第六章生产和服务设施布置
《生产运作管理》课程教学大纲
（1）《Management Science》杂志
（2）《Production and Management》杂志
（3）《预测》杂志
（4）《管理世界》杂志
（5）《哈佛商业评论》杂志
（6）《管理科学学报》杂志
（6）美国运营管理协会（/）
七、课程结构导航与学习建议
『基本要求』
1、识记：排序；派工；赶工；流水型作业。
2、领会：流水作业排序特征和意义。
3、简单应用：能运用SPT规则、EDD规则、Johnson-Bellman法进行作业排序。
4、综合应用：能运用作业排序理论分析实际问题。
『关键知识』
单台设备的排序；两台设备的排序。
『重点』
SPT规则；EDD规则；Johnson-Bellman法。
2%
综合生产计划及主生产计划的编制
5%
4%
第八章库存管理划
库存管理概述
3%
单周期库存问题
2%
多周期库存问题
5%
3%
第九章物料需求计划
MRP概述
1%
MRP系统
2%
MRP的计算过程
3%
第十章作业排序
作业计划与作业排序
2%
流水型作业的排序问题
2%
第十一章项目计划管理
项目管理概述
1%
网络计划技术
2%
网络计划时间参数的计算
『难点』
Johnson-Bellman法。
第十一章项目计划管理
『知识点』
项目的定义；项目管理的目标和内容；项目的组织和管理方式；网络计划方法含义和优点；箭线型网络图的绘制；网络时间参数的计算。的目标和内容；网络图的要素和种类。
生产和服务设施布置
l 解决 工厂各个 组成部 分，包括 生产车间 、辅助生 产车间、 仓库、动 力站、办 公场所等 作业单位 相互位 置；
l 解决 运输线路 、管线、 绿化及设 施美化的 相互位 置； l 解决 物料的流 向和流程 、厂内外 运输联接 及运输方 式。
产量 高
单位 费用低， 很高的专 用设备费 用由许多 加工对象 来分摊由 于各加工 对象采用 相同的加 工顺序， 物料运输 大大简 化，所以 单位物料 运输费用 低
工人 和设备的 利用率高
工艺 路线选择 及进度安 排都在系 统的初步 设计中被 确定下 来， 一 旦系统开 始运转就 无须过多 地考虑它 们
工厂总体 布置设计 的任务 是：
l 解决 工厂各个 组成部 分，包括 生产车间 、辅助生 产车间、 仓库、动 力站、办 公场所等 作业单位 相互位 置；
l 解决 运输线路 、管线、 绿化及设 施美化的 相互位 置；
l 解决 物料的流 向和流程 、厂内外 运输联接 及运输方 式。
l 解决 各生产工 段、辅助 服务部门 、储存设 施等作业 单位相互 位置；
企业的生 产规模是 指劳动力 和生产资 料在企业 集中的程 度，如企 业职工人 数、固定 资产总值 、产品总 产值等， 可分为大 、中、小 规模企业 。大型企 业的车间 规模大， 为了便于 组织生 产，同类 生产性质 的车间往 往设置多 个，如机 械加工一 车间、机 械加工二 车间；对 于小型企 业，则可 将加工与 装配同设
图2.4－1 常见的水 平流程布 置形式
（二）布 置类型
1、固定式 布置 （Fixed position layout） 固定式布 置是指加 工对象位 置固定， 生产工人 和设备多 随加工产 品所在的 某一位置 而转移， 如图2.4－2 所示。
《生产与运作管理》课本选择题和判断题答案
《生产与运作管理》判断题和选择题答案第一章绪论P37判断题：1．制造业的本质是从自然界直接提取所需的物品。
错2．服务业不仅制造产品，而且往往还要消耗产品，因此服务业不创造价值。
错3．服务业的兴起是社会生产力发展的必然结果。
对4．有什么样的原材料就制造什么样的产品，是输入决定了输出。
错5．生产运作、营销和财务三大职能在大多数的组织中都互不相干地运作。
错6．运作管理包括系统设计、系统运作和系统改进三大部分。
对7．生产运作管理包括对生产运作活动进行计划、组织和控制。
对8．运作经理不对运作系统设计负责。
错9．加工装配式生产是离散性生产。
对10．按照物流的特征，炼油厂属于V型企业。
对11．订货型生产的生产效率较低。
错12．订货型生产可能消除成品库存。
对13．中文教科书说的“提前期”与英文lead time含义不同。
