设施布置设计课件-讲义.ppt

1、设施布置设计设施布置设计概述设施布置设计概述 设施布置设计定义设施布置设计定义 设施布置设计意义设施布置设计意义 设施布置设计原则设施布置设计原则 设施布置设计方法设施布置设计方法 设施布置设计需要的数据设施布置设计需要的数据 设施布置设计的基本形式设施布置设计的基本形式 动态设施布置设计动态设施布置设计1.设施布置设计的含义和内容设施布置设计的含义和内容 设施布置设计是指根据企业的经营目标和设施布置设计是指根据企业的经营目标和生产纲领，在已确认的空间场所内，按照生产纲领，在已确认的空间场所内，按照从原材料的接收、零件和产品的制造、成从原材料的接收、零件和产品的制造、成品的包装、发运等全过程，

2、力争将人员、品的包装、发运等全过程，力争将人员、设备和物料所需要的空间做最适当的分配设备和物料所需要的空间做最适当的分配和最有效的组合，以获得最大的经济效益。和最有效的组合，以获得最大的经济效益。当产品品种少时用工艺过程图进行物流分析；厂内道路两侧种植乔木、灌木时，乔木至路面边缘的净距不得小于1m，灌木至路面边缘的净距不得小于0.示例：液压转向器作业单位综合相互关系计算表道路布置应能使消防车直接通向厂内各主要车间。厂内道路布置应与绿地、广场、行道树、自然环境综合考虑，以提高道路系统和整个厂区的艺术和美化效果。识别零件组的物流类型，以此作为工艺布置和再布置的基础。6为职工提供方便、安全、舒适的作

3、业环境绘制空间相互关系布置图q每个标准搬运单元的当量吨数1、如何计算综合接近程度：使脊柱成为一个纵向走廊，作为人流、物流的路径。75m时，以及处于危险地段的人行道，应设置防护栏杆(19)自然条件的利用针对从至表进行布局改善SLP有自己的一套方法，后面我们会介绍到。设施布置包括工厂总体布置和车间布置：设施布置包括工厂总体布置和车间布置：工厂总体布置设计应解决工厂各个组成部分，工厂总体布置设计应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、包括生产车间、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办公室、露天作业场地等各种作业单位和运输线路、管线、绿化及美

4、化设施的相互位置，同线路、管线、绿化及美化设施的相互位置，同时应解决物料的流向和流程、厂内外运输的连时应解决物料的流向和流程、厂内外运输的连接及运输方式。接及运输方式。车间布置设计应解决各生产工段、辅助服务部车间布置设计应解决各生产工段、辅助服务部门、储存设施等作业单位及工作地、设备、通门、储存设施等作业单位及工作地、设备、通道、管线之间的相互位置，同时应解决物料搬道、管线之间的相互位置，同时应解决物料搬运的流程及运输方式。运的流程及运输方式。一点说明一点说明 作业单位作业单位(Activity)是指布置图中各个不同是指布置图中各个不同的工作区或存在物，是设施的基本单位。的工作区或存在物，是设

5、施的基本单位。该术语可以是某个厂区的一个建筑物、一该术语可以是某个厂区的一个建筑物、一个车间、一个重要出入口；也可以是一个个车间、一个重要出入口；也可以是一个车间的一台机器、一个办公室、一个部门。车间的一台机器、一个办公室、一个部门。作业单位可大可小、可分可合，究竟怎么作业单位可大可小、可分可合，究竟怎么划分，要看规划设计工作所处的阶段或层划分，要看规划设计工作所处的阶段或层次。次。建设一个全新的工厂或其他设施，设计人建设一个全新的工厂或其他设施，设计人员可以按照自己的构思，运用有效方法，员可以按照自己的构思，运用有效方法，为工厂每个组成单元和设备找到合适的位为工厂每个组成单元和设备找到合适的

6、位置。但更多的设计工作是对原有设施的再置。但更多的设计工作是对原有设施的再布置，其原因是为了改变产品设计，改进布置，其原因是为了改变产品设计，改进工艺方法，扩大生产能力，增加新产品，工艺方法，扩大生产能力，增加新产品，降低成本，改进管理。由于受原有场地面降低成本，改进管理。由于受原有场地面积和形状的限制，或者受建筑物墙、柱、积和形状的限制，或者受建筑物墙、柱、门，窗、基础、管线的限制，其难度要大门，窗、基础、管线的限制，其难度要大于新设施的布置。于新设施的布置。再布置比全新布置要难再布置比全新布置要难面临布置决策的常见原因面临布置决策的常见原因p新运作系统建立新运作系统建立q无效率的运作：高成

