第五章生產與服務設施布置

主講：薛建改

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生產與運作管理

Production&OperationsManagement2024/7/23第四章生產與服務設施布置本章引言生產和服務設施布置(下簡稱設施布置)就是指合理安排企業(yè)或某一組織內部各個生產作業(yè)單位和輔助設施的相對位置與面積、車間內部生產設備的布置。P148(廠區(qū)平面布置與車間布置)設施布置是生產與運作管理中的經典問題,早期的工業(yè)工程師的主要工作就是解決企業(yè)設施布置和優(yōu)化問題的。雖然當今市場環(huán)境和生產方式都有了巨大的大變化,但設施布置仍然是生產過程組織的重要內容。所不同的是,設施布置問題已超出針對制造業(yè)企業(yè)這一特定范疇。除了制造2024/7/23本章引言業(yè)企業(yè)外,其它類型的組織也都有設施布置問題。許多設備、設施的布置一旦確定下來,其影響是永久性的。當生產和服務系統(tǒng)投入運行以后才發(fā)現(xiàn)問題,再想改正就十分困難了。因此,為了尋求生產和服務系統(tǒng)的最優(yōu)運行效果,必須在系統(tǒng)設計時優(yōu)化其布置方案。設施布置同樣是生產運作系統(tǒng)設計與生產運作戰(zhàn)略中的一項重要內容。2024/7/23本章教學基本情況教學時數(shù):4學時教學目的與要求:理解設施布置的概念；掌握設施布置類型與設施布置的方法；掌握裝配線平衡的方法;熟悉辦公室布置問題。教學重點:設施布置類型與設施布置的方法；裝配線平衡方法。教學難點:設施布置決策的定量分析本章主要閱讀文獻資料:1.劉麗文.生產與運作管理（第四版）.北京:清華大學出版社，20112.（美）理查德?B?蔡斯等著.運營管理（原書第13版）.北京:機械工業(yè)出版社，201115.（美）威廉·史蒂文森（中）張群，張杰著.運營管理（原書第十一版）.北京:機械工業(yè)出版社，20122024/7/23第一節(jié)設施布置概述★第二節(jié)設施布置的類型★★第三節(jié)設施布置的方法★★第四節(jié)裝配線平衡★★第五節(jié)非制造業(yè)的設施布置★本章主要內容

2024/7/23一、設施布置的含義設施布置是指合理安排企業(yè)或某一組織內部各個生產作業(yè)單位和輔助設施的相對位置與面積、車間內部生產設備的布置?？偟膩碚f，設施布置可分為兩大任務:一是工廠總平面布置（廠區(qū)總體布置）二是車間布置（主要指設備布置）第一節(jié)設施布置概述案例引入:不自量力的規(guī)劃及張義成說大話挨罵的故事2024/7/23廠區(qū)平面布置是指企業(yè)根據(jù)自身實際生產狀況、客戶類型、產品特點、庫存周期、物流配送等特點,按照科學合理的原則,把工廠的生產廠房等各種建筑物,如基本生產車間、輔助生產車間、行政辦公大樓、科技大樓、公用設備、倉庫、車庫、油庫等進行規(guī)劃和布置,使之構成一個符合企業(yè)生產經營要求的有機整體,使其各項生產資源達到合理的配置,從而達到最大效率的利用及最大效益。廠區(qū)平面布置車間布置就是按一定的原則、正確地確定車間內部各組成單位（工段、班組）及工作地、設備之間的相互位置,從而使它能組成一個有機整體,實現(xiàn)車間的具體功能和任務。（車間的管理、辦公機構）車間布置在很多方面與廠區(qū)總體布置有相似之處,只不過車間的規(guī)模更小,要求更具體一些。設施布置只有在確定了企業(yè)內部生產單位組成和生產單位內部采用的專業(yè)化形式之后才能進行。車間布置2024/7/23一般企業(yè)的生產單位組成（以機械制造企業(yè)為例）1.生產技術準備部門:為生產提供技術服務的部門，如研究所、設計科、工藝科、試制車間等。2.基本生產部門:直接從事企業(yè)產品加工的生產單位。一般包括①準備車間（鑄造車間、鍛壓車間、備料車間等）；②加工車間（機加工車間、熱處理車間、電鍍車間、噴漆車間、鉚焊車間等）；③裝配車間（部件裝配車間、總裝車間）二、企業(yè)生產單位的組成及其影響因素2024/7/233.輔助生產部門:為基本生產單位提供輔助產品或勞務的生產單位，一般包括①輔助車間（工具車間、模具車間、機修車間等）；②動力部門（變電所、氧氣站、鍋爐房、壓縮空氣站等）4.生產服務部門:為基本生產和輔助生產提供服務的生產單位。一般包括①運輸部門；②倉庫（原材料庫、在制品庫、半成品庫、工具庫、成品庫等）；③檢驗與計量部門。續(xù)---生產單位的組成2024/7/23上述生產單位的組成是企業(yè)生產單位組成的典型情況,并非是所有企業(yè)生產單位組成的模式。不同企業(yè)、甚至同類企業(yè),由于多種因素的影響,生產單位的組成也不相同。這些影響因素主要有以下幾種。（P148）1.產品的結構與工藝特點2.企業(yè)的專業(yè)化與協(xié)作化水平3.企業(yè)的生產規(guī)模4.企業(yè)的技術水平影響企業(yè)生產單位構成的因素2024/7/23生產單位專業(yè)化的原則和形式，影響企業(yè)內部的生產分工和協(xié)作關系，決定著物料流向、物流路線和運輸量，它是企業(yè)與車間平面布置中必須考慮的重要問題。生產單位專業(yè)化原則主要是指:工藝專業(yè)化原則對象專業(yè)化原則三、生產單位的專業(yè)化原則及形式2024/7/23工藝專業(yè)化原則是指按照工藝專業(yè)化特征建立生產單位（分廠、車間、工段或班組）,形成工藝專業(yè)化的生產單位。工藝專業(yè)化形式的生產單位內集中了完成相同工藝的設備和工人,可以完成不同產品上相同工藝內容的加工。以機械造企業(yè)為例,在這種形式下建立的生產單位是鑄造、鍛造、機加工、熱處理、噴漆、電鍍、裝配等不同生產單位（分廠或車間）；機加工車間（分廠）內部還可再分為車工工段（班組）、銑工工段（班組）、鉗工工段（班組）等等不同單位。對于非制造業(yè)企業(yè)來說,可以是一個窗口、一個柜臺或一個辦公室。工藝專業(yè)化原則

