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1、1,第五章 生产和服务设施布置,5-1 生产与服务设施布置的基本内容5-2 工厂平面布置与库房布置5-3 装配线平衡5-4 非制造业的设施布置,1第五章 生产和服务设施布置5-1 生产与服务设施布置,2,5-1 生产与服务设施布置的基本内容,一、设施布置的内容 总平面布置 室内布置 设备布置,25-1 生产与服务设施布置的基本内容一、设施布置的内容,3,所谓工厂布置，就是由原料的接收到成品的制造完成和发运的全部过程中，将人员、设备、物料所需要的空间作最适当的分配，使之形成有机系统，以最经济的方式满足生产的要求，获得最大的经济效果。理想的工厂布置，开始于建厂的设计阶段。平面布置又分为工厂平面布置
2、（总平面布置）和车间平面布置。,3所谓工厂布置，就是由原料的接收到成品的制造完成和发运的全部,4,二、设施布置主要考虑的因素（总平面和设备布置）,1.工厂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。2.生产联系和协作关系密切的单位应相互靠近布置，以减少人的活动量和运输量。3.充分利用现有运输条件，如公路、铁路、港口及供水、供电等公共设施。4.按照生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区，以减少居民生产区的污染，生活区应设在上风区。5.在考虑防火和卫生条件下，总平面布置应力求占地面积小。6.工厂布置应考虑有扩建的余地。,4二、设施布置主要考虑的因素（总平面和
3、设备布置）1.工厂厂,5,三、设施布置的类型,主要取决于生产运营系统的组织方式，主要有以下四种类型：1.固定布置：指加工对象位置固定，生产工人和设备都随加工产品所在的某一位置而转移。像船舶、飞机、重型机床等，体积、重量都很大，适合固定布置。只适合单件小批量生产。2.按产品布置（对象专业化原则）：流水线，适合大量大批生产 直线形 直角形 开口形 环形 蛇形,5三、设施布置的类型主要取决于生产运营系统的组织方式，主要有,6,6,7,汽车装配流水线,7汽车装配流水线,8,8,9,3.按工艺过程布置（工艺专业化，适合单件小批生产）,9 3.按工艺过程布置（工艺专业化，适,10,4.按成组制造单元布置适
4、合多品种中小批量生产在实际中，一般综合运用上述几种形式,104.按成组制造单元布置,11,图215 具有相似工艺特征而设计特征不同的一组零件,11图215 具有相似工艺特征而设计特征不同的一组零件,12,5-2 工厂平面布置与库房布置,一、工厂总平面布置的原则1.运输路线最短原则。在满足工艺过程要求和安全要求的前提下，使原材料、半成品、产成品的运输路线最短。2.同类性质的生产部门同一区域原则；以便更好地满足生产和防火、卫生要求。3.有密切关系的生产部门靠近原则4.灵活性原则。产品的适应性、调整或改建的灵活性等。,125-2 工厂平面布置与库房布置一、工厂总平面布置的原,13,二、工厂总平面布置
5、的方法,（一）作业相关图法考虑三个方面的问题：关系：各部门之间希望达到相对接近的程度 空间：需要布置对象的数量、种类和形状或轮廓 调整：调整到实际最好的平面位置结合例题。,13二、工厂总平面布置的方法（一）作业相关图法,14,作业相关图法步骤（P165）,1、收集资料，同时分析部门之间的关系、密切程度及其原因资料：某企业五个部门组成，它们的面积分别为：部门一：1000m2 部门二：2000m2 部门三：2000m2 部门四：1000m2 部门五：1000m2,14作业相关图法步骤（P165）1、收集资料，同时分析部门之,15,接近程度分类及代码、分值、原因,15接近程度分类及代码、分值、原因代
6、码密切程度分值影响关系密,16,2、绘制作业相关图,部门一：1000m2 U/2 部门二：2000m2 E/5 O/3 I/4 部门三：2000m2 O/3 U/2 A/6 U/2 部门四：1000m2 O/3 U/2 部门五：1000m2,162、绘制作业相关图 部门一：1000m2,17,3、编制各部门之间关系接近程度表，并求出每一部门的关系积分和。,173、编制各部门之间关系接近程度表，并求出每一部门的关系积,18,4、确定安排先后排序：哪个部门最重要优先安排哪个部门：三，四，一，二，五。,5、在平面图上用纸片按顺序具体安排,三,四,一,二,五,184、确定安排先后排序：哪个部门最重要优
