生产系统规划与设计.docx

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生产系统规划与设计

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第一节厂址选择

一、厂址选择的重要性

厂址选择是生产运作系统规划和设计的重点内容。

任何一个生产运作系统都是由建筑物、设施、设备等各种物质要素构成的，是生产运作系统的空间实体形态的具体表现。

生产运作系统的规划与设计，就是运用科学的方法和手段对生产运作系统的各种物质要素进行合理的选择和布置，使其形成一个有机系统，能够用最经济的方式和最高的效率生产产品或提供服务。

其中，厂址选择是生产系统规划和设计的第一步，也是十分重要的一步。

厂址选择是指如何确定工厂设施的地理位置，它不仅对新建一个企业尤为重要，也是老厂因经济、技术原因而需要改扩建或搬迁必需解决的一个首要问题。

厂址选择的重要性表现在以下几个方面：

第一，厂址一旦选定，就要投入大量的资金进行设施建设，许多资金就会沉淀为固定成本，很难加以改变，若选择厂址发生错误，必然造成巨大的经济损失和人力、物力的大量浪费。

我国过去在这方面的教训颇多，六十年代到七十年代，由于受到种种主观和客观因素的影响，把许多大型制[]造企业建设在偏僻山区，由于交通不便，信息闭塞，长期经济效益低下，职工不安心。

为了救活这些企业，国家又不得不在八十年代投入大量资金进行搬迁。

原有的厂址设施闲置或折价变卖，新搬迁需要的大量资金又给国民经济带来沉重负担。

第二，厂址选址对于工厂建成后的生产经营费用，产品和服务质量以及成本都有极大而长久的影响，一旦选择不当，带来的不良后果往往是难以消除的。

例如选址不当可能导致增加过多的运输费用，人力资源缺乏，原材料、燃料、动力供应困难，丧失竞争优势等问题，这些都不利企业生产经营，更说不上提高经济效益了。

对于服务业，一个不良的位置可能导致顾客丧失或付出很高的经营成本。

如果要在选定的厂址改善上述不利状况，往往十分困难，因为许多不利因素不是通过企业自身加强或改善管理等其他措施所能弥补的，除非迁移到另外一个条件合适的新厂址，但这要付出相当大的代价。

