第1章 设施布局导论

福建江夏学院工程学院王海瑶现代设施规划与物流分析机械工业出版社戢守峰主编普通高等教育“十二五”规划教材2福建江夏学院工程学院本课程简介1.概况学时：48学分：3先修课程：运筹学、工业工程基础2.课程性质、目的与任务本课程是工业工程专业一门重要的专业核心课程，也是工业工程学科公认的重要研究领域之一。通过本课程的学习，使学生掌握现代企业设施规划的基本概念、基本原理和基本方法和技术，学会运用所学原理和方法分析企业和改进企业的内部物流和操作状况。通过该课程的学习，使学生了解物流系统的基本概念，掌握从事工业工程工作所必需的厂址选择技术，SLP和SHA工作方法和技术；了解物流系统规划设计的相关规范；对物流系统的设计模型有一定的认识。3福建江夏学院工程学院3.课程主要内容第一章和第二章设施规划和物流系统分析的基本概念；了解设施规划的布置方法及物流分析的方法。第四章设施选址决策：了解厂址选择的基本过程，熟练掌握厂址选择的数学规划方法。第六章生产设施的布置与设计（SLP）：理解设施规划与设计的目标、原则与阶段结构。熟练掌握系统化布置设计的方法。第八章物料搬运系统设计（SHA）：理解物料搬运的20条原则，熟练掌握SHA的基本方法。第十章物流系统规划设计规范及案例：了解相关的设计规范。方案评价与选择掌握物流图、物流－距离图的绘制方法。了解方案评价的各项指标，会运用比较法和进行方案评价。4福建江夏学院工程学院参考文献[1]程国全等著，物流设施规划与设计，中国物资出版社，2003[2]马汉武，设施规划与物流系统设计，高等教育出版社，2005[3]王家善，设施规划与物流分析，机械工业出版社，1995[4]制造设施设计和物料搬运（第2版）（英文影印版），FredE.Meyers，清华大学出版社，2002福建江夏学院工程学院王海瑶第1章导论《设施规划与物料搬运》课程之：6福建江夏学院工程学院1.4设施规划与物流分析的发展1.3设施布置中的关键问题1.2物流分析1.1设施规划的概念与意义本章知识点第一章导论7福建江夏学院工程学院1.1设施规划的概念与意义1.1.1设施规划的含义与目标1.1.2设施规划的意义与作用1.1.3设施规划的工作范围与工作组织本节知识点自助餐厅的布置案例分析：8福建江夏学院工程学院1.1设施规划的概念与意义1.设施《美国生产与库存控制学会（APICS）》2002年定义：“设施是物理工厂、配送中心、服务中心和其它的设备。”总而言之，对于一个工业设施或制造业的工厂来说，设施就是指所占用的土地、各种建筑物、各种生产和辅助设备、各类公用设施等。1.1.1设施规划的含义及目标9福建江夏学院工程学院“设施”是指一个企业所拥有的有形资产，可分为下列四个部分来说明：(1)实体建筑：建筑物的规划设计和现行的设施需求及未来的弹性发展，具有密切的关联性。设计良好的建筑物不仅其内部设施得以发挥正常的作业功能，更是一个企业对外印象的体现。同时，在良好的建筑物内部工作的人员，其士气也可以经常保持在较佳的状态。1.1设施规划的概念与意义10福建江夏学院工程学院(2)机器设备：机器设备的数量、安置、排列、作业弹性和空间布置等安排，将对企业的整体运作产生关键性的影响力。(3)物品物料：对于制造业或服务业而言，物品物料也是设施的一部分；其进出控制与设施布局产生密切关联。(4)工作人员：完整的设施规划也将工作人员纳入设施的内容中，因其具有弹性度最大和活动面最广的特征，同时亦是上述三种设施的使用者和管理者。1.1设施规划的概念与意义11福建江夏学院工程学院2.规划“规划”是指如何将一个系统中的资产做到最有效的分配、安排，使系统达到最佳的绩效表现。规划对于组织的产出绩效进行最后步骤的评估；亦即针对不同的系统资源及使用方式，归结出关联属性最密切的因素，而使整体表现能达到成本最低、质量最好、空间效率运用最佳和人员士气最稳定等多重目标。1.1设施规划的概念与意义12福建江夏学院工程学院3.