厂区平面布置的程序.ppt

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1、1,厂区平面布置的程序,1 确定目标2 收集资料：基础资料、生产单位的配置、生产系统图3 确定各组成部分所占面积4 确定各生产单位之间的相互关系（1）定性分析方法（2）定量分析方法5 初步确定平面布置方案6 方案评价（1）定性评价法（2）定量评价法,2,设施布置的基本型式,设施布置,移动式布置,成组布置,工艺原则布置,产品原则布置,固定式布置,(混合类型),3,产品原则布置（Product layout）,一、产品原则布置的概念 按加工产品（零件、部件）为对象划分生产单位二、产品原则布置的特点 不同类型的设备、不同工种的工人、不同加工方法的加工、完成产品全部或大部分工艺过程、专用设备、专用工装

2、、流水线或自动线三、产品原则布置的方式,4,产品原则布置优缺点比较,优点：1、由于布置符合工艺过程，物流 畅通2、由于上下工序衔接，存放量少3、物料搬运工作量少4、可做到作业专业化，对工人技 能要求不高，易于培训5、生产计划简单，易于控制6、可使用专用设备和机械化、自 动化搬运方法,缺点：1、设备发生故障时引起整个生产 线中断2、产品设计变化将引起布置的重 大调整3、生产线速度取决于最慢的机器4、生产线有的机器负荷不满，造 成相对投资较大5、生产线重复作业，工人易产生 厌倦6、维修和保养费用高,5,工艺原则布置(Process layout),一、工艺原则布置的概念 按加工工艺的特点划分生产单

3、位二、工艺原则布置的特点 同类型的设备、同工种的工人、同一加工方 法、完成产品某一工艺过程加工、通用设备、通用工装、机群式布置三、适用范围 适合多品种小批量生产的产品布置原则：四、工艺原则布置的方式,6,工艺原则布置方式,7,工艺原则布置优缺点比较,优点：1、机器利用率高，可减少设备数量2、设备和人员柔性程度高，更改产品和数量方便3、操作人员作业多样化，有利于提高工作兴趣和职 业满足感,缺点：1、由于流程较长，搬运路线不确定，运费高2、生产计划与控制较复杂，要求员工素质的提高3、库存量相对较大,8,成组技术布置(Layout based on group technology),介于机群式布置

4、与工艺原则布置之间，适用于中小批量生产，典型的是成组单元布置。,9,成组原则布置优缺点比较,优点：1、由于产品成组，设备利用率高2、流程通畅，运输距离较短，搬运量少3、有利于发挥班组合作精神4、有利于扩大员工的作业技能5、兼有产品原则布置和工艺布置 的优点,缺点：1、需要较高的生产控制水平以平衡各单元之间的生产流程2、若单元间流程不平衡，需中间储存，增加了物料搬运3、班组成员需掌握所有作业技能4、减少了使用专用设备的机会5、兼有产品原则布置和工艺原则布置的缺点,10,定位布置（Fixed position layout）,是以原材料或主要部件固定在一定位置的布置形式。适用于大型的不易移动的产品

5、，如飞机装配、船舶制造等。(固定工位式布置),11,流动模式 任何一个工作单元的设计，都要考虑物料、信息、人员流动的模式。选择流动模式的一个重要考虑因素是入口和出口的位置。基本的流动模式有5种，实际的流动模式是5种基本流动模式的组合。,12,考虑出入口位置的流动模式,13,表示流程的流动模式,14,布置对物流路径的影响,15,问题:,产品原则布置、成组原则布置和工艺原则布 置哪种布置难度更大？练习：按下图出入口位置各设置两套流动线模式。,16,（五）系统布置设计SLP（重点）,一）系统布置设计的四阶段二）程序模式三）P-Q分析四）物流分析：（R分析）五）作业单位相互关系分析六）物流与作业单位相

6、互关系图解七）面积的确定八）面积相互关系图解 九）调整与修正十）评价与选择,17,系统化布置,工厂布置的方法和技术，一直是工业工程领域不断探索的问题自工业革命以来研究出了许多手工设计、数字分析和图解技术，60年代以来，又发展了计算机辅助工厂布置，在众多的布置方法中，以R缪瑟提出的系统布置设计SLP(System Layout Planning)最为著名，应用十分普遍；这种方法不仅适用于工厂和生产系统设计，还可以用于医院、学校，百货商店、办公楼等设施设计。,18,SLP(System Layout Planning),著名规划专家Richard.Muther提出的；以作业单位物流、非物流因素分析

