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1、基于流程分析的车间内部设施布置研究摘 要：本文阐述了设施规划和流程的相关概念。对设施规划发展历程进行调查和研究。并通过一个设施规划的实例，来说明本文提出的基于流程分析的车间内部的设施规划方法。该方法运用流程程序图和流程线路图的分析，来思考和布置车间内部的机器。通过物流效率的改善和物流成本的变化情况分析该方法的可行性。关键词：流程；程序分析；设施规划Abstract：This article expatiates the concepts of facilities planning and flow. It investigates and surveys the develop course
2、 of facilities planning. Through an example of facilities planning, it expatiates the method of the facilities planning inside of workshop based on flow analysis. To consider and place the machines inside of the workshop, this method analysis with flow process chart and flow circuitry chart. It anal
3、ysis the feasibility of this method with the improvement of flow efficiency and the diversification flow cost.Key words：flow；Program analysis；Facilities planning 第一章 引言第一节 设施规划的意义和作用20世纪是全球工业化的世纪，伴随着工业化的发展设施规划的作用越来越重大，特别是二次大战以后世界各国为了弥补战争的损失，都投入了大量的资金来新建和重建工业。我国在建国后的50年中，也在工业化道路上取得了突飞猛进的成就。以美国为例，自195
4、5年以来每年有8的国民生产总值（GNP）花费在新的工业设施的建设上 ，其中约有40左右用于制造业设施的建设，估计每年达到2500亿美元的投资。20世纪80年代以后受到信息技术的推动，各类服务业设施的发展速度又大大的超过了制造业。根据2001年美国统计，用于这些项目的投资达2万3000亿美元。我国仅在1986至1990年“七五”期间，全社会固定资产投资，包括基本建设和技术改造的投资平均每年达到近4000亿元人民币，五年内总投入达到国民生产总值的28。目前我国每年项目投资已多达万亿元人民币以上。50年来的实践证明，在我国被广泛的称为工程设计中的相当一部分是设施规划设计，其水平的高低和规划设计质量的
5、优劣，在建设项目中对资源是否合理利用，设施运营后能否实现科学管理，能否发挥社会效益和经济效益，对最终实现投资效果起到了决定性和关键性的作用。由此可见设施规划的重要性。第二节 设施规划的发展历程及在我国的发展现状设施规划设计的发展历程可以分为三个阶段：二战前，设施规划主要用在制造也中，主要采用定性分析方法和经验设计。当然这种方法缺乏科学性，但经过大量实践的数据也反映一定程度的客观情况，根据经验新设计的工厂在较短时间内比较符合实际情况。二战后，方法逐渐由定性向定量转变，工作领域也由重点在制造业扩大到其他工业和服务业，设计对象向非工业设施扩大。20世纪60年代以后由Richard.Muther 倡导
6、的系统化设施布置规划（SLP）方法，由于采用理性化的推理方法和系统化的规划设计方法，使设施规划设计前进了一大步，但这一方法的推理还比较粗略，系统化工作内容比较烦琐。随着计算机技术和信息技术的发展，80年代以来许多学者研究了各种设施布置的模型及算法，推理更加细致合理，加上CAD技术使绘图工作也可自动完成，出现了各种商品化的设施布置软件就，使设施规划设计又前进了一大步。从我国目前来看，系统化设计和计算机辅助设施设计软件（Computer Aided Facility Design简称 CAFD）应用尚不普遍，经验加指标设计法在设施规划中还占有优势。除了主观原因外，还有系统化设计尚不习惯，相关设计软
7、件还存在较多的不足和缺点，还需要对模型、算法以及CAFD软件作进一步研究改进和提高，更需要接个我国国情才能满足设施规划设计实际工作的要求。第三节 选题的意义我选择这个题目的背景是全球工业的大环境下，制造业、服务业和其他工业等对设施规划的迫切需求。我从久达公司（一个小型民营企业）的设施规划设计的整个过程中，得到了一些实用性的东西。力求做到由点及面，从一个侧面了解我国中小制造企业设施规划中存在的问题，寻求我国中小制造企业设施规划的有效方法。第二章 设施规划概论第一节 设施规划理论一、设施规划的含义和目标 “设施”通常被广泛认为是一种有型的固定资产，在“设施”内，人、物料、机器集合在一起为了实现一个
8、规定的目标，最典型的就是制造一种实实在在的产品或提供某种服务。1 2002年美国生产与库存控制学会（APICS）将设施定义为：“设施是物理工厂、配料中心、服务中心和其他的设备” 。2001年美国出版的Maynard工业工程手册第五版对设施的定义非常简洁，即：“设施是运作能力的物理表达” 。总之设施规划在不同的书籍和不同文献中都有不同的表达，但他们有共同之处。一是设施规划的对象是整个制造系统或服务系统而非其中一个环节；二是设施规划的目的是优化布置。所以设施规划可以解释为：是为新建或改建的制造系统或服务系统，综合考虑各种因素，做出分析、规划、设计，使资源合理配置、系统建成后能有效运营达到各种预期的