对14．服务业生产率的测量要比制造业容易。
错15．纯服务业不能通过库存调节。
对16．准时性是组织生产过程的基本要求。
对17．资源集成是将尽可能多的不同质的资源有机地组织到一起。
对18．企业的产出物是产品，不包括废物。
错选择题：1．大多数企业中存在的三项主要职能是：BA）制造、生产和运作B）运作、营销和财务C）运作、人事和营销D）运作、制造和财务E）以上都不是2．下列哪项不属于大量生产运作？AA）飞机制造B）汽车制造C）快餐D）中小学教育E）学生入学体检3．下列哪项不是生产运作管理的目标？EA）高效B）灵活C）准时D）清洁E）以上都不是4．相对于流程式生产，加工装配式生产的特点是：AA）品种数较多B）资本密集C）有较多标准产品D）设备柔性较低E）只能停产检修5．按照物流特征，飞机制造企业属于：AA）A型企业B）V型企业C）T型企业D）以上都是E）以上都不是6．按照生产要素密集程度和与顾客接触程度划分，医院是：CA）大量资本密集服务B）大量劳动密集服务C）专业资本密集服务D）专业劳动密集服务E）以上都不是7．以下哪项不是服务运作的特点？CA）生产率难以确定B）质量标准难以建立C）服务过程可以与消费过程分离D）纯服务不能通过库存调节E）与顾客接触8．当供不应求时，会出现下述情况：DA）供方之间竞争激化B）价格下跌C）出现回扣现象D）质量和服务水平下降E）产量减少第二章企业战略和运作策略P68判断题：1．当价格是影响需求的主要因素时，就出现了基于成本的竞争。
chap06 设施布置
按成组制造单元布臵（Layouts Based on Group Technology）
L 原 材 料 L
单元1 D 单元2 L 单元3 G
D
G
成 品 库
L D G 车床 钻床
磨床 G P
L
成组生产单元布臵示意图
成组技术规划的开发步骤
• 按照一般的步骤对零部件进行分组 • 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。 • 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“剩余单元”中。
这里的符号表示两
者的关系绝对重要
解：第一步，列出关系密切程度分类表 （只考虑A和X） A X 1-2 1-4 1-3 3-6 2-6 3-4 3-5 4-6 5-6
第二步，根据列表编制主联系簇，如图所示。 原则是，从关系“A”出现最多的部门开始，如本例 的部门6出现3次，首先确定部门6，然后将与部门6的关系 密切程度为A的一一联系在一起。
122.7 12.7 91.7 23.6
②
①
钻床
车床
25.2 21.3 18.4 69.2
④
插床
35.1 15.8 24.8 28.0 66.0 ⑤
最后布臵方案
锯床 磨床
冲床 钻床
插床 车床
教室布置
讲台
讲台
讲台
讲台
货架布置
布置目标:普通超市有不少于3万种不同的商品，如何布
置以实现最低的成本和最大的销量？ 540与1080-1620
工位器具 固定式布臵示意图
按产品布臵 （Product Layout） 按对象专业化原则布臵有关机器和设备， 常见的如流水生产线或产品装配线。如图所示 。
《生产与运作管理》课本计算题的答案
《生产与运作管理》计算题答案第六章生产和服务设施布置1、一个制造厂计划在某车间旁增加一侧房，建一条新的生产线，……。
解：A方案的月运输量是：（15+15）×2000+（15+10）×2000+（30+10）×3000+（15+10）×1000+（20+35）×3000=420000（m）.B方案的月运输量是：（25+35）×2000+（25+10）×2000+（10+10）×3000+（15+10）×1000+（10+25）×3000=380000（m）.故B方案的月运输量最小。
2.根据如下图所示的作业活动图，将9个部门安排在一个3×3的区域内……。
