物流工程課程設(shè)計方法

第三章

設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計§3-5

系統(tǒng)布置設(shè)計（SLP）模式工廠布置的方法與技術(shù)，一直在不斷發(fā)展。工業(yè)革命以來，出現(xiàn)了許多手工設(shè)計、數(shù)學(xué)分析和圖解技術(shù)。60年代以來，又發(fā)展了計算機(jī)輔助設(shè)施布置。在眾多的方法中，以1961年美國的繆瑟提出的系統(tǒng)布置設(shè)計SLP(SystemLayoutplanning)理論最為著名，應(yīng)用也十分普遍。它不僅適合于各種規(guī)模、種類的工廠之新建、擴(kuò)建或改建中對設(shè)施或設(shè)備的布置或調(diào)整，也適合制造業(yè)中對辦公室、實(shí)驗(yàn)室、倉庫等的布置設(shè)計，同時也可用于醫(yī)院、商店等服務(wù)業(yè)的布置設(shè)計。本節(jié)的內(nèi)容主要介紹這種布置技術(shù)。一、系統(tǒng)布置設(shè)計階段結(jié)構(gòu)施工安裝：編制計劃，進(jìn)行施工安裝確定位置：確定所要布置的相應(yīng)位置總體區(qū)劃：在布置區(qū)域內(nèi)確定一個總體布局詳細(xì)布置：確定各個作業(yè)單位或各個設(shè)施的具體位置時間階段二、系統(tǒng)布置設(shè)計的程序模式

系統(tǒng)布置設(shè)計（SLP）模式準(zhǔn)備原始資料物流分析與作業(yè)單位相互關(guān)系分析繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖作業(yè)單位占地面積計算繪制作業(yè)單位面積相關(guān)圖修正方案評價與擇優(yōu)

原始資料：P、Q、R、S、T及作業(yè)單位

1.物流分析2．作業(yè)單位相互關(guān)系3.相互關(guān)系圖解

9X

Z

4．所需面積5．可用面積6.面積相關(guān)圖解

7．修正因素8．實(shí)際條件限制方案X方案Z方案Y9．評價選出的最佳布置方案§3-6輸入基本要素分析一、P-Q分析企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品品種的多少以及每種產(chǎn)品產(chǎn)量的高低，決定了工廠的生產(chǎn)類型，直接影響著工廠的總體布局及生產(chǎn)設(shè)備的布置形式。P-Q圖是P—Q分析的一種一目了然的手段。圖中的橫軸表示產(chǎn)品P（品種或種類）,縱軸表示數(shù)量Q（與第二章中的Q不同）。將各類產(chǎn)品按數(shù)量遞減的順序排列，繪制出P—Q曲線。曲線的左端表示數(shù)量很多而種類較少的產(chǎn)品，右端表示數(shù)量少而種類很多的產(chǎn)品。P—Q分析的作用：確定生產(chǎn)方式；決定布置形式；劃分作業(yè)單位。圖3-6P—Q分析圖高低低高產(chǎn)量產(chǎn)品品種變化工藝原則布置產(chǎn)品原則布置成組技術(shù)布置料位固定式布置二、作業(yè)單位劃分任何一個企業(yè)都是由多個生產(chǎn)車間、職能管理部門、倉儲部門及其他輔肋服務(wù)部門組成的，我們把企業(yè)的各級組成部門統(tǒng)稱為作業(yè)單位。每一個作業(yè)單位又可以細(xì)分成更小一級的作業(yè)單位（或稱為作業(yè)單元），如生產(chǎn)車間可以細(xì)分成幾個工段，每個工段又是由幾個加工中心或生產(chǎn)單元構(gòu)成，那么生產(chǎn)單元就是更小一級的作業(yè)單位。在進(jìn)行工廠總平面布置時，作業(yè)單位是指車間、科室一級的部門。一個好的企業(yè)應(yīng)該有一個良好的組成結(jié)構(gòu)，每個作業(yè)單位承擔(dān)著明確的任務(wù)，作業(yè)單位之間既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系，共同為企業(yè)整體利益服務(wù)。三、物流分析（R分析）當(dāng)物料流動是工藝過程的主要部分時，物流分析就成為布置設(shè)計的核心。物流分析的基礎(chǔ)是生產(chǎn)路線R。工藝路線卡和工藝過程圖就是基本的原始資料。布置設(shè)計人員要對這些原始資料進(jìn)行合理驗(yàn)證。當(dāng)認(rèn)為可以改進(jìn)時，應(yīng)該提出問題，如：某項工序是否必要？是否可以取消？是否可以合并某些工序？是否可以改變順序或位置？設(shè)備或操作方法是否可以改進(jìn)？在經(jīng)過工藝人員同意修改并取得滿意結(jié)果后，進(jìn)行物流分析。物流分析是由工藝過程圖(多種產(chǎn)品工藝過程圖)、從至表的數(shù)據(jù)，對物流強(qiáng)度進(jìn)行等級劃分，繪制物流強(qiáng)度等級圖。圖15變速器加工工藝過程（t）1、工藝過程圖