因此，在进行厂址选择时，必须充分考虑多方面因素的影晌，慎重地进行决策，绝不能草率行事。

二、制造业厂址选择的影响因素

厂址选择包括两个层次的问题，一是选位，即选择什么地区，南方还是北方、沿海还是内地、国外还是国内建厂。

二是定位，即在地区确定后选定具体的一片土地作为厂址的具体位置。

影响厂址选择的因素很多，在此我们按照选择地区和选定位置把这些因素分成两大类来进行分析。

值得指出的是这两大类因素并非截然分开而是有密切联系的，在选择厂址时应当结合起来共同考虑，以求得一个合理的、满意的工厂位置方案。

1.选择地区时主要影响因素有：

（1）.市场条件

将厂址选择地区靠近企业产品和服务的目标市场有利于接近用户，便于产品迅速投放市场，降低运输成本，减少分销费用，提供快捷服务。

当然这里讲的市场是广义的市场，也许是一般消费者，也许是某种商品批发市场中心，也可能是作为用户的其它厂家。

许多发达国家选择在第三世界国家建厂，除了成本因素外，靠近市场是一个重要原因。

（2）.原材料供应条件

出于对保证供应与成本方面的考虑，对那些对原材料依赖性较强的企业应当尽可能靠近原材料产地。

例如火力发电厂应尽可能建在煤矿附近地区以减少运输费用，而对新鲜蔬菜、水果进行冷藏或加工的企业更应靠近蔬菜、水果供应地，以避免长途运输引起腐败变质而增加成本。

（3）.交通运输条件

根据产品及原材料、零部件的运量大小和运输特点，应尽量选择靠近铁路、海港、高速公路或其它交通运输条件较好的地区。

例如运输量较大的企业如钢铁、煤炭、石油化工、造纸等工厂则应考虑建在铁路、河流或高速公路等运输条件较为有利时地方。

（4）.人力资源条件

不同地区的人力资源状况是有很大差别的，其教育水平、文化素质、劳动技能、工资费用都不同，也是企业选址时必须考虑的重要因素之一。

例如，某些高科技企业需要相当水平的科技人员，它们就应在这类人员高度集中的地区选址。

工资成本对劳动密集性企业非常重要，这类工厂选址时就要考虑该地区既能提供合符要求的熟练劳动力，又要人力费用比较低。

目前生产出现全球化的主要原因之一就是用低成本竞争的策略来占领市场。

美国、日本和欧共体国家把许多成熟产品转移到发展中国家进行生产制造，正是出于这种考虑。

（5）.基础设施条件

对于任何一个工厂来说，基础设施是在选址时需要予以认真考虑的必要条件。

基础设施主要指企业生产运作所必需的供水、供电、供气、排水等的保证。

从广义上讲，还包括“三废”处理、邮电通讯、金融保险、生活服务设施等等。

如用水量大的造纸、化工、食品、电镀等企业，应优先选择在水源充足的地方建厂。

而电炉炼钢、电解铝厂的加工则要消耗大量的电力，显然应选择电力丰富且电价较低的地区建厂为宜。

（6）.气候条件

温度、湿度、气压、风向等气候条件因素对某些产品制造会带来不利影响，应当加以考虑。

如精密仪器、半导体元器件、大规模集成电路对这方面的要求就比较高。

许多企业愿意在气候适宜的地方建厂，不仅可以降低通风、采暖、除湿、降温的费用，还能避免由于气候原因造成的停工待料、延误交货、无法正常生产的损失。

（7）.社会文化及生活条件

显而易见，厂址所在地区有良好的住房条件，学校医院，体育娱乐设施，能给职工提供良好的家居、购物、教育、交通、娱乐、治安、消防和医疗保健服务的生活环境，无疑能使职工减少许多后顾之忧，提高工作效率，也会大大减轻企业办社会的负担。

（8）.政治、经济、法律和政策条件

从全球化生产角度来看，选择政治稳定、经济发展速度快、市场潜力大的地区建厂是非常有利的。

在某些国家和地区建厂办企业，还会得到一些特殊的法律法规和政策上的优惠待遇，如减免税收，低息贷款，土地使用费低，自由兑换外汇等，也是选址时要考虑的重要因素

2.选择具体位置的主要影响因素有：

（1）.扩展条件

除了根据企业规模规划所需面积外，还应留有扩展的余地。

一开始建设就到容积极限，不留余地是不明智的。

要考虑到将来企业发展，进行技术改造，改建或扩建所需要土地面积。

（2）.环境保护条件

选择具体厂址位置时应认真考虑企业对周围环境造成的危害，尽量把工厂建在对环境影响最小的地方。

如有严重噪声，排放有毒废气、废水和废渣的企业就不应建在居民区。

风景名胜区内就不宜建工厂。

值得注意的是，由于人们对环境保护日益关注，那些造成污染，破坏社区生活质量的企业，若不很好地解决保护环境和生态平衡问题，将会受到居民的普遍反对和排斥，因此这些企业在选位时应优先考虑“三废”治理问题，否则将来会造成成本上升，甚至被迫关、仃、并、转的严重后果。