7、先安排哪个部门：三,19,6、结合实际适当调整，城市规划也可以用这种方法。,这种方法的思路：从接近程度的角度分析企业内部各个部门之间的关系，再根据关系重要性，逐步排到每个部门，排列完后，结合企业所选厂址的实际平面情况，加以调整。,196、结合实际适当调整，城市规划也可以用这种方法。,20,（二）物料运量图法（从至表法）P167,物料运量图法。物料运量图法就是按照原材料、在制品、成品及其他物资在生产过程中总的流动方向和搬运量来进行工厂布置，即布置工厂的车间、设施和生产服务单位。它适用于物料运量很大的工厂。按对象专业化方式组织时，物料的流动方式是固定单一的，此时，物料的流量分析意义不大。若按工艺专
8、业化方式布置或物料运量大时，就要认真考虑物流。从而合理布置空间，合理布置是有经济涵义的，目标是使物料运输费用为最低。,20（二）物料运量图法（从至表法）P167 物料,21,物料运量图法（从至表法）步骤,1、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。2、制定设备布置的初始方案，统计出设备之间的移动距离。3、确定出零件在设备之间的移动次数和单位运输成本。4、用实验法确定最满意的布置方案。结合实例：一金属加工车间有六台设备，已知其生产的零件品种及加工路线，并据此给出零件在设备之间的每月移动次数，及单位距离运输成本，确定该车间最佳布置方案。,21物料运量图法（从至表法）步骤1、选择典型
9、零件，制定典,22,设备之间月平均移动次数,22设备之间月平均移动次数 至,23,单位距离运输成本 单位：元,23单位距离运输成本 单位：元,24,计算：单位距离每月运输成本 单位：元 2170.15=32.6（元）,24计算：单位距离每月运输成本 单位：元,25,计算：单位距离每月总运输成本 单位：元 32.6+38.9=71.5（元）,25计算：单位距离每月总运输成本 单位：元,26,计算：单位距离每月总运输成本从大到小排序 单位：元冲床与锯床相邻，钻床与磨床相邻，磨床与锯床相邻。,26计算：单位距离每月总运输成本从大到小排序 单位：元,27,冲床与锯床相邻，钻床与磨床相邻，磨床与锯床相邻
10、。,插床,车床,钻床,冲床,磨床,锯床,27冲床与锯床相邻，钻床与磨床相邻，磨床与锯床相邻。插床车床,28,三、仓库布置,无论在制造企业还是服务企业（特别是物流企业）都有不同类型的仓库，储存不同种类的物资。生产或服务过程中会经常有物资运进搬出，工作量很大。如果仓库布置不合理，会影响生产成本。仓库类似于制造过程，因为物品也需要在不同地点（单元）之间移动。因此，仓库布置也可以有多种不同的方案。,28三、仓库布置无论在制造企业还是服务企业（特别是物流企业）,29,例 有一个家电用品仓库，共有16个货区，分别储存8种家电。仓库有一个出入口，进出仓库的货物都要经过该口。假设该仓库每种物品每周的存取次数如
11、表所示，应该如何布置不同物品的货区，使总搬运量最小?,29例 有一个家电用品仓库，共有16个货区，分别储存8种家,30,货区 出入口,30 通 道,31,库存物品每周搬运次数和所占库区,31库存物品每周搬运次数和所占库区库存物品名称搬运次数（周）,32,这实际上就是一个典型的仓库布置问题。显而易见，这个问题关键是寻找一种布置方案，使得总搬运量最小。这个目标函数与一般设施布置的目标函数是一致的。实际上，这种仓库布置的情况比制造业工厂中的生产单元的布置更简单，因为全部搬运都发生在出入口和货区之间，而不存在各个货区之间的搬运。,32这实际上就是一个典型的仓库布置问题。显而易见，这个问题关,33,进一