7、为主线；采用一套表达力极强的图例符号和简明表格；通过结构化、条理化的程序设计模式进行设施规划的方法。,19,一）系统布置设计的四阶段,1、确定位置：确定所在布置的相应位置2、总体区划：在布置区域内确定一个总体布局(是最重要的阶段)3、详细布置：确定各个作业单位或各个设施的具体位置4、施工安装：编制计划，进行施工安装,20,系统布置设计的四阶段,系统布置设计采用四个阶段进行，称为“布置设计四阶段”。,21,二）系统化厂房设计的程序,22,三）、系统化布置设计影响因素,影响布置设计的因素众多，基本要素可以归纳 为5项：P产品(或材料或服务)、Q数量、R生产路线(工艺过程)、S辅助服务部门、T时间(

8、或时间安排)。五个要素分别回答以下问题：P生产什么？Q生产多少？R怎么生产？S用什么支持生产？T何时生产？,23,系统化布置设计影响因素,1、P 产品或材料或服务（Production）指规划设计的对象所生产的产品、原材料、加工的零部件或提供服务的项目。包括原材料、进厂物料、工序间储备、产品、辅助材料、废品、废料、切屑、包装材料等。产品这一要素影响着设施的组成及其相互关系、设备的类型、物料搬运的方式等。2、Q 数量或产量(Quantity)指所生产、供应或使用的材料或产品的数量或服务的工作量。这一要素影响着设施规模、设备数量、运输量、建筑物面积等。,24,3、R 生产路线或工艺过程(Route

9、)指根据所生产的产品品种、数量等设计出的工艺流程、物流路线、工序顺序等，可以用设备表、工艺路线卡、工艺过程图等表示。它影响着各作业单位之间的关系、物料搬运路线、仓库及堆放地的位置等。4、S 辅助服务部门(Supporting Service)指保证生产正常运行的辅助服务性活动、设施以及服务的人员。包括道路、生活设施、消防设施、照明、采暖通风、办公室、生产管理，质量控制及废物处理等；它是生产的支持系统，从某种意义上来说对生产系统的正常运行起着举足轻重的作用。5、T 时间或时间安排(Time)指在什么时候、用多长的时间生产出产品，包括作业、工序、流动、周转等标准时间。这些因素决定着设备的数量、需要

10、的面积和人员、工序的平衡安排等。,系统化布置设计影响因素,25,（1）产品产量分析（P-Q分析）：P-Q分析要回答采用什么样的生产方式，从而采取什么样的基本布置形式。,从图上可以看出：M区的产品数量大，品种少，适宜于采用大量生产方式，加工机床按产品原则布置。J区的产品数量少，品种多，属于单件小批量生产方式，必须按照工艺原则布置。在M区和J区之间，则适于采用上述两种相结合的成组原则布置。,26,产品产量分析是为了确定设施基本布置形式而采用的综合分析方法，同时也是物料重要等级分类的方法。下图是一种典型的“82原则”下的P-Q分析结果。,27,练习：下列三图应分别采用何种布置型式,28,2)、物流分

11、析：（R分析）,在实现工厂布置之前必须就生产系统各作业单位之间的物流状态做出深入的分析。是布置设计的核心物流分析的基础：生产路线工艺路线卡、工艺过程图。物流分析包括确定物料在生产过程中每个必要的工序之间移动的最有效顺序及其移动的强度或数量。A：针对不同的生产类型，应采用不同的物流分析方法：工艺过程图、多种产品工艺过程表、成组方法、从至表 B：物流强度等级划分：A：超高物流强度；E：特高物流强度；I：较大物流强度；O：一般物流强度；U：强度可忽略的搬运。,29,工艺过程图可以用来详细描述产品生产过程中各工序之间的关系，也可以描述全厂各部门之间的工艺流程。其重要作用是在分析工艺过程的基础上，通过产

12、品加工、组装、检验等各加工阶段及加工路线的分析，可以计算出每个工艺过程的各工序（作业单位）间的物流强度。从而为作业单位位置的确定提供基础数据。,工艺过程图,30,工艺过程图,工艺过程分析：毛坯重0.49，经热处理的毛坯重0.19，机加工中需返回热处理的为0.1由此可知，14之间的物流强度为0.3,1,4,5,0.19,0.1,0.31,0.19,废料,0.49,（0.29）,原材料,机加工,热处理,3,0.01,标准件,31,32,2多种产品工艺过程图多种产品工艺过程图是将所有零件或产品的工序都汇总在一张图表上，通过分析、调整图表上的工序，使彼此之间有最大物流量的工序尽量靠近，直至获得最佳工艺

