第五章 生產(chǎn)和服務(wù)設(shè)施的布置

1、第五章 生產(chǎn)和服務(wù)設(shè)施的布置第一節(jié)第一節(jié)布置決策布置決策第二節(jié)廠區(qū)典型布置形式第二節(jié)廠區(qū)典型布置形式第三節(jié)車間布置和庫房布置第三節(jié)車間布置和庫房布置第四節(jié)第四節(jié)廠區(qū)和設(shè)備布置的定量分析廠區(qū)和設(shè)備布置的定量分析第五節(jié)第五節(jié)非制造業(yè)的設(shè)施布置非制造業(yè)的設(shè)施布置第一節(jié)第一節(jié) 布置決策布置決策一、影響生產(chǎn)和服務(wù)設(shè)施布置決策的因素一、影響生產(chǎn)和服務(wù)設(shè)施布置決策的因素制約和影響企業(yè)廠區(qū)布局的因素很多，主要有：（）企業(yè)的生產(chǎn)類型。如是流程型還是離散型，大量生產(chǎn)、批量生產(chǎn)還是單件生產(chǎn)等。（）企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品種類、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特征和質(zhì)量要求。（）廠區(qū)地形、地貌和地質(zhì)條件以及廠區(qū)的施工條件。 （）企業(yè)規(guī)模和生產(chǎn)單位的數(shù)

2、量和機(jī)構(gòu)成。一般規(guī)模越大，生產(chǎn)單位越多，分工越細(xì)，專業(yè)化程度越高。而小企業(yè)可將許多流程合并在一個單元。（）企業(yè)的外部環(huán)境條件，如當(dāng)?shù)氐幕A(chǔ)設(shè)施條件以及是否靠近公路、鐵路、碼頭等。（）安全和環(huán)境保護(hù)要求，如企業(yè) “三廢”的排放和煙塵、噪音等周圍環(huán)境的影響。（）企業(yè)的遠(yuǎn)景發(fā)展。（）企業(yè)進(jìn)行擴(kuò)建和技術(shù)改造，廠區(qū)布局需要考慮原有布局相配套。二、廠區(qū)平面布置目標(biāo)要求二、廠區(qū)平面布置目標(biāo)要求企業(yè)生產(chǎn)單位的構(gòu)成因行業(yè)的不同差異很大，每個企業(yè)都有自身的特點(diǎn)，但普遍有下列要求：（一）（一）建筑物和各種設(shè)備的配置滿足企業(yè)生建筑物和各種設(shè)備的配置滿足企業(yè)生產(chǎn)過程的要求產(chǎn)過程的要求（二）必須符合安全、防火和環(huán)境保護(hù)的

3、要求（二）必須符合安全、防火和環(huán)境保護(hù)的要求（三）降低廠區(qū)內(nèi)物流成本，保證通行安全（三）降低廠區(qū)內(nèi)物流成本，保證通行安全（四）節(jié)約用地和費(fèi)用（四）節(jié)約用地和費(fèi)用（五）廠區(qū)要環(huán)境優(yōu)美（五）廠區(qū)要環(huán)境優(yōu)美（六）（六）廠區(qū)布局要考慮企業(yè)的遠(yuǎn)景發(fā)展廠區(qū)布局要考慮企業(yè)的遠(yuǎn)景發(fā)展（七）充分利用外部環(huán)境提供的便利條件（七）充分利用外部環(huán)境提供的便利條件（八）廠區(qū)布置要與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)（八）廠區(qū)布置要與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)第二節(jié)廠區(qū)典型布置形式第二節(jié)廠區(qū)典型布置形式第三節(jié)車間布置和庫房布置第三節(jié)車間布置和庫房布置四、按成組制造單元布置四、按成組制造單元布置第四節(jié)第四節(jié) 廠區(qū)和設(shè)備布置的定量分析廠區(qū)和設(shè)備布置的定量分

4、析圖5-8左邊部分列出了該廠的8個組成部門，圖的右邊有許多菱形小方塊，每一小方塊都表示兩個部門之間的聯(lián)系關(guān)系。虛線上面的英文字母按表5-2給出的含義，表示兩個部門的緊密程度。根據(jù)圖5-8編制關(guān)系密切程度及積分統(tǒng)計表（表5-3）。由表5-3可知，機(jī)械加工車間得分最高，布局時應(yīng)首先確定它的位置。毛坯車間、裝配車間、中間零件庫與機(jī)械加工車間都是A級關(guān)系，所以應(yīng)圍繞機(jī)械加工車間進(jìn)行布置，并盡量靠近。成品庫和中間零件庫與裝配車間是A級和E級關(guān)系，應(yīng)把它們布置在一起。原料庫與毛坯車間是A級關(guān)系，兩者應(yīng)相鄰。辦公室和餐廳可稍遠(yuǎn)離車間，不放在生產(chǎn)區(qū)。根據(jù)以上要求可大體確定各單位的相對位置，如圖5-9所示。根據(jù)

