設(shè)施規(guī)劃與物流課程設(shè)計指導(dǎo)書 10.11.291

./第二章系統(tǒng)布置設(shè)計第一節(jié)概述一、工廠設(shè)計研究X圍設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計是一種對企業(yè)的設(shè)備、物料以與人員所需空間進行合理分配和有效組合的技術(shù),其研究對象相當(dāng)廣泛,不僅涉與到工礦企業(yè),還包括學(xué)校、醫(yī)院、商店等各行各業(yè)。就工廠設(shè)計而言,主要包括廠址選擇、工廠平面布置、物料搬運與倉儲、能源管理和辦公室布置等研究內(nèi)容。1.廠址選擇新建與擴建工廠時,首先要對未來的廠址進行選擇,一是要確定工廠坐落的地區(qū),二是要確定工廠在該地區(qū)的具體位置。關(guān)于地區(qū)的選擇,一般受當(dāng)?shù)毓I(yè)布局的限制與社會宏觀經(jīng)濟的約束。影響工廠位置的因素很多,可分為定量的成本因素和定性的非成本因素。重要的成本因素包括：運輸成本、原材料的供應(yīng)成本、動力能源和水的供應(yīng)量與成本、土地因素成本和建筑成本、勞動力資源的供應(yīng)量、素質(zhì)與成本、稅收成本、其他各類社會服務(wù)成本等。定性的非成本因素包括：當(dāng)?shù)氐臍夂颉⒌乩憝h(huán)境、政策法規(guī)、社會因素與科技發(fā)展水平等,其中還包括環(huán)境保護、防止污染等。建設(shè)新廠時,工廠的位置應(yīng)盡量適應(yīng)工廠未來發(fā)展的需要,對于改、擴建工廠,應(yīng)充分考慮現(xiàn)廠房的利用。2、工廠布置工廠布置主要包括工廠總平面布置和車間布置兩個方面。工廠總平面布置要對工廠的生產(chǎn)車間、物料儲運部門、管理部門和生產(chǎn)服務(wù)部門的建筑物、場地和道路等,按照各部門之間相互關(guān)系的密切程度做出合理的安排。車間布置主要是考慮工藝過程、物流量等因素,對機器設(shè)備、運輸通道等做出合理的布局。工廠布置是工廠設(shè)計的核心內(nèi)容。3、物料搬運工廠內(nèi)的物料搬運涉與到全廠工藝過程、搬運作業(yè)、倉庫管理、信息系統(tǒng)等各個方面?，F(xiàn)代物料搬運的重要特征是把物料搬運過程中的所有環(huán)節(jié)<包括運輸、裝卸、儲存、加工、裝配和包裝等>,當(dāng)作一個整體的物流系統(tǒng)來考慮,并與工廠布置密切結(jié)合,使工廠物料流動與轉(zhuǎn)移更趨合理,減少物料和能源消耗,縮短物料流動周期,提高產(chǎn)品質(zhì)量,節(jié)省勞動力,最終實現(xiàn)系統(tǒng)總體效益最優(yōu)化。二、工廠布置的目標(biāo)任何一種系統(tǒng)的設(shè)計工作必須具備4個目標(biāo),即可行性、經(jīng)濟性、安全性和柔性。一家工廠就是一個復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng),因此,工廠設(shè)計當(dāng)然應(yīng)追求這4個目標(biāo)。對于工廠布置來說,主要表現(xiàn)在:1>必須滿足生產(chǎn)工藝過程的需要<可行性>。2>減少物料搬運<經(jīng)濟性>。3>減少設(shè)備投資<經(jīng)濟性>。4>提高在制品的周轉(zhuǎn)率<經(jīng)濟性>。5>充分利用現(xiàn)有空間<經(jīng)濟性>。6>有效發(fā)揮人力與設(shè)備的生產(chǎn)能力<經(jīng)濟性>。7>生產(chǎn)系統(tǒng)必須具備較大的加工X圍,適應(yīng)多種產(chǎn)品的生產(chǎn)。當(dāng)產(chǎn)品品種變化時,生產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)整要簡便<柔性>。8>維持良好的工作環(huán)境,確保操作人員舒適安全地工作<安全性>。三、工廠布置的基本設(shè)計原則為了達到上述的工廠布置目標(biāo),在根據(jù)當(dāng)?shù)匾?guī)劃要求確定適當(dāng)?shù)膹S址位置的前提下,應(yīng)根據(jù)下列原則進行工廠布置。1.工廠總平面布置設(shè)計原則<1>滿足生產(chǎn)要求,工藝流程合理工廠總體布局應(yīng)滿足生產(chǎn)要求,符合工藝過程,減少物流量,同時重視各部門之間的關(guān)系密切程度。具體布置模式有兩種:1>按功能劃分廠區(qū),即將工廠的各部門按生產(chǎn)性質(zhì)、衛(wèi)生、防火與運輸要求的相似性,將工廠劃分為若干功能區(qū)段。如中、大型機械工廠的廠區(qū),可劃分為加工裝配區(qū)、備料<熱加工>區(qū)、動力區(qū)、倉庫設(shè)施區(qū)與廠前區(qū)等。這種布置模式的優(yōu)點是各區(qū)域功能明確,相互干擾少,環(huán)境條件好,但是,這種布置模式難以完全滿足工藝流程和物流合理化的要求。2>采用系統(tǒng)布置設(shè)計模式,即按各部門之間物流與非物流相互關(guān)系的密切程度進行系統(tǒng)布置,因此可以避免物料搬運的往返交叉,節(jié)省搬運時間與費用。<2>適應(yīng)工廠內(nèi)外運輸要求,線路短捷順直工廠總平面布置要與工廠內(nèi)部運輸方式相適應(yīng)。根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品產(chǎn)量特點,可以采用鐵路運輸、道路運輸、帶式運輸或管道運輸?shù)取８鶕?jù)選定的運輸方式、運輸設(shè)備與技術(shù)要求等,合理地確定運輸線路與與之有關(guān)的部門的位置。廠內(nèi)道路承擔(dān)著物料運輸、人流輸送、消防通行的任務(wù),還具有劃分廠區(qū)的功能；道路系統(tǒng)的布局對廠區(qū)綠化、美化,排水設(shè)施布置,工程管線鋪設(shè),也有重大影響。工廠內(nèi)部運輸方式、道路布局等應(yīng)與廠外運輸方式相適應(yīng),這也是工廠總平面布置應(yīng)給予重視的問題。<3>合理用地節(jié)約用地是我國的一項基本國策。工業(yè)企業(yè)建設(shè)中,在確保生產(chǎn)和安全的前提下,應(yīng)盡量合理地節(jié)約建設(shè)用地。在工廠總平面布置時可以采取如下措施：1>根據(jù)運輸、防火、安全、衛(wèi)生、綠化等要求,合理確定通道寬度以與各部門建筑物之間的距離,力求總體布局緊湊合理。2>在滿足生產(chǎn)工藝要求的前提下,將聯(lián)系密切的生產(chǎn)廠房進行合并,建成聯(lián)合廠房。此外,可以采用多層建筑或適宜的建筑物外形。3>適當(dāng)預(yù)留發(fā)展用地。<4>充分注意防火、防爆、防振與防噪聲安全生產(chǎn)是工廠布局首先要考慮的問題。在某些危險部門之間應(yīng)留出適當(dāng)?shù)姆阑稹⒎辣g距。振動會影響精密作業(yè)車間的生產(chǎn),因此精密車間必須遠離振源或采用必要的隔振措施。如機械廠的精加工車間與計量部門應(yīng)遠離鍛造車間或沖壓車間。噪聲不僅影響工作,而且還會摧殘人的身體健康。因此,在工廠總平面布置時要考慮防噪音問題,一可以采取隔音措施,降低噪聲源發(fā)出的噪聲級；二可以采取人員多的部門遠離噪聲源的方法。<5>利用風(fēng)象、朝向的自然條件,減小環(huán)境污染生產(chǎn)中產(chǎn)生的有害煙霧和粉塵會嚴重影響工作人員的身體健康,并會造成環(huán)境污染。進行工廠總平面布置前,必須了解當(dāng)?shù)厝旮骷竟?jié)風(fēng)向的分布和變化轉(zhuǎn)換規(guī)律,繪制成風(fēng)象圖,找出全年占優(yōu)勢的盛行風(fēng)向與最小風(fēng)頻風(fēng)向。如我國北方大部分地區(qū)春、夏季盛行東南風(fēng),秋、冬季盛行西北風(fēng)。散發(fā)有害煙霧或粉塵的車間,應(yīng)分布在兩盛行風(fēng)向間的最小風(fēng)頻風(fēng)向的上風(fēng)側(cè),如圖2-1所示。a>b>c>a>b>c>圖2-1風(fēng)象與污染建筑位置關(guān)系另外,建筑物的朝向也是工廠總平面布置時應(yīng)注意的問題,特別是對日照、采光和自然通風(fēng)要求較高的建筑物,更應(yīng)注意這個問題。<6>充分利用地形、地貌、地質(zhì)條件。<7>考慮建筑群體的空間組織和造型,注意美學(xué)效果。<8>考慮建筑施工的便利條件。上述設(shè)計原則涉與面非常廣,往往存在相互矛盾的情況,應(yīng)結(jié)合具體條件分別考慮。2、車間布置設(shè)計原則<1>確定設(shè)備布置形式根據(jù)車間的生產(chǎn)綱領(lǐng),分析產(chǎn)品—產(chǎn)量關(guān)系,從而確定生產(chǎn)類型是大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)還是單件生產(chǎn),由此決定車間設(shè)備布置形式是采用流水線式、成組單元式還是機群式。<2>滿足工藝流程要求車間布置應(yīng)保證工藝流程順暢,物料搬運方便,減少或避免往返交叉物流現(xiàn)象。<3>實行定置管理,確保工作環(huán)境整潔、安全車間布置時,除對主要生產(chǎn)設(shè)備安排適當(dāng)位置外,還需對其它所有組成部分包括在制品暫存地、廢品廢料存放地、檢驗試驗用地、工人工作地、通道與輔助部門如辦公室、生活衛(wèi)生設(shè)施等安排出合理的位置,確保工作環(huán)境整潔與生產(chǎn)安全。<4>選擇適當(dāng)?shù)慕ㄖ问礁鶕?jù)工藝流程要求與產(chǎn)品特點,配備適當(dāng)?shù)燃壍钠鹬剡\輸設(shè)備,進一步確定建筑物高度、跨度、柱距與形狀。<5>采光、照明、通風(fēng)、采暖、防塵、防噪聲。<6>具備適當(dāng)?shù)娜嵝?適應(yīng)生產(chǎn)的變化。四、工廠布置方法由于工廠布置中需要考慮的因素很多,其中很大一部分因素不能用定量的方法表示,而且工廠布置又是多目標(biāo)的,往往存在相互矛盾的要求。因此,許多布置都依賴于設(shè)計人員的經(jīng)驗,否則無法確保布置成果的合理性。而良好的布置設(shè)計與拙劣的布置設(shè)計之間的實際施工費用相差無幾,但兩者日后生產(chǎn)作業(yè)的效率、質(zhì)量、成本與安全卻有極大的不同。如何確保工廠布置合理、延長布置方案的使用壽命周期,是工廠布置設(shè)計人員長期以來一直探索的課題。美國R.Muther提出的系統(tǒng)布置設(shè)計SLP法提供了一整套具有清晰條理性和嚴密邏輯性的分析方法。