13、安排顺序。当零件数量很多时，可以利用成组原理对零件分组，形成一张多种产品工艺过程图对于同组的零件，可以再分类用工艺过程图或多种产品工艺过程图进行物流分析。多种产品工艺过程图分析主要通过作业单位的排序，求得物流顺流程度W的最大值。其中：W的计算式为 Wjk为产品Pj的工序Rjk与Rjk+1之间的物流强度Djk为权值：工序相邻，且物料移动为直接正向时，取权值为2工序不相邻，且物料倒流时，取权值为-2,33,示例：初始多种产品工艺过程表,34,示例2：最佳顺序多种产品工艺过程表,35,3、从至表(From-To Chart)作用：从至表通常用以表示建筑物之间、部门之间或机器之间的物流量、物料搬运总量

14、等。画法：表上横行和竖行的标题内，按同样顺序列出全部作业单位(建筑物、机器；部门)。将每个产品或零件在两个作业单位之间的移动，分别用字母表示产品或零件，数字代表搬运总量，填入两个作业单位横行和竖行相交的方格内。注意：从图表的左上角至右下角，划一条对角线，零件前进记在右上方，退回记在左下方。如下图：,36,37,38,作业单位相互关系分析,设施布置设计要根据部门之间在工艺流程如业务往来中的密切程度，决定相互位置。各部门（作业单位）之间存在着物流关系、非物流关系两种关系。物流关系可以用物流强度来表示两个作业单位之间的关系密切程度，非物流关系无法定量表示，只能通过定性分析加以区分。,39,2、作业单

15、位非物流相互关系表的构造：基本思路根据经验确定作业单位非物流相互关系 密切程度后，利用与物流相关表相同的表格形式，建 立非物流相互关系表。通常可以从以下几个方面加以考虑：（1）工作流程（2）作业性质（3）使用场地情况（4）监督和管理（5）联系频繁程度（6）躁声、振动（7）公用设施相同（8）文件信息往来情况（9）使用设备情况（10）安全、卫生,40,（1）确定作业单位相互关系等级,（2）列出作业单位相互关系密切理由（示例）,41,（3）建立非物流作业单位相互关系表（示例）,42,3、建立作业单位综合相互关系表：工厂中，作业单位之间物流相互关系与非物流相互关系往往并不一致，为了确定各作业单位之间综

16、合相互关系密切程度，须将两个表进行合并。求出合成的相互关系综合作业相互关系，然后从各作业单位之间的综合相互关系出发，实现各作业单位的合理布置。（1）确定物流（m）与非物流（n）相互关系的相对重要性（加权取值）。一般地m:n不应超过1：3或3：1，当比值大于3：1时，说明物流关系占主导地位，工厂布置时只需考虑物流相互关系的影响。（2）综合相互关系计算根据作业单位对之间物流与非物流关系等级的高低进行量化，并加权求和，求出综合相互关系。（3）综合相互关系的等级划分综合计算得出的是量值，须经过等级划分，才能建立与物流相互关系表相似的综合相互关系表。,43,示例：某零件作业单位综合相互关系计算表,计算分

17、数在18之间，由此得综合相互等级划分表如下：,44,建立作业单位综合相互关系表（示例）,45,作业单位位置相互关系分析,在SLP中，设施布置并不直接去考虑各作业单位的占地面积和几何形状，而是从作业单位间相互关系密切程度出发，安排各作业单位之间的相对位置，关系密切等级高的作业单位之间距离近，等级低的距离远。?问题：作业单位间必然会出现密切等级相同的作业单位对，这会给位置分析造成困难。怎么办？,引入综合接近程度的概念某一作业单位综合接近程度等于该作业单位与其他所有作业单位间量化后的关系密切等级之和。综合接近程度值的高低反映了该作业单位在布置图中是应该处于中心位置还是处于边缘位置。,46,如何计算综

