设施布置技术及应.ppt

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1、,2,本 章 主 要 内 容,系统布置设计SLPSLP基本要素与程序模式、SLP相关图技术、平面布置方案的确定。其他布置方法与布置设计关系表法、图论法、工作地布置、机器布置与二次分配问题。服务设施布置与设计办公室布置、零售店布置、医院布置、餐厅与厨房布置。布置模型与算法算法分类、CORELAP、CRAFT、布置算法小结。布置设计软件与仿真基础 计算机辅助设施设计的发展、典型软件介绍、系统仿真概述,本 章 主 要 内 容,系统布置设计SLPSLP基本要素与程序模式、SLP相关图技术、平面布置方案的确定。其他布置方法与布置设计关系表法、图论法、工作地布置、机器布置与二次分配问题。服务设施布置与设计

2、办公室布置、零售店布置、医院布置、餐厅与厨房布置。布置模型与算法算法分类、CORELAP、CRAFT、布置算法小结。布置设计软件与仿真基础 计算机辅助设施设计的发展、典型软件介绍、系统仿真概述,4,4.1 系统布置设计（SLP),设施布置的方法和技术，一直是工业工程领域不断探索的问题。人们研究出了许多手工设计、数学分析和图解技术。1960年代以来，又发展了计算机辅助设施设计技术。在众多的布置方法中，物流处于重要地位，把寻求最佳物流作为解决布置问题的主要目标。1961年理查德缪瑟提出的系统布置设计SLP，在世界范围内设施布置都有较大影响，应用十分普遍。SLP是一种条理性很强，不仅适合各种规模或种

3、类的工厂的新建、扩建或改建中对设施或设备的布置或调整，也适合制造业中对办公室、实验室、仓库等的布置设计，同时，也可用于医院、商店对服务业的布置设计。,5,SLP方法有5个基本要素，抓住这些就是解决布置问题的“钥匙”。5个基本要素是P、Q、R、S、T，即：P(Product)产品和物料，包括其变化和特性；（生产系统组成，设备类型，物料搬运方式）Q(Quantity)每种物品的数量；（影响规模，设备数量，运输量，建筑大小）R(Route)生产路线（工艺过程顺序）；（影响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）S(Supporting Service)辅助部门（包括服务部门）；T(T

4、ime)时间（时间安排）。（根据时间可求出设备数量，需要的面积和人员）上述P,Q两个基本要素是一切其他特征或条件的基础。只有在上述各要素充分调查研究并取得全面、准确的各项原始数据的基础上，通过绘制各种表格、数学和图形模型，有条理地细致分析和计算，才能最终求得工程布置的最佳方案。,4.1.1 SLP基本要素与程序模式,解决布置问题的钥匙,什,么,S,为,辅助服务部门,用什么来支持生产,T,时间时间安排,产品何时生产？,P,产品材料,生产什么？,Q,数量产量,每项产品要制造多少？,R,生产路线工艺过程,怎样进行生产？,7,整个系统布置设计被划分为4个阶段：确定位置总体区划详细布置实施四个阶段均按顺

5、序进行，其中第一阶段和第四阶段不属于布置设计工作，第二和第三阶段是布置设计的主要工作。,9,系统布置设计SLP程序模式,P-Q产品产量分析,I区 为单一或少品种大批量产品，宜采用流水生产线的大生产方式和按产品原则布置IV区 表示多品种小批量或单件生产，宜采用工艺原则布置II和III区 的产品品种和批量均中等，宜采用成组技术布置,P-Q分析决定采用何种设施布置形式也是划分作业单位的基础,11,4.1.2 物流分析 Flow Analysis,当物料移动是工艺过程的主要部分时，物流分析就是工厂布置设计的核心工作，也是物料搬运分析的开始，它对应布置设计问题“钥匙”的第三个字母R（路线）。零部件物流是

6、该部件在工厂内移动时所走过的路线，物流分析不仅要考虑每个零部件在工厂内的路线，还要遵循两个最小和两个避免的原则：两个最小原则：经过距离最小和物流成本最小。两个避免原则：避免迂回和避免十字交叉。,12,物流分析有助于设计人员选择最有效的机器设备、设施、工作单元和部门的安排布局。在物流分析时要验证工艺路线是否正确、合理，检查是否可以取消、合并、改变顺序、位置或人员和改进细节。因此正确合理的设施布置不仅能提高生产效率和工作效率，也是节约物流费用从而降低产品或服务成本的重大措施。除了物料和设施外，分析操作人员工作时在设施内走动时的路线也是很重要的。人员流动分析用来安排工厂内所必不可少的服务设施，以方便

