生产管理：6设施布置.ppt

1、第六章第六章 生产和服务设施布置生产和服务设施布置 第一节设备第一节设备/ /设施布置的决策设施布置的决策 1 1 第二节设施布置决策的定量分析第二节设施布置决策的定量分析 2 2 第四节非制造业的设施布置第四节非制造业的设施布置 4 4 3 3 第三节第三节 装配线平衡装配线平衡 设施布置的目标设施布置的目标: 1、总体目标：、总体目标： 在已确定的空间场所内，将物流全过程的人员、 设备、物料所需的空间做最适当的分配和最有效的组合。 2、具体目标：具体目标： 最好的工艺流程：最好的工艺流程：保证工艺流程畅通，生产时间短，生产连 续。 最少的物料搬运费用：最少的物料搬运费用：运输路线简化，避免

2、往返和交叉。 最有效地利用空间：最有效地利用空间：使建筑设备和单位制品的占有空间小。 最好的柔性：最好的柔性：设施布置适应产品需求的变化、工艺和设备的 更新。 最舒适的作业环境：最舒适的作业环境：保证安全，满足生理、心理要求。 最便捷的管理：最便捷的管理：使有密切关系或性质相近的作业单位布置在 一个区域或靠近布置。 第一节第一节 设备设备/设施布置决策设施布置决策 设备设备/设施布置：指合理安排企业或某一设施布置：指合理安排企业或某一 组织内部各组织内部各生产单位生产单位和辅助设施的相对和辅助设施的相对 位置与面积、车间内部生产设备的布置。位置与面积、车间内部生产设备的布置。 一、设施布置决策

3、的影响因素一、设施布置决策的影响因素P151 （1）厂房的布置，要满足生产过程的要求，以避免相互交叉）厂房的布置，要满足生产过程的要求，以避免相互交叉 和迂回运输，缩短生产周期，节省生产费用。和迂回运输，缩短生产周期，节省生产费用。 （2）生产联系和协作关系密切的单位应该相互靠近布置。）生产联系和协作关系密切的单位应该相互靠近布置。 （3）充分利用现有的运输条件，如公路、铁路、港口等。）充分利用现有的运输条件，如公路、铁路、港口等。 （4）按生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区。生活区）按生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区。生活区 应该设在上风区。应该设在上风区。 （5）在考虑防火和卫生

4、的条件下，总平面布置应该力求占地）在考虑防火和卫生的条件下，总平面布置应该力求占地 面积小。面积小。 （6）工厂布置应考虑有扩建的余地。）工厂布置应考虑有扩建的余地。 可按设施类别分为生产设施和服务设施两大类，可按设施类别分为生产设施和服务设施两大类， 再来细分布置形式。再来细分布置形式。 生产设施生产设施的四种基本的布置形式：的四种基本的布置形式： 固定式布置固定式布置 产品原则布置产品原则布置 工艺原则布置工艺原则布置 混合布置：成组原则混合布置：成组原则 服务设施服务设施的三种基本的布置形式：的三种基本的布置形式： 零售店布置零售店布置 办公室布置办公室布置 仓库布置仓库布置 二、设施布

5、置的形式 定位布置示意图 工位5 工位8 工位4 工位6 工位1 工位7 工位2 工位3 （一）固定式布置（一）固定式布置（fixed position fixed position layoutlayout） 加工对象的位置固定，工人和设备随加工产品所在的某加工对象的位置固定，工人和设备随加工产品所在的某 一位置而转移，如飞机、船舶等。一位置而转移，如飞机、船舶等。 （二）按产品布置（二）按产品布置（Product layout） 即按对象专业化原则布置机器和设备。目标是使物流成本即按对象专业化原则布置机器和设备。目标是使物流成本 最小。最小。 1 1、在这种布置下，设备是按照某一种或某几种