（3）安置所以部门如右图3 答案： 节拍为0.167分/件，31.86个工作日4 答案 ：（2）节拍为0.25分/件，（3）最小工作地数为5 （4）重新组合的工作地为：(A,B),(C,D,E),(F,G),(H,I),(J),(K,L),效率为83.3%5 答案 ：为A第七章 工作设计与工作测量1.一个工作人员欲制定一个金属切削作业的时间定额…… 解：正常时间为：10.4×125%=13（分）标准时间为：13×（1+16%）=15.08（分）X 关系簇2.观测一项作业，共60次…… 解：（1）观测到的时间：1.2分钟（2）正常时间：1.2×95%=1.14分钟（3）标准时间：1.2×95%×（1+10%）=1.27分钟 3、答案：377分钟。
4、答案：5.85分钟。
5.一新达成的工会合同允许……解：正常工作时间：1461+=6.35460⨯⨯（）（分）标准作业时间：24+106.351+=7.2240+14（）（分）6、答案：57次观察。
7、答案：37个周期。
8.在一个对航空特快货运飞机…… 解：（1）闲置时间百分数的估计值是：6/60=10%（2）大约需要的观测次数为： 24*10%*1-10%=1440.05n =（）14873(/EPL m ===批）第十一章 制造业作业计划与控制1、有5件任务都需要两步操作（先1后2）来完成，下表给出了相应的加工时间…… 解：（1）应用Johnson 算法，可以得到最优顺序为：C ，B ，D ，E ，A 。
第6章-生产与服务设施布置
部门1
部门2 部门3 部门4 部门5 部门6
A A
E
X
U
X
I
A
O
X
A
A
U O
A
这里的符号表示两 者的关系绝对重要
作业相关图示例
第一步，列出关系密切程度分类表（只考虑A和X）
A
X
1-2
1-4
1-3
3-6
2-6
3-4
3-5
4-6
5-6
第二步，根据列表编制主联系簇，如图4－17所示。原则是， 从关系“A”出现最多的部门开始，如本例的部门6出现3次， 首先确定部门6，然后将与部门6的关系密切程度为A的一 一联系在一起。
6.1.3 影响设施布置决策的因素
（一）设施布置的目标
满足生产过程的需要 设施占用空间缩小 总运输费用最少 生产系统柔性强 组织结构的合理化和管理的方便性 提供方便、安全、舒适的作业环境
（二）影响设施布置决策的因素
厂房的布置满足生产过程的要求，以避免互相交 叉和迂回运输，缩短生产周期，节省生产费用 生产联系和协作联系密切的单位应相互靠近布置 充分利用现有运输条件 按照生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区 在考虑防火和卫生条件下，总平面布置应力求占 地面积最小 工厂布置应考虑有扩建的余地
按工艺过程布置（Process Layout）
又称工艺专业化布置。即按照工艺专业化
原则将同类机器集中在一起，完成相同工艺加
工任务。
车床组
L L L
镗床组
D D D D
磨床组
G G
L 车床 D 钻床 G 磨床
接收和转运
按工艺过程布置示意图
按成组制造单元布置（Layouts Based on Group Technology）
生产和服务设施布置
库、公用设施等物质实体进行合理的位置安排，确保系统中工作流（顾客或材料）的畅通，以便以最经济的方式满足生产服务能力和质量的要求，有效地为企业的生产运作服务。
一、设施布置的主要决策内容1、确定生产运作单位类型、数量以及运作单位需要的空间、形状、位置等。
不同的企业，生产运作类型、规模、产品服务特点、企业的技术水平、生产专业化水平和协作水平不同，生产运作单位的构成各不相同，占用的空间、形状、位置也有很大的差别.影响企业生产运作单位构成的要素主要包括：产品的结构与工艺特点；企业的专业化与协作化水平；企业的生产规模。
2、明确设施布置需要满足的要求和原则，进而确定设施布置的类型（1）满足要求：厂房的布置满足生产过程的要求，以避免互相交叉和迂回运输，缩短生产周期，节省生产费用.（2）便于操作:生产联系和协作联系密切的单位应相互靠近布置.（3）便于运输：充分利用现有运输条件.（4）确保安全：按照生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区。
（5）充分利用：在考虑防火和卫生条件下，总平面布置应力求占地面积最小。
（6）扩建余地：工厂布置应考虑有扩建的余地。
3、确定设施布置采用的方法和步骤设施布置是一个复杂系统的决策问题，受到众多因素的影响。
既要保证满足生产和服务要求，又要考虑经济因素。
既要考虑当前情况,又要保此一定的灵活性，以便适应将来在生产设计、产品数量上的变化和生产技术上的改进。
