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1、第四章第四章 设施布置设施布置n常见的几种布置形式常见的几种布置形式n好的生产布置的特征好的生产布置的特征n好的服务布置的特征好的服务布置的特征 n布置的定量分析布置的定量分析2005-4-201第一节 布置的基本形式 n设施布置设计设施布置设计是指根据企业的经营目标经营目标和生产生产纲领纲领，在已确认的空间场所内，按照从原材料的接收，零件和产品的制造，成品的包装、发运的全过程，力争将人员、设备和物料所需要的空间做最适当最适当的分配和最有效最有效的组合，以图获得最大的经济效益经济效益。2005-4-202需要容量和有效容量需要容量和有效容量n需要容量指必须满足目前需要的生产能力和满足经过一段时
2、间后的生产能力两方面。n有效容量指通过对现有设施进行重新布置而获得的生产能力，或是通过布置新的设施而获得的生产能力（在预算限度内）。2005-4-203设施布置的目标n最有效的利用空间；n符合工艺要求；n简化加工过程；n最大限度地减少物料搬运；2005-4-204能力测定单位系统单位钢铁公司炼油厂航空公司纺织公司饭店医院机械车间大学百货商店吨数/时间周期桶数/时间周期可用飞机数/时间周期织物码数/时间周期座位容量病床数机器小时数学生数/年销售收入/平方米场地2005-4-205按工作流程形式分类产品原则布置Product layoutn根据产品制造的步骤来安排各组成部分。从理论上看，流程是一条
3、从原料投入到成品完工为止的连续线；n固定制造某种部件或某种产品的封闭车间，其设备、人员按加工或装配的工艺过程顺序布置，形成一定的生产线；2005-4-207原料库钳工车床1滚齿磨床装配成品库车床2车床3钳工钻孔钳工立车钻孔钳工装配1装配2检验装配3 产品原则布置示意图2005-4-208优点缺点由于布置符合工艺过程，物流顺畅由于上下工序衔接，在制品少生产周期短物料搬运工作量少对工人的技能要求不高，易于培训生产线速度取决于最慢的机器,一台设备发生故障将导致整个生产线中断产品创新将导致布置的重新调整机器负荷不满相对投资较大产品原则布置优缺点2005-4-209工艺原则布置Process layou
4、tn根据所执行的一般功能，对各工艺组成部分进行布置，并不考虑到任何特殊产品。如单件小批加工车间、百货商店和医院通常是这样的。 2005-4-2010原料库车床1车床2钻孔磨床装配成品库车床3车床4钻孔磨床钳工钳工检验焊接铣床铣床检验焊接 工艺原则布置示意图产品B产品A2005-4-2011优点缺点机器利用率高设备和人员的柔性程度高，更改产品品种和数量方便设备投资相对较少物流量大生产计划与控制较复杂生产周期长库存量相对较大 工艺原则布置优缺点2005-4-2012成组原则布置Group layoutn介于产品布置和工艺布置之间。适应于中小批量生产。 2005-4-2013原料库车床钻孔滚齿磨床成
5、品库铣床装配焊接钻孔压机立车钻孔装配磨床钻床装配焊接 成组原则布置示意图2005-4-2014优点缺点物流顺畅设备利用率较高有利于发挥班组合作精神有利于扩大工人的作业技能物料搬运工作量少生产计划要求高由于单元之间流程不平衡，需要中间储存人员需要掌握所有作业技能减少了使用专业设备的机会兼有产品原则布置和工艺原则布置的缺点 成组原则布置优缺点2005-4-2015定位原则布置Fixed layoutn是根据体积或重量把产品保留在一个位置上。设备是围绕着产品而转。2005-4-2016仓库设备1人员设备2仓库设备3人员设备4 定位原则布置示意图产品(飞机)2005-4-2017优点缺点物料移动少当采
6、用班组方式时，可提高作业连续性高度柔性人员设备的移动增加设备需要重复配备工人技能要求高 定位原则布置优缺点2005-4-2018按生产系统功能布置分类n存储布置n销售布置n工程项目布置2005-4-20193、较佳的生产布置的十个特征 4、较佳的服务布置的十个特征方便与顾客进行沟通；2005-4-2021第二节 布置的定量分析布置分析的基本要素Product（产品或服务）n指规划设计的对象所生产的商品、原材料、加工的零件和成品或提供服务的项目。这些资料由生产纲领（工厂的和车间的）和产品设计提供，包括项目、种类、型号、零件号、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