7、本、瓶颈无效率的运作：高成本、瓶颈q意外事故意外事故q产品或服务设计上的改变产品或服务设计上的改变q引入新产品或服务引入新产品或服务q产量或产出构成上的改变产量或产出构成上的改变q方法或设备的改变方法或设备的改变q环境或法律要求的改变环境或法律要求的改变q情绪问题：顾客沟通、员工沟通情绪问题：顾客沟通、员工沟通2.设施布置设计的意义设施布置设计的意义 设施布置设计在设施规划设计中占有重要地位，设施布置设计在设施规划设计中占有重要地位，历来备受重视。以工厂布置为例，它的好坏直接历来备受重视。以工厂布置为例，它的好坏直接影响整个系统的物流、信息流、生产能力、生产影响整个系统的物流、信息流、生产能力

8、、生产率，生产成本以及生产安全。优劣不同的工厂布率，生产成本以及生产安全。优劣不同的工厂布置，在施工费用上可能相差无几，但对生产运营置，在施工费用上可能相差无几，但对生产运营的影响会有很大不同。通常物料搬运和运输的成的影响会有很大不同。通常物料搬运和运输的成本约占制造业总成本的本约占制造业总成本的20-50，同时许多工伤，同时许多工伤事故来源于物料搬运。正由于优良的平面布置可事故来源于物料搬运。正由于优良的平面布置可以使物料搬运费用减少以使物料搬运费用减少1030，因此在美国，因此在美国，工厂平面布置被认为是提高生产率的决定因素之工厂平面布置被认为是提高生产率的决定因素之一。一。3.设施布置设

9、计的原则设施布置设计的原则 1符合工艺过程的要求符合工艺过程的要求 尽量使生产对象流动顺畅，避免工序间的往返尽量使生产对象流动顺畅，避免工序间的往返交错，使设备投资最小，生产周期最短。交错，使设备投资最小，生产周期最短。2最有效地利用空间最有效地利用空间 使场地利用达到适当的建筑占地系数使场地利用达到适当的建筑占地系数(建筑物、建筑物、构筑物占地面积与场地总面积的比率构筑物占地面积与场地总面积的比率)，使建筑，使建筑物内部设备的占有空间和单位制品的占有空间物内部设备的占有空间和单位制品的占有空间较小。较小。3物料搬运费用最少物料搬运费用最少 要便于物料的输入和产品、废料等物料运输路要便于物料的

10、输入和产品、废料等物料运输路线短捷，尽量避免运输的往返和交叉。线短捷，尽量避免运输的往返和交叉。4保持生产和安排的柔性保持生产和安排的柔性 使之适应产品需求的变化、工艺和设备的更新使之适应产品需求的变化、工艺和设备的更新及扩大生产能力的需要。及扩大生产能力的需要。5适应组织结构的合理化和管理的方便适应组织结构的合理化和管理的方便 使有密切关系或性质相近的作业单位布置在一使有密切关系或性质相近的作业单位布置在一个区域并就近布置，甚至合并在同一个建筑物个区域并就近布置，甚至合并在同一个建筑物内。内。6为职工提供方便、安全、舒适的作业环境为职工提供方便、安全、舒适的作业环境 使之合乎生理、心理要求，

11、为提高生产效率和使之合乎生理、心理要求，为提高生产效率和保证职工身心健康创造条件。保证职工身心健康创造条件。目标之间的矛盾目标之间的矛盾l例如：例如：l对性质相近的作业单位布置在一个区域可满对性质相近的作业单位布置在一个区域可满足管理的方便性和组织结构的合理化要求，足管理的方便性和组织结构的合理化要求，却可能导致物流量的增大；却可能导致物流量的增大；l满足尽量减少运输和交叉的目标，却可能违满足尽量减少运输和交叉的目标，却可能违反柔性目标反柔性目标 矛盾的根源和解决问题的方法矛盾的根源和解决问题的方法l根源：根源：l生产系统的目标本身经常难以捉摸（明确战生产系统的目标本身经常难以捉摸（明确战略思

12、路）；略思路）；l方法：方法：l不存在能解决一切问题的方法（系统最优不不存在能解决一切问题的方法（系统最优不如系统合理）；如系统合理）；l科学与艺术结合（谁说得清家庭布置更科学科学与艺术结合（谁说得清家庭布置更科学还是更艺术）；还是更艺术）；l理性与感性结合（建立学习型组织）理性与感性结合（建立学习型组织）4.设施布置设计方法设施布置设计方法(1)摆样法摆样法(2)数学模型法数学模型法(3)图解法图解法(4)系统布置设计系统布置设计 (1)摆样法。它是最早的布局方法。利用二摆样法。它是最早的布局方法。利用二维平面比例模拟方法，按一定比例制成的维平面比例模拟方法，按一定比例制成的样片在同一比例的

