工廠布局設(shè)計(jì)(教案)

第6章

工廠布局設(shè)計(jì)

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本章主要內(nèi)容1.布置決策：設(shè)施布置的概念、設(shè)施布置的重要性和遵循的原那么。2.典型布置形式：生產(chǎn)設(shè)施的三種布置形式、組合布置、物流流動模式、產(chǎn)品原那么布置。3.系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)：SLP概述、根本要素分析。4.物流分析：物流分析的內(nèi)容和方法、從至表、物流強(qiáng)度、物流相關(guān)圖。5.SLP相關(guān)圖技術(shù)：非物流關(guān)系分析、作業(yè)單位綜合相關(guān)圖、作業(yè)單位位置相關(guān)圖、作業(yè)單位面積相關(guān)圖。6.平面圖布置方法：繆瑟的線型圖法、面積圖、實(shí)際布置、現(xiàn)場布置。7.效勞設(shè)施布置：辦公室布置、零售店布置。2

6.1設(shè)施規(guī)劃概述設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)的研究范圍

3設(shè)施規(guī)劃的目標(biāo)與原那么目標(biāo):最好的工藝流程——保證工藝流程暢通，生產(chǎn)時間短，生產(chǎn)連續(xù)。最少的物料搬運(yùn)費(fèi)用——運(yùn)輸路線簡化，防止往返和交叉。最有效地利用空間——使建筑設(shè)備和單位制品的占有空間小。最好的柔性——設(shè)施布置適應(yīng)產(chǎn)品需求的變化、工藝和設(shè)備的更新。最舒適的作業(yè)環(huán)境——保證平安，滿足生理、心理要求。最便捷的管理——使有密切關(guān)系或性質(zhì)相近的作業(yè)單位布置在一個區(qū)域或靠近布置。4原那么：(1)減少或消除不必要的作業(yè)，這是提高企業(yè)生產(chǎn)率和降低消耗的最有效方法之一。只有在時間上縮短生產(chǎn)周期，空間上減少占地，物料上減少停留、搬運(yùn)和庫存，才能保證投入的資金最少、生產(chǎn)本錢最低；(2)以流動的觀點(diǎn)作為設(shè)施規(guī)劃的出發(fā)點(diǎn)，并貫穿在規(guī)劃設(shè)計(jì)的始終。因?yàn)樯a(chǎn)系統(tǒng)的有效運(yùn)行依賴于人流、物流、信息流的合理化；(3)運(yùn)用系統(tǒng)的概念。系統(tǒng)分析的方法求得系統(tǒng)的整體優(yōu)化；(4)重視人的因素。運(yùn)用人機(jī)工程理論，進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，并要考慮環(huán)境的條件包括空間大小、通道配置、色彩、照明、溫度、濕度、噪聲等因素對人的工作效率和身心健康的影響；(5)設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)是從宏觀到微觀，又從微觀到宏觀的反復(fù)迭代、并行設(shè)計(jì)的過程。要先進(jìn)行總體方案布置設(shè)計(jì)，再進(jìn)行詳細(xì)布置；而詳細(xì)布置設(shè)計(jì)方案又要反響到總體布置方案中，對總體方案進(jìn)行修正。56.1.3設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)階段結(jié)構(gòu)

時間把廠區(qū)內(nèi)的各個作業(yè)單位或車間的各個設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)布置，確定其具體位置。階段Ⅰ確定位置階段Ⅱ總體區(qū)劃階段Ⅲ

