第5章 设施布置方法

• • • • • 根据关系图得到活动关系图； 根据活动关系图得到面积关系图； 给出初步布置方案 调整方案 选定方案
5.3.2 Renold齿轮公司的布局优化
• • • • • 背景介绍 目前布局 物流分析 成组技术进行加工区的布置设计 效果分析
背景
• 公司有64名员工，生产11种减速器，年产 值250万英镑。 • 面对竞争，企业从重新设计布局、培训工 人、节约能源方面进行改革。 • 改进方法
5 0 97.5 0 100 －
合计 157.5 172.5 30 100 0
2）选择可以交换的部门
1－2，1－3，1－5；2－3，2－4，2－5，3－ 5，4－5
3）试算各种情况下的费用，找到最小值。
5.2.2 CORELAP
• Computerized relationship layout planning • Lee R.C, Moore J.M.于1967年提出 • 构建型、基于关系图的方法，目标是实现 部门间密切度最大。 • 密切度是将关系代码转化为数值，再对每 个部门的所有关系求和（Total Closeness Rating, TCR）、排序。
– 用ABC法将106种零件合并为63种零件
• 产量采用过去16个月的数据平均来计算 • 个部门间的物流从至分析 • 分析出D3,D7,D8,D17重新布置成本很高
成组技术进行加工区的布置设计
• 使用排序聚类法进行分析 • 最终分为八个单元：C1~C7为聚类形成的组， F1为聚类后剩余的单元
效果分析
– 该公司是否有可以得到的空间？ – 该空间是否太贵？ – 该建筑是否在合适的位置？ – 一个新的办公室布置会怎样影响整个组织？ – 办公运作是过于集中还是过于分散？ – 该办公室结构是否支持战略规划？ – 该办公室的布置是否与整个公司的布置协调一 致？
抵押公司要考虑的问题
• 抵押公司的抵押借贷量是否有显著增加？ • 租借和翻新内部空间费用是否有太高？ • 当前位置是否有问题？
2 5 5 3 3 4 5 4 5
0 0 2 2 0 0 1 1 0 布置分
0 0 8 6 0 0 2 2 0 18
• 步骤总结
– – – – 根据部门关系求TCR值 根据TCR值（部门面积）对部门排序 根据各部门面积确定布置方案 评估布置方案
• 注意事项
– 如果有多个TCR值相等的部门，则优先考虑部 门面积大的，如果还不行可随机选择。
m m j i ij j 1
n ni j ij i 1
接待 1
接待 1 2 3 4 5 6 20 -
2
50 0 -
3
210 40 0 -
4
20 110 50 10 -
5
10 80 40 250 40 -
6
130 50 120 10 90 20 -
• 练习
– 习题1
• 作业
– 习题2
有足够扩展空间么？ 相关的律师事务所、饭店近么？ 停车位足够么？ 交通拥挤么？
• 办公地点的改变是否会促进业务？
第二步 规划
• 对当前的空间利用率进行检查 • 决定空间方案
那个部门要增加、那个要减少 一些部门的特殊要求
• 确定部门间相互作用，得到关系图 • 考虑特殊因素
第三步 选址 第四步 设计和布置
表5-11 关系代码转化表
关系码
数值
A
6
E
5
I
4
O
3
U
2
X
1
• 放置原则：保证进入布置图的部门与前面 进入布置图的相邻部门的关系之的和NCR (Neighbor Closeness Rating)最大。
1c 3 3 3 3 4 3 3 3 3 4 1a 1b
根据例1得 到的部门 关系图
表5-12 TCR表
例子：数据如例1，初始布 置如图5-7 解： 1）计算初始方案费用
表5-6 从至表 从／至 1 0 0 0 2 3 4 5
1 2 4 3 2 4 3 5 4 图5-7 初始布置方案
表5-7 距离表 从／至 1 2 3 4 1 2 3 4 5 － 1.5 1.5 3 1.5 － 2 1.5 2 3 3
– P产品（材料）、Q数量（产量）、R生产路线 （工艺过程顺序）、S辅助部门（包括服务部 门）、T时间（时间安排）
• 例5.1 三种零件A、B、C，其工艺路径及日 产量如表5-1所示（1～5是五个部门），各 部门所需要面积如表5-2所示
表5-1 工艺路线及产量
零件名称 A B C
部门 面积/m2
工艺路线 日产量／个 单件质量／kg 1-2-5 20 2 1-2-4-5 50 1 1-3-2-5 30 0.5
部门 1 2 3 4 5
1 －
2 6 －
3 3 3 －
4 2 4 2 －
5 2 4 2 4 －
关系总和 13 17 10 12 12
表5-13 CORELAP 的评估 关系代码 A 关系值 6 从 1 至 2 距离 0 乘积 0
I I I O O U U U U
4 4 4 3 3 2 2 2 2
4 2 4 1 2 1 1 3 3
图5-12 扫描宽度
根据例1得 到的部门 关系图
5.2.4 Multiple
• Multi-floor plant layout evaluation • 改进型、依据从至表 • 目标是距离最近，距离采用中心点直线距 离，每次迭代中选择布置成本下降最大方 案 • 使用空间填充曲线(SFC, Space Filling Curve)
表5-18 重新布局后成本节约表
类别 费用／英镑
缩短生产周期 降低库存 24000
节省空间 35000
提高生产 总计 率及柔性 255000 314000
