生产和服务设施布置生产和服务设施布置Facility Layout本章结构本章结构设施布置的基本类型设施布置的基本类型4生产和服务设施布置的概念生产和服务设施布置的概念1设施布置的决策依据设施布置的决策依据2设施布置的基本原则设施布置的基本原则3设施布置设施布置的时间组织（略）的时间组织（略）5设施布置的决策设施布置的决策方法方法6流水线的组织设计流水线的组织设计装配线平衡装配线平衡7一、生产和服务设施布置的概念一、生产和服务设施布置的概念n设施布置的概念：设施布置的概念：指合理安排企业或组织内部各生产指合理安排企业或组织内部各生产作业单位和辅助设施的相对位置和面积，以及车间内作业单位和辅助设施的相对位置和面积，以及车间内部生产设备的布置。部生产设备的布置。n设施布置的要求设施布置的要求: :l基本要求：基本要求：具有系统观点，具有系统观点，布置一种合理的生产和服布置一种合理的生产和服务系统，使之能以最经济的方式满足生产和经营服务务系统，使之能以最经济的方式满足生产和经营服务的要求。的要求。l具体要求：具体要求：有利于生产与服务。有利于生产与服务。方便运输方便运输节约用地节约用地良好环境良好环境讲台讲台讲台讲台讲台讲台讲台讲台教室布置教室布置教室布置教室布置布置目标：布置目标：布置目标：布置目标：普通超市有不少于普通超市有不少于3 3万种不同的商品，如何布万种不同的商品，如何布置以实现最低的成本和最大的销量？置以实现最低的成本和最大的销量？货架布置货架布置货架布置货架布置货架维度货架维度货架维度货架维度从从上上至至下下，存存在在一一个个精精确确的的价价值值梯梯度度，并并且且对对应应着着不不同的同的“位置费位置费”l货货架架中中部部的的销销售售力力是是底底部部位位置置的的5倍倍还多，位置费最高还多，位置费最高水水平平方方向向，如如何何设设计计摆摆放放宽宽度度以以便便既既能能吸吸引引顾顾客客又又能能节省展区节省展区货架布置货架布置货架布置货架布置通过可获得性和便捷性得到更多销量通过可获得性和便捷性得到更多销量超市、便利店把小商品摆放在收银台旁超市、便利店把小商品摆放在收银台旁案例：案例：案例：案例：便利店因为其便捷性，便利店因为其便捷性，所售的牛奶、面包等商所售的牛奶、面包等商品价格远高于当地超市品价格远高于当地超市与其说卖产品，不如与其说卖产品，不如说卖的是便捷性！说卖的是便捷性！货架布置货架布置货架布置货架布置香港的超市以中小规模的香港的超市以中小规模的居多，有百佳，惠康，屈居多，有百佳，惠康，屈臣氏，华润等。家乐福在臣氏，华润等。家乐福在香港已经关门了，那边不香港已经关门了，那边不太适合大超市的发展。太适合大超市的发展。 二、生产和服务设施布置的决策依据二、生产和服务设施布置的决策依据产品结构和工艺产品结构和工艺( (服务服务) )特点特点产品专业化和工艺专业化产品专业化和工艺专业化生产运作的专业化与协作水平生产运作的专业化与协作水平自制外协加工自制外协加工组织规模组织规模技术装备水平技术装备水平生产类型生产类型大量生产、成批生产、单件小批大量生产、成批生产、单件小批啤酒酿造工艺流程啤酒酿造工艺流程三、生产和服务设施布置的基本原则三、生产和服务设施布置的基本原则p1 1、满足生产过程的需要，符合总流程；、满足生产过程的需要，符合总流程；p2 2、有有密密切切生生产产联联系系和和协协作作关关系系的的车车间间应应靠近布置；靠近布置；p3 3、充分利用城市的现有运输条件；、充分利用城市的现有运输条件；p4 4、合理划分大区；、合理划分大区；p5 5、尽量提高建筑利用系数、尽量提高建筑利用系数；p6 6、为扩建改建留有余地、为扩建改建留有余地；p7 7、注意改善内部环境、注意改善内部环境；p8 8、可调性、可调性(Flexibility(Flexibility) )。四、生产和服务设置布置的类型四、生产和服务设置布置的类型( (生产运作单位的空间组织生产运作单位的空间组织) )n1 1、产品原则布置：、产品原则布置：按加工对象组织按加工对象组织采用标准化很高的加工运作获取平滑、快速、高产量流程采用标准化很高的加工运作获取平滑、快速、高产量流程; ;接近重复加工或连续生产接近重复加工或连续生产, , 例如：汽车和设备的制造。例如：汽车和设备的制造。n2 2、工艺原则布置：、工艺原则布置：按生产运作的工艺特点组织按生产运作的工艺特点组织用来加工或者提供多种工艺要求的产品或服务用来加工或者提供多种工艺要求的产品或服务；接近于单件作业，例如：喷气机引擎、数控设备。接近于单件作业，例如：喷气机引擎、数控设备。n3 3、固定布置：、固定布置：加工对象不动，人员、设备等流动加工对象不动，人员、设备等流动加工对象保持不动，工人、材料和设备按需要移动加工对象保持不动，工人、材料和设备按需要移动；太大太重了而不能移动，例如，油轮太大太重了而不能移动，例如，油轮, ,集装船只。集装船只。n4 4、成组制造、成组制造单元布置单元布置：单元制造单元制造：将机器分组，组的划分由一系列相似零件所需工艺决定：将机器分组，组的划分由一系列相似零件所需工艺决定; ;成组技术成组技术：具有相似设计特征或制造特征的零件分成零件族。：具有相似设计特征或制造特征的零件分成零件族。1 1、按产品布置的流水线作业、按产品布置的流水线作业n转化资源的位置完全按照为待转化资源提供方便的原则转化资源的位置完全按照为待转化资源提供方便的原则来确定。物料、信息、顾客按照预先确定的工艺路线来确定。物料、信息、顾客按照预先确定的工艺路线（加工工序）依次进行加工。（加工工序）依次进行加工。n产品布置目的往往是为提高产品或服务的标准化程度。产品布置目的往往是为提高产品或服务的标准化程度。