13、平面图上表示设施系统样片在同一比例的平面图上表示设施系统的组成、设施、机器或活动。通过相关分的组成、设施、机器或活动。通过相关分析，调整样片位置可得较好的布置方案。析，调整样片位置可得较好的布置方案。这种方法适用于较简单的布局设计，对复这种方法适用于较简单的布局设计，对复杂的系统该法就不能十分准确，而且花费杂的系统该法就不能十分准确，而且花费时间较多。时间较多。(2)数学模型法。运用运筹学、系统工程中的模型数学模型法。运用运筹学、系统工程中的模型优化技术优化技术(如：线性规划、随机规划、多目标规划、如：线性规划、随机规划、多目标规划、运输问题、排队论等运输问题、排队论等)研究最优布局方案，为工

14、业研究最优布局方案，为工业工程师提供数学模型，以提高系统布置的精确性工程师提供数学模型，以提高系统布置的精确性和效率。但是用数学模型解决布局问题存在两大和效率。但是用数学模型解决布局问题存在两大困难。首先，当问题的条件过于复杂时，简化的困难。首先，当问题的条件过于复杂时，简化的数学模型很难得出符合实际要求的准确结果；其数学模型很难得出符合实际要求的准确结果；其次，布局设计最终希望得到布局图，但用数学模次，布局设计最终希望得到布局图，但用数学模型得不到。利用数学模型和型得不到。利用数学模型和CAD相结合的系统布相结合的系统布局软件是解决布局问题的一种好方法。局软件是解决布局问题的一种好方法。(3

15、)图解法。它产生于图解法。它产生于20世纪世纪50年代，有螺年代，有螺线规划法、简化布置规划法及运输行程图线规划法、简化布置规划法及运输行程图等。其优点在于将摆样法与数学模型法结等。其优点在于将摆样法与数学模型法结合起来，但在实践上现在较少应用。合起来，但在实践上现在较少应用。(4)系统布置设计系统布置设计SLP(Systematic Layout Planning)法。法。1961年由年由Richard Muther提出的一套系统化的布置设计方法，即系提出的一套系统化的布置设计方法，即系统布局的统布局的SLP法。这是当前工厂布局设计法。这是当前工厂布局设计的主流方法。的主流方法。当受场地条件

16、限制时，路肩宽度可采用0.列表示物料移动的目的地，称为至，行列交叉点标明由源到目的地的物流量。布置道路时，还应尽量缩短厂外运输在厂内的运输距离，以减少汽车运输的噪声、振动、尾气对厂区环境的污染，保护厂区环境。汇总设施对之间的物流强度（单位时间内两设施之间的物流量），需要注意的是，设施对A、B之间的物流强度等于从A到B的正向物流量和从B到A的逆向物流量之和。停车场的面积，应根据停车车型、停放形式和停车数量确定。找出数字较大的方格，如416，表示铣床与检验应尽量靠近；补充：现代工业建筑多元化厂房空间需求主要考虑：三角矩阵，然后量化关系等级。2、产品设计变化将引起布置的重大调整外 界 约 束 条 件

17、在SLP方法中，RichardMuther将研究工厂布置问题的依据和切入点归纳为五个基本要素，抓住这些就是解决布置问题的“钥匙”。Patient A-broken leg大、中型厂的主、次干道，当人流集中、采用混合交通影响行人安全时,应设置人行道。(2)通过减少逆回的分析，可排列出最主要的操作或设备的安排次序。5.设施布置需要的数据设施布置需要的数据 一个良好的布置设计应使物料搬运的成本一个良好的布置设计应使物料搬运的成本最低，使人员走动的距离最短，从而使办最低，使人员走动的距离最短，从而使办事效率最高。而良好的布置设计必须符合事效率最高。而良好的布置设计必须符合实际情况，并有比较完备和详细的

18、数据：实际情况，并有比较完备和详细的数据：(1)设施之间相互流动的物流频率。设施之间相互流动的物流频率。(2)设施的形状和大小尺寸。设施的形状和大小尺寸。(3)有效的楼层面积和空间。有效的楼层面积和空间。(4)是否设施位置要受限制和限制的条件。是否设施位置要受限制和限制的条件。(5)是否一对设施之间要求相互靠近。是否一对设施之间要求相互靠近。对一些中小型企业，尤其是小公司来说，要为布对一些中小型企业，尤其是小公司来说，要为布置设计生成一切需要的定量数据是困难的。原因置设计生成一切需要的定量数据是困难的。原因是多方面的，如公司产品尚未有多大变化，信息是多方面的，如公司产品尚未有多大变化，信息尚未

19、计算机化，或没有人力去收集数据等。在这尚未计算机化，或没有人力去收集数据等。在这种情况下，设施设计人员必须想出可代替的办法，种情况下，设施设计人员必须想出可代替的办法，用定性数据代替定量数据工作。这就是用定性数据代替定量数据工作。这就是Muther在在1973年提出的主观性评价的作业单位关系图法，年提出的主观性评价的作业单位关系图法，将在下一节作详细的讨论。但这不是说数据不重将在下一节作详细的讨论。但这不是说数据不重要，完备、详细和可靠的数据是设计完美布置的要，完备、详细和可靠的数据是设计完美布置的基础。基础。特别指出：距离的计量特别指出：距离的计量 更多用于现有设施布置的改进。更多用于现有设