12、步分析，这种仓库布置可分为两种不同情况：各种物品所需货区面积相同。在这种情况下，只需把搬运次数最多的物品货区布置在靠近出入口之处，即可得到最小的总负荷数。,33进一步分析，这种仓库布置可分为两种不同情况：,34,各种物品所需货区面积不同。需要首先计算某物品的搬运次数与所需货区数量之比，取该比值最大者靠近出入口，依次往下排列。如本例中，各种物品的该比值从大到小的排列顺序为（括号中为比值数）：3（260）、5（210）、2（180）、7（150）、1（100）、4（80）、6（60）、8（50）。,34各种物品所需货区面积不同。需要首先计算某物品的搬运次数,35,库存物品每周搬运次数、所占库区、单
13、位库区搬运次数,35库存物品每周搬运次数、所占库区、单位库区搬运次数库存物品,36,货区 出入口,36 货区,37,上面是以总负荷数最小为目标的一种简单易行的仓库货区的布置方法。在实际中，根据情况的不同，仓库布置可以有多种方案，多种考虑目标。例如，不同物品的需求经常是季节性的，因此，在上例中，也许在元旦、春节期间应把电视、音响放在靠近出入口处，而在春夏之季将空调放在靠近出入口处。,37上面是以总负荷数最小为目标的一种简单易行的仓库货区的布置,38,又如，空间利用的不同方法也会带来不同的仓库布置要求，在同一面积内，高架立体仓库可存储的物品要多得多。由于拣运设备、存储记录方式等的不同，也会带来布置
14、方法上的不同。,38又如，空间利用的不同方法也会带来不同的仓库布置要求，在同,39,再如，新技术的引入会带来考虑更多有效方案的可能性：计算机仓储信息管理系统可使得拣运人员迅速知道每一物品的准确仓储位置，并为拣运人员设计一套汇集不同物品于同一货车上的最佳拣出行走路线，自动分拣运输线可使仓储人员分区工作，而不必跑遍整个仓库，等等。总而言之，根据不同的目标，所使用技术不同以及仓储设施本身的特点，仓库的布置方法有多种。,39再如，新技术的引入会带来考虑更多有效方案的可能性：计算机,40,5-3 流水线生产,一、流水线概述所谓流水线生产是指劳动对象按规定的工艺路线、生产速度、连续不断地通过各个工作地，顺
15、序进行加工，并出产产品(零件)的一种生产组织形式。历史上的流水线对生产管理发展起过很大的促进作用。,405-3 流水线生产一、流水线概述,41,41,42,汽车装配流水线,42汽车装配流水线,43,43,44,流水线生产的主要特点：,1.工作地专业化程度高，每一工作地只固定完成一道或少数几道工序。2.工作地按工艺顺序排列，劳动对象在工序间作单向移动。,44 流水线生产的主要特点：1.工作地专业化程度,45,3.节奏性强，按规定的节拍生产产品。节拍：是指流水线上顺序出产两件同样制品之间的时间间隔。4.流水线上各工序之间生产能力是平衡的，成比例的。,453.节奏性强，按规定的节拍生产产品。节拍：是
16、指流水线上顺,46,组织流水线生产的条件,1.产品结构和工艺相对稳定。上海通用汽车公司的流水线上只生产二个型号的汽车 2.制品要有足够大的产量，以保证流水线各项工作有充分的负荷。,46 组织流水线生产的条件 1.产品结构和工艺,47,3.制品加工各工序能细分和合并，能达到工序同期化。工序同期化是指流水线上各工序的时间定额与其生产节拍相等或成倍数关系。若节拍为30秒，每个工作地作业时间均为30的倍数，如60秒=302（个工人）。若不是30的倍数，可进行工序细分和合并。,473.制品加工各工序能细分和合并，能达到工序同期化。,48,（三）流水线分类,1、按流水线上生产对象的种类分 单一对象流水线。
17、它只固定生产一种产品或零件，也叫不变流水线。多对象流水线。固定生产几种结构上、工艺上相似的产品或零件。从劳动对象轮换方式看，多对象流水线又可分为可变流水线、成组流水线和混合流水线。,48（三）流水线分类1、按流水线上生产对象的种类分,49,可变流水线是成批轮番地生产固定在流水线上的几种加工对象；当变换生产对象时，流水线上的设备和工装需要进行调整。成组流水线是同时或者顺序地生产固定在流水线上的几种加工对象；变换生产对象时，不需要重新调整设备和工装。混合流水线是在同一时间内混合生产多个制品，但要遵循一定的投产顺序；变换品种时，基本上不需要重新调整设备和工装。,49可变流水线是成批轮番地生产固定在流