5.5 附录—排序聚类法(ROC)
• m和n分别代表机床组和相应的部件组，aij 为矩阵元素，i=1,2,…,m; j=1,2,…,n
5.5 附录—排序聚类法(ROC)
表5-2 部门面积
1 20
2 40
3 40
4 60
5 20
• 解
– 首先构建物流当量的从至表
从／至 1 2 3 4 5
1 － 0 0 0 0
2 40+50 － 15 0 0
3 15 0 － 0 0
4 0 50 0 － 0
5 0 40+15 0 50 －
SLP解题步骤总结
• 根据输入得到物流当量的从／至表； • 进而得到部门关系图； • 根据部门关系图决定各作业单位的远近， 安排各作业单位的位置，绘制作业单位位 置关系图；将各作业单位面积与位置关系 图结合起来生成作业单位面积相关图 • 调整作业单位面积相关图，得到数个可行 方案，然后选择最佳的方案
5.3 实例分析
• 某抵押公司的办公室布置规划 • Renold齿轮公司的布局优化
5.3.1 某抵押公司的办公室布置规划
• 步骤
公司运作分析：决定是否需要新的布置 规划： 确定布置的要求 位置选择： 在哪里布置 设计和布置： 怎样布置
第一步 公司运作分析
• 办公室运作检查的典型问题
表5-4 关系表
例1 续
部门 1 关系 A 2 E I O 3 U X 部门 面积/m2 单位数 1 20 1
2
1 4, 5 3
3
4
5
2, 5
2, 4
1, 2
表5-5 部门面积
2 40 2
3 40 2
4 60 3
5 20 1
5.2 计算机化布置方法
• 改进型（CRAFT、MULTIPLE），构建型 （CORELAP、ALDEP） • 基于从至表（CRAFT、MULTIPLE），基 于关系图（ CORELAP、ALDEP ） • 单层布置法（CRAFT、 CORELAP），多 层布置法（ ALDEP 、 MULTIPLE） • 计算机化布置方法要素：选择、放置、评 估
5 3
1
2 3 4
－ 90 15 0
－ 0 0 0 15 － 0
0
0
50 55 － 50
1.5 1.5
－ 2.5 1.5 －
1.5 2.5 － 2 1.5 1.5 2
5
0
0
0
0
－
从／至 1 2 3 4 5
1 － 0 0 0 0
2 135 － 30 0 0
表5-8 搬运费用表 3 4 22.5 0 0 － 0 0 75 0 － 0
X -1024
• 步骤
Setp1:先随机选取一个部门作为开始部门 Setp2:设定密切度门槛，按照与第一个部门的密 切度由高到低排序，直到排到设定的最低关系 密切度TCR (threshold closeness rating) 。如果扫 描没有结束，返回step1。 Setp3：按照排好的顺序从布置图左下角设行蜿 蜒
• 算法步骤
– – – – – – 在矩阵中分配每列的权重BWj = 2m-j 用公式 D E 2 a 计算每行的权重 按DE值从大到小对行排序 在新矩阵中分配每行的权重BWi = 2m-i 用公式 D E 2 a 计算每行的权重 按DE值从大到小对列排序，如果需要调整则转 到第一步。
讨论
• CRAFT 和CORELAP能和起来应用么？
5.2.3 ALDEP
• Automated layout design procedure • 构建型、基于关系图的方法； • 目标是实现相邻部门的关系总和最大。
表5-14 ALDEP关系代码转化表
关系码 数值
A 64
E 16
I 4
O 1
U 0
输入数据(P、Q、R、S、T)和各作业点 1.物流分析 从至表， 关系图
2.作业关系
3.位置关系图
需要的空间，
可利用空间
4.空间关系图 各种修改意见, 各种实际限制条件
5.多个布置方案 评价 6.最优方案 图5-1 SLP程序模式示意图
5.1.2 关系表技术
• 步骤
– 转换物流与作业单位相互关系图为关系表 – 选择A级关系最多的部门作为第一部门优先进 入布置 – 选择与第一部门具有A级关系的部门作为第二 部门进入布置 – 按照与第一二部门为AA、AE、AI、A*的顺序 选择第三部门 – 依次选择，直ห้องสมุดไป่ตู้结束 – 根据面积进行实际面积的布置
第五章 设施布置方法
• 系统化设施布置方法—SLP • 计算机化布置方法 • 实例分析
5.1 系统化设施布置方法—SLP
• Systematic Layout Planning, 查理德谬瑟 • 该方法提出了作业单位相互关系的等级表 示法，是设施布置从定性阶段发展到定量 阶段。 • 五要素(PQRST)
– 通过生产物流分析，对企业布局重新设计。
• 效果：
– 节省31万英镑费用，节省空间10002m。
目前布局
• 典型的按功能性布置，所有的车削中心、 铣削中心等都位于单独的区域。 • 生产周期长、生产批量大、物流线路混乱、 调度困难
物流分析
• 收集的产品信息包括：每种产品的零件信 息；每种产品的产量信息、工艺信息 • 目前生产15种产品，共165种零件 • 处理零件信息
5.2.1 CRAFT
• Computerized relative allocation of facilities technique, Buffa于1964年提出 • 改进型的、基于从至物流表的方法 • 选择具有公共边或等面积的部门进行交换 • 一般采用两两交换，最多交换n(n-1)/2次 • 目标是最小化物料搬运费用。距离按照部 门中心间的折线距离。