第二章生产过程空间组织课件.ppt

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1、第二章 生产过程空间组织,第一节 概述 一、简单生产过程与复杂生产过程 1.简单生产过程是指单一零件的加工过程或单一部件的 装配过程。它是由顺次的密切联系的上下工序所组成。 如下图,工序1,工序2,工序3,工序n,简单生产过程示意图,单一劳动对象,2.复杂的生产过程： 当机械制造企业的产品，不是由单一对象组成，而是由许多零件与部件组成时，它的生产过程就形成为复杂的生产过程。,复杂生产过程示意图,二、 生产过程的空间组织的目标和要求 1、目标：从空间组织中获得最大的效益。 （1）最短的路线 （2）最大的灵活性 （3）最有效的面积利用 （4）最良好的工作环境 （5）最合理的发展余地 2、要求： （

2、1）符合加工过程的要求 （2）靠近布置原则 密切联系的、同类性质的；尽可能紧凑。 （3）发展原则（适应生产变化的需要） （4）有利于安全与健康 （5）充分利用外部环境的便利条件。,生产过程空间组织的内容,第二节、生产单位的组成及专业化原则 一、生产单位的组成 1、生产技术准备部门：负责产品、工艺、工装设计等 技术文件，并负责新产品试制。 2、基本生产部门：如准备车间 、加工车间 、装配车间。 3、辅助生产部门：辅助车间（工具、模具、机修）、动力部门。 4、生产服务部门：运输部门 、仓库 、试验与计量检验部门 。 5、附属生产与副业生产部门,二、影响生产单位组成的因素 1、产品结构和工艺特点 2

3、、企业的生产专业化和协作水平 3、企业的生产规模,三、生产单位组成的专业化原则： 1、工艺专业化原则 是指按照不同的工艺性质分别建立工艺 专业化的生产单位。 （1）特点：三“同”一“不同” 铸造车间、机加工车间、 装配车间。,锻工车间,电镀车间,热处理,磨工车间,钻镗车间,铣工车间,车工车间,装配车间,1、工艺专业化原则 （2）优点 1）适应性强 2）便于充分利用设备和工人的工作时间 3）便于工艺管理 （3）缺点 1）工艺路线长、生产周期长、生产率低 2）在制品占用多 3）管理复杂 （4）适用于： 品种多产量少的产品生产或新产品研制。,2、对象专业化原则 把加工对象的全部或大部分工艺过程集中在

4、一个生产单位中，组成以产品或零件、部件、零件组为对象的专业化生产单位。 （1）特点：三“不同”一“同” 。 齿轮车间、标准件车间、发动机车间。,毛坯车间,轴类车间,轴承连杆,标准件车间,箱体车间,齿轮车间,热处理,装配车间,2、对象专业化原则形式：以产品或零部件为对象 发动机等 以同类零件为对象 轴承、齿轮等（2）优点 1）缩短运输路线、提高连续性， 缩短周期，减少在制品； 2）专业化水平高，生产率高； 3）便于管理。（3）缺点： 1）适应性差； 2）不便于工艺管理和工时利用。,2、对象专业化原则 （4）适用于： 产品结构和工艺相对成熟稳定的大量大批生产。 3、混合原则,四、专业化原则的应用

5、对象专业化设置生产单位的基本条件: 1.企业的专业方向已经确定 2.产品的结构产量品种较稳定 3.工种和设备比较齐全和配套 4.生产类型是大量大批或成批生产 工艺专业化设置生产单位的基本条件: 1.企业的专业方向尚未确定 2.生产的产品不稳定 3.专业化程度较低 4.生产类型是单件小批生产,第三节、工厂的平面布置 就是由原材料的接收到成品的制造完成和发运的全过程中，将人员、设备和物料所需要的空间作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。 工厂布置包括平面布置和立面布置，平面布置又分为工厂总平面布置和车间平面布置,一、工厂总平面布置 （一）工厂总平面布置设计的任务 决定企业各基本

6、生产车间、辅助生产车间、仓库、动力站、办公室及其它单位在平面图上的相互位置和面积大小。 由此，决定了物料的流向和流程、厂内外的运输方式，以及厂内运输系统。,（二）工厂总平面布置设计所需资料 1基础资料 包括厂区的地形、地貌、面积、自然条件，交通运输条 件，地质、水文地质、社会经济等资料，以及建厂协议文件； 2工厂的生产单位组成及专业化形式 3生产系统图 该图简明地表示工厂的各组成部分的生产联系，以及生产过程中原材料、毛坯、半成品、成品的流向，如后图,（三）工厂总平面布置设计中应考虑的因素 1工厂的生产类型、生产规模、产品品种构成、厂内外 运输量和对运输的要求； 2厂区的地形、地貌、地质、水文地

