的成本对角线对称的成本 元素相加元素相加 单位距离每月总运输成本矩阵单位距离每月总运输成本矩阵 插床 66.0 28.0 16.5 15.8 35.1 插床 21.391.725.4磨床 车床 69.2钻床 18.423.6冲床 25.2 车床 122.7 冲床锯床 12.771.5锯床 钻床磨床 锯床 磨床 冲床 钻床 车床 插床 第三步第三步:按总运输成本按总运输成本,从大到小排列从大到小排列 最后布置方案最后布置方案 锯床冲床插床 磨床钻床车床 锯床 冲床 磨床 钻床 车床 插床 3、新设备的布置问题 目标

18、是使从新设备到老设备的加权直线移动距离的总和最小 P160例63 学院坐标教师人数学院坐标教师人数 商学院（5，13）31人文学院（6，3）53 教育学院（8，18）28法学院（14，20）32 工学院（0，0）19理学院（10，12）41 解：解： 设新设备的坐标为x和y，先求x的最优解。 解：解： 设新设备的坐标为x和y，先求x的最优解。 第一步：将第一步：将x坐标按递增的顺序排列，并求出累计加权值坐标按递增的顺序排列，并求出累计加权值 2043214 法学院 1724110 理学院 131288 教育学院 103536 人文学院 50315 商学院 19190 工学院 累计加权权数X坐标

19、学院 第二步：将累计加权值除以第二步：将累计加权值除以2 ，204/2=102 第三步：在累计加权值中找出第三步：在累计加权值中找出 第一个大于第一个大于102的值，的值， 103 第三步：与第三步：与103相对应的相对应的x坐坐 标即为最优解，标即为最优解， X=6 解：解： 下面先求y的最优解。 第一步：将第一步：将y坐标按递增的顺序排列，并求出累计加权值坐标按递增的顺序排列，并求出累计加权值 2043220 法学院 1722818 教育学院 1443113 商学院 1134112 理学院 72533 人文学院 19190 工学院 累计加权权数 y坐标 学院第二步：将累计加权值除以第二步：

20、将累计加权值除以2 ，204/2=102 第三步：在累计加权值中找出第三步：在累计加权值中找出 第一个大于第一个大于102的值，的值， 113 第三步：与第三步：与113相对应的相对应的y坐标坐标 即为最优解，即为最优解， y =12 设备应该放在坐标位置为设备应该放在坐标位置为 (6,12)的地方的地方 一、为什么要进行装配线平衡？一、为什么要进行装配线平衡？ 装配线平衡又叫工序同期化。在工序数既定装配线平衡又叫工序同期化。在工序数既定 的情况下，通过适当分配和合并工序，使各工序的情况下，通过适当分配和合并工序，使各工序 的作业时间尽可能接近或趋于一致。避免忙闲不的作业时间尽可能接近或趋于一

21、致。避免忙闲不 均，时间和人力的浪费。均，时间和人力的浪费。 第三节第三节 装配线平衡装配线平衡 流水流水线平衡的设计步骤线平衡的设计步骤 第一步： 最重要的是确定“生产节拍”： （1 1）流水线节拍：）流水线节拍：流水线上连续出产两件相同流水线上连续出产两件相同 制品的时间间隔制品的时间间隔 （2 2）计算公式）计算公式 0 (/) e r F F N N 计划期有效工作时间 计划期内计划产量 分 件 0 0.90.96. e F N F 式中： 计划期有效工作时间； 计划期产品产量； 计划期制度工作时间； 时间利用系数， 流水流水线平衡的设计步骤线平衡的设计步骤 第二步： 根据具体每道工序

22、的工时定额，计算装 配线上需要的最少工作地数 min i i i iei i ei t S r ti SS S K S 式中： 工序（工作中心）工时定额。 必须取整数，于是设备利用系数为: 流水流水线平衡的设计步骤线平衡的设计步骤 第三步： 组织工作地 保证各工序之间的先后顺序保证各工序之间的先后顺序 每个工作地分配到的小工序作业时间之和（每个工作地分配到的小工序作业时间之和（T Tei ei）， ）， 不能大于节拍不能大于节拍 各工作地的作业时间应尽量接近或等于节拍（各工作地的作业时间应尽量接近或等于节拍（T Tei ei r r） 应使工作地数目尽量少应使工作地数目尽量少 工序同期化工序同