7、职员的工作。,13,（1）物流分析的内容与方法,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和数量。,14,针对不同的生产类型，应采用不同的物流分析方法：A 工艺过程图(Process Chart)。在大批量生产中，产品品种很少，用标准符号绘制的工艺过程图直观地反映出工厂生产的详细情况，此时，进行物流分析只需在工艺过程图上注明各道工序之间的物流量，就可以清楚地表现出工厂生产过程中的物料搬运情况。B 多产品工艺过程表(Multi-column Process Chart)。在多品种且批量较大的情况下，如产品品种为10种左右，将各产品的生产工艺流程汇总在一张表上

8、，就形成了多种产品工艺过程表，在这张表上各产品工艺路线并列绘出，可以反映出各个产品的物流途径。,15,C 成组方法(Group Technology)。当产品品种达到数十种时，若生产类型为中小批量生产，进行物流分析时，就有必要采用成组方法，即按产品结构与工艺过程的相似性进行归类分组，然后对每一类产品采用工艺过程图进行物流分析；或采用多产品工艺过程表表示各组产品的生产工艺过程，再做进一步的物流分析。D 从至表(From-to Chart)。当产品品种很多，产量很小且零件、物料数量又很大时，可以用一个矩阵图表来表示各作业单位之间的物料移动方向和物流量。,工艺过程图(Operation Proces

9、s Chart)工艺过程图就是把工艺路线卡和装配程序图汇总到一起而形成的一种流程图。绘制过程先在图的右上部从第一个装配作业的主要组件开始，在垂直线上按工艺路线卡的作业顺序用圆圈表示加工和装配，用正方形表示检验 其它零部件，如果自制，分别用垂直线画出其作业顺序，如果外购，则分别用水平线进入装配作业。,工艺过程图,由此可知，12之间的物流强度为9t,19,（2）从至表,从至表是矩阵式的，通常用来表示建筑物之间、部门之间或机器之间的物流量，它适用于多产品或多零件时的情况。如果计入作业单位之间的距离，还可以表示作业单位之间的物料搬运总量，即物流强度。从至表的画法是：在从至表上横行和竖列的标题栏内，按同

10、样顺序列出全部作业单位，将每个产品或零件在两个作业单位之间的移动，分别用字母代表产品或零件，数字代表搬运总量，填入两个作业单位横行和竖列相交的方格内。从表的左上角到右下角，画一条对角线，零件前进记在右上方，退回记在左下方。,20,例,设有三个产品A、B、C，制造它们涉及到的8个作业单位，分别是原料、锯床、车床、钻床、铣床、检验、包装和成品，以18代替。三个产品的工艺线路和每天运量如下表所示,产品号,每天搬运托盘数,工艺路线,A,1256354678,8,B,1435678,3,C,12345678,5,21,To,1,2,3,4,5,6,7,8,1.原料,2.锯床,3.车床,4.钻床,5.铣床

11、,6.检验,7.包装,8.成品,8,From,20,36,44,30,18,10,12,28,36,22,10,18,16,24,10,22,30,8,18,30,38,26,38,46,12,20,8,各作业单位距离见下表，试作出物流分析。（注意因为两向距离一致，故左下角表数据省略。）距离从至表,22,解：先按工艺线路画出产品运量从至表,To,1,2,3,4,5,6,7,8,1.原料,2.锯床,3.车床,4.钻床,5.铣床,6.检验,7.包装,8.成品,A8,C5,A8,A8,A8,A8,A8,A8,A8,A8,B3,B3,B3,AB11,B3,AB11,B3,AB11,B3,AB11,AC

12、13,From,C5,C5,C5,C5,ABC16,C5,ABC16,C5,ABC16,产品号,每天搬运托盘数,工艺路线,A,1256354678,8,B,1435678,3,C,12345678,5,12,23,有了距离从至表和产品运量从至表，以相应格子的运量乘以距离便得物流强度，见下表。,To,1,2,3,4,5,6,7,8,1.原料,2.锯床,3.车床,4.钻床,5.铣床,6.检验,7.包装,8.成品,From,108,0,60,288,104,80,264,188,40,144,80,252,416,64,192,48,128,合计,212,348,344,232,128,合计,201

13、6,0,480,272,592,560,192,128,8,AC13,104,物流强度从至表,24,（3）物流相关图,算出物流强度表之后，先分级，再做物流相关图。从表中按路线将物流强度从大到小列出，见下图，再将同一作业单位对的物流强度合并，如表中，34的80和43的48合并得3-4为128，54的64和45的40合并得5-4为104，并后，重排大小。,26,再按作业单位对的强度划分等级，物流强度等级划分采用著名的A、E、I、O、U等级，AEIO比例如下图，U级比例只给无物流的作业单位对,有物流的作业单位对一般不考虑。,28,物流相关图，其中U级关系没标出,29,SLP相关图技术,相关图是缪瑟首