7、质、气候等条件及运输条件； 3与工业区及城市规划的配合要求，动力供应、供水，排水等条件； 4施工条件、施工程序以及企业发展远景； 5防火、安全以及环境保护的要求； 6改建企业或扩建企业的原有厂区及原有的总平面布置。,（四）工厂总平面布置设计的基本原则 1使物料运输路线尽可能短，减少交叉运输和往返运输，以缩短生产周期，节约生产费用。 2有密切生产联系的车间应靠近布置。 3充分利用城市现有的运输条件，包括铁路、公路、水路、 港口等条件。 4合理划分厂区。把同类性质的车间和建筑物布置在一个区域内。 5总平面布置应尽可能紧凑 6工厂长远规划考虑将来有扩建、改建 7工厂总平面布置应当和周围的环境协调,（

8、五）工厂总平面布置设计的方法 物料流向图法 物料运量图法 作业相关图法 综合法 线形规划法 仿真法,（五）工厂总平面布置设计的方法 1、物料流向图法 物料流向图法，就是按照原材料，在制品以及其它物资在 生产过程的总流动方向来布置工厂的各个车间、仓库和其它没施，并且绘制物料流向图，加以调整和改进。如后图,（五）工厂总平面布置设计的方法 2、物料运量图法 物料运量图法，就是根据各车间(仓库、站场)的物料运量大小来进行工厂总平面布置。相互间运量大的车间应靠近布置；反之，相互间运量小的车间可以布置得远一些。 为了清楚地表明各车间之间的运量，可以绘制物料运量从至表。,物料运量表,由上表得运量相关线图,（

9、五）工厂总平面布置设计的方法 2、作业(活动)相关图法 作业相关图法，是通过图解，判明工厂各组成部分之间的关系，然后根据关系的密切程度加以布置，得出较优的总平面布置方案。这里所说的关系，是许多因素综合的结果。 一般用五个英文字母加上符号x表示关系的密切程度，如表2-2，用数字表示关系密切程度的原因，如表 2-3,表2-2 关系密切程度分类及代号,表2-3 关系密切程度的原因,下面举出一个小型工厂的八个组成部分的作业相关图，如图2-4,相关图法应用步骤 1）将图2-4表示的关系转移到一种方块图上去，见图2-5未加整理的方块图。（注：方块中数字为工厂组成部分的代号 ）,相关图法应用步骤 2）把该方

10、块图的各个方块切断开，根据关系的密切程度和靠近的必要性重新在平面上排列。经过初步整理的方块图如图2-6。,相关图法应用步骤 3）改变每个组成部分的面积大小，使之符合于实际需要面积的比例，如图2-7面积成比例的工厂组成部分的位置 。,相关图法应用步骤 4）调整这种简单的方形面积的形状，并按照工厂的厂区范围设计成通常的工厂总平面布置形式，如图2-8。,（五）工厂总平面布置设计的方法 4、综合法,就是综合运用物料流向图法、物料运量图法和作业相关图法来进行工厂总平面布置设计。当物料运量不大时以作业相关图法为主，适当考虑物料的流向和运量；当物料运量很大时以物料运量图法为主，适当考虑物料流向和工厂各组成部

11、分的关系密切程度。 从系统的观点出发，综合应用各种有效方法进行工厂总平面布置设计，称作系统的布置设计(SLP)，其步骤如图2-9所示。,系统的布置设计(SLP)各步骤的基本内容： （1）P-Q分析。 P指产品品种，Q指产量。进行P-Q分析的结果，可按照Q递减次序排列产品，绘制P-Q图，如图2-10。利用该图可以大致确定不同产量的产品采取何种布置方案(生产线布置，机群式布置，或是成组生产单元式布置)。,图2-10 P-Q图,系统的布置设计(SLP)各步骤的基本内容： （ 2 ） 物流分析。 这是分析各种产品(P)各为多大产量(Q)，通过哪些工艺阶段和工序(R)，何时流动(T)。 （3）生产活动相

12、互关系的分析。 这是在物料因素之外，考虑各种生产活动的相关性及其对平面布置的影响。一般以作业(活动)相关图表示各单位的关系。 （4）绘制物流一活动相关图。 根据前述的物流分析和生产活动相互关系的分析，决定工厂各组成部分的相对位置，并绘制成图。,系统的布置设计(SLP)各步骤的基本内容： （ 5）绘制面积相关图。 根据生产需要决定各组成部分的面积，进而考虑可能利用的面积，绘制生产单位的面积相关图。 （6）设计布置方案。 以面积相关图为基础，考虑物料运输、储存设备和工厂地区等条件和实际上的限制，调整布置。然后，再根据最优化的评价标准(例如总运输费用为最小)，对两个相邻车间或三个车间进行调换，给出几