23、期化 第四步： 计算工作地时间损失系数，平滑系数 s i eie s i ei L TTSI rS trS 1 2 max 1 %100 流水流水线平衡的设计步骤线平衡的设计步骤 例：一装配线计划每小时出产例：一装配线计划每小时出产30件产品，每小时用于生产的时间件产品，每小时用于生产的时间 是是50分钟。下表所示是装配工序、每道工序的作业时间及紧前工分钟。下表所示是装配工序、每道工序的作业时间及紧前工 序等信息。请序等信息。请（1）画出装配工序先后顺序图；（）画出装配工序先后顺序图；（2）该装配线的）该装配线的 节拍是多大；（节拍是多大；（3）计算每小时装配）计算每小时装配30件产品的最小工

24、作地数。件产品的最小工作地数。 工序工序作业时间（分钟）紧前工序 A 0.69 - B 0.55 A C 0.21 B D 0.59 B E 0.70 B F 1.10 B G 0.75 C,D,E H 0.43 G,F I 0.29 H 注：紧前工序注：紧前工序在某工序进行之前必须完成的、且两个在某工序进行之前必须完成的、且两个 工序紧相联。工序紧相联。 解：(1) 画装配工序先后顺序图 A B C D E F G H I 注：紧前工序注：紧前工序在某工序进行之前必须完成的、且两个在某工序进行之前必须完成的、且两个 工序紧相联。工序紧相联。 解：(1) 画装配工序先后顺序图 D 0. 69

25、A B C E G F HI 0.21 0.59 0.75 0.430.29 0.70 1.10 0.55 （2）节拍r=50/30=1.67分钟/件 （3）最小工作地数Smin=5.31/1.67 4（个） ABC 1.45 DE 1.29 F 1.1 GHI 1.47 (4)组织工作地: D 0. 69 A B C E G F HI 0.21 0.59 0.75 0.430.29 0.70 1.10 0.55 ABC 1.45 DE 1.29 F 1.1 GHI 1.47 划分工作地的原则：划分工作地的原则： 1、并行的工序可划在一起；、并行的工序可划在一起； 2、前后关系的工序可划在一起

26、；、前后关系的工序可划在一起； 3、尽量优先安排作业时间长的工序；、尽量优先安排作业时间长的工序； 4、选最少前道工序的先进工作地。、选最少前道工序的先进工作地。 (5)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。 L=(工作地数工作地数S节拍节拍r) 工序总时间工序总时间tei (工作地数工作地数 节拍节拍) 100% =(4 1.67)-5.31 (4 1.67) 100% =20.35% 平滑系数平滑系数SI第第167页页 s i eie TTSI 1 2 max )( maxe T 最大工作地时间之和最大工作地时间之和 ei T 每个工作地时间之和每个工作地

27、时间之和 s i eie TTSI 1 2 max )( ABC 1.45 DE 1.29 F 1.1 GHI 1.47 2222 )47. 147. 1 () 1 . 147. 1 ()29. 147. 1 ()45. 147. 1 (SI 0.41 当工作地划分有多种方案时,选系数小的. 工序工序作业时 间 紧前工序工序工序作业时 间 紧前工序 A0.20_G0.12E,F B0.05_H0.05_ C0.15_I0.05_ D0.06_J0.12H,I,G E0.03A,BK0.15J F0.08C,DL0.08K P182页第页第4题题： 一装配线计划每小时出产200件产品，每小时用于生产的时间是 50分钟。下表所示是装配工序、每道工序的作业时间（分钟） 及紧前工序等信息。请（1）画出装配工序先后顺序图；（2） 该装配线的节拍是多大；（3）计算每小时装配200件产品的最 小工作地数。(4)进行装配线平衡,使时间损失率最小。 思考题 1、生产设施生产设施的基本布置形式和特点的基本布置形式和特点 2、掌握装配线平衡的方法。、掌握装配线平衡的方法。 3、计算题：、计算题：2、4。