14、先使用的，它能直观地表示出各作业单位两两之间的关系密切程度，而这正是布置的依据。因为企业内作业单位之间关系影响因素较多，所以除了进行物流分析之外，还要有非物流分析。,30,非物流分析,物流分析所得到的是定量的相互关系，但是各作业单位之间还存在着其他的关系。例如以下就是非物流因素为主的情况：诸如电子和精密机械的工厂，宝石工厂，用管道运输的工厂，需要运输的物料很少，物流相对来说不重要。辅助设施与生产部门之间常常没有物流关系，但必须考虑它们之间的密切关系，像维修间、工具室、更衣室、休息室与生产区都有一定的密切关系。在纯服务性设施中，例如办公室、维修间内，常常没有真正的固定的物流，常用信息流或人流当作

15、“物流”。在某些情况下，工艺过程也不是布置设计的唯一依据。例如重大零部件的搬运要考虑运入运出的条件，不能按工艺过程布置；有的工序属于产生污染或有危害的作业，需要远离精密加工和装配区域，也不能考虑工艺顺序。,31,因此，在分析作业单位相互关系时，除了物流关系外，还要考虑非物流的相互关系。它们一般不能用定量的方法得到，而要用一些定性的方法。这时相关图每个菱形格子不但要表示两两之间的密切程度等级(Closeness Rating)，还要加上评级的理由。定性给出密切程度等级时，包括A、E、I、O、U和X六种，其比例一般按下表确定。,32,作业单位相互关系等级,33,左图所示的作业单位非物流相关图是某叉

16、车厂的例子，这里共有14个作业单位，两两关系共有n*(n-1)/2=14*(14-1)/2=91个，则A级约有25个，图中为3个。确定作业单位密切程度等级的主要影响因素，也就是评级理由，在相关图中一般以代码表示，并在右下角列出表格。,34,图中所示的作业单位非物流相关图是某叉车厂的例子，这里共有14个作业单位，两两关系共有n*(n-1)/2=14*(14-1)/2=91个，则A级约有25个，图中为3个。确定作业单位密切程度等级的主要影响因素，也就是评级理由，在相关图中一般以代码表示，并在右下角列出表格。,35,这些理由一般不要超过810条。常见理由如：工作流程作业性质相似使用相同设备、设施或同

17、一场地使用相同文件使用一套人员联系频繁程度监督和管理噪声、振动、烟尘、易燃、易爆等,36,非物流关系评级主要由上述理由确定。A级一般只用于部门间有密切的工艺联系或使用相同的设备或场所，如钢材库和下料区、最后检查和包装、清理和油漆等。大量的人员流动也可定为A。如果对A有些把握不准，就可定为E，如两个作业单位间人员流动量大但并不是每时如此，再如方便和安全要求、搬运物料要求和服务频繁和紧急等。U是最多的，当两个作业单位间不需要相关或无干扰时采用。X同A一样重要，但方向相反，是不需要密切靠近的。例如油漆间就不能和焊接间相邻。一般噪音、烟尘、发热、致冷和气味都是列X的理由。,37,因为这种评级是定性的，

18、必须遵循以下的方法和步骤：由设施布置人员初步决定各作业单位间的关系，并经集体讨论，充分阐明理由并作出分析。访问相关图中所列作业单位的主管或上级，进行充分的调查研究。决定密切程度的标准，并逐项把这些标准列在相关图的理由表中。对每一对作业单位确定密切程度等级和理由。应允许任何人对相关图提意见，允许多次评审、讨论和修改。,38,4.1.4 综合相关图,综合考虑物流和非物流关系时，要确定两种关系的相对重要性。这一重要性用比值m:n来表示，一般不应超过1:33:1。如果比值大于3:1，意味着物流关系占主导地位，设施布置只考虑物流即可；当比值小于1:3时，说明物流的影响很小，只考虑非物流关系即可。实际情况

19、下，根据两者的相对重要性，比值可为3:1，2:1，1:1，1:2，1:3。有了此比值和两个相关图，就要将相关图中各密切程度等级予以量化。,39,然后用以下公式计算两作业单位i和j之间的相关密切程度CRij CRij=mMRij+nNRij其中MRij和NRij分别是物流相互关系等级和非物流相互关系等级。然后就可以按的值再来划分综合等级。这里要注意X级的处理。任何一级物流强度与X级的非物流关系综合时，不应超过O级。对于一些绝对不能靠近的作业单位，相互关系可定为XX级。最后，再根据经验和实际约束情况，来适当调整综合相关图。,40,42,4.1.5 平面布置方案的确定,按SLP程序，得到作业单位综合

