运营系统设施选址与布置ppt课件

第四章 运营管理系统设施选址和布置,本章学习内容 第一节 设施选址概述 第二节 设施选址的程序和影响因素 第三节 设施选址的评价方法 第四节 设施布置,1,1.什么是设施？ 设施是指生产运作过程得以进行的硬件手段。 2.什么是设施选址？ 设施选址是指如何运用科学的方法决定设施的地理位置，使之与企业的经营战略相符合，以便有效地、经济地实现企业的经营目标。,第一节 设施选址概述,2,设施选址的分类，一是按照设施数量的多少进行分类，可分为单一设施选址和复合设施选址或称为多设施选址。单一设施选址即为一个独立的设施选择最佳地址；复合设施选址是指为多个设施或一个企业的若干部门或分厂等选择最佳地址，目的是使整个设施网络系统达到最优。二是按照设施性质进行分类，可分为生产设施选址和服务设施选址。,3.设施选址问题的分类,3,4.设施选址的基本原则,（1）费用最低原则； （2）接近用户原则； （3）聚集人才原则； （4）战略发展原则； （5）分散与集中相结合原则； （6）专业化分工与协作原则。,4,第二节 设施选址的程序和影响因素,1.选择国家,1.政治风险、政府法规、政府激励和限制 2.人力资源及成本 3.进出口配额、关税和费用 4.汇率及货币风险 5.交通、通信系统和能源供应 6.原材料及零部件的供应与成本 7.风俗文化与经济问题,2.选择地区,1.顾客或市场密集程度和趋势 2.人力资源及成本 3.地区的吸引力（文化、税收、气候等） 4.建筑和土地成本 5.公用事业设施 6.交通、通信系统和能源供应 7.原材料及零部件的供应与成本 8.地方政府的政策、法规、环境保护 9.运输成本,3.选择地点,1.场地大小与成本 2.航空、铁路、高速公路及水路系统 3.城市规划的限制 4.与相关产业或服务的邻近程度 5.环境保护,一、设施选址的程序,5,二、影响设施选址的影响因素,（一）经济方面的因素 （1）原材料与供应地的接近程度 （2）能源条件 （3）靠近目标市场 （4）交通运输条件 （5）劳动力资源 （6）资金融通情况,6,（二）政治方面的因素,（1）政局和治安 （2）政策和法律法规 （3）税费负担,7,（三）社会方面的因素,（1）社区条件 （2）环境和生态保护 （3）科学技术环境 （4）风俗文化,8,（四）自然环境方面的因素,（1）土地资源 （2）气候条件 （3）水资源及供应条件,9,10,三、影响因素中重要性的选择技巧,（1）分清主次，抓住关键 （2）结合实际，灵活运用,11,四、目前设施选址的发展趋势,1.工业园区和工业中心 2.企业群体布局、靠近仓储设施和服务设施 3.企业生产运作全球化 4.向郊区发展 5.有利于生态环境控制 6.向动态地、长期地、均衡地决策发展 7.普遍运用目标规划和计算机技术,案例：新一佳超市成都市区选址案例分析,12,1.因素评分法 步骤： （1）列出相关因素清单； （2）为每个因素分配权重，以反映各因素的相对重要程度； （3）制定分值范围，即评分标准（如1-10，或1-100分）； （4）为每个拟选地址的所有因素打分； （5）用每个因素的得分分别乘以各自的权重，再计算每个地点的总分； （6）根据得分多少得出选址建议。,第三节 设施选址的评价方法,13,例1 某企业要建一新工厂，现有A、B、二个备选地址可供选择，其相关因素及权重如下表所示，专家给出了每个备选地址的分数，请问那个备选地址最优？,表 因素评分表,A厂址得分32.1高于B厂址得分，故应选择A厂址建造新工厂。,14,2.模糊评价法,例2 设有甲、乙、丙三个待选厂址，请100位专家将各厂址对照12个评价项目，按四个等级进行评价，结果如下表。表中数字是对每个待选厂址各评价项目给出同样评价的专家人数，各评价项目的权重可用德尔菲法或层次分析法确定。,15,100位专家对3个待选厂址的评价结果,Lij,等级,16,解：（）构造各厂址的单项目标矩阵（） 第个评价项目（，）评定为第个等级（， ）的专家人数为，专家总人数为人， 则,（）构造权重向量（.，.，. .）,（）求综合评价矩阵, （.，.，. .）,优 良 中 差,17,（. . . .）,（. . . .),（）结论：按隶属度最大原则，甲厂址“差”，乙厂址“优”，丙厂址“差”，但乙厂址对于差的隶属度较大，因此，若选定乙，建议当地政府考虑寻找新水源。,（. . . .）,优 良 中 差,18,3.