汽车、笔记本电脑、电视装配线汽车、笔记本电脑、电视装配线炼钢连铸生产线、热轧线、炼油厂、饮料生产线炼钢连铸生产线、热轧线、炼油厂、饮料生产线大规模免疫接种活动大规模免疫接种活动部分高技术开发区的办公一条龙服务部分高技术开发区的办公一条龙服务部分高校的新生入学迎新服务部分高校的新生入学迎新服务自助餐厅自助餐厅工作区工作区1工作区工作区2工作区工作区3工作区工作区1原料原料顾客顾客制成品制成品材料和材料和/或人工或人工材料和材料和/或人工或人工 材料和材料和/或人工或人工材料和材料和/或人工或人工工作流程工作流程生产或服务流水线生产或服务流水线托盘和托盘和餐具餐具收银台收银台面包面包土豆和土豆和蔬菜蔬菜甜点甜点色拉色拉主菜主菜饮料饮料自助餐馆服务线自助餐馆服务线装配装配线连续流程生流程生产线实时热进炉作业设备配置图实时热进炉作业设备配置图加加热热炉炉热热坯坯保保温温坑坑扁扁钢钢坯坯连连铸铸机机粗粗轧轧区区精精轧轧区区盘盘卷卷区区基本布置形式基本布置形式直直线型型L线型型绕线型型U型型U U型生产线：生产线较短型生产线：生产线较短，具有，具有不妨碍员工不妨碍员工及及车辆车辆行走、行走、可增进员工的沟通与协调可增进员工的沟通与协调、增加工作指派的、增加工作指派的弹性等优点。弹性等优点。不需要不需要员工沟通的自动化生产员工沟通的自动化生产、流程工作流程工作有互相有互相干扰干扰或或流流程程出入口出入口无法设于无法设于同一端，不同一端，不适用于此布置。适用于此布置。柔性的柔性的U U型生产布置型生产布置12431098756工人工人入口入口出口出口物料流物料流物料流物料流缺点：操作者相互分开，缺点：操作者相互分开，没有机会相互交流工作。没有机会相互交流工作。优点：操作者可以优点：操作者可以交换工作，可以增交换工作，可以增加或减少操作人数。加或减少操作人数。操作者经过训练可操作者经过训练可以自动平衡不同的以自动平衡不同的生产速度。生产速度。U U型生产布置的优点一型生产布置的优点一物料流物料流缺点：操作者被包围起来，缺点：操作者被包围起来，没有机会和第三者合作来没有机会和第三者合作来提高产量。提高产量。优点：操作者可以优点：操作者可以互相帮助，可以通互相帮助，可以通过和第三者合作来过和第三者合作来提高产量提高产量物料物料U U型生产布置的优点二型生产布置的优点二缺点：直线型生产线很难平衡缺点：直线型生产线很难平衡优点：优点：5个操作者可以减为个操作者可以减为4个个U U型生产布置的优点三型生产布置的优点三n按产品布置的优点按产品布置的优点高度分工、加工高度分工、加工/处理处理速度速度较快较快、产出产出率高率高大量大量生产生产，单位单位成本低成本低员员工容易工容易训练与监督训练与监督，管理幅度大，管理幅度大产品产品依相同依相同作业顺序运作作业顺序运作，搬运搬运成本低成本低人工人工与设备与设备高度利用高度利用n按产品布置的缺点按产品布置的缺点过度专业过度专业化分工，化分工，导致员工导致员工工作工作满意度满意度下降下降弹性弹性少少产量产量产品型号产品型号生产系统生产系统常因常因设备故障设备故障而而停止停止专业设备投资数额大专业设备投资数额大，相对风险相对风险高高n产品布置设计的重点产品布置设计的重点：使使生产线平衡生产线平衡，降低，降低瓶颈瓶颈或或闲置闲置将将相同或相似功能的相同或相似功能的机器机器放置在一起，放置在一起， 成为一成为一个部门个部门或加工中心，某一零或加工中心，某一零组件组件(或人或人)在某一在某一区区域域完成工作完成工作后后，再移至另一特定，再移至另一特定区域区域可以可以处理处理不同加工需求的不同加工需求的布置布置例如例如：医院医院、学校学校、银行银行 汽车修理厂汽车修理厂等等2 2、按工艺流程布置、按工艺流程布置部门部门A部门部门D部门部门B部门部门C部门部门E带有部门工作中心的典型工艺原则布置带有部门工作中心的典型工艺原则布置带有部门工作中心的典型工艺原则布置带有部门工作中心的典型工艺原则布置n适用于适用于工人工人技术技术高高生生产产量产产量低、低、样式样式多的多的产品产品数项数项工作共同使用一工作共同使用一机器机器或工作站或工作站n优点点流程弹性较大流程弹性较大，可，可处理处理不同的不同的生产生产需求需求流程流程不容易因不容易因设备设备故障而故障而停顿停顿使用泛用型的使用泛用型的设备投资较少设备投资较少，且，且维维修成本低修成本低n缺点缺点若使用批量加工，若使用批量加工，则在制品存货则在制品存货成本高成本高产品换线频繁导致生产时间产品换线频繁导致生产时间的的浪费浪费复杂的搬运路径导致搬运复杂的搬运路径导致搬运成本高成本高生产计划与控制生产计划与控制更更困难困难u流程布置的主要目标：使使搬运搬运成本、成本、距离距离及及时间时间最小化最小化n制造的产品不动制造的产品不动，而，而将将所需的所需的人员人员、物、物料或料或设备设备依需要依需要来移动来移动n适用于适用于产品技术产品技术高高小量生小量生产产、速度慢、工期、速度慢、工期长长产品产品主件主件体积体积大，或大，或无法移动无法移动n例如例如造船造船厂厂、大型、大型建筑项目建筑项目等等3 3、固定位置布置、固定位置布置n优点点目标目标物的物的移动移动少，少，减少损坏与搬运减少损坏与搬运成本成本生生产产管理管理比较简单比较简单n缺点缺点无法大量生产无法大量生产物料物料存储与搬运存储与搬运易易产生问题产生问题u管理管理重点重点如何使物料如何使物料搬运搬运，作业作业排程排程与生产技术与生产技术能有能有效整合，效整合，缩短工期缩短工期n成组技术规划是将不同的机器分成许多单元（成组技术规划是将不同的机器分成许多单元（Cell）来生）来生产具有相同形状和工艺要求的产品，产具有相同形状和工艺要求的产品，期望同期望同时时取得取得产品布产品布置的置的高效率及高效率及流程布置的流程布置的弹性弹性等优点。