20、相关图之后，就可以求出位置相关图，给定面积需求还可进一步得到面积相关图，以此设计出各种平面布置方案。,43,明确了各相关的作业单位以及各单位之间的物流和非物流相互关系后，就可以按一定的规则和方法，设计出各种平面布置方案。这些方法根据作业单位划分的大小，可用于工厂总平面布置、车间布置和服务设施布置等。平面布置方法主要是缪瑟的线型图法和Tompkins的关系表法，其它方法还有螺旋法等，下面主要介绍前两种方法。,44,（1）位置相关图线形图法,缪瑟提出的SLP中采用了线形图来“试错”生成平面布置图。它的方法是用4条平行线段表示两作业单位间的A级关系；三条平行线表示E级关系；两条I级；一条O级；U级不

21、连线；X级用折线表示。首先将A、E级关系的作业单位放进布置图中，同一级别的用同一长度的线段表示，A级线段最短，取一个单位，E级的长度为A级的两倍，依次类推。随后，按同样的规则布置I级关系。若作业单位较多，线段混乱，可以不画O级关系，但X级必须画出。调整各部门的位置，以满足关系的亲疏程度。最后，将各个部门的面积放入布置图中，生成空间关系图。经过评价、修改，便获得最终布置。,45,46,先将AEIOUX关系量化为数值（参见表4-16），得14个作业单位的综合接近程度和按分值的排序，,分值越高，说明该作业单位越应靠近布置图的中心位置，越低则越往边缘。作业单位可按标准的作业符号来区分其性质。布置步骤如

22、下：,47,先考虑有A级关系的各作业单位对8-11，4-5和11-12。将分值最大的作业单位8置于中心位置，与其成A关系的11与之相邻，关系用一单位距离四条线画出，见图(a)。再取分值次高的作业单位4，它与8和11分别有I和O的关系，故4用3单位长双线与8连接，用4单位长单线与11相连接，见图(b)。处理与4有A级关系的5，而5与8和11均是U级关系不予以考虑，在4旁布置5，见图(c)。再看已布置上图的11，与之有A级关系有是12，也用4线1距离布入。12与4，58均为U级关系，也不予考虑，见图(d)。,48,现在考虑有E级关系的，也从8开始，布置方法类同A级的。再后来是I级的。并要注意X级的

23、要尽量远离。最后得到的布置线形图如下。,（2）面积相关图,面积相关图主要考虑两个问题：一是将作业单位面积需求汇总，根据场地的要求，确定建筑的基本形状二是在此形状上按各作业单位的面积需求进行分配，结合上面位置相关图，作出块状布置图（Block Layout）。在面积相关图的基础上可以得到布置方案,Example,Example(Cont.),Activity RelationshipDiagram,Example(Cont.),6.2 其他布置方法,SLP比较繁琐，尤其是作业单位多的时候。但它采用线段使各作业单位摆放有一定的距离，较适合分离厂房的工厂总平面布置。SLP法的一大贡献是提供了相关图和

24、从至表，尤其是相关图为平面布置打好了基础平面布置方法除了缪瑟的线形图法，还有关系表法、图论法和螺旋法等，下面主要介绍前两种方法,54,6.2.1 关系表法,上述线形图法要不断试错，定量性不强，初学者往往要面临多次失败后才能摸索掌握。在此基础之上后来发展了关系表技术，逻辑条理较强，它的主要步骤如下：先将相关图转化为关系工作表(Relationship worksheet)将每个作业单位制作出一个相同面积的拼块，得到拼块图(Dimensionless block diagram)在拼块图上作流程分析(Flow Analysis)。将拼块图转化为面积图,55,下面结合某小型工具箱制造厂的例子讲述这种

25、方法。已知该厂各作业单位相关图已确定如图所示，试作出它的布置。,56,1关系工作表,关系工作表是对相关图的进一步总结，它每行列出一个作业单位，AEIOUX各成一列，将与之形成AEIOUX各级关系的其他单位分列在各列之中，如一列中有多种关系，以逗号隔开。完成的关系表如下页所示，其中最重要的是A、E和X列。,57,58,2无面积拼块图,对每一个作业单位作一个同样大小的方块，称为无面积拼块。在拼块上，将作业单位代号写在正中央，名称写在代号上面，“X=”写在代号下面；四个角分别放置与之成A、E、I、O级关系的，U级关系不用考虑。做成的拼块如下所示。xls,59,完成全部拼块后，可以裁下来进行布置摆放。

26、摆放时，先找出关系最重要的，即A最多的，若A级数量相同，再比较E的。将此块先放于中央位置，本例为1。再看1块的A角（左上）和E角（右上）。摆放规则是：A级关系要边靠边放，E级关系至少角靠角，X级关系不能靠边也不能靠角。,60,本例先将2和6两块与1块靠边摆放，如图(a)所示。完成1块的A级后，再看E级关系，本例将3块和10块与1块角靠角，见图(b)。注意因为I和O对摆放关无多大用处，故在摆放图中省略。在(b)中注意A级关系的边靠边和E级关系的角靠角接下来考察新加入的块，即2，6，3，10的A级和E级关系，这里先将5摆在6左边。4则摆在3的右边，同样7摆4的右边如此类推，直到摆完为止。,61,因