詳細(xì)布置階段Ⅳ

安裝實(shí)施初步規(guī)劃基本物流模式和總體布局,把各個作業(yè)單位的外形及相互關(guān)系確定下來，畫一個初步區(qū)劃圖。工廠的總體位置編制施工計(jì)劃，進(jìn)行施工安裝6一、布置決策設(shè)施布置設(shè)計(jì)對生產(chǎn)系統(tǒng)極為重要，據(jù)測算，物料搬運(yùn)和布置有關(guān)的本錢占工廠生產(chǎn)總運(yùn)營本錢20~50%。采用有效的布置方法，可以使這些本錢降低30%，甚至更多。生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)施布置要解決的主要問題是：是根據(jù)企業(yè)的經(jīng)營目標(biāo)和生產(chǎn)綱領(lǐng)，在已確定的空間場所內(nèi)，按照從原材料的接收、零件和產(chǎn)品的制造，到成品的包裝、發(fā)運(yùn)的全過程，將人員、設(shè)備、物料所需要的空間做最適當(dāng)?shù)姆峙浜妥钣行У慕M合，以便獲得最大的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。不僅有形的生產(chǎn)和效勞設(shè)施會碰到布置和重新布置的問題，即使是非物質(zhì)生產(chǎn)的效勞系統(tǒng)，如商店、賓館、餐館也同樣面臨此問題。7二、設(shè)施布置的內(nèi)容在進(jìn)行設(shè)施布置決策要考慮的內(nèi)容主要有以下幾個方面：物流和物料搬運(yùn)設(shè)備。確定物流的重要性和形式，采用何種設(shè)備，是傳送帶、起重機(jī)、自動倉庫還是自動小車來發(fā)送和存儲物料。并考慮物料在不同工作單元間移動的本錢。容量和空間要求。只有先確定了人員、機(jī)器和設(shè)備的要求后，才能進(jìn)行布置，為每一作業(yè)單位分配合理的空間，并考慮通道、洗手間、餐廳、樓梯等附屬設(shè)施的要求。環(huán)境和美學(xué)。布置決策也要求確定窗戶、分隔高度、室內(nèi)植物等環(huán)境因素，以降低噪音、改善空氣流通和提供隱密性等。信息流。通信交流對公司都是很重要的，布置必須方便交流，在辦公室布置中尤其重要。8工廠總體布置設(shè)計(jì)解決工廠各個組成局部，包括生產(chǎn)車間、輔助生產(chǎn)車間、倉庫、動力站、辦公場所等作業(yè)單位相互位置；解決運(yùn)輸線路、管線、綠化及美化設(shè)施的相互位置；解決物料的流向和流程、廠內(nèi)外運(yùn)輸聯(lián)接及運(yùn)輸方式。設(shè)施布置最早起源于工廠設(shè)計(jì)。一個工廠的設(shè)施布置包括工廠總體布置和車間布置。車間布置設(shè)計(jì)解決各生產(chǎn)工段、輔助效勞部門、儲存設(shè)施等作業(yè)單位相互位置；解決工作、設(shè)備、通道、管線間的相互位置；解決物料搬運(yùn)流程和運(yùn)輸方式。9“作業(yè)單位Activity〞是指布置圖中各個不同的工作區(qū)或存在物，是設(shè)施的根本區(qū)劃。作業(yè)單位的最高層次是要設(shè)計(jì)的設(shè)施(Facility)，它包括一系列部門(Departments)，部門可以是車間或其他機(jī)構(gòu)。而部門由工作中心(WorkCenter)組成，假設(shè)是工廠這些工作中心可以是工段或班組，如車床工段；也可以是柔性制造單元(FMS)。工作中心由工作站(地)(Workstation)組成。是最小作業(yè)單位，它一般由一臺機(jī)器和/或一個作業(yè)人員組成。通常部門級的布置指的是塊狀布置圖(BlockLayout)，工作中心級的布置是詳細(xì)布置圖(DetailedLayout)。工作地布置是整個布置的根底，其面積大小和形狀對上面幾個層次的布置影響很大，一般通過人機(jī)工程、工作測量和機(jī)器本身的尺寸和輸入輸出要求來確定工作地的面積和其他要求。三、作業(yè)單位的層次10設(shè)施部門部門部門部門工作中心工作中心工作中心工作地工作地工作地塊狀布置圖詳細(xì)布置圖工作地布置11擺樣法：利用二維平面比例模擬方法，按一定比例制成的樣片在同一比例的平面圖上表示設(shè)施、機(jī)器或活動，通過相互關(guān)系的分析，調(diào)整樣片位置可得較好的布置方案。數(shù)學(xué)模型法：運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)工程中的模型優(yōu)化技術(shù)研究最優(yōu)布局方案。圖解法：應(yīng)用較少

