物流工程第五章课件.ppt

1、1第5章 设施布置与设计Facility Layout Design.2引导案例n日本爱新精机安城工厂生产床垫、工业用缝纫机、气体加温泵及冷气日本爱新精机安城工厂生产床垫、工业用缝纫机、气体加温泵及冷气机。机。n床垫生产空间紧凑，并不比一所中学的篮球馆来得大，但却有床垫生产空间紧凑，并不比一所中学的篮球馆来得大，但却有7条单条单元生产线，每天生产元生产线，每天生产750张不同颜色、样式和大小的床垫。张不同颜色、样式和大小的床垫。n除了床褥机器外，每一条生产线所使用的机器，都是依照工艺流程顺除了床褥机器外，每一条生产线所使用的机器，都是依照工艺流程顺序排列，主要的机器设备有弹簧圈成形机、弹簧圈、

2、装配机、多针头序排列，主要的机器设备有弹簧圈成形机、弹簧圈、装配机、多针头床褥机、切割机、凸缘缝纫机、床垫机、边缘缝纫机、贴边缘机和包床褥机、切割机、凸缘缝纫机、床垫机、边缘缝纫机、贴边缘机和包装机。每部机器都与下一流程的机器衔接起来，不容许多余的空间放装机。每部机器都与下一流程的机器衔接起来，不容许多余的空间放置半成品。置半成品。n每条生产线都采用每条生产线都采用“一个流一个流”生产，工作时允许一件产品在流动。床生产，工作时允许一件产品在流动。床褥机每一次仅制作一个床垫的布料。每一工件在工作站间移动时，顺褥机每一次仅制作一个床垫的布料。每一工件在工作站间移动时，顺便就完成加工动作，在编织机开

3、始编织床罩便就完成加工动作，在编织机开始编织床罩20分钟后，床垫就已做好分钟后，床垫就已做好，准备出货至日本，准备出货至日本2 000家家具仓库的客户手中，以服务该公司的经家家具仓库的客户手中，以服务该公司的经销商。销商。n对于大众化的床垫，则在每一条生产线的终端地点，有一小间储藏室对于大众化的床垫，则在每一条生产线的终端地点，有一小间储藏室保存保存340件的标准床垫成品件的标准床垫成品(其标准库存数量依据每日销售量而定其标准库存数量依据每日销售量而定)。每一床垫都放置在某一指定位置，并贴上看板标签。每收到一件订单每一床垫都放置在某一指定位置，并贴上看板标签。每收到一件订单时，就出货一件，并将

4、附在其上的看板取下，送回生产线的起点，当时，就出货一件，并将附在其上的看板取下，送回生产线的起点，当做生产指示单。这样的系统可以确保这些大众化的床垫，仅保存最少做生产指示单。这样的系统可以确保这些大众化的床垫，仅保存最少必要的存量。对非标准的床垫，则不设立库存，而是依据家具仓库所必要的存量。对非标准的床垫，则不设立库存，而是依据家具仓库所下的订单，直接由生产线生产，直接出货至家具商。下的订单，直接由生产线生产，直接出货至家具商。n这就是爱新精机的这就是爱新精机的JIT生产方式和单元生产线。生产方式和单元生产线。.本 章 主 要 内 容 设施布置概述设施布置的内容、设施布置的原则。基本布置类型定

5、位式布置、产品原则布置、工艺原则布置、成组单元布置。流动模式与空间需求流动模式、人员与空间需求。流水线平衡与设计流水线相关概念、流水线平衡、流水线设计。单元式布置精益生产与单元式布置、单元的形成、单元生产线的三种类型、单元生产线布置与设计。.45.1 设施布置概述n设施布置与设计是决定企业长期运营效率重要的决策。设施布置与设计是决定企业长期运营效率重要的决策。n设施布置设计对生产系统极为重要，据测算，物料搬运和设施布置设计对生产系统极为重要，据测算，物料搬运和布置有关的成本占工厂生产总运营成本布置有关的成本占工厂生产总运营成本2050%。采用有。采用有效的布置方法，可以使这些成本降低效的布置方

6、法，可以使这些成本降低30%，甚至更多。，甚至更多。n生产系统设施布置要解决的主要问题是：生产系统设施布置要解决的主要问题是：是根据企业的经营目标和生产纲领，在已确定的空间场所内，按是根据企业的经营目标和生产纲领，在已确定的空间场所内，按照从原材料的接收、零件和产品的制造，到成品的包装、发运的照从原材料的接收、零件和产品的制造，到成品的包装、发运的全过程，将人员、设备、物料所需要的空间做最适当的分配和最全过程，将人员、设备、物料所需要的空间做最适当的分配和最有效的组合，以便获得最大的生产经济效益。有效的组合，以便获得最大的生产经济效益。n不仅有形的生产和服务设施会碰到布置和重新布置的问题，不仅

