生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計課件(PPT 97頁).ppt

1、(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置,概述設(shè)施布置的基本類型產(chǎn)品原則布置設(shè)計工藝原則布置設(shè)計混合布置設(shè)計其他設(shè)計布置,生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置,設(shè)施布置是指在一個給定的設(shè)施范圍內(nèi)，對多個經(jīng)濟活動單元進(jìn)行位置安排。所謂經(jīng)濟活動單元，是指需要占據(jù)空間的任何實體。例如：機器、工作臺、通道、桌子、儲藏室、工具架等等。所謂給定的設(shè)施范圍，可以是一個工廠，一個車間，一座百貨大樓，一個寫字樓，或一個餐館等。,概述,設(shè)施布置的目的是要將企業(yè)內(nèi)的各種物質(zhì)設(shè)施進(jìn)行合理安排，使它們組合成一定的空間形式，從而有效地為企業(yè)的生產(chǎn)運作服務(wù)，以獲得更好的經(jīng)濟效果。設(shè)施布置要確定

2、組成企業(yè)的各個部分的平面或立體位置,并相應(yīng)地確定物料流程、運輸方式和運輸路線等，使人流和物流能暢通無阻。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,概述,應(yīng)包括哪些經(jīng)濟活動單元? (2) 每個單元需要多大空間? (3) 每個單元空間的形狀如何?(4) 每個單元在設(shè)施范圍內(nèi)的位置? 包括單元的絕對位置與相對位置。,設(shè)施布置的任務(wù),(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,概述,重要性（1）需要投入大量的資金和精力，因此稍有失誤，便將造成巨大損失。 （2）具有長期性，不容易修改，為此，必須進(jìn)行謹(jǐn)慎設(shè)計。（3）對短期運作的費用和效率有很大影響。,設(shè)施布置的重要性和必要性,必要性（1）無效率的運作（高成本、瓶

3、頸）（2）意外事故（3）產(chǎn)品設(shè)計上的改變（4）引入新產(chǎn)品（5）產(chǎn)量或產(chǎn)出構(gòu)成上的改變（6）方法或設(shè)備的改變（7）環(huán)境或其他法律要求的改變（8）情緒問題（如，缺乏面對面接觸）,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,概述,（1）企業(yè)的產(chǎn)品 首先，企業(yè)的產(chǎn)品品種將決定企業(yè)所應(yīng)配備的主要生產(chǎn)單元； 其次，由于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)上藝特點決定著產(chǎn)品加工種類，決定著產(chǎn)品的勞動量構(gòu)成，因此也就影響著生產(chǎn)單元的構(gòu)成； 再次，產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模也會影響到生產(chǎn)單元的構(gòu)成，如某產(chǎn)品的產(chǎn)量較大且加工勞動量也較大、具有一定規(guī)模時，就有必要考慮設(shè)置該種產(chǎn)品的專門生產(chǎn)車間或分廠，反之則沒必要。,影響企業(yè)經(jīng)濟活動單元構(gòu)成的因素,(Nov.

4、 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,概述,（2）企業(yè)規(guī)模企業(yè)經(jīng)濟活動單元的構(gòu)成與企業(yè)規(guī)模的關(guān)系是十分密切的。這是因為企業(yè)所需經(jīng)濟活動單元的數(shù)目、大小是由企業(yè)規(guī)模所決定的。企業(yè)規(guī)模越大，所需要的單元數(shù)目也越多。,影響企業(yè)經(jīng)濟活動單元構(gòu)成的因素,（3）企業(yè)的生產(chǎn)專業(yè)化水平與協(xié)作化水平 采用不同專業(yè)化形式(指產(chǎn)品對象專業(yè)化或工藝對象專業(yè)化)；企業(yè)的協(xié)作化水平越高，即通過協(xié)作取得的零部件、工具、能源等越多、則企業(yè)的主要生產(chǎn)單元就越少。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,概述,（4）企業(yè)的技術(shù)水平其中主要是裝備的技術(shù)水平，它直接影響著企業(yè)經(jīng)濟活動單元的構(gòu)成。若裝備的技術(shù)水平高，數(shù)控設(shè)備、加工中心等高技術(shù)設(shè)擁

5、有率較高的企業(yè)，其生產(chǎn)單位的組成則較簡單；反之，則較復(fù)雜。,影響企業(yè)經(jīng)濟活動單元構(gòu)成的因素,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置,（1）產(chǎn)品原則布置 (product layout)（2）工藝原則布置 (process layout)（3）固定布置 （fixed-position layout）（4）混合布置 (hybrid layout),設(shè)施布置的基本類型,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置的基本類型,產(chǎn)品原則布置,這種布置使產(chǎn)品對象專業(yè)化的生產(chǎn)組織方式得己實現(xiàn)。加工運作被分解成一系列標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)，由專門的人力和設(shè)備去完成。設(shè)備是按照某一種或某幾種(但這幾種產(chǎn)品的加工