等优点。n目标是从工艺专业化类型的生产中获得产品规划的优点，目标是从工艺专业化类型的生产中获得产品规划的优点，其优点包括：其优点包括：4 4、成组技术规划（单元式布置）、成组技术规划（单元式布置）1.更好的人际关系。更好的人际关系。工人可组成小团体来完成整个作业。工人可组成小团体来完成整个作业。2.提高操作技能。提高操作技能。在一个有限的生产周期内，工人只生产有限数在一个有限的生产周期内，工人只生产有限数量的部件，重复程度高，有利于工人快速学习和熟练掌握生产量的部件，重复程度高，有利于工人快速学习和熟练掌握生产技能。技能。3.减少在制品库存和物料运输。减少在制品库存和物料运输。一个工作单元完成几个生产步骤，一个工作单元完成几个生产步骤，可以减少部件在整个车间的运输。可以减少部件在整个车间的运输。4.缩短生产调整时间。缩短生产调整时间。加工产品的减少意味着工具种类的减少，加工产品的减少意味着工具种类的减少，可以加快工具更换的速度。可以加快工具更换的速度。n按照制造或设计特性将零部件分为产品族按照制造或设计特性将零部件分为产品族(part family)；n确定零部件组的主要物料流动类型，以此作为工艺规划或确定零部件组的主要物料流动类型，以此作为工艺规划或者调整的基础；者调整的基础；n将机器和工艺分组，组成不同的工作单元。对于无法分组将机器和工艺分组，组成不同的工作单元。对于无法分组的部件和设备都放在的部件和设备都放在“剩余单元剩余单元”中。中。成组技术规划的开发步骤成组技术规划的开发步骤原原材材料料磨床磨床（M）钻床钻床（D）碾床碾床（G）装装配配线线车床车床（L）热处理热处理（HT）齿轮切削齿轮切削（GC）基于零部件流动的路径矩阵基于零部件流动的路径矩阵原原材材料料部件部件组组车床车床L磨床磨床M钻床钻床D热处热处理理HT碾床碾床G齿轮齿轮切削切削GC到到装装配配线线根据零部件组加工要求重新布置机器将根据零部件组加工要求重新布置机器将它们分成工作单元它们分成工作单元原原材材料料组组装装线线1号号工作工作单元单元MDHTG2号号工作工作单元单元MDGC3号号工作工作单元单元LMHTDGC4号号工作工作单元单元LMGHTn适用于生产产品样式多的产品适用于生产产品样式多的产品n优点点加工速度快加工速度快较少较少的的在制品库存与物料搬运在制品库存与物料搬运快速快速换线换线，准备时间准备时间短短增进员工技术增进员工技术采取工作团队采取工作团队，增进人际关系增进人际关系n缺点缺点产品产品/零件族分配不易，若分配零件族分配不易，若分配不当不当，可，可能降低生能降低生产效率产效率不同的不同的单元单元可能可能购买购买相同的相同的设备设备u管理重管理重点点如何如何将待生产将待生产的的产品组成产产品组成产品族品族成组技术成组技术将将有有类似设计类似设计或或制造制造特性的特性的项目项目分分为为零件族的零件族的方法方法产品产品/零件族的零件族的分类标准分类标准，是以，是以设计设计特性特性(如尺寸、如尺寸、形状形状、功能、功能)或或制造制造特性特性(作业作业的的形态形态或或顺序顺序)来来区区分分总结：基本布置类型的优缺点（总结：基本布置类型的优缺点（总结：基本布置类型的优缺点（总结：基本布置类型的优缺点（略略略略）布置类型布置类型优点优点缺点缺点固定布置固定布置柔性高；产品不移动，顾客不柔性高；产品不移动，顾客不受干扰；员工工作内容丰富受干扰；员工工作内容丰富单位成本高；空间和活单位成本高；空间和活动的调度安排非常复杂；动的调度安排非常复杂；移动距离可能长移动距离可能长工艺布置工艺布置柔性高；系统稳健性好；好管柔性高；系统稳健性好；好管理理设备利用率低；流程复设备利用率低；流程复杂，组合复杂；在制品杂，组合复杂；在制品或顾客排队时间可能长或顾客排队时间可能长单元布置单元布置可兼顾成本与柔性；团队作业；可兼顾成本与柔性；团队作业；系统输出速度快系统输出速度快调整现有布置的成本可调整现有布置的成本可能高；可能需要更多的能高；可能需要更多的工厂和设备；工厂利用工厂和设备；工厂利用率低率低产品布置产品布置可实现高产量；便于专用设备可实现高产量；便于专用设备采用；物料和顾客的移动十分采用；物料和顾客的移动十分便利便利组合柔性可能很低；系组合柔性可能很低；系统稳健性不佳，故障影统稳健性不佳，故障影响大；工作重复程度高响大；工作重复程度高五、生产运作系统的时间组织（五、生产运作系统的时间组织（略略）( (零件在工序间的移动方式零件在工序间的移动方式) )顺次移动方式顺次移动方式: : T顺次顺次=nt平行移动方式：平行移动方式：T平行平行= t +（n-1）t最大最大平行顺次移动方式：平行顺次移动方式：T平顺平顺= nt-(n-1)min(tj, tj+1)i=1mi=1mi=1mj=1m-1 顺次移动方式示意图顺次移动方式示意图工工序序号号 时时 间（每格表示十分钟）间（每格表示十分钟）11025320410加工周期加工周期 长度长度 102030405060708090100110120130140150160170180190200nt2 nt1nt3nt4180180分分分分工序工序时间时间(分分) 平行移动方式示意图平行移动方式示意图工工序序号号时时 间间 11025320410加工周加工周期期 长长度度 t4105105分分分分工序工序时间时间(分分)102030405060708090100110120t1+t2+t3(n-1)t3 平行顺次移动方式示意图平行顺次移动方式示意图工工序序号号 时时 间间 11025320410加工周期加工周期 长度长度 120分分102030405060708090100110120130140工序工序时间时间(分分)六、生产和服务设置布置的方法六、生产和服务设置布置的方法n总体布置方法（总体布置方法（重点重点重点重点）1. 