7、有形的生产和服务设施会碰到布置和重新布置的问题，即使是非物质生产的服务系统，如商店、宾馆、餐馆也同即使是非物质生产的服务系统，如商店、宾馆、餐馆也同样面临此问题。样面临此问题。.55.1.1 设施布置的内容在进行设施布置决策要考虑的内容主要有以下几个方面：在进行设施布置决策要考虑的内容主要有以下几个方面：n物流和物料搬运设备物流和物料搬运设备。确定物流的重要性和形式，采用何。确定物流的重要性和形式，采用何种设备，是传送带、起重机、自动仓库还是自动小车来发种设备，是传送带、起重机、自动仓库还是自动小车来发送和存储物料。并考虑物料在不同工作单元间移动的成本。送和存储物料。并考虑物料在不同工作单元间

8、移动的成本。n容量和空间要求容量和空间要求。只有先确定了人员、机器和设备的要求。只有先确定了人员、机器和设备的要求后，才能进行布置，为每一作业单位分配合理的空间，并后，才能进行布置，为每一作业单位分配合理的空间，并考虑通道、洗手间、餐厅、楼梯等附属设施的要求。考虑通道、洗手间、餐厅、楼梯等附属设施的要求。n环境和美学环境和美学。布置决策也要求确定窗户、分隔高度、室内。布置决策也要求确定窗户、分隔高度、室内植物等环境因素，以降低噪音、改善空气流通和提供隐密植物等环境因素，以降低噪音、改善空气流通和提供隐密性等。性等。n信息流信息流。通信交流对公司都是很重要的，布置必须方便交。通信交流对公司都是很

9、重要的，布置必须方便交流，在办公室布置中尤其重要。流，在办公室布置中尤其重要。.n设施布置设施布置工厂设计工厂设计 工厂总体布置工厂总体布置+车间布置。车间布置。n工厂总体布置设计工厂总体布置设计生产车间、辅助生产车间、仓库、动力站、办公室、生产车间、辅助生产车间、仓库、动力站、办公室、露天作业场地等各种作业单位和运输线路、管线、绿露天作业场地等各种作业单位和运输线路、管线、绿化和美化设施的相互位置化和美化设施的相互位置物料的流向和流程、厂内外运输的联接及运输方式。物料的流向和流程、厂内外运输的联接及运输方式。n车间布置设计车间布置设计各生产工段（工作站）、辅助服务部门、储存设施等各生产工段（

10、工作站）、辅助服务部门、储存设施等作业单位及工作地、设备、通道、管线之间和相互位作业单位及工作地、设备、通道、管线之间和相互位置置物料搬运的流程及运输方式。物料搬运的流程及运输方式。.7n“作业单位作业单位”Activity 是指布置图中各个不同的工作区或是指布置图中各个不同的工作区或存在物，是设施的基本区划。存在物，是设施的基本区划。n作业单位的最高层次是要设计的作业单位的最高层次是要设计的设施设施(Facility)，它包括一，它包括一系列系列部门部门(Departments)，部门可以是车间或其他机构。，部门可以是车间或其他机构。n而部门由而部门由工作中心工作中心(Work Center

11、)组成，若是工厂这些工作组成，若是工厂这些工作中心可以是工段或班组，如车床工段；也可以是柔性制造中心可以是工段或班组，如车床工段；也可以是柔性制造单元单元(FMS)。n通常部门级的布置指的是通常部门级的布置指的是块状布置图块状布置图(Block Layout)，工，工作中心级的布置是作中心级的布置是详细布置图详细布置图(Detailed Layout)。n工作中心由工作中心由工作站工作站(Workstation)组成。工作站也称组成。工作站也称工作地工作地，是最小作业单位，它一般由一台机器和是最小作业单位，它一般由一台机器和/或一个作业人员或一个作业人员组成。组成。n工作地布置工作地布置是整个