18、合接近程度：将作业单位综合相互关系表变换成类似于从至表一样的 三角矩阵，然后量化关系等级。,示例：液压转向器综合接近程度排序表,47,如何绘制作业单位位置相关图：,第一步：处理关系密级为A的作业单位对。按各作业单位综合接近程度的高低排序，找出综合接近程度最高的布置在中心位置；依次处理作业单位对。第二步：处理关系密级为E的作业对。第三步：重点调整X级作业单位对的相互位置最 后：绘出各作业单位对的相互位置,48,4,1,2,6,各作业单位对的相互位置图,49,示例：某单位作业单位位置相关图,50,作业单位面积的确定,作业单位面积确定方法：1、计算法：按照设备和作业所需的面积，加上辅助设施、材料存储

19、、维修、通道以及人员等所需面积得到该单位的总面积。2、标准面积法：采用某种工业标准求得所需的面积。3、概略布置法:应用模板或设备模型进行布置并确定面积。4、比率趋向预测法：将过去各个时期每台设备、每个工时或每个单位的面积作为基础，按未来产量和人员的发展预测要求，按比例扩大来设定面积。一般需要的面积常常受到实际条件的限制，必须进行适当的调整，使之与可用面积相适应。调整的方式，可以是压缩某些不很重要的面积、也可以进行新的组合。此外，做面积相关图时需考虑流动模式的选择。,51,面积相互关系图解：根据已经确定的物流及作业单位相互关系以及确定的面积，利用面积相互关系图进行图解，既把每个作业单位按面积用适

20、当的形状和比例在图上进行配置。,52,布置修正,所谓修正条件，是指诸如运输方式、贮存设备、场地环境、人的要求、厂房特性、辅助设施和管理控制等具体因素。它们的重要程度各不相同，但都以独特的方式影响布置设计方案。在进行布置设计时，需要加以考虑。用适当的方法根据现有厂房的实际条件使部门面积结合，同时结合修正条件对各部门的位置、形状等进行调整，可以形成几个理想的、理论的块状布置(Block layout)方案。例：精密车间应远离锻造车间 铸造车间应处在背风之处,53,布置方案的评价与选择,布置方案的评价常常从经济因素和非经济因索两个方面进行，经济评价可以采用费用对比法等，非经济因素评价可以采用优缺点比

21、较法和加权因素法等。1、非经济因素评价 每个布置方案都有一些不能用费用精确地衡量的非经济因素，常见的有：(1)是否易于将来发展(2)工艺过程的适应性(3)灵活性(4)物流的效率(5)物流搬运的效率(6)储存的效率(7)空间利用率(8)辅助服务部门的综合效率(9)工作条件(10)安全性(11)是否易于管理(12)产品质量(13)维修(14)设备利用率(15)是否满足需求能力(16)是否适应公司的组织机构(17)人流(18)外观(19)自然条件的利用(20)环境保护,54,布置方案的评分,55,2 经济因素评价：对于各种布置方案，可以通过工程经济分析，评价其节省费用、投资额及投资回报期等，作为比较

22、选择的基准。至于比较哪些指标最好，没有统一的标准，需要具体情况具体分析。布置方案的投资回收期计算示例如下：,56,布置方案的设计,57,五）布置图绘制技术,方格纸绘图样片立体模型（三维模型）计算机绘图,58,布置设计的发展,柔性加工组织 柔性生产线 柔性制造系统 柔性制造单元 模块式设施,59,总结：系统布置设计,一）系统布置设计的四阶段二）程序模式三）P-Q分析*四）物流分析（R分析）*五）作业单位相互关系分析*六）物流与作业单位相互关系图解*七）面积的确定*八）面积相互关系图解*九）调整与修正*十）评价与选择*,60,小 结,设施布置就是对生产车间、管理部门、仓储部门、生产与生活服务部门的

23、建筑物、道路和场地等，按照相互关系密切程度做出合理的布局。采用SLP法进行工厂布置，就是对各作业单位之间的相互关系做出分析，包括物流的和非物流的相互关系，经过综合，得出各作业单位综合相互关系表。然后，根据综合相互关系表指示的各作业单位的相互位置，绘制作业单位位置相关图。将作业单位实际面积与位置图相结合，得出作业单位面积相关图 通过修正，得出可行的布置方案 最后通过评价选优，确定方案。,61,练 习,为什么要进行P-Q分析和R分析？请至少列出5项本企业布置设计应遵循的主要原则 简单扼要说明系统布置设计的程序模式。某厂有7个部门生产6种部件如表，试计算各部门之间的物流量，画出物流相关图。某有7个部门企业。已编制了两个从至表，表一表示一般物品的物流量，表二表示重要物品的物流量，将两个从至表综合为一个从至表,