系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)SLP法：應(yīng)用較多

6.1.4設(shè)施規(guī)劃〔布局設(shè)計(jì)〕設(shè)計(jì)方法12工廠布局的根本原始資料SLP方法有5個根本要素是P、Q、R、S、T，即：P—產(chǎn)品或物料，包括其變化和特性。指規(guī)劃設(shè)計(jì)的對象所生產(chǎn)的產(chǎn)品、原材料、加工的零部件或提供效勞的工程。包括原材料、進(jìn)廠物料、工序間儲藏、產(chǎn)品、輔助材料、廢品、廢料、切屑、包裝材料等。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。Q—每種物品的數(shù)量。指所生產(chǎn)、供給或使用的材料或產(chǎn)品的數(shù)量或效勞的工作量。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。13R—生產(chǎn)路線〔工藝過程順序〕。指根據(jù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品品種、數(shù)量等設(shè)計(jì)出的工藝流程、物流路線、工序順序等，可以用設(shè)備表、工藝路線卡、工藝過程圖等表示。它影響著各作業(yè)單位之間的關(guān)系、物料搬運(yùn)路線、倉庫及堆放地的位置等。S—輔助部門〔包括效勞部門〕。指保證生產(chǎn)正常運(yùn)行的輔助效勞性活動、設(shè)施以及效勞的人員。包括道路、生活設(shè)施、消防設(shè)施、照明、采暖通風(fēng)、辦公室、生產(chǎn)管理，質(zhì)量控制及廢物處理等。它是生產(chǎn)的支持系統(tǒng)，從某種意義上來說對生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行起著舉足輕重的作用。T—時間〔時間安排〕。指在什么時候、用多長的時間生產(chǎn)出產(chǎn)品，包括作業(yè)、工序、流動、周轉(zhuǎn)等標(biāo)準(zhǔn)時間。這些因素決定著設(shè)備的數(shù)量、需要的面積和人員、工序的平衡安排等。14系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)(SLP)模式物流分析與作業(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(jì)算繪制作業(yè)單位面積相關(guān)圖修正方案評價(jià)與擇優(yōu)15系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)SLP程序模式166.2流程分析技術(shù)可按設(shè)施類別分為生產(chǎn)設(shè)施和效勞設(shè)施兩大類，再來細(xì)分布置形式。生產(chǎn)設(shè)施的幾種根本的布置形式：固定式布置產(chǎn)品原那么布置工藝原那么布置混合布置：成組原那么效勞設(shè)施的三種根本的布置形式：零售店布置辦公室布置倉庫布置171、固定式布置固定式布置(Fixed-PositionLayout)也稱工程布置，它主要是工程工程和大型產(chǎn)品生產(chǎn)所采用的一種布置形式。它的加工對象位置固定，生產(chǎn)工人和設(shè)備都隨加工產(chǎn)品所在的某一位置而轉(zhuǎn)移。之所以要固定，是因?yàn)榧庸ο蟠蠖?，不易移動。如工程建設(shè)、飛機(jī)廠、造船廠、重型機(jī)器廠等。布局形式1819定位原那么布置示意圖倉庫設(shè)備1人員設(shè)備2倉庫設(shè)備3人員設(shè)備4產(chǎn)品(飛機(jī))20固定式布置存在的問題有三個：場地空間有限；不同的工作時期，物料和人員需求不一樣，這給生產(chǎn)組織和管理帶來較大困難；物料需求量是動態(tài)的。因此一般不采用固定式布置，即使采用，也盡量將大的加工對象先期分割，零部件標(biāo)準(zhǔn)化，盡可能分散在其他位置和車間批量生產(chǎn)，以降低生產(chǎn)組織管理難度。如工程建設(shè)的預(yù)制件生產(chǎn)和大型機(jī)器設(shè)備的部件生產(chǎn)。212、產(chǎn)品原那么布置產(chǎn)品原那么布置(ProductLayout)，又稱流水線布置〔AssemblyLineLayout〕或?qū)ο笤敲床贾?。?dāng)生產(chǎn)產(chǎn)品品種少、批量大時，應(yīng)當(dāng)按照產(chǎn)品的加工工藝過程順序來配置設(shè)備，形成流水生產(chǎn)線或裝配線布置。Ford〔福特〕受屠夫啟發(fā)首創(chuàng)流水線生產(chǎn)。2223原料庫鉗工車床1滾齒磨床裝配成品庫車床2車床3鉗工鉆孔鉗工立車鉆孔鉗工裝配1裝配2檢驗(yàn)裝配3產(chǎn)品原那么布置示意圖24產(chǎn)品原那么布置的根底是標(biāo)準(zhǔn)化及作業(yè)分工。整個產(chǎn)品被分解成一系列標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)，由專門的人力及加工設(shè)備來完成。以汽車裝配線為例，對于一條裝配線而言，其車型根本不變或變化不大，整個裝配順序固定不變，這樣，通過作業(yè)分工將汽車裝配分解為假設(shè)干標(biāo)準(zhǔn)化的裝配作業(yè)，各個工作站配備有專用的裝配設(shè)備來完成固定的裝配作業(yè)，不同工作站間的運(yùn)輸采用專用的、路徑固定的運(yùn)送設(shè)備。在效勞系統(tǒng)中，效勞對象的個性千差萬別，流水線布置的應(yīng)用相對較少。但可以分解為一系列標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)的效勞也可以采用這種布置方式，如自助餐廳效勞線及汽車的自動清洗效勞等。25產(chǎn)品原那么布置的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)品產(chǎn)出率高，單位產(chǎn)品本錢低；每一產(chǎn)品都按自己的工藝流程布置設(shè)備，因此加工件經(jīng)過的路程最直接、最短，無用的停滯時間也最少；由于操作人員只做一種產(chǎn)品的一個工序，效率高且所需培訓(xùn)少；管理和采購、庫存控制等工作因變化少而相對簡單。缺點(diǎn)：主要在于要求較多的設(shè)備，而設(shè)備的利用率相對較低；對產(chǎn)品種類及產(chǎn)量變化、設(shè)備故障等情況的響應(yīng)較差；工作重復(fù)單調(diào)乏味，缺乏提升時機(jī)，可能會導(dǎo)致工人的心理問題或職業(yè)傷害；為了防止停產(chǎn)，設(shè)備備用件的庫存可能比較大。263、工藝原那么布置工藝原那么布置〔ProcessLayout〕，又稱功能布置〔FunctionalLayout〕。適合生產(chǎn)產(chǎn)品品種多、批量小的情況，將功能相同或相似的一組設(shè)施排布在一起。如在機(jī)械加工車間中，數(shù)臺車床被排列在一起組成車床組，鉆床排列在一起組成鉆床組，銑床組成銑床組、磨床組成磨床組……，因此，工藝原那么布置在機(jī)加工車間中還被稱作機(jī)群式布置。加工工藝需要這些設(shè)備的工件按工藝路線成批進(jìn)入這些班組。不同的產(chǎn)品需要不同的工藝路線。為了適應(yīng)多種加工對象及工藝路線，需要采用可變運(yùn)輸路線的物料搬運(yùn)設(shè)備，如叉車、手推車等。27工藝原那么示意圖車床組LLLL鉆床組ZZZZ銑床組MMMM磨床組GGGG其他滾齒機(jī)焊接焊接2829工藝原那么布置的優(yōu)缺點(diǎn)工藝原那么布置方式具有較高的柔性，無論是對產(chǎn)品品種、數(shù)量的變化，還是對于加工設(shè)備的故障響應(yīng)，由于批量加工及閑置設(shè)備的存在，個別設(shè)備的故障或人員的缺勤不會對生產(chǎn)系統(tǒng)造成大的影響；但是，這種布置方式存在機(jī)器及工人的利用率較低、在制品的數(shù)量較高的缺點(diǎn)。同時，由于采用通用搬運(yùn)設(shè)備，其運(yùn)輸效率低下，單位運(yùn)輸費(fèi)用較高，單位產(chǎn)品的本錢較高，整個生產(chǎn)時間必然較長，且整個車間的物流比較混亂；另外，這種生產(chǎn)模式對操作人員的技術(shù)水平要求較高，組織和管理工作也較困難。30工藝原那么布置在效勞業(yè)中也很常見，此時稱為過程原那么布置。例如綜合醫(yī)院的布置一般是將功能相似的檢查設(shè)備，如牙齒的X射線檢查儀、內(nèi)臟的X射線檢查儀等及相應(yīng)的醫(yī)護(hù)人員組成放射科，或?qū)⑿诠δ芟嗨频尼t(yī)生，如外科醫(yī)生、精神科醫(yī)生等分別組成外科、精神科。此外，汽車修理間、航空公司和公共圖書館都屬于這一類。314.組合布置上述三種根本布置形式是理想的模型，實(shí)際布置設(shè)計(jì)常有幾種形式的組合。例如一些機(jī)械工廠從大面上看是工藝原那么布置，但不排除局部車間采用產(chǎn)品原那么布置。醫(yī)院總的來說也是工藝〔過程〕原那么布置，但手術(shù)室等那么為固定式布置。工藝原那么布置和產(chǎn)品原那么布置代表了小批量生產(chǎn)到連續(xù)大批量生產(chǎn)的兩個極端。制造商在工藝原那么布置的根底之上，向產(chǎn)品原那么布置靠攏。這樣，系統(tǒng)既靈活又有效，單位生產(chǎn)本錢低。單元制造、成組技術(shù)和柔性制造單元就代表了這種方向。32成組原那么布置〔GroupLayout〕成組原那么布置在制造業(yè)中又稱單元制造〔CellularManufacturing〕，是一種較為先進(jìn)的布置方法。成組技術(shù)就是識別和利用產(chǎn)品零部件的相似性，將零件分類。一系列相似工藝要求的零件組成零件族。針對一個零件族的設(shè)備要求所形成的一系列機(jī)器，稱作機(jī)器組。這些機(jī)器組即制造單元。經(jīng)過分組，其加工時間較短、物流效率較高、在制品較低、準(zhǔn)備時間較短，同時又具有工藝原那么布置的柔性特點(diǎn)，因而是一種具有開展?jié)摿Φ牟贾梅绞健?3成組原那么示意圖NCLLMMLDDNCLLLDD加工單元1G加工單元3AAA加工單元234成組原那么布置優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1、由于產(chǎn)品成組，設(shè)備利用率高2、流程通暢，運(yùn)輸距離較短，搬運(yùn)量少3、有利于發(fā)揮班組合作精神4、有利于擴(kuò)大員工的作業(yè)技能5、兼有產(chǎn)品原那么布置和工藝布置的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)：1、需要較高的生產(chǎn)控制水平以平衡各單元之間的生產(chǎn)流程2、假設(shè)單元間流程不平衡，需中間儲存，增加了物料搬運(yùn)3、班組成員需掌握所有作業(yè)技能4、減少了使用專用設(shè)備的時機(jī)5、兼有產(chǎn)品原那么布置和工藝原那么布置的缺點(diǎn)35盡管成組原那么布置概念來自于制造業(yè)，但是其思想對效勞業(yè)也同樣適用。例如，在國際機(jī)場中，將國際航班及國內(nèi)航班的旅客分類處理；大型火車站中，按車次、目的地的不同方向來布置候車室等，可以提高輸送旅客的效率。36設(shè)施布局類型特征比較表特征產(chǎn)品布局固定布局成組布局工藝布局生產(chǎn)方式連續(xù)或大量生產(chǎn)專項(xiàng)式生產(chǎn)批量生產(chǎn)零工式生產(chǎn)產(chǎn)品產(chǎn)量大量通常只有一個普通少量生產(chǎn)控制容易困難普通困難產(chǎn)品類別少數(shù)產(chǎn)品單一產(chǎn)品相似產(chǎn)品多樣化產(chǎn)品生產(chǎn)流程與布局相同無次序有次序跳動次序產(chǎn)品質(zhì)量一致變化大稍有變化變化最大設(shè)備類型專用機(jī)器通用機(jī)器專用或通用機(jī)器通用機(jī)器物料搬運(yùn)設(shè)備固定路徑輸送帶變動路徑搬運(yùn)車輸送帶或搬運(yùn)車變動路徑搬運(yùn)車固定本錢甚高最低稍高低單位本錢很低最高稍低高流程彈性最小很大較小大變更本錢最大最低稍大稍低在制品存貨量最低一個稍低高規(guī)劃工作很復(fù)雜很復(fù)雜較復(fù)雜復(fù)雜監(jiān)督困難性容易非常困難普通困難員工需求技術(shù)低專業(yè)化要求高一般化專業(yè)化工作性質(zhì)枯燥乏味內(nèi)容豐富一成不變多樣不一工作指導(dǎo)書少多且很詳細(xì)較少多而詳細(xì)典型例子電子產(chǎn)品造船廠成衣制造醫(yī)院煉鋼廠土木工程金融機(jī)構(gòu)37較佳的生產(chǎn)布置的十個特征①直線型流動；②回流最少；③生產(chǎn)時間可預(yù)先估計(jì)；④在制品少；⑤開放的布置，每個人都可以看到工廠里發(fā)生的情況；⑥瓶頸操作可被控制；⑦相關(guān)工作地之間距離較近；⑧物料擺放與儲存有序；⑨沒有不必要的物料搬運(yùn)；⑩易于根據(jù)條件的變化進(jìn)行調(diào)整。383940414243較佳的效勞布置的十個特征①一目了然的效勞流程，提高工作效率；②有足夠的供等待時使用的設(shè)施；③方便與顧客進(jìn)行溝通；④擁有充足的效勞窗口和明確的進(jìn)出口；⑤休息區(qū)和效勞區(qū)面積要平衡；⑥部門安排和商品擺放合理，顧客能輕易看到你想讓他們看到的東西；⑦方便顧客監(jiān)督；⑧人流和物流最少；⑨物品擺放有序；⑩每平方米的設(shè)施的盈利能力強(qiáng)。4445466.2.2流動模式布置問題的定量分析的目標(biāo)是降低物流本錢，要對設(shè)施內(nèi)的流動模式(PatternsofFlow)作出分析。流動模式可以分為水平和豎直的，如是單層設(shè)施只用考慮水平流動模式，多層設(shè)施布置時還要考慮豎直模式。不管布置對象的大小是工廠級、車間級、工作單元級；也不管采用何種原那么布置，既要考慮物料的流動模式,也要考慮人員的流動情況。475種根本的流動模式直線形是最簡單的流動模式，它將入口和出口分開。L形適用于設(shè)施或建筑物不允許直線流動的情形。U形最大的好處是收發(fā)口在同一位置，有利于物料搬運(yùn)，人員、搬運(yùn)設(shè)備和站臺都可以只建一個，形成既不占很大空間又具有高速度的生產(chǎn)線。它能減少工人數(shù)量，還是一種有利于JIT布置的物流模式，工人位于U形的中心，因而可以互相看到彼此的進(jìn)展且易于合作。環(huán)形流動模式常見于由物料搬運(yùn)機(jī)器人效勞的制造單元中。S形那么常用于長的流水裝配線布置，如汽車裝配線。48a)當(dāng)前布置：工人在封閉的小空間內(nèi)，不能增加第三個工人改進(jìn)的布置：工人可以互相幫助，可以增加第三個工人b)當(dāng)前布置：直線式布置難于平衡任務(wù)，工人工作量不相等改進(jìn)的布置：U形布置工人活動更方便，四人減少到三人49裝配線平衡概念