SLP法采用作業(yè)單位間關(guān)系密級與相互關(guān)系表、圖來研究各種因素對布置設(shè)計的影響,使布置設(shè)計由定性階段發(fā)展到了定量階段,受到廣大設(shè)計人員的歡迎,在許多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。第二節(jié)系統(tǒng)布置設(shè)計<SLP>模式一、系統(tǒng)布置設(shè)計基本要素一般講,工廠布置設(shè)計就是在根據(jù)社會需要確定出某些待生產(chǎn)的產(chǎn)品與其產(chǎn)量以與確定廠址的前提下,完成工廠總平面布置和車間布置,提供布置方案的實施。產(chǎn)品與產(chǎn)量由決策部門在設(shè)計綱領(lǐng)中作出規(guī)定；廠址的確定主要由經(jīng)營決策人員根據(jù)某些社會因素、經(jīng)濟因素與自然條件做出決策；建廠工作則主要由土建施工人員來完成。與設(shè)施布置設(shè)計人員直接相關(guān)的任務(wù)是總平面布置和車間布置。如圖2-2所示,為了完成工廠總平面布置和車間布置,需要從產(chǎn)品P與產(chǎn)量Q出發(fā),首先對產(chǎn)品組成進行分析,確定各零、部件生產(chǎn)類型,制定出各個零部件的加工、裝配工藝流程；根據(jù)工藝流程各階段的特點劃分出生產(chǎn)車間,并根據(jù)生產(chǎn)需要設(shè)置必要的職能管理部門與附屬生產(chǎn)與生活服務(wù)部門。整個工廠就是由生產(chǎn)車間、職能管理部門、附屬生產(chǎn)與生活服務(wù)部門以與為使生產(chǎn)連續(xù)進行而設(shè)置的倉儲部門這幾類作業(yè)單位所構(gòu)成。然后,由工廠布置設(shè)計人員來完成工廠總平面布置與車間布置。制定工藝路線R制定工藝路線R制定作業(yè)計劃T作業(yè)單位劃分S產(chǎn)品P產(chǎn)量Q布置設(shè)計方法布置方案定量約束條件定性約束條件……圖2-2工廠設(shè)計過程圖在圖2-2所示的工廠設(shè)計過程中,基本給定條件<要素>為產(chǎn)品P與產(chǎn)量Q,涉與到了除平面布置設(shè)計以外的如制定加工、裝配工藝過程等多種專業(yè)技術(shù)問題,要求多種專業(yè)技術(shù)人員配合協(xié)作來完成。定性約束條件布置方案布置設(shè)計方法定量約束條件……PQRS定性約束條件布置方案布置設(shè)計方法定量約束條件……PQRST圖2-3工廠布置模型在R.Muther提出的系統(tǒng)布置設(shè)計<SLP>中,把產(chǎn)品P、產(chǎn)量Q、生產(chǎn)路線R、輔助服務(wù)部門S與生產(chǎn)時間安排T作為給定的基本要素<原始資料>,成為布置設(shè)計工作的基本出發(fā)點。1、產(chǎn)品P產(chǎn)品P是指待布置工廠將生產(chǎn)的商品、原材料或者加工的零件和成品等。這些資料由生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品設(shè)計提供,包括項目、品種類型、材料、產(chǎn)品特性等。產(chǎn)品這一要素影響著生產(chǎn)系統(tǒng)的組成與其各作業(yè)單位間的相互關(guān)系、生產(chǎn)設(shè)備的類型、物料搬運方式等。2、產(chǎn)量Q產(chǎn)量指所生產(chǎn)的產(chǎn)品的數(shù)量,也由生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品設(shè)計提供,可用件數(shù)、重量、體積等來表示。產(chǎn)量Q這一要素影響著生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)模、設(shè)備的數(shù)量、運輸量、建筑物面積的大小等。3、生產(chǎn)路線R為了完成產(chǎn)品的加工,必須制定加工工藝流程,形成生產(chǎn)路線,可用工藝過程表<卡>、工藝過程圖、設(shè)備表等表示。它影響著各作業(yè)單位之間的關(guān)系、物料搬運路線、倉庫與堆放地的位置等。4、輔助服務(wù)部門S在實施系統(tǒng)布置工作以前,必須對生產(chǎn)系統(tǒng)的組成情況有一個總體的規(guī)劃,可以大體上分為生產(chǎn)車間、職能管理部門、輔助生產(chǎn)部門、生活服務(wù)部門與倉儲部門等；可以把除生產(chǎn)車間以外的所有作業(yè)單位統(tǒng)稱為輔助服務(wù)部門S,包括工具、維修、動力、收貨、發(fā)運、鐵路專用路線、辦公室、食堂等,這些作業(yè)單位構(gòu)成生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)支持系統(tǒng)部分,在某種意義上加強了生產(chǎn)能力。有時,輔助服務(wù)部門的占地總面積接近甚至大于生產(chǎn)車間所占面積,所以布置設(shè)計時應(yīng)給予足夠的重視。5、時間T時間要素是指在什么時候、用多少時間生產(chǎn)出產(chǎn)品。包括各工序的操作時間、更換批量的次數(shù)。在工藝過程設(shè)計中,根據(jù)時間因素確定生產(chǎn)所需各類設(shè)備的數(shù)量、占地面積的大小和操作人員數(shù)量,來平衡各工序的生產(chǎn)時間。二、系統(tǒng)布置設(shè)計模式任何一種系統(tǒng)設(shè)計過程都是反復(fù)迭代,逐步細化的尋求最優(yōu)解的過程,工廠布置設(shè)計更是如此。設(shè)計步驟的正確與否往往是工廠布置設(shè)計能否成功的關(guān)鍵,系統(tǒng)布置設(shè)計SLP模式就是一種人們廣為采用的、成功的設(shè)計方法。系統(tǒng)布置設(shè)計是一種邏輯性強、條理清楚的布置設(shè)計方法,分為確定位置、總體區(qū)劃、詳細布置與實施4個階段,在總體區(qū)劃和詳細布置兩個階段采用相同的SLP設(shè)計程序。1、確定位置<階段I>在新建、擴建或改建工廠或車間時,首先應(yīng)確定出新廠房坐落的地區(qū)位置。在這個階段中,首先要明確待建工廠的產(chǎn)品、計劃生產(chǎn)能力,參考同類工廠確定待建工廠的規(guī)模,從待選的新地區(qū)或現(xiàn)有工廠中確定出可供利用的廠址。2、總體區(qū)劃<階段Ⅱ>總體區(qū)劃又叫區(qū)域劃分,就是在已確定的廠址上規(guī)劃出一個總體布局。此階段中,首先應(yīng)明確各生產(chǎn)車間、職能管理部門、輔助服務(wù)部門與倉儲部門等作業(yè)單位的工作任務(wù)與功能,確定其總體占地面積與外形尺寸。在確定了各作業(yè)單位之間的相互關(guān)系后,把基本物流模式和區(qū)域劃分結(jié)合起來進行布置。3、詳細布置<階段Ⅲ>詳細布置一般是指一個作業(yè)單位內(nèi)部機器與設(shè)備的布置。在詳細布置階段,要根據(jù)每臺設(shè)備、生產(chǎn)單元與公用、服務(wù)單元的相互關(guān)系,確定出各自的位置。4、實施<階段Ⅳ>在完成詳細布置設(shè)計后,經(jīng)上級批準(zhǔn)可以進行施工設(shè)計,繪制大量的詳細安裝圖,編制搬遷、安裝計劃,按計劃進行機器設(shè)備與輔助裝置的搬遷、安裝施工工作。在系統(tǒng)布置設(shè)計過程中,上述4個階段按圖2-4所示的順序交叉進行。在確定位置階段,就必須大體確定各主要部門的外形尺寸,以便確定工廠總體形狀和占地面積；在總體區(qū)劃階段,就有必要對某些影響重大的作業(yè)單位進行較詳細的布置。整個設(shè)計過程中,隨著階段的進展,數(shù)據(jù)資料逐步齊全,從而能發(fā)現(xiàn)前期設(shè)計中存在的問題,通過調(diào)整修正,逐步細化完善設(shè)計。在系統(tǒng)布置設(shè)計4個階段中,階段Ⅰ與階段Ⅳ由其它專業(yè)人員負責(zé),系統(tǒng)布置設(shè)計人員應(yīng)積極參與,階段Ⅱ和階段Ⅲ由系統(tǒng)布置設(shè)計人員來完成。因此,可以說工廠布置包括工廠總平面布置<總體區(qū)劃>與車間布置或車間平面布置<詳細布置>兩項內(nèi)容。在系統(tǒng)布置設(shè)計階段Ⅱ和階段Ⅲ,采用相同的設(shè)計步驟—系統(tǒng)布置設(shè)計SLP程序,如圖2-5所示。I確定位置I確定位置II總體區(qū)劃III詳細布置IV實施階段時間圖2-4工廠布置的階段結(jié)構(gòu)圖圖2-5SLP設(shè)計程序模式在SLP程序中,一般經(jīng)過下列步驟:<1>準(zhǔn)備原始資料在系統(tǒng)布置設(shè)計開始時,首先必須明確給出基本要素——產(chǎn)品P、產(chǎn)量Q、生產(chǎn)工藝過程R、輔助服務(wù)部門S與時間安排T等這些原始資料,同時也需要對作業(yè)單位的劃分情況進行分析,通過分解與合并,得到最佳的作業(yè)單位劃分狀況。所有這些均作為系統(tǒng)布置設(shè)計的原始資料。<2>物流分析與作業(yè)單位相互關(guān)系分析針對某些以生產(chǎn)流程為主的工廠,物料移動是工藝過程的主要部分時,如一般的機械制造廠,物流分析是布置設(shè)計中最重要的方面；對某些輔助服務(wù)部門或某些物流量較小的工廠,各作業(yè)單位之間的相互關(guān)系<非物流聯(lián)系>對布置設(shè)計就顯得更重要；介于上述兩者之間的情況,則需要綜合考慮作業(yè)單位之間的物流與非物流的相互關(guān)系。物流分析的結(jié)果可以用物流強度等級與物流相關(guān)表來表示。非物流的作業(yè)單位間的相互關(guān)系可以用關(guān)系密級與相互關(guān)系表來表示。在需要綜合考慮作業(yè)單位間物流與非物流的相互關(guān)系時,可以采用簡單加權(quán)的方法將物流相關(guān)表與作業(yè)單位間相互關(guān)系表綜合成綜合相互關(guān)系表。<3>繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖根據(jù)物流相關(guān)表與作業(yè)單位相互關(guān)系表,考慮每對作業(yè)單位間相互關(guān)系等級的高低,決定兩作業(yè)單位相對位置的遠近,得出各作業(yè)單位之間的相對位置關(guān)系,有些資料上也稱之為拓撲關(guān)系。這時并未考慮各作業(yè)單位具體的占地面積,從而得到的僅是作業(yè)單位位置相關(guān)圖。<4>作業(yè)單位占地面積計算各作業(yè)單位所需占地面積與設(shè)備、人員、通道與輔助裝置等有關(guān),計算出的面積應(yīng)與可用面積相適應(yīng)。