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1、工业工程典型案例分析 安徽工业大学管理科学与工程学院 主讲人:王付宇 13855569760,工业工程专业,现代工业工程,课前知识回顾：第6章 轮芯加工工作研究及设施规划（1）,1、车轮加工工艺程序分析: 工艺程序图绘制 2、轮芯镗孔工序流程程序分析：流程程序分析图绘制 3、轮芯镗孔工序双手作业分析：双手作业分析图绘制 4、轮芯镗孔工序改善方案 1）用5W1H提问技术进行现状分析 2）用ECRS四大原则进行改进方案探讨 3）改善方案：对等待的改进、 对搬运的改进、 对搬运和等待同时改进 5、轮芯镗孔工序作业测定 1）秒表时间研究 2） MOD法分析,第六章 马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施
2、规划（2）,马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划,内容提要：设施规划与设计、改进方案系统评价。 本节重点：设施规划与设计。 本节难点：系统评价。 教学目标：通过本节课的学习，能够熟悉用SLP法进行生产车间设施规划分析和改善的基本方法和步骤，以及运用AHP法进行系统综合评价的基本方法，掌握生产车间物流关系和非物流关系的计算过程，会运用SLP法进行简单的生产车间设施规划与设计。,6.3 生产车间设施规划,6.3.1 用SLP法进行总生产车间设施规划分析和改善 1、基本原始资料的收集 1）产品（P）和产量（Q） 产品应用领域领域：铁路运输、地铁和轻轨、机械、冶金、石油、化工、电力、国防、航天等。
3、2）工艺过程（生产路线R） 车轮生产工艺过程见图6-1 简化后车轮及轮芯加工工艺程序图6-2 3） 辅助服务部门（S，service） 4） 时间安排（T，time）,马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划,6.3 生产车间设施规划,2、 总生产车间作业单位划分,马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划,图6-3 简化前的作业单位,图6-4 简化后的作业单位,6.3 生产车间设施规划,3、总生产车间作业单位相互关系,表6-1 车轮生产周计划,表6-2 轮芯生产周计划,6.3 生产车间设施规划,3、总生产车间作业单位相互关系,表6-3 车轮物流量计算,3、总生产车间作业单位相互关系,表6-4 轮芯
4、物流量计算,6.3 生产车间设施规划,3、总生产车间作业单位相互关系 由此可以计算出作业单位间的物流量，如下： 12：2155.398+413.387=2568.785 23：2568.785 34：1800.610 45：1800.610 56：1800.610 67：1685.689+361.786=2047.475 78：2047.475 37：361.786,马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划,6.3 生产车间设施规划,3、总生产车间作业单位相互关系,马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划,图6-5 物流强度划分标准,3、总生产车间作业单位相互关系,图6-6 作业单位物流相关表,6
5、.3 生产车间设施规划,4、总生产车间非物流关系分析 非物流关系的的确定一般考虑如下的因素: 工艺流程。 作业性质相似。 使用相同的设备。 使用同一组人员。 使用同一场所。 使用相同的公共设施。 工作联系的频繁程度。监督和管理方便。 噪声、震动、烟尘、危险品的影响。 服务的频繁和紧急程度。,马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划,表6-5 基准相互关系,4、总生产车间非物流关系分析,表6-6 作业单位非物流相互关系表,6.3 生产车间设施规划,5、 总生产车间综合单位相互分析 该车间生产的车轮和轮芯很重，物流量相对比较大，因此非物流关系中的搬运、噪声、温度成品包装等因素决定非物流关系显得没那么
6、重要，因此在进行综合关系计算时取物流和非物流因素的加权值定为3：1。在量化密切程度时，一般取A4、E3、I2、O1、U=0、X=-1。 参考综合相互关系等级与划分比例表6-7，得到等级划分范围表6-8。,马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划,5、 总生产车间综合单位相互分析,表6-7 综合相互关系等级与划分比例,表6-8 等级划分范围,表6-9 作业单位综合关系计算表,总生产车间综合单位相互分析,表6-10 作业单位综合关系,6.3 生产车间设施规划,6、 总生产车间作业单位位置相关图 综合接近程度：作业单位的综合接近程度等于该作业单位的与其它所有作业单位之间量化后的关系密级的总和。,马钢车
7、轮公司轮芯加工工作研究及设施规划,总生产车间作业单位位置相关图,表6-11 综合接近程度,6.3 生产车间设施规划,6、 总生产车间作业单位位置相关图,马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划,表6-12 作业单位关系等级表示方式,6.3 生产车间设施规划,6、 总生产车间作业单位位置相关图 第一步，首先处理综合相互关系密级为A的作业单位对。 从作业单位综合关系表中取出A级的作业单位对，有12，78，按综合接近程度分值排序为7，1，2，8。 将综合接近程度分值最高的作业单位7布置在位置相关图中间位置。将作业单位8布置到图中，且与作业单位7之间距离为一单位距离，如10mm，如图6-7所示。 布置综
8、合接近程度次高的作业单位1的位置。由于作业单位1与图上已有的作业单位7和8均非A级关系，则应从综合相互关系表中取出1-7、1-8的关系，结果均为U级。综合考虑的结果是将作业单位1布置在图中6-7b所示的位置上。 处理与作业单位1有A级关系的作业单位2，从综合相互关系表中取出图中与存在的作业单位7、8和2的关系，均为U级。关系密级U为不重要的关系，则重点考虑1和2的关系，将作业单位2布置到如图6-7c所示的位置上。,6.3 生产车间设施规划,6、 总生产车间作业单位位置相关图,马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划,6.3 生产车间设施规划,6、 总生产车间作业单位位置相关图 第二步，处理相互关