___產(chǎn)品原那么布置設(shè)計(jì)分鐘/單位Station16Station27Station33問題：假設(shè)將加工一個單位產(chǎn)品的工作任務(wù)分配到下面三個工作站，每個工作站需要的時間如下圖。那么這條裝配線的瓶頸時間是多長？答：顯然，該裝配線的瓶頸時間是由最長工作站時間決定的，是7分鐘。這意味著另外兩個工作站存在著空閑時間。50裝配線平衡就是要合理地劃分裝配作業(yè)，使每一個工作地的綜合工時不超過節(jié)拍，不違反工序間的先后順序，還要使每個工作地的閑置時間盡可能少、工作地?cái)?shù)量盡可能少。51裝配線平衡步驟1.根據(jù)裝配工序繪制流程圖〔網(wǎng)絡(luò)圖〕2.計(jì)算工作站周期C=方案時間/方案產(chǎn)量3.計(jì)算所需工作站數(shù)Nt=裝配作業(yè)總時間(T)/工作站周期(C)4.基于經(jīng)驗(yàn)規(guī)那么將所有裝配作業(yè)分配到各個工作站5.采用權(quán)位法或分支定界法分配作業(yè)6.計(jì)算效率裝配線效率=裝配作業(yè)總時間(T)實(shí)際工作站數(shù)(Na)