1. 作业相关图法作业相关图法 考虑部门之间的相互密切程度。考虑部门之间的相互密切程度。2. 2. 物料运量图法物料运量图法 考虑原材料、在制品及其他物资在生产过考虑原材料、在制品及其他物资在生产过程中总的流动方向及运输量。程中总的流动方向及运输量。3. 3. 从至表法从至表法 考虑加工对象流动的流程图，据此绘制从考虑加工对象流动的流程图，据此绘制从至表并进行迭代。至表并进行迭代。l l作业相关图法作业相关图法作业相关图法作业相关图法是是根据企业各部门之间的活动关系密切程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度布置其相互位置。首先将关系密切程度划分为为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，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度，按重要等级高的部门相邻布置的根据相互关系重要程度，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。原则，安排出最合理的布置方案。代号代号密切程度密切程度A绝对必要绝对必要E非常重要非常重要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号代号关系密切原因关系密切原因1 1使用共同的原始记录使用共同的原始记录2 2共用人员共用人员3 3共用场地共用场地4 4人员接触频繁人员接触频繁5 5文件交换频繁文件交换频繁6 6工作流程连续工作流程连续7 7做类似的工作做类似的工作8 8共用设备共用设备9 9其他其他（一）作业相关图法（一）作业相关图法A AA AA AE EX XX XA AX XA AA AU UOOOOI IU U部门部门部门部门1 1部门部门部门部门2 2部门部门部门部门3 3部门部门部门部门4 4部门部门部门部门5 5部门部门部门部门6 6n例题：例题：例题：例题：一个快餐店欲布置其生产与服务设施。该一个快餐店欲布置其生产与服务设施。该快餐店共分成快餐店共分成6个部门，计划布置在一个个部门，计划布置在一个23的区的区域内。已知这域内。已知这6个部门的作业关系密切程度，如个部门的作业关系密切程度，如下图所示。请根据图作出合理布置。下图所示。请根据图作出合理布置。第一步，列出关系密切程度（只考虑第一步，列出关系密切程度（只考虑A和和X）：）： A：1 2 1 3 2 6 3 5 4 6 5 6 X：1 4 3 6 3 4第三步，考虑其它第三步，考虑其它“A”A”关系部门，如能加在主联系簇上就尽量加上去，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，如图系簇上去，如图2 2所示。所示。第二步，根据列表编制主联系簇，如图第二步，根据列表编制主联系簇，如图1 1所示。原则是，从关系所示。原则是，从关系“A”A”出出现最多的部门开始，如本例的部门现最多的部门开始，如本例的部门6 6出现出现3 3次，首先确定部门次，首先确定部门6 6，然后将与部门然后将与部门6 6的关系密切程度为的关系密切程度为A A的一一联系在一起。如图的一一联系在一起。如图1 1。6254图图1 1 联系簇联系簇625431 图图2 2 联系簇联系簇解：解：第四步，画出第四步，画出“X”X”关系联系图，如图关系联系图，如图3 3所示。所示。图图3 X关系联系簇关系联系簇126354图图4 最后布局最后布局第五步，根据联系蔟图和可供使用的区域，用第五步，根据联系蔟图和可供使用的区域，用实验法实验法实验法实验法安置所有部门，如安置所有部门，如图图4 4所示。所示。625431 图图2 2 联系簇联系簇1634例如：例如：一个小型工厂的生产、辅助、服务一个小型工厂的生产、辅助、服务等八个部门的相互关系表图如下：等八个部门的相互关系表图如下： 1 1 总总 库库 2 2 材材材材 料料料料 室室室室 3 3 工工工工 具具具具 室室室室 4 4 机机机机 修修修修 组组 5 5 生生生生产车间产车间 6 6 更更更更 衣衣衣衣 室室室室 7 7 食食食食 堂堂堂堂 8 8 办办 公公公公 室室室室A AOOA AA AE EI IOOOOOOA AU UE EX XOOA AU UU UE EI IU UU UOOU UU UU UU UOOOO（一）根据关系的密切程度和接近的必要（一）根据关系的密切程度和接近的必要性在平面上按性在平面上按A、E、I、O、U的的顺序逐次序逐次排列。排列。1、A级：级：1与与2 5与与2，3，4 1 2 3 5 4 2. E级：级：5与与6，7，8 4 5 1 3 6 23. I级：级：1与与5；6与与7 8 7 4 5 1 6 3 2（二）按各部门实际面积大小的比例，（二）按各部门实际面积大小的比例，绘制工厂平面布置图。绘制工厂平面布置图。 2 2材料室材料室材料室材料室 3 3工具室工具室工具室工具室 4 4机修组机修组机修组机修组 1 1 总库总库总库总库 5生生 产产 车车 间间 8 8办公室办公室办公室办公室 7 7食堂食堂食堂食堂 6 6更衣室更衣室更衣室更衣室 为为了了便便于于分分析析，也也可可以以采采用用把把定定性性的的关关系系密密切切程程度度转转化化为为定定量量的的关关系系来来分分析析如如采采用用给给密密切切程程度度赋赋权权，如如A为为6，E为为5，I为为4，C为为3，U为为2. X为为1，然然后后采采用用权权重重最最大大的的优优先先安安排排，其其他他的的根根据据其其权权重重的的大大小小进进行行调整。