（3）.地质条件

例如地面是否平整，地层结构、负重水平是否符合未来工厂的布置要求。

地质条件能否满足未来设施的载重要求。

此外，厂址选择还有一些其它因素，如科技依托条件、与协作单位的远近、公共设施费用负担、社区人文条件等，不再一一列举。

1997年初，德国最大的电子集团西门子公司举行股东大会，总裁皮尔在会上宣布，公司将进行彻底的结构改组。

西门于公司的结构改组，主要包括三个方面：

第一，调整人员结构。

该公司目前近38万名职工，其中国内有20多万人。

在今后两年内，公司将减少国内职工，使国外职工人数超过半数，以期减少劳动成本的支出。

另一方面，公司将进一步减少在生产方面的职工，增加服务领域的工作岗位。

第二，加快产品的革新改造，大胆剔除发展前景不大的产品，割弃赢利低下的部门，同时增强企业核心部分的力量。

实际上，在过去3年中，西门于已经用这种战略，割弃了约为25亿马克的这类产品部门。

第三，调整企业布局，把更多的工厂车间搬到国外，将它们转移到那些生产成本低、经济增长快、市场潜力大的地区。

目前西门子公司在国外的销售额已占60％左右。

今后几年内，国外所占份额将提高到70％以上，其中亚洲是发展的重点。

西门于公司董事会希望，通过结构改组，在今后5年内将公司的年销售额提高到1500亿马克，并使盈余“明显增长”。

该公司上一财政年度销售额为942亿马克，但年盈余却只有25亿马克，只相当于一个中等企业的水平。

今年是西门子公司成立150周年。

一个“百年老牌”公司进行结构改组，具有一定的典型意义。

它说明，随着全球经济一体化进程加快，世界经济竞争日趋激烈，为了适应这一新的竞争形势，企业需要尽快作出彻底的结构调整，其中包括生产基地的重新调整问题。

三、服务业选址影响因素

制造业的选址决策重点在于追求成本极小化，而服务业的目标是实现收入最大化。

这是因为制造成本往往随着地区不同而有很大的差异，而服务业敞的成本在一个市场范围内变动相对较小。

因此对一个服务企业而言，特定的选址更多的是影响其收入，而不是成本，这就说明服务业选址决策的重点应当确定销售量和销售收入的多少。

决定服务业销售量和收入的影响因素如下：

1.所选地区的消费者购买力。

消费者收入高，人数众多且消费欲望强烈，则该地区购买力强，服务消费量大则收入高。

2.所选地区竞争情况。

不少服务业在竞争企业集中化程度很高的地区选址以增加销售量，竞争企业集中在某一地区，会形成知名度很高的大市场，能够吸引众多的消费者前来购物，而且有利于货比三家，使消费者有很大的选择余地。

这种“聚集效益”往往会商家带来更多的收入。

3.与消费者接触程度的高低。

消费者接触程度是指接受服务的消费者是否出现在服务系统中及在系统中停留时间占服务时间的比例。

对于那些接触程度高的服务业，如百货商场、超级市场、餐厅选址应靠近消费群集中地区；而对那些用户接触程度低的服务业如银行、邮局则应选择交通便利，人力资源充足的地区。

三、厂址选择的主要步骤

厂址选择是一件十分复杂的决策过程，受到众多因素的影响，这些因素远远不止上述所列出的这些因素。

如何在决策过程中分清主次、抓住关键，作出最好的选择，不仅要有科学的分析方法，进行全面的评价，而且还必须遵循一定的程序和步骤。

具体来说，厂址选择通常包括下列步骤：

1.确定选址目标

厂址选择大体有三种情况：

一是新建企业的选址；二是由于生产经营的发展需要改建或扩建，需要另选新址或在原地扩建；三是由于种种原因，企业需要搬迁，另选一个合适的厂址。

这三种情况的选址目标是不同的，考虑的因素重点也有区别。

第一种情况比较单纯，往往以投入最少、产出最大、效益最好为选址的决策目标。

第二种情况因为受到企业现有经营因素的影响，除了要考虑费用效益外，还要权衡与原有的生产运作设施之间的关系，以如何整体优化布局为目标。

第三种情况则应分析迁厂的具体原因是什么，要达到什么样的目标：

如扩大规模、获取资源、降低成本还是由于环境保护问题，此时，选址目标应与解决的主要问题联系起来。

2.收集数据、分析各种影响因素，拟定初步候选方案

这里要收集的数据多方面的，除了上面提到的选址、选位的各种影响因素的资料数据外，还要掌握当地政府部门有关经济发展规划、土地征用、工商税务、资源使用方面的情况和信息。