2024/7/23工藝專業(yè)化形式示意圖2024/7/23B工藝專業(yè)化2024/7/23工藝專業(yè)化形式的優(yōu)點:①設備不是為某一種產品配置，產品制造順序可以有一定的彈性，從而對產品品種變化有較強的適應能力；②有利于充分利用設備和工人的工作時間；③生產系統(tǒng)的可靠性高④一個生產單位內只有一種或少數(shù)幾種工藝設備，因此便于進行工藝管理，有利于同類技術交流，工人培訓、設備維修或技術指導也比較容易。工藝專業(yè)化原則

2024/7/23工藝專業(yè)化形式的缺點:①由于完成整個生產過程需要跨越多個生產單位，因而會造成生產過程的連續(xù)性較差，交叉運輸和迂回運輸較多，使加工路線長、運輸時間和費用相應增加；②在生產單位之間運送時增加了驗收、清點、存放、停頓、領取等活動，使在制品占用量增多，生產周期拉長，流動資金占用量增加；③生產單位之間的聯(lián)系較為復雜，從而組織管理工作較雜；④由于變換品種時需要重新調整設備，耗費的非生產時間較多，生產效率低。工藝專業(yè)化原則

2024/7/23對象專業(yè)化原則也稱為產品專業(yè)化原則,是指按照產品（或零件、部件）／顧客建立生產單位。對象專業(yè)化形式的生產單位內集中了完成同一產品生產所需的設備、工藝裝備和工人,可以完成相同產品的全部或大部分的加工任務,如汽車制造廠的發(fā)動機車間、曲軸車間、齒輪工段等生產單位。對象專業(yè)化原則

2024/7/23對象專業(yè)化2024/7/23對象專業(yè)化形式的優(yōu)點:有利于提高工作地的專業(yè)化程度，可以采用高效專用設備組織連續(xù)流水作業(yè)，可縮短運輸路線、減少運輸費用，有利于提高生產效率、縮短生產周期，同時還簡化了生產管理。對象專業(yè)化形式的缺點:固定了生產一種或很少幾種產品的設備，因而對產品品種變化的適應能力很差。也不便于進行工藝管理。對象專業(yè)化原則2024/7/23以上描述了兩種對立的生產單位專業(yè)化形式,事實上,任何企業(yè),特別是機械制造企業(yè),純粹按工藝專業(yè)化形式或對象專業(yè)化形式建立生產單位或組織生產的較少,常常是同時采用兩種專業(yè)化形式（混合形式）。一般而言,工藝專業(yè)化原則適用于多品種中小批量生產,對象專業(yè)化原則適用于大量大批生產。總結2024/7/23例1:政府部門有各種不同職能部門，一般是按職能分工布置，可以認為是工藝（工作）專業(yè)化原則。在這種布置下，一份公文的審批要經過若干個部門，花費時間多，效率較低。如果圍繞某種特殊任務，如審批外商投資項目，為提高辦公效率，往往從有關職能部門抽出辦事人員集中在一起，采用流水作業(yè)方式處理項目申請，很快就可以辦完手續(xù)，這就是對象專業(yè)化原則的具體應用。非制造業(yè)中工藝專業(yè)化原則與對象專業(yè)化原則的應用

2024/7/23例2:綜合醫(yī)院的組織方式可看作是工藝專業(yè)化形式，而牙科診所則是比較典型的對象專業(yè)化形式。例3:體檢機構的安排也是一種對象專業(yè)化形式。例4:汽車的洗車作業(yè)也是一種典型的對象專業(yè)化形式?？傮w而言，當服務必須考慮每位顧客的需要，其結果會導致顧客化，小批量，因此更適合工藝專業(yè)化組織方式，反之，更適合對象專業(yè)化形式。但是，當面對面服務和后臺服務各占一定比例時，混合形式更好。

非制造業(yè)中工藝專業(yè)化原則與對象專業(yè)化原則的應用2024/7/231.設施布置應滿足生產過程的要求,以避免互相交叉和迂回運輸,縮短生產周期,節(jié)省生產費用。2.生產聯(lián)系和協(xié)作關系密切的設施應相互靠近布置。盡可能使物料運輸距離最短。據(jù)統(tǒng)計,在制造業(yè)中,物料運輸費用占到總經營費用的20%-50%,良好的設施布置可使這一費用減少10%-30%。3.設施布置應盡可能緊湊合理,有效利用面積。這樣不僅可以縮短物料流程,而且減少占地面積,節(jié)約投資費用。四、影響生產與服務設施布置決策的因素2024/7/234.要合理地劃分區(qū)域。按照生產運作單位的功能要求和其它條件合理劃分設施的區(qū)城位置,把功能相同或相近且條件要求靠近的生產運作單位盡量布置在一個區(qū)域內,便于聯(lián)系、協(xié)作和管理。如機械制造廠,可以分為加工區(qū)、動力區(qū)、倉庫區(qū)和辦公區(qū)。5.充分利用外部環(huán)境提供的便利條件。設施布置時應充分考慮并利用外部環(huán)境提供的各種便利條件,如鐵路、公路、港口和供水、供電、供氣和公共設施。特別是廠外運輸條件,要與廠內生產過程的流向和運輸系統(tǒng)的配置結合起來,滿足物料運輸?shù)囊蟆＠m(xù)---設施布置的原則2024/7/236.留有合理的擴展余地。企業(yè)的生產經營活動是動態(tài)發(fā)展變化的過程,當市場發(fā)生變化,產品結構和生產運作方法一有改變,設施布置就要作相應的調整。因此,除了考慮設施布置的柔性外,還要為企業(yè)將來的發(fā)展留有余地。當然留有余地不是盲目的,要在較為精確的預測基礎上進行。7.設施布置要有利于安全,有利于職工工作生活質量的改善。應充分考慮到防火、防盜、防爆、防毒等；工作地要有足夠的照明和通風,減少粉塵、噪聲和振動,認真處理好“三廢”排放問題康；注意設施布置的美觀性和藝術性,搞好綠化工作；設置休息區(qū)；生活區(qū)的安排。續(xù)---設施布置的原則2024/7/238.設施布置應注意與社區(qū)環(huán)境相協(xié)調。任何一個企業(yè)都存在于一定的社區(qū)環(huán)境之中,是社會成員的一部分,與周圍環(huán)境有密不可分的聯(lián)系,因而設施布置要考慮與周圍社區(qū)環(huán)境的協(xié)調性。如在歷史文化名城或風景區(qū)附近辦企業(yè),布置建筑物設施就要考慮風格的協(xié)調性,不要破壞已有建筑和風景名勝格局。續(xù)---設施布置的原則2024/7/23一、按工藝過程布置按工藝過程布置,又稱工藝專業(yè)化布置,就是按照工藝專業(yè)化原則將同類機器設備集中在一起,完成相同工藝加工任務。工藝專業(yè)化布置的優(yōu)缺點同前面所述的工藝專業(yè)化原則的優(yōu)缺點。在這種布置形式下,要解決的主要問題是采用何種方法安排生產單位或設備的相對位置,使物流合理（減少逆向迂回流動）,運輸費用最小、運輸距離最短或時間最少。因此運量大及聯(lián)系緊密的單位或設備應盡量相鄰。有些情況下,還要考慮其它目標。有關具體的布置方法將在5.3中介紹。第二節(jié)設施布置的類型2024/7/23LLLDDDDGG接收和轉運LDG

