第6章工厂布局设计

第6章工厂布局设计这章十分、特别、非常重要哦！2019/8/242目录•6.1设施规划概述•6.2流程分析与空间需求分析•6.3SLP法求解•6.4螺旋法求解•6.5方案评价与选择•6.6SLP法应用案例——液压泵装配车间布局设计•课程设计——液压转向器厂布局设计2019/8/243工厂布局设计•我国习惯于用“工厂设计”这一名词，工厂就是工业设施，但只是设施规划的一部分•“设施”是指物理工厂、配送中心、服务中心及其相关装备，也就是将工厂规划、设计的各种原则和方法扩大到非工业设施2019/8/244设施规划与设计的研究范围•设施规划由场址选择与设施设计两个部分组成6.1设施规划概述场(厂)址选择设施设计设施规划与设计布置设计物料搬运系统设计建筑设计公用工程设计信息系统设计2019/8/245（1）场址选择•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（2）工厂布局设计•工厂布局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•其主要研究范围包括：工厂平面布置、物料搬运、仓储、能源管理及办公室布置等6.1设施规划概述2019/8/246（3）物料搬运系统设计（SHA）•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（4）建筑设计•设施规划与设计中，需根据建筑物和构筑物的功能和空间的需要，满足安全、经济、适用、美观的要求，进行建筑和结构设计6.1设施规划概述2019/8/247（5）公用工程设计•生产或服务系统中的附属系统包括热力、煤气、电力、照明、给排水、采暖通风及空调等系统（6）信息网络设计•对于工矿企业来说，各生产环节生产状况的信息反馈直接影响生产调度、管理，反映出企业管理的现代化水平。信息网络系统设计也就成为了设施设计中的一个组成部分6.1设施规划概述2019/8/248设施规划的目标与原则1.设施规划的目标•设施规划总的目标是使人力、财力、物力和人流、物流、信息流得到最合理、最经济、最有效的配置和安排•要确保规划的企业能以最小的投入获取最大的效益6.1设施规划概述2019/8/2492.设施规划的原则(1)减少或消除不必要的作业(2)以流动的观点作为设施规划的出发点，并贯穿在规划设计的始终(3)运用系统的概念(4)重视人的因素，运用人机工程理论，进行综合设计(5)设施规划设计是从宏观到微观，又从微观到宏观的反复迭代、并行设计的过程6.1设施规划概述2019/8/2410设施规划与设计阶段结构•从整体到局部、从全局到细节、从设想到实际的设计次序。即前一阶段工作在较高层次上进行，而后一阶段工作以前一阶段的工作成果为依据，在较低层次上进行；各阶段之间相互影响，交叉并行进行6.1设施规划概述V规划后IV.规划实施III.详细规划II.总体规划I.确定方针O预规划规划时间规划阶段2019/8/2411设施规划（布局设计）设计方法(1)摆样法(2)数学模型法(3)图解法(4)系统布置设计SLP法6.1设施规划概述2019/8/2412工厂布局的基本原始资料(1)产品(P)(2)产量(Q)(3)工艺过程(R)(4)辅助服务部门(S)(5)时间安排(T)6.1设施规划概述设施规划要解决的具体问题：1.企业应包括哪些生产活动单位2.每个单元需要多大空间3.每个单元空间的形状如何4.每个单元在规划范围内的位置2019/8/2413系统布置设计(SLP)模式•提出者：R·缪瑟(R·Muther)•全称：系统布置设计法•基本思想：把产品P、产量Q、生产路线R、辅助服务部门S及生产时间安排T作为给定的基本要素(原始资料)，作为布置设计工作的基本出发点，提出作业单位相互关系密级表示法6.1设施规划概述2019/8/2414原始资料：P、Q、R、S、T及作业单位1.物流2．作业单位相互关系3．相互关系图解4．所需面积5．