12、布置的基础，工作站面积大小和形状对是整个布置的基础，工作站面积大小和形状对上面几个层次的布置影响很大，一般通过人机工程、工作上面几个层次的布置影响很大，一般通过人机工程、工作测量和机器本身的尺寸和输入输出要求来确定工作地的面测量和机器本身的尺寸和输入输出要求来确定工作地的面积和其他要求。积和其他要求。.9作业单位的层次设施部门部门部门部门工作中心工作中心工作中心工作地工作地工作地块块状状布布置置图图详详细细布布置置图图工作地布置工作地布置宏观微观工厂总平工厂总平面布置图面布置图车间布车间布置图置图设备布置图设备布置图宏观-微观的多次轮回.105.1.2 设施布置的原则n设施布置的好坏直接影响整

13、个系统的物流、信息设施布置的好坏直接影响整个系统的物流、信息流、生产经营能力、工艺过程、灵活性、效率、流、生产经营能力、工艺过程、灵活性、效率、成本和安全等方面，并反映一个组织的工作质量、成本和安全等方面，并反映一个组织的工作质量、顾客印象和企业形象等内涵。顾客印象和企业形象等内涵。n设施布置工作不但在新设施设计时要做，在原有设施布置工作不但在新设施设计时要做，在原有设施重新设计改造时也需要。设施重新设计改造时也需要。n企业经营总会面临内部条件和外部市场的各种变企业经营总会面临内部条件和外部市场的各种变化，从而会出现当初布置设计时考虑不到的问题，化，从而会出现当初布置设计时考虑不到的问题，都可

14、能会要求重新布置生产或服务系统。都可能会要求重新布置生产或服务系统。.11设施布置设计要考虑的基本原则：设施布置设计要考虑的基本原则：n整体综合原则整体综合原则。设计时应将设施布置有影响的所有因。设计时应将设施布置有影响的所有因素都考虑进去，以达到优化的方案。素都考虑进去，以达到优化的方案。n移动距离最小原则移动距离最小原则。产品搬运距离的大小，不仅反映。产品搬运距离的大小，不仅反映搬运费用的高低，也反映物料流动的通畅程度，因此，搬运费用的高低，也反映物料流动的通畅程度，因此，应以搬运距离最小原则选择最佳方案。应以搬运距离最小原则选择最佳方案。n流动性原则流动性原则。良好的设施布置应使在制品在

15、生产过程。良好的设施布置应使在制品在生产过程中流动顺畅，消除无谓停滞，力求生产流程连续化。中流动顺畅，消除无谓停滞，力求生产流程连续化。n空间利用原则空间利用原则。无论是生产区域或储存区域的空间安。无论是生产区域或储存区域的空间安排，都应力求充分有效地利用空间。排，都应力求充分有效地利用空间。n柔性原则柔性原则。在进行厂房设施规划布置前，应考虑各种。在进行厂房设施规划布置前，应考虑各种因素变化可能带来的布置变更，以便于以后的扩展和因素变化可能带来的布置变更，以便于以后的扩展和调整。调整。n安全原则安全原则。应考虑使作业人员有安全感，方便、舒适。应考虑使作业人员有安全感，方便、舒适。.12n最早

16、的设施规划与设计是工厂设计经验的最早的设施规划与设计是工厂设计经验的总结，难以满足生产经营的要求。总结，难以满足生产经营的要求。n随着工厂和服务设施布置设计的发展和研随着工厂和服务设施布置设计的发展和研究的深入，加上系统工程、运筹学、计算究的深入，加上系统工程、运筹学、计算机技术的发展应用，出现一些先进的设计机技术的发展应用，出现一些先进的设计方法。方法。n理查德理查德缪瑟缪瑟(Richard Muther)的系统布置的系统布置设计（设计（System Layout Planning,SLP）方法，使工厂布置设计由定性阶段发展到方法，使工厂布置设计由定性阶段发展到定量阶段，广泛应用于各种生产系

17、统与服定量阶段，广泛应用于各种生产系统与服务系统。务系统。.135.2 基本布置类型n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。n生产设施的四种基本的布置形式：生产设施的四种基本的布置形式：定位式布置定位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成组单元布置成组单元布置n服务设施的三种基本的布置形式：服务设施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.适应市场变化：不同的生产类型生生产产类类型型少品种大批量生产少品种大批量生产多品种小批量生产多品种小批量生产中品种批量生

18、产中品种批量生产定制生产定制生产按产品预测程度分按产品预测程度分订货生产订货生产存货生产存货生产按产品产量分按产品产量分.设施布置的基本型式（产品在制造过程中的位置是否变化）移动式布置移动式布置成组单元布置成组单元布置工艺原则布置工艺原则布置产品原则布置产品原则布置定位式布置定位式布置设施布置设施布置.165.2.1 定位式布置n定位式布置定位式布置(Fixed-Position Layout)也称也称项目布置，它主要是工程项目和大型产品项目布置，它主要是工程项目和大型产品生产所采用的一种布置形式。生产所采用的一种布置形式。n它的加工对象位置，生产工人和设备都随它的加工对象位置，生产工人和设备