20、施布置的改进。因为设施有不同的形状，通常用设施中心的距离因为设施有不同的形状，通常用设施中心的距离来表示设施间的距离，这是最简单的方法。然而，来表示设施间的距离，这是最简单的方法。然而，由于实际上受到有无合格测量人员、搜集数据的由于实际上受到有无合格测量人员、搜集数据的时间是否充分、所用物料搬运设备类型的影响而时间是否充分、所用物料搬运设备类型的影响而有相当差别。如通过自动导引车有相当差别。如通过自动导引车(AGV)搬运物料，搬运物料，过道距离可能是合适的计量单位，而悬挂式垂直过道距离可能是合适的计量单位，而悬挂式垂直移动的物料搬运装置，以直线计量距离较好。通移动的物料搬运装置，以直线计量距离

21、较好。通常都以设施中心的距离作为计量标准，当然，从常都以设施中心的距离作为计量标准，当然，从一个设施的装料点到另一设施的卸料点计算距离一个设施的装料点到另一设施的卸料点计算距离更为准确。在实际工作中，有以下几种不同的距更为准确。在实际工作中，有以下几种不同的距离计量标准：离计量标准：1.几何距离（直线距离）几何距离（直线距离）2.过道距离过道距离 沿过道走的距离沿过道走的距离 3.直角距离直角距离 类似于过道距离，只能走直角弯类似于过道距离，只能走直角弯 4.邻接距离邻接距离 更多用于更多用于SLP的评分。相邻值为的评分。相邻值为1，否则为，否则为022()()ijijijdxxyyijiji

22、jdxxyy(xi,yi)(xj,yj)设施布置设施布置移动式布置移动式布置成组布置成组布置产品产品原则布置原则布置工艺工艺原则布置原则布置固定式布置固定式布置6.设施布置的基本形式设施布置的基本形式(1)工艺原则布置工艺原则布置 又称机群布置或功能布置，是一种将相似又称机群布置或功能布置，是一种将相似设备或功能相近设备集中布置的布置形式，设备或功能相近设备集中布置的布置形式，比如按车床组、磨床组等分区。这种布置比如按车床组、磨床组等分区。这种布置形式通常适用于单件生产及多品种小批量形式通常适用于单件生产及多品种小批量生产模式。医院是采用工艺原则布置的典生产模式。医院是采用工艺原则布置的典型例

23、子。型例子。工艺原则布置的特点工艺原则布置的特点 同类型的设备、同工种的工人、同一加工方法、同类型的设备、同工种的工人、同一加工方法、完成产品某一工艺过程加工、通用设备、通用完成产品某一工艺过程加工、通用设备、通用工装、机群式布置工装、机群式布置急诊室的布置急诊室的布置外科放射E.R.床位药房结账/出口E.R.实验室E.R.办公室病人病人 B 心脏起博心脏起博Patient A-broken leg大厅通道办公室布置办公室布置投资投资.会计会计工艺原则示意图工艺原则示意图车床组LLLL钻床组ZZZZ铣床组MMMM磨床组GGGG其他滚齿机焊接焊接优点优点缺点缺点1、机器利用率高，可减少、机器利用

24、率高，可减少 设备数量设备数量2、设备和人员柔性程度高，、设备和人员柔性程度高，更改产品和数量方便更改产品和数量方便3、操作人员作业多样化，、操作人员作业多样化，有利于提高工作兴趣和职有利于提高工作兴趣和职 业满足感业满足感4、设备投资相对较少、设备投资相对较少1、由于流程较长，搬运路、由于流程较长，搬运路 线不确定，运费高线不确定，运费高2、生产计划与控制较复杂，、生产计划与控制较复杂，3、库存量相对较大、库存量相对较大4、要求员工素质较高、要求员工素质较高工艺原则布置优缺点工艺原则布置优缺点工艺原则布置的设计工艺原则布置的设计 工艺原则布置是最常用的一种布置方工艺原则布置是最常用的一种布置

25、方法，它用来对具有类似工艺流程的工作部法，它用来对具有类似工艺流程的工作部门进行布置，使其相对位置达到最优。现门进行布置，使其相对位置达到最优。现通过一家小批量的玩具生产厂的设施布置通过一家小批量的玩具生产厂的设施布置来说明工艺原则布置的设计过程。该玩具来说明工艺原则布置的设计过程。该玩具生产的主要工艺流程是玩具的零部件在车生产的主要工艺流程是玩具的零部件在车间里制成后，送到组装车间进行组装间里制成后，送到组装车间进行组装 假设该玩具厂有八个车间，包括收发部门、假设该玩具厂有八个车间，包括收发部门、塑模和冲压车间、金属成形车间、缝纫车塑模和冲压车间、金属成形车间、缝纫车间和喷漆车间等，如何对这