工作站周期(C)52裝配線平衡舉例分配一項(xiàng)工作，將以下電扇裝配作業(yè)分配到裝配線上。作業(yè)時間(分鐘)描述前序作業(yè)A2裝配架子NoneB1裝上開關(guān)AC3.25安裝電機(jī)架NoneD1.2將電機(jī)架裝到電扇架上A,CE0.5裝上葉片DF1安裝安全網(wǎng)EG1安裝緊固件BH1.4測試F,G53ABCDEFGH裝配線平衡舉例：繪制網(wǎng)絡(luò)圖作業(yè)前序作業(yè)作業(yè)前序作業(yè)ANoneEDBAFECNoneGBDA,CHF,G54ACBDEFGH23.2511.2.511.41問題：哪個工藝環(huán)節(jié)決定了最大的生產(chǎn)率？答：作業(yè)C的時間是裝配線的瓶頸，因此它也決定了最大的生產(chǎn)率。裝配線平衡舉例：繪制網(wǎng)絡(luò)圖ExampleofLineBalancing55裝配線平衡舉例：最大生產(chǎn)率作業(yè)時間(分鐘)描述前序作業(yè)A2裝配架子NoneB1裝上開關(guān)AC3.25安裝電機(jī)架NoneD1.2將電機(jī)架裝到電扇架上A,CE0.5裝上葉片DF1安裝安全網(wǎng)EG1安裝緊固件BH1.4測試F,G56問題：假設(shè)我們希望每天裝配100臺電扇，那么周期應(yīng)為多長？答：裝配線平衡舉例：確定周期57問題：該裝配線理論上的最少工作站數(shù)是多少？答：裝配線平衡舉例：確定理論上最小工作站數(shù)58采用列舉-消去法首先：分配有最多后續(xù)作業(yè)數(shù)的作業(yè)。其次：分配有最長作業(yè)時間的作業(yè)。裝配線平衡舉例：在工作站上分配作業(yè)要遵循的規(guī)那么59ACBDEFGH23.2511.2.511.41Station1Station2Station3作業(yè)后續(xù)作業(yè)數(shù)時間(分鐘)A62C43.25D31.2B2

1E20.5F11G11H01.460ACBDEFGH23.2511.2.511.41Station1Station2Station3A(4.2-2=2.2)作業(yè)后續(xù)作業(yè)數(shù)時間(分鐘)A62C43.25D31.2B2

1E20.5F11G11H01.461ACBDEFGH23.2511.2.511.41A(4.2-2=2.2)B(2.2-1=1.2)作業(yè)后續(xù)作業(yè)數(shù)時間(分鐘)A62C43.25D31.2B2

1E20.5F11G11H01.4Station1Station2Station362ACBDEFGH23.2511.2.511.41A(4.2-2=2.2)B(2.2-1=1.2)G(1.2-1=.2)

空閑時間=.2作業(yè)后續(xù)作業(yè)數(shù)時間(分鐘)A62C43.25D31.2B2

1E20.5F11G11H01.4Station1Station2Station363ACBDEFGH23.2511.2.511.41C(4.2-3.25)=.95作業(yè)后續(xù)作業(yè)數(shù)時間(分鐘)A62C43.25D31.2B2