車床組鉆床組磨床組磨床鉆床車床按工藝過程布置示意圖P1532024/7/23ABAB按工藝過程布置示意圖2024/7/23按工藝過程布置示意圖2024/7/2314器械室13治療室4外科2分號臺3內科9血液室

11手術室8B超室6心電室7X光室10病理室15會計室17院辦5中醫(yī)科1掛號16藥房

18急診室

12觀察室按工藝過程布置示意圖鉆削加工工段車削加工工段2024/7/23按產品布置,又稱對象專業(yè)化布置,或者稱產品導向布置,就是按照對象專業(yè)化原則布置有關機器和設施。也就是在一個生產單位中集中加工同一產品的各種設備和工人,完成該產品的各種工藝加工。在這種布置形式下,生產單位或設備是按照某一種或某幾種（但這幾種產品的加工路線基本類似）產品的加工路線或加工順序順次排列的。對象專業(yè)化布置的優(yōu)缺點同前面所述的對象專業(yè)化原則的優(yōu)缺點。二、按對象布置2024/7/23按對象布置示意圖2024/7/23ABBA按對象布置示意圖2024/7/23按產品布置示意圖汽車后橋加工生產線汽車裝配生產線汽車焊接生產線2024/7/23按產品布置的兩種典型類型是生產線和裝配線（有時統(tǒng)稱為生產線）。

生產線是在一系列機器上制造零件。裝配線是在一系列工作站（地）上將制造出的零件組合在一起。高度連續(xù)的生產線或裝配線稱為流水線（或流水生產線）。流水線的進一步發(fā)展是自動線。（看一個流水線演示）兩種典型的按產品布置的生產線2024/7/23按產品布置,不用考慮生產單位或設備布置在哪里,不必考慮它們之間聯(lián)系的密切程度和物流方向,因為生產單位或設備只能按加工順序排列。按產品布置的中心問題是平衡生產線上每個工作地(加工中心)或設備的加工時間,使它趨于相等。從而使生產線保持一種平滑、連續(xù)流動的生產狀態(tài)。否則整個生產線的產出速度就會受到“瓶頸環(huán)節(jié)”的制約。如何做到生產線平衡,后面會詳細講述。按對象布置2024/7/23不管是生產線,還是裝配線都有平衡的問題。一般而言,生產線趨向于機器步調,并要求通過機器和工程上的改變來達到平衡。裝配線則相反,生產的步調由分配給個人或工作站的任務來確定。所以,裝配線上可以將一個人的工作轉移給另一個人來達到平衡。在這種情況下,每個人或工作地要求的時間是一樣的。（裝配線平衡比較復雜和常見,后面主要講述）按對象布置2024/7/23按產品布置下的生產線的形狀并不一定是一條直線,也可以采用L型、O型、S型、U型等多種形狀,或這幾種形狀的組合。按對象布置2024/7/23在多層廠房情況下,還涉及生產線的垂直安排。1F2F3F4F1F2F3F4F上升型（升降機集中型）1F2F3F4F下降型（升降機分散型）按對象布置2024/7/23固定式布置,也稱定位布置,是指加工對象位置固定,工人、材料和設備按需要隨加工產品所在的某一位置而移動。布置時,原材料和設備按使用次序和移動的難易程度布置在加工對象之前。這種布置與工藝專業(yè)化和對象專業(yè)化布置形成鮮明對比,是一種特殊的布置方式。這類布置幾乎總是由產品本身特點決定,即重量、體積或其他一些因素使得移動產品不現(xiàn)實或難度極大。如重型機床、船舶、飛機、機車、鍋爐、發(fā)電機組等。大型建設項目如建筑房物、修水壩、筑路、鉆井都常用固定布置方式來進行生產。三、固定式布置2024/7/23固定式布置示意圖固定式布置2024/7/23固定位置布置的技術還未充分發(fā)展。在一些例子中,應把注意力放在對材料和設備運送時間的控制上,以免堵塞工地和不得不將他們搬到工地附近。當涉及物料運輸時,通常利用可變路線的通用物料運輸設備。當空間受限制時,常用的一個替代策略是將盡量多的工作遠離現(xiàn)場的地方完成,然后再移動到現(xiàn)場安裝。由于完成大型項目要擔負的活動及對技術的要求都十分繁多,所以需要花很大精力去協(xié)調這些活動,造成管理負擔比較大。固定式布置2024/7/23按成組制造單元布置就是首先根據(jù)一定的標準將結構或工藝相似的零件組成一個零件組,確定出零件的典型工藝流程,再根據(jù)典型工藝流程的加工內容選擇設備和工人,由這些設備和工人組成一個生產單元。成組技術理論,來自這樣的一個基礎,即盡管產品會變動,但總有相當?shù)囊淮蟛糠至慵墓に囀穷愃苹虼笾骂愃频?。因此當零件?shù)量較少時,應設法把工藝類似的零件匯總在一起“人為地”提高數(shù)量（零件簇）。這樣,即使小的批量也可以有效地利用“重復”的優(yōu)點,如費用遞減,技術集中使用等等。利用這一概念來組成加工單元,不同的成組加工單位便成為成組技術布局。四、按成組制造單元布置2024/7/23成組生產單元與對象專業(yè)化形式十分相似,因而也具有對象專業(yè)化形式的優(yōu)點。但成組生產單元更適合于多品種的批量生產,因而又比對象專業(yè)化形式具有更高的柔性,是一種適合多品種中小批量生產的理想生產方式。工藝專業(yè)化布局可以改造成成組技術布局。按成組制造單元布置2024/7/23LDDGGLDGLL原材料成品庫單元1單元2單元3GDL車床鉆床磨床成組生產單元布置示意圖成組制造單元布置示意圖2024/7/23原材料線切割鉆磨銑車銑焊接磨油漆成品單元1單元2單元3成組生產單元布置示意圖成組制造單元布置示意圖2024/7/23（a）運用成組技術之前車車車車車車車車銑銑銑銑銑銑鉆鉆鉆鉆磨磨磨磨磨磨裝配裝配裝配裝配出入口2024/7/23（b）運用成組技術之后車車車車銑銑銑鉆鉆磨磨磨裝配裝配入口出口2024/7/23機器2機器1機器3機器4機器5機器6入口出口C形制造單元布置示意圖制造單元布置的形狀2024/7/23制造單元布置的形狀76543217654321入口出口入口出口機器工人的行走路線U形制造單元及生產線布置2024/7/23以上講述了設施布置的幾種典型情況。其中工藝專業(yè)化布置和對象專業(yè)化布置是兩種比較常見的布置類型。下面將主要就這兩方面講述設施布置一些基本方法與技術。對實際企業(yè)而言，很少單獨采用一種布置形式，往往都是兩種或兩種以上類型的混合，從而形成混合布置。例如:零部件生產采用工藝對象專業(yè)化布置，裝配車間采用產品對象專業(yè)化布置。醫(yī)院基本上采用的工藝專業(yè)化布置，但病人手術治療用定位布置法，因為常常需要護士、醫(yī)生、醫(yī)療藥品和專門設備到達病人處。設施布置小結2024/7/23一、從-至表法從-至表法是一種常用的設施布置方法。在車間設備的單行布局中應用較多什么是從-至表？利用從—至表列出不同部門、設備或設施之間的相對位置，以對角線元素為基準計算各工作點之間的相對距離，從而找出整個單位或生產單元物料總運量最小的布置方案。這種方法比較適用于多品種、小批量生產的情況。第三節(jié)設施布置的方法2024/7/23從-至表法