27、为A级关系边靠边，在完全空时有四种选择，所以最后的布置图有多种方案，如下四种。这种类似摆积木的方法，虽然也得到多种方案，但总的来说，比线形图方法试错的次数要少得多，而且不存在线条的长短问题，更容易操作。,62,对这些方案，我们可以作一个好坏评级。方法是：如果A级的没有靠近，则罚2分；X级的边靠边也罚2分；A级的只角靠角，为1分；X级角靠角，E级没有角靠角也罚1分。因此上述(a)方案的罚分是2分，是因为4 和6的E级关系没有角靠角而罚的；(b)也是罚2分，同样是4和6 的E级关系没满足；(c)因为将5和8两个X级关系摆在一起，而罚了4分，总罚分为8分；(d)的罚分则为10分。可见(a)、(b)两

28、方案较好。,63,3物流流程分析,在完成的拼块图上可以进行物流流程分析。从本例来看，有一个明确的物流流程，即收货(5)原料库(6)制造(1)焊接(2)油漆(3)装配(4)成品库(7)发货(8)。我们可以在完成的拼块图中标出这一流程，如下页图所示。,64,注意(a)、(b)两方案均是收发不在同一方的，若考虑收发可以在同一边，(c)方案也不错。而(d)方案没有流畅的流程，在此舍去。,65,4 面积图,面积图主要考虑两个问题：各作业单位的面积需求一是将前面分析各作业单位面积需求汇总，根据场地的要求，确定建筑的基本形状；二是在此形状上按各作业单位的面积需求进行分配，结合上面布置图，作出有面积的块状布置

29、图（Block Layout）。,66,仍以上述工具箱厂为例，已知各作业单位的面积需求如下表所示。,可以算出，总需求为1681平方米，圆整为1800平方米，按长宽比为1:2得厂房尺寸为3060米。以66=36平方米为基本单元格，则总共有50个单元格，各作业单位圆整后的单元格数如表中“单元格数”列。这样，面积块状布置就是在此50个格子上分配各作业单位。,67,以前面图(a)的拼块图为基础，可以得到不同的格子布置图，如下图所示。这里尽量保持各单位的完整性和物流流程的畅通。当然得到的图形还显粗糙，需要进一步的调整与修正。,需要的面积常常受到实际可能或其他因素的限制，因此必须对所需面积进行适当调整，使

30、之可行，即既符合建筑物的整体外形，又符合各作业单位面积的需要。压缩一些不必要的面积，也可进行新的组合。,68,如上例，最后考虑到9、12、13和14四区域与生产制造的关系不是特别密切，建筑和使用要求也不一样，便将它们从厂房中另列出来，安排在紧靠厂房的办公房中，修正后的块状布置图如下。,69,6.2.2 详细布置设计,得到块状布置图还不是设施布置工作的完结，我们还要进一步细化，安排工厂的设施和设备。在这一过程中，还要对布置进行进一步的修正和调整，一般会得到几个方案。在工具箱厂的例子中，各车间的具体情况如下：制造车间包括将钢板先剪切成带状，再剪切成各零件毛坯，然后再折弯成相应的的形状和冲孔，该车间

31、因有大块钢板搬运，故安排桥式起重机（天车），它直通收货区大门。焊接车间为流水线布置，工位为双列相对直线式布置。各工位依次将箱体、箱盖和隔盘用自动点焊机焊接起来，工件放入吊式集装器具，由单轨悬挂式传送带输送。焊接后进入油漆车间，经过清洗、干燥、上漆、烘烤等工序，由单轨悬挂式传送带运送。接着进入装配车间，箱盖要铆装提手和上锁扣，箱体要铆装下锁扣。然后上折页，最后是产品包装，下线。,70,评价确定了最优方案后，最后的详细布置图如图所示，主体为7524米的大厂房，旁边是办公及辅助设施。其中物料运输主体采用单轨悬挂式输送机构成一个循环式回路，将各车间串接起来了。dwg,需要说明的是，这种将各车间全部安排

32、在一起的联合厂房是当今厂房设计布置的一个趋势，它可以节约占地面积、节省工程费用、方便生产管理，方便物流和物料搬运，可以集中供水、气、汽和采暖、通风等，而且还有较大的调整余地。例如大众公司（下页图）就采用联合大厂房，厂房之间平行布置、紧密排列且距离很近，门与门相对，节省生产占地，缩短物流且使物流顺畅。联合厂房的详细内容在第9章介绍。总之，块状布置图只是设施布置工作在部门级布置的初步成果，我们还要细化到更小的作业单位，安排工厂的设施和机器设备，作出详细布置。详细布置在工厂里也称为车间布置，车间布置又分为车间总体布置和工作地（工作站）布置。前者就是要确定车间级作业单位内部的组成单位（工段、班组等），

