《生产运作管理》第六章

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章 生产与服务设施布置,第一节 布置决策,生产设施布置：,基本生产及辅助生产设施各自,位置、,占用的面积及相对位置,一、影响生产单位构成的因素,1.,产品特性,啤酒厂：灌装、封盖、打码等设备，流水作业；,机械制造厂：毛坯制造,+,零件加工,+,装配车间组成，机床为主。,2.,工艺特点,不同产品制造工艺不同，生产单位构成往往不同；,相同产品制造工艺不同，生产单位构成也不相同。,车削,+,磨削,?,铸造,?,3.,企业规模与专业化程度,生产规模大，生产单位（加工单元）种类多、数量多，否则就小！,二、生产设施布置的,几个,目标,1.,确保作业便利,2.,降低物流费用,3.,保证作业安全,设备本身，设备与设备之间,设备、人员、环境安全，,PX,项目,三、生产设施布置的要求,1.,关系密切（工序相邻或物流量大）单元就近布置,2.,避免交叉、迂回运输：效率,VS,安全,3.,合理、有效利用空间,!,（恰到好处）,一、车间物料流程的几种形式,二、生产设施布置方式,1.,对象专业化布置,工序,1,工序,2,工序,3,没有交叉作业！,第二节 生产设施布置的典型方式,车床组,车,1,车,2,车,3,铣床组,铣,1,铣,2,铣,3,铣,4,磨床组,磨,1,磨,2,磨,3,2.,工艺专业化布置,工作地,1,工作地,2,工作地,3,3.,固定式布置,加工对象固定，加工设备移动,一、车间布置的常用方法,1.,物料运量图法,即按照生产过程中,物料的流向,及生产单位之间的,运输量,布置车间及各种设施的相对位置。步骤如下：,（,1,）按照工件流向初步布置各车间（加工单位）位置，绘出大致物流图；,（,2,）统计各车间的,运,量；,（,3,）车间之间运量最大的安排在相邻位置。,依据：操作方便,+,运费节省,第三节 车间布置与库房布置,01,02,03,04,05,流出总计,01,7,2,1,4,14,02,6,2,8,03,4,5,1,10,04,6,2,8,05,2,2,流入总计,0,11,14,10,7,车间之间运量表（单位：吨）,第一，流量排序,01,与,02,之间运量最大；,02,与,03,之间运量最大；,03,与,04,之间运量最大；,04,与,05,之间运量最大。,第二，车间排位,彼此运量,大,的就近安排。,01,02,03,04,05,2,吨,1,吨,2.,作业相关图法,即将企业部门之间的关系密切程度划分为,A,、,E,、,I,、,O,、,U,、,X,六个等级，根据各部门之间活动关系的密切程度布置其相互位置，关系密切就近安排。,代号,密切程度,A,绝对重要,E,特别重要,I,重要,O,一般,U,不重要,X,不予考虑,代号,关系密切原因,1,使用共同原始记录,2,共用人员,3,共用场地,4,人员接触频繁,5,文件交换频繁,6,工作流程连续,7,作类似的工作,8,共用设备,9,其它,关系密切程度分类表 关系密切原因,例,6.1,一个快餐店欲布置其生产和服务设施。该快餐店共分成,6,个部门，计划布置在一个,2,3,的区域内。已知这,6,个部门间的作业关系密切程度，如下图所示，请根据下图作出合理布置。,部门,1,部门,2,部门,3,部门,4,部门,5,部门,6,A,A,X,U,O,E,X,O,A,U,A,A,I,X,A,符号表示部门之间关系密切程度,第一步：,列出部门间关系密切程度（仅考虑,A,和,X,）；,A,：,12,，,13,，,26,，,35,，,46,，,56,；,（绝对重要）,X,：,14,，,34,，,36,。（不予考虑）,第二步,：从,A,出现最多的部门开始，列出主联系族，,6,出现,3,次，从,6,开始，将与,6,关系密切程度为,A,的一一联系在一起；,2 6 1 2 6,5 4 3 5 4,1,2,6,3,5,4,6,有三个最密切的部门，放在角上即可，同时,4,只与,6,关系最密切，也放在角上,第五步：,根据联系族和可供使用区域，用,实验法,安置各部,第三步：,考虑其它关系为,A,的部门，并加入主联系族中，形成大的联系族；,第四步：,画出关系为,X,的部门联系图；,1 4 3 6,三、仓库布置,1.,仓库合理布置缘由,便于搬运作业；,减少入库,/,出库总搬运工作量；,提高作业效率，降低,作业,费用；,2.,仓库布置的两种情形,（,1,）各种物品所需货区数量（假定,各,货区面积相同,搬运作业强度相同）相同的，把搬运次数最多的物品货区布置在靠近入口处；,（,2,）各种物品所需货区数量不同的，先要计算一种物品单个货区的搬运次数，然后按由大到小顺序排列，大者靠近出入口处。