<5>繪制作業(yè)單位面積相關(guān)圖把各作業(yè)單位占地面積附加到作業(yè)單位位置相關(guān)圖上,就形成了作業(yè)單位面積相關(guān)圖。<6>修正作業(yè)單位面積相關(guān)圖只是一個原始布置圖,還需要根據(jù)其它因素進行調(diào)整與修正。此時需要考慮的修正因素包括物料搬運方式、操作方式、儲存周期等,同時還需要考慮實際限制條件,如成本、安全和職工傾向等方面是否允許?？紤]了各種修正因素與實際限制條件后,對面積圖進行調(diào)整,得出數(shù)個有價值的可行方案。<7>方案評價與擇優(yōu)針對得到的數(shù)個方案,需要進行費用與其他因素評價。通過對各方案的比較評價,選出或修正設(shè)計方案,得到布置方案圖第三節(jié)基本要素分析一、產(chǎn)品P-產(chǎn)量Q分析企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品品種的多少與每種產(chǎn)品產(chǎn)量的高低,決定了工廠的生產(chǎn)類型,進而影響著工廠設(shè)備的布置形式,如表2-1所示。表中列出了大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)與單件生產(chǎn)情況下的生產(chǎn)特點與設(shè)備布置類型。表2-1生產(chǎn)類型特點生產(chǎn)類型條件大量生產(chǎn)〔流水線生產(chǎn)〕成批生產(chǎn)單件生產(chǎn)需求條件品種品種較少,產(chǎn)品的品種、規(guī)格一般由企業(yè)自己決定品種較多,產(chǎn)品品種、規(guī)格由企業(yè)自己決定品種繁多,產(chǎn)品品種、規(guī)格多由用戶決定,產(chǎn)品功能有某些特殊要求質(zhì)量質(zhì)量變動少,要求互換性質(zhì)量要求穩(wěn)定,但每批質(zhì)量可以改進每種產(chǎn)品都要求有自己的規(guī)格和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量產(chǎn)量大,可以根據(jù)國家計劃或市場要求預(yù)測,預(yù)先確定銷售〔出產(chǎn)〕量產(chǎn)量較小,可以分批輪番生產(chǎn),可以根據(jù)市場預(yù)測和訂貨確定出產(chǎn)量產(chǎn)量小,由顧客訂貨時間定產(chǎn)量技術(shù)特點設(shè)備多采用專用設(shè)備部分采用專用設(shè)備采用通用設(shè)備工藝裝備專用工藝裝備部分專用工藝裝備通用工藝裝備工序能力通過更換程序能夠生產(chǎn)多種規(guī)格產(chǎn)品,各工序能力要平衡通過更換程序,能夠生產(chǎn)許多種產(chǎn)品,主要工序能力要平衡通過更換程序,能夠生產(chǎn)許多產(chǎn)品,各工序能力不需要平衡運輸使用傳送帶使用卡車、吊車使用吊車、手推車零件互換性互換選配部分鉗工修配鉗工修配標(biāo)準(zhǔn)化原材料、零件工序、和操作要求標(biāo)準(zhǔn)件對規(guī)格化、通用化零件要求標(biāo)準(zhǔn)化對規(guī)格化、通用化零件要求標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)管理特點設(shè)備布置產(chǎn)品原則〔對象原則〕混合原則〔成組原則〕工藝原則勞動分工分工較細一定分工粗略分工工人技術(shù)水平專業(yè)操作專業(yè)操作多程序多面手計劃安排精確比較細致粗略,臨時派工庫存用庫存成品調(diào)節(jié)產(chǎn)量用在制品調(diào)節(jié)生產(chǎn)用庫存原材料、零部件調(diào)節(jié)生產(chǎn)維修、保養(yǎng)采用強制的或預(yù)防修理保養(yǎng)制度采用預(yù)防修理保養(yǎng)制度關(guān)鍵設(shè)備采用計劃維修制,一般設(shè)備可采用事故維修生產(chǎn)周期短較短長勞動生產(chǎn)率高較高低成本低中高生產(chǎn)適應(yīng)性差較差強機械制造業(yè)設(shè)備布置的基本形式一般如圖2-6所示,按產(chǎn)品在制造過程中的位置是否變化分為產(chǎn)品移動式和產(chǎn)品固定式兩大類,產(chǎn)品移動式布置又可以分為產(chǎn)品原則布置、工藝原則布置與成組原則布置三種形式。設(shè)備布置形式移動式布置固定式布置設(shè)備布置形式移動式布置固定式布置固定式布置〔流水線布置〕固定式布置〔機群式布置〕成組布置單元布置柔性布置圖2-6設(shè)備布置基本形式<1>產(chǎn)品原則布置<ProductLayout>產(chǎn)品原則布置也稱為流水線布置或?qū)ο笤瓌t布置。當(dāng)產(chǎn)品品種很少而生產(chǎn)數(shù)量又很大時,應(yīng)按產(chǎn)品的加工工藝過程順序配置設(shè)備,形成流水生產(chǎn)線,這是大量生產(chǎn)中典型的設(shè)備布置方式。由于產(chǎn)品原則布置是按產(chǎn)品的加工、裝配工藝過程順序配置各道工序所需設(shè)備、人員與物料,因此能最大限度地滿足固定品種產(chǎn)品的生產(chǎn)過程對空間和時間的客觀要求,生產(chǎn)效率非常高,單件產(chǎn)品生產(chǎn)成本低,但生產(chǎn)適應(yīng)性即柔性差,適用于少品種大量生產(chǎn)。<2>工藝原則布置<ProcessLayout>工藝原則布置也稱為機群式布置。這種布置形式的特點就是把同種類型的設(shè)備和人員集中布置在一個地方,如車床工段、銑床工段、刨床工段與磨床工段,若采用機群式布置就是分別把車床、銑床、刨床和磨床集中布置在一個地方。這種布置方式便于調(diào)整設(shè)備和人員,容易適應(yīng)產(chǎn)品的變化,生產(chǎn)系統(tǒng)的柔性大大增加。但是,當(dāng)工件需要多種設(shè)備進行加工時,就不得不往返于各工序之間,增加了產(chǎn)品搬運次數(shù)與搬運距離,常常帶來物料交叉搬運與逆向流動的問題。這種布置形式通常適用于單件生產(chǎn)。<3>成組原則布置<GroupLayout>成組原則布置又稱為混合原則布置。在產(chǎn)品品種較多、每種產(chǎn)品的產(chǎn)量又是中等程度的情況下,將工件按其外形與加工工藝的相似性進行編碼分組,同組零件用相近的工藝過程進行加工。同時,將設(shè)備成組布置,即把使用頻率高的機器群按工藝過程順序組合布置成成組制造單元,整個生產(chǎn)系統(tǒng)由數(shù)個成組制造單元構(gòu)成。這種布置方式既有流水線的生產(chǎn)效率,又有機群式布置的柔性,可以提高設(shè)備開動率、減少物流量與加工時間。成組原則布置適用于多品種、中小批量的生產(chǎn)類型?，F(xiàn)代成組原則布置包括柔性制造單元<FMC>和柔性制造系統(tǒng)<FMS>兩種方式。<4>固定工位式布置<FixedProductLayout>產(chǎn)品固定工位式布置適用于大型設(shè)備如飛機、輪船的制造過程。產(chǎn)品固定在一個固定位置上,所需設(shè)備、人員、物料均圍繞產(chǎn)品布置,這種布置方式在一般場合很少應(yīng)用。綜上所述,產(chǎn)品品種的多少、產(chǎn)量的高低直接決定了設(shè)備布置的形式,圖2-7直觀反映了產(chǎn)品—產(chǎn)量與設(shè)備布置形式的關(guān)系。因此,只有對產(chǎn)品—產(chǎn)量關(guān)系進行深入分析,才能產(chǎn)生恰當(dāng)?shù)脑O(shè)備布置方式。圖2-7產(chǎn)品—產(chǎn)量與設(shè)備布置的關(guān)系隨著社會的進步,社會需求正向著多樣化發(fā)展。因而,工廠的生產(chǎn)類型也趨向多品種、中小批量方向發(fā)展,只生產(chǎn)單一品種產(chǎn)品的工廠不再具有競爭力。對于一個工廠來說,不同的產(chǎn)品的生產(chǎn)也是不均衡的,往往30%的產(chǎn)品品種占去70%產(chǎn)量,而30%的產(chǎn)量卻分散在70%的產(chǎn)品品種中。準(zhǔn)確地把握產(chǎn)品—產(chǎn)量的關(guān)系是工廠布置的基礎(chǔ)。一般,產(chǎn)品P—產(chǎn)量Q分析分為兩個步驟,即1>將各種產(chǎn)品、材料或有關(guān)生產(chǎn)項目分組歸類；2>統(tǒng)計或計算每一組或類的產(chǎn)品的數(shù)量。需要說明的是產(chǎn)量的計算單位應(yīng)該反映出生產(chǎn)過程的重復(fù)性,如件數(shù)、重量或體積等,在產(chǎn)品P—產(chǎn)量Q分析過程中,根據(jù)產(chǎn)品是零件、單一設(shè)備還是多種產(chǎn)品,分別采用表2-2、表2-3或表2-4來統(tǒng)計產(chǎn)品品種與產(chǎn)量。然后,將產(chǎn)品P—產(chǎn)量Q的關(guān)系繪制成P-Q曲線,如圖2-8所示。繪制曲線時,所有產(chǎn)品均按產(chǎn)量遞減順序排列。在圖2-8中,M區(qū)的產(chǎn)品適用于采用大量生產(chǎn)類型；J區(qū)屬于單件小批生產(chǎn)類型；介于M區(qū)與J區(qū)之間的產(chǎn)品生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)。對于不同類型的產(chǎn)品,生產(chǎn)類型的劃分是有區(qū)別的,表2-5列出了不同類型產(chǎn)品生產(chǎn)類型分類數(shù)據(jù),可供實際工作中參考。通過P-Q曲線或查閱表2-5,得出工廠生產(chǎn)的每件產(chǎn)品應(yīng)采取的生產(chǎn)類型,進而決定設(shè)備布置方式。表2-2零件—數(shù)量分析表工廠名稱：共頁第頁產(chǎn)品信息生產(chǎn)計劃產(chǎn)品名稱與說明本年度產(chǎn)量成品狀態(tài)〔易碎、易變形、危險品〕預(yù)計明年產(chǎn)量單位單件重量預(yù)計5年內(nèi)總產(chǎn)量形狀尺寸資料來源：備注：毛坯制作方式單件重量形狀尺寸零件容器毛坯：成品：編制〔日期〕審核〔日期〕表2-3單一產(chǎn)品—數(shù)量分析表工廠名稱共頁第頁產(chǎn)品信息生產(chǎn)計劃產(chǎn)品名稱與說明本年度產(chǎn)量成品狀態(tài)〔易碎、易變形、危險品〕預(yù)計明年產(chǎn)量單位單件重量預(yù)計5年內(nèi)總產(chǎn)量形狀尺寸資料來源：產(chǎn)品包裝主要部件序號部件名稱代號材料狀態(tài)形狀尺寸單位重量編制〔日期〕審核〔日期〕表2-4多種產(chǎn)品—數(shù)量分析表工廠名稱共頁第頁產(chǎn)品名稱規(guī)格型號成品狀態(tài)形狀尺寸單位重量計劃產(chǎn)量本年明年今后5年產(chǎn)量比率產(chǎn)量比率產(chǎn)量比率編制〔日期〕審核〔日期〕二、工藝過程R分析圖2-8P-Q曲線如前所述,不同的生產(chǎn)類型應(yīng)采取不同的設(shè)備布置形式。