18、水线上的几种加工对象；,50,2按流水线连续程度分,连续流水线。被加工的对象在这种流水线的每一工序都没有等候现象，生产是不停顿而连续进行的。间断流水线。被加工的对象在这种流水线的个别工序中有间歇，不能连续移动。,50 2按流水线连续程度分 连续流水线。被加工的对象在,51,3按流水线节奏性分,强制节拍流水线；自由节拍流水线；粗略节拍流水线。此外，流水线的分类方法还很多种。例如，按生产对象移动方式分可分为固定流水线和移动流水线；按机械化程度分可分为手工流水线、机械化流水线和自动化流水线等等。,513按流水线节奏性分 强制节拍流水线；,52,二、流水线组织设计,组织设计的内容有：确定流水线节拍、工
19、序同期化；计算设备数量和设备负荷系数；确定工人数量、流水线平面布置；编制流水线标准计划图表等。这里仅介绍单一流水线组织设计。确定流水线的节拍流水线的节拍是指流水线上顺序出产两件同样制品之间的时间间隔。节拍是流水线最重要的工作参数，它表明流水线的生产速度或生产效率的高低。,52二、流水线组织设计组织设计的内容有：确定流水线节拍、工序,53,节拍的计算公式如下：r=Fe/N=F0/N式中：r 流水线节拍（min件）Fe 计划期有效工作时间（min）；N 计划期制品产量（件）；F0 计划期制度工作时间(min)；时间有效利用系数。系数 主要考虑了设备检修、设备调整、更换工具的时间，以及工人班内休息时
20、间、一般取0.90.96。产量N包括计划产量和预计废品量。,53节拍的计算公式如下：,54,例：某产品流水线计划日产量为150件，采用两班制生产，每班有12分钟的休息时间，计划废品率为4%，计算其节拍。解：r=Fe/N=8260（122）/150（1+4%）=6（分）,54例：某产品流水线计划日产量为150件，采用两班制生产，每,55,工序同期化（P173）,工序同期化是通过各种技术组织措施来调整流水线各工序时间，使它们等于流水线节拍或与节拍成整数倍比关系。工序同期化是组织连续流水线的必要条件，工序同期化程度高，流水线设备负荷也高，有利于提高劳动生产率和缩短生产周期。,55 工序同期化（P17
21、3）工序同期化是通过各种技术组织措,56,工序的分解和合并是实现工序同期化的基本方法。工序分解是将较大的工序划分为若干较小工序（或叫工步）；工序合并则是把若干有联系的小工序合并为较大的工序。,56工序的分解和合并是实现工序同期化的基本方法。,57,通过把大工序划小、小工序并大的办法来调整各道工序的加工时间，使其等于流水线节拍或与节拍成整数倍比关系。这种方法在手工操作为主的装配流水线上比较容易实现，而在以机器工作为主的流水线上则较难实现。,57通过把大工序划小、小工序并大的办法来调整各道工序的加工时,58,工序同期化的方法,工序同期化的方法有很多，只介绍分支界限法，因为这种方法能在较短时间内寻求
22、出最优方案。分支界限法是在已知节拍的条件下，谋求作业工序地数量最小。必须知道的信息：产品的作业元素组成及其装配顺序，各作业的作业时间等。,58工序同期化的方法工序同期化的方法有很多，只介绍分支界限法,59,工序同期化的步骤,首先计算装配线上需要的最少工作地数Smin，ti为工序i的工作时间。Smin=ti/r：高斯符号，表示大于或等于 内的最小整数。全部列举出有可能向第一工作地分配的作业元素并编组，此时必须计算作业工作地下限数值SL=a/r+i a：剩下的作业元素所需的时间i：已确定的必须工作地数,59工序同期化的步骤首先计算装配线上需要的最少工作地数Smi,60,选下限数值最小的作业元素分配
23、若存在多个下限相等的作业分配方法时，选所分配的作业时间最多者；第一工作地分配结束后，列举出能向第二工作地分配的作业元素编组，并求出各下限值，对确定为最小值的作业进行分配，如此下去，直到作业元素全部分配结束，找出有可能实行的作业分配方法可行解，定出作业工序数。若SL Smin，注：还没结束，要返回追查，在从未试过的分配方法中找其下限值比可行解更小的分配方案，直到找到SL最小。,60选下限数值最小的作业元素分配,61,61,62,在进行工序同期化时，应满足三个条件：1.各作业元素的加工顺序不能颠倒；2.合并后的新工作地的工作时间之和接近或等于r或整数倍于r；3.新工作地的数目最少。,1,11,5,