,存储物品,搬运次数（每周）,所需货区,1.,电烤箱,280,1,2.,空调,160,2,3.,微波炉,360,1,4.,音响,375,3,5.,电视,800,4,6.,收音机,150,1,7.,其它,100,2,家电用品仓库的存储信息如下表：,例,6.2,：,有一个家电用品仓库，共,14,个货区，分别储存,7,种家电。仓库仅有一个出入口。假定该仓库每种物品每周的存取次数如下表所示，应如何布置不同物品的货区，使总搬运工作量最小？,各种物品单货区搬运次数分别为：,电烤箱：,280/1=280,； 空调：,160/2=80,； 微波炉：,360/1=360,；,音响：,375/3=125,；电视：,800/4=200,；收音机：,150/1=150,；其他：,100/2=50,单货区搬运次数由大到小排列次序为：,3,（,360,），,1,（,280,），,5,（,200,），,6,（,150,），,4,（,125,），,2,（,80,），,7,（,50,）,7 2 4 6 5 5 3,7 2 4 4 5 5 1,布置好的仓库平面示意图,通 道,第四节 设备布置的定量分析,一、,From,to,表法,1.,含义,先确定加工所用设备及初始布置方案，统计出单位时间内设备之间的搬运次数以及单位距离运输费用，计算出设备之间的单位时间内单位距离,总,运输费用,（双向），,并由大到小排序，关系密切（单位时间内单位距离总运费大）的设备就近布置。,2.,步骤,（,1,）确定关键零件，制定关键零件工艺路线，确定所用主要设备；,（,2,）制定主要设备布置的初始方案；,（,3,）确定单位时间内零件在设备之间的移动次数和单位距离运费；,（,4,）计算单位时间内设备间的单位距离运输总费用，并按大小排序；,（,5,）用实验法确定满意的布置方案，优先考虑相互间单位时间内单位距离运输费用最大的设备。,车床,铣床,磨床,流程：车 铣 磨,例,6.3,：,一金属加工车间有六台设备，已知其生产的零件品种及加工路线，并据此给出如下表所示的零件在设备之间的每月移动次数， （另表给出单位距离运输成本 ）请用这些数据确定该车间的最佳布置方案。,目标：总运费尽可能小。,锯床,磨床,冲床,钻床,车床,插床,锯床,217,418,61,42,180,磨床,216,52,190,61,10,冲床,400,114,95,16,20,钻床,16,421,62,41,68,车床,126,71,100,315,50,插床,42,95,83,114,390,设备间月平均移动次数矩阵（单位时间流量,=,权数）,锯床,磨床,冲床,钻床,车床,插床,锯床,0.15,0.15,0.16,0.15,0.16,磨床,0.18,0.16,0.15,0.15,0.15,冲床,0.15,0.15,0.15,0.15,0.16,钻床,0.18,0.15,0.15,0.15,0.16,车床,0.15,0.17,0.16,0.20,0.15,插床,0.15,0.15,0.16,0.15,0.15,（移动一次）单位距离运输成本矩阵,锯床,磨床,冲床,钻床,车床,插床,锯床,32.6,62.7,9.8,6.3,28.8,磨床,38.9,8.3,28.5,9.2,1.5,冲床,60.0,17.1,14.3,2.4,3.2,钻床,2.9,63.3,9.3,6.2,10.9,车床,18.9,12.1,16.0,63.0,7.5,插床,6.3,14.3,13.3,17.1,58.5,单位距离每月运输成本矩阵（元）,设备间单位距离每月总运输成本（元）,锯床,磨床,冲床,钻床,车床,插床,锯床,71.5,122.7,12.7,25.2,35.1,磨床,25.4,91.7,21.3,15.8,冲床,23.6,18.4,16.5,钻床,69.2,28.0,车床,66.0,插床,按照单位距离月总运费从大到小降序排列，得到设备之间的紧密相邻程度。