19、都随加工产品所在的某一位置而转移。之所以加工产品所在的某一位置而转移。之所以要固定，是因为加工对象大而重，不易移要固定，是因为加工对象大而重，不易移动。动。n如工程建设、飞机厂、造船厂、重型机器如工程建设、飞机厂、造船厂、重型机器厂等。厂等。.17.18n固定式布置问题还没有很好解决，问题有三：固定式布置问题还没有很好解决，问题有三：场地空间有限；场地空间有限；不同的工作时期，物料和人员需求不一样，这给生产不同的工作时期，物料和人员需求不一样，这给生产组织和管理带来较大困难；组织和管理带来较大困难；物料需求量是动态的。物料需求量是动态的。n因此一般不采用固定式布置，即使采用，也尽量因此一般不采

20、用固定式布置，即使采用，也尽量将大的加工对象先期分割，零部件标准化，尽可将大的加工对象先期分割，零部件标准化，尽可能分散在其他位置和车间批量生产，以降低生产能分散在其他位置和车间批量生产，以降低生产组织管理难度。如工程建设的预制件生产和大型组织管理难度。如工程建设的预制件生产和大型机器设备的部件生产。机器设备的部件生产。n固定式布置是人类最早的生产布置形式，用于农固定式布置是人类最早的生产布置形式，用于农业种植、房屋建造、道路建设和采掘开矿等方面。业种植、房屋建造、道路建设和采掘开矿等方面。n随着技术的进步和工业化生产，便有了产品原则随着技术的进步和工业化生产，便有了产品原则布置和工艺原则布置

21、。布置和工艺原则布置。.195.2.2 产品原则布置n产品原则布置产品原则布置(Product Layout)，又称流，又称流水线布置（水线布置（Assembly Line Layout）或对）或对象原则布置。象原则布置。n当生产产品品种少批量大时，应当按照产当生产产品品种少批量大时，应当按照产品的加工工艺过程顺序来配置设备，形成品的加工工艺过程顺序来配置设备，形成流水生产线或装配线布置流水生产线或装配线布置。nFord首创流水线生产，受屠夫启发。首创流水线生产，受屠夫启发。n现代化工业大生产的标志现代化工业大生产的标志.20.21n产品原则布置的基础是标准化及作业分工。整个产品被分产品原则布

22、置的基础是标准化及作业分工。整个产品被分解成一系列标准化的作业，由专门的人力及加工设备来完解成一系列标准化的作业，由专门的人力及加工设备来完成。成。n以汽车装配线为例，对于一条装配线而言，其车型基本不以汽车装配线为例，对于一条装配线而言，其车型基本不变或变化不大，整个装配顺序固定不变，这样，通过作业变或变化不大，整个装配顺序固定不变，这样，通过作业分工将汽车装配分解为若干标准化的装配作业，各个工作分工将汽车装配分解为若干标准化的装配作业，各个工作站配备有专用的装配设备来完成固定的装配作业，不同工站配备有专用的装配设备来完成固定的装配作业，不同工作站间的运输采用专用的、路径固定的运送设备。作站间

23、的运输采用专用的、路径固定的运送设备。n在服务系统中，服务对象的个性千差万别，流水线布置的在服务系统中，服务对象的个性千差万别，流水线布置的应用相对较少。但可以分解为一系列标准作业的服务也可应用相对较少。但可以分解为一系列标准作业的服务也可以采用这种布置方式，如自助餐厅服务线及汽车的自动清以采用这种布置方式，如自助餐厅服务线及汽车的自动清洗服务等。洗服务等。.产品原则布置的优缺点优点优点：n产品产出率高，单位产品产品产出率高，单位产品成本低，专用设备投资也成本低，专用设备投资也因产量大而摊薄；因产量大而摊薄；n每一产品都按自己的工艺每一产品都按自己的工艺流程布置设备，因此加工流程布置设备，因此

24、加工件经过的路程最直接、最件经过的路程最直接、最短，无用的停滞时间也最短，无用的停滞时间也最少；少；n由于操作人员只做一种产由于操作人员只做一种产品的一个工序，效率高且品的一个工序，效率高且所需培训少；所需培训少；n生产管理和采购、库存控生产管理和采购、库存控制等工作也因变化少而相制等工作也因变化少而相对简单。对简单。缺点缺点：n主要在于但它要求较多的主要在于但它要求较多的专用设备；专用设备；n对产品种类及产量变化、对产品种类及产量变化、设备故障等情况的响应较设备故障等情况的响应较差；差；n线上工作重复单调乏味，线上工作重复单调乏味，缺乏提升机会，可能会导缺乏提升机会，可能会导致工人的心理问题