對于大量生產(chǎn),多采用專用設(shè)備與專用工裝,按工藝過程順序排列設(shè)備,形成高效的流水生產(chǎn)線；對于單件小批生產(chǎn),設(shè)備按其類型與功能集中布置,以獲得高的適應(yīng)性,工廠生產(chǎn)車間的劃分也是在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)的；對于成批生產(chǎn),特別是按成組方式組織生產(chǎn)的情況,設(shè)備布置相當(dāng)復(fù)雜,與產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程——零部件加工、裝配工藝過程密切相關(guān)。此外,工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品多數(shù)情況下都是經(jīng)網(wǎng)絡(luò)狀的多條工藝過程制造出來的,各條工藝過程往往互不相干,因此常由不同的生產(chǎn)車間來完成。也就是說,工藝過程決定了生產(chǎn)車間的劃分狀況,其他輔助服務(wù)部門的設(shè)置也大多受生產(chǎn)工藝過程的影響。圖2-8P-Q曲線表2-5生產(chǎn)類型劃分產(chǎn)品類型年產(chǎn)量〔件〕大量生產(chǎn)成批生產(chǎn)單件生產(chǎn)大批中批小批重型零件中型零件輕型零件>1000>5000>50000300～1000500～50005000～50000100～300200～500500～50005～10010～200100～500<5<10<100產(chǎn)品的工藝過程是由產(chǎn)品的組成、零件的形狀與加工精度要求、裝配要求、現(xiàn)有加工設(shè)備與加工方法等因素決定的,必須在深入了解產(chǎn)品組成、各部分加工要求后,才能制定出切實可行的加工工藝過程。1、產(chǎn)品組成分析圖2-9電瓶叉車在機械制造業(yè)中,產(chǎn)品大多是機器設(shè)備,這樣的產(chǎn)品組成是很復(fù)雜的,一般由多個零、部件構(gòu)成一個產(chǎn)品,因此,產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝過程也是因其組成的不同而千變?nèi)f化。圖2-9電瓶叉車對于每一種產(chǎn)品,都應(yīng)由產(chǎn)品裝配圖出發(fā),按加工、裝配過程的相反順序,對產(chǎn)品進行分解。完整的產(chǎn)品可以按其功能結(jié)構(gòu)分解成數(shù)個部件<或組件>,每個部<組>件又是由多個零件組合而成；有些零件可能需要自制,而另一些零件甚至部件可能直接外購,只有需要自制的零、部件才需要編制加工、裝配工藝過程。以某廠生產(chǎn)的電瓶叉車為例,來說明產(chǎn)品組成的分析過程。圖2-9所示為叉車圖,叉車的構(gòu)成可以用圖2-10表示。為了以后分析方便,在這里給出了叉車各個組成部分的重量。經(jīng)過產(chǎn)品組成分析,得到零件明細表,如表2-6所示。表中包括零件名稱、代號、件數(shù),圖號、自制或外購等內(nèi)容。如果工廠生產(chǎn)類型為多品種成批生產(chǎn)。為能方便地編制成組工藝過程,還應(yīng)采用類似表2-7所示的格式,根據(jù)零件外形、尺寸的相似性與加工工藝的相似性對不同產(chǎn)品的零件進行分組歸類。圖2-10叉車的構(gòu)成2、工藝過程設(shè)計產(chǎn)品的工藝過程與產(chǎn)品的類型密切相關(guān),不同的產(chǎn)品其工藝過程存在著極大的差別,因此,工藝過程的設(shè)計需要由專業(yè)技術(shù)人員來完成。以機械制造業(yè)為例,一種產(chǎn)品由不同的零部件組成,不同種類的零件加工工藝過程又不相同。如軸類零件的加工工藝過程通常采用鍛—粗車—精車—磨削；齒輪類零件通常采用鍛—車—制齒—磨齒的工藝過程；箱體類零件一般采用鑄造或焊接—銑或刨—鏜孔等加工工序。在各類零件加工過程中,還需要適時安排時效處理、熱處理與檢驗等工序。一般,零件的加工工藝過程設(shè)計需要考慮零件類型、使用場合、尺寸大小、形位公差、尺寸精度、表面粗糙度要求等因素,以與現(xiàn)有可行的加工設(shè)備與加工方法。制定出工藝過程后,需填寫工藝路線卡,也稱工藝過程卡<表>,如表2-8所示。其中,需要注明每道工序名稱、設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時間與計算產(chǎn)量等。對于每一個需要自制的零件都需要編制上述工藝過程卡,對于采用成組技術(shù)的同組零件。采用同一種典型綜合工藝過程來派生出各自的工藝過程,關(guān)于成組技術(shù)方面的內(nèi)容請參閱有關(guān)資料。工藝過程卡用于描述車間內(nèi)零件的加工工藝過程。對于全廠內(nèi)整個產(chǎn)品的加工、裝配工藝過程,比較適宜的描述方法是工藝過程圖,這部分的內(nèi)容將在本章后面講到。表2-6零件明細表工廠名稱：共頁產(chǎn)品名稱產(chǎn)品代號計劃年產(chǎn)量第頁零件名稱零件代號自制外購材料總計劃需求量零件圖號形狀尺寸單位重量說明編制〔日期〕審核〔日期〕表2-7零件分組表工廠名稱：共頁組名組號主要生產(chǎn)車間第頁零件名稱零件代號材料總計劃需求量零件圖號形狀尺寸最高加工精度說明編制〔日期〕審核〔日期〕3、設(shè)備選擇在制定工藝過程時,必須選擇加工設(shè)備。設(shè)備的類型與功能對工藝過程有很大影響。如加工中心可以將分散在多臺普通機床上的加工工序集中在一起,大大簡化了工藝過程。設(shè)備選擇是建廠工作中極其重要的一個組成部分,而且設(shè)備又是企業(yè)的一項長期投資,受到企業(yè)的普遍重視。設(shè)備選擇一般應(yīng)考慮以下因素:<1>可行性所選擇的設(shè)備必須滿足生產(chǎn)需要。根據(jù)工藝過程設(shè)計可以確定出工廠所需設(shè)備的加工X圍,加工精度等級與生產(chǎn)能力要求,這些都是設(shè)備選擇的基本要求。在滿足這些基本要求的前提下,適當(dāng)考慮生產(chǎn)發(fā)展的需要選定設(shè)備型號與規(guī)格。〔2〕經(jīng)濟性在滿足生產(chǎn)需要的前提下,經(jīng)濟性是設(shè)備選擇的一個重要因素。應(yīng)當(dāng)適當(dāng)考慮技術(shù)發(fā)展趨勢下,以較低資金投入,購買一定性能的設(shè)備,以減少設(shè)備投資。<3>可維護性企業(yè)使用的設(shè)備應(yīng)具有較低的故障率,一旦出了故障,應(yīng)能盡快發(fā)現(xiàn)故障原因,并進行維修。另外,設(shè)備的生產(chǎn)廠家應(yīng)能提供完善的技術(shù)服務(wù)。設(shè)備類型確定后,應(yīng)按下式計算所需設(shè)備數(shù)量。即上式中,計劃產(chǎn)量為計劃周期內(nèi)計劃產(chǎn)量,如件/班或件/日等；單件工時為設(shè)備生產(chǎn)一件工件所需時間；工作時間是計劃周期內(nèi)開機時間。考慮負荷率、成品率與故障率后計算出所需設(shè)備數(shù)量。當(dāng)所有設(shè)備均選擇后,采用類似表2-9格式進行匯總,整理出設(shè)備類型、名稱、型號與規(guī)格、占地面積、臺數(shù)等。三、作業(yè)單位的劃分任何一個企業(yè)都是由多個生產(chǎn)車間、職能管理部門、倉儲部門與其輔助服務(wù)部門組成的,通常,把企業(yè)的各組成部門統(tǒng)稱為作業(yè)單位。每個作業(yè)單位又可細分成更小一級的作業(yè)單位〔或稱為作業(yè)單元〕,如生產(chǎn)車間可細分為數(shù)個工段,每個工段又由多個加工中心或生產(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)該有一個良好的組織結(jié)構(gòu),每個作業(yè)單位承擔(dān)著明確的任務(wù),作業(yè)單位之間既相互獨立又相互聯(lián)系,共同為企業(yè)整體利益服務(wù)。1、生產(chǎn)車間生產(chǎn)車間也稱為生產(chǎn)部門,直接承擔(dān)著企業(yè)的加工、裝配生產(chǎn)任務(wù),是將原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的部門。生產(chǎn)車間是企業(yè)的基本組成部分。一般,根據(jù)產(chǎn)品的制造工藝過程的各個階段劃分生產(chǎn)車間。例如,機械制造廠往往設(shè)置備料車間、機加工車間和總裝車間。有的還把機加工車間按工件種類與加工工藝流程的相似性分解為某些零件加工車間,如箱體車間、軸加工車間、齒輪加工車間等。這些車間分別擔(dān)負某一類零件的加工任務(wù),這些零件一般可以采用相似的工藝與相同的設(shè)備進行加工。裝配車間可以分為部件裝配和總裝兩部分,負責(zé)把零、部件組裝成產(chǎn)品。此外,根據(jù)生產(chǎn)性質(zhì)不同,可將熱處理、鑄造、鍛造、焊接等熱加工部門,獨立劃分為熱處理車間、鑄造車間、鍛造車間和焊接車間。采用SLP法進行工廠總平面布置時,需要估算出每個作業(yè)單位的占地面積。對于生產(chǎn)車間來說,明確了工藝過程后,可以利用表2-10,考慮表中各項因素估算出占地面積。作業(yè)單位的空間包括：設(shè)備空間、物料區(qū)空間、人員空間、生產(chǎn)服務(wù)空間、通道空間、目視管理的空間需求等部分。