工藝過程圖描述產(chǎn)品生產(chǎn)過程中各工序之間的關(guān)系，或者是全廠各部門之間的工藝流程。對大批量，少品種的情況。

標(biāo)準(zhǔn)件0.023145原材料0.50.30.20.010.10.20.30.370.31廢料工藝過程分析：毛坯重0.50，經(jīng)退火處理的毛坯重0.20，機(jī)加工中需返回?zé)崽幚淼臑?.1由此可知，1——4之間的物流強(qiáng)度為0.3表3-2閥體加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量/kg計劃產(chǎn)量/套年總產(chǎn)量閥體9HT2507.0060000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率%1原材料庫準(zhǔn)備鑄錠2鑄造車間鑄造603機(jī)加工車間粗銑、鏜704精密車間精鏜905半成品庫暫存原材料1218.519廢料7.407411.1113.333廢料7.77850.778廢料7.0006表3-2閥體加工工藝過程圖1—原材料庫2—鑄造車間4—機(jī)加工車間5—精密車間6—半成品庫表3-3定子加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量/kg計劃產(chǎn)量/套年總產(chǎn)量閥體1440Cr1.206000072000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率%1原材料庫備料2熱處理車間退火3機(jī)加工車間車、鉆、插、銑504熱處理車間調(diào)質(zhì)5精密車間研磨996半成品庫暫存原材料132.4241.21241.212廢料1.21251.20廢料0.0126表3-2定子加工工藝過程圖1—原材料庫3—熱處理車間4—機(jī)加工車間5—精密車間6—半成品庫

195原材料0.20.230.10.1廢料0.150.080.05圖16隨車工具箱加工工藝過程（t）

21410原材料0.40.811.2廢料圖17車體加工工藝過程（t）145原材料0.350.150.2廢料0.2圖18液壓缸加工工藝過程（t）

0.2圖19

叉車生產(chǎn)工藝過程（t）如上所述，不同的分析方法應(yīng)用于不同的生產(chǎn)類型，其目的是為了工作方便．在物流分析時，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇恰當(dāng)?shù)姆治龇椒?。（二）物流?qiáng)度等級的劃分根據(jù)前面的定義，物流分析包括確定物料移動的順序和移動量兩個方面。如果通過工藝流程分析能夠正確地安排各工序或作業(yè)單位之間的相互關(guān)系（前后順序）．那么各條路線上的物料移動量就是反映工序或作業(yè)單位之間相互關(guān)系密切程度的基本衡量標(biāo)準(zhǔn)。我們把一定時間周期內(nèi)的物料移動量稱為物流強(qiáng)度。對于相似的物料，可以用重量、體積、托盤或貨箱作為計量單位。當(dāng)比較不同性質(zhì)的物料搬運(yùn)狀況時，各種物料的物流強(qiáng)度大小應(yīng)酌情考慮物料搬運(yùn)的困難程度。

物流強(qiáng)度等級

表叉車總裝廠物流強(qiáng)度匯總表

表叉車總裝廠物流強(qiáng)度等級表

作業(yè)單位相互關(guān)系圖

（1）作業(yè)單位是指工廠或服務(wù)中作布局設(shè)計時需要確定位置的單元。

總平面布局設(shè)計：廠房、車間、倉庫等；詳細(xì)設(shè)計：機(jī)器、裝配臺、檢驗(yàn)站等。在設(shè)施布置中，各設(shè)施間除了通過物流聯(lián)系外，還有人際、工作事務(wù)、行政事務(wù)等活動，存在人和工作的聯(lián)系。這些聯(lián)系都可以表示為各種單位之間的關(guān)系，也稱為非物流關(guān)系。通過單位之間活動的頻繁程度可以說明單位之間關(guān)系是密切或是疏遠(yuǎn)。這種對單位之間密切程度的分析稱為作業(yè)單位相互關(guān)系分析。（2）作業(yè)單位相互關(guān)系圖§3-7作業(yè)單位相互關(guān)系分析