1E20.5F11G11H01.4A(4.2-2=2.2)B(2.2-1=1.2)G(1.2-1=.2)空閑時間=.2Station1Station2Station364C(4.2-3.25)=.95空閑時間=.95ACBDEFGH23.2511.2.511.41作業(yè)后續(xù)作業(yè)數(shù)時間(分鐘)A62C43.25D31.2B2

1E20.5F11G11H01.4A(4.2-2=2.2)B(2.2-1=1.2)G(1.2-1=.2)空閑時間=.2Station1Station2Station365C(4.2-3.25)=.95空閑時間

=.95ACBDEFGH23.2511.2.511.41D(4.2-1.2)=3作業(yè)后續(xù)作業(yè)數(shù)時間(分鐘)A62C43.25D31.2B2

1E20.5F11G11H01.4A(4.2-2=2.2)B(2.2-1=1.2)G(1.2-1=.2)空閑時間=.2Station1Station2Station366ACBDEFGH23.2511.2.511.41C(4.2-3.25)=.95空閑時間

=.95D(4.2-1.2)=3E(3-.5)=2.5作業(yè)后續(xù)作業(yè)數(shù)時間(分鐘)A62C43.25D31.2B2

1E20.5F11G11H01.4A(4.2-2=2.2)B(2.2-1=1.2)G(1.2-1=.2)空閑時間=.2Station1Station2Station367ACBDEFGH23.2511.2.511.41C(4.2-3.25)=.95空閑時間=.95D(4.2-1.2)=3E(3-.5)=2.5F(2.5-1)=1.5作業(yè)后續(xù)作業(yè)數(shù)時間(分鐘)A62C43.25D31.2B2

1E20.5F11G11H01.4A(4.2-2=2.2)B(2.2-1=1.2)G(1.2-1=.2)空閑時間=.2Station1Station2Station368哪個工作站是瓶頸？有效的周期是多長？ACBDEFGH23.2511.2.511.41C(4.2-3.25)=.95空閑時間=.95D(4.2-1.2)=3E(3-.5)=2.5F(2.5-1)=1.5H(1.5-1.4)=.1空閑時間=.1作業(yè)后續(xù)作業(yè)數(shù)時間(分鐘)A62C43.25D31.2B2

1E20.5F11G11H01.4A(4.2-2=2.2)B(2.2-1=1.2)G(1.2-1=.2)空閑時間=.2Station1Station2Station369裝配線平衡舉例：確定裝配線的效率706.3SLP法求解

對各作業(yè)單位之間的相互關(guān)系作出分析，包括物流和非物流的相互關(guān)系，經(jīng)過綜合得到作業(yè)單位相互關(guān)系表〔相關(guān)圖〕，根據(jù)相關(guān)圖中作業(yè)單位之間相互關(guān)系的密切程度，決定各作業(yè)單位之間距離的遠(yuǎn)近，安排各作業(yè)單位的位置，繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖，將各作業(yè)單位實(shí)際占地面積與作業(yè)單位位置相關(guān)圖結(jié)合起來，形成作業(yè)單位面積相關(guān)圖；通過作業(yè)單位面積相關(guān)圖的修正和調(diào)整，得到數(shù)個可行的布置方案；最后采用加權(quán)因素對各方案進(jìn)行評價(jià)擇優(yōu)，并對每個因素進(jìn)行量化，得分最多的布置方案就是最正確布置方案。716.3.1物流分析與物流相關(guān)表當(dāng)物料移動是工藝過程的主要局部時，物流分析就是工廠布置設(shè)計(jì)的核心工作，也是物料搬運(yùn)分析的開始。在物流分析時要驗(yàn)證工藝路線是否正確、合理，檢查是否可以取消、合并、改變順序、位置或人員和改進(jìn)細(xì)節(jié)〔即ECRS〕。遵循兩個最小和兩個防止的原那么：兩個最小原那么：經(jīng)過距離最小和物流本錢最小。兩個防止原那么：防止迂回和防止十字交叉。72物流強(qiáng)度等級〔最關(guān)鍵〕舉例：教材P164-165表6-7、表6-873在分析作業(yè)單位相互關(guān)系時，除了物流關(guān)系外，還要考慮非物流的相互關(guān)系。它們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(A、E、I、O、U、X)，還要加上評級的理由。定性給出密切程度等級A、E、I、O、U和X時，其比例一般按表5-5掌握。

作業(yè)單位相互關(guān)系分析

(非物流分析)74作業(yè)單位相互關(guān)系等級75作業(yè)單位相互關(guān)系等級確定方法：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，再如方便和平安要求、搬運(yùn)物料要求和效勞頻繁和緊急等。U是最多的，當(dāng)兩個作業(yè)單位間不相關(guān)或無干擾時采用。X同A一樣重要，但方向相反，是不允許密切靠近的。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。舉例：P167表6-10確定作業(yè)單位間的基準(zhǔn)相互關(guān)系。76這種評級是定性的，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，充分說明理由并作出分析。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。決定密切程度的理由，并逐項(xiàng)把這些理由列在相關(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，允許屢次評審、討論和修改。77評級理由一般不要超過8~10條。常見理由如：物流工藝流程相似作業(yè)性質(zhì)相似使用相同設(shè)備、設(shè)施或同一場地使用相同文件使用一套人員工作聯(lián)系頻繁監(jiān)督和管理方便噪聲、振動、煙塵、易燃、易爆效勞的頻繁和緊急程度等7879表6-11中所示的作業(yè)單位非物流相關(guān)圖是某叉車總裝廠的例子，這里共有14個作業(yè)單位，兩兩關(guān)系共有n*(n-1)/2=14*(14-1)/2=91個，那么A級約有2~5個，圖中為3個。確定作業(yè)單位密切程度等級在菱形框上半部列出；主要影響因素，也就是評級理由，在相關(guān)圖中一般以數(shù)字表示，并在菱形框下半部列出。