6、产品的、在这种布置下，设备是按照某一种或某几种产品的 加工路线或加工顺序顺次排列（常称为生产线）。加工路线或加工顺序顺次排列（常称为生产线）。 如汽车装配线和自助餐服务线如汽车装配线和自助餐服务线 加工设备加工设备 加工设备加工设备 流水线流水线 按产品布置（按产品布置（Product layout） 陶瓷加工流水线陶瓷加工流水线 2、生产线并不一定是一条直线，可以是、生产线并不一定是一条直线，可以是L型、型、O型、型、S型、型、 U型等多种，或这几种形状的组合。型等多种，或这几种形状的组合。 U S W 未加工品 完成品 未加工品 完成品 完成品 未加工品 二字形生产线 U生产线 S生产线W

7、生产线 圆形生产线 3、这种布置下的主要课题：、这种布置下的主要课题： 如何使每一单元的操作时间都大致相等。否则，如何使每一单元的操作时间都大致相等。否则， 整个生产线的产出速度只能是费消耗时间最多的单元整个生产线的产出速度只能是费消耗时间最多的单元 的产出速度。的产出速度。-生产线的平衡问题。（木通原理）生产线的平衡问题。（木通原理） 锯 床 锯 床 车 床磨 床 滚 床车 床 滚 床车 床 车 床磨 床 包 装 包 装 热处理 A齿轮齿轮 车间门 B齿轮齿轮 A齿轮齿轮 B齿轮齿轮 车间门 车间门 走道 C齿轮生产线齿轮生产线 D齿轮生产线齿轮生产线 产品专业化原则布置的齿轮车间产品专业化

8、原则布置的齿轮车间 产品原则布置优缺点比较 优点： 1、由于布置符合工艺过程，物 流畅通 2、由于上下工序衔接，存放量 少 3、物料搬运工作量少 4、可做到作业专业化，对工人 技能要求不高，易于培训 5、生产计划简单，易于控制 6、可使用专用设备和机械化、 自动化搬运方法 缺点： 1、设备发生故障时引起整个 生产 线中断 2、产品设计变化将引起布置 的重大调整 3、生产线速度取决于最慢的 机器 4、生产线有的机器负荷不满， 造成相对投资较大 5、生产线重复作业，工人易 产生厌倦 6、维修和保养费用高 它与产品专业化的生产组织方式相对应。广泛用于制造企业、 学校、银行、飞机场、图书馆等。 （三）

9、按工艺过程布置（三）按工艺过程布置（Process layout） 工艺原则布置方式 车床组 L LL L 钻床组 Z ZZ Z 铣床组 M MM M 磨床组 G GG G 其他 滚齿机 焊接焊接 例：办公室布置 投资投资.会计会计 工艺原则布置优缺点比较 优点： 1、机器利用率高，可减 少设备数量 2、设备和人员柔性程度 高，更改产品和数量方便 3、操作人员作业多样化， 有利于提高工作兴趣和职 业满足感 缺点： 1、由于流程较长， 搬运路线不确定，运 费高 2、生产计划与控制 较复杂，要求员工素 质的提高 3、库存量相对较大 生产设备布置的两种基本形式比较生产设备布置的两种基本形式比较 按产

10、品专业化： 按工艺专业化： （四）按成组制造单元布置（四）按成组制造单元布置（Layouts based on group technology） 将结构和工艺相似的零件组成一个零件组，进行生产。分将结构和工艺相似的零件组成一个零件组，进行生产。分C和和U型型 布置的基本步骤：布置的基本步骤： 1、将零件分类；、将零件分类； 2、识别零件组的物流类型，以此作为工艺布置的基础；、识别零件组的物流类型，以此作为工艺布置的基础； 3、将机器和工艺分组，组成工作单元。、将机器和工艺分组，组成工作单元。 L GLL GL GDD P 原材料原材料 成品库成品库 单元单元1 单元单元3 单元单元2 成组原