在收集数据的基础上，对各种影响因素逐一加以分析，分清主次，进行权衡取舍，找出最重要的因素并分析对实现目标影晌程度。

然后拟出初步的候选方案。

候选方案的个数应根据可供选择的地区范围、具体条件、存在问题、解决的难易程度来决定，如三个、五个或者更多。

应当注意，为了便于方案的比较选择应列出各候选方案明显的优点和突出的问题。

3.对候选方案进行详细的分析和评价

为了比较各候选方案的优劣，要运用定性、定量的分析方法或者定性定量相结合的方法进行方案评价。

厂址选择的分析评价方法很多，如优缺点比较法、专家意见法、费用效益分析法、分级加权法、重心法、选址度量法、线性规划法等。

具体采用那种方案，要视评价的因素而定，如社会文化因素、政治、法律、政策、扩展性等，难于用明确的数值表示，则只能进行定性分析；而涉及到费用、成本、效益、税金等因素的财务评价则可用定量方法来进行分析；而有些定性评价因素，如市场、原材料、人力资源、基础设施、交通运输等，为了便于比较，则可以将其转化为量化数值进行分析。

4.综合分析，选定最终厂址方案

在对每一个侯选方案进行详细评价之后，就可以得出各个方案优劣程度的结论，或者找到一个方案明显优于其它方案。

选定方案后应准备详细的论证材料，报请有关上级部门批准。

第二节厂址选择的分析方法

一、分级加权法

分级加权法是对多个候选厂址进行分析评价的一种常用方法，运用这种方法的步骤如下：

1.首先列出有关的影响因素，并规定对各因素进行评价的尺度，一般情况下用分数做为尺度。

同时规定尺度的范围，如1~10或1~100均可。

2.对各因素按其重要性程度赋于一定权数。

3.按照规定的尺度列出每一等级的相应分数，，为各候选厂址的各个因素进行定级评分。

4.将因素的权数乘以因素的评分，再把每个候选厂址的乘积得分加总求和，得到每个方案的总分。

5.选择总分最高的的候选厂址为优选方案。

对于一些非定量的因素，分级加权法是一种十分有效的方法。

但是由于决定因素的权数和评分都有一定主观性，因此在最终确定厂址时，还要和其它方法的分析结果综合起来评定。

下面结合一个实例说明分级加权法的运用。

例1：

假定某厂有四个候选厂址，分别为A、B、C、D，其影响因素有十一个。

这些影响因素按照重要性程度可分成五个等级，分别给于一定的权数，具体作法是先选择一个影响最小的因素，如扩展性条件将其权数定为1，其它因素的权数可以通过与该因素进行比较而确定，如基础设施条件比较其扩展性来讲显得极为重要，则将权数定为5；原材料供应条件比较其扩展性来讲显得十分重要，则将权数定为4；以此类推定出十一个因素的权数。

权数的含义如表4---1所示。

权数决定后，按照规定的评分尺度为各影响因素定级评分，如采用9级评分制则9分表示最优；7分表示良好；5分表示一般；3分表示较差；1分表示最差；8、6、4、2分别表示上述相邻评分的中值。

评分时主要有经验的专业人员根据有关资料分析判断，如“基础设施条件”这个因素，对C厂址来讲是最优的，则等级分可评为9分；对A厂址而言却很不理想，一般尚可利用，则评的等级分只有5分。