26、八个车间进行间和喷漆车间等，如何对这八个车间进行布置呢布置呢?在许多设施规划中，最优的布置经常意味在许多设施规划中，最优的布置经常意味着将彼此之间物流量较大的部门相邻布置，着将彼此之间物流量较大的部门相邻布置，使设施间物料搬运费用最小，依此目标对使设施间物料搬运费用最小，依此目标对该玩具厂进行布置。该玩具厂进行布置。1基本假设基本假设 在布置前，为了简便起见，作如下假设。在布置前，为了简便起见，作如下假设。假设假设1：所有的车间都有同样大小的空间：所有的车间都有同样大小的空间(例如例如40 mX40 m，这座建筑物有，这座建筑物有80 m宽、宽、160m长。长。假设假设2：所有的物料都是用标准

27、尺寸的木箱装：所有的物料都是用标准尺寸的木箱装运，用叉车运输，叉车每次运输一箱物料运，用叉车运输，叉车每次运输一箱物料(构成构成一个装载单元一个装载单元)，相邻部门之间单位货物的运输，相邻部门之间单位货物的运输成本为成本为1元，对角线之间允许直接移动。元，对角线之间允许直接移动。13572468假设当前布局形式如下图所示，请问还有改进的余地吗？假设当前布局形式如下图所示，请问还有改进的余地吗？160m80m123456781.涂漆涂漆17550030200 20252.塑料成型塑料成型0100 759080903.金属成型金属成型1788125 991804.塑料融合塑料融合2050255.发

28、运与收货发运与收货0180 1876.小型玩具装配小型玩具装配374 1037.大型装配大型装配78.机械装配机械装配车间之间的物流量表车间之间的物流量表(由工艺得到由工艺得到)用搬运量表示的车间流程图用搬运量表示的车间流程图12345678 决定布置费用，如下表。决定布置费用，如下表。1 2 3 4 5 6 7 8 1、涂涂 漆漆 175 50 0 60 400 60 75 2、塑塑 料料 铸铸 造造 0 100 150 180 240 270 3、金金 属属 成成 形形 17 88 125 198 360 4、塑塑 料料 融融 合合 20 5 0 50 5、发发 运运 与与 收收 货货 0

29、 180 187 6、小小 玩玩 具具 装装 配配 374 103 7、大大 玩玩 具具 装装 配配 7 8、机机 械械 装装 配配 小小 计计：3474元元 13572648一种改进尝试：一种改进尝试：结果：成本增加（结果：成本增加（p68）结论：需要一种科学的方法结论：需要一种科学的方法13572468 最优解如下图：最优解如下图：1 2 3 4 5 6 7 8 1、涂漆 175 150 0 60 200 40 75 2、塑料铸造 0 100 75 90 99 180 3、金属成形 51 88 250 99 180 4、塑料融合 40 5 0 75 5、发运与收货 0 180 187 6、

30、小玩具装配 374 206 7、大玩具装配 7 8、机械装配 小计：2967元 各部门运输费用矩阵最优解 16324758对最优布置的分析对最优布置的分析 1、发运与收货部门接近工厂的中心区、发运与收货部门接近工厂的中心区不现实不现实 2、塑料熔合部门紧接油漆部门、塑料熔合部门紧接油漆部门不安全不安全 3、小玩具装配与大玩具装配位于工厂两端、小玩具装配与大玩具装配位于工厂两端不省时不省时（装配工）（装配工）此外，基本假设可能有下述问题：此外，基本假设可能有下述问题：1、部门面积或形状不一定相等、部门面积或形状不一定相等 2、部门出入口没有限制、部门出入口没有限制 3、物料搬运方法不可能完全一样

31、、物料搬运方法不可能完全一样 因此，还需进行一定的调整。因此，还需进行一定的调整。(2)产品原则布置产品原则布置 也称装配线布置、流水线布置或对象原则布置，也称装配线布置、流水线布置或对象原则布置，是一种根据产品制造的步骤安排设备或工作过程是一种根据产品制造的步骤安排设备或工作过程的方式。产品流程是一条从原料投入到成品完工的方式。产品流程是一条从原料投入到成品完工为止的连续线。固定制造某种部件或某种产品的为止的连续线。固定制造某种部件或某种产品的封闭车间，其设备、人员按加工或装配的工艺过封闭车间，其设备、人员按加工或装配的工艺过程顺序布置，形成一定的生产线。适用于少品种、程顺序布置，形成一定的

32、生产线。适用于少品种、大批量生产方式，这是大量生产中典型的设备布大批量生产方式，这是大量生产中典型的设备布置方式。如汽车装配、大学迎新、化工生产置方式。如汽车装配、大学迎新、化工生产 产品原则布置的特点产品原则布置的特点 不同类型的设备、不同工种的工人、不同加工方法的不同类型的设备、不同工种的工人、不同加工方法的加工、完成产品全部或大部分工艺过程、专用设备、加工、完成产品全部或大部分工艺过程、专用设备、专用工装、流水线或自动线专用工装、流水线或自动线仓库仓库钳工钳工剪板机剪板机磨床磨床车床车床滚齿滚齿钻孔钻孔打压打压车床车床车床车床钻孔钻孔装配装配仓库仓库产品原则示意图产品原则示意图优点优点缺