其中,設(shè)備空間包括：設(shè)備本身所占的空間機器行程空間日常維護空間大修服務(wù)空間物料區(qū)空間包括：來料的接收和存儲在制品的接收和存儲待發(fā)料的存儲和發(fā)送廢料和切屑的存儲和發(fā)送工模夾具和維修保養(yǎng)用物料人員空間包括：操作者作業(yè)空間物料搬運操作者進出生產(chǎn)服務(wù)空間包括：模具、設(shè)備維護、保潔用品目視管理的空間需求包括：標(biāo)識、干凈和整潔<整潔的環(huán)境有助于團隊開展工作、開會和查看工作進度,以與發(fā)布和X貼產(chǎn)品和生產(chǎn)的各種信息,檢查物料和工模夾具是否在正確的位置>目視文檔〔公差要求、工作指令、機器操作指令、自檢指令、檢查方法、工廠布置圖和平面指示圖等〕目視生產(chǎn)、維護、庫存和質(zhì)量管理〔生產(chǎn)進度墻報、看板、自助維護指示板、機器故障警示燈、儀表指示板、進度過程控制方法圖板和問題記錄板〕工作績效度量進度狀況〔跟蹤和改進的目視顯示〕表2-9設(shè)備明細表部門名稱：主要產(chǎn)品：①②③④⑤⑥共頁第頁設(shè)備名稱設(shè)備型號與規(guī)格外形尺寸〔m〕占地面積〔m2〕臺數(shù)生產(chǎn)廠家長度寬度高度編制〔日期〕審核〔日期〕表2-10生產(chǎn)單位占地面積計算表部門名稱：主要產(chǎn)品：①②③④⑤⑥共頁第頁設(shè)備工作人數(shù)臨時存放面積工作活動空間面積合計說明單臺占地面積臺數(shù)生產(chǎn)能力利用率總占地面積編制〔日期〕審核〔日期〕表2-11倉儲單位占地面積計算表部門：主要物品：①②③④⑤⑥共頁第頁容器包裝數(shù)量容器占用空間最高存儲量可用時間放置層數(shù)需要面積高度保留面積說明編制〔日期〕審核〔日期〕表2-12后勤部門占地面積計算表后勤部門：主要用途：①②③④⑤⑥共頁第頁使用設(shè)備情況容納使用人數(shù)活動空間面積空間高度要求說明設(shè)備名稱數(shù)量單臺面積總面積編制〔日期〕審核〔日期〕表2-13辦公室占地面積計算表科室部門：主要工作：①②③④⑤⑥共頁第頁在編人員數(shù)量使用設(shè)備情況人員活動面積保留空間面積說明設(shè)備名稱數(shù)量單臺面積總面積編制〔日期〕審核〔日期〕2、倉儲部門倉儲部門包括原材料倉庫、標(biāo)準(zhǔn)件與外購件庫、半成品中間倉庫與成品庫等,是企業(yè)生產(chǎn)連續(xù)進行的保證。由于庫存不但占用企業(yè)的空間,而且更重要的是占用企業(yè)大量的流動資金,因此,現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)都把減小庫存作為經(jīng)營管理方面追求的目標(biāo)。倉儲部門的占地面積與物品儲備量與存儲方式有關(guān),需要考慮表2-11中的各項因素,估算倉儲部門占地面積。3、輔助服務(wù)部門輔助服務(wù)部門一般可分為輔助生產(chǎn)部門<如工具、機修車間>、生活服務(wù)部門<如食堂>與其它服務(wù)部門<如車庫、傳達室等>。輔助生產(chǎn)部門承擔(dān)專用工裝、夾具的制造與維修任務(wù),生產(chǎn)不定型,因此,一般采取機群式設(shè)備布置方式,其占地面積的估算方法與一般生產(chǎn)車間相似。生活服務(wù)部門也稱為后勤服務(wù)部門,其占地面積大小取決于使用人數(shù)的多少與設(shè)備占地空間的大小,可以利用表2-12計算。其他服務(wù)部門可參考上述表格,計算占地面積。4、職能管理部門職能管理部門包括生產(chǎn)、技術(shù)、質(zhì)檢、人事、供銷等部門,負責(zé)生產(chǎn)協(xié)調(diào)與控制等工作。對于大、中型企業(yè),職能管理機構(gòu)通常是非常龐大的。在工廠布置設(shè)計過程中,必須給各職能管理部門的辦公室安排出合理的占地面積,一般考慮辦公室人員多少、辦公用具,如寫字臺、文件柜等因素,估算出辦公室占地面積大小,參見表2-13。工廠的辦公室一般部集中安排在同一個多層辦公摟內(nèi),這樣有利于減少占地面積且方便人員聯(lián)系。第四節(jié)物流分析一、概述據(jù)資料統(tǒng)計分析,產(chǎn)品制造費用的20%～50%是用作物料搬運的,而物料搬運工作量直接與工廠布置情況有關(guān),有效的布置大約能減少搬運費用的30%左右。工廠布置的優(yōu)劣不僅直接影響著整個生產(chǎn)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn),而且通過對物料搬運成本的影響,或為為決定產(chǎn)品生產(chǎn)成本高低的關(guān)鍵因素之一。也就是說,在滿足生產(chǎn)工藝流程的前提下,減少物料搬運工作量是工廠布置設(shè)計中最為重要的目標(biāo)之一。因此,在實現(xiàn)工廠布置之前必須就生產(chǎn)系統(tǒng)備作業(yè)單位之間的物流狀態(tài)做出深入的分析。二、物流分析內(nèi)容與方法物流分析包括確定物料在生產(chǎn)過程中每個必要的工序之間移動的最有效順序與其移動的強度或數(shù)量,一個有效的工藝流程是指物料在工藝過程內(nèi)按順序一直不斷地向前移動直至完成,中間沒有過多的迂回或倒流。當(dāng)物料移動是工藝過程的主要部分時,物流分析就是工廠布置設(shè)計的核心問題。針對不同的生產(chǎn)類型,應(yīng)采用不同的物流分析方法。<l>工藝過程圖在大批量生產(chǎn)中,產(chǎn)品品種很少,用標(biāo)準(zhǔn)符號繪制的工藝流程圖直觀地反映出工廠生產(chǎn)的詳細情況,此時,進行物流分析只需在工藝過程圖上注明各道工序之間的物流量,就可以清楚地表現(xiàn)出工廠生產(chǎn)過程中的物料搬運情況。另外,對于某些規(guī)模較小的工廠,不論產(chǎn)量如何,只要產(chǎn)品比較單一,都可以用工藝過程圖進行物流分析。<2>多種產(chǎn)品工藝過程表在多品種且批量較大的情況下,如產(chǎn)品品種為10種左右,將各產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程匯總在一X表上,就形成了多種產(chǎn)品工藝過程表。在這X表上各產(chǎn)品工藝路線并列繪出,可以反映出各個產(chǎn)品的物流途徑。<3>成組方法當(dāng)產(chǎn)品品種達到數(shù)十種時,若生產(chǎn)類型為中、小批量生產(chǎn),進行物流分析時就有必要采取成組方法,按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與工藝過程的相似性進行歸類分組,然后對每一類產(chǎn)品采手工藝過程圖進行物流分析；或者采用多種產(chǎn)品工藝過程表表示各組產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝過程,再做進一步的物流分析。<4>從至表當(dāng)產(chǎn)品品種很多、產(chǎn)量很小,且零件、物料數(shù)量又很大時,可以用一X方陣圖表來表示各作業(yè)單位之間的物料移動方向和物流量。表中,方陣的行表示物料移動的源,稱為從；列表示物料移動的目的地,稱為至；行列交叉點標(biāo)明由源到目的地的物流量,這就是從至表,從中可看出各作業(yè)單位之間的物流狀況。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āＨ?、物流強度根?jù)前面的定義,物流分析包括確定物料移動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確定各工序或作業(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)的物料搬運狀況時,各種物料的強度大小應(yīng)酌情考慮物料搬運的困難程度。四、工藝過程圖表2-14物料形態(tài)表示符號任何物料在其加工過程中進行移動時,有五種基本形態(tài)。表2-14物料形態(tài)表示符號符號行動類型主要結(jié)果○□D▽操作運輸檢驗停滯儲存生產(chǎn)或完成移動鑒定干擾保存〔1〕操作處于成形、處理、裝配、拆卸等操作過程中。〔2〕運輸處于移動或運輸中?！?〕檢驗處于計數(shù)、試驗、校驗或檢驗中?！?〕停滯等待其他操作完成〔5〕儲存處于儲存中用一些標(biāo)準(zhǔn)的符號直觀地表示物料在加工過程中的移動狀態(tài),就形成了工藝過程圖。表示物料形態(tài)的基本符號如表2-14所示。為了表示物料移動過程中各工序間相互關(guān)系與物流量,應(yīng)按圖2-11所示圖例繪制工藝過程圖。工藝過程圖可以用來詳細描述產(chǎn)品生產(chǎn)過程中各工序之間的關(guān)系,也可以用來描述全廠各部門之間的工藝流程。在描述全廠各部門之間產(chǎn)品工藝流程時,用操作符號表示加工與裝配等生產(chǎn)車間；用儲存符號表示倉儲部門；用檢驗符號表示檢驗、試車部門。以生產(chǎn)如圖2-9所示叉車的總裝廠為例,工廠占地面積為120000m2,廠區(qū)東西長的為500m,南北寬約為280m,年產(chǎn)各種叉車約3000臺。該廠主要設(shè)置如表2-15所示的作業(yè)單位,分別負責(zé)完成重要零、部件的加工與總裝工作,主要包括:變速器的加工與組裝、抬升液壓缸的加工、隨車工具的制作、車身的加工與叉車總裝等工作,其它如轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動橋、液壓回路與平衡重,由協(xié)作廠負責(zé)制造,并存放在標(biāo)準(zhǔn)件與半成品庫中。圖2-11工藝過程圖繪制圖例表2-15作業(yè)單位建筑物匯總表序號作業(yè)單位名稱用途建筑面積〔m2〕結(jié)構(gòu)型式〔m〕備注1原材料庫存儲原材料72×36跨距122油料庫存儲油漆、油料36×36跨距123標(biāo)準(zhǔn)、外購件庫存儲標(biāo)準(zhǔn)件、半成品48×36跨距124機加工車間零件切削加工72×36跨距185熱處理車技零件熱處理90×30跨距306焊接車間車身焊接90×30跨距307變速器車間變速器組裝72×36跨距188總裝車間總裝180×96跨距249工具車間隨車工具箱制造60×24跨距1210油漆車間車身噴漆48×30跨距3011試車車間試車48×48跨距2412成品庫存儲叉車成品100×50露天13辦公、服務(wù)樓辦公室、生活服務(wù)300×6014車庫車庫、停車場80×60露天叉車總的生產(chǎn)工藝過程可分為零、部件加工階段—總裝階段—試車階段—成品儲存階段；零、部件加工階段分為以下多條加工工藝路線:<1>變速器的加工與組裝變速器由箱體、軸類零件、齒輪類零件與其他雜件和標(biāo)準(zhǔn)件等組成。變速器的制作工藝過程分為零件制作—組裝兩個階段。軸類與齒輪類零件經(jīng)過備料、退火、粗加工、熱處理、精加工等工序；箱體毛坯由協(xié)作廠制作,經(jīng)機加工車間加工后送變速器組裝車間；雜件的制作經(jīng)備料、機加工兩個階段。整個變速器成品重0.31t,其中標(biāo)準(zhǔn)件0.01t,箱體、齒輪、軸與雜件總重0.3t,加工過程中金屬利用率為61%,即毛坯總重為0.30/0.61≈0.49t；其中需經(jīng)退火處理的毛坯重量0.19t,機加工中需返回?zé)崽幚碥囬g再進行熱處理0.1t；整個機加工過程中金屬切除率為39%,,則生產(chǎn)的鐵屑等廢料重約0.49×0.39≈0.19t。上述變速器制作工藝流程圖如圖2-12所示。