在设施布置中还会常常遇到资金和物质上的限制，物质上的限制包括场地问题、大小形状及其位置与公路、铁路和公用设施之间的关系等。
此外，各地法律所规定的建筑限制和安全措施也是必须考虑的限制因素.因此，进行设施布置工作应有严谨精细的态度，严密的程序步骤和科学的方法。
4、如何对设施布置进行技术经济评价由于设施布置是一个较为长期的投资，所耗资金和人物力很大，因此必须对所提出的各种设施布置方案进行技术和经济评估，以能对它们进行分析、比较，从而选出最优化的布置方案。
生产和服务设施布置
03
设施布置的策略和方法
设施布置的策略
集中策略
将生产和服务设施集中在 同一个地方，以降低成本 和提高效率。
分散策略
将生产和服务设施分散在 不同的地方，以获得更大 的灵活性和适应性。
匹配策略
根据产品的特点、市场需 求和竞争状况，选择最合 适的设施布置策略。
设施布置的方法
直线式布置
将生产线和工作站按照直线排列，适用于生产流 程比较简单的产品。
优点
产品导向布置可以最大限度地减少物料搬运，提高工作 效率。同时，这种布置对产品品种的适应性较强，可以 适应不同产品的生产需求。
缺点
需要较多的空间来重新布置工作点，同时需要较高的管 理成本。
混合布置
定义
混合布置是根据工艺和产品的特点，将设备或工作点按照不同的 需求进行安排。
优点
混合布置可以结合工艺导向布置和产品导向布置的优点，提高工 作效率和适应性。同时，这种布置还可以减少物料搬运和空间浪 费。
安全防护
设施布置应考虑员工安全，避免操作过程 中的安全隐患。
服务企业的设施布置
01
客户体验
设施布置应注重客户体验，营造 舒适的环境，提高客户满意度。
人员管理
通过合理布置设施，促进员工交 流和协作，提高工作效率。
03
02
业务流程
根据业务流程，合理安排服务窗 口和办公区域，提高工作效率。
品牌形象
设施布置应与品牌形象相符，提 升企业形象和品牌价值。
生产和服务设施布置
2023-10-29
目录
• 设施布置概述 • 设施布置的类型和选择 • 设施布置的策略和方法 • 设施布置的实践应用 • 设施布置的未来趋势和挑战
01
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装配
B 铣床 B 钻床
磨床 B
AA A B
B
A 车床
热处理
切齿 A
A
工艺专业化原则(续)
•优点：便于充分利用生产设备和生产面积；便于进行 专业化管理；能较好地适应多品种生产的要求。 •缺点：用于运输的劳动量大；生产周期长，占用资金 多；协作关系复杂，协调任务重；生产效率较低，只 能使用通用机床。 •较适用于多品种小批量生产或单件生产。
•生产技术准备部门：
–指为企业生产提供技术保证与服务，并负责新产品试制工 作的部门。如：研究所、设计科、工艺科、工具科、试制车 间
•附属生产单位：生产企业附属产品的生产单位
二、生产单位的专业化原则和形式
•工艺专业化原则
(process focused)
•对象专业化原则
(product focused)
域
喷漆组
车床组
装配组
检验
发送
工艺专业化布置 （续）
•优点
–个别设备出了故障或个别工人缺席对整个生产系 统的影响较小 –上下工序之间的相互依赖性较小 –设备维修费用较低，投资于备用件上的成本也较 低
•优点：运输路线短，节约运输设备和人力；生产周期 短，流动资金占用少；管理简化。
•缺点：难于充分利用生产设备和面积；难于进行工艺 专业化管理；对品种变化的适应性较差，生产系统可 靠性较差。 •适用于大量大批生产
Work Cell versus Process Layout
Process Layout
工艺专业化原则
•是按照生产工艺性质的不同来划分生产单位。在工艺专 业化的生产单位里，集中着同种类型的工艺设备，配备同 工种的工人，采用相同的工艺对企业的各种产品（零部件） 进行加工。如：铸造厂、锻造车间、车工车间等。
–零件A：车----铣----钻----热处理----切齿 –零件B：铣----钻----热处理----磨
对象专业化原则
是按照产品（部件、零件）的不同划分车间（工段、 小组）。在对象专业化的生产单位里，集中有为制造 某种产品所需要的各种设备，配备相应的各种工种的 工人，工艺过程是封闭的，不用跨其他生产单位就能 独立地出产产品。