25、或职业致工人的心理问题或职业伤害；伤害；n为了避免停产，设备备用为了避免停产，设备备用件的库存可能比较大。件的库存可能比较大。.235.2.3 工艺原则布置n工艺原则布置（工艺原则布置（Process Layout），又称功能布），又称功能布置（置（Functional Layout）。）。n将功能相同或相似的一组设施排布在一起。将功能相同或相似的一组设施排布在一起。n如在机械加工车间中，数台车床被排列在一起组如在机械加工车间中，数台车床被排列在一起组成车床组，钻床排列在一起组成钻床组，铣床组成车床组，钻床排列在一起组成钻床组，铣床组成铣床组、磨床组成磨床组成铣床组、磨床组成磨床组，因此，工艺

26、原，因此，工艺原则布置在机加工车间中还被称作则布置在机加工车间中还被称作机群式机群式布置。布置。n加工工艺需要这些设备的工件按工艺路线成批进加工工艺需要这些设备的工件按工艺路线成批进入这些班组。不同的产品需要不同的工艺路线。入这些班组。不同的产品需要不同的工艺路线。n为了适应多种加工对象及工艺路线，需要采用可为了适应多种加工对象及工艺路线，需要采用可变运输路线的物料搬运设备，如叉车、手推车等。变运输路线的物料搬运设备，如叉车、手推车等。.24.工艺原则布置优缺点优点优点：n机器利用率高，可减机器利用率高，可减少设备数量少设备数量n设备和人员柔性程度设备和人员柔性程度高，更改产品和数量高，更改产

27、品和数量方便方便1.操作人员作业多样化操作人员作业多样化，有利于提高工作兴，有利于提高工作兴趣和职业满足感趣和职业满足感 缺点：n由于流程较长，搬运路线不确定，运费高n生产计划与控制较复杂，要求员工素质的提高1.库存量相对较大.26n工艺原则布置在服务业中也很常见，此时称为过工艺原则布置在服务业中也很常见，此时称为过程原则布置。程原则布置。n例如综合医院的布置一般是将功能相似的检查设例如综合医院的布置一般是将功能相似的检查设备，如牙齿的备，如牙齿的X X射线检查仪、内脏的射线检查仪、内脏的X X射线检查仪射线检查仪等及相应的医护人员组成放射科，或将服务功能等及相应的医护人员组成放射科，或将服务

28、功能相似的医生，如外科医生、精神科医生等分别组相似的医生，如外科医生、精神科医生等分别组成外科、精神科。成外科、精神科。n此外，汽车修理间、航空公司和公共图书馆都属此外，汽车修理间、航空公司和公共图书馆都属于这一类。于这一类。.小型模具修理厂布置 工艺原则工长存储会议室 经理员工助理Product Presentations加热焊接空压机抛光通风存储备用办公室UPUPDOWN餐厅休息二楼数控磨CNC数控磨2拆装员工更衣柜Tote pan600 x400数控镗数控铣CNC Milling装配检验钳工喷丸砂轮机工具柜工 具 柜工 具 柜休息淋浴男女检查.285.2.4 成组单元布置n工艺原则布置和

29、产品原则布置代表了小批量生产工艺原则布置和产品原则布置代表了小批量生产到连续大规模生产的两个极端。到连续大规模生产的两个极端。n制造商在产品原则布置的基础之上向工艺原则靠制造商在产品原则布置的基础之上向工艺原则靠拢。系统既灵活又有效，单位生产成本低。拢。系统既灵活又有效，单位生产成本低。n单元制造、成组技术和柔性制造单元就代表了这单元制造、成组技术和柔性制造单元就代表了这种方向。种方向。n是当代最新、最有效的生产线设置方式，为日本是当代最新、最有效的生产线设置方式，为日本和欧美企业所广泛采用和欧美企业所广泛采用n在小批量多品种生产的残酷环境下，这种生产线在小批量多品种生产的残酷环境下，这种生产