调整。锅炉房锅炉房食堂食堂办公室办公室 原材料原材料 车间车间 工具库工具库 机修机修 成品库成品库 车库车库 锅炉房锅炉房AOUIAAEU食堂食堂 A U I A A E U U办公室办公室 O U O E I I O O原材料原材料 U I O A O O O I生产车生产车间间 I A E A A A I I工具库工具库 A A I O A E O O机修机修 A E I O A E U O成品库成品库 E U O O I O U I车库车库 U U O I I O O I 单位单位与其他部门关系与其他部门关系密切程度密切程度关系密切程度关系密切程度积分积分排序排序锅炉房锅炉房AOUIAAEU343食堂食堂 AUIAAEUU334办公室办公室OUOEIIOO276原材料原材料UIOAOOOI285生产车间生产车间IAEAAAII411工具库工具库AAIOAEOO362机修机修AEIOAEUO343成品库成品库EUOOIOUI267车库车库UUOIIOOI2581、锅、锅炉炉 房房2、食、食堂堂3、办、办公室公室其他附属设施其他附属设施 4、原料库、原料库生活区生活区5、生产车间、生产车间8、成品库、成品库9、车库、车库6、工具、工具库库7、机修、机修车间车间配电配电工厂平面布置图（草图）工厂平面布置图（草图）（二）物料运量图法（二）物料运量图法(Material Flow Chart) 这这种种方方法法是是按按照照原原材材料料、在在制制品品及及其其他他物物资资在在生生产产过过程程中中总总的的流流动动方方向向及及运运输输量量这这两两个个方方面面来来布布置置工工厂厂的的车车间间、设设施施和和生生产产服服务务单单位位，并并且且编编制制物物料料流流向向图图的的方方法法。在该图上要标明物料的流向。在该图上要标明物料的流向。 例：例：某企业有六个生产单位，各生产单位某企业有六个生产单位，各生产单位的运输量为已知，编制的运输量为已知，编制物料运量图物料运量图如下：如下： 物料运量图物料运量图 至至至至某车间某车间某车间某车间从从从从某车间某车间某车间某车间 1 2 3 4 5 6总计总计 1 6 2 2 4 14 2 6 4 3 13 3 6 6 4 4 20 4 6 2 4 12 5 1 1 6 3 4 7 总计总计 0 15 16 13 11 12 674 45 52 26 63 31 1图例：图例：2吨吨 -1吨吨为了得到更为直观和清晰的观点，可把以上物料为了得到更为直观和清晰的观点，可把以上物料运量用运量用物料运量相关线图物料运量相关线图来表示：来表示： 各生产单位平面布置图各生产单位平面布置图652431（三）（三）“从至表从至表”试验法试验法( (布置）布置） 从从至至表是一种常用的生产和服务设施布置方法。表是一种常用的生产和服务设施布置方法。具体步骤如下：具体步骤如下：选择典型零件，制定典型零件的工艺路线，确定选择典型零件，制定典型零件的工艺路线，确定 所用机床设备；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制定设备布置的初始方案，统计出设备之间的移 动距离；动距离；确定出零件在设备之间的移动次数和单位运量成确定出零件在设备之间的移动次数和单位运量成 本；本；试验法确定最满意的布置方案。试验法确定最满意的布置方案。举例（课本） 一金属加工车间有六台设备，已一金属加工车间有六台设备，已知其加工的零件品种及加工路线，知其加工的零件品种及加工路线，零件在设备间移动次数和单位移动零件在设备间移动次数和单位移动成本如表所示。请确定最佳布置方成本如表所示。请确定最佳布置方案。案。设备间月平均移动次数设备间月平均移动次数 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 217 418 61 42 180磨床磨床 216 52 190 61 10冲床冲床 400 114 95 16 20钻床钻床 16 421 62 41 68车床车床 126 71 100 315 50插床插床 42 95 83 114 390设备间每次运输成本设备间每次运输成本锯床锯床 磨床磨床 冲床冲床 钻床钻床 车床车床 插床插床锯床锯床 0.15 0.15 0.16 0.15 0.16磨床磨床 0.18 0.16 0.15 0.15 0.15冲床冲床 0.15 0.15 0.15 0.15 0.16钻床钻床 0.18 0.15 0.15 0.15 0.16车床车床 0.15 0.17 0.16 0.20 0.15插床插床 0.15 0.15 0.16 0.15 0.15设备间每月运输成本设备间每月运输成本锯床锯床 磨床磨床 冲床冲床 钻床钻床 车床车床 插插床床锯床锯床 32.6 62.7 9.8 6.3 28.8磨床磨床38.9 8.3 28.5 9.2 1.5冲床冲床60.0 17.1 14.3 2.4 3.2钻床钻床2.9 63.3 9.3 6.2 10.9车床车床18.9 12.1 16.0 63.0 7.5插床插床6.3 14.3 13.3 17.1 58.5设备间每月总运输成本设备间每月总运输成本锯床锯床 磨床磨床 冲床冲床 钻床钻床 车床车床 插床插床锯床锯床 71.5 122.7 12.7 25.2 35.1磨床磨床 25.4 91.7 21.3 15.8冲床冲床 23.6 18.4 16.5钻床钻床 69.2 28.0车床车床 66.0插床插床12345锯床锯床磨床磨床冲床冲床钻床钻床插床插床车床车床122.791.771.569.2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优方案如下应用范例：主题公园的布局某主题公园的某主题公园的设设计者正在为公园的布局进行构计者正在为公园的布局进行构想。