11、则布置优缺点比较 优点： 1、由于产品成组，设备 利用率高 2、流程通畅，运输距离 较短，搬 运量少 3、有利于发挥班组合作 精神 4、有利于扩大员工的作 业技能 5、兼有产品原则布置和 工艺布置 的优点 缺点： 1、需要较高的生产控制水 平以平衡各单元之间的生 产流程 2、若单元间流程不平衡， 需中间储存，增加了物料 搬运 3、班组成员需掌握所有作 业技能 4、减少了使用专用设备的 机会 5、兼有产品原则布置和工 艺原则布置的缺点 产品布置 混合布置 工艺布置 位置固定型布置 多 少 生生产产量量 多多样样性性少多 设设备备布布置置 形形式式取取决决 于于生生产产量量 和和多多样样性性 特特

12、 性性产产 品品 布布 置置工工 艺艺 布布 置置固固 定定 布布 置置 生产形态生产形态 生产对象的流程生产对象的流程 搬运费用搬运费用 设施利用率设施利用率 生产设备生产设备 布置布置 变更费用变更费用 布置工作的重点布置工作的重点 连续连续 大量生产大量生产 按产品连续流按产品连续流 低低 高高 专用设施专用设施 高高 生产线平衡生产线平衡 单件单件 成批生产成批生产 按订单多种流程按订单多种流程 非常高非常高 低低 通用设施通用设施 比较低比较低 工作地（设备工作地（设备) 项目型生产项目型生产 生产对象固定，设备移动生产对象固定，设备移动 高高 低低 通用设施通用设施 低低 作业分配

13、及日程控制作业分配及日程控制 各种布置的特性比较各种布置的特性比较 1、作业相关图法（作业相关图法（Relationship Chart） 2、 从至表法（从至表法（fromto） 3、新设备的布置问题、新设备的布置问题 4、线性规划法、线性规划法 5、计算机辅助布置、计算机辅助布置 第二节第二节 布置决策的定量分析布置决策的定量分析 1 1、作业相关图法、作业相关图法 作业相关图作业相关图法工厂总平面布置步骤 1. 对各作业单位之间的相互关系作出分析，包括物流和非 物流的相互关系， 2. 经过综合得到作业单位相互关系表（相关图）， 3. 根据相关图中作业单位之间相互关系的密切程度，决定 各作

14、业单位之间距离的远近，安排各作业单位的位置， 绘制作业单位位置相关图， 4. 将各作业单位实际占地面积与作业单位位置相关图结合 起来，形成作业单位面积相关图； 5. 通过作业单位面积相关图的修正和调整，得到数个可行 的布置方案； 6. 最后采用加权因素对各方案进行评价择优，并对每个因 素进行量化，得分最多的布置方案就是最佳布置方案。 例：一个快餐店欲布置生产与服务设施。共分成例：一个快餐店欲布置生产与服务设施。共分成6个部门，个部门， 计划布置在一个计划布置在一个23的区域内，下图所示为的区域内，下图所示为6个部门间的作个部门间的作 业关系密切程度。试作出合理布置。业关系密切程度。试作出合理布

15、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 U I A X A X O A A 解：第一步，列出关系密切程度（只考虑解：第一步，列出关系密切程度（只考虑A和和X） X： A： 第二步，根据列表编制主联系簇。从关系第二步，根据列表编制主联系簇。从关系A出现最多的部门开出现最多的部门开 始始. A：1-2 1-3 2-6 3-5 4-6 5-6 第四步，根据联系簇图和可供使用的区域，用第四步，根据联系簇图和可供使用的区域，用实验法实验法安置安置 所有部门。所有部门。 第三步，画出第三步，画出“X”联系簇。联系簇。 X：1-4 3-6 3-4 第二步，根据列表编制主

16、联系簇。第二步，根据列表编制主联系簇。 A：1-2 1-3 2-6 3-5 4-6 5-6 1 6 24 5 3 第四步，根据联系簇图和可供使用的区域，用第四步，根据联系簇图和可供使用的区域，用实验法实验法安置安置 所有部门。所有部门。 第三步，画出第三步，画出“X”联系簇。联系簇。 X：1-4 3-6 3-4 3 4 1 6 1 2 6 3 5 4 P181第第2题题 1、画出相关关系图：、画出相关关系图： 318 974 526 1 3 7 8 9 2 4 5 6 2、画出不相关关系图： 1 2 6 3 5 4 8 9 3、用试验法布置部门，要求部门、用试验法布置部门，要求部门5安排在左下