33、实际上仍为块状布置，仍可用前面介绍的方法；后者确定工作地、机床设备之间的相互位置。详细布置主要是工作地布置和机器布置。,72,73,6.2.3 工作地布置Layout of workplace,在实际布置中，除了考虑设施具体情况的要求外，还要考虑生产过程中现场工作地的要求。我们首先要了解工作现场布置的原则。,1工作现场布置的几项原则,工具、物料定位放置，使作业者形成习惯，减少寻找时间；运用各种方法使物料自动到达工作者身边；使用频率高的工具、物料应放在作业者面前或身边；尽量利用自动回位的方法消除放回时间；工具、物料按最佳次序排列；照明适当，视觉舒适；工作台和坐椅的高度要适宜，应使作业人员感到方便

34、舒适；有噪声、粉尘、污水、高温等的工作点应予以隔离。,75,2工作地的空间和技术需求,1）工作地的设备空间：设备本身所占空间；机器行程空间；日常维护空间；大修服务空间。,2）工作地的物料区：来料的接收和存储；在制品的接收和存储；待发料的存储和发送；废料和切屑的存储与发送；工模夹具和维修保养用物料。,3）人员空间需求：操作者；物料搬运；操作者进出。,工作地空间考虑原则：工作地的设计应当使得操作者取放物料时尽量不行走或进行长距离或不方便的伸臂动作；工作地的设计应当使得操作者的工作有效果又有效率；工作地的设计应当尽量使得操作者安全、舒适、生产率高；工作地的设计应当尽量减少身体损伤和疲劳，包括视力疲劳

35、。除了操作者和物料搬运的空间需求外，还要有操作者进出的空间。行走通过静止物体时最小需要0.76m的通道；如果是在静止物体和运转的机床间通过，至少需要0.91m宽的通道；而在两台运转的机床之间行走，至少需要1.07m宽的通道。设施规划人员应当模拟操作者进行各种必需的活动。这种模拟将保证分配足够的空间，并可以显著提高总体运作水平。在工作地布置中一定要考虑流动，不要形成孤岛。孤岛是作业人员常被孤零零地分隔作业，无法进行相互间的帮助。容易产生空手等待的浪费、半成品在库的浪费、搬运的浪费，无法实现“少人化”生产。不考虑人和机器的平衡就推进自动化，这是造成孤岛的原因。只有做好作业间的组合，实施能够互相支援

36、的流动作业分配，才能达到“少人化”的目标。,77,3工作地布置存在的问题及解决方法,工作地是否经常存在下列现象：作业台很大，实际使用只需要一小部分，其余堆满了原材料、半成品及工夹具；作业台只有一层，利用了平面空间，未利用立体空间，员工在一个很大的范围内拿取所需物品，既不方便又浪费时间；物流箱、盒设计不合理，要么太大要么太小；工作地放了很多私人物品；材料、车辆、空箱、卡板、手推车到处都是，碍手碍脚。,78,在物品放置以前，要明确以下事项：现在的工作是超额完成还是落后了？在规定的场所有无错放的物品呢？最近要生产什么，使用哪些零部件呢？根据以上情况，要做到：放置场所要设在生产线附近，若物料用完，作业

37、者马上就可以发现；为了便于管理，零部件要分类放置；坚持先入先出FIFO的原则；实施定置管理，明确零部件的放置场所、数量、状态。,79,通过规定物品的放置方法，可以把握生产的异常状态，从而进行改善。可以按下表的原则来掌握。,项目,规定内容,场所,规定物品的放置场所，并进行定置、定量管理,放置方法和标识,根据放置场所的现物标识、最大量标识、最小量标识，就可以知道物品的有无、生产的进度，以及接下来应该加工什么等情况。,包装形态,从物流的角度考虑取放、数量确认的难度和节省空间,管理,场所、种类、名称、最大量、最小量等明确，便于推进全员情报共享化，正常和异常也一目了然。,80,定置管理与5S/6S,除对

38、主要生产设备安排适当位置外，还需要对其他部分，包括在制品暂存地、废品废料存放地、检验试验用地、工人工作地、通道、办公室、生活卫生设施辅助部门等安排合理的位置，确保工作环境整洁和生产安全5S：厂房环境维持的5个步骤 1.整理(Seiri)将现场里需要与不需要的东西，区别出来。并将后者处理掉。2.整顿(Seiton)将整理后需要的东西，安排成为有秩序的状态。3.清扫(Seiso)保持机器及工作环境的干净。4.清洁(Seiketsu)延伸干净的概念至自己本身，并且持续执行上述3个步骤。5.素养(Shitsuke)以设立目标的方式，来建立自律以及养成从事5S的习惯。6.安全(Security),81,