從本質上看，從-至表是一種記錄設施（車間、工作地及機器設備等）間物料運輸情況的工具。具體而言從-至表就是一個表示物料從一個設施到另一個設施的運輸次數(shù)、運輸距離、運輸量或運輸成本（費用）的統(tǒng)計表。它是一種矩陣式二維表格。表上“列”中的設施為物料出發(fā)的地方，“行”中的設施為物料到達的地方。同時從-至表還可以表示物料移動的方向。一般來說，從至表根據(jù)其所含數(shù)據(jù)元素的意義不同，分為四類:2024/7/23次數(shù)從至表:表中元素表示從出發(fā)設施至到達設施的運輸次數(shù)的匯總距離從至表:表中元素表示從出發(fā)設施至到達設施運輸距離的長短運量從至表:表中元素表示從出發(fā)設施至到達設施運輸批量的大小成本從至表:表中元素表示從出發(fā)設施至到達設施運輸成本的大小從-至表的種類2024/7/23從-至表法分析的目標就是如何安排單個設施的相對位置從而使物料的移動距離最小,或物料的總運量最小,或物料總的運輸成本最小。設施之間的運輸次數(shù)一般是不變的。另外,一般而言,在物料性質及運輸工具一定的情況下,可假定兩個設施之間的運輸成本與運輸距離、運輸量及運輸次數(shù)成正比。下面我們將結合一個補充的例子及教材P168面的例子來說明這種方法的具體應用。從-至表2024/7/23例:某機械加工車間有8臺設備及毛坯庫、檢驗臺共10個工作地。假定任意相鄰兩工作地間距離大體相等并記作一個單位距離?，F(xiàn)有10個零件由該車間加工。零件的綜合工藝路線已知，請用從至表法確定該車間10個工作地的最佳布置方案。第一步:根據(jù)實際工作情況，繪制零件的綜合工藝路線圖。本例中工藝路線圖已經給出。如下圖。舉例2024/7/23零件綜合工藝線路圖2024/7/23第二步:制定設備布置的初始方案（先假設工作地的一個初始安排），根據(jù)零件綜合工藝線路圖編制零件移動次數(shù)從至表表中數(shù)字的含義及移動方向的區(qū)分從-至表法2024/7/23初始方案中工作地與設備的布置順序為:零件移動總距離的計算與分析:通過從至表可以發(fā)現(xiàn)，表中數(shù)據(jù)距離對角線的格數(shù)就是兩工作地間的距離單位數(shù)，因而，越靠近對角線的方格，兩工作地間距離越小。因此，零件總的移動距離L的計算公式為:其中i為兩個工作地之間的距離（用數(shù)據(jù)距離對角線的格數(shù)表示）；j為這兩個工作地的移動次數(shù)（從至表中的數(shù)字）毛坯庫銑床車床鉆床鏜床磨床壓床內圓磨床鋸床檢驗臺從-至表法2024/7/23初始方案中零件的移動總距離為:從-至表法2024/7/23第三步:改進從-至表求最佳工作地排列順序。改進的主要目標是使零件移動總距離L最小，其次也要考慮減少逆向移動。因此，調換工作地或設備的位置，使移動次數(shù)j大的格子靠近對角線，就會使i減小，從而會使L減小。同時，可以考慮使對角線下面有數(shù)字的格子置換到對角線上面去，這樣可以減少逆向移動。根據(jù)這一原則，可以對工作地或設備作多次調整，每調整一次都要計算一次零件移動的總距離，直到找出較優(yōu)的安排為止。假定改進后的零件從至表如下。從-至表法2024/7/23改進后的零件從至表計算零件移動總距離？從-至表法2024/7/23順向逆向i×ji×j小計：71小計：41零件移動總距離：L=71+41=112單位距離1×(1+1)=2