而对D厂址而言却较差，就只能评3分。

以此类推。

表4---1权数表示的含义

1表示两个因素相比，具有同样的重要性

2表示两个因素相比，一个因素比另一个略为重要

3表示两个因素相比，一个因素比另一个明显重要

4表示两个因素相比，一个因素比另一个十分重要

5表示两个因素相比，一个因素比另一个极为重要

将确定的权数和评分结果汇总如表4---2所示

表4---2分级加权法汇总表

影响因素

权数

厂址A

评得

分分

厂址B

评得

分分

厂址C

评得

分分

厂址D

评得

分分

1市场条件

5

630

945

735

525

2原材料供应条件

4

832

728

416

624

3交通运输条件

5

735

525

840

945

4人力资源条件

3

927

412

618

721

5基础设施条件

5

525

735

945

315

6气候条件

2

48

510

714

510

7社会文化及生活条件

4

728

832

624

728

8政治、经济、法律和政策条件

5

945

840

630

735

9扩展条件

1

55

44

77

66

10环境保护条件

4

728

520

624

416

11地质条伴

3

824

721

515

618

总计

287

272

268

243

由表中总计得分可以看出，厂址A的得分最高为287分。

故选厂址A。

二、重心法

如果在生产成本中运输费用占的比重较大，可以采用重心法来选择厂址位置。

它的基本思想是所选厂址可使主要原材料或货物总运量距离最小。

例如一个新建工厂的主要原材料由几个地区供应、且运输批量很大；或是产品大批销往某几个地区，就要考虑如何确定一个总运量距离最小的厂址位置，以降低运输成本。

重心法可以较快地从多个候选厂址方案中快速选择到满意的厂址。

这种方法的基本步骤如下：

1.首先准备一张标有主要原材料供应基地（或大批货物运达目的地）位置的地图。

然后将一个直角座标系覆盖在该地上，就能得到基地或目的地的坐标。

如图4-1所示：

图4-1重心法示意图

2.确定新建工厂与现有各原材料供应基地的运输量。

3.

求出其重心的坐标。

即计算新建工厂的位置坐标，使新厂址与各原材料供应基地之间的总运量距离最小。

其计算公式如下：

式中，Xi——表示第i材料供应地离省会城市在X方向的距离；

式中，Yi——表示第i材料供应地离省会城市在Y方向的距离；

X0Y0——选定的厂址离省会城市在X方向及Y方向的距离；

n——表示主要材料供应地的数目。

Q-----表示第i材料的年运输量。

4.选择使总运量距离最小的坐标点对应的位置为最合适厂址。

重心法只能粗略地估算厂址的位置，在具体确定时，还要根据其它条件和因素的综合分析来确定最佳厂址位置和地点。

例2：

某省拟建一个重型机器厂，每年需要由A地运来钢材，从B地运来铁，从C地运来各种造型材料，从D地运来焦碳。

假定各种材料每吨公里的运输费用相同，试根据原材料的运输量和里程确定合理建厂的地理位置。

根据计算公式，则：

90×1800+350×1000+100×800+350×2400

X0==

1800+1000+800+2400

500×1800+400×1000+120×800+200×2400

Y0==

1500+1000+800+2400

根据计算结果，在距离省会城市X方向公里及Y方向公里的地方建厂比较合适。

第三节设施布置的内容和基本类型

一、设施布置的基本内容

设施布置是指在已经选定的的厂址范围内，对厂房、车间、设备、办公楼、仓库、公用设施等物质实体进合理的位置安排，以便有效地为企业的生产运作服务，并获得良好的经济效果。

设施布置不仅要根据厂址地形、地貌的特点，确定其平面或立体的位置，还要相应确定物料流程、运输方式和运输路线。

具体讲，设施布置包括以下四个方面的内容。

1.首先要明确应当包括哪些生产运作单位，这些生产运作单位需要多大的面积空间，形状如何，位置放在什么地方。

显然，不同的企业，由于生产类型、生产规模、产品特点、企业的生产技术水平、生产专业化水平和协作化水平不同，其生产运作单位的构成是不相同的，占用的空间大小、形状位置也有很大的区别。

如生产协作化水平很高的企业，由于大量的零部件、工模具依靠协作方式取得，生产运作单位就比较少，有的就只设基本生产车间如装配车间而没有制造零部件的机加工车间，也没有制造工艺装备的工具车间。

2.设施布置时应当满足哪些要求，遵循什么原则，选择哪种设施布置的类型。

设施布置是企业生产运作的物质要素的有机组合，这种组合的合理性和有效性对生产运作系统的功能有决定性的影响，并在很大程度上决定生产成本、生产效率和经济效益。

因此设施布置必须从系统分析入手，统筹兼顾，全面规划，合理部署，讲求整体的最优效果。

而要达到这个目的，首先明确设施布置的目标、要求和基本原则，正确选择设施布置类型是至关重要的前提和保证条件。

3.采用什么样的方法和步骤来进行布置。

设施布置是一项复杂的系统工程活动，受到诸多因素的影响，既要考虑当前现实，又要考虑长远发展；既要满足生产要求，又要降低成本费用；既要作到整体协调，又要考虑各个生产运作单位之间的有机联系。