5、圖5-9各單位的相對位置，再按各單位的面積和廠區(qū)出入口對運(yùn)輸路線的要求，按一定比例，可畫出工廠的平面布置草圖，如圖5-10所示。二、車間設(shè)備布置的方法二、車間設(shè)備布置的方法（一）（一）從至表法從至表法從-至表是一種常用的生產(chǎn)和服務(wù)設(shè)施布置方法。利用從-至表列出不同部門、機(jī)器或設(shè)施之間的相對位置，以對角線元素為基準(zhǔn)計算各個工作點(diǎn)之間的相對距離，從而找出整個單位或生產(chǎn)單元物料總運(yùn)量最小的布置方案。這種方法比較適合多品種、小批量生產(chǎn)的情況。其基本步驟如下：選擇典型零件，確定典型零件的工藝路線，確定所用機(jī)床，應(yīng)用從-至表法并不能一次求得最佳的布置方案，需要通過多次試驗比較，才能找到較優(yōu)的方案。（二）十

6、字形四象限法（二）十字形四象限法十字形四象限法是一種適用于相鄰設(shè)備互換位置的布局方案，但在應(yīng)用上有一定的局限性。而十字分析法，適用范圍較廣，可以將生產(chǎn)線上某一設(shè)備調(diào)到任意位置?，F(xiàn)仍以“從至表”5-5的例子為對象，試圖通過調(diào)整某個設(shè)備的位置，以減少生產(chǎn)線的運(yùn)輸工作量。如果將生產(chǎn)線的設(shè)備排列順序由“從至表”6-5的A-C-E-F-H-G-D-B改為A-C-E-G-F-H-D-B，即把G設(shè)備調(diào)整到E和F之間，本法的計算步驟如下：取原方案的“從至表”，針對擬調(diào)整位置的設(shè)備G在表上做一個十字形，如圖5-12，G由生產(chǎn)線的第六號位置(按生產(chǎn)線順流方向計)調(diào)到第四號位置，把原“從至表”分為四個域，即G所在的

7、行與列，形成一個十字形；G所在位置（調(diào)動前）后面的設(shè)備，在本例中是D與B，形成D.B方塊；G調(diào)動后所在位置前面的設(shè)備，在本例中式A.C.E區(qū)，形成A.C.E方塊；G調(diào)動前后它所跨越的設(shè)備區(qū)，在本例中指F和H的行與列，形成另一寬帶十字形，見圖5-12。調(diào)整設(shè)備的位置，引起運(yùn)輸量變化的有以下幾種情況：（1）G十字形區(qū)由于將G的位置調(diào)整到E與F之間，G與生產(chǎn)線上其他設(shè)備之間的距離都發(fā)生改變。因此G十字形框中的數(shù)據(jù)所反映的運(yùn)輸量均需要重新計算。G至A.C.E和A.C.E至G之間的距離均縮短了2個單位；G至F和F至G之間的距離均縮短了1各單位；G至H和H至G之間的距離均增加了1個單位；G至D.B和D.B

8、至G之間的距離均增加了2各單位。因此可計算如下：AG為2，CG為1，EG為0 （2+1+0）（-2）=-6，GA為0，GC為0，GE為1 （0+1+0）（-2）=-2，F(xiàn)G為0，GF為0 （0+0）（-1）=0,GH為0, HG為0 （0+0）（-1）=0, GB為 1, GD為 1 （1+1）2=4, DG為0, BG為 0 （0+0）2=0,合計可減少運(yùn)輸量4-6-2=4個單位。（2）A.C.E方塊和D.B方塊區(qū)對照G改變位置后的“從至表”，見6-13,可以見到A.C.E方塊內(nèi)部的運(yùn)輸距離沒有改變；D.B方塊內(nèi)部的運(yùn)輸距離沒有改變。A.C.E方塊和D.B方塊之間的運(yùn)輸距離也沒有改變。所以A

9、.C.E方塊和D.B方塊之間的運(yùn)輸距量，不必重新計算。(3) F.H十字形區(qū)A.C.E和F.H之間的距離增加了1個單位；D.B到F.H之間的距離減少了1各單位。因此其間的運(yùn)輸量需要重新計算如下：AF為0；AH為0；CF為0；CH為0；EF為1；EH為1（0+0+0+0+1+1）1=2F到A.C.E、H到A.C. .E之間的運(yùn)輸量均為0。F到D.B、H到D.B的運(yùn)輸量均為0FD為0；FB為0；HD為0；HB為0（0+0+0+0）(-1)=0D.B到F、H的運(yùn)輸量 DF為1；DH為1；BF為0；BH為0（1+1+0+0）(-1)=-2所以F.H十字形區(qū)域其他運(yùn)輸量的增減，總的合計：2+（-2）=0