〔2〕隨車工具箱的加工隨車工具箱共重0.1t,其中一部分經(jīng)備料、退火、粗加工、熱處理、精加工等工藝過程流程完成加工,而另一部分只進行簡單的沖壓即可。隨車工具箱的加工工藝過程圖如圖2-13所示?！?〕車體加工車體為焊接件,經(jīng)備料、焊接、噴漆完成加工。車體工藝過程圖如圖2-14所示。〔4〕液壓缸加工液壓缸經(jīng)備料、退火、粗加工、熱處理、精加工等工序完成加工,其工藝過程圖如圖2-15所示。將上述機加工階段與總裝、試車、成品儲存階段工藝過程繪制在一起,就得到了叉車總裝廠全廠工藝過程圖,如圖2-16所示。該圖清楚地表示出叉車生產(chǎn)的全過程與各種作業(yè)單位之間的物流情況,為進一步進行深入的物流分析奠定了基礎(chǔ)。需要說明的是,若是計算全年的物流量,圖2-16中的各數(shù)據(jù)還需乘上全年叉車產(chǎn)量。圖2-12變速器工藝過程圖圖2-13隨車工具箱工藝過程圖圖2-14車體工藝過程圖圖2-15液壓缸工藝過程圖五、多種產(chǎn)品工藝過程表1、多種產(chǎn)品工藝過程表的形式為了表示所有產(chǎn)品的生產(chǎn)過程,就需要為每一種產(chǎn)品繪制一份工藝過程圖,但是當(dāng)產(chǎn)品較多時,各自獨立的工藝過程圖難以用來研究各種產(chǎn)品生產(chǎn)過程之間的相關(guān)部分,這時就需要把工藝過程圖匯總成如表2-16所示的多種產(chǎn)品工藝過程表。在多種產(chǎn)品工藝過程表中,用行表示工序〔或作業(yè)單位〕；用列表示某種產(chǎn)品的工藝過程。設(shè)i為行序號,則i=1,2…,l,設(shè)Ai為第i道工序或第i個作業(yè)單位；設(shè)j為列序號,則j=1,2,…,m,設(shè)Pj為第j種產(chǎn)品,又設(shè)Rjk為產(chǎn)品Pj第k道工序則有某一個i,使得Rjk=Aik=1,2…,nj圖2-16叉車生產(chǎn)工藝過程圖圖2-16叉車生產(chǎn)工藝過程圖表2-16多種產(chǎn)品工藝過程表實例零件名稱凸輪法蘭盤軸彈簧套重量〔kg〕15.06.03.01.0計劃班產(chǎn)量〔件〕1020606工藝流程1、鋸床下料2、車床車外圓、內(nèi)孔3、立銑銑外形4、熱處理5、內(nèi)圓磨磨內(nèi)孔6、外圓磨磨圓弧7、檢驗1、鋸床下料2、車床車外圓、內(nèi)孔3、鉆床鉆孔4、立銑銑邊5、檢驗1、鉆床鉆頂尖孔2、車床車外圓3、臥銑銑鍵槽4、熱處理5、外圓磨床磨外圓6、檢驗1、車床車外圓、內(nèi)孔2、鉆床鉆孔3、臥銑銑槽4、熱處理5、外圓磨床磨外圓6、內(nèi)圓磨磨內(nèi)孔7、檢驗即Pj的第k道工序是Ai,那么,在多種產(chǎn)品工藝過程表中,第i行、第j列的交點應(yīng)注明k,并將箭線將同一種產(chǎn)品的多道工序聯(lián)系起來,沿著箭線的指向,由第一道工序開始到最后一道工序為止,形成該產(chǎn)品的工藝流程。對于某一產(chǎn)品Pj,若其任意相鄰兩道工序分別為Rjk和Rjk+1,且有Rjk=Ai1,Rjk+1=Ai2式中,i1、i2分別為多種產(chǎn)品工藝過程表中可能的兩個工序〔作業(yè)單位〕序號,則有如下幾種情況：〔1〕若i2=i1+1,即產(chǎn)品Pj的兩道相鄰工序Rjk和Rjk+1,為多種產(chǎn)品工藝過程表中的相鄰兩行工序,也就是說,Rjk和Rjk+1由多種產(chǎn)品工藝過程表中兩個相鄰作業(yè)單位順序完成,此時稱工序Rjk直接正向進入下道工序Rjk+1,且由Rjk到Rjk+1的物料移動為直接正向移動。這是一種最理想的情況,用權(quán)值Djk=+2表示?！?〕若i2>i1+1,即Rjk和Rjk+1在多種產(chǎn)品工藝過程表中不相鄰,且Rjk+1在Rjk之后,此時稱工序Rjk旁路正向進入下道工序Rjk+1,且由Rjk到Rjk+1的物料移動為旁路正向移動。這是一種最理想的情況,用權(quán)值Djk=+1表示?！?〕若i2=i1-1,即Rjk+1在多種產(chǎn)品工藝過程表中位于Rjk前一行,原路回退進入下道工序Rjk+1,且由Rjk到Rjk+1發(fā)生物料原路倒流現(xiàn)象。這是一種不理想的情況,用權(quán)值Djk=-1表示?！?〕若i2<i1-1,即Rjk+1在多種產(chǎn)品工藝過程表中位于Rjk前數(shù)行,則稱工序Rjk旁路回退進入下道工序Rjk+1,且由Rjk到Rjk+1發(fā)生物料旁路倒流現(xiàn)象。這是一種不理想的情況,用權(quán)值Djk=-2表示。如果在多種產(chǎn)品工藝過程表中作業(yè)單位順序排列合理,使表中各產(chǎn)品倒流物流強度最小,就可以按表中順序布置作業(yè)單位,即可得到一種理想的作業(yè)單位布置方案。因此,應(yīng)通過交換多種產(chǎn)品工藝過程表中各作業(yè)單位之間的順序,盡可能減少倒流強度與減少物流倒流情況。設(shè)Wjk為產(chǎn)品Rj的工序Rjk與Rjk+1之間的物流強度,Djk為其物流方向加權(quán)值,則多種產(chǎn)品工藝過程表中物流順序程度W可用下式計算。即式中,j=1,2,…,m,為產(chǎn)品序號；k=1,2,…,nj,序號；nj為Pj工序總數(shù)。通過交換多種產(chǎn)品工藝過程圖中的工序〔作業(yè)單位〕順序,可以使W取得最大值,即W=Wmax,則說明此時多種產(chǎn)品工藝過程表物流順流程度最大,物流倒流最小,工序〔作業(yè)單位〕排列。由此可以看出,求解作業(yè)單位之間排列順序是一個最優(yōu)化過程。2、作業(yè)單位最佳順序的求解作業(yè)單位最佳順序的求解可以應(yīng)用線性規(guī)劃等數(shù)學(xué)方法來實現(xiàn),也可以采取下列步驟,人工近似求解作業(yè)單位的最佳順序?！?〕按照各產(chǎn)品的物流強度大小順序,在多種產(chǎn)品工藝過程表中由左到右排列產(chǎn)品工藝過程,即左邊的產(chǎn)品物流強度最大,由左向右物流強度逐漸遞減。對于零件加工生產(chǎn)來說,可以用生產(chǎn)周期內(nèi)產(chǎn)量與零件重量的乘積做為產(chǎn)品的物流強度。〔2〕從各產(chǎn)品的工藝過程圖中選出下道工序,若為第一道工序,則將最左邊產(chǎn)品的第一道工序安排為多種產(chǎn)品工藝過程表中第一道工序行〔作業(yè)單位〕；否則,按同名工序?qū)a(chǎn)品分為組,計算各組產(chǎn)品由上道工序到該道工序的物流強度之和,然后按物流強度之和的最小,然后按物流強度之和的大小順序,由大到小依次在多種產(chǎn)品工藝過程表中設(shè)置新的工序〔作業(yè)單位〕。若工序〔作業(yè)單位〕已存在,則不重復(fù)設(shè)置,此時,凡經(jīng)過該工序〔作業(yè)單位〕的產(chǎn)品就會出現(xiàn)物流倒流現(xiàn)象。〔3〕重復(fù)步驟〔2〕,直至所有產(chǎn)品工藝過程均已結(jié)束?！?〕調(diào)整工序順序,得到最佳順序。針對物流原路與旁路倒流情況,通過交換出現(xiàn)倒流情況的兩道工序順序,比較前后物流倒流W的大小。若W增加,則保留交換后工序順序,否則不做交換。經(jīng)過多次交換就可以得到最佳的工序〔作業(yè)單位〕順序。3、多種產(chǎn)品工藝過程表的建立以某一小型機加工車間為例,闡述多種產(chǎn)品工藝過程表的建立過程。該車間主要生產(chǎn)4種零件。其重量、班計劃測量與工藝流程如表2-16所示。由表中可知,4種零件工藝過程共經(jīng)過9個工位,包括車床、臥銑、立銑、鉆床、熱處理、內(nèi)圓磨床、外圓磨床、鋸床與檢驗,該車間的多種產(chǎn)品工藝過程表中共有上述9個工序行<作業(yè)單位>。<1>計算各產(chǎn)品的物流強度,軸為18Okg/班,凸輪為150kg/班,法蘭盤為120kg/班,彈簧套為6kg/班。物流強度大小順序為軸、凸輪、法蘭盤和彈簧套。<2>找出各零件的第1道工序,分別為鉆床、鋸床、鋸床、車床。按物流強度大小順序,排列出工序為鉆床,鋸床和車床。<3>取第2道工序,分別為車床、車床、車床和鉆床。因為這些工序均己出現(xiàn)在多種產(chǎn)品工藝過程表中,則不再重復(fù)。<4>取第2道工序,分別為臥銑、立銑、鉆床、臥銑。分成臥銑,包括軸與彈簧套；立銑組只有凸輪一種零件；鉆床組只有法蘭盤一種零件。各組物流強度分別是:臥銑組為180+6=186<kg>、立銑組為15O<kg>、鉆床為12O<kg>,按大小優(yōu)先排列臥銑,而后排列立銑,最后排列鉆床。因鉆床巳經(jīng)出現(xiàn),則不再重復(fù)。<5>取第4道工序:分別為熱處理、熱處理、立銑、熱處理。分為熱處理組與立銑組,物流強度分別是180+150+6=336<kg>和12O<kg>,優(yōu)先排列熱處理,而后排列立銑。因立銑已排列,則不再復(fù)。<6>取第5道工序,分別為外圓磨、內(nèi)圓磨、檢驗和外圓磨。分成外圓磨組、內(nèi)圓磨組和檢驗組,物流強度分別為l80+6=186<kg>、150<kg>和12O<kg>。按大小優(yōu)先排列外圓磨,而后是內(nèi)圓磨,最后是檢驗。<7>取后面各道工序,因均已出現(xiàn),則不再重復(fù)。至此,已得到初始多種產(chǎn)品工藝過程表,如表2-17所示?？紤]各產(chǎn)品的各工序之間的物流狀況,取得不同的加權(quán)植Dij,經(jīng)過求和,求出表2-17的物流順流程度W為2436kg。<8>嘗試交換存在物流倒流情況的工序順序,如選擇工序1和3、7和8交換順序。經(jīng)計算知,不能增大物流順流程度；嘗試交換工序1和9的先后順序,計算出物流順流程度W=2472kg。<9>經(jīng)過進一步試探,發(fā)現(xiàn)物流順流程度不再增加,則得到了最佳順序的多種產(chǎn)品工藝過程表,如表2-18所示。表2-17初始多種產(chǎn)品工藝過程表單位：kg表2-18最佳順序多種產(chǎn)品工藝過程表單位：kg六、從至表當(dāng)研究的產(chǎn)品、零件或物料品種數(shù)量非常多時,用從至表研究物流狀況非常方便,如圖2-19所示。從至表是一個方陣表格,以一定順序按行排列物料移動的起始作業(yè)單位<工序>以相同順序按列排列物料移動的終止作業(yè)單位<工序>,行、列相交的方格中記錄從起始作業(yè)單位到終止作業(yè)單位的各種物料搬運量的總和,有時也可同時注明物料種類代號。當(dāng)物料沿著作業(yè)單位排列順序正向移動時,即沒有倒流物流時,從至表中只有上三角方陣有數(shù)據(jù),這是一種理想狀態(tài)。當(dāng)存在物流倒流現(xiàn)象時,倒流物流量出現(xiàn)在從至表中的下三角方陣中,此時,從至表中任何兩個作業(yè)單位之間的總物流量<物流強度>等于正向物流量與逆向<倒流>物流量之和。