量本利分析法(盈亏平衡点分析法) 例3 某一机动汽化器制造商考虑将新建一处生产制造厂,在A、B、C三个城市进行选择,条件如下表（元）:,单位：元,19,解 TCA = 300000+750*2000=1800000 TCB = 600000+450*2000=1500000 TCC = 1100000+250*2000=1600000,LB = 1200*2000-1500000 = 900000元 B为最优方案,30,TCA,60,TCB,110,1000,TCC,2500,1600,成本,产量Q,盈亏平衡点： TCA=TCB 300000+750Q= 600000+450Q Q1=1000 TCA=TCC 300000+750Q=1100000+250Q Q2=1600 TCB=TCC 600000+450Q=1100000+250Q Q3=2500,20,4.运输问题 运输问题的一般描述和运输问题模型的一般形式。 例4 有三家工厂，都将产品运往三个不同的商店（见下图）。每个工厂每周的生产能力和每家商店的平均需求量如下表1、2所示。,工厂1,工厂3,工厂2,商店1,商店3,商店2,表1,表2,21,显然，每周的供应总量与需求总量是相等的，这样的问题就是产销平衡问题。 由于运货距离和公路的路况不同，各个工厂运往各商店货物的运输费用是不同的，费用如下表所示。我们的问题是确定由哪家工厂运送多少件产品到哪家商店，使得总费用最小？,单位产品的运输费用（元）,22,（1）决策变量 用双下标决策变量Xij表示从第i家工厂（i=1，2，3）运送到第j家商店（j=1，2，3）的数量。即：,23,（2）目标函数 利用运输费用表中的数据计算总运费，使总运费最小，即： Min Z = 由工厂1运出产品的总费用- 3X11+ 2X12+ 3X13 +由工厂2运出产品的总费用-10X21+ 5X22+ 8X23 +由工厂3运出产品的总费用- X31+ 3X32+10X33 即： Min Z =3X11+2X12+3X13+10X21+5X22+8X23+X31+3X32+10X33,24,（3）约束条件 主要是对工厂的产量约束和商店的销量约束。由于产量与销量相等，因而有： 对工厂1必须有 X11+X12+X13 = 50 对工厂2必须有 X21+X22+X23 = 70 对工厂3必须有 X31+X32+X33 = 20 对商店1必须有 X11+X21+X31 = 50 对商店2必须有 X12+X22+X32 = 60 对商店3必须有 X13+X23+X33 = 30,25,于是，解此问题的线性最优化模型是： Min Z = 3X11+ 2X12+ 3X13 + 10X21+ 5X22+ 8X23 + X31+ 3X32+10X33 X11+X12+X13 = 50 X21+X22+X23 = 70 X31+X32+X33 = 20 X11+ X21+ X31 = 50 X12+ X22+ X32 = 60 X13+ X23+ X33 = 30 Xij0 i=1，2，3 j=1，2，3,s. t.,26,线性规划问题的数学模型由三个要素组成,（1）决策变量，问题中要确定的未知量，用来表示规划中用数量表示的方案、措施，可由决策者决定和控制； （2）目标函数，决策变量的线性函数，按优化目标分别在这个函数前加上max或min； （3）约束条件，决策变量取值时受到的各种资源条件的限制，通常用等式或不等式表示。,27,运输问题的一般形式为： 已知有m个生产地点Ai， i=1，2，m，可供应某种物资，其供应量（产量）是ai， i=1，2，m。有n个销地Bj，需求量是bj，j=1，2，n。从Ai到Bj运送单位物资的运价为cij，i=1，2，m；j=1，2，n，问如何安排运输可使总运费最小？ 用Xij表示从Ai到Bj的运量，在产销平衡条件下，可知 ai= bj。如果 ai与 bj不等，就称此运输问题为非平衡运输问题。,28,运输问题产销平衡表,运输问题单位运价表,29,产销平衡运输问题的一般模型：,Min Z = cijxij i j xij =ai (i=1,2m) j xij =bj (j=1,2n) i xij 0 (i=1,2,m; j=1,2,n),s. t.,30,当产大于销即 ai bj时，运输问题的数学模型可以写为: Min Z= CijXij xijai （i=1，2，m） xij =bj （j=1，2，n） xij0 （i=1，2，m； j=1，2，n）,s.t.,31,由于总的产量大于销量，就要考虑每个产地的多余物资就地储存的问题。