第6章 生产和服务设施布置

第6章生产和服务设施布置生产设施布置服务设施布置工厂总体布置服务设施总体布置服务设施内部布置车间内部布置设施布置种类第6章生产和服务设施布置6.1设备/设施布置决策6.2布置决策的定量分析6.3流水生产线概述6.4非制造业的设施布置6.1设备/设施布置决策6.1.1影响企业生产单位构成的因素6.1.2生产单位的专业化原则和形式6.1.3影响生产和服务设施布置决策的因素6.1.4几种典型的布置形式（一）设施布置要考虑的四个问题1、应包括哪些经济活动单元？2、每个单元需要多大空间？3、每个单元空间的形状如何？4、每个单元在设施范围内的位置(相对/绝对)？ADBEFCGDAFEBGC6.1.1影响企业生产单位构成的因素产品的结构与工艺特点企业的专业化与协作化水平企业的生产规模（二）影响企业生产单位构成的因素生产单位专业化形式，影响企业内部的生产分工和协作关系，决定着物料流向、物流路线和运输量。（一）工艺专业化原则（二）对象专业化原则6.1.2生产单位的专业化原则和形式工艺专业化原则：将完成相同工艺或工作的设备和工人布置在一个区域内。在此区域内对不同产品和零部件的某一相同或相似工艺进行加工。对象专业化原则：将加工某种产品或完成某种服务所需的设备和工人布置在一个区域内，所有生产设备和工作地按产品加工装配的工艺路线顺序排列。在这个区域内完成产品或零部件的全部或大部分工艺。车工段铣工段检验组钻工段原材料磨工段磨工段半成品库ABBA车钻铣磨检验铣钻车磨检验A原材料BA半成品库BA生产车间B生产车间项目工艺专业化原则对象专业化原则优点1.设备应用面广，利用率高；2.有利于工艺管理；3.部分设备停歇不影响正常生产运作；4.对产品品种变换的适应性强。1.加工路线短，节约运输资源；2.产品等待时间减少，生产运作周期短，流动资金占用少；3.物料流程简单，有利于保证完工周期和质量；4.工人素质要求专门化。缺点1.加工路线长，运输费用高；2.生产运作周期长，流动资金占用多；3.物料流程复杂，不便于管理；4.不利于保证完工周期和质量；5.工人素质要求高1.设备专用性强，利用率低；2.不利于工艺管理；3.生产运作过程易受影响；4.生产运作灵活性差。适用范围单件小批生产类型大量大批生产类型（一）设施布置的目标满足生产过程的需要设施占用空间缩小总运输费用最少生产系统柔性强组织结构的合理化和管理的方便性提供方便、安全、舒适的作业环境6.1.3影响设施布置决策的因素（二）影响设施布置决策的因素厂房的布置满足生产过程的要求，以避免互相交叉和迂回运输，缩短生产周期，节省生产费用生产联系和协作联系密切的单位应相互靠近布置充分利用现有运输条件按照生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区在考虑防火和卫生条件下，总平面布置应力求占地面积最小工厂布置应考虑有扩建的余地产品或服务的种类物流合理性专业化与协作化水平技术装备企业规模投资规模设施布置因素设施布置的柔性其他…注意：•设施布置对所需投资的影响；•物流因素在设施布置中的重要性；•设施布置的柔性；•人的因素——工效学的观点；6.1.4几种典型的布置形式物料流程形式可分为水平的和垂直的所有的设备、设施都在同一个车间里时，按水平方式考虑生产运作是在同一个楼层周转时，按垂直方式考虑6.1.4几种典型的布置形式（续）布置类型固定式布置（FixedPositionLayout）加工对象位置固定，生产工人和设备都随加工产品所在的某一位置而转移。按产品布置（ProductLayout）按对象专业化原则布置有关机器和设备，常见的如流水生产线或产品装配线。如图6－1所示。加工设备加工设备按产品（对象）布置的示意图按工艺过程布置（ProcessLayout）又称工艺专业化布置。即按照工艺专业化原则将同类机器集中在一起，完成相同工艺加工任务。