七、物流分析與物流相關(guān)表綜上所述,P-Q關(guān)系決定了所采用的初步物流分析的型式；當(dāng)產(chǎn)品品種很少且產(chǎn)量很多時,應(yīng)采用工藝過程圖進行物流分析,隨著產(chǎn)品品種的增加?？梢岳枚喾N產(chǎn)品工藝過程表或從至表來統(tǒng)計具體物流量大小。在采用SLP法進行工廠布置時,不必涉與各作業(yè)單位對之間具體的物流強度,而是通過劃分等級的方法研究物流狀況。在此基礎(chǔ)上,引入物流相關(guān)表,以簡潔明了的形式表示工廠總體物流狀況。表2-19從至表部門：雜件車間主要產(chǎn)品：①軸②拔叉③套筒④盤⑤⑥共1頁第1頁作業(yè)單位或工序至作業(yè)單位或工序從序號名稱12345678910合計毛坯庫銑床車床鉆床鏜床磨床沖床內(nèi)圓磨床鋸床檢驗臺名稱毛坯庫2814217銑床121116車床361313鉆床12148鏜床11磨床123沖床66內(nèi)圓磨床11鋸床1113檢驗臺合計06138136131758編制〔日期〕審核〔日期〕1、物流強度等級物流強度等級符號物流路線比例〔%〕承擔(dān)物流量比例〔%〕超高物流強度特高物流強度較大物流強度一般物流強度可忽略搬運AEIOU1020304040302010表2-20物流強度等級劃分表由于直接分析大量物流數(shù)據(jù)比較困難,而且也無必要,SLP中將物流強度轉(zhuǎn)化為5個等級,分別用符號A、E、I、O、U表示,其物流強度逐漸減小,對應(yīng)著超高物流強度、特高物流強度、較大物流強度、一般物流強度和可忽略搬運5種物流狀況。作業(yè)單位對或稱為物流路線的物流強度等級,應(yīng)按物流路線比例或承擔(dān)的物流量來確定,可參考表2-20來劃分。表2-20物流強度等級劃分表針對前述叉車總裝廠的實例,討論物流強度等級劃分的具體步驟。首先根據(jù)工藝過程圖2-16,利用表2-21來統(tǒng)計存在物料搬運的各作業(yè)單位對之間的物流量,應(yīng)注意必須采用統(tǒng)一的計量單位來統(tǒng)計物流強度。然后將表2-21中各作業(yè)單位對接物流強度大小排序,繪制成如表2-22所示的物流強度分析表,進行物流分析,劃分出物流強度等級。表2-21和表2-22中未出現(xiàn)的作業(yè)單位對不存在固定的物流,因此物流強度等級定為U級。表2-21物流強度匯總表序號作業(yè)單位對<路線>物流強度序號作業(yè)單位對<路線>物流強度序號作業(yè)單位對<路線>物流強度11-40.3——21-50.69——31-61.2——42-100.01——52-110.06——63-70.01——73-81.82——84-51.14——94-70.3——104-80.2——115-90.31——126-100.8——137-80.31——148-90.1——158-100.81——168-113.24——1711-123.3——表2-22物流強度分析表序號作業(yè)單位對〔路線〕物流強度12345物流強度等級111-12A28-11A33-8E41-6E54-5E68-10E76-10E81-5E95-9I107-8I111-4I124-7I134-8O148-9O152-11O162-10O173-7O………2、物流相關(guān)表為了能夠簡單明了地表示所有作業(yè)單位之間物流的相互關(guān)系,仿照從至表結(jié)構(gòu)構(gòu)造一種作業(yè)單位之間物流相互關(guān)系表,稱之為原始物流相關(guān)表,如表2-23所示。在表中不區(qū)分物料移動的起始與終止作業(yè)單位,在行與列的相交方格中填入行作業(yè)單位與列作業(yè)單位間的物流強度等級。因為行作業(yè)單位與列作業(yè)單位排列順序相同,所以得到的是右上三角矩陣表格與左下三角矩陣表格對稱的方陣表格,舍掉多余的左下三角矩陣表格,將右上三角矩陣變形,就得到了SLP中著名的物流相關(guān)表,如表2-24所示。進行工廠布置時,物流相關(guān)表中物流強度等級高的作業(yè)單位之間的距離應(yīng)盡量減小,即相互接近。表2-23原始物流相關(guān)表作業(yè)單位序號作業(yè)單位序號序號名稱1234567891011121314原材料庫油料庫標(biāo)準(zhǔn)、外購庫件機加工車間熱處理車間焊接車間變速器車間總裝車間工具車間油漆車間試車車間成品庫辦公服務(wù)樓車庫名稱原材料庫UUIEEUUUUUUUU油料庫UUUUUUUUOOUUU標(biāo)準(zhǔn)、外購庫件UUUUUOEUUUUUU機加工車間IUUEUIOUUUUUU熱處理車間EUUEUUUIUUUUU焊接車間EUUUUUUUEUUUU變速器車間UUOIUUIUUUUUU總裝車間UUEOUUIOEAUUU工具車間UUUUIUUOUUUUU油漆車間UOUUUEUEUUUUU試車車間UOUUUUUAUUAUU成品庫UUUUUUUUUUAUU辦公服務(wù)樓UUUUUUUUUUUUU車庫UUUUUUUUUUUUU表2-24作業(yè)單位物流相關(guān)表第五節(jié)作業(yè)單位相互關(guān)系分析當(dāng)物流狀況對企業(yè)的生產(chǎn)有重大影響時,物流分析就是工廠布置的重要依據(jù)。但是,也不能忽視非物流因素的影響,尤其是當(dāng)物流對生產(chǎn)影響不大或沒有固定的物流時,工廠布置就不能依賴于物流分析,而應(yīng)當(dāng)考慮其它因素對各作業(yè)單位間相互關(guān)系的影響。一、作業(yè)單位相互關(guān)系的決定因素與相互關(guān)系等級劃分在SLP中,產(chǎn)品P、產(chǎn)量Q、工藝過程R、輔助服務(wù)部門S與時間安排T是影響工廠布置的基本要素；P、Q和R是物流分析的基礎(chǔ)；P、Q和S則是作業(yè)單位相互關(guān)系分析的基礎(chǔ)。同時,T對物流分析與作業(yè)單位相互關(guān)系分析都有影響。作業(yè)單位間相互關(guān)系兩影響因素與企業(yè)的性質(zhì)有很大關(guān)系,不同的企業(yè),作業(yè)單位的設(shè)置是不一樣的,作業(yè)單位間的相互關(guān)系的影響因素也是不一樣的。作業(yè)單位間相互關(guān)系密切程度的典型影響因素,一般可以考慮：1〕物流2〕工作流程3〕作業(yè)性質(zhì)相似4〕使用相同的設(shè)備5〕使用同一場地6〕使用相同的文件檔案7〕使用相同的設(shè)施8〕使用同一組人員9〕工作聯(lián)系頻繁程度10〕監(jiān)督和管理方便11〕噪音、振動、煙塵、易燃易爆危險物品的影響12〕服務(wù)的頻繁和緊急程度等方面。據(jù)R.Muther在SLP中建議,每個項目中重點考慮的因素不應(yīng)超過8到10個。符號含義說明比例〔%〕AEIOUX絕對重要特別重要重要一般密切程度不重要負的密切程度不希望接近2～53～105～1510～2545～80酌情而定表2-25作業(yè)單位相互關(guān)系等級確定了作業(yè)單位相互關(guān)系密切程度的影響因素以后,就可以給出各作業(yè)單位間關(guān)系密切程度等級,在SLP中作業(yè)單位間相互關(guān)系密切程度等級劃分為A、E、I、O、U。其含義與參考比例如表2-25所示。表2-25作業(yè)單位相互關(guān)系等級二、作業(yè)單位相互關(guān)系表作業(yè)單位相互關(guān)系密切程度的評價,可以由布置設(shè)計人員根據(jù)物流計算、個人經(jīng)驗,或與有關(guān)作業(yè)單位負責(zé)人討論后進行判斷；也可以把相互關(guān)系統(tǒng)計表格發(fā)給各作業(yè)單位負責(zé)人填寫；由有關(guān)負責(zé)人開會討論決定,由布置設(shè)計人員記錄匯總。作業(yè)單位相互關(guān)系分析的結(jié)果,最后要經(jīng)主管人員批準(zhǔn)。在評價作業(yè)單位相互關(guān)系時,首先應(yīng)制定出一套"基準(zhǔn)相互關(guān)系",其它作業(yè)單位之間的相互關(guān)系。通過對照"基準(zhǔn)相互關(guān)系"來確定,表2-26給出的基準(zhǔn)相互關(guān)系可供實際工作中參考。確定了各作業(yè)單位相互關(guān)系密切程度后,利用與物流相關(guān)表相同的表格形式,建立作業(yè)單位相互關(guān)系表。表中的每一個菱形框格填入相應(yīng)的兩個作業(yè)單位之間的相互關(guān)系密切程度等級,上半部用密切程度等級符號標(biāo)志密切程度；下半部用數(shù)字表示確定密切程度等級的理由。表2-26基準(zhǔn)相互關(guān)系表2-26基準(zhǔn)相互關(guān)系字母一對作業(yè)單位密切程度的理由A鋼材庫和剪切區(qū)域最后檢查和包裝清理和油漆搬運物料的數(shù)量類似的搬運問題損壞沒有包裝的物品包裝完畢以前檢查單不明確使用相同人員、公用設(shè)施、管理方式、型式相同的建筑物E接待和參觀者停車處金屬精和焊接維修和部件裝配方便、安全搬運物料的數(shù)量和形狀服務(wù)的頻繁程度I剪切區(qū)和沖壓機部件裝配和總裝配保管室和財會部門搬運物料的數(shù)量搬運物料的面積,共用相同的人員報表運送、安全、方便O維修和接收廢物回收和工具室收發(fā)室和廠辦公室產(chǎn)品的運送共用相同設(shè)備聯(lián)系頻繁程度U維修和接收焊接和外購倉庫技術(shù)部門和發(fā)運輔助服務(wù)不重要接觸不多不常聯(lián)系X焊接和油漆焚化爐和主要辦公室沖壓車間和工具車間灰塵、火災(zāi)煙塵、臭味、灰塵外觀、振動針對前述叉車總裝廠,選擇如表2-27所示作業(yè)單位相互關(guān)系影響因素,在此基礎(chǔ)上建立如表2-28所示非物流的各作業(yè)單位相互關(guān)系表。表2-27叉車總裝廠作業(yè)單位相互關(guān)系密切理由三、作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表表2-27叉車總裝廠作業(yè)單位相互關(guān)系密切理由1、作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表建立步驟編碼理由12345678工作流程連續(xù)性生產(chǎn)服務(wù)物料搬運管理方便安全和污染共用設(shè)備與輔助動力源振動人員聯(lián)系在大多數(shù)工廠中,各作業(yè)單位之間既有物流聯(lián)系也有非物流的聯(lián)系,兩作業(yè)單位之間的相互關(guān)系應(yīng)包括物流關(guān)系與非物流關(guān)系,因此在SLP中,要將作業(yè)單位間物流的相互關(guān)系與非物流的相互關(guān)系進行合并,求出合成的相互關(guān)系——綜合相互關(guān)系。