6、路線基本類似)產(chǎn)品的加工路線或加工順序順次排列的，所以常稱為生產(chǎn)線。但生產(chǎn)線并不一定是一條直線，它可以采取L型、S型、U型等多種形狀，或這幾種形狀的組合。,工作區(qū),工作區(qū),工作區(qū),工作區(qū),成品,原材料或顧客,工作流程,開始,結(jié)束,材料和/或人工,材料和/或人工,材料和/或人工,材料和/或人工,生產(chǎn)或服務(wù)流水線,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置的基本類型,產(chǎn)品原則布置,1,5,6,8,9,2,3,4,7,10,進(jìn),出,工人, 可能更加有利于工人、車輛的往返移動 更緊湊，要求的長度約為直的生產(chǎn)線的一半 增進(jìn)工人之間的交流 工作分配彈性更大 進(jìn)出口在同一端,U型生產(chǎn)線,(Nov. 20

7、05),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置的基本類型,產(chǎn)品原則布置,多層廠房的生產(chǎn)線,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置的基本類型,產(chǎn)品原則布置,前提條件： 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)高度標(biāo)準(zhǔn)化； 作業(yè)也被高度專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化； 設(shè)備高度專業(yè)化、自動化； 特點： 設(shè)備按工藝過程順序布置； 物料按固定運輸路線搬運， 由此形成流水線。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置的基本類型,產(chǎn)品原則布置,優(yōu)點： 產(chǎn)量高，大量產(chǎn)品能夠迅速通過系統(tǒng)，在制品庫存少； 由于產(chǎn)量高，單位成本低；很高的專用設(shè)備費用由大量產(chǎn)品來分?jǐn)偅?勞動專門化減少了培訓(xùn)的費用和時間，同時使監(jiān)管跨度加大； 單位物料運輸費用低，可能使用固定路線的

8、物料運輸設(shè)備； 工人和設(shè)備的利用率高； 工藝路線選擇和進(jìn)度安排都在系統(tǒng)的初步設(shè)計中被確定下來，一旦系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，無需過多考慮； 管理程序化；,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置的基本類型,產(chǎn)品原則布置,缺點： 分工過細(xì)使工作重復(fù)單調(diào)； 技術(shù)低的工人可能對維持系統(tǒng)或產(chǎn)出質(zhì)量缺乏興趣； 系統(tǒng)對產(chǎn)量變化以及產(chǎn)品或工藝設(shè)計變化的適應(yīng)性差； 個別設(shè)備故障或工人缺席率高對整個系統(tǒng)的影響極大； 預(yù)防性維修、迅速修理的能力和備用件庫存必不可少； 與個人產(chǎn)量相聯(lián)的激勵計劃是不可行的；,主要考慮的問題： 如何使每一單元的操作時間都大致相等。否則，整個生產(chǎn)線的產(chǎn)出速度只能是費時最多的單元的產(chǎn)出速度。此即生產(chǎn)

9、線平衡問題。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置的基本類型,工藝原則布置,這種設(shè)施布置是與工藝對象專業(yè)化的生產(chǎn)組織方式相對應(yīng)的。當(dāng)產(chǎn)品品種較多，每一種產(chǎn)品的生產(chǎn)量都不是很大，只能斷續(xù)生產(chǎn)時，通常采用工藝對象專業(yè)化的生產(chǎn)組織方式。在這種布置方式下，設(shè)備是按照其所具有的功能來布置的。例如，機械制造廠將車床、銑床、鉆床等設(shè)備分別放置。這種布置方法對產(chǎn)品的適應(yīng)性較高，但產(chǎn)品的物流比較復(fù)雜無序，在制品庫存量也較高，從而整個生產(chǎn)周期較長。工藝原則布置在服務(wù)業(yè)很常見。,主要考慮的問題： 如何設(shè)置各個不同的經(jīng)濟活動單元使本來無序的物流稍加有序。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置的基本

10、類型,工藝原則布置,研磨機,車床,存儲,鉆孔機,裝配,工藝原則布置,電鋸的零件,電鉆的零件,檢查,裝運,上漆,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置的基本類型,工藝原則布置,特點： 主要用于多品種生產(chǎn)，適應(yīng)多種工藝路線。 設(shè)備通用性好，以保持其工藝柔性。 對于工人的技能要求較高。 工序間的銜接不如產(chǎn)品原則時嚴(yán)格，此時工件是按批轉(zhuǎn)移的。 設(shè)備按功能相同成群布置，而非按產(chǎn)品的工藝流程。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置的基本類型,工藝原則布置,優(yōu)點： 系統(tǒng)能夠滿足多樣的工藝要求； 系統(tǒng)受個別設(shè)備出故障的影響不大； 通用設(shè)備一般沒有產(chǎn)品原則布置中使用的專用設(shè)備昂貴，而且維修較易

11、，費用較低；,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置的基本類型,工藝原則布置,缺點： 如果在制造系統(tǒng)中采用間歇加工，在制品庫存量大； 要經(jīng)常進(jìn)行工藝路線選擇及進(jìn)度安排； 設(shè)備利用率低； 物料運輸慢、效率低，單位運輸費用比產(chǎn)品原則布置的高，往往需要利用可變路線得物料運輸設(shè)備； 工作復(fù)