2×2=4

3×(1+2)=9

4×1=4

5×(1+1)=10

6×(1+1)=12

1×(5+5+4+1+1)=16

2×(2+1)=6

3×2=6

4×2=8

5×(2+1)=15

6×1=6

7×(1+1)=14

改進后工作地及設備的布置順序為:改進后零件的移動總距離為:毛坯庫車床鉆床檢驗臺銑床鋸床磨床內圓磨床壓床鏜床從-至表法2024/7/23第四步：比較改進前后的從至表與零件移動總距離的數(shù)據(jù)。觀察改進的效果如何。本例子中改進前后零件的移動總距離減少了138-112=26個單位距離。但物料的逆向移動問題沒有什么改觀。（自己可以詳細分析一下）。最后需要說明的是上述例子中所得結果（移動總距離減少了26）算不算最優(yōu)呢？答案是不一定是最優(yōu)。因為從至表法是一種啟發(fā)式算法，所得結果可以較優(yōu)，但不一定保證最優(yōu)。結果的優(yōu)化程度往往取決與人的實際經驗。從-至表法2024/7/23上述例子所要達到的目的是使零件移動的總距離最小。下面看教材中的例子。教材中的例子是在假定相鄰工作地或設備間單位運量在移動單位距離時運輸成本不同時,考慮如何布置可以使總運輸成本最小。實際上,在假定相鄰工作地或設備間單位運量在移動單位距離時的運輸成本相等的情況下,討論移動總距離最小與討論運輸成本最小是一致的。從-至表法2024/7/23例:一金屬加工車間有六臺設備，已知其生產的零件品種及加工路線,并據(jù)此給出如下表所示的零件在設備之間的每月移動次數(shù)，同時給出了單位距離運輸成本。請用這些數(shù)據(jù)確定該車間的最佳布置方案。從-至表法2024/7/23實際布置中,除考慮運輸成本（或移動距離、運輸量）外,還要考慮其它一些非運輸因素。如果有特殊因素制約時,就不能以運輸因素作為優(yōu)先考慮了。(噴漆遠離電焊；對噪音振動敏感部門的布置)從-至表法2024/7/23考慮總運量最小時，從至表法的基本步驟:1.選擇典型零件，制定典型零件的工藝路線，確定所用機床設備。2.制定設備布置的初始方案，統(tǒng)計出設備之間的移動距離。（例題中是單位距離）3.確定出零件在設備之間的移動次數(shù)和單位運量成本。4.用實驗法確定最滿意的布置方案。從-至表法2024/7/23物料運量圖法可以看作是從至表法一種擴展應用。它是按照生產過程中物料的流向及生產單位之間運輸量布置企業(yè)的車間及各種設施的相對位置，最終目的也是使物料運輸成本最小，基本原則是運輸量大的生產單位應安排在相臨位置。其步驟為:1.根據(jù)原材料、在制品在生產過程中的流向，初步布置各個生產車間和生產服務單位的相對位置，繪出初步物流圖。2.統(tǒng)計車間之間的物料流量，制定物料運量表（實際上也是從至表---運輸量從至表）。3.按運量大小進行初試布置，將車間之間運輸量大的安排在相鄰位置，并考慮其它因素進行改進和調整。二、物料運量圖法2024/7/23例:某企業(yè)有5個生產單位，各單位之間物料流向及運輸量已知，根據(jù)資料繪制物料運量表如下:0102030405總計01721415026280345110046280522總計1114106單位:10噸物料運量圖法舉例2024/7/23繪制運量圖0502030420噸10噸01物料運量圖法2024/7/23運量圖變形一0102030405765226442121物料運量圖法2024/7/23運量圖變形二010203040576522644212物料運量圖法2024/7/23根據(jù)運量圖進行設施布置:以上所得到的運量圖，只能看作是設施布置的雛形，只是反映了車間等單位之間在物料流向及運量方面的所處的比較經濟的位置關系。真正的布置還要考慮每個單位的面積、形狀及地形地貌等很多因素。0302010405物料運量圖法2024/7/23作業(yè)相關圖法，又稱活動相關圖法，或網格圖法、關系圖法、接近性評級法。這種方法是由默澤（RichardMuther）提出的。它是根據(jù)企業(yè)各部門之間的活動關系密切程度來布置其相互位置的一種方法。這種方法主要用于廠區(qū)總體布置。應用該方法時，首先要將關系密切程度劃分為A.E、I、O、U、X六個等級（如圖5-1），然后，列出導致不同程度關系的原因（如圖5-2）。使用這兩種資料，將待布置的部門一一確定出相互關系，列出作業(yè)相關圖。根據(jù)相互關系重要程度，按重要等級高的部門相鄰布置的原則，安排出最合理的布置方案。三、作業(yè)相關圖法2024/7/23代號密切程度賦值A絕對重要5E特別重要4I重要3O一般2U不重要1X不予考慮0圖5-1關系密切程度分類表作業(yè)相關圖法2024/7/23代號關系密切原因1使用共同的原始記錄2共用人員3共用場地4人員接觸頻繁5文件交換頻繁6工作流程連續(xù)7做類似的工作8共用設備9其它圖5-2關系密切程度的原因作業(yè)相關圖法2024/7/23作業(yè)相關圖法的應用方法有兩種，一種是定性法；一種是賦值法。當采用賦值法時，要先給上面的六個等級賦不同的分數(shù)值。這兩種方法，前者比較直觀，后者體現(xiàn)了定量分析。下面舉例說明這兩種方法的運用。例:某企業(yè)由接收與發(fā)運、成品庫、工具車間、修理車間、生產車間、中間零件庫、食堂和管理辦公室等八個部門組成，這八個部門在生產經營活動中的相關關系如圖5-3所示。作業(yè)相關圖法2024/7/23作業(yè)相關圖該方格表示部門1與8之間的作業(yè)相關關系關系代碼原因代碼1.接收與發(fā)運1,2,3A6O1,2,3A6AEU4O616OAUU4,5I6OA6UU1,4EIUU4,5IUU4,5IU4,5I4,5I2.成品庫3.工具車間4.修理車間5.生產車間6.中間零件庫7.食堂8.管理辦公室234567812345678O4,6642024/7/23根據(jù)圖5-1及圖5-3計算各組成單位密切程度積分，得到下表:賦值法作業(yè)相關圖法2024/7/23根據(jù)各組成單位密切程度積分表,按積分高者先布置的原則,將生產車間放在中間位置,然后按與其密切程度A,E,I,O,U,X順序布置。同時還要考慮廠區(qū)及車間的面積、形狀或其他制約因素。總之,這種布置的過程是一個反復試驗的過程,最終所得結果也不能保證最優(yōu)。因為,我們既不能把所有因素都考慮進去,當單元數(shù)量較多時,也不可能考慮到所有可能的方案。作業(yè)相關圖法2024/7/23當布置區(qū)域與每個單元的形狀、面積已知的情況下,下圖就是一種可能的布置。2.成品庫3.工具車間4.修理車間