一、物流相關(guān)圖

二、非物流相互關(guān)系圖建立基準(zhǔn)相互關(guān)系分析作業(yè)單位非物流關(guān)系；建立作業(yè)單位非物流關(guān)系表。作業(yè)單位相互關(guān)系分析設(shè)施布置設(shè)計要根據(jù)部門之間在工藝流程如業(yè)務(wù)往來中的密切程度，決定相互位置。各部門（作業(yè)單位）之間存在著物流關(guān)系、非物流關(guān)系兩種關(guān)系。物流關(guān)系可以用物流強(qiáng)度來表示兩個作業(yè)單位之間的關(guān)系密切程度，非物流關(guān)系無法定量表示，只能通過定性分析加以區(qū)分。例如以下就是非物流因素為主的情況：諸如電子和精密機(jī)械的工廠，需要運(yùn)輸?shù)奈锪虾苌?，物流相對來說不重要。輔助設(shè)施與生產(chǎn)部門之間常常沒有物流關(guān)系，但必須考慮它們之間的密切關(guān)系，像維修間、工具室、更衣室、休息室與生產(chǎn)區(qū)都的一定的密切關(guān)系。在純服務(wù)性設(shè)施中，例如辦公室、維修間內(nèi)，常常沒有真正的固定的物流，常用信息流或人流當(dāng)作“物流”。在某些情況下，工藝過程也不是布置設(shè)計的唯一依據(jù)。例如重大零部件的搬運(yùn)要考慮運(yùn)入運(yùn)出的條件，不能按工藝過程布置；有的工序?qū)儆诋a(chǎn)生污染或有危害的作業(yè)，需要遠(yuǎn)離精密加工和裝配區(qū)域，也不能考慮工藝順序。Muther(繆塞)首先提出這一方法和工具。采用一種“密切程度”代碼(clossnesscode)來反映不同單位之間的不同關(guān)系。此外，還要用一種理由代碼來說明達(dá)到此中密切程度的理由。特別重要Especiallyimportant重要Important一般Ordinaryimportant不重要Unimportant不要靠近Closenessundesirable絕對必要Absolutelynecessary非物流關(guān)系一般不能用定量的方法得到，而要用一些定性的方法。這時相關(guān)圖每個菱形格子不但要表示兩兩之間的密切程度等級(ClosenessRating)，還要加上評級的理由。這些理由一般不要超過8~10條。常見理由如：A級一般只用于部門間有密切的工藝聯(lián)系或使用相同的設(shè)備或場所，如鋼材庫和下料區(qū)、最后檢查和包裝、清理和油漆等。大量的人員流動也可定為A。如果對A有些把握不準(zhǔn)，就可定為E，如兩個作業(yè)單位間人員流動量大但并不是每時如此，再如方便和安全要求、搬運(yùn)物料要求和服務(wù)頻繁和緊急等。U是最多的，當(dāng)兩個作業(yè)單位間不需要相關(guān)或無干擾時采用。X同A一樣重要，但方向相反，是不需要密切靠近的。例如油漆間就不能和焊接間相鄰。一般噪音、煙塵、發(fā)熱、致冷和氣味都是列X的理由。因?yàn)檫@種評級是定性的，必須遵循以下的方法和步驟：由設(shè)施布置人員初步?jīng)Q定各作業(yè)單位間的關(guān)系，并經(jīng)集體討論，充分闡明理由并作出分析。訪問相關(guān)圖中所列作業(yè)單位的主管或上級，和充分的調(diào)查研究。決定密切程度的標(biāo)準(zhǔn)，并逐項把這些標(biāo)準(zhǔn)列在相關(guān)圖的理由表中。對每一對作業(yè)單位確定密切程度等級和理由。應(yīng)允許任何人對相關(guān)圖提意見，允許多次評審、討論和修改。

基準(zhǔn)相互關(guān)系

作業(yè)單位相互關(guān)系圖的畫法作業(yè)單位相關(guān)圖圖例需要進(jìn)行布置的各作業(yè)單位特別重要密切程度代碼方便密切程度理由代碼作業(yè)單位相互關(guān)系圖的畫法

建立作業(yè)單位非物流關(guān)系表。編號12345678理由工作流程連續(xù)性生產(chǎn)服務(wù)物料搬運(yùn)管理方便安全與污染共用設(shè)備設(shè)施振動人員聯(lián)系

三、作業(yè)單位綜合相互關(guān)系圖進(jìn)行物流分析，求得作業(yè)單位物流相關(guān)表；

確定作業(yè)單位非物流關(guān)系表；確定物流與非物流相互關(guān)系的相對重要性；量化物流強(qiáng)度等級和非物流的密切程度等級；計算量化的所有作業(yè)單位之間的綜合相互關(guān)系。綜合關(guān)系等級劃分（任何一級物流相互關(guān)系與X級非物流相互關(guān)系等級合并時都不應(yīng)超過O級）；調(diào)整，建立綜合相互關(guān)系表

綜合相互關(guān)系等級與劃分比例例題3叉車總裝廠作業(yè)單位綜合相互關(guān)系的建立1）物流分析2）非物流分析3）加權(quán)值的選取，取m：n＝1：14）綜合相互關(guān)系計算任何一級物流相互關(guān)系與X級非物流相互關(guān)系等級合并時都不應(yīng)超過O級5）劃分綜合關(guān)系密級4.建立作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表