使游客能在游览过程中的行走距离最小想。使游客能在游览过程中的行走距离最小化是设计者要考虑的问题化是设计者要考虑的问题 。 (1)根根据据初初步步的的分分析析，参参考考其其他他主主题题公公园园的的布布局，做了一个初步的布局图。局，做了一个初步的布局图。 (2）根根据据其其他他公公园园的的统统计计数数据据，结结合合预预测测，得得到到一一个个平平均均每每天天各各景景点点之之间间游游客客的的客客流流情情况况表表 。（3）把客流量大的景点安排在相邻位置）把客流量大的景点安排在相邻位置 。（4）根根据据公公园园的的地地理理位位置置与与场场地地的的情情况况进进行行调整，最后的布局草图如图调整，最后的布局草图如图 所示。所示。景点之间的游客日流景点之间的游客日流量量 单位：人单位：人 A B C D E F A 200 250 40 30105 B 160 300 260 123 30 C 300 320 500 20 80 D 90 250 385 108 210 E 150 108 10 120 176 F 80 50 100 270 167景点之间的游客日流量景点之间的游客日流量 单位：人单位：人 A B C D E F A 360 550 130 180195 B 620 510 331 80 C 885 30 180 D 228 480 E 343 F主题公园的平面布置图（草图）主题公园的平面布置图（草图） 新设备的布置：中值法新设备的布置：中值法例：录象带制作设备安置在什么地方？例：录象带制作设备安置在什么地方？学院学院坐标坐标人数人数商学院商学院5，1331教育学院教育学院8，1828工学院工学院0，019人文学院人文学院6，353法学院法学院14，2032理学院理学院10，1241x的坐标和累计加权值学院学院x坐标坐标权数权数累计加权值累计加权值工学院工学院01919商学院商学院53150人文学院人文学院653103教育学院教育学院828131理学院理学院1041172法学院法学院1432204y的坐标和累计加权值学院学院y坐标坐标权数权数累计加权值累计加权值工学院工学院01919人文学院人文学院35372理学院理学院1241113商学院商学院1331144教育学院教育学院1828172法学院法学院2032204七、流水线的组织设计七、流水线的组织设计（一）流水线生产的概念（一）流水线生产的概念（二）生产线平衡（二）生产线平衡（三）流水生产线组织设计（三）流水生产线组织设计（一）流水生产的概念与特征（一）流水生产的概念与特征l l概念概念: 流水生产是指产品经过各道工序，按规定的路流水生产是指产品经过各道工序，按规定的路线、规定的速度，一件接一件川流不息地进行线、规定的速度，一件接一件川流不息地进行加工和生产。加工和生产。l l特征特征:1 .1 .工作地的专业化程度高工作地的专业化程度高 2 .2 .具有明显的节奏性具有明显的节奏性 3 .3 .各工序的生产能力平衡或成比例各工序的生产能力平衡或成比例 4 .4 .工艺过程封闭、单向工艺过程封闭、单向 5 .5 .具有高度的连续性具有高度的连续性（二）生产线平衡（二）生产线平衡u产品原则布置的优点在于要把工作分解成可由产品原则布置的优点在于要把工作分解成可由技术不高的工人或专用机器快速而机械地完成技术不高的工人或专用机器快速而机械地完成一系列基本作业。一系列基本作业。u每一个工人只分派一个作业是不实际的。每一个工人只分派一个作业是不实际的。u通常会将作业分成可控制的作业包分配给各工通常会将作业分成可控制的作业包分配给各工作地，每个工作地由一个或两个人操作。作地，每个工作地由一个或两个人操作。u决定如何将作业分配到工作地的这一过程被称决定如何将作业分配到工作地的这一过程被称为为生产线平衡生产线平衡，其目标在于分到各工作地的作，其目标在于分到各工作地的作业所需时间大致相等。（不等时，会出现闲置业所需时间大致相等。（不等时，会出现闲置时间）时间）生产线平衡生产线平衡n达到生产线完全平衡的主要障碍在于要组成具有达到生产线完全平衡的主要障碍在于要组成具有同样加工时间的作业包是很困难的。同样加工时间的作业包是很困难的。对设备要求不同或一些活动不相容；对设备要求不同或一些活动不相容；基本作业的时间差异通过作业分组解决不了；基本作业的时间差异通过作业分组解决不了；所要求的技术顺序也可能妨碍一些作业组合。所要求的技术顺序也可能妨碍一些作业组合。擦污擦污2分钟分钟冲洗冲洗4分钟分钟烘干烘干2分钟分钟有时候一个工作地上会有多个工人，本章所有的例子与问题涉及到的工作地上只有一个人。p考虑管理者可决定利用考虑管理者可决定利用1-51-5个工作地来完成五个个工作地来完成五个作业。当利用作业。当利用1 1个工作地时，所有的作业都在这个工作地时，所有的作业都在这一工作地完成；利用一工作地完成；利用5 5个工作地时，每一个工作个工作地时，每一个工作地只安排地只安排1 1个作业。如果利用个作业。如果利用2 2个、个、3 3个、个、4 4个工个工作地时，部分或全部的工作地将分配多项作业。作地时，部分或全部的工作地将分配多项作业。如何决定利用多少个工作地？如何决定利用多少个工作地？p主要决定因素是节拍主要决定因素是节拍。