17、角安排在左下角 648 271 593 2、从、从至表法（至表法（fromto） 利用从利用从-至表列出不同部门、机器或设施之间的相对位置，至表列出不同部门、机器或设施之间的相对位置， 以对角线元素为基准计算各工作点之间的相对距离，找出物料以对角线元素为基准计算各工作点之间的相对距离，找出物料 总运量最小的方案。总运量最小的方案。 该方法适合多品种小批量生产的情况。该方法适合多品种小批量生产的情况。 步骤和做法步骤和做法P167： (1)制定工艺路线制定工艺路线,确定所用机床设备确定所用机床设备; (2)统计设备之间的移动距离统计设备之间的移动距离 (3)确定零件在设备间的移动次数和单位距离运

18、输成本确定零件在设备间的移动次数和单位距离运输成本;求单位求单位 距离月运输成本和月运输总成本，依据总运输成本的大小，找距离月运输成本和月运输总成本，依据总运输成本的大小，找 出机器（部门）之间的紧密相邻关系。出机器（部门）之间的紧密相邻关系。 设备间月平均移动次数矩阵设备间月平均移动次数矩阵 锯床磨床冲床钻床车床插床 锯床2174186142180 磨床216521906110 冲床400114951620 钻床16421624168 车床1267110031550 插床429583114390 单位距离运输成本矩阵单位距离运输成本矩阵 锯床磨床冲床钻床车床插床 锯床0.150.150.16

19、0.150.16 磨床0.180.160.150.150.15 冲床0.150.150.150.150.16 钻床0.180.150.150.150.16 车床0.150.170.160.200.15 插床0.150.150.160.150.15 单位距离每月运输成本矩阵单位距离每月运输成本矩阵 锯床 磨床冲床钻床车床插床 锯床32.662.79.86.328.8 磨床38.98.328.59.21.5 冲床60.017.114.32.43.2 钻床2.963.39.36.210.9 车床18.912.116.063.07.5 插床6.314.313.317.158.5 第一步第一步:求单位距

20、离每月运输成本矩阵单位距离每月运输成本矩阵(=月平均移动次数月平均移动次数单位距离运单位距离运 输成本输成本) 第二步第二步:求求单位距离每月总运输成本矩阵单位距离每月总运输成本矩阵=对角线对称的成本对角线对称的成本 元素相加元素相加 单位距离每月总运输成本矩阵单位距离每月总运输成本矩阵 插床 66.0 28.0 16.5 15.8 35.1 插床 21.391.725.4磨床 车床 69.2钻床 18.423.6冲床 25.2 车床 122.7 冲床锯床 12.771.5锯床 钻床磨床 锯床 磨床 冲床 钻床 车床 插床 第三步第三步:按总运输成本按总运输成本,从大到小排列从大到小排列 最后

21、布置方案最后布置方案 锯床冲床插床 磨床钻床车床 锯床 冲床 磨床 钻床 车床 插床 3、新设备的布置问题 目标是使从新设备到老设备的加权直线移动距离的总和最小 P160例63 学院坐标教师人数学院坐标教师人数 商学院（5，13）31人文学院（6，3）53 教育学院（8，18）28法学院（14，20）32 工学院（0，0）19理学院（10，12）41 解：解： 设新设备的坐标为x和y，先求x的最优解。 解：解： 设新设备的坐标为x和y，先求x的最优解。 第一步：将第一步：将x坐标按递增的顺序排列，并求出累计加权值坐标按递增的顺序排列，并求出累计加权值 2043214 法学院 1724110 理