13、种方案。 （7）选择布置方案。 分析已设计方案的优点和缺点，综合各种方案进行评价，选出最优布置方案。,二、车间的总体布置 进行车间平面布置设计时，首先安排车间的总体布置，确定车间各组成部分的相互位置。应当使各基本生产工段的相互配置符合工艺流向和顺序，辅助工段、生产服务部门的布置，应有利于对生产工段提供服务，如图211,图2-11 机械加工装配车间平面布置示意图,（二）车间的设备布置 1、车间设备布置的原则 （1）按照生产过程的流向和工艺顺序布置设备，尽量使生产对象在加工过程中成直线流动，路线最短，将倒流减少到最小限度。 （2）注意运输方便，充分发挥运输工具的作用。例如加工大型零件及长棒料的机床

14、设备应布置得靠近车间的入口处，大型零件加工设备应集中布置在有桥式起重机的开间里。 （3）合理布置工作地，保证生产安全，并尽可能为工人创造良好的工作环境。使采光、照明、通风、取暖、防暑，防尘、防噪音、卫生等条件良好，工具，图纸，工位器具等都放在合适的地方，便于工人完成作业。,（二）车间的设备布置 1、车间设备布置的原则 （4）考虑多机床看管时工人作业的方便。 （5） 合理利用车间生产面积。各开间内布置的生产线或工段的面积应相等，避免剩下不好利用的面积，正确规定机床、墙壁、柱子、过道之间的距离。 （6）注意维护机床精度，照顾机床工作特点。如精加工机床应布置在光线最好和受振动影响最小的地点。,（二）

15、车间的设备布置 2、车间设备布置的方式 （1）按机床类型布置。 同类机床布置在一起。如按车床组、铣床组、磨床组等分区进行布置。 （2）按工艺流程布置。 按照某种零件(或零件组)的加工顺序来排列各种不同的机床设备，从而形成一定的生产线。,（二）车间的设备布置 3、车间设备布置的技术 常常采用模拟的方法，即用缩小了的机床设备模板(或模型)在车间平面图上(或车间厂房建筑模型内)进行试验布置。 （1）设备布置草图。这是一种研究工艺过程和物料流向的预备性布置。 （2）模板布置。先用塑料或厚纸板制成各种机床设备，工作台、工具箱、运输装置等的模板，其平面轮廓与实物相似，其比例和平面图一致 （3）模型布置。先

16、用塑料或木料做成机床设备等的模型，其外形轮廓与实物相似，比例一致。,（二）车间的设备布置 4、车间设备布置的数学方法 在设计车间的设备平面布置时，必须重视物料的运输路线和运量。 应力求在制品总运输路程最短或总运量最小，即：或 式中 L各种在制品运输路线之和(米)； 第i种在制品运输路程(米)； W各种在制品运量之和(公斤米)； 第i种在制品运输批的重量(公斤)； n在制品种数。,（二）车间的设备布置 4、车间设备布置的数学方法 （1）从至表试验法 （2）设备单行布置的线性规划方法 （3）设备双行布置的试验改进法 （4）设备组布置的块状区划作图法 （5）计算机化的设备布置规划法,（二）车间的设备

17、布置 4、车间设备布置的数学方法 （1）从至表试验法 当进行多品种小批量生产时，由于各加工对象的工艺路线不同，要在物流方向不完全一致时，布置生产设置的平面位置就需要寻求总运费最低的方案。即使 最小。 式中 di某一加工对象的运输距离。 wi某一加工对的运输量。 hi某一加工对象的运输费用率。 下面举一例来说明从至表一试验法的操作过程和原理。,（二）车间的设备布置 4、车间设备布置的数学方法 （1）从至表试验法 例题： 某一车间内有10个组成部分。共加工17种零件。各零件的工艺路线如图2-12所示。,（二）车间的设备布置 （1）从至表试验法,（二）车间的设备布置 表2-4 初始零件从至表,（二）车间的设备布置 表2-4 初始零件从至表,（二）车间的设备布置 表2-5 零件运输总距离计算表,（二）车间的设备布置 尝试改进(1) 改进方向。我们注意到在费用表达式中运量(运输次数)和费用率是不变的。因此改进方向是通过改变排列减少运输距离。(2) 改进操作。通过改变排列使表中运输次数大的数字尽量调近对角线。因为愈靠近对角线的格位里，运输距离就愈短。,（二）车间的设备布置 表2-6 改进的初始零件从至表,（二）车间的设备布置 表2-7 改进零件运输总距离计算表,