物流工程学培训课件.ppt

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1、1,第6章 设施布置技术及应用 Facility Layout Techniques and Its Application,2,引导案例,东风汽车公司前身是1970年代开始建设的第二汽车制造厂，它位于湖北省西北山地十堰市。 二汽的22个专业厂分布于十堰市各山坳内，布局十分分散，东西距离近30公里。 没有考虑汽车制造这种大物流量生产所必需遵循的“移动距离最小原则”，在生产系统规划与设计中没有进行正确的物流分析，在厂际间建设了70多公里的铁路专用线及与之配套的仓库等设施。最后，不得不用汽车运输取代了原定的厂际间的铁路运输。 由于零件工艺线路长，专业厂相互之间复杂的协作关系，加上厂房车间地域上的分

2、散，东风公司的生产组织极其复杂，物流始终是压在企业肩上的一个重担。 十堰基地也给东风汽车公司的后续发展带来障碍，公司不得不另址规划其载重车和轿车的生产厂址，不过，通过总结教训和学习，从襄樊到武汉，公司工厂布置与设计已经发生了质的飞跃。,本 章 主 要 内 容,系统布置设计SLP SLP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 关系表法、图论法。 详细布置 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 计算机辅助设施设

3、计的发展、典型软件介绍,4,6.1 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，物流分析和作业单位关系密切程序分析相结合、寻求合理布置的技术，不仅适合各种规模或种类的工厂的新建、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

4、时，也可用于医院、商店对服务业的布置设计。,5,6.1.1 SLP基本要素与程序模式,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产品和物料，包括其变化和特性； Q每种物品的数量； R生产路线（工艺过程顺序）； S辅助部门（包括服务部门）； T时间（时间安排）。 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。,6,整个设计被划分为4个阶段： 确定位置。 总体区划。 详细布置

5、。 实施。 四个阶段均按顺序进行，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。,7,系统布置设计SLP程序模式,8,6.1.2 SLP相关图技术,相关图是缪瑟首先使用的，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。,9,一、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，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

6、必须考虑它们之间的密切关系，像维修间、工具室、更衣室、休息室与生产区都的一定的密切关系。 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“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。,10,非物流的相互关系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、

7、I、O、U和X六种，其比例掌握如下,11,某叉车厂作业单位非物流相关图 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。,12,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,13,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

8、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。,14,因为这种评级是定性的，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，和充分的调查研究。 决定密切程度的标准，并逐

9、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。,15,2 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按表量化。,16,然后用以下公式计算两作业单位i和j之间的

10、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，各档比例还可按表4-16控制。 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。,17,6.1.3 平面布置方案的确定,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

11、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。,18,1 缪瑟的线型图法,缪瑟提出的SLP中采用了线型图来“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

12、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。,19,20,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。布置步骤如下：,21,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

13、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)。,22,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级的要尽量远离。最后得到的布置线型图如下。,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

14、相关图的基础上可以得到布置方案,Example,Example (Cont.),Activity Relationship Diagram,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型图法，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,28,6.2.1 关系表法,上述线型图法要不断试错，定量性不强，初学者往往要面临多次失败后才能摸索掌握。Tompkins介绍

15、了一种关系表技术，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,29,下面结合某小型工具箱制造厂的例子讲述这种方法。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。,30,1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

16、，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。,31,32,2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,33,完成全部拼块后，可以裁下来进行布置摆放。 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。,34,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