这可以理解为将所有产地的剩余物资运送至一个假想的销地 Bn+1，运费为0，这时的总费用与没有假想之前的总费用是一致的。 故MinZ=MinZ 。因此解决这种问题的办法是增加一个假想的销地Bn+1 ，它的需求量是 ai - bj，就可以将产大于销的问题转化为产销平衡问题。,32,产量大于销量转化为产销平衡表,33,产量大于销量转化为产销平衡模型：,34,当销大于产即 ai bj时，和产大于销类似，增加一个虚拟的产地Am+1，它的产量设为 bj - ai ，该产地到各个销地的单位运输费用为0，这样得到的最优解和没有虚拟之前是一致的，因而也可以将它转化为产销平衡问题。 通过上述讨论可知，对于产销不平衡的问题，我们总是可以通过增加假想的销地和虚拟的产地将其转化为产销平衡问题。因此我们只要解决了产销平衡问题，也就可以解决产销不平衡的问题了。,35,销量大于产量转化为产销平衡表,36,销量大于产量转化为产销平衡模型：,37,运输问题数学模型的特点： （1）所有约束条件中决策变量的系数均等于1。 （2）运输问题有有限最优解。 （3）运输问题约束条件系数矩阵为,A =,（m+n）（mn）,38,如上例： Min Z = 3X11+ 2X12+ 3X13 + 10X21+ 5X22+ 8X23 + X31+ 3X32+10X33 X11+X12+X13 = 50 X21+X22+X23 = 70 X31+X32+X33 = 20 X11+ X21+ X31 = 50 X12+ X22+ X32 = 60 X13+ X23+ X33 = 30 Xij0 i=1，2，3 j=1，2，3,s. t.,39,（4）运输问题约束条件的系数矩阵中对应于变量Xij的系数向量Pij，其分量除第i个和第m+j个等于1以外，其余的都为零。 5.对于产销平衡运输问题，由于 ai= bj成立， 因而其m+n个约束方程并不是独立的。实际上只有m+n-1个是独立的。即约束方程系数矩阵的秩为 m+n-1。而且它总存在基可行解。,40,于是，解此问题的线性最优化模型是： Min Z = 3X11+ 2X12+ 3X13 + 10X21+ 5X22+ 8X23 + X31+ 3X32+10X33 X11+X12+X13 = 50 X21+X22+X23 = 70 X31+X32+X33 = 20 X11+ X21+ X31 = 50 X12+ X22+ X32 = 60 X13+ X23+ X33 = 30 Xij0 i=1，2，3 j=1，2，3,s. t.,用Excel求解链接,41,案例学习：阿尔法公司的原料厂供应,美国的阿尔法公司在中西部地区有三个生产厂，在五年经营计划中，其中需要每年有200批原材料运抵埃文斯维里厂，300批运抵利克率顿厂，400批运抵福特威恩厂。现在阿尔法公司有两处原料的供应者，一处是芝加哥的供应者每年能供应300批货，另一处是路易斯维里能供应400批货。这样，原料供应还空缺不能满足各厂预期需要。现有两个方案：即分别由哥伦布和圣路易斯每年供应200批货。运费见下表，应如何决策？,42,原料供应地、生产厂所在地和运输费用表,注：单位为每批运费,43,方案：哥伦布纳入现有供应网络，求其最低费用,年运费总额120000美元,44,方案：圣路易斯纳入现有供应网络，求其最低费用,年运费总额140000美元,所以选择哥伦布为最优方案。,用Excel软件计算,45,一、设施布置概述 1.设施布置的概念 设施布置是指在一个给定的设施范围内，安排各个经济活动单元的位置，即对构成运营系统的各种要素进行位置安排，组成一定的空间形式，目的是为运营系统的有效性、安全性、经济性提供必要的条件和保证。生产设施布置分为两个层面： 一是工厂总平面布置；二是车间平面布置。,第四节 设施布置,46,（1）生产技术准备子系统 （2）基本生产子系统 （3）辅助生产子系统 （4）物料运输子系统 （5）物料储存子系统 （6）其他,2.设施布置的基本要素,47,3.设施布置的原则,（1）基本原则： 必须从整体出发，统筹兼顾、全面规划、合理布局，讲求整体最优的效果。 （2）具体原则： 工艺性原则 经济性原则 安全和环保原则,48,二、工厂总平面布置,1.工厂总平面布置的原则 （1）满足生产过程的要求,使物流路线尽可能短，避免相互交叉、迂回运输，从而缩短生产周期，节约生产费用。 （2）生产联系和关系密切的车间应靠近布置。 （3）合理划分厂区，按照生产性质、消防、废弃物处理、卫生条件、动力需求以及物料周转量，分别把同类性质的车间和建筑物布置在一个区域内。 （4）布置尽可能紧凑，在确保运作空间的基础上减少占地面积，节约投资和生产费用。 （5）充分利用城市现有的运输条件，包括航空、铁路、公路、水路等条件。 （6）考虑企业未来技术与能力发展需要，留有扩建的余地。 （7）与周围环境协调，充分美化、绿化企业环境，符合生态环保要求。,49,从,至,1.统计车间间物料流量，绘制物料运量表。,（1）物料运量比较法 比较各生产单位之间的运量大小及运输次数来确定布置方案的一种方法。相互运量大的单位靠近布置。,2.工厂总平面布置的方法,例 某企业有五个生产车间，各生产车间之间的物料运量如下表所示。试对这五个车间作出合理的位置安排。,50,2.优先安排运量最大的车间，然后将与它流量最大的靠近布置，以此类推。 3.最后，考虑其它因素进行改正和调整。,51,根据关系密切的原因确定出各单位密切程度。,关系密切原因,关系密切程度分类表,（2）作业相关图法,52,例 一快餐店欲布置其生产和服务设施。该快餐店共分6个部分，计划布置在23的区域内。这6个部门间的作业密切程度如下图，试作出合理布置。,53,1.列出关系密切程度（A、X） A：1-2，1-3，2-6， 3-5，4-6，5-6。 X：1-4，3-4，3-6。 2.编制主联系簇（如图1） 3.考虑其它与A联系的部门（如图2） 4.画出X关系图（如图3） 5.安置各部门（如图4）,54,三、车间平面布置,1.车间的总体布置,即正确确定车间各组成部分的相对位置。使各基本生产工段的相互配置符合工艺流程顺序，辅助工段、生产服务部门的布置应有利于为生产工段提供服务。,55,按照生产流程的流向和工艺顺序布置设施，尽量使加工对象呈直线运动，路线最短； 注意运输方便，充分发挥运输工具的作用； 合理布置工作地，保证生产安全； 考虑多机床看管工人作业的方便，适宜安排良好的巡回路线； 合理利用车间生产面积。,2.车间的设备布置,（1）车间设备布置原则,56,（2）车间设施布置物料的流程形式,直线形,U字型,直角形,环形,蛇形,设备布置分为两大类：一类是把同类机械设备放在一起，类同于工艺专业化布置；另一类是按加工对象所需设备的类型和数量及工艺流程的顺序进行布置，类似于对象（产品）专业化布置。,在单一品种生产条件下，物料流程形式有：,57,（3）设施布置的基本类型 固定式布置。如船舶、飞机的装配。 按产品（对象）专业化布置。如流水生产线或产品装配线；汽车装备线,按工艺专业化布置,加工设备,58,按成组制造单元布置：成组技术（group technology,GT)是为了有效地组织多品种、中小批量生产，而将外形、结构、加工工艺相似的零件集合成组，并以零件组（零件族）为对象组织生产，从而提高多品种、中小批量生产的效率。即把进行某一类相似制品的加工设备布置在一起，形成加工单元。,单元1,59,（1）绘制各种零件经过各工作地的顺序图,（4）设施布置的优化方法从至表法,例：某车间加工4种零件，零件的生产工艺流程路线如下图，绘制出初始从至表，假定表中相邻两个设备之间距离相等，均为一个长度单位。试确定车间各设备之间的最佳布置方案。,60,（2）根据加工路线图编制初始从至表,总运距：52,61,（3）改进初始从至表，使数值大的尽量靠近对角线,总运距：36,62,零件移动总距离计算表,63,（4）进一步改进,总运距：32,64,原则: 在充分利用存储空间的同时维持尽可能低的物料运送成本 法则：计算各货物进出次数与所需货区面积之比，将比值大的货物靠近出入口布置。,四、仓库布置,例,C: 360 A: 280 E: 200 F: 150 D: 125 B: 80 G: 50,一家电用品仓库有14个货区，分别储存7种家电，仓库有一个出入口，进出仓库的货物都要经过该口，每种物品每周存取次数如下表，应如何布置使总运量最小？,65,思考与练习题,1.设施选址的基本原则是什么？ 2.影响设施选址的主要因素有哪些？ 3.都市、工业区和农村选址有哪些优缺点？设施选址的发展趋势是什么？ 4.设施布置的基本类型有哪些？设施布置的基本要求是什么？ 5.掌握设施选址和布置的定量方法并会计算。 6.教材P145.1题；P146.3题;P147.5题。 7.教材P171.2.(图6-28） 8.实验准备训练： （1）教材P139例5.1建模 （2）运营管理实验课教程P4运输问题Excel训练3题建模 案例分析讨论：教材p141,66,