33、点缺点1、由于布置符合工艺过程，、由于布置符合工艺过程，物流畅通物流畅通2、由于上下工序衔接，存放、由于上下工序衔接，存放量少量少3、物料搬运工作量少、物料搬运工作量少4、可做到作业专业化，对工、可做到作业专业化，对工人技能要求不高，易于培训人技能要求不高，易于培训5、生产计划简单，易于控制、生产计划简单，易于控制6、可使用专用设备和机械化、可使用专用设备和机械化、自自 动化搬运方法动化搬运方法7、生产周期短、生产周期短1、设备发生故障时引起整个、设备发生故障时引起整个生产线中断生产线中断2、产品设计变化将引起布置、产品设计变化将引起布置的重大调整的重大调整3、生产线速度取决于最慢的、生产线速

34、度取决于最慢的机器机器4、生产线有的机器负荷不满，、生产线有的机器负荷不满，造成相对投资较大造成相对投资较大5、生产线重复作业，工人易、生产线重复作业，工人易产生厌倦产生厌倦6、维修和保养费用高、维修和保养费用高产品原则布置优缺点产品原则布置优缺点产品原则布置的设计产品原则布置的设计 产品原则布置与工艺原则布置之间明产品原则布置与工艺原则布置之间明显不同的特性是工件流动的模式。在一个显不同的特性是工件流动的模式。在一个产品原则布置系统内，其各部门的相对位产品原则布置系统内，其各部门的相对位置安排以及生产部门内各部分的定位所出置安排以及生产部门内各部分的定位所出现的困难比工艺原则布置中要小。然而

35、，现的困难比工艺原则布置中要小。然而，在特殊情况下的产品原则布置，如装配线在特殊情况下的产品原则布置，如装配线的布置，工厂设计人员将面临着较复杂的的布置，工厂设计人员将面临着较复杂的问题问题如何达到装配线的均衡流动，使如何达到装配线的均衡流动，使在装配线上操作的工人停工时间最短。这在装配线上操作的工人停工时间最短。这时往往面临两个问题：时往往面临两个问题：(1)在给定的周期时间内，求工作地点的最小在给定的周期时间内，求工作地点的最小数量数量布置问题。布置问题。(2)在已定的工作地点数量条件下，求最小的在已定的工作地点数量条件下，求最小的周期时间周期时间编制进度表问题。编制进度表问题。一般是一般

36、是“周期时间周期时间”和和“工作地点工作地点”合合并求解，具体内容生产管理中都学过，可参并求解，具体内容生产管理中都学过，可参考相关书籍，在此不再详述。考相关书籍，在此不再详述。(3)成组技术布置成组技术布置 在产品品种较多、每种产品的产量又是中等程度在产品品种较多、每种产品的产量又是中等程度的情况下，将工件按其外形与加工工艺的相似性的情况下，将工件按其外形与加工工艺的相似性进行编码分组，同组零件用相似的工艺过程进行进行编码分组，同组零件用相似的工艺过程进行加工，同时将设备成组布置，即把使用频率高的加工，同时将设备成组布置，即把使用频率高的机器群按工艺过程顺序布置，组合成成组制造单机器群按工艺

37、过程顺序布置，组合成成组制造单元，整个生产系统由数个成组制造单元构成。这元，整个生产系统由数个成组制造单元构成。这种成组原则布置方式适用于多品种、中小批量生种成组原则布置方式适用于多品种、中小批量生产。产。q百货商店：分部q图书分馆：期刊馆商场布置商场布置肉类肉类牛奶牛奶冷冻食冷冻食品部品部面包面包成组原则示意图成组原则示意图NCLLMMLDDNCLLLDD加工单元加工单元1G加工单元加工单元3AAA加工单元加工单元2优点优点缺点缺点1、由于产品成组，设备利用、由于产品成组，设备利用率高率高2、流程通畅，运输距离较短，、流程通畅，运输距离较短，搬运量少搬运量少3、有利于发挥班组合作精神、有利于

38、发挥班组合作精神4、有利于扩大员工的作业技、有利于扩大员工的作业技能能5、缩短生产准备时间、缩短生产准备时间6、兼有产品原则布置和工艺、兼有产品原则布置和工艺布置的优点布置的优点1、需要较高的生产控制水平、需要较高的生产控制水平以平衡各单元之间的生产流程以平衡各单元之间的生产流程2、若单元间流程不平衡，需、若单元间流程不平衡，需中间储存，增加了物料搬运中间储存，增加了物料搬运3、班组成员需掌握所有作业、班组成员需掌握所有作业技能技能4、减少了使用专用设备的机、减少了使用专用设备的机会会5、兼有产品原则布置和工艺、兼有产品原则布置和工艺原则布置的缺点原则布置的缺点成组原则布置优缺点成组原则布置优

