第二章三設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)

第二章三設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)第一頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日⑴Product（產(chǎn)品或服務(wù)）指規(guī)劃設(shè)計(jì)的對(duì)象所生產(chǎn)的商品、原材料、加工的零件和成品或提供服務(wù)的項(xiàng)目。這些資料由生產(chǎn)綱領(lǐng)（工廠的和車(chē)間的）和產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供，包括項(xiàng)目、種類、型號(hào)、零件號(hào)、材料等。產(chǎn)品這一要素影響著設(shè)施的組成及其相互關(guān)系、設(shè)備的類型、物料搬運(yùn)的方式等因素。第二頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日⑵Quantity（數(shù)量或產(chǎn)量）指所生產(chǎn)、供應(yīng)或使用的商品量或服務(wù)的工作量。其資料也由生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供，用件數(shù)、重量、體積或銷售的價(jià)值表示。數(shù)量這一要素影響著設(shè)施規(guī)模、設(shè)備數(shù)量、運(yùn)輸量、建筑物面積等因素。第三頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日⑶Route（生產(chǎn)線路或工藝過(guò)程）這一要素是工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的成果，可用設(shè)備表、工藝路線卡、工藝過(guò)程圖等表示。（工藝流程是指零件在生產(chǎn)過(guò)程中在整個(gè)工廠中移動(dòng)路徑，可以描述生產(chǎn)過(guò)程中各工序之間的關(guān)系,也可描述全廠各部門(mén)間的工藝過(guò)程)它影響著各作業(yè)單位之間的關(guān)系、物料搬運(yùn)路線、倉(cāng)庫(kù)及堆放地的位置等因素。

第四頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日工具箱裝配程序圖流程圖例符號(hào)工藝過(guò)程圖第五頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日⑷Supportingservice（輔助部門(mén)）指公用、輔助、服務(wù)部門(mén)，包括工具、維修、動(dòng)力、收貨、發(fā)運(yùn)、鐵路專用線、辦公室、衛(wèi)生站、更衣室、食堂、廁所等，由有關(guān)專業(yè)設(shè)計(jì)人員提供。這些部門(mén)是生產(chǎn)的支持系統(tǒng)，在某種意義上加強(qiáng)了生產(chǎn)能力。有時(shí)，輔助服務(wù)部門(mén)的總面積大于生產(chǎn)部門(mén)所占的面積，所以必須給予足夠重視。

第六頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日⑸Time（時(shí)間安排）指在什么時(shí)候、用多長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)出產(chǎn)品，包括各工序的操作時(shí)間、更換的次數(shù)。在工藝過(guò)程設(shè)計(jì)中，根據(jù)時(shí)間因素可以求出設(shè)備的數(shù)量、需要的面積和人員，平衡各工序。這些都影響著倉(cāng)儲(chǔ)、收貨、發(fā)運(yùn)，以及輔助部門(mén)的配合等因素。

第七頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日系統(tǒng)布置分析的基本要素做好設(shè)施布置設(shè)計(jì)，要考慮眾多因素。按照理查德·繆瑟的觀點(diǎn)，影響布置設(shè)計(jì)最基本的要素是：

PTQRSProducts，系統(tǒng)中物料的種類，包括在制品、原材料和產(chǎn)成品Quantity，數(shù)量，指物料在單位時(shí)間流動(dòng)的量，也指物料的總量

Routing，路線，包括工藝路線、生產(chǎn)流程、各工件的加工路線以及形成的物流路線

Service，公用設(shè)施、輔助部門(mén)及與周?chē)h(huán)境有關(guān)的非物流部門(mén)，如維修部門(mén)、搬運(yùn)設(shè)備、信息傳遞的設(shè)備部門(mén)等Timing，時(shí)間安排和時(shí)間性因素