节拍节拍节拍节拍是指将完成单位产是指将完成单位产品所需的作业分配到各工作地时，各工作地完品所需的作业分配到各工作地时，各工作地完成作业所容许的最大时间。如果节拍是成作业所容许的最大时间。如果节拍是2 2分钟，分钟，那么该生产线每那么该生产线每2 2分钟完成一个产品。分钟完成一个产品。思考：思考：p假定要制造某种产品，该工作可分解为假定要制造某种产品，该工作可分解为5个基本作业，个基本作业，每一作业所需时间及各作业的顺序如下图所示：每一作业所需时间及各作业的顺序如下图所示：分钟分钟分钟分钟分钟分钟分钟分钟分钟分钟产量计划期有效工作时间节拍产量计划期有效工作时间节拍假定一生产线每天运转假定一生产线每天运转8小时，其中节拍为小时，其中节拍为1分钟，那么产量为分钟，那么产量为480个单位；当节拍为分钟时，那么产量为个单位；当节拍为分钟时，那么产量为192个单位。个单位。节拍计划期有效工作时间计划期产量节拍计划期有效工作时间计划期产量最大可能的节拍：各作业时间之和最大可能的节拍：各作业时间之和 分钟分钟n 工作地计算数工序时间之和节拍工作地计算数工序时间之和节拍假定计划期的产量为每天假定计划期的产量为每天480个单位（最大产量），为个单位（最大产量），为了达到这一目标最少需要的工作地为：了达到这一目标最少需要的工作地为：N1个工作地个工作地abecd实际采用实际采用3个工作地个工作地装配线平衡的计算和设计步骤：装配线平衡的计算和设计步骤： 1、计算和确定流水线的平均节拍计算和确定流水线的平均节拍（即流水线上连续生产两种产品之（即流水线上连续生产两种产品之 间的间隔时间）。间的间隔时间）。 2、组织工序的同期化组织工序的同期化（是指通过组织和技术方面的措施，使各道工序（是指通过组织和技术方面的措施，使各道工序 的加工时间与平均节拍相等或成为倍数关系）或生产线平衡的加工时间与平均节拍相等或成为倍数关系）或生产线平衡 3、确定各工序的工作地数量确定各工序的工作地数量（为了适应流水线生产节拍的要求）（为了适应流水线生产节拍的要求） 4、计算各工序工作地的负荷率计算各工序工作地的负荷率（目的是对负荷过高或不足的工作地（目的是对负荷过高或不足的工作地 采取适当措施采取适当措施 5、确定工作地（或设备）的排列方式确定工作地（或设备）的排列方式 依据实际情况考虑依据实际情况考虑： （1）产品在各道工序之间的运输距离最短）产品在各道工序之间的运输距离最短 （2）生产面积利用最好）生产面积利用最好 （3）生产工人工作最方便）生产工人工作最方便 6、确定传送带的长度和速度确定传送带的长度和速度 传送带长度应稍大于各工作地长度的总和，皮带或链板式传送带传送带长度应稍大于各工作地长度的总和，皮带或链板式传送带 周长应稍大于传送带长度两倍。周长应稍大于传送带长度两倍。举例1利用下列资料，完成下列各项：利用下列资料，完成下列各项：（1 1）画出作业先后顺序图；）画出作业先后顺序图；（2 2）假定一天工作）假定一天工作8 8小时，计算一天要达小时，计算一天要达到产量为到产量为400400个单位的节拍；个单位的节拍；（3 3）求出最少需要的工作地数；）求出最少需要的工作地数；（4 4）进行装配线平衡，使时间损失率最小）进行装配线平衡，使时间损失率最小, ,并求出时间损失系数并求出时间损失系数 作业作业 紧后作业紧后作业作业时间作业时间/分分 a b 0.2 b e 0.2 c d 0.8 d f 0.6 e f 0.3 f g 1.0 g h 0.4 h _ 0.3a0.2b0.2c0.8e0.3d0.6f1.0g0.4h0.3（2） 节拍节拍R分钟分钟（3）最少工作地数）最少工作地数Smin【3.8/1.2】=4（4）进行装配线平衡如图所示，时间损失系数）进行装配线平衡如图所示，时间损失系数L=作业作业紧前作业紧前作业作业时间作业时间/秒秒 A 18 BA11 CA11 DC15 EC10 FC5 GDEF17 HB16 IGH10ABCHGDEFI18111510511161710顺序图顺序图举例举例2日生产时间：日生产时间：200分钟分钟日生产数量：日生产数量：400单位单位1、确定节拍，求最少所需工作地数。、确定节拍，求最少所需工作地数。2、从工作地、从工作地1开始，按顺序给工作地分配作业。开始，按顺序给工作地分配作业。ABCHGDEFI181115105111617103、在分配前，用以下标准确定哪些作业够资格分配到一工作地。、在分配前，用以下标准确定哪些作业够资格分配到一工作地。a 所有先行作业都已被分配所有先行作业都已被分配b 该作业时间不超过该工作地的剩余时间该作业时间不超过该工作地的剩余时间R 日生产时间日生产时间产量产量3.84个个节拍节拍工作地数工作地数总任务时间总任务时间节拍节拍30秒秒ABCHGDEFI18111510511161710a 所有先行作业都已被分配所有先行作业都已被分配b 该作业时间不超过该工作地的剩余时间该作业时间不超过该工作地的剩余时间ABCHGDEFI18111051116171015A+CB+H平衡方案平衡方案工作台工作台1：工作台工作台2：工作台工作台3：工作台工作台4：A+BC+H举例3 节拍节拍10分、作业个数分、作业个数11个、作业顺序见图个、作业顺序见图AEDCBFGHJIK71652362554单位：分钟单位：分钟解：解：计算最小工作地数：计算最小工作地数：组织工作地。根据装配作业顺序图，用试算法进行组织工作地。根据装配作业顺序图，用试算法进行工作地重新划分。共划分出工作地重新划分。共划分出6个工作地。个工作地。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。