LLLDDDDGG接收和转运LDG车床组镗床组磨床组磨床钻床车床按工艺过程布置示意图按成组制造单元布置（LayoutsBasedonGroupTechnology）LDDGGLPGLL原材料成品库单元1单元2单元3GDL车床钻床磨床如6－3：成组生产单元布置示意图对象组1对象组4对象组3对象组2车床滚床磨床车床车床滚床磨床装配热处理热处理锯床磨床热处理组4组3组2组1成组制造单元布置按C形制造单元布置机器2机器1机器3机器4机器5机器6入口出口如6－4：C形制造单元布置示意图U形制造单元及生产线布置（U-lineCell）76543217654321入口出口入口出口工人的行走路线图6－5：U形制造单元及生产线布置为了实现无库存生产，JIT生产方式中，设备按U型布置成组加工单元布局：入口出口截断车车铣立铣磨检验成品立铣物流工人在单元中运动6.2布置决策的定量分析6.2.1概述6.2.2物料流向图法6.2.3物料运量图6.2.4作业相关图6.2.5从至表（from-to)法6.2.1概述1、收集有关信息和数据所需经济活动单元及其面积可利用空间的大小(或现有布置图)各个单元之间的相关关系其它约束条件2、做出初步平面布置方案(块状区划图)，进行评价3、确定最终块状区划图，做出详细方案（一）设施布置的步骤（二）设施布置的基本思路1、追求物流合理化•物料搬运占生产周期和生产成本的比重很大；•尽量使物流量较大的经济活动单元靠近，以减少搬运距离和搬运量；•尽量使经济活动单元的排列有利于物流顺畅。2、追求生产线的平衡性（1）焦点：生产线的平衡问题—如何使各个工作站的工作任务大致相等（2）基本思路：工作地之间的相对位置无其它选择生产线的产出速度等于速度最慢的工作地的产出速度6.2.2物料流向图法含义：按原材料进厂，零部件加工、产品装配等环节总流动方向，绘制物料流向图，来布置各车间、仓库和设施的相互位置。目标：减少各生产环节间的交叉往返运输时间。物料流向图示意图原材料进厂仓库准备车间机加车间装配车间成品库出厂热处理车间6.2.3物料运量图含义：比较各种生产单位之间的运量大小及运输次数来确定布置方案的一种方法。方法：相互间运量大的单位尽量靠近布置。目标：总运量减少，降低运输费用。举例：从010203040506小计0111110284113032680426101805121206小计01381812116262车间物料运量表运量相关线图（按两行式排列）05车间06车间04车间01车间02车间03车间实箭线表示2个物料单位虚箭线表示1个物料单位6.2.4作业相关图作业相关图法由穆德提出，它是根据企业各个部门之间的活动关系密切程度布置其相互位置。1、首先将密切程度划分为A、E、I、O、U、X六个等级，然后列出导致不同程度关系的原因。2、使用这两种资料，将待布置的部门一一确定出相互关系3、根据相互关系重要程度，按重要等级高的部门相邻布置的原则，安排出最合理的布置方案。代号密切程度评分A绝对重要6E特别重要5I重要4O一般3U不重要2X不予考虑1代号关系密切原因1使用共同的原始记录2共用人员3共用场地4人员接触频繁5文件交换频繁6工作流程连续7做类似的工作8共用设备9其他表：关系密切程度分类表表：关系密切原因代号单位名称1原材料库2成品库3毛胚车间4机加工车间5装配车间6中间零件库7餐厅8办公室某企业各单位生产活动相关图A1.21.原材料库2.成品库3.毛胚车间4.机加车间5.装配车间6.中间零件库7.餐厅8.