22、学院 131288 教育学院 103536 人文学院 50315 商学院 19190 工学院 累计加权权数X坐标学院 第二步：将累计加权值除以第二步：将累计加权值除以2 ，204/2=102 第三步：在累计加权值中找出第三步：在累计加权值中找出 第一个大于第一个大于102的值，的值， 103 第三步：与第三步：与103相对应的相对应的x坐坐 标即为最优解，标即为最优解， X=6 解：解： 下面先求y的最优解。 第一步：将第一步：将y坐标按递增的顺序排列，并求出累计加权值坐标按递增的顺序排列，并求出累计加权值 2043220 法学院 1722818 教育学院 1443113 商学院 113411

23、2 理学院 72533 人文学院 19190 工学院 累计加权权数 y坐标 学院第二步：将累计加权值除以第二步：将累计加权值除以2 ，204/2=102 第三步：在累计加权值中找出第三步：在累计加权值中找出 第一个大于第一个大于102的值，的值， 113 第三步：与第三步：与113相对应的相对应的y坐标坐标 即为最优解，即为最优解， y =12 设备应该放在坐标位置为设备应该放在坐标位置为 (6,12)的地方的地方 一、为什么要进行装配线平衡？一、为什么要进行装配线平衡？ 装配线平衡又叫工序同期化。在工序数既定装配线平衡又叫工序同期化。在工序数既定 的情况下，通过适当分配和合并工序，使各工序的

24、情况下，通过适当分配和合并工序，使各工序 的作业时间尽可能接近或趋于一致。避免忙闲不的作业时间尽可能接近或趋于一致。避免忙闲不 均，时间和人力的浪费。均，时间和人力的浪费。 第三节第三节 装配线平衡装配线平衡 流水流水线平衡的设计步骤线平衡的设计步骤 第一步： 最重要的是确定“生产节拍”： （1 1）流水线节拍：）流水线节拍：流水线上连续出产两件相同流水线上连续出产两件相同 制品的时间间隔制品的时间间隔 （2 2）计算公式）计算公式 0 (/) e r F F N N 计划期有效工作时间 计划期内计划产量 分 件 0 0.90.96. e F N F 式中： 计划期有效工作时间； 计划期产品产

25、量； 计划期制度工作时间； 时间利用系数， 流水流水线平衡的设计步骤线平衡的设计步骤 第二步： 根据具体每道工序的工时定额，计算装 配线上需要的最少工作地数 min i i i iei i ei t S r ti SS S K S 式中： 工序（工作中心）工时定额。 必须取整数，于是设备利用系数为: 流水流水线平衡的设计步骤线平衡的设计步骤 第三步： 组织工作地 保证各工序之间的先后顺序保证各工序之间的先后顺序 每个工作地分配到的小工序作业时间之和（每个工作地分配到的小工序作业时间之和（T Tei ei）， ）， 不能大于节拍不能大于节拍 各工作地的作业时间应尽量接近或等于节拍（各工作地的作业

26、时间应尽量接近或等于节拍（T Tei ei r r） 应使工作地数目尽量少应使工作地数目尽量少 工序同期化工序同期化 第四步： 计算工作地时间损失系数，平滑系数 s i eie s i ei L TTSI rS trS 1 2 max 1 %100 流水流水线平衡的设计步骤线平衡的设计步骤 装配线平衡方法 （1 1）确定装配流水线节拍）确定装配流水线节拍 （2 2）计算装配线上需要的最少工作地数）计算装配线上需要的最少工作地数 （3 3）组织工作地）组织工作地 （4）计算工作地时间损失系数）计算工作地时间损失系数 r t S i min 例：一装配线计划每小时出产例：一装配线计划每小时出产30

27、件产品，每小时用于生产的时间件产品，每小时用于生产的时间 是是50分钟。下表所示是装配工序、每道工序的作业时间及紧前工分钟。下表所示是装配工序、每道工序的作业时间及紧前工 序等信息。请序等信息。请（1）画出装配工序先后顺序图；（）画出装配工序先后顺序图；（2）该装配线的）该装配线的 节拍是多大；（节拍是多大；（3）计算每小时装配）计算每小时装配30件产品的最小工作地数。件产品的最小工作地数。 工序工序作业时间（分钟）紧前工序 A 0.69 - B 0.55 A C 0.21 B D 0.59 B E 0.70 B F 1.10 B G 0.75 C,D,E H 0.43 G,F I 0.29