30、线放弃了传送带，但却是达到了甚至超过了大量生放弃了传送带，但却是达到了甚至超过了大量生产条件下传送带流水线的效果，因此被誉为产条件下传送带流水线的效果，因此被誉为“看看不见的传送带不见的传送带”。.n成组单元布置在制造业中又称单元制造（成组单元布置在制造业中又称单元制造（Cellular Manufacturing），是一种较为先进的），是一种较为先进的布置方法。布置方法。n适应顾客需求的多样化，多品种、少批量生产模适应顾客需求的多样化，多品种、少批量生产模式。式。n成组技术成组技术就是识别和利用产品零部件的相似性，就是识别和利用产品零部件的相似性，将零件分类。一系列相似工艺要求的零件组成零将

31、零件分类。一系列相似工艺要求的零件组成零件族。针对一个零件族的设备要求所形成的一系件族。针对一个零件族的设备要求所形成的一系列机器，为制造单元。列机器，为制造单元。n产品原则布置产品原则布置+工艺原则布置，经过分组，其加工艺原则布置，经过分组，其加工时间较短、物流效率较高、在制品较低、准备工时间较短、物流效率较高、在制品较低、准备时间较短，同时又具有工艺原则原则布置的柔性时间较短，同时又具有工艺原则原则布置的柔性特点，因而是一种具有发展潜力的布置方式。特点，因而是一种具有发展潜力的布置方式。.302、成组生产单元n成组生产单元成组生产单元(work cell)是为一个或几个工艺过是为一个或几个

32、工艺过程相似的零件族组织成组生产而建立的生产单位。程相似的零件族组织成组生产而建立的生产单位。n在成组生产单元里配备了成套的生产设备和工艺在成组生产单元里配备了成套的生产设备和工艺装备以及相关工种的工人，以便能在单元里封闭装备以及相关工种的工人，以便能在单元里封闭地完成这些零件的全部工艺过程。地完成这些零件的全部工艺过程。n成组生产单元是一种灵活的布置，会根据产品设成组生产单元是一种灵活的布置，会根据产品设计和产量的改变，而相应改变。计和产量的改变，而相应改变。n尽管成组原则布置概念来自于制造业，但是其思尽管成组原则布置概念来自于制造业，但是其思想对服务业也同样存在。想对服务业也同样存在。n例

33、如，大型火车站中，按车次目的地的不同方向例如，大型火车站中，按车次目的地的不同方向来布置候车室等，可以提高输送旅客的效率。来布置候车室等，可以提高输送旅客的效率。.案例：案例：有机器有机器人的自动人的自动化成组制化成组制造单元造单元.FMS 柔性制造系统 成组布置的新发展.36布置类型比较 高 低 低 工艺原则布置 高 产品变化 产量 固定式布置 产品原则布置 成组原则布置 .实际布置常为混合布置实际布置常为混合布置n四种基本布置形式是理想的模型，实际布置设计常有几种形式的组四种基本布置形式是理想的模型，实际布置设计常有几种形式的组合。合。n例如一些机械工厂从大面上看是工艺原则布置，但不排除部

34、分车间例如一些机械工厂从大面上看是工艺原则布置，但不排除部分车间采用产品原则布置。医院总的来说也是工艺（过程）原则布置，但采用产品原则布置。医院总的来说也是工艺（过程）原则布置，但手术室等则为固定式布置。手术室等则为固定式布置。n工艺原则布置和产品原则布置代表了小批量生产到连续大模型生产工艺原则布置和产品原则布置代表了小批量生产到连续大模型生产的两个极端。的两个极端。n下图包括产品原则布置、工艺原则布置和成组单元布置下图包括产品原则布置、工艺原则布置和成组单元布置.A combination of group layout in manufacturing cells,product layo

35、ut in assembly area,and process layout in the general machining and finishing section is used.385.35.3 流动模式与空间需求 n布置问题的定量分析最常见的目标是降低物流成布置问题的定量分析最常见的目标是降低物流成本，这时就要对设施内的流动模式本，这时就要对设施内的流动模式(Patterns of Flow)作出分析。作出分析。n流动模式可以分为水平和竖直的，如是单层设施，流动模式可以分为水平和竖直的，如是单层设施，就只用考虑水平流动模式，多层设施布置时还要就只用考虑水平流动模式，多层设施布置时还

36、要考虑竖直模式。但总的来说，水平模式是最基本考虑竖直模式。但总的来说，水平模式是最基本的。的。n不论布置对象的大小是工厂级、车间级，还是工不论布置对象的大小是工厂级、车间级，还是工作单元级；也不论采用何种原则布置，都要考虑作单元级；也不论采用何种原则布置，都要考虑物料的流动模式。物料的流动模式。n但同时工厂生产离不开职工，职工的活动也是一但同时工厂生产离不开职工，职工的活动也是一种流动，因此合理的物流流动模式也要考虑人员种流动，因此合理的物流流动模式也要考虑人员的流动情况。的流动情况。.39n选择流动模式时主要考虑收发口、场地和建筑物选择流动模式时主要考虑收发口、场地和建筑物的限制、生产流程和