办公室关系积分关系积分关系积分关系积分关系积分关系积分关系积分关系积分A-36A-56A-1.412A-3.5.618A-4.612A-46UOI-44O-83U-6.74X-2.52合计1916202924201420关系密切程度及积分统计表分析（1）机加工车间得分最高，布局时首先确定（2）毛胚车间、装配车间、中间零件库和机加工车间都是A级关系，应围绕机加工车间进行布置，并尽量靠近；（3）成品库和装配车间是A级关系，应布置在一起（4）原材料库与毛胚车间是A级关系，两者应相邻根据以上要求可以大致确定各单位的相对位置成品库机加工车间餐厅装配车间中间零件库原材料库毛胚车间办公室平面布置图初始方案成品库机加工车间餐厅装配车间中间零件库原材料库毛胚车间办公楼平面布置图草图根据上图各单位的相对位置，再按各单位的面积和厂区出入口对运输线路的要求，按一定的比例，可画出工厂的平面布置草图6.2.5从至表法具体步骤如下：选择典型零件，制定典型零件的工艺路线，确定所用机床设备制定设备布置的初始方案，统计出设备之间的移动距离确定出零件在设备之间的移动次数和单位运量成本实验法确定最满意的布置方案。序号毛胚库A铣床B车床C钻床D镗床E磨床F压床G检验台H01①②④③⑤02①③④⑤②⑥03①②③④04①③④⑤②⑥生产线加工零件的工艺路线图代号ABCDEFGH合计A224B11C213D112E112F22G1113H0合计0132223417初始方案从至表所谓”从至表“是指零件从一个设备到另一个设备的搬运次数的统计表。表上”列“中的设备为零件出发的工作地，”行”中的设备为零件到达的工作地。假设生产线上相邻两工作地之间的距离均相等，均为一个长度单位，表内每一格中的数字表示从一设备到另一设备之间的运输次数。格子离对角线的距离越近，表示搬运的距离越近。在对角线上方的格子中的运输次数，表示其运输的方向是顺生产线的物流方向。在对角线下面的，则表示其运输方向与生产线的物流方向相反。因而调换设备的位置，使运输次数大的格子靠近对角线，并使对角线下面有数字的格子置换到对角线上面去，以使生产线上的运输量下降和减少逆向运输。方案零件顺向运输距离（对角线上部的运输距离）零件逆向运输距离（对角线下部的运输距离）初始方案1×1＝13×1＝32×（2＋1＋2＋1＋2）＝164×1＝43×1＝35×1＝54×（1＋1）＝86×2＝12小计40小计12零件运输的总距离：40＋12＝52初始方案零件运输距离计算表代号ACEFHGDB合计A224C213E112F22H0G1113D112B11合计0322432117最终方案从至表方案零件顺向运输距离（对角线上部的运输距离）零件逆向运输距离（对角线下部的运输距离）改进后方案1×（2＋2＋1＋2＋1）＝81×1＝12×（1＋1）＝42×1＝24×1＝43×1＝35×2＝104×1＝4小计26小计10零件运输的总距离：26＋10＝36改进后方案比初始方案减少运输距离52－36＝16改进后方案零件运输距离计算表6.3流水生产线概述一、流水生产概念及特点概念：是指加工对象按照一定的工艺路线、有规律地从前道工序流到后道工序加工，并按照一定的生产速度连续完成工序作业的生产过程。特点：1.流水线上固定生产一种或少数几种产品（零件），工作地专业化程度高2.流水线上每个工作地按照产品工艺过程（零件）顺序安排，产品按单向运输路线移动特点：3.工艺过程是封闭的，工作地按工艺顺序安排为索链形式，劳动对象在工序间作单向流动，自成系统，便于管理和控制4.生产具有明显的节奏性5.生产具有较高连续性6.流水线上各工序之间的生产能力是平衡的，成比例的优点：产品的生产过程较好地符合连续性、平行性、比例性以及均衡性要求；生产率较高缩短生产周期，减少在制品的占用量和运输工作量，加速资金周转；简化生产管理工作缺点：柔性差工人工作单调、紧张、易疲劳，不利于提高工人生产技术水平资料流水生产：汽车制造流水线的分类分类标志对象移动方式对象数目对象轮换方式连续程度节奏化机械化程度流水线固定流水线移动流水线单一对象流水线多对象流水线不变流水线可变流水线成组流水线连续流水线间断流水线强制节拍流水线自由节拍流水线粗略节拍流水线自动生产线机械化流水线手工流水线混合流水线二、组织流水生产线的必要条件1.产品结构和工艺稳定，便于采用专用设备和工具；2.产品的产量足够大，以保证负荷率；3.原材料、协作件必须是标准化的能按时供应；4.工艺过程能够细分，且能适当合并和分解5.产品检验能在流水线上进行三、单一品种流水线的设计技术设计