9、系为E的作业单位对。 从综合相互关系表中取出具有E级关系的作业单位对，有2-3、6-7，涉及到的作业单位按综合接近程度分值排序为3，7，6，2. 首先处理与作业单位7有关系的作业单位6和3，7与6的关系为E级，关系特别重要，所以6与7应尽量靠近，7与3的关系为O级，密切程度一般。但是3与2的综合作业单位关系为E，关系特别重要，所示3应该尽量与2靠近。由此得到6与3的布置结果如图6-7d所示。 处理剩余的作业单位4、5，从作业单位综合关系图中可以得出作业单位4与5的关系等级为I,5与6的关系等级为I,关系重要，因此作业单位5与6比较接近，作业单位4与5比较接近。最后还要重点调整X级作业单位对间的
10、相对位置，得到最终作业相关图，如图6-7e所示。,马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划,6、 总生产车间作业单位位置相关图,6.3 生产车间设施规划,6.3.2 现行布局和计算布局的对比分析 通过计算将作业性质类似的作业单位靠近，因此将物流量大的毛坯区和锯切区设置在比较靠近的位置，这样可以减少物流量，给运输带来方便。最后的检查和包装靠得比较近，以便在运输途中对零件有所损伤，减少损失。 其中，热处理作业单位温度很高，特别是在夏季，因而与其他作业单位设置距离较远。这样有利于改善车间作业环境。 因为是流水线生产，所以将生产线设置成U形，以方便生产物流搬运，避免迂回交叉物流。,马钢车轮公司轮芯加工工
11、作研究及设施规划,6.4 方案综合评价,6.4.1评价方法介绍 层次分析法（Analytic Hierarchy Proce-ss,AHP）,把复杂问题分解成各个组成因素，又将这些因素按支配关系分组形成递阶层次结构。通过两两比较的方式确定层次中诸因素的相对重要性。然后综合有关人员的判断，确定备选方案相对重要性的总排序。整个过程体现了人们分解判断综合的思维特征。,马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划,6.4 方案综合评价,6.4.1评价方法介绍 在运用AHP方法进行评价或决策时，大体可分为以下四个步骤进行： 分析评价系统中各基本要素之间的关系，建立系统的递阶层次结构。 对同一层次中某一准则的重
12、要性两两比较，构造 两两比较判断矩阵，并进行一致性检验。 由判断矩阵计算被比较要素对于该准则的相对权重。 计算各层要素对系统目的（总目标）的合成（总）权重，并对各备选方案排序。,马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划,6.4 方案综合评价,6.4.2 用AHP法进行综合评价 1、建立方案评价的递阶结构,马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划,6.4 方案综合评价,2、建立各阶层的判断矩阵A,并进行一致性检验 式中，aij 是要素i与要素j相比的重要性标度。,马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划,6.4 方案综合评价,6.4.2 用AHP法进行综合评价,马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划,
13、表6-13判断矩阵标度定义,表6-14 判断矩阵及重要度计算和一致性检验的过程和结果,6.4 方案综合评价,6.4.2 用AHP法进行综合评价,马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划,表6-15 平均随机一致性指标,6.4 方案综合评价,6.4.2 用AHP法进行综合评价 3、 求各方案的总重要度计算过程和结果 表6-16 方案总重要度计算表 结果表明，三个方案的优劣顺序为：C3、C1、C2，即C3为最优方案,马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划,本章案例内容小结：,1、车轮加工工艺程序分析: 工艺程序图绘制 2、轮芯镗孔工序流程程序分析：流程程序分析图绘制 3、轮芯镗孔工序双手作业分析：双
14、手作业分析图绘制 4、轮芯镗孔工序改善方案 1）用5W1H提问技术进行现状分析 2）用ECRS四大原则进行改进方案探讨 3）改善方案：对等待的改进、 对搬运的改进、 对搬运和等待同时改进 5、轮芯镗孔工序作业测定 1）秒表时间研究 2） MOD法分析,马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划,本章案例小结：,6、总生产车间设施规划 1）用SLP法进行总生产车间设施规划分析和改善 基本原始资料的收集、 总生产车间作业单位划分、总生产车间作业单位相互关系、总生产车间非物流关系分析、 总生产车间综合单位相互分析、 总生产车间作业单位位置相关图 2）现行布局和计算的布局的评比改进 7、方案综合评价：用A
15、HP法进行综合评价 1）建立方案评价的递阶结构 2）建立各阶层的判断矩阵A,并进行一致性检验 3）求各方案的总重要度计算过程和结果,马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划,复习与思考：,1、SLP方法中非物流关系的的确定一般考虑哪些因素？ 2、简述层次分析法的基本原理和分析步骤。 预习第七章 精益生产（参2）。,马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划,知识拓展：,浙江工业大学 鲁建厦教授： 新厂房布局规划中若干关键问题的研究 安徽工业大学 方庆琯教授： IE研究的新领域自动化机器的工作研究,马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划,现代工业工程,图6-1 车轮生产工艺程序图,图6-2 简化后车轮及轮芯加工工艺程序图,表6-6 作业单位非物流相互关系表,