第八頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日產(chǎn)品－材料生產(chǎn)什么？P生產(chǎn)路線－工藝過(guò)程怎樣進(jìn)行生產(chǎn)？R數(shù)量－產(chǎn)量每項(xiàng)產(chǎn)品要制造多少？Q時(shí)間－時(shí)間安排產(chǎn)品何時(shí)生產(chǎn)？T輔助服務(wù)部門(mén)用什么來(lái)支持生產(chǎn)？S為什么圖2-4解決布置問(wèn)題的鑰匙(P、Q、R、S、T)這五個(gè)要素是建立有效的布置方案的關(guān)鍵，因此被形象地稱為解決布置問(wèn)題的鑰匙。第九頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日⒉工藝布置Processlayout在很多設(shè)備安排中，最佳布置通常意味著妥善安置那些相互有大量運(yùn)輸量的部門(mén)，使總的物流運(yùn)輸管理費(fèi)用最小。例如，應(yīng)在熟練機(jī)工的近旁留工具箱的位置，目的是使他們?cè)诓僮鳈C(jī)器時(shí)所花輔助時(shí)間最少。下面用一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明。第十頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日對(duì)工藝布置的一般方法和提出某些獨(dú)特的問(wèn)題，可用下面圖解的例子說(shuō)明。假設(shè)我們需要安排一個(gè)玩具工廠的八個(gè)部門(mén)，(包括l一收發(fā)部；2一塑模和沖壓車(chē)間；3一金屑鑄造成形車(chē)間；4一縫紉；5一小型玩具裝配線；6一大型玩具裝配線；7一噴漆車(chē)間；8一機(jī)械裝配車(chē)間)，要使各部門(mén)間物料搬運(yùn)費(fèi)用最少。為了簡(jiǎn)化，假定所有部門(mén)有相同的面積，譬如說(shuō)40米×40米。建筑物寬80米，長(zhǎng)160米。

所有物料是用標(biāo)準(zhǔn)尺寸柳條箱來(lái)運(yùn)輸，用鏟車(chē)將柳條箱逐個(gè)裝上卡車(chē)（構(gòu)成一個(gè)“裝載量”）鄰近部門(mén)之間運(yùn)輸費(fèi)用是搬動(dòng)一個(gè)裝載量為1元，每隔一個(gè)部門(mén)增加1元，對(duì)角線之間允許移動(dòng)，并認(rèn)為是相鄰的。13572468第十一頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日步驟2決定布置費(fèi)用12345678部門(mén)1發(fā)運(yùn)與收貨175500604006075?部門(mén)2塑料鑄造與沖壓0100150180240270部門(mén)3金屬成形1788125198360部門(mén)4塑料熔合部門(mén)205050部門(mén)5小型玩具裝配0180187部門(mén)6大型玩具裝配374103部門(mén)7機(jī)械裝配7部門(mén)8噴漆小計(jì)：3474元13572468第十二頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日步驟3研究部門(mén)布置的變化，從而減少搬運(yùn)費(fèi)用我們將部門(mén)1與部門(mén)6的距離縮短一些。部門(mén)1部門(mén)3部門(mén)5部門(mén)7部門(mén)2部門(mén)6部門(mén)4部門(mén)8第十三頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日12345678部門(mén)1發(fā)運(yùn)與收貨175500602006075部門(mén)2塑料鑄造與沖壓020015090240270部門(mén)3金屬成形1788125198360部門(mén)4塑料熔合部門(mén)205025部門(mén)5小型玩具裝配0180187部門(mén)6大型玩具裝配748206部門(mén)7機(jī)械裝配7部門(mén)8噴漆小計(jì)：3736元13572648第十四頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日理論上講，對(duì)于8個(gè)部門(mén)就有8?。?0320）個(gè)布置，其中至少存在一個(gè)最優(yōu)布置。部門(mén)5部門(mén)8部門(mén)6部門(mén)4部門(mén)3部門(mén)7部門(mén)2部門(mén)1部門(mén)3部門(mén)7部門(mén)2部門(mén)1部門(mén)5部門(mén)8部門(mén)6部門(mén)4第十五頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日12345678部門(mén)1發(fā)運(yùn)與收貨1751500902004050部門(mén)2塑料鑄造與沖壓0100150908090部門(mén)3金屬成形518825099180部門(mén)4塑料熔合部門(mén)605050部門(mén)5小型玩具裝配0180187部門(mén)6大型玩具裝配374103部門(mén)7機(jī)械裝配7部門(mén)8噴漆理論最佳解小計(jì)：2849元第十六頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日假設(shè)我們?cè)谥豢紤]物料搬運(yùn)費(fèi)用的基礎(chǔ)上得到一個(gè)理論最佳布置方案但是我們發(fā)現(xiàn)，發(fā)運(yùn)與收貨部門(mén)1是接近工廠的中心區(qū)；不合理，塑料熔合部門(mén)2緊接油漆部門(mén)8，這不安全；小型玩具裝配5與大型玩具裝配6是位于工廠的兩端，這將增加裝配工的行走時(shí)間，他們可能在同一天的不同時(shí)刻需在兩個(gè)部門(mén)工作。

?第十七頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日根據(jù)上述實(shí)際情況，經(jīng)綜合分析、調(diào)整，我們得到一個(gè)合理可行的布置方案