39、缺点成组原则布置设计成组原则布置设计 工艺原则布置转换为成组布置可通过以下工艺原则布置转换为成组布置可通过以下三个步骤来实现：三个步骤来实现：将零件进行分类。该步骤需要建立并将零件进行分类。该步骤需要建立并维护计算机化零件分类与编码系统。尽管维护计算机化零件分类与编码系统。尽管许多公司都已开发了简便程序来对零件进许多公司都已开发了简便程序来对零件进行分组，但这种剩的支出仍然很大。行分组，但这种剩的支出仍然很大。识别零件组的物流类型，以此作为工识别零件组的物流类型，以此作为工艺布置和再布置的基础。艺布置和再布置的基础。将机器和零件按工艺分组，组成工作单将机器和零件按工艺分组，组成工作单元。在分组

40、过程中经常会发现，有一些零元。在分组过程中经常会发现，有一些零件由于与其他零件联系不明显而不能分组，件由于与其他零件联系不明显而不能分组，一些专用设备由于在各加工单元中的普遍一些专用设备由于在各加工单元中的普遍使用而不能具体分到任一单元中去。这些使用而不能具体分到任一单元中去。这些无法分组的零件和设备都放到无法分组的零件和设备都放到“公用单元公用单元”中。中。虚拟成组单元虚拟成组单元 当设备不易搬运时，许多公司都在工艺原则当设备不易搬运时，许多公司都在工艺原则布置中使用固定机器。对于两个月的生产运行布置中使用固定机器。对于两个月的生产运行期来说，一个虚拟成组技术期来说，一个虚拟成组技术(GT)

41、单元可能是由单元可能是由钻床区的钻床钻床区的钻床1、铣床区的铣床、铣床区的铣床3和机器组装区和机器组装区的组装区的组装区2组成的。为了产生一个近似的组成的。为了产生一个近似的GT流，流，对某一零件组的所有加工都在指定机器上进行。对某一零件组的所有加工都在指定机器上进行。(4)固定工位布置固定工位布置 适用于大型设备适用于大型设备(如飞机、轮船如飞机、轮船)的制造过程，产的制造过程，产品固定在一个固定位置上，所需设备、人员、物品固定在一个固定位置上，所需设备、人员、物料均围绕产品布置，这种布置方式在一般场合很料均围绕产品布置，这种布置方式在一般场合很少应用，飞机制造厂、造船厂、建筑工地等是这少应

42、用，飞机制造厂、造船厂、建筑工地等是这种布置方式的实例。种布置方式的实例。q公路、房屋建设：太大q手术：没办法q餐厅：不愿意q船舶、机车、发电机组优点优点缺点缺点1、高度柔性，可适应产品和、高度柔性，可适应产品和产量的变化产量的变化2、物料移动少、物料移动少3、当采用班组方式时，可提、当采用班组方式时，可提高作业连续性。高作业连续性。1、人员和设备的移动增加、人员和设备的移动增加2、设备需要重复配备、设备需要重复配备3、工人需要较高的技能、工人需要较高的技能4、生产计划需要加强控制和、生产计划需要加强控制和协调协调5、会增加面积和工序间存储、会增加面积和工序间存储固定工位布置优缺点固定工位布置

43、优缺点固定工位布置的设计固定工位布置的设计 与工艺原则布置和产品原则布置相比，定位与工艺原则布置和产品原则布置相比，定位布置的特点是具有相对较少的产品数量。在进行布置的特点是具有相对较少的产品数量。在进行定位布置时，可将产品看作车轮的轮毂，作为布定位布置时，可将产品看作车轮的轮毂，作为布置的中心，原材料和设备按照使用次序和移动的置的中心，原材料和设备按照使用次序和移动的难易程度布置在产品的四周。比如，在造船时，难易程度布置在产品的四周。比如，在造船时，整个建造过程中需要使用的铆钉应放在船壳附近整个建造过程中需要使用的铆钉应放在船壳附近或船壳内；笨重的发动机部件只需向船壳移动一或船壳内；笨重的发

44、动机部件只需向船壳移动一次，所以应放在较远的位置；起重机由于经常要次，所以应放在较远的位置；起重机由于经常要使用，应该放在离船壳较近的地方。使用，应该放在离船壳较近的地方。实例：某汽车厂设施布置分析实例：某汽车厂设施布置分析流程示意图流程示意图总装配线示意图总装配线示意图冲压车间冲压车间布置的定量分析布置的定量分析l问题：如何安排和定位各部门的相对位置？问题：如何安排和定位各部门的相对位置？l问题的延伸：产品原则布置、成组原则布置问题的延伸：产品原则布置、成组原则布置和工艺原则布置哪种布置难度更大？和工艺原则布置哪种布置难度更大？l产品原则布置和成组原则布置中，设备和车产品原则布置和成组原则布