可用面积6．面积相关图解7．修正因素8．实际条件限制9．评价方案Y方案X方案Z选出的最佳布置方案2019/8/2415(1)准备原始资料(2)物流分析与作业单位相互关系分析(3)绘制作业单位位置相关图(4)作业单位占地面积计算(5)绘制作业单位面积相关图(6)修正(7)方案评价与择优6.1设施规划概述2019/8/2416设施布局的常规布局形式(1)产品原则布置（流水线布置、对象原则布置）•按照产品的加工、装配工艺过程顺序配置各道工序所需设备、人员及物料•效率高，单件产品生产成本低，柔性差•适用于少品种大量生产6.1设施规划概述2019/8/2417(2)工艺原则布置（机群式布置）•把同种类型的设备和人员集中布局在一个地方•便于调整设备和人员，容易适应产品的变化，生产柔性大大增加，但增加了搬运次数与距离•适用于单件生产及多品种小批量生产6.1设施规划概述2019/8/2418(3)固定式布置•固定式布置用于特大型装备的制造•制造过程中，先把装备的基座、机架或主机固定在安装位（如船台）上，其它材料和零部件均向固定的安装位流动6.1设施规划概述制造对象船台物料人2019/8/2419(4)成组原则布置(混合原则布置)•既有流水线的生产效率又有机群式布置的柔性•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加工，同时将设备成组布置•适合产品品种较多，每种产品的产量中等程度的情况6.1设施规划概述2019/8/2420•PQ分析与布局形式6.1设施规划概述产品原则布置成组原则布置工艺原则布置加工产品数量加工产品种类种类多数量少种类多中等数量种类少数量大图4产品数量与设备布置形式的关系2019/8/2421零件的流程指此零件在整个工厂中的移动路径空间分析是指设施内的空间需求数量，包括生产空间、管理空间、人员空间和存储空间6.2流程分析与空间分析2019/8/2422流程分析的发展•基础工业工程流程分析图：工艺程序图、流程程序图、线路图•SLP法中通常采用在工艺程序图上标示物流量的物流流程图，这类物流流程图又称为工艺过程图6.2流程分析与空间分析2019/8/2423工艺过程图①详细描述产品生产过程中各工序之间的关系②描述全厂各部门之间的工艺流程③描述生产过程中各工序、各部门之间的物流关系6.2流程分析与空间分析（1）变速器的加工与组装•变速器由箱体、轴类零件、齿轮类零件及其他杂件和标准件等组成•变速器的制作工艺过程分为制作与组装两个阶段•轴类及齿轮类零件经过备料、退火、粗加工、热处理、精加工等工序，箱体毛坯由协作厂制作，经机加工车间加工送至变速器组装车间•杂件的制作经备料、机加工两个阶段2019/8/24246.2流程分析与空间分析（1）变速器的加工与组装•整个变速器成品质量为0.31t，其中标准件0.01t，箱体、齿轮、轴及杂件总质量为0.3t•加工过程中金属利用率为60%，即毛坯总质量为0.50t（0.30/60%）•其中需经退火处理的毛坯质量为0.20t，机加工中需返回热处理车间再进行热处理的约为0.10t，整个机加工过程中金属切除率为40%，则产生的铁屑等废料的质量约为0.20t2019/8/24256.2流程分析与空间分析2019/8/24266.2流程分析与空间分析(2)随车工具箱的加工•随车工具箱原材料质量为0.2t，其中需经退火处理的毛坯质量为0.15t，经过工具车间加工后需返回热处理车间再进行热处理的约为0.08t，整个加工过程中金属切除率为50%，则产生的铁屑等废料的质量约为0.10t2019/8/24276.2流程分析与空间分析2019/8/24286.2流程分析与空间分析0.15+0.08=0.232019/8/24296.2流程分析与空间分析2019/8/2430•将上述机加工阶段、总装、试车、成品贮存阶段工艺流程绘制在一起，就得到了叉车总装厂全厂工艺过程图，该图清楚表现了叉车生产的全过程及各作业单位之间的物流