A 车床 铣床 钻床 热处理 切齿 A
B 车床 钻床 热处理 磨床 B
装配
对象专业化原则
典型制造企业的生产单位
•基本生产单位：
–指直接从事基本产品生产，实现基本生产过程的生产单位。 如：准备车间、加工车间、装配车间
•辅助生产单位：
–指为基本生产提供辅助产品和劳务，实现辅助生产过程的 生产单位。如：辅助车间、动力部门
•生产服务单位：
–指为基本生产和辅助生产服务的单位。如：运输部门、仓 库、试验与计量检验部门
–不适应大批量生产运作； –对操作工人的技术水平和熟练程度要求较高，故 在工人培训方面的投入较大； –难以采用科学的管理方法。
对象专业化(产品)布置（Product Layout）
加工设备 加工设备
流水线
物料流
不好，操作者被分开，没有机会进行 交流！一般美国工厂采用配件流水线
不好，操作者被 围起来，没机会 与第一个操作者 一起工作以增加 产量
–定性分析方法 –定量分析方法
•初步确定平面布置方案 •方案评价
–定性评价法定 –量评价法
四、几种典型布置形式 (一) 物料流程形式
直线式：常用，排列比较简单， 组织容易，流程顺畅
U字式：受场地限制，材料和 成品出口必须置于同侧
Z字式：空间狭窄，零件产品体 积较小
蛇形式：厂房宽度较大长度较 短，可以缩短纵深流程，经济 利用空间
第六章 生产和服务设施布置
本章内容：
•
设备/设施布置决策
•
布置决策的定量分析
•
装配线平衡
•
非制造业的设施布置
主要问题
第一节 生产组织设计基础理论 生产单位构成的影响因素：生产结构 组织生产的基本原则与形式 布置决策影响因素 典型布置形式（理想的和现实的）
第二节 布置方法 第三节 工序同期化/节拍 第四节 布置应用扩展
1
Lathe
Saw
Lathe
Saw
2
5 4 Heat Treat
Press Press
3 Grinder
6 Grinder
Work Cell
2
Saw
Press
Lathe
Lathe
Grinder
1 Heat Treat
三、影响生产和服务设施布置决策的因素
•设施布置的目标
–最短的运输路线 –最大的灵活性 –面积的最有效利用 –最良好的工作环境 –最合理的发展余地
环形式：辅助工具、容器、运输 工具必须周而复始的送到起点
(二) 布置类型及原则
•类型：
1、固定式布置 3、工艺专业化布置
•原则：
2、对象专业化（产品）布置 4、成组单元布置
1、符合生产过程流向
2、便于运输 3、创造安全、良好的工作环境 4、便于工人操作和工作地（工具、图纸、工位器具）的布置 5、充分利用车间面积 6、充分考虑机床精度和工作特点
不好，直线形很难平衡
物料流
好，可交流，或增减操作人 员，经训练的人几乎可自动 平衡不同生产速度
好，操作者可
互相帮助，可
物料
与第三个人一
起工作以提高
产量
好，U形生产线 的一个特点就 是操作者容易 进入，5个操作 者可减为4个
工艺专业化布置 （Process Layout）
钻床组
磨床组
产品
生产和服务设施布置
合理安排企业或某一组织内部各个生产作业单位和 辅助设施的相对位置与面积、车间内部生产设备的 布置
布置决策
确定企业内部生产单位组成 生产单位内部的专业化形式
一、影响生产单位组成的因素
•产品品种、结构及工艺特点 •企业的专业化形式与协作水平 •生产单位的专业化原则 •企业的生产规模
固定式布置（Fixed Position Layout）
操作者
机器
固定工件（飞机装配）
工位器具
固定式布置（Fixed Position Layout）
•固定式布置的优点是：
–减少了加工对象的移动，节省搬运设备和费用 –工作程序易于设计和调整，对多品种生产运作适 应性强 –管理比较简单
•其缺点是：
设施布置的原则
•满足生产工艺过程的要求
–符合生产工艺顺序，使产品有单一流向 –使生产联系和协作关系密切的车间和部门 尽 量布置在一起 –合理划分厂区
•经济性
–减少运输量 –尽量紧凑 –提高建筑系数
•安全与健康
设施布置的程序
•确定目标 •收集资料：
–基础资料、生产单位的配置、生产系统图
•确定各组成部分所占面积 •确定各生产单位之间的相互关系