24、4,3,2,8,7,6,10,9,5,4,7,3,6,5,2,6,3,2,4,62在进行工序同期化时，应满足三个条件：1115432876,63,63,64,64,65,65,66,计算设备需要量和设备负荷系数,流水线上各道工序的设备需要量可由下式计算：Si=ti/r 式中：Si 第i道工序理论推算所需设备台数（台）；ti 第i道工序的单件时间定额（min/件）。,66 计算设备需要量和设备负荷系数 流水线上各道工序的设备,67,若计算结果Si 不是整数，则应取比Si 大的最小整数Sei 作为实际采用的设备台数。显然Sei Si，二者比值K为：K=Si/Sei K叫做某道工序上设备的负荷系数。
25、工序数为m 的流水线的总设备负荷系数Ka按下式计算：Ka=Si/Sei 当K值在0.81-1时，可组织连续流水线；当Ka值在0.75-0.81时，可组织间断流水线。,67若计算结果Si 不是整数，则应取比Si 大的最小整数Se,68,三、流水线生产的发展前景,20世纪初(19141916年)美国人亨利福特在他著名的福特汽车公司创造了机械化流水线。当时就使T型汽车每辆装配时间从13小时缩短为l小时30分，工效提高了近10倍。随着社会对同类产品需求量的大量增加，以及生产专业化、零部件标准化，产品单一化的发展背景下，流水线生产方式在世界各国许多企业中广泛采用，对提高企业劳动生产率确实起了极大的推动作
26、用。,68三、流水线生产的发展前景20世纪初(19141916年,69,时代的发展给流水线生产带来两大问题，一是现代市场需求将越来越多元化，而流水线生产对多变的市场适应性较差；二是流水线上单调枯燥的作业，使工人普遍发生厌烦情绪。,69时代的发展给流水线生产带来两大问题，,70,新型流水线生产,瑞典根据行为科学原理，创建了新型流水线生产。,70新型流水线生产瑞典根据行为科学原理，创建了新型流水线生产,71,71,72,他们把美国传统的直线式流水线改成圆形，在流水线上掺进了单件小批生产特点。每个工作地是一个工人小组、人数较多，有3040人，负责一大套工序，如这组装变速箱，那组装档泥板。工厂只规定小
27、组工作量和人数，具体生产组织形式由小组决定。,72他们把美国传统的直线式流水线改成圆形，在流水线上掺进了单,73,瑞典式流水线生产的产品质量比美国要高，因为工人看到自己的生产成果，同时也有助于改善工人干活枯燥无味，简单重复的问题。但它的缺点是产量低，最高日产量为5080台(汽车)，而且在制品积压也多。而美国流水线则为55秒/台。,73瑞典式流水线生产的产品质量比美国要高，因为工人看到自己的,74,瑞典方式适用于生产量不大的豪华轿车，而美国方式则适用于生产量大的普通汽车。看来任何种生产方式都不是十全十美的，它有一定的适用范围，而且必须在实践中不断改进，才能保持旺盛的生命力。,74瑞典方式适用于生
28、产量不大的豪华轿车，而美国方式则适用于生,75,5-4 非制造业的设施布置办公室布置,办公室在制造业和服务业都是普遍存在，如何通过合理、有效的办公室布置提高工作效率、提高“白领”的劳动生产率也正在日益成为一个重要问题。办公室布置的主要考虑因素是两个：(1)信息传递与交流的迅速、方便；(2)人员的劳动生产率。,755-4 非制造业的设施布置办公室布置办公室在制,76,办公室布置的几种基本的模式：传统的封闭式办公室；开放式办公室布置；（带有半截屏风的组合办公模块）“活动中心”式的新型办公室布置；“远程”办公室。“远程”办公是指利用信息网络技术，将处于不同地点的人们联系在一起，共同完成工作。,76办公室布置的几种基本的模式：,77,作业：1.P181 22.某装配线，计划每小时装配5件产品，每小时用于生产的时间是50分钟，整个装配工作可分解为11个工步，工步的先后顺序和时间定额如图所示。要求：（1）该装配线的节拍；（2）用分支界限法求最优时间平衡方案，并画出分支界限图；（3）计算流水线的总设备负荷系数Ka。,77作业：,78,11,4,8,7,6,10,9,5,4,7,3,5,2,6,3,2,4,4,8,7,6,10,9,1,11,4,3,2,8,7,6,10,9,781148761095473526324487610911,