1.接收與發(fā)運處6.中間零件庫5.生產車間

7.食堂

8.管理辦公室作業(yè)相關圖法2024/7/23這種方法的步驟如下:第一步，根據(jù)圖5-3列出關系密切程度分類表。只考慮密切程度最高的（A）和最低的(X)。定性法（參考教材）作業(yè)相關圖法2024/7/23第二步,根據(jù)上述列表編制主聯(lián)系簇,如下圖所示。原則是,從關系“A”出現(xiàn)最多的部門開始。然后將與該部門關系密切程度為A的一一聯(lián)系一起。5234作業(yè)相關圖法2024/7/23第三步,考慮其它關系為A的部門,如能加在主聯(lián)系簇上,就盡量加上去,否則畫出分離的子聯(lián)系簇。本例中是都能加上去,如下圖所示。52341作業(yè)相關圖法2024/7/23第四步,畫出X關系聯(lián)系圖。如下圖所示。1362547作業(yè)相關圖法2024/7/23第五步,根據(jù)聯(lián)系簇圖和其它因素(可供使用的區(qū)域形狀、面積等),用實驗法布置所有部門。一種可能的結果如下圖所示。2.成品庫3.工具車間4.修理車間

1.接收與發(fā)運處6.中間零件庫5.生產車間

7.食堂8.管理辦公室作業(yè)相關圖法2024/7/23教材166面例子:一個快餐店欲布置其生產與服務設施。該快餐店共分成6個部門，計劃布置在一個2X3的區(qū)域內。已知這6個部門間的作業(yè)關系密切程度，如下圖所示。請根據(jù)該圖作出合理布置。作業(yè)相關圖法2024/7/23作業(yè)相關圖法2024/7/231263543416X關系聯(lián)系簇作業(yè)相關圖法2024/7/23與從至表法和物料運量圖法相比較,作業(yè)相關圖法的優(yōu)點在于當確定部門間關系密切程度時考慮了多個目標和因素,而不是僅僅是物料運輸一項。同時,這種方法更多的是考慮定性因素,而不是定量因素。這樣,在缺乏定量數(shù)據(jù)時,可以用來有效地解決設施布置問題。不過,它也有局限性,主要體現(xiàn)在部門間關系密切程度的確定及其影響因素的選擇上有一定主觀性,從而缺乏準確性、不可靠。作業(yè)相關圖法2024/7/23其它布置方法1.新設備的布置問題

2.線性規(guī)劃方法

3.計算機輔助選址與設施布置以上內容自學2024/7/23一、裝備線平衡的含義裝配線是設施按產品布置的一種常見形式。裝配線平衡，又稱工序同期化，就是對于某裝配流水線，在給定流水線的節(jié)拍后，求出使裝配線所需的工作地（或工位、工作站）數(shù)量和工人數(shù)最少的方案。裝配線平衡問題還可以表述為：對于特定的產品，給定工作地數(shù)量，求出使流水線節(jié)拍最小的配置方案。這兩種表達方式都是要使各工作地的單件作業(yè)時間盡可能接近節(jié)拍或節(jié)拍的整數(shù)倍。從而使每個工作地或工人的作業(yè)空閑時間最少。（為什么要進行裝配線時間平衡？P173）第四節(jié)裝備線的平衡2024/7/23裝配線平衡的基本方法就是將整個工作分解為許多基本作業(yè)（或稱為作業(yè)元素、任務、小工序、工作單位等,下面統(tǒng)稱作業(yè)）,然后以適當?shù)姆绞?將所有作業(yè)分配給不同的工作地（有時也稱為大工序）,并使分配到每個工作地的作業(yè)時間（也許是一個作業(yè)所需時間,也許是多個作業(yè)所需時間之和）接近或等于裝配線節(jié)拍或是節(jié)拍的倍數(shù)。二、裝配線平衡的方法2024/7/231.作業(yè)分解并用作業(yè)先后順序圖表示作業(yè)間的順序關系。該圖由圓圈和箭頭組成。圓圈代表單個作業(yè)，箭頭代表作業(yè)次序。2.確定裝配線節(jié)拍（含義）。裝配線節(jié)拍是指裝配線上連續(xù)出產兩件相同產品的時間間隔。也稱為工作地周期，也就是任何工作地的最大允許作業(yè)時間。其公式如下:三、裝配線平衡的基本工作步驟

2024/7/23計劃期有效工作時間是指制度規(guī)定時間減去必要的停歇時間，如維護設備、更換工具、工人休息時間計劃期產量包括計劃出產量和預計不合格的量。例如:某產品裝配線計劃日產量為150件，采用兩班制生產，一班8個小時，每班規(guī)定有21分鐘停歇時間，計劃不合格品率為2%，該裝配線的節(jié)拍應為:續(xù)---裝配線平衡的基本工作步驟