9、目标。 设施规划应该达到的目标2：符合生产、服务和工艺或服务过程要求最有效利用空间物料搬运费用最少为雇员提供方便、安全、舒适的环境保证生产灵活性适应管理方便二、设施规划的工作范围和工作组织就工业工程学科的范围来说，设施规划的主要包括场址选择和部分设施设计。设施设计通常包括布置设计（也称布局设计）、物流（物料搬运）系统设计、建筑设计、共用工程设计、信息系统设计等5大部分。我的论文写的是其中的一个分支布置设计。世界各国设施规划设计的工作组织各有差异，工作组织与各国工程建设管理体制密切相关。设施规划设计经常是工程设计的一部分，而工程设计是工程咨询活动的一个组成部分，常与工程的项目管理或工程的总承包联
10、系在一起。因此很少有只承担工程设计的机构。具有工程设计业务的机构的类型多种多样，如有属于大公司大企业的；也有隶属于政府的或独立设置的；也有私人独资的、股份制的；有综合性的、也有专业性的。这些组织机构按经营管理特点可分为：工程咨询公司、工程公司和设计事物所三种基本类型。工程咨询公司公司能为工程全过程提供工程咨询服务的顾问性机构，既能为顾主在项目建设前从事调查研究、分析论证、提出各种可行方案供其选择，又能为以后的工程设计、项目管理、施工监管、直到竣工验收，甚至为交工后的职工培训、管理咨询等提供服务。工程公司工程公司是拥有资金和各种人力资源、施工设备和富有工程建设经验的公司。为业主从立项开始，包括可
11、行性研究、工程设计、设备和材料采购、项目管理、试车指导人员培训等作总承包，也可对其中某项工作进行单项承包。设计事务所设计事务所是由注册建筑师和工程师组成，从事工程设计和工程监管的专业性机构，其中较多的是建筑师事务所。也有从事土木、结构、暖通、空调、电器、给排水等专业的实际事务所，一般规模都比较小。第二节 流程概述一、 流程的概念就制造也而言，所谓流程简单的说就是成品在实现过程中原材料、半成品在各机台之间的流动。二、程序分析程序分析是从宏观的角度出发，对整个生产过程进行全面的观察记录和整体分析。流程分析以现行的工艺程序为基础，采用专用的图表和符号对其进行详细的观察、记录，应用5W1H技术和ECR
12、S四大原则进行分析，最后通过改进，提出合理的工艺流程和车间平面布置与物料搬运路线。1.流程分析流程分析是通过绘制流程程序图来实现的。流程程序图由操作（）、检验（）、搬运（）、等待或暂存（D）、贮存（）5种符号构成。此图比工艺程序图详尽复杂，因而常对每一零件（或产品）单独作图，对其搬运、贮存、检验、暂存、操作都可进行独立研究。此种图表将5种符号按照发生的顺序用直线见符号连接起来，而表头部分则应有工作部别、工作名称、现行方法与建议方法及最后统计。绘制此图时须注意1：P56表上记述的内容必须是直接观察所的表上应提供尽可能全面的信息，所有的图表都应该具备有关信息，其表头应包括：产品、物料或设备的名称，
13、附上图号或编号。所记录的流动程序，应明确说明起点与终点及该方法是现行的还是建议的。进行操作的地点（部门、工厂、工地等）。图表查阅号、总叶数、页号。记录者、审定人的姓名，记录日期距离时间的总计，人工成本，材料成本，以便对新旧进行比较。2.线路图分析线路图是以作业现场为对象，对现场布置及物料和作业的实际流通路线进行分析，常与物流程序图配合使用，以达到改进现场布置和移动路线、缩短搬运距离的目的。路线图依比例尺绘制工厂的简图或车间平面布置，将机器工作台等相互位置绘制于图上并将流程程序图上所有的动作，以线条或符号表示。特别是材料与人员的流通路线，要按照流程程序记录的次序和方向用直线或虚线表示，各项动作发
14、生的位置则用符号或数字表示。流通的方向一般以箭头表示。线路图主要用于“搬运”或“移动”。第三章 工业设施布置的方法第一节 设施布置类型和工业设施布置的方法一、传统工业设施布置的类型1 工厂总平面布置是对工厂的各物质组成部分在空间上进行最佳的分布与安排，至于各个组成部分内部如何布置，还需要深入研究车间布置、工作地布置、办公室布置以及库房的布置等等内容。总图设计传统理论忽视对车间设备布置的理论探索有历史缘由，在计划经济时期，优先发展重工业方针的指导下，工厂设计理论研究的重点是以冶金、采掘、能源为代表的大型重工企业。在当时的科技、管理条件下，车间外部主要依靠铁路运输，铁路的合理布置以便于生产调度组织
15、便是十分复杂的问题，设计目标仅仅停留在能满足生产要求上，设计者对车间设备布置的重要性缺乏认识。目前，科技的进步促使厂内运输方式的多样化，生产流程不断简化，大规模流水生产广泛使用，第三产业在产业结构中的比重不断提高，技术的发展也促成了厂房的联合及产品的小型化趋势。尤其是在激烈竞争中因顾客个性化需求造成产品的多样化发展趋势及新型生产方式如JIT生产方式的通行促使企业生产管理及设施布置注重车间这个基本环节。相对于工厂总平面布置而言，车间布置更加重视生产环境与生产者的相互影响，注重人一机一环境的综合设计。2 车间的空间组织形式按工艺专业化组织按工艺专业化原则布置即按产品在流程中所需的各种工艺加工要求，
16、分别设置相应的生产单位。工艺专业化的生产单位集中着同种类型的生产设备和同工种的工人，每一个生产单位组织完成同种工艺方法的加工或同种功能。如机械制造企业中的机械加工车间、热处理车间、装配车间等;机械加工车间按设备又可分为机床组、铣床组、钻床组等。其优点为:(1)产品的制造路线有一定弹性，比较灵活，能较好适应产品品种变化的要求。(2)有利于提商设备利用率，个别设备出现故降对整个生产进程的影响最小.(3)工人固定操作某一种设备，有利于提高专业技能。工艺专业化生产单位生产上的分散不连贯存在以下缺点：(1)产品在加工过程中的运输路线较长，运输原材料、半成品的工作量较大。(2)产品在加工过程中停滞时间增多，延长生产周期，不利资金周转。(3)各生产单位之间