设施规划是为新建、改建或者扩建的制造系统或服务系统，综合考虑相关因素，对生产系统或服务系统进行分析、构思、规划、论证、设计，作出全面安排，使资源得到合理配置，使系统能够有效运行，以达到预期目标。1.1设施规划的概念与意义13福建江夏学院工程学院传统设施规划的问题仍以生产系统为主要课题。而生产系统则以制造工厂的规划问题最为复杂，也最具代表性。因此，制造设施的规划包含下列含义：(1)对于各种设施设备与人员的数量需求寻得一最佳组合，以达到最恰当的生产结构。(2)调整各活动位置与空间，以便人员、物料、机器等获得最有效经济的关系位置与操作方法。(3)通过各项设施的妥善安排与规划，既减少对环境的负面影响，又对长期的环境与组织发展有更积极的影响和效益。1.1设施规划的概念与意义14福建江夏学院工程学院4.设施规划（设计）的目标（1）产品单位成本最低仍然是制造或服务系统具有高竞争力的主要指标，在设施规划设计的每一阶段都需高度注意1.1设施规划的概念与意义15福建江夏学院工程学院设施规划（设计）的目标（1）产品单位成本最低。（2）优化质量使顾客满意。4、设施规划（设计）的目标质量成本也是竞争的关键，需要将质量和成本进行平衡16福建江夏学院工程学院设施规划（设计）的目标（1）产品单位成本最低。（2）优化质量使顾客满意。（3）有效利用人力、设备、空间和能源。4、设施规划（设计）的目标这是一条有效降低成本的途径，设施布置中有关服务设施的位置如休息室、衣帽间、餐厅、工具室等均会影响雇员的工作效率，良好的工作地布置能充分利用空间，也易于节约能源。17福建江夏学院工程学院设施规划（设计）的目标（1）产品单位成本最低。（2）优化质量使顾客满意。（3）有效利用人力、设备、空间和能源。舒适一词指在正确的高度、坐立相互交替，当操作工人休息时我们要提供舒适的环境，使他们能很快回复疲劳重返工作地，提高工作效率。（4）为员工提供方便、安全、舒适的环境。饮水处、停车场、职工入厂处、厕所、小卖部等的方便性。工业设施中的每项决策和物料搬运系统设计必须考虑安全因素。工业安全统计表明，80%的工伤发生在搬运物料时的发运和收货站，必须在每项搬运工作中为减少工伤而努力。4、设施规划（设计）的目标18福建江夏学院工程学院设施规划（设计）的目标（1）产品单位成本最低。（2）优化质量使顾客满意。（3）有效利用人力、设备、空间和能源。（4）为员工提供方便、安全、舒适的环境。季节性的产品或服务，如圣诞节、春节（5）保证生产开工日期。4、设施规划（设计）的目标19福建江夏学院工程学院设施规划（设计）的目标（1）产品单位成本最低。（2）优化质量使顾客满意。（3）有效利用人力、设备、空间和能源。（4）为员工提供方便、安全、舒适的环境。（5）保证生产开工日期。零库存、准时制生产等（6）其余目标4、设施规划（设计）的目标20福建江夏学院工程学院在我国，每年都要投入大量资金用于固定资产投资。据统计，我国在十一五期间固定资产投资平均每年是8000亿元，十二五期间固定资产投资年均增长20%左右。在美国，1955年～1975年，每年有8%的GNP消耗在新的工业设施上，其中约40%（即GNP的3.2%）用在制造业上。随着生产技术和管理技术的迅速发展，竞争日益激烈，还有相当比例的原有设施被改进而进行再规划。估计每年要花费2500亿美元用于规划、再规划的设施上。1.1.2设施规划的意义与作用1.1设施规划的概念与意义21福建江夏学院工程学院美国的企业界及学术界还从企业管理的角度看待设施规划的地位和作用，认为设施规划是科学管理企业的开端，企业管理的各种设想都要体现在设施规划与设计中，对企业投产后的利润及效率产生巨大的影响。据统计，在制造企业的总成本中，用于物料搬运的占20%－50%，而有效的设施规划至少可以减少10%－30％。因此设施规划被认为是提高生产率的最有希望的方面之一。