方法：Muther線型圖法（SLP法）適合分離廠房的工廠總平面布置Tompkins關(guān)系表技術(shù)（聯(lián)合廠房）在SLP中，工廠總平面布置并不直接去考慮各作業(yè)單位的建筑物占地面積及其外形幾何形狀，而是從各作業(yè)單位間相互關(guān)系密切程度出發(fā)，安排各作業(yè)單位之間的相對位置，關(guān)系密級高的作業(yè)單位之間距離近，關(guān)系密級低的作業(yè)單位之間距離遠(yuǎn)，由此形成作業(yè)單位位置相關(guān)圖?！?-7作業(yè)單位位置相關(guān)圖明確了各相關(guān)的作業(yè)單位以及各單位之間的物流和非物流相互關(guān)系后，就可以按一定的規(guī)則和方法，設(shè)計出各種平面布置方案。這些方法根據(jù)作業(yè)單位劃分的大小，可用于工廠總平面布置、車間布置和服務(wù)設(shè)施布置等。平面布置方法主要是繆瑟的線型圖法和Tompkins的關(guān)系表法，其它方法還有螺旋法等。在SLP中，設(shè)施布置并不直接去考慮各作業(yè)單位的占地面積和幾何形狀，而是從作業(yè)單位間相互關(guān)系密切程度出發(fā)，安排各作業(yè)單位之間的相對位置，關(guān)系密切等級高的作業(yè)單位之間距離近，等級低的距離遠(yuǎn)?？娚岢龅腟LP中采用了線型圖來“試錯”生成平面布置圖。它的方法是用4條平等線段表示兩作業(yè)單位間的A級關(guān)系；三條平等線表示E級關(guān)系；兩條I級；一條O級；U級不連線；X級用折線表示。首先將A、E級關(guān)系的作業(yè)單位放進(jìn)布置圖中，同一級別的用同一長度的線段表示，A級線段最短，取一個單位，E級的長度為A級的兩倍，依次類推。隨后，按同樣的規(guī)則布置I級關(guān)系。若作業(yè)單位較多，線段混亂，可以不畫O級關(guān)系，但X級必須畫出。調(diào)整各部門的位置，以滿足關(guān)系的親疏程度。最后，將各個部門的面積放入布置圖中，生成空間關(guān)系圖。經(jīng)過評價、修改，便獲得最終布置。問題：作業(yè)單位間必然會出現(xiàn)密切等級相同的作業(yè)單位對，這會給位置分析造成困難。怎么辦？

引入綜合接近程度的概念——某一作業(yè)單位綜合接近程度等于該作業(yè)單位與其他所有作業(yè)單位間量化后的關(guān)系密切等級之和。綜合接近程度值的高低反映了該作業(yè)單位在布置圖中是應(yīng)該處于中心位置還是處于邊緣位置。

Muther線型圖法步驟1）計算作業(yè)單位綜合接近程度表；2）根據(jù)作業(yè)單位等級表示方式來繪制相關(guān)圖。首先處理相互關(guān)系密級為A的作業(yè)單位對，并按綜合接近程度順序來布置。其次處理相互關(guān)系密級為E的作業(yè)單位對。

第一步A級作業(yè)單位對A級關(guān)系8-11、4-5、11-12，其接近程度排序?yàn)?、4、11、12、5。將8布置在中央，并處理8-11作業(yè)單位對。811

布置4，4-8，4-11為I、O級。8114

處理與4有關(guān)的A級有4-5。81145處理8、11與5的關(guān)系，為U級。

處理11，12作業(yè)單位，11-12是A級關(guān)系8114512處理12作業(yè)單位與其它已布置單位。

第二步處理E級關(guān)系E級關(guān)系1-4、1-5、1-6、2-10、3-8、4-7、5-9、7-8、8-10，其接近程度順序8、4、1、7、3、9、5、10、2、6首先處理與8的E級關(guān)系，7-8，3-8，8-10。處理7與8、4、11、12、5的關(guān)系E、E、I、U、U81145127

處理3與8為E級811451273處理3與圖中作業(yè)單位關(guān)系，3-7是I級關(guān)系

381145127

處理10與8為E級81145127310處理10與圖中作業(yè)單位關(guān)系，10-5是X級關(guān)系

處理作業(yè)單位4，1-4，4-7為E級，考慮1與其它作業(yè)單位關(guān)系，1與3、4、5都為E。81145127310

處理作業(yè)單位4，1-4，4-7為E級，考慮1與其它作業(yè)單位關(guān)系，1與3、4、5都為E。121075481131處理作業(yè)單位4與圖中作業(yè)單位關(guān)系，4與11為0級。

處理作業(yè)單位6，6-1是E級，與其它圖中作業(yè)單位關(guān)系，6-4為O級。1210754811316

處理作業(yè)單位2，