2024/7/233.確定裝配線上理論上需要的最少工作地數(shù)，實際上可能比這個多。計算公式如下:Smin表示裝配線上需要的最少工作地數(shù)∑ti表示裝配線上所有作業(yè)時間之和r表示裝配線節(jié)拍[]表示大于或等于∑ti/r的最小整數(shù)續(xù)---裝配線平衡的基本工作步驟

2024/7/234.在每一次分配前，利用下列標準確定哪些作業(yè)夠資格分配到一個工作地:a.所有先行作業(yè)都已分配。b.該作業(yè)時間不超過該工作地的剩余時間。如果沒有夠資格分配的作業(yè)，繼續(xù)下一個工作地。5.每當一個作業(yè)分配后，計算該工作地的剩余時間。剩余時間等于節(jié)拍減去工作地上已經分配的作業(yè)時間之和。續(xù)---裝配線平衡的基本工作步驟

2024/7/236.如果出現(xiàn)多個作業(yè)都夠資格分配時，可采用下列方法之一解決:a.先分配后續(xù)作業(yè)數(shù)最多的作業(yè)b.先分配作業(yè)時間最長的作業(yè)如果后續(xù)作業(yè)數(shù)與作業(yè)時間都一樣，可任意選擇一個作業(yè)。7.繼續(xù)下去直到所有作業(yè)都已分配到工作地。續(xù)---裝配線平衡的基本工作步驟2024/7/238.計算反映這一系列分配情況的一些指標。如裝配線負荷系數(shù)（或稱裝配線平衡的效率），公式如下:s實為裝配線平衡后實際采用的工作地數(shù)目。裝配線負荷系數(shù)越大,表明裝配線的效率越高、越平衡,裝配線閑置時間也越少。（下面用實例說明裝配線的平衡）續(xù)---裝配線平衡的基本工作步驟2024/7/23例:一家玩具公司要在一個傳送帶上裝配J型玩具，每天需要生產500輛。生產時間為每天420分鐘，J型玩具的組裝步驟及其作業(yè)時間在下表中給出。請根據(jù)工作站周期和作業(yè)次序限制，找出工作站數(shù)目最少的平衡方案。裝備線平衡舉例2024/7/23J型玩具車的裝配步驟及作業(yè)時間作業(yè)時間（秒）描述緊前工作ABCDEFGHIJK4511950151212121289安裝后軸支架，擰緊4個螺母插入后軸擰緊后軸支架螺栓安裝前軸，用手擰緊4個螺母擰緊前軸螺栓安裝1#后輪蓋，擰緊輪軸蓋安裝1#后輪蓋，擰緊輪軸蓋安裝1#后輪蓋，擰緊輪軸蓋安裝1#后輪蓋，擰緊輪軸蓋安裝前軸上的車把手擰緊螺栓和螺釘上緊全部螺栓螺釘—AB—DCCEEF,G,H,IJ∑ti=1952024/7/23解:1.畫出作業(yè)先后順序圖(在黑板上畫出)ADBCFGJKEHI裝備線平衡舉例2024/7/232.計算裝配線節(jié)拍3.計算理論上的最小工作地數(shù)量4.按照前面裝配線平衡的4,5,6,7步驟的要求進行裝配線平衡（分配作業(yè)）-----參下表。裝備線平衡舉例工作地剩余時間夠資格分配的作業(yè)分配作業(yè)修訂后的剩余時間工作地閑置時間150.45.4A,D無A—5.45.4250.40.4D，B無D—0.40.4350.439.424.415.43.4B,EE,CC,H,IF,G,H,I無BECF—39.424.415.43.43.4450.438.426.414.46.4G,H,IH,IIJ無GHIJ—38.426.414.46.46.4550.441.4K無K—41.441.457.0裝備線平衡舉例2024/7/23裝配線平衡結果如下:5個工作地,比理論最小數(shù)多了一個。ADBCFGJKEHI工作地1工作地2工作地3工作地4工作地5裝備線平衡舉例2024/7/235.計算裝配線負荷系數(shù)77.88%的裝配線負荷系數(shù)意味著整個裝配線不平衡或閑置時間達到22.12%，從前面的表中也可以看出空閑時間總共為57秒，最空閑的工作地是工作地5。存在更好的平衡方案嗎？裝備線平衡舉例2024/7/23答案是肯定的。因為在裝配線平衡中，如何把作業(yè)分配給各個工作地，我們采用的方法是啟發(fā)式方法，這種方法是不能保證最后所得到的解決方案是最佳的。前面已經提到，在分配作業(yè)時，如果出現(xiàn)多個作業(yè)都夠資格分配時，可采用下列方法之一解決:a.先分配后續(xù)作業(yè)數(shù)最多的作業(yè)；b.先分配作業(yè)時間最長的作業(yè)。本題上面的解法是先應用a規(guī)則，后應用b規(guī)則，如果先應用b規(guī)則，后應用a規(guī)則，則最后得到的裝配線平衡結果是不一樣的。（試著做一做）裝備線平衡舉例工作地剩余時間夠資格分配的作業(yè)分配作業(yè)修訂后的剩余時間工作地閑置時間150.40.4A,D無D—0.40.4250.45.4A，E無A—5.45.4350.435.423.415.40.4B,EB,H,IB,IB無EHIB—35.423.411.40.40.4450.441.429.417.49.40.4CF,GGJK無CFGJK—41.429.417.49.40.40.46.6裝備線平衡舉例2024/7/23剛好4個工作地。ADBCFGJKEHI工作地2工作地1工作地3工作地4裝備線平衡舉例2024/7/23技術因素:如果作業(yè)的技術要求完全不同，將這些作業(yè)分配到同一個工作地是行不通的，或者相鄰都不行。（火與易燃物品的使用；灰塵與潔凈的要求）人力因素及設備與空間限制。（只要有人參與，作業(yè)的完成時間將不可能是一成不變的）所以說，只要涉及到人力作業(yè)，一般生產線很難完全平衡。裝配線平衡需要考慮的其它因素