1.1.2设施规划的意义与作用1.1设施规划的概念与意义22福建江夏学院工程学院实践表明，一个建设项目，资源利用是否合理，工厂布置是否得当，工艺设备是否先进适用，能否取得好的投资效果，能否实现企业的科学管理，能否发挥企业的经济和社会效益，规划设计起着决定性的作用。国际上设施规划设计是工业工程师必须具备的基本知识和技能。1.1.2设施规划的意义与作用1.1设施规划的概念与意义23福建江夏学院工程学院一项设施的规划设计，所需要的费用只占总投资的2%-10%，往往比不可预见费用还少，但对投产后的企业却带来重要效益。在规划、设计、建造、安装、投产的各个阶段中，如果要加以改变，所需的费用逐步上升。到了投产以后再改进，则事倍功半，有时很困难甚至不可能。1.1.2设施规划的意义与作用1.1设施规划的概念与意义24福建江夏学院工程学院场(厂)址选择设施设计设施规划与设计布置设计(SLP)物料搬运系统设计(SHA)建筑设计公用工程设计信息系统设计图1-1设施规划的范围系统内各组成部分相互之间的位置关系又直接决定了系统的运营效率，对系统的各组成部分进行位置布置是设施规划与设计中的中心内容。布置设计就是通过对系统物流、人流、信息流进行分析，对建筑物、机器、设备、运输通道和场地作出有机的组合与合理配置，达到系统内部布置最优化。物料搬运系统设计就是对物料搬运路线、运量、搬运方法和设备、储存场地等作出合理安排。场址选择就是对可供选择的地区和具体位置的有关影响因素进行分析和评价，达到场址最优化。1.1.3设施规划的工作范围与工作组织25福建江夏学院工程学院1.2物流分析1.2.1物流分析的基本方法1.2.2物流分析的原则和设施布置的基本方法26福建江夏学院工程学院1.2.1物流分析的基本方法1．原始数据汇总及物流图2．物流量、物流路线和当量物流量27福建江夏学院工程学院1.2.2物流分析原则和设施布置的方法1.2.2.1物流分析的原则和作用物流分析是设施布置的关键也是前提。物流分析讲究两个“最小”和两个“避免”两个原则：经过距离最小、物流成本最小；避免迂回、避免十字交叉。28福建江夏学院工程学院1.2.2.2设施布置的基本方法设施布置的三种基本方法：1、作业相关图法（P10）2、从至表法（见P11）3、物料运量图法1.2.2物流分析原则和设施布置的方法29福建江夏学院工程学院1.3.1设施布置的难点1.3.2设施的传统布置类型1.3.3设施布置的传统设计方法1.3.4生产与管理模式对设施布置的影响1.3设施布置中的关键问题30福建江夏学院工程学院1.3.1设施布置的目的与原则1.3.1.1设施布置(FacilityLayout)的目的使物料搬运成本最小化空间的有效利用劳动力的有效利用用消除瓶颈环节便于信息沟通1.3设施布置中的关键问题31福建江夏学院工程学院1.3.1.2设施布置(FacilityLayout)的原则原则原则内容理由原则1：统一把工序五要素，即“人”“机”“物”“法”“信息”有机统一起来，并充分保持平衡。一旦五要素没有统一协调好，作业容易产生割裂，会延长停滞时间，增加搬运的次数。因此应在充分考虑五要素的平衡基础上，进行布置。原则3：物流顺畅使工序没有堵塞，物流顺畅。使物流不出现倒流和交叉，象水一样从高处向低处那样顺畅。原则4：利用立体空间有效地利用立体空间在材料、零件等仓库堆积一定是狭窄放置。因此把仓库设计成网架式存储架，以充分利用三度空间。原则5：安全满意布置要做到工作人员即能安全又能轻松作业。材料的移动、旋转等会出现不安全状况，抬升、卸货会加剧作业疲劳。原则6：灵活机动能适应变化，随机应变，采取灵活措施。面对各工序的变化、增加等，尽可能随机应变，充满柔性。难点：如何同时满足系统的这些要求？即如何求得系统的全局最优解？32福建江夏学院工程学院1.3设施布置中的关键问题1.3.2设施的传统布置类型1.3.2.1工厂总平面图（1）按工艺布置。（2）按产品布置。（3）按固定工位布置。（4）按成组生产原则布置。1.3.2.2车间或工场的机器设备布置一个优良的总平面布置图