37、生产线的特点、通道和运输的限制、生产流程和生产线的特点、通道和运输方式等。方式等。n实际设施布置的流动规划常常是上述几种模式的实际设施布置的流动规划常常是上述几种模式的组合。组合。n如组合成分枝和脊柱式，最适用于离散制造中部如组合成分枝和脊柱式，最适用于离散制造中部件和产品的装配，分枝为部件装配，主干为总装，件和产品的装配，分枝为部件装配，主干为总装，两边对称的分枝就是脊柱式。两边对称的分枝就是脊柱式。n好的设施布置要认真进行流动规划，使之有效合好的设施布置要认真进行流动规划，使之有效合理。物流合理化的一个重要原则是避免物流路径理。物流合理化的一个重要原则是避免物流路径交叉。交叉。.流动模式流

38、动模式:工作站内工作站内考虑工作站内的流动模式要用动作分析和人因工考虑工作站内的流动模式要用动作分析和人因工程。工作站内的流动应当：程。工作站内的流动应当：nSimultaneous同时同时:协调手、手臂和脚的动作协调手、手臂和脚的动作coordinated use of hands,arms and feet.nSymmetrical对称对称:协调身体两边的动作协调身体两边的动作nNatural自然自然:移动是连续的、曲线式的并利用运移动是连续的、曲线式的并利用运动惯量动惯量nRhythmical and Habitual节奏性和习惯性节奏性和习惯性:移动移动应当方法得当且有先后次序，要减少

39、手、眼和肌应当方法得当且有先后次序，要减少手、眼和肌肉的负担与疲劳肉的负担与疲劳.流动模式流动模式:部门内部门内n部门内的流动模式取决于部门的类型部门内的流动模式取决于部门的类型n对产品原则布置和成组单元布置，流动模式就是产品对产品原则布置和成组单元布置，流动模式就是产品流流n前流（前流（End-to-end）、背流（）、背流（Back-to-back）、折返）、折返流（流（Front-to-front）、环流（）、环流（Circular）和角流（）和角流（Odd-angle）1 machine/operator1 machine/operator2 machines/operator1 ma

40、chine/operatorMore than 2 machines/operatorEND-TO-ENDBACK-TO-BACKFRONT-TO-FRONTCIRCULARODD-ANGLE.n对于一个操作者一个工作站的情况可以采对于一个操作者一个工作站的情况可以采用前流、背流和纯角流模式；用前流、背流和纯角流模式；n对于一个操作者看管两个工作站的情况宜对于一个操作者看管两个工作站的情况宜采用折返流模式，采用折返流模式，n而对于一个操作者看管多个工作站的情况而对于一个操作者看管多个工作站的情况宜采用环流模式。宜采用环流模式。42.n对工艺原则布置，工作站间的流动应当尽量少，对工艺原则布置，工

41、作站间的流动应当尽量少，流动应当在工作站和通道之间流动应当在工作站和通道之间AisleAisleAisleDependent on interactions among workstations available space size of materialsUncommonAisleAisleOne wayOne wayPARALLELPERPENDICULARDIAGONAL.445种基本的流动模式 部门间部门间n直线形是最简单的流动模式，它将入口和出口分开。直线形是最简单的流动模式，它将入口和出口分开。nL形适用于设施或建筑物不允许直线流动的情形。形适用于设施或建筑物不允许直线流动的情

42、形。nU形最大的好处是收发口在同一位置，有利于物料搬运，形最大的好处是收发口在同一位置，有利于物料搬运，人员、搬运设备和站台都可以只建一个，形成既不占很大人员、搬运设备和站台都可以只建一个，形成既不占很大空间又具有高速度的生产线。它能减少工人数量，还是一空间又具有高速度的生产线。它能减少工人数量，还是一种有利于种有利于JIT布置的物流模式，工人位于布置的物流模式，工人位于U形的中心，因而形的中心，因而可以互相看到彼此的进展且易于合作。可以互相看到彼此的进展且易于合作。n环形流动模式常见于由物料搬运机器人服务的制造单元中，环形流动模式常见于由物料搬运机器人服务的制造单元中，S形则常用于长的流水装