7、的方式等因素。2005-4-2023Quantity（数量或产量）n指所生产、供应或使用的商品量或服务的工作量。其资料也由生产纲领和产品设计提供，用件数、重量、体积或销售的价值表示。数量这一要素影响着设施规模、设备数量、运输量、建筑物面积等因素。2005-4-2024Route（生产线路或工艺过程）n这一要素是工艺过程设计的成果，可用设备表、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到因素。 2005-4-2025Supporting service（辅助部门）n指公用、辅助、服务部门，包括工具、维修、动力、收货、发运、铁路专用线、办公室、卫
8、生站、更衣室、食堂、厕所等，由有关专业设计人员提供。这些部门是生产的支持系统，在某种意义上加强了生产能力。有时，辅助服务部门的总面积大于生产部门所占的面积，所以必须给予足够重视。 2005-4-2026Time（时间安排）n指在什么时候、用多长时间生产出产品，包括各工序的操作时间、更换的次数。在工艺过程设计中，根据时间因素可以求出设备的数量、需要的面积和人员，平衡各工序。这些都影响着仓储、收货、发运，以及辅助部门的配合等因素。 2005-4-2027 工艺布置定量分析n在很多设备安排中，最佳布置最佳布置通常意味着妥善安置那些相互有大量运输量大量运输量的部门，使总的物流运输管理费用最小。例如，应
9、在熟练机工的近旁留工具箱的位置，目的是使他们在操作机器时所花辅助时间最少。n下面用一个例子来说明。2005-4-2028n对工艺布置的一般方法和提出某些独特的问题，可用下面图解的例子说明。假设我们需要安排一个玩具工厂的八个部门，要使各部门间物料搬运费用最少。为了简化，假定所有部门有相同的面积，譬如说40米40米。建筑物宽80米，长160米。 n所有物料是用标准尺寸柳条所有物料是用标准尺寸柳条箱来运输，用铲车将柳条箱箱来运输，用铲车将柳条箱逐个装上卡车（构成一个逐个装上卡车（构成一个“装载量装载量”）n邻近部门之间运输费用是搬邻近部门之间运输费用是搬动一装载量为动一装载量为1 1元。元。 135
10、724682005-4-2029步骤1 决定部门之间预期的装载量（运行一年后）12345678部门1 发运与收货175500302002025部门2 塑料铸造与冲压010075908090部门3 金属成形178812599180部门4 塑料熔合部门205025部门5 小型玩具装配0180187部门6 大型玩具装配374103部门7 机械装配7部门8 喷漆2005-4-2030步骤2 决定布置费用12345678部门1 发运与收货175500 部门2 塑料铸造与冲压0100150180 部门3 金属成形1788125198360部门4 塑料熔合部门205050部门5 小型玩具装配0180187部
11、门6 大型玩具装配374103部门7 机械装配7部门8 喷漆小计：3474元2005-4-2031步骤3 研究部门布置的变化，从而减少搬运费用n我们将部门1与部门6的距离缩短一些。部门1部门3部门5部门7部门2部门6部门4部门82005-4-203212345678部门1 发运与收货17550060200 部门2 塑料铸造与冲压020015090 部门3 金属成形1788125198360部门4 塑料熔合部门205025部门5 小型玩具装配0180187部门6 大型玩具装配748206部门7 机械装配7部门8 喷漆小计：3736元2005-4-2033理论上讲，对于8个部门就有8！（40320