AEDCBFGHJIK71652362554单位：分钟单位：分钟举例4 启明公司开发出一种款式新颖的三轮童车，试销结启明公司开发出一种款式新颖的三轮童车，试销结果表明深受顾客欢迎。公司决定建立一条装配流水果表明深受顾客欢迎。公司决定建立一条装配流水线，大批量生产这种三轮童车，面向全国销售。三线，大批量生产这种三轮童车，面向全国销售。三轮童车装配线的节拍为轮童车装配线的节拍为20s/件，工序总工作时间为件，工序总工作时间为253s。现需要对这条装配线进行组织设计，装配线平。现需要对这条装配线进行组织设计，装配线平衡过程如下。三轮童车装配路线如图衡过程如下。三轮童车装配路线如图1所示。三轮童所示。三轮童车装配作业先后顺序如图车装配作业先后顺序如图2所示。所示。A1S1A2S2A3A4A512345678910车架车架车架右轮右轮左轮左轮前轮前轮挡泥板挡泥板前叉前叉套管和定位落丝套管和定位落丝车把车把橡胶手柄橡胶手柄车座车座将后轮装在将后轮装在车架上车架上将前轮装在将前轮装在车架上车架上将车把套在套管中将车把套在套管中将车座装在车架上将车座装在车架上完工检验完工检验 图图 1 童车装配工艺示意图童车装配工艺示意图123456121314151617217891011192018010181015171018101517018111518120121891、12、21的引入是为的引入是为了方便计算机处理了方便计算机处理 图图2 三轮童车装配作业先后顺序三轮童车装配作业先后顺序求解过程计算最小工作地数：计算最小工作地数：组织工作地。根据装配作业顺序图，用试组织工作地。根据装配作业顺序图，用试算法进行工作地重新划分。共划分出算法进行工作地重新划分。共划分出15个工个工作地。作地。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。 图图3 三轮童车装配线工作地重新布置方案三轮童车装配线工作地重新布置方案12345612131415161721789101119201801018101517101810151701811151812012189n仓库布置：仓库布置：取决于订货次数、物品间的相关性、通道的取决于订货次数、物品间的相关性、通道的数量和宽度、储备分隔间的高度、铁路或卡车装卸货物、数量和宽度、储备分隔间的高度、铁路或卡车装卸货物、定期对存储物品进行清点的必要性、物品的防腐和霉烂定期对存储物品进行清点的必要性、物品的防腐和霉烂等因素。等因素。n零售店布置：零售店布置：使店铺的单位面积的净收益达到最大，零使店铺的单位面积的净收益达到最大，零售店布置应尽可能提供给顾客更多的商品。售店布置应尽可能提供给顾客更多的商品。n办公室布置：办公室布置：依赖于信息的传递。办公室工作的处理对依赖于信息的传递。办公室工作的处理对象主要是信息以及组织内外的来访者。象主要是信息以及组织内外的来访者。补充：非制造业的设施布置补充：非制造业的设施布置零售店布置零售店布置n零售服务业（如商店、银行和饭店）的规零售服务业（如商店、银行和饭店）的规划目标是使企业每平方米空间的划目标是使企业每平方米空间的净利润实净利润实现最大化现最大化。nTaco BellTaco Bell饭店在饭店在19861986年和年和19911991年以后的两年以后的两种规划方法反映了公司战略变化的行动要种规划方法反映了公司战略变化的行动要求，即求，即快速生产和低价销售快速生产和低价销售。Taco Bell饭店饭店餐厅餐厅汽车驶入区冷却装置食品储藏室员工区办公室工作区服务台服务台厨房厨房男洗手间女洗手间餐厅餐厅汽车驶入区冷却装置食品储藏员工区工作区服务台服务台厨房厨房女洗手间男洗手间顾客顾客办公室19861986年年1991199120042004年年服务场景服务场景u服务场景是用来概括提供服务的环境以及这些环服务场景是用来概括提供服务的环境以及这些环境是怎样影响顾客和雇员的。境是怎样影响顾客和雇员的。u服务场景有三个组成部分服务场景有三个组成部分：环境条件。环境条件。如噪音等级、音乐、照明、温度和气味，会如噪音等级、音乐、照明、温度和气味，会影响员工的表现，影响顾客对服务的满意度及其逗留的影响员工的表现，影响顾客对服务的满意度及其逗留的时间和消费情况。时间和消费情况。空间规划及其功能性。空间规划及其功能性。包括设计顾客走动的路径和货物包括设计顾客走动的路径和货物分类。分类。品牌、标志和装饰品。品牌、标志和装饰品。空间规划空间规划路径设计：路径设计：为顾客提供一条路径，使顾客最为顾客提供一条路径，使顾客最大程度地接触商品，并在这一路径上按照服大程度地接触商品，并在这一路径上按照服务的需求顺序安排服务。务的需求顺序安排服务。流通规划与货物分类：流通规划与货物分类：人们在超级市场中购物倾向于以一种环形的方式人们在超级市场中购物倾向于以一种环形的方式购物。购物。超市中，摆放在超市中，摆放在通道尽头通道尽头的减价商品总是要比摆的减价商品总是要比摆放在通道里的相同物品卖得快。放在通道里的相同物品卖得快。付帐区和其他非销售区需要顾客排队等候服务，付帐区和其他非销售区需要顾客排队等候服务，这些区域应当规划在上层或这些区域应当规划在上层或“死角死角”等不影响销等不影响销售的地方。售的地方。在百货商店中，离入口和展台最近的位置最有销在百货商店中，离入口和展台最近的位置最有销售潜力。售潜力。商商商商店店店店入入入入口口口口二二二二级级级级通通通通道道道道二二二二级级级级通通通通道道道道主通道主通道主通道主通道三级通道三级通道三级通道三级通道商商商商店店店店入入入入口口口口主通道主通道主通道主通道二二二二级级级级通通通通道道道道三级通道三级通道三级通道三级通道