見P158圖6-1480綜合相關(guān)圖綜合考慮物流和非物流關(guān)系時，要確定兩種關(guān)系的相對重要性。這一重要性用比值——加權(quán)值m:n

來表示，一般不應(yīng)超過1:3~3:1。如果比值大于3:1，意味著物流關(guān)系占主導(dǎo)地位，設(shè)施布置只考慮物流即可；當(dāng)比值小于1:3時，說明物流的影響很小，只考慮非物流關(guān)系即可。實(shí)際情況下，根據(jù)兩者的相對重要性，比值可為3:1，2:1，1:1，1:2，1:3。有了此比值和兩個相關(guān)圖，就可以將相關(guān)圖中各密切程度等級按表6-12予以量化。81表6-12綜合相互關(guān)系等級與劃分比例

82用以下公式計(jì)算兩作業(yè)單位i和j之間的相關(guān)密切程度TRijTRij

=mMRij+nNRij其中MRij和NRij分別是物流相互關(guān)系等級和非物流相互關(guān)系等級。然后就可以按TRij的值再來劃分綜合等級，各檔比例可按表6-12控制。這里要注意X級的處理。任何一級物流強(qiáng)度與X級的非物流關(guān)系綜合時，不應(yīng)超過O級。對于一些絕對不能靠近的作業(yè)單位，相互關(guān)系可定為XX級。最后，再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際約束情況，來適當(dāng)調(diào)整綜合相關(guān)圖。83建立叉車總裝廠作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表〔表6-13〕加權(quán)值選取1∶1