2024/7/23另外，根據(jù)預期產量計算計算出來的節(jié)拍不在最大最小范圍之內時怎么辦？如,一個裝配線的作業(yè)時間（秒）分別為：40，30，15，25，20，18，15。裝配線每天運行7.5小時，計劃產出量為750臺?？梢院苋菀姿愠?，節(jié)拍r=36秒。現(xiàn)在的問題是其中一項最長作業(yè)的時間為40秒，也就是節(jié)拍小于這項最長作業(yè)的時間。應該如何解決這個問題？1.修改預期產量。2.采取措施使這個40秒的工作適應36秒的節(jié)拍。（作業(yè)分解；作業(yè)共享；使用平行工作地；使用工作更快的員工；加班；重新設計產品；設備升級等）裝配線平衡需要考慮的其它因素2024/7/23柔性生產線布置也可以較好地解決生產線不平衡問題。培養(yǎng)多面手設計混合型生產線Bad:工人被分開，沒有機會交換工作要素。Better:工人可交換工作要素；可增減工人；經培訓的工人幾乎可以自己平衡生產進度。Bad:沒有機會同其他工人合作，增加產量。Better:工人可相互幫助，便于第三人插手Bad:直線形難以平衡。Better:便于協(xié)作與幫助。5人減為4人。裝備線平衡的其它方法2024/7/23一、辦公室布置辦公室的布置內容主要是確定人員座位的位置和辦公室物質條件的合理配置。布置時一般要了解辦公室工作性質與內容,辦公室內部組織與人員分工,辦公室與其它單位的聯(lián)系。還可繪制業(yè)務流程圖,作為布置的依據(jù)。還要了解辦公室定員編制,以及根據(jù)工作需要應配備的家具、通訊工具和主要辦公用品等。在充分掌握情況的基礎上,按辦公室的位置和面積進行合理布置,并繪制平面圖。經討論、比較和修改后,即可正式按圖進行布置。第五節(jié)非制造業(yè)的設施布置2024/7/23辦公室布置主要考慮因素1、信息傳遞與交流的迅速、方便2.人員的工作效率具體而言，辦公室布置須關注以下幾點：1.力求使辦公室有一個安靜的工作環(huán)境。2.辦公室應有良好的采光、照明條件。3.最有效地利用辦公室面積，合理布置工作人員的座位。4.辦公室布置應力求整齊、清潔。辦公室的布置2024/7/23辦公室布置的主要模式1.傳統(tǒng)的封閉式辦公室（特點）2.開放式辦公室布置（特點）3.帶有半截屏風的組合辦公模塊（特點）4.“活動中心”的新型辦公室布置（特點）5.“遠程”辦公模式（特點）辦公室的布置2024/7/23封閉式布局辦公室的布置2024/7/23開放式布局辦公室的布置2024/7/23AccountingManagerBrandXFinanceFin.Acct.辦公室的布置2024/7/23入口設備間工程師區(qū)總裁顧問秘書儲存室影印設備辦公室的布置2024/7/23辦公室布置的基本方法:辦公室布置中，有一些布置原則與生產制造系統(tǒng)是相同的，例如，按照工作流程和能力平衡的要求劃分工作中心和個人工作站，使辦公室布置保持一定的柔性，以便于未來的調整與發(fā)展等。對于需要跨越多個部門才能完成的工作，部門之間的相對地理位置也是一個重要問題，這一點與生產系統(tǒng)也相似。本章所述的作業(yè)相關圖等分析析技術也同樣可以應用與辦公室布置。但是，辦公室與生產制造系統(tǒng)相比，也有許多根本不同的特點。主要表現(xiàn)如下。辦公室的布置2024/7/23首先,生產制造系統(tǒng)加工處理的對象主要是有形的物品,因此,物料搬運是設施布置的一個主要考慮因素。而辦公室工作的處理對象主要是信息以及組織內外的來訪者,因此,信息的傳遞和交流方便與否,來訪者辦事是否方便、快捷,是主要的考慮因素。其次,在生產制造系統(tǒng)中,尤其是自動化生產系統(tǒng)中,產出速度往往取決于設備的速度,或者說與設備速度有相當大的關系。而在辦公室,工作效率的高低往往取決于人的工作速度,而辦公室布置,又會對人的工作速度產生極大影響。辦公室的布置2024/7/23再次,在生產制造系統(tǒng)中,產品的加工特性往往在很大程度上決定設施布置的基本類型,生產運作管理人員一般只在基本類型選擇的基礎上進行設施布置。而在辦公室布置中,同一類工作任務可選用的辦公室布置較多。此外,在辦公室的情況下,組織結構、各個部門的配置方式、部門之間的相互聯(lián)系和相對位置的要求對辦公室布置有更重要的影響作用,在辦公室布置中要予以更多的考慮。辦公室的布置2024/7/23倉儲業(yè)是非制造業(yè)中占比重很大的一個行業(yè),通過合理的倉庫布置來縮短存取貨物的時間、降低倉儲管理成本具有重要的意義。從某種意義上來說,倉庫類似于制造業(yè)的工廠,因為物品也需要在不同地點（單元）之間移動。因此,倉庫布置也可以有很多不同的方案,一般的倉庫布置問題的目的都是尋找一種布置方案,使得總搬運量最小。這個目標函數(shù)與很多制造業(yè)企業(yè)設施布置的目標函數(shù)是一致的。實際上,這種倉庫布置的情況比制造業(yè)工廠中的經濟活動單元的布置更簡單,因為全部搬運都發(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。二、倉庫的布置2024/7/23這種倉庫布置進一步可分為兩種不同情況:（1）各種物品所需貨區(qū)面積相同。在這種情況下，只需把搬運次數(shù)最多的物品貨區(qū)布置在靠近出入口之處，即可得到最小總負荷數(shù)；（2）各種物品所需貨區(qū)面積不同。需要首先計算某物品的搬運次數(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、倉庫的布置2024/7/23例子：假設有一個家電用品倉庫，共有M個貨區(qū)，分別存儲7種家電。倉庫有一個出入口，進出倉庫的貨物都要經過該口（如下圖所示）。假設該倉庫每種物品每周的存取次數(shù)如下表所示，應該如何布置不同物品的貨區(qū)，使總搬運量最小？倉庫平面示意圖倉庫的布置2024/7/23存儲物品搬運次數(shù)（每周）所需貨區(qū)1.電烤箱28012.空調16023.微波爐36014.音響37535.電視80046.收音機15017.其他1002家電用品倉庫的存儲信息倉庫的布置2024/7/2372465537244551布置好的倉庫平面