28、H 注：紧前工序注：紧前工序在某工序进行之前必须完成的、且两个在某工序进行之前必须完成的、且两个 工序紧相联。工序紧相联。 解：(1) 画装配工序先后顺序图 A B C D E F G H I 注：紧前工序注：紧前工序在某工序进行之前必须完成的、且两个在某工序进行之前必须完成的、且两个 工序紧相联。工序紧相联。 解：(1) 画装配工序先后顺序图 D 0. 69 A B C E G F HI 0.21 0.59 0.75 0.430.29 0.70 1.10 0.55 （2）节拍r=50/30=1.67分钟/件 （3）最小工作地数Smin=5.31/1.67 4（个） ABC 1.45 DE 1

29、.29 F 1.1 GHI 1.47 (4)组织工作地: D 0. 69 A B C E G F HI 0.21 0.59 0.75 0.430.29 0.70 1.10 0.55 ABC 1.45 DE 1.29 F 1.1 GHI 1.47 划分工作地的原则：划分工作地的原则： 1、并行的工序可划在一起；、并行的工序可划在一起； 2、前后关系的工序可划在一起；、前后关系的工序可划在一起； 3、尽量优先安排作业时间长的工序；、尽量优先安排作业时间长的工序； 4、选最少前道工序的先进工作地。、选最少前道工序的先进工作地。 (5)计算工作地时间损失系数计算工作地时间损失系数L，平滑系数，平滑系数

30、SI。 L=(工作地数工作地数S节拍节拍r) 工序总时间工序总时间tei (工作地数工作地数 节拍节拍) 100% =(4 1.67)-5.31 (4 1.67) 100% =20.35% 平滑系数平滑系数SI第第167页页 s i eie TTSI 1 2 max )( maxe T 最大工作地时间之和最大工作地时间之和 ei T 每个工作地时间之和每个工作地时间之和 s i eie TTSI 1 2 max )( ABC 1.45 DE 1.29 F 1.1 GHI 1.47 2222 )47. 147. 1 () 1 . 147. 1 ()29. 147. 1 ()45. 147. 1

31、(SI 0.41 当工作地划分有多种方案时,选系数小的. 好的车间（与后台）布置的特征：好的车间（与后台）布置的特征： 1、直线型流动；、直线型流动； 2、回溯最少；、回溯最少； 3、生产时间可预先估计；、生产时间可预先估计； 4、在制品少；、在制品少； 5、有效利用空间；、有效利用空间； 6、瓶颈操作可被控制；、瓶颈操作可被控制； 7、工作地之间距离较近；、工作地之间距离较近； 8、物料的搬运和储存有序；、物料的搬运和储存有序； 9、没有不必要的物料搬运；、没有不必要的物料搬运； 10、易于根据条件的变化进行调整（柔性）。、易于根据条件的变化进行调整（柔性）。 工序工序作业时 间 紧前工序工

32、序工序作业时 间 紧前工序 A0.20_G0.12E,F B0.05_H0.05_ C0.15_I0.05_ D0.06_J0.12H,I,G E0.03A,BK0.15J F0.08C,DL0.08K P182页第页第4题题： 一装配线计划每小时出产200件产品，每小时用于生产的时间是 50分钟。下表所示是装配工序、每道工序的作业时间（分钟） 及紧前工序等信息。请（1）画出装配工序先后顺序图；（2） 该装配线的节拍是多大；（3）计算每小时装配200件产品的最 小工作地数。(4)进行装配线平衡,使时间损失率最小。 思考题 1、掌握装配线平衡的方法。、掌握装配线平衡的方法。 2、选择和判断全部。、选择和判断全部。 3、计算题：、计算题：2、4。