然后從各作業(yè)單位間的綜合相互關(guān)系出發(fā),實現(xiàn)各作業(yè)單位的合理布置。一般,按照下列步驟求得作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表：<1>進行物流分析,求得作業(yè)單位物流相關(guān)表。<2>確定作業(yè)單位間非物流相互關(guān)系影響因素與等級,求得作業(yè)單位相互關(guān)系表。<3>確定物流與非物流相互關(guān)系的相對重要性。一般,物流與非物流相互關(guān)系的相對重要性比值m:n不應(yīng)超過1:3～3:1。當(dāng)比值小于1:3時,說明物流對生產(chǎn)的影響非常小,工廠布置時只需考慮非物流的相互關(guān)系；當(dāng)比值大于3：1時,說明物流關(guān)系占主導(dǎo)地位,工廠布置時只需考慮物流相互關(guān)系的影響。實際工作中,根據(jù)物流與非物流相互關(guān)系的相對重要性,取m：n=3:l,2:1,1:1,1:2,1:3。m:n稱為加權(quán)值。<4>量化物流強度等級和非物流的密切程度等級。一般,取A=4、E=3、I=2、O=J、U=0、X=一1。<5>計算量化的作業(yè)單位綜合相互關(guān)系。設(shè)任意兩個作業(yè)單位分別為Ai和Aj,物流相互關(guān)系等級為MRij,非物流的相互關(guān)系密切程度等級為NRij,則作業(yè)單位Ai與Aj之間的綜合相互關(guān)系密切程度TRij為<6>綜合相互關(guān)系等級劃分。TRij是一個量值,需要經(jīng)過等級劃分,才能建立與物流相關(guān)表相似的、符號化的作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表。綜合相互關(guān)系的等級劃分為A、E、I、O、U、X,各級別TRij值逐漸遞減,且各級別的作業(yè)單位對數(shù)應(yīng)符合一定的比例,表2-29給出了綜合相互關(guān)系等級與劃分的一般比例。需要說明的是,將物流與非物流相互關(guān)系進行合并時,應(yīng)該注意X級關(guān)系密級的處理,任何一級物流密級與X級非物流關(guān)系密級合并時,不應(yīng)超過O級。對于某些極不希望靠近的作業(yè)單位之間的相互關(guān)系,可以定為XX級。<7>經(jīng)過調(diào)整,建立綜合相互關(guān)系表。2、實例下面仍以叉車總裝廠為例,說明如何建立作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表。由表2-24與表2-28給出的叉車總裝廠作業(yè)單位之間物流相互關(guān)系與非物流相互關(guān)系并不一致。為了確定各作業(yè)單位之間綜合相互關(guān)系密切程度,需要將兩表進行合并,其過程如下：<1>加權(quán)值選取加權(quán)值大小反映工廠布置時考慮因素的側(cè)重點,對于叉車總裝廠來說,物流影響并不明顯大于其它因素的影響,因此取加權(quán)值m:n=1:1。<2>綜合相互關(guān)系計算根據(jù)各作業(yè)單位對之間物流與非物流關(guān)系等級的高低進行量化,并加權(quán)求和,求出綜合相互關(guān)系,詳見表2-30,當(dāng)作業(yè)單位數(shù)目為N時,總的作業(yè)單位對數(shù)可用下式計算。即對于上例,N=14,則P=91。因此表2-30中共有91個作業(yè)單位對,即91個相互關(guān)系。符號含義作業(yè)單位對比例〔%〕AEIOUX絕對重要特別重要重要一般密切程度不重要負的密切程度1～32～53～85～1520～850～10表2-29綜合相互關(guān)系等級與劃分比例表2-28非物流作業(yè)單位相互關(guān)系表表2-29綜合相互關(guān)系等級與劃分比例<3>劃分關(guān)系密級在表2-30中,綜合關(guān)系分數(shù)取值X圍為1～8,按表2-31統(tǒng)計出各段分數(shù)段作業(yè)單位對的此例,參考表2-29劃分綜合關(guān)系密級。應(yīng)該注意,綜合相互關(guān)系應(yīng)該是合理的,表中"U"所注作業(yè)單位6與10之間物流關(guān)系為E級,而非物流關(guān)系為X級。計算結(jié)果為I級,即出現(xiàn)了重要的關(guān)系密級,這顯然是不合理的,表中最后調(diào)整為U級。<4>建立作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表將表2-30中的綜合相互關(guān)系總分轉(zhuǎn)化為關(guān)系密級等級,繪制成作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表,如表2-32所示。表2-31綜合相互關(guān)系等級劃分表2-32作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表總分符號作業(yè)單位對數(shù)百分比〔%〕7～84～62～310-1AEIOUX391884673.39.919.88.850.57.7總計91100表2-30作業(yè)單位之間綜合相互關(guān)系計算表作業(yè)單位對關(guān)系密級綜合關(guān)系物流關(guān)系加權(quán)值：1非物流關(guān)系加權(quán)值：1等級分數(shù)等級分數(shù)分數(shù)等級1-2U0E33I1-3U0E33I1-4I2I24E1-5E3I25E1-6E3E36E1-7U0U00U1-8U0U00U1-9U0I22I1-10U0U00U2-9U0U00U2-10O1E34E2-11O1U01O2-12U0U00U2-13U0X-1-1X2-14U0I22I3-4U0U00U3-9U0U00U3-10U0U00U3-11U0U00U3-12U0U00U3-13U0U00U3-14U0I22I4-5E3A47A4-6U0O11O4-13U0I22I4-14U0U00U5-6U0U00U5-7U0U00U5-8U0U00U5-9I2E35E5-10U0X-1-1X5-11U0U00U6-13U0X-1-1X6-14U0O11O7-8I2E35E〔續(xù)〕作業(yè)單位對關(guān)系密級綜合關(guān)系物流關(guān)系加權(quán)值：1非物流關(guān)系加權(quán)值：1等級分數(shù)等級分數(shù)分數(shù)等級7-9U0U00U7-10U0U00U7-11U0I22I7-12U0U00U7-13U0I22I7-14U0O11O8-9O1I23I8-10E3I25E8-11A4E37A8-12U0U00U8-13U0E33I8-14U0I22I9-10U0U00U9-11U0U00U9-12U0U00U9-13U0O11O9-14U0U00U10-11U0U00U10-12U0U00U10-13U0X-1-1X10-14U0U00U11-12A4A48A11-13U0O11O11-14U0U00U12-13U0O11O12-14U0E33I13-14U0I22I第六節(jié)工廠總平面布置一、工廠總平面布置的一般步驟工廠總平面布置就是對生產(chǎn)車間、管理部門、倉儲部門、生產(chǎn)與生活服務(wù)部門的建筑場、道路和場地等,按照相互關(guān)系的密切程度做出合理的布局。采用SLP法進行工廠總平面布置的首要工作就是對各作業(yè)單位之間的相互關(guān)系作出分析,包括物流的和非物流的相互關(guān)系,經(jīng)過綜合,得到作業(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)單位之間相互關(guān)系密切程度的高或低,決定各作業(yè)單位之間距離的近或遠,并安排各作業(yè)單位的相互位置,繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖。將各作業(yè)單位實際占地面積與作業(yè)單位位置相關(guān)圖相結(jié)合,就形成了作業(yè)單位面積相關(guān)圖。通過修正和調(diào)整,得到數(shù)個可行的布置設(shè)計方案,最后通過評價擇優(yōu),選出某個設(shè)計方案作為工廠總平面布置圖。二、作業(yè)單位位置相關(guān)圖在SLP中,工廠總平面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,由此形成作業(yè)單位位置相關(guān)圖。當(dāng)作業(yè)單位數(shù)量較多時,作業(yè)單位之間相互關(guān)系數(shù)目就非常多,一般為作業(yè)單位數(shù)量的平方量級,因此即使只考慮A級關(guān)系,也有可能同時出現(xiàn)很多個,這就給如何入手繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖造成了困難。為了解決這個問題,引入綜合接近程度的概念。所謂某一作業(yè)單位綜合接近程度,等于該作業(yè)單位與其它所有作業(yè)單位之間量化后的關(guān)系密切的總和。這個值的高低,反映了該作業(yè)單位在布置圖上是應(yīng)該處于中心位置還是應(yīng)該處于邊緣位置,為了計算各作業(yè)單位的綜合接近程度,把作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表變換成右上三角矩陣與左下三角矩陣表格對稱的方陣表格,然后量化關(guān)系密級,并按行或列累加關(guān)系密級分數(shù),其結(jié)果就是某一作業(yè)單位的綜合接近程度。叉車總裝廠作業(yè)單位綜合接近程度計算結(jié)果,如表2-33所示。綜合接近程度分數(shù)越高,說明該作業(yè)單位越應(yīng)該靠近布置圖的中心；分數(shù)越低,說明該作業(yè)單位越應(yīng)該處于布置圖的邊緣,因此,布置設(shè)計應(yīng)當(dāng)按綜合接近程度分數(shù)高低順序進行,即接綜合接近程度分數(shù)高低順序為作業(yè)單位排序。如表2-33所示。在作業(yè)單位位置相互圖中,采用表示作業(yè)單位,如用表2-34所示的符號來表示作業(yè)單位的工作性質(zhì)與功能。作業(yè)單位之間的相互關(guān)系用相互之間的連線類型來表示,如表2-35所示。也可以利用表中推薦的顏色來表示作業(yè)單位的工作性質(zhì)與關(guān)系密級,以使圖形更直觀。有時,為了繪圖簡便,往往采用○內(nèi)標(biāo)注來表示作業(yè)單位,而不嚴格區(qū)分作業(yè)單位性質(zhì)；也可以用虛線來代替波折線表示X