部門(mén)1部門(mén)6部門(mén)7部門(mén)3部門(mén)4部門(mén)2部門(mén)5部門(mén)8第十八頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日12345678部門(mén)1發(fā)運(yùn)與收貨1751500602004075部門(mén)2塑料鑄造與沖壓0100759080180部門(mén)3金屬成形518825099180部門(mén)4塑料熔合部門(mén)405075部門(mén)5小型玩具裝配0180187部門(mén)6大型玩具裝配374206部門(mén)7機(jī)械裝配7部門(mén)8噴漆實(shí)際解小計(jì)：2967元第十九頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日基本假設(shè)也可能有問(wèn)題：部門(mén)的規(guī)模不一定相等。（面積或形狀）對(duì)設(shè)備的安裝無(wú)約束。部門(mén)的出入口沒(méi)有限制。物料的搬運(yùn)方法不可能完全一樣。如采用皮帶運(yùn)輸機(jī)等。第二十頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日⒊產(chǎn)品布置Productlayout在工藝過(guò)程布置中，模式是高度可變的，而產(chǎn)品布置中，則是高度可預(yù)測(cè)的，因?yàn)樗旧硎钱a(chǎn)品制造過(guò)程的函數(shù)。所以，在一個(gè)產(chǎn)品布置系統(tǒng)內(nèi)，其各部門(mén)的相對(duì)位置安排以及生產(chǎn)部門(mén)內(nèi)的各部分的定位所出現(xiàn)的困難比工藝布置小。然而，在特殊情況下的產(chǎn)品布置如裝配線的布置，工廠設(shè)計(jì)人員將面臨著較復(fù)雜的問(wèn)題——就是如何達(dá)到裝配線的均衡流動(dòng)，使在裝配線上操作的工人停工時(shí)間最短。第二十一頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日流水線單列和雙列直線布置示意圖第二十二頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日面臨的兩個(gè)問(wèn)題①在給定的周期時(shí)間內(nèi)，求工作地點(diǎn)的最小數(shù)量——布置問(wèn)題；②在已定的工作地點(diǎn)數(shù)量條件下，求最小的周期時(shí)間——編制進(jìn)度表問(wèn)題。

“裝配線”是由一些物料搬運(yùn)設(shè)備連接起來(lái)的連續(xù)生產(chǎn)線。“工作地”或稱“工作站”通常是為完成給定工作量的特定的位置，裝配線是由多個(gè)工作站組成，在整個(gè)產(chǎn)品工藝流程中，每一個(gè)工作站對(duì)應(yīng)完成各個(gè)工序的內(nèi)容。

“周期時(shí)間”是指相鄰產(chǎn)品在裝配線上通過(guò)所需的時(shí)間。

第二十三頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日流水線生產(chǎn)平衡方法1．確定工作周期時(shí)間C。C=H/Q式中：H—每天生產(chǎn)時(shí)間；