因此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。

设施布置是一项十分重要的决策，它是形成生产运作系统的物质基础，是由许多要素组合而成的。

建立这些要素需要的投资很大，而且一旦建立起来形成一定的布局之后，要想改变它或进行调整是相当困难的，而且还会对生产成本、生产效率产生直接影响。

因此，需要对不同的设施布置的方案进行技术和经济方面的分析、评价、比较，以选择最优化的布置方案。

二、影响企业生产运作单位构成的因素

一般来说，影响企业生产运作单位构成的主要因素有：

1.企业的产品

企业的经营目标最终是通过它提供的产品和服务来实现的，因比，企业的产品和服务从根本上决定企业生产运作单位的构成。

具体讲，与产品或服务的品种、结构特点、工艺特点、生产批量有密切关系。

例如机械制造企业，其主要生产单位由毛坯、加工、装配等分厂或车间组成，而纺织企业则按纺纱、织布、印染车间组成。

即使同类形的产品，结构相似由于采用不同的工艺方法，其生产单位的设置也有很大的差异。

如齿轮厂的毛坯，可以采用模锻也可以采用精密铸造，因而相应地可以设置模锻车间或者铸造车间。

产品的生产批量大小也会影晌生产单位的构成，如某种产品的产量很大，则可以设置专门的生产线、车间甚至分厂，而产量很小就没有这个必要。

对于服务业而言也是同样，由于提供的服务内容不同，服务工作量不同，其服务性生产单位的构成自然也不相同。

2.企业的规模

企业规模是指企业劳动力、生产资源和产品服务在企业中集中的程度。

如职工人数、资产总值，产品产值等，可以分为大型、中型或小型企业。

企业的规模越大，需要设置的生产单位越多。

如大型的机器制造厂，同类性质的机加工车间就有多个，有的专门生产各种齿轮的，有专门生产各种轴和轴套的，有专门生产床身床体的。

而一些小型企业，则加工和装配可以设置在同一车间。

3.企业的生产专业化和协作化水平

生产专业化是指把结构和工艺相同或相似的产品，或相同的工艺阶段集中到少数企业中去形成大批生产的一种生产组织方式，它能够大幅度地提高劳动生产率，显着的降低产品成本，有效的提高产品质量，已成为生产发展的主要方向。

生产专业化有四种不同的形式：

产品专业化、零部件专业化、工艺专业化和辅助生产专业化。

由于生产专业化形式不同，相应设置的生产单位也不同。

采用产品专业化形式的工厂，往往设置有毛坯车间、机械加工车间、热处理车间、装配车间等生产单位，如汽车制造厂。

采用零部件专业化形式的企业，多数设有完整的加工过程的各个工艺阶段，可以不设毛坯车间或装配车间，如齿轮厂。

采用工艺专业化形式的企业，一般只按相应的工艺阶段来设置生产单位，如装配厂，只设部件装配车间、总装车间等。

企业的协作化水平越高，即通过协作取得的零部件越多，则企业的生产单位就越少。

许多产品制造厂，如电冰箱、电视机、洗衣机，甚至汽车、机床等需的大量元器件、零部件、标准件都是由协作厂提供的。

协作的范围越广，企业生产单位的组成就越简单。

4.企业的技术水平

主要是装备的技术水平对企业生产运作单位构成的影响。

当企业的装备技术水平高，有数控设备、加工中心和机器人等高技术装备，或者自动化程度很高，其生产单位组成比较简单；反之，则比较复杂。

三、设施布置的基本要求

企业是一个由许多生产运作单位构成的复杂系统，该系统的基本功能是生产产品和提供服务，其目的在于以最低的消耗获得最大的经济效果。

因而，设施布置作为一项系统工程，其目标是十分明确的，就是如何建立一个优化物质系统，以保证实现企业的既定目标。

设施布置应满足如下基本要求：

1.符合生产运作过程的要求。

厂房、设施和其它建筑物的布置，特别是各车间和各种设备的布置，应当满足产品或服务的工艺过程的要求，能保证合理安排生产作业单位，便于采用先进的生产组织形式。

2.尽可能使物料运输距离最短。

据统计，在制造业中，物料运输费用占到总经营费用的20%~50%