45、置中，设备和车间服务于专门的产品线或模块，而工艺原则间服务于专门的产品线或模块，而工艺原则布置因其物流路线的高度可变性，因此难度布置因其物流路线的高度可变性，因此难度更大些。更大些。l问题的解析问题的解析系统化布置设计（系统化布置设计（Systematic Layout Planning）7.7.动态布置设计动态布置设计 由于科学技术日新月异以及客户需求的由于科学技术日新月异以及客户需求的多样化，产品寿命周期不断缩短，为人多样化，产品寿命周期不断缩短，为人们所熟知的大量生产方式和追求高效专们所熟知的大量生产方式和追求高效专用设施设备的运营策略已不再为主流思用设施设备的运营策略已不再为主流思想，

46、取而代之以适应市场多变需求、便想，取而代之以适应市场多变需求、便于更新换代的多品种小批量、柔性高效于更新换代的多品种小批量、柔性高效生产方式。这些布置设计的新问题，向生产方式。这些布置设计的新问题，向设施规划设计人员提出了新课题。设施规划设计人员提出了新课题。实际生产运营中，设施设计的先天性缺乏柔性或实际生产运营中，设施设计的先天性缺乏柔性或灵活性，常常成为生产发展的瓶颈，使设施对市灵活性，常常成为生产发展的瓶颈，使设施对市场变化的反应过慢。这就引起了对传统布置设计场变化的反应过慢。这就引起了对传统布置设计的重新检验，并进行新的探索。为了适应市场需的重新检验，并进行新的探索。为了适应市场需求的

47、不断变化，一成不变的、难以调整的设施布求的不断变化，一成不变的、难以调整的设施布置已经不能满足需要，不能把一次布置的静态平置已经不能满足需要，不能把一次布置的静态平衡看成最终结果，而应使布置设计适应中长期发衡看成最终结果，而应使布置设计适应中长期发展规划的需要，具有良好的动态柔性。人们需日展规划的需要，具有良好的动态柔性。人们需日益注意研究和发展能够容易地调整、扩展或缩小益注意研究和发展能够容易地调整、扩展或缩小的柔性布置。的柔性布置。设施模块化设施模块化 模块化设施是由标准化、模块化的建筑模块化设施是由标准化、模块化的建筑物、工作地和物料搬运设施等组成的设施物、工作地和物料搬运设施等组成的设

48、施结构，是由模块设计产生的新型设施。这结构，是由模块设计产生的新型设施。这种设施的设计概念在全世界范围内越来越种设施的设计概念在全世界范围内越来越被接受，并取得了提高空间利用率、便于被接受，并取得了提高空间利用率、便于扩建而不影响生产的进行、改善工作环境扩建而不影响生产的进行、改善工作环境等效益。等效益。模块化设施在欧洲发展最普遍，在加拿模块化设施在欧洲发展最普遍，在加拿大、日本和美国也正在普及。大、日本和美国也正在普及。模块化的基础：模块化的基础：产品合理化产品合理化使产品系列与企业战略目标一致使产品系列与企业战略目标一致 产品标准化产品标准化将某些首选的零件标准化，从而减少将某些首选的零件

49、标准化，从而减少零件数目零件数目 一种现象：一种现象：某中档次轿车车型中使用了某中档次轿车车型中使用了110种散热片，种散热片，300种烟种烟灰缸、灰缸、437种仪表盘，种仪表盘，1200种车内地毯，种车内地毯，6000种紧固种紧固件件 思考与讨论：思考与讨论：零件激增的原因和后果是什么？零件激增的原因和后果是什么？如何进行模块化设计如何进行模块化设计 按功能分割模块化？按功能分割模块化？由标准化、模块化的建筑物、工作站和物料搬运设施等组成设施布置型式，可很好地解决实际的设施设计缺乏柔性的问题。目前，被欧美广泛采用的方法是利用一个横向“脊柱”联接的模块结构，脊柱周围设置若干与之联接的、标准尺寸

50、的模块。使脊柱成为一个纵向走廊，作为人使脊柱成为一个纵向走廊，作为人流、物流的路径。流、物流的路径。脊柱ACBDE脊柱型模块建筑脊柱型模块建筑模块化设施布置模块化设施布置模块化布置的柔性扩展模块化布置的柔性扩展模块化示例模块化示例Volvo 一工厂块状布置一工厂块状布置Volvo 另一工厂块状布置另一工厂块状布置三角形厂房示意图三角形厂房示意图补充：现代工业建筑多元化补充：现代工业建筑多元化以三角形柱以三角形柱网为基础的网为基础的建筑设计建筑设计圆形厂房圆形厂房位于德国法兰克福的位于德国法兰克福的0PEL0PEL新汽车工厂的外形布置新汽车工厂的外形布置奔驰的奔驰的smartsmart汽汽车装配