Q—每天在H時(shí)間內(nèi)要求的產(chǎn)量；

C—周期時(shí)間。2．確定最少工作站（工作地點(diǎn)）數(shù)目K，K=t/C式中：K—最少工作站數(shù)；

t—完成作業(yè)所需時(shí)間總量。工作站的作業(yè)分配問(wèn)題要用到矩陣解法，將結(jié)合下面的例子來(lái)講述這一過(guò)程。第二十四頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日例現(xiàn)擬在傳送帶上組裝某部件。該部件每天需組裝369臺(tái)，每天的生產(chǎn)時(shí)間480min。裝配順序及裝配時(shí)間如下表。根據(jù)周期時(shí)間和作業(yè)順序限制，求工作站數(shù)最少情況下的平衡流動(dòng)及裝配線效率。第二十五頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日作業(yè)作業(yè)時(shí)間緊前工序說(shuō)明150s--吊運(yùn)箱體、定位2251裝入齒輪3202放入前浮動(dòng)膜片4302放入后膜片5253,4安裝后蓋6255安裝前蓋7126擰緊螺栓、螺母8146擰緊螺栓、螺母9207,8裝連接盤(pán)第二十六頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日解共4步(1)畫(huà)出其先后次序圖和先后次序矩陣表。依照裝配程序表的要求可以畫(huà)出先后次序圖。圖中圓圈為作業(yè)，箭頭為操作順序。第二十七頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日裝配先后次序矩陣表1234567891234567890+1-1領(lǐng)先+1+1+1+1+1+1+1+1延后-10+1+1+1+1+1+1+1-1-100+1+1+1+1+1-1-100+1+1+1+1+1-1-1-1-10+1+1+1+1-1-1-1-1-10+1+1+1-1-1-1-1-1-10+10-1-1-1-1-1-10+10-1-1-1-1-1-10-1-1第二十八頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日(2)完成位置權(quán)值計(jì)算1234567891234567890+1-1+1+1+1+1+1+1+10+1+1+1+1+1+1+1-1-100+1+1+1+1+1-1-100+1+1+1+1+1-1-1-1-10+1+1+1+1-1-1-1-1-10+1+1+1-1-1-1-1-1-10+10-1-1-1-1-1-10+10-1-1-1-1-1-10-1-1Ti秒502520302525121420pwa2211711161269671323420141225253020255020ti位置權(quán)值pwa為該單元及所有帶+1單元時(shí)間之和位置權(quán)值矩陣表第二十九頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日(3)確定周期時(shí)間和最少工作站數(shù)將已知的數(shù)據(jù)（該部件每天需組裝369臺(tái)，每天的生產(chǎn)時(shí)間480min）代入得周期時(shí)間：C=H/Q=480*60/369=78秒用下式計(jì)算滿足周期時(shí)何要求的最少工作站數(shù)：K=t/C=(50＋25＋20＋30＋25＋25＋12＋14＋20)/78=2.83≈3故最少需3個(gè)工作站。第三十頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日(4)分配工作站的作業(yè)，平衡裝配線工作站K112223333單元時(shí)間ti秒502520302525121420裝配線平衡表123456789單元i2211711161269671323420位置權(quán)值pwa--1223,45667,8緊前單元工作站時(shí)間Σti秒507550307525513971平衡延遲秒283284835327397遞減順序按位置權(quán)值遞減的次序，在滿足先后次序限制的條件下，指派盡可能多的單元至一工作站，直至接近該站的周期時(shí)間。=周期時(shí)間(78秒)-工作站時(shí)間第三十一頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日裝配線效率裝配線效率=完成作業(yè)所需時(shí)間總和/（實(shí)際工作站總數(shù)*時(shí)間周期）=第三十二頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日課堂練習(xí)J型手推車(chē)要在一個(gè)傳送帶上組裝，每天需生產(chǎn)D＝500輛，每天的生產(chǎn)時(shí)間為p=420min。下表列出了手推車(chē)的組裝步驟及其時(shí)間，請(qǐng)根據(jù)周期時(shí)間和作業(yè)次序的限制，求工作地點(diǎn)數(shù)量最少的平衡方式。J型手推車(chē)裝配步驟與時(shí)間如下表：第三十三頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日任務(wù)完成時(shí)間(秒)任務(wù)說(shuō)明緊前工序A45安裝后軸支架，將4個(gè)螺母緊固—B11插入后軸AC9擰緊后軸支架，將其緊固在絲桿上BD50安裝前軸支架，將4個(gè)螺母緊固—E15擰緊前軸裝配螺釘DF12安裝1#后車(chē)輪，緊固輪殼軸承蓋CG12安裝2#后車(chē)輪，緊固輪殼軸承蓋CH12安裝1#前車(chē)輪，緊固輪殼軸承蓋EI12安裝1#前車(chē)輪，緊固輪殼軸承蓋EJ8裝配手推車(chē)手把FGHIK9緊固螺栓與螺母J195完成作業(yè)所需要時(shí)間總量為第三十四頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日解:步驟1畫(huà)出網(wǎng)絡(luò)圖1254811109367ABCGFJKDEHI第三十五頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日步驟2確定周期時(shí)間每天需求量：500輛每天工作時(shí)間：420分鐘每輛車(chē)所需工作時(shí)間：195秒第三十六頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日步驟3計(jì)算工作地?cái)?shù)量計(jì)算出的理論工作地?cái)?shù)量是3.87，但工作地點(diǎn)數(shù)必須是整數(shù)，此外，由于前后關(guān)系的限制以及試圖合并全部動(dòng)作在每個(gè)工作地點(diǎn)內(nèi)的問(wèn)題，使實(shí)際工作地點(diǎn)數(shù)比理論上算出的要多。

第三十七頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日步驟4確定平衡生產(chǎn)線的規(guī)則首先分配后續(xù)工作較多的任務(wù)首先分配操作時(shí)間最長(zhǎng)的任務(wù)任務(wù)后續(xù)任務(wù)數(shù)量AB，DC，EF，G，H，IJK6542101254811109367ABCGFJKDEHI第三十八頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日步驟5分配各工作地的任務(wù)首先按照規(guī)則一分配，優(yōu)先分配后續(xù)任務(wù)較多的任務(wù)然后按照規(guī)則二分配。計(jì)算