10、。因此G的位置調(diào)換到E與F之間后，總的運(yùn)輸量將減少4+0+0=4個單位。根據(jù)圖5-13G設(shè)備調(diào)整后的從至表進(jìn)行運(yùn)輸量計算，得到總運(yùn)輸量為32。與調(diào)整前A CEFHGDB設(shè)備排列方案的運(yùn)輸量36相比，正好減少了4個單位。由此驗證了十字形分析法的計算是正確的。通過十字形分析法的計算，說明把G的位置調(diào)整到E和F之間的方案是可取的。同時也說明已經(jīng)改進(jìn)的A CEFHGDB的設(shè)備排列方案，尚可進(jìn)一步改進(jìn)。通過一次次調(diào)整試探，一步步改進(jìn)，可以得到一個較優(yōu)的方案，如本例中的A CEFHGDB方案。但該方案是否是最優(yōu)方案，若不做全排列，是無法證明的。而要做全排列，如本例有8臺設(shè)備，將有8！=40320個方案，因

11、此靠手工來計算求解是困難的。采用從“至表法”，再應(yīng)用十字四象限法或十字分析法是生產(chǎn)線設(shè)備布局優(yōu)化的有效方法。第五節(jié)第五節(jié) 非制造業(yè)的設(shè)施布置非制造業(yè)的設(shè)施布置一、倉庫布置一、倉庫布置一般情況下，企業(yè)都有不同類型的倉庫，存儲不同種類的物資。生產(chǎn)或服務(wù)過程中會經(jīng)常有物資的運(yùn)進(jìn)運(yùn)出，工作量大。如果倉庫布置不合理，也會影響生產(chǎn)成本。倉庫類似于制造業(yè)的工廠，因為物品也需要在不同地點(diǎn)之間移動。因此，倉庫布置也可以由多種不同的方案。下面舉一個簡單例子說明。假設(shè)有一個家電用品倉庫，共有14個貨區(qū)，分別儲存7種家電。倉庫有一個出入口，進(jìn)出倉庫的貨物都要經(jīng)過出口如5-14。假設(shè)該倉庫每種物品每周的存取次數(shù)如表5-

12、8所示。應(yīng)該如何布置不同物品的貨區(qū)，使總搬運(yùn)最小？這實(shí)際上是一個典型的倉庫布置問題。顯而易見，這個問題關(guān)鍵是尋找一種布置方案，使得總搬運(yùn)量最小。這個目標(biāo)函數(shù)與一般設(shè)施布置的目標(biāo)函數(shù)是一致的。實(shí)際上，這種倉庫布置的情況比制造業(yè)工廠的生產(chǎn)單元的布置更簡單，因為全部搬運(yùn)都發(fā)生在出入口和貨區(qū)之間，而不存在各個貨區(qū)之間的搬運(yùn)。這種倉庫布置進(jìn)一步區(qū)分為兩種情況：（1）各種物品所需貨區(qū)面積相同。在這種情況下。只需要把搬運(yùn)次數(shù)最多的物品區(qū)布置在靠近出入口之處，即可得到最小的總負(fù)荷數(shù)；（2）各種物品所需要貨區(qū)面積不同。需要首先計算某種物品的搬運(yùn)次數(shù)與所需貨區(qū)數(shù)量之比，取該比值最大者靠近出入口，依次往下排列。二、辦公室布置二、辦公室布置辦公室與生產(chǎn)制造系統(tǒng)相比，有許多根本不同點(diǎn)。首先，生產(chǎn)制造系統(tǒng)加工處理的對象主要有形的物品，因此，物料搬運(yùn)是進(jìn)行設(shè)施布置的一個主要考慮因素。其次，在生產(chǎn)制造系統(tǒng)中，產(chǎn)出速度往往取決于設(shè)備的速度，或者說與設(shè)備速度有相當(dāng)大的關(guān)系。而在辦公室，工作效率的高低往往取決于人的速度，而辦公室布置，又會對人的工作速度產(chǎn)生極大影響。再次，在生產(chǎn)制造系統(tǒng)中，產(chǎn)品的加工特性往往在很大程度上決定了設(shè)施布置的基本類型，生產(chǎn)管理人員一般只在基本類型選擇的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)施布置。而在辦公室布置中，同一類工作任務(wù)可選用的辦公室布置有很多，包括房間的