12、）个布置，其中至少存在一个最优布置。部门5部门8部门6部门4部门3部门7部门2部门1部门3部门7部门2部门1部门5部门8部门6部门42005-4-203412345678部门部门1 发运与收货发运与收货175150090200 部门部门2 塑料铸造与冲压塑料铸造与冲压0100150908090部门部门3 金属成形金属成形5188 99180部门部门4 塑料熔合部门塑料熔合部门6050 部门部门5 小型玩具装配小型玩具装配0180187部门部门6 大型玩具装配大型玩具装配374103部门部门7 机械装配机械装配7部门部门8 喷漆喷漆理论最佳解 小计：2849元2005-4-2035但是我们发现但
13、是我们发现部门1部门6部门7部门3部门4部门2部门5部门82005-4-203612345678部门1 发运与收货17515006020040 部门2 塑料铸造与冲压0100759080180部门3 金属成形 8825099180部门4 塑料熔合部门4050 部门5 小型玩具装配0180187部门6 大型玩具装配374206部门7 机械装配7部门8 喷漆实际解 小计：2967元2005-4-2037基本假设也可能有问题：n部门的规模不一定相等。（面积或形状）n对设备的安装无约束。n部门的出入口没有限制。n物料的搬运方法不可能完全一样。如采用皮带运输机等。2005-4-2038产品布置定量分析n
14、在工艺过程布置中，模式是高度可变的，而产品布置中，则是高度可预测的，因为它本身是产品制造过程的函数。所以，在一个产品布置系统内，其各部门的相对位置安排以及生产部门内的各部分的定位所出现的困难比工艺布置小。n然而，在特殊情况下的产品布置如装配线的布置，工厂设计人员将面临着较复杂的问题就是如何达到装配线的均衡流动，使在装配线上操作的工人停工时间最短。2005-4-2039面临的两个问题在给定的周期时间内，求工作地点的最小数量布置问题；在已定的工作地点数量条件下，求最小的周期时间编制进度表问题。 一个“工作地点”通常是为完成给定工作量的特定的位置，不一定总是由一个操作人员操作；“周期时间”是指相邻产
15、品在装配线上通过所需的时间。 2005-4-2040任务完成时间(秒)任务说明紧前工序A45安装后轴支架，将4个螺母紧固B11插入后轴AC9拧紧后轴支架，将其紧固在丝杆上BD50安装前轴支架，将4个螺母紧固E15拧紧前轴装配螺钉DF12安装1#后车轮，紧固轮壳轴承盖CG12安装2#后车轮，紧固轮壳轴承盖CH12安装1#前车轮，紧固轮壳轴承盖EI12安装1#前车轮，紧固轮壳轴承盖EJ8装配手推车手把FGHIK9紧固螺栓与螺母J1952005-4-2041步骤1 画出网络图1254811109367ABCGFJKDEHI2005-4-2042步骤2 确定周期时间n每天需求量：500辆n每天工作时间
16、：8小时/480分钟n每辆车所需工作时间：195秒2005-4-2043步骤3 计算工作地数量n计算出的理论工作地数量是3.87，但工作地点数必须是整数，此外，由于前后关系的限制以及试图合并全部动作在每个工作地点内的问题，使实际工作地点数比理论上算出的要多。 2005-4-2044步骤4 确定平衡生产线的规则n首先分配后续工作较多的任务n首先分配操作时间最长的任务任务后续任务数量AB，DC，EF，G，H，IJK6542102005-4-2045步骤5 分配各工作地的任务n首先按照规则一分配，优先分配后续任务较多的任务n然后按照规则二分配。n计算效率2005-4-2046任务任务时间(秒)剩余的未分配时间（秒）可分配的遗留任务后续任务最多的任务其中操作时间最长的任务优先分配后续任务最多的任务工作地1工作地2工作地3工作地4工作地5没有没有CEFGHI没有HIIJ没有没有CCECFGHIHIEFGHIHI2005-4-2047任务任务时间(秒)剩余的未分配时间（秒）可分配的遗留任务后续任务最多的任务其中操作时间最长的任务工作地1500.4没有工作地2455.4没有工作地31512121135.423.411.40.4BHIBIB没有BIHI工作地49121289FGGJK没有FGFG优先分配操作时间最长的任务2005-4-20482005-4-2049