43、配线布置。形则常用于长的流水装配线布置。.Flow PatternsFlow PatternsStoreTurningMillingPressPlateAssemblyWarehouse Stores Turning MillingWarehouse AssemblyPlatePressStores Press Plate Assembly Turning MillingWarehouseStores Milling Warehouse Turning Press Plate AssemblyStraight-line flowU-shaped flowW-shaped flowS-shape

44、d flow.考虑出入口位置的设施内流动考虑出入口位置的设施内流动At the same locationOn adjacent sides.Flow within a facility considering the locations of Flow within a facility considering the locations of entrance and exit(cont.)entrance and exit(cont.)On the same side but at opposite endsOn opposite sides.竖直流动模式竖直流动模式 Vertical

45、Flow PatternVertical Flow PatternFlow between buildings exists and the connection between buildings is elevatedGround level ingress(entry)and egress(exit)are requiredGround level ingress(entry)and egress(exit)occur on the same side of the buildingTravel between floors occurs on the same side of the

46、buildingSome bucket and belt conveyors and escalators result in inclined flowBacktracking occurs due to the return to the top floor.流动规划流动规划n要规划有效的流动涉及到上节介绍的各种流动模要规划有效的流动涉及到上节介绍的各种流动模式的组合，并要留有足够的通道以满足从起点到式的组合，并要留有足够的通道以满足从起点到终点的畅通移动。终点的畅通移动。n有效的流动要遵守以下的原则：有向流的路径最有效的流动要遵守以下的原则：有向流的路径最大化原则，流量最小化原则，流动成

47、本最小化原大化原则，流量最小化原则，流动成本最小化原则。则。Uninterrupted flow pathsInterrupted flow paths.n有向流的路径最大化原则有向流的路径最大化原则有向流路径是从起点到终点、连续不中断的流动路径。这里不中断是指不与其他路径交叉。从起点到终点的有向流路径还应当是没有回退的路径。.Flow Planning(cont.)Flow Planning(cont.)最小流量原则就是工作简化原则在物料流动中的应最小流量原则就是工作简化原则在物料流动中的应用。这一原则包括以下内容：用。这一原则包括以下内容：n消除不必要的流动。通过规划使得物料、信息和消除不

48、必要的流动。通过规划使得物料、信息和人员的交付直接发生在最终使用点，消除中间步人员的交付直接发生在最终使用点，消除中间步骤。骤。n多次流动最小化。通过规划使得两个连贯使用点多次流动最小化。通过规划使得两个连贯使用点之间的流动尽可能次数少，最好是一次。之间的流动尽可能次数少，最好是一次。1.尽可能合并流动和作业。通过规划使得物料、信尽可能合并流动和作业。通过规划使得物料、信息或人员的移动与下一步骤合并。息或人员的移动与下一步骤合并。.流动成本最小化原则：流动成本最小化原则：n尽量减少手工搬运，包括尽可能减少行走尽量减少手工搬运，包括尽可能减少行走次数、距离和动作；次数、距离和动作；n通过流动过程

49、的机械化和自动化，尽量消通过流动过程的机械化和自动化，尽量消除手工搬运除手工搬运.n流动成本最小化原则则要综合考虑人工搬流动成本最小化原则则要综合考虑人工搬运和机器搬运甚至全自动搬运的方式和成运和机器搬运甚至全自动搬运的方式和成本，平衡工人的生产时间和搬运时间。本，平衡工人的生产时间和搬运时间。n选择流动模式时主要考虑收发口、场地和选择流动模式时主要考虑收发口、场地和建筑物的限制、生产流程和生产线的特点建筑物的限制、生产流程和生产线的特点、通道和运输方式等。、通道和运输方式等。n实际设施布置的流动规划常常是上述几种实际设施布置的流动规划常常是上述几种模式的组合。模式的组合。.n如组合成分枝和脊

50、柱式，最适用于离散制如组合成分枝和脊柱式，最适用于离散制造中部件和产品的装配，分枝为部件装配造中部件和产品的装配，分枝为部件装配，主干为总装，两边对称的分枝就是脊柱，主干为总装，两边对称的分枝就是脊柱式。好的设施布置要认真进行流动规划，式。好的设施布置要认真进行流动规划，使之合理有效。使之合理有效。.5.3.2 空间与人员需求 n现代制造技术使得生产、存储和办公的空现代制造技术使得生产、存储和办公的空间需求发生了显著的变化。间需求发生了显著的变化。n空间需求的减少主要原因是：空间需求的减少主要原因是：更小的批量和集装单元大小来配送到使用点更小的批量和集装单元大小来配送到使用点 在使用点设置分散