情况，为进一步进行深入的物流分析奠定了基础•需要说明的是若要计算全年的物流量，上图中各数据还需乘上全年叉车总产量6.2流程分析与空间分析2019/8/24312019/8/2432作业单位相互关系图•在设施规划中，作业单位的专门含义是表示要在工厂或服务中作布局设计时需要确定位置的一些事物•作业单位关系图就是在对作业单位关系密切程度进行评价的基础上所作出的图表6.2流程分析与空间分析2019/8/2433作业单位名称原材料库热处理车间2019/8/24346.2流程分析与空间分析2019/8/24356.2流程分析与空间分析2019/8/2436SLP方法的步骤和特点6.3SLP法求解原始资料：P、Q、R、S、T及作业单位1.物流2．作业单位相互关系3．相互关系图解4．所需面积5．可用面积6．面积相关图解7．修正因素8．实际条件限制9．评价方案Y方案X方案Z选出的最佳布置方案2019/8/24371.准备原始资料•在系统布置设计开始时，首先必须明确给出基本要素——产品P及其产量Q、生产工艺路线R、辅助服务部门S及时间安排T等这些原始资料，同时也需要对作业单位的划分情况进行分析，通过分解与合并，得到最佳的作业单位划分状况6.3SLP法求解2019/8/24382.物流分析与作业单位相互关系分析•物流分析——物流强度等级及物流相关表来表示•非物流的作业单位间的相互关系可以用量化的关系密度及相互关系表来表示•采用简单加权的方法将物流相关表及作业单元间相互关系表综合成综合相互关系表6.3SLP法求解2019/8/24393.绘制作业单位位置相关图•根据物流相关表与作业单位相互关系表，考虑每对作单位间相互关系等级的高或低，决定两作业单位相对位置的远或近，得出各作业单位之的相对位置关系，称为位置相关图6.3SLP法求解2019/8/24404.作业单位占地面积计算•各作业单位所需占地面积与设备、人员、通道及辅助装置等有关，计算出的面积应与可用面积相适应6.3SLP法求解2019/8/24415.绘制作业单位面积相关图•把各作业单位占地面积附加到作业单位位置相关图上，就形成了作业单位面积相关图6.修正7.方案评价与择优6.3SLP法求解2019/8/24428.SLP方法的特点•系统布置方法通过以上七个步骤，将物流分析与作业单位相互关系密切程度分析相结合，以求得合理布局，使工厂布置设计由定性阶段发展到定量阶段6.3SLP法求解2019/8/2443物流分析与物流相关表•采用SLP法进行工厂布置时，通过划分等级的方法，来研究物流状况，在此基础上，引入物流相关表，以简洁明了的形式表示工厂总体物流状况6.3SLP法求解2019/8/2444①首先根据工艺过程图来统计存在物料搬运的各作业单位对之间的物流总量(即正反两向物流量之和)6.3SLP法求解2019/8/24452019/8/24466.3SLP法求解2019/8/2447②然后将各作业单位对按物流强度大小排序，根据等级划分表给出的数据划分出物流强度等级。绘制物流强度汇总表，汇总表中未出现的作业单位对不存在固定的物流，因此物流强度等级为U级6.3SLP法求解2019/8/2448•SLP中将物流强度转化成五个等级，分别用符号A、E、I、O、U来表示，其物流强度逐渐减小，对应着超高物流强度、特高物流强度、较大物流强度、一般物流强度和可忽略搬运五种物流强度6.3SLP法求解2019/8/24496.3SLP法求解物流强度等级符号物流路线比例(％)承担的物流量比例(％)超高物流强度A1040特高物流强度E2030较大物流强度I3020一般物流强度O4010可忽略搬运U2019/8/24506.3SLP法求解2019/8/2451（2）物流相关表6.3SLP法求解A：8-11；11-12E：1-5；1-6；3-8；3-5；6-10；8-10I：1-4；4-7；5-9；7-8O：1-9；2-10；2-11；3-7；4-8；8-92019/8/2452作业单位相互关系