39、82,4改善工作地布置的方法,1)避免物料的外包装进入工作地。如果物料的外包装进入工作地，就很容易产生灰尘和垃圾，如同在垃圾场生产，怎么可能生产出高质量和高价值的产品？到处都是空箱、纸皮或发泡袋，占据了很大的地方，还要不时回收，导致物流不畅。并且外包装产生了新的回收和搬运工作，所以我们要避免物料的外包装进入工作地。,83,2)设计并选用合适的盒、架、棚等储运物品，保证空间的充分利用。盒、架、棚等储运物品应根据使用状况设计大小和款式，尽量做到刚刚合适；从人体工学（人因工程学）的角度出发，设置扇形的作业范围，并充分利用立体空间；类似物料、不良品隔离摆放，防止错用；做好标识及防护措施，便于正确放置和

40、查找。,工作地布置,6.2.4 机器布置与二次分配问题,流水线中机器都是按流动顺序布置的，这里讨论的机器布置主要是工艺原则布置中的离散机器布置问题，如机械修理加工厂（Job Shop或Machine Shop）中的机器布置。根据机械加工机器设备的种类和各工序间的联系，机器的平面布置形式有：纵向排列适用于长机床的布置横向排列适用于短机床及其他中型设备的布置斜向排列操作方便，切削不易伤人，动力线路短。总的来说，不管如何排列，机床间距一般不应小于1m，机床与墙的距离不小于0.7m。机器设备的垂直方向布置，要考虑人体身高尺寸，太高太低都不好。机器的造型尺寸及操纵器的布置，要便于操作。,尽管机器布置是千

41、变万化的，但实质可以分为单行布置和多行布置两类。单行布置实际上就是单设施一维选址问题。多行布置问题可以建立多种数学模型，如图论模型MIP模型二次集合覆盖模型二次分配模型。其中最著名的就是1957年提出的二次分配问题（Quadratic Assignment Problem，QAP）的模型。,QAP问题要确定机器的布置位置使得总的物流成本（定义为相应物流量与距离乘积的总和）最小，其数学模型为,fik为机器i到机器k的物流量，djl为从位置j到l的距离，n为机器的总数或位置总数，xij=1为将机器i布置到位置j，否则为0。QAP问题为非线性规划，求解很困难，小规模问题可以采用分支定界法；大规模问题

42、只能用启发式算法，如最速下降法、消除法、交换法等，但它们只能找到近优解，通常不是最优解。现在，对于大规模问题常采用模拟退火算法和遗传算法来求解。,88,6.3 服务设施布置与设计,服务不同于生产的主要特点是不生产有形产品，但服务有可能提供有形的产品，或者涉及到物品。总的来说，服务系统主要涉及的是人员、信息和商品的流动，服务设施的布置主要有三种，即办公室布置、零售店布置和仓库布置。一般地，办公室布置主要考虑信息和人员的流动，零售店布置则考虑人员和商品的流动；仓库布置则是物料的流动。本章我们介绍前两种服务设施的布置，仓库布置将在第7章再详细讨论。,89,6.3.1 办公室布置,办公室布置与工厂布置

43、最大的区别是信息的重要性，办公室布置强调信息流和纸面文件处理流程，并考虑到人员的需要。办公室里的工作人员、他们的工作内容、每个部门的人员组成和各部门的相互关系是必须考虑的，组织机构图是分析各部门和人员相互关系的良好工具办公室布置的另一个特点是灵活性。组织的人员变动和机构变化都会带来办公室布置的变化，幸好办公室再布置比工厂要容易得多。现代办公的可移动的、模块化家具非常适应这种需要。模块式布置：便于交流，一定的私密性；节省空间，灵活组合；外观统一、漂亮。,90,信息社会下，更多信息倾向于电子方式，甚至出现了在家上班的SOHO（Small Office,Home Office）方式，但办公室布置的分

44、析还是要求基于信息的，要分析常规信息和电子信息，分析办公需求和影响工作人员效率的因素。相关图还是最有用的方法之一，我们可以考虑信息流和人员流得到不同的相关图，再根据具体情况，得到综合相关图，以此作为办公室布局的依据。比如无面积拼块图在这里应用更好，因为各办公室差别不是很大。,91,在我国，普通办公室每人使用面积不应小于3m2，单间办公室净面积不宜小于10 m2。专用办公室中，设计绘图室，每人使用面积不应小于5m2；研究工作室，每人使用面积不应小于4m2。会议室根据需要可分设大、中、小会议室，中、小会议室可分散布置。小会议室使用面积宜为30 m2左右，中会议室使用面积宜为60 m2左右；中、小会