綜合相互關(guān)系計(jì)算8485劃分綜合關(guān)系密級

86作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表876.3.3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)那么和方法，設(shè)計(jì)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、車間布置和效勞設(shè)施布置等。平面布置方法主要是繆瑟的線型圖法、螺旋法等。88繆瑟的線型圖法繆瑟提出的SLP中采用了線型圖來“試錯〞生成平面布置圖。它的方法是用4條平行線段表示兩作業(yè)單位間的A級關(guān)系；三條平行線表示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)那么布置E、I級關(guān)系。假設(shè)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(jià)、修改，便獲得最終布置。89這種方法比較繁瑣，尤其是作業(yè)單位多的時候。但它采用線段使各作業(yè)單位擺放有一定的距離，較適合別離廠房的工廠總平面布置。下面以某叉車總裝廠布置的例子來說明它的做法，叉車總裝廠作業(yè)單位綜合相關(guān)圖如以下圖所示(注意圖中空格子均為U級關(guān)系)。9091先將AEIOUX關(guān)系量化為數(shù)值〔參見表6-16〕，得14個作業(yè)單位的綜合接近程度和按分值的排序，作業(yè)單位代號1234567891011121314綜合接近程度1771118731321104137714排序3127211145181361094綜合接近程度分值越高，說明該作業(yè)單位越應(yīng)靠近布置圖的中心位置，越低那么越往邊緣。作業(yè)單位可按標(biāo)準(zhǔn)的作業(yè)符號來區(qū)分其性質(zhì)。布置步驟如下：92先考慮有A級關(guān)系的各作業(yè)單位對8-11，4-5和11-12。最先將綜合接近程度分值最大的作業(yè)單位8置于中心位置，與其成A關(guān)系的11與之相鄰，關(guān)系用1單位距離四條線畫出，見圖〔a)。再取分值次高的作業(yè)單位4，它與8和11分別有I和O的關(guān)系，故4用3單位長雙線與8連接，用4單位長單線與11相連接，見圖(b)。處理與4有A級關(guān)系的5，而5與8和11均是U級關(guān)系不予以考慮，在4旁布置5，見圖(c)。再看已布置上圖的11，與之有A級關(guān)系有是12，也用4條線1單位距離布入。12與4，5，8均為U級關(guān)系，也不予考慮，見圖(d)。93現(xiàn)在考慮有E級關(guān)系的，也從8開始，布置方法同A級的類似。再后來是I級的。并要注意X級關(guān)系的作業(yè)單位對要盡量遠(yuǎn)離。(見教材P137-138)調(diào)整完畢后最后得到的布置線型圖如下。946.3.4作業(yè)單位面積相關(guān)圖將各作業(yè)單位的占地面積與其建筑物空間幾何形狀結(jié)合到作業(yè)單位位置相關(guān)圖上，得到作業(yè)單位面積相關(guān)圖。首先確定各作業(yè)單位建筑物的實(shí)際占地面積與外形〔建筑物空間幾何形狀〕。作業(yè)單位建筑物的實(shí)際占地面積由設(shè)備占地面積、物流模式及其通道、人員活動場地等因素決定〔教材中該局部內(nèi)容課后自學(xué)〕。95作業(yè)單位面積相關(guān)圖繪制步驟〔1〕選擇適當(dāng)?shù)睦L圖比例。一般比例為1:100、1:500、1:1000、1:2000、1:5000?！?〕將作業(yè)單位位置相關(guān)圖放大到坐標(biāo)紙上，各作業(yè)單位符號之間留出盡可能大的空間，以便安排作業(yè)單位建筑物。〔3〕按綜合接近程度分值大小順序，由大到小依次把作業(yè)單位布置到圖上?！?〕經(jīng)過數(shù)次調(diào)整與重繪，得到作業(yè)單位面積相關(guān)圖〔P182圖6-19〕。96作業(yè)單位面積相關(guān)圖的調(diào)整在實(shí)際的設(shè)施布置設(shè)計(jì)過程中，常因受到現(xiàn)有廠房或可利用土地面積與形狀的限制等，不得不把需要的面積與可利用的面積結(jié)合起來考慮，因而面積的設(shè)定方法有以下幾種：1、計(jì)算法：按照設(shè)備和作業(yè)所需的面積，加上輔助設(shè)施、材料存儲、維修、通道以及人員等所需面積得到該單位的總面積。2、標(biāo)準(zhǔn)面積法：采用某種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)求得所需的面積。3、概略布置法：應(yīng)用模板或設(shè)備模型進(jìn)行布置并確定面積。4、比率趨向預(yù)測法：將過去各個時期每臺設(shè)備或每個作業(yè)單位的面積作為根底，按未來產(chǎn)量和人員的開展預(yù)測要求，按比例擴(kuò)大來設(shè)定面積。97修正因素物料搬運(yùn)方法建筑特征道路公用管線布置廠區(qū)綠化布置場地條件與環(huán)境實(shí)際條件限制：包括給定的廠區(qū)面積，建設(shè)本錢費(fèi)用，廠區(qū)內(nèi)現(xiàn)有條件〔建筑物〕的利用，政策法規(guī)等方面。結(jié)合修正條件對各部門的位置、形狀等進(jìn)行調(diào)整，可以形成幾個可行的塊狀布置(Blocklayout)方案。工廠總平面布置圖的繪制〔P147-149〕98991001016.3.5布置方案的評價(jià)與選擇布置方案的評價(jià)常常從經(jīng)濟(jì)因素和非經(jīng)濟(jì)因索兩個方面進(jìn)行，經(jīng)濟(jì)評價(jià)可以采用費(fèi)用比照法等，非經(jīng)濟(jì)因素評價(jià)可以采用優(yōu)缺點(diǎn)比較法和加權(quán)因素法等。1021、非經(jīng)濟(jì)因素評價(jià)每個布置方案都有一些不能用費(fèi)用精確地衡量的非經(jīng)濟(jì)因素，常見的有：(1)是否易于將來開展(2)工藝過程的適應(yīng)性(3)靈活性(4)物流的效率(5)物流搬運(yùn)的效率(6)儲存的效率(7)空間利用率(8)輔助效勞部門的綜合效率(9)工作條件(10)平安性(11)是否易于管理(12)產(chǎn)品質(zhì)量(13)維修(14)設(shè)備利用率(15)是否滿足需求能力(16)是否適應(yīng)公司的組織機(jī)構(gòu)(17)人流(18)外觀(19)自然條件的利用(20)環(huán)境保護(hù)2、經(jīng)濟(jì)因素評價(jià)：對于各種布置方案，可以通過工程經(jīng)濟(jì)分析，評價(jià)其節(jié)省費(fèi)用、投資額及投資回報(bào)期等，作為比較選擇的基準(zhǔn)。至于比較哪些指標(biāo)最好，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，需要具體情況具體分析。103小結(jié)設(shè)施布置就是對生產(chǎn)車間、管理部門、倉儲部門、生產(chǎn)與生活效勞部門的建筑物、道路和場地等，按照相互關(guān)系密切程度做出合理的布局。采用SLP法進(jìn)行工廠布置，就是對各作業(yè)單位之間的相互關(guān)系做出分析，包括物流的和非物流的相互關(guān)系，經(jīng)過綜合，得出各作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表。然后，根據(jù)綜合相互關(guān)系表指示的各作業(yè)單位的相互位置，繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖。將作業(yè)單位實(shí)際面積與位置圖相結(jié)合，得出作業(yè)單位面積相關(guān)圖通過修正，得出可行的布置方案最后通過評價(jià)選優(yōu)，確定方案。104舉例：某機(jī)械廠的設(shè)施布置設(shè)有3種零件A、B、C，其工藝路徑及日產(chǎn)量如表1所示〔1－5：分別表示5個部門〕部門12345面積m22040406020表2：5個部門所需廠房面積105加工工藝從至表從—至123451－40＋50150020－05040＋153015－004000－5050000－106107物流強(qiáng)度分析表〔由從至表得出〕物流量等級劃分A：80－100噸1－2E：60－80噸無I：40－60噸2

－4、2－5O：0－40噸3-2、4－5U：0噸1-4、1-5、3-4、3-5

108物流相關(guān)圖109線性關(guān)系圖51243110空間關(guān)系圖由表2知：5個部門所需廠房面積部門12345面積m2204040602051243111最終布置圖331224454面積20m2112〔1〕相互關(guān)系圖〔2〕從-至表〔3〕流量相關(guān)線圖〔4〕螺旋法求解〔5〕解的好壞評價(jià)

6.4螺旋法求解適用于只考慮物流量大小的工廠布局113

表6-19從-至表

114115各個部門間流量由大到小順序：01-02、01-04、02-05、06-07、01-03、01-06、03-05、04-05、05-06、02-06、01-05、04-06116單項(xiàng)指標(biāo)比較評價(jià)概述財(cái)務(wù)評價(jià)國民經(jīng)濟(jì)評價(jià)不確定性分析6.5.2綜合指標(biāo)比較評價(jià)概述優(yōu)缺點(diǎn)加權(quán)因素法

6.5方案評價(jià)與選擇

117分組大作業(yè)參觀校內(nèi)一個單位列出這個單位的全部設(shè)施，基于你的觀察決定每一對作業(yè)單位之間的關(guān)系代碼并注明理由，最后畫出平面布局圖，并提出改進(jìn)方案。1班女同學(xué)：校醫(yī)院1班男同學(xué)：圖書館2班女同學(xué)：2餐廳2班男同學(xué)：行政樓3班女同學(xué)：3餐廳3班男同學(xué)：東校區(qū)布局要求：每組將方案制作成ppt，選派1人進(jìn)行講解。注：該作業(yè)記入平時成