,根据上表中的的顺序，优先考虑锯床，并将锯床与冲床相邻布置，磨床与钻床相邻布置，锯床与磨床相邻布置，钻床与车床相邻布置，最后结果为：,锯床,冲床,插床,磨床,钻床,车床,形成闭环回路,二、新设备的布置问题,问题：在已有的设备中，再安装一台新设备。,目标：从新设备到老设备,加权,直线移动距离的总和最小。,约定：,物料、人员在设备之间的移动只能走交叉垂直路线，不能走对角线。,设：,原有设备在坐标内的点为,(a1,b1),(a2,b2),.,(,an,bn,),。目标为求出点（,x,，,y,），使得,:,最小,是从新设备到老设备的加权直线移动距离的总和。引进权数,W,是允许新老设备间有不同的流量。可以分别求出,x,，,y,的最优值，即：,简化的问题：,现假设已有两台设备，分别坐落在（,5,，,10,）和（,20,，,30,）的位置，如下图所示。取权重,W,= 1,。试确定新设备的位置，使新设备到两台老设备的距离（交叉垂直路线）和最小。,当,x,取,5,20,之间的任何一个数值， 恒等于,15,；,当,y,取,10,30,之间的任何一个数值， 恒等于,20,。,因此，（,x, y,）的最优解为,5x20,，,10y30,。,从该例子可以看出，,x,等于,ai,的任何一个值，,y,等于,bi,的任何一个值都是最优解。,0 x,(5,10),(20,30),y,一、装配线（对象专业化布置）平衡,装配,线,平衡又称工序（大工序）同期化，即各（大）工序加工时间相同或者相近，,各,工序产出均衡。,1.,装配线平衡问题表述,（,1,）给定节拍，确定装配线所需的最少工作地数量；,（,2,）给定装配线工作地数量，确定最小装配线节拍。,2.,装配线平衡的缘由,（,装配线不平衡的弊端,）,（,1,）节拍过,大,，小工序工作负荷率较低；,（,2,）工作地数量多，业务流程长，占用更多空间 ；,（,3,）浪费时间，增加费用。,第五节 装配线平衡,3.,装配线平衡意义,（,1,）限定节拍重组工作地,减少工作地数量和面积占用，缩短流程；,（,2,）限定工作地数量缩短节拍,提高负荷率、资源利用效率和生产率。,例：,某装配线有,6,道（小）工序，作业顺序和工序作业时间如下图所示。假定节拍为,5,分钟,/,件，计算各工序的负荷率。,从图上可知，工序负荷率最高的为,2,工序，负荷率为,3/5=60%,，最低的为,6,工序，仅为,1/5=20%,。（,r = 5,分钟,/,件，即允许各小工序最长加工时间为,5,分钟,/,件）,问题：,节拍设置过大；,或者说工作地数量过多。,2 ,3,2.8,1.5,3,1,r = 5,分钟,/,件,措施：,工作地数量不变，缩短节拍：可取,r=3,分钟,/,件；,节拍不变，重组工作地：为一个工作地；合,并为一个工作地；为一个工作地。共三个工作地。,二、装配线（流水线）节拍,节拍是指流水线,（或装配线）,上连续出产,两件相同,制品,的时间间隔，用,r,表示。,工序,1,1 2 3 4,工序,2,关于节拍定义的进一步阐述：,（,1,）存在于流水线或装配线上；,（,2,）各工作地上期望作业时间或者要求时间；,（,3,）不是在全部工序上产出一件制品实际所需时间；,（,4,）流水线上的节拍等于各工序单件作业时间。,例,6.5,某流水线计划日产量为,150,件合格品，采用两班制生,产，每班规定有,21,分钟的停歇时间，要求不合格品占,合格品的,2%,，计算该流水线的节拍。,三、装配线平衡的方法,：,（给出,节拍，再确定最小工作地数目）,方法：将装配线上若干个小工序合并成一些大工序（工作地），并使大工序,（工作地）,的实际作业时间接近或等于装配线的节拍。,步骤如下,：,1.,确定装配线节拍；,2.,计算装配线上需要的最少工作地数,，,设 为某小工序,i,的作业时间；,3.,组织工作地。按以下条件向工作地分配小工序：,（,1,）保证各工序之间的先后顺序；,（,2,）每个工作地分配到的小工序作业时间之和 不能大于节拍；,（,3,）各工作地的作业时间 应尽量接近或等于节拍；,（,4,）应使工作地数目,S,尽量少,总占用面积少，减少运输工作量。,4.,计算工作地时间损失系数 ，平滑系数,SI,。,注：取整数，若,3.1,则也应取,4,注：通常 可以近似的看成为,r,。,各工作地作业时间的最大值,当损失系数或平滑系数为,0,，则各大工序的实际作业时间刚好等于节拍（期望时间），不存在时间损失，工作地布置较合理。,