45、议室每人使用面积：有会议桌的不应小于1.8 m2，无会议桌的不应小于0.8 m2。如果采用模块化布置，可以节省不少面积，而且通过有效利用高度空间，可在办公室面积不扩大的情况下，提高空间利用率。但一个单位办公室布置究竟采用模块化布置还是单独办公室布置，还要根据具体情况来定。可能会是两种情况的混合，如一些重要的职位采用单独办公室式布置，有些部门则采用模块化布置。,94,6.3.2 零售店布置,零售店布置(layout for retailers)是指店内展示商品的安排方法，它不仅仅是各商品的摆放位置，还要考虑展示能吸引顾客，包含很多艺术的因素。例如商店应当通过橱窗展示吸引顾客进入商店里面，通过商品

46、的合理分区、摆放和展示，让顾客易于找到它所要的商品，此外，商店布置还应让顾客经过走道时，能看到冲动性购买的商品。限于本书范围，这里主要介绍零售店布置的一些主要方法和原则，不涉及到艺术的因素。,95,只要是一个有点规模的商店，其内总有一些位置是“黄金铺面”，顾客的交通路线就是毛利最高的商品摆放的最佳位置。冲动性购买的商品和方便货物应当摆放在店的前部；顾客要仔细挑选的商品及特殊商品自然会吸引到识解货的人，不应放在黄金位置。,96,零售店布置应充分了解顾客的购买习性。如果顾客进店来买特定的商品，并趋向于直接走向这些商品，那么可在路途中布置一些附属的商品。观察顾客行为有助于确定热销商品和滞销商品。经过

47、客流量、灯光、通道、展示位置、声音、招牌和颜色等多因素的综合考虑，店主就可以找到最好的商店布置。,97,零售店主要有三种布置形式，即：网格式(Grid layout)自由式(Freestyle layout)精品店式(Boutique layout)。,98,网格式以矩阵网格方式安排柜台，通道都是平行的。大多数超市和相当数量的折扣店都采用网格型布置，因为它适合自选购物方式，容易控制客流量。网格式布置能有效利用销售空间，创造整洁的环境，并能简化购物活动。,99,网格式布置,100,自由式与网格式有很大的不同，它采用不同形状和大小的柜台（货架）展示。自由式的主要优点是有一个轻松、友好的购物气氛，能

48、够鼓励顾客更长时间的逗留和购买，并增加顾客冲动性购买的机会。但是自由式布置的空间利用率不高，而且规划不好还可能会产生安全问题。,101,精品店式布置将商店划分为一系列相对独立的购物区，每一区域都有自己的主题，就像在一个大店里布置一系列专买店一样。精品店式能为顾客提供一个独特的购物环境，有些小的百货商店就采用这种布置，可以展现独特的形象。,102,自由式布置 精品店式布置,103,商店应尽可能地将商品展示得吸引人。最好的效果是，顾客的眼睛一看到展示，就知道该店出售商品的类型。公开展示主打商品就可创建一个吸引人的销售区域。而将互补的商品一起展示，就能促进销售。空间充裕的展示为商品提供了一个开放的视

49、线，并能减少店内失窃的发生。公开、宽敞的形象比混乱拥挤的外观要好得多。另外展示高度也很重要，因为顾客不会购买他们看不到或够不着的商品，尤其是在超市。,104,楼层区位价值,很明显，商店内的空间的各部分在创造销售收入上并不相同，我们可以用空间价值来区分。一般楼层区位价值如图,105,通道区位价值,通道的布置对吸引顾客也有很大影响，沿主通道摆放的商品一般销量会更高，其客流量一般分布如图。,106,空间价值,空间价值也依赖于与商店入口的相对位置。一般来说，距离越远，价值越低。另外统计规律表明：大多数顾客进店后，先向右转，再反时针移动，而且约只有1/4的顾客会逛过超过一半的店面。典型商店布置的平面空间

50、价值如图。,107,零售店布置总的目标是单位面积的获利能力最大化。明白了商店的空间价值后就会正确地布置商品，放在高价值区的商品应当产生足够的销售量，以匹配其位置。,108,超市的布置示意图，普通的商品按网格式布置，食品中间区域采用自由式布置，而奶类、面包、蔬菜和水果则采用精品店专区布置。,6.3.3 其他布置,服务设施的内涵相当广泛，但总的来说采用功能布置（工艺原则布置）更普遍。,1医院布置,现代综合医院的功能相当复杂，主要有三大类流动：人流又可分为医生人流、护士人流、病人流及陪伴探视人流和工作人流。物流可分为洁净物流和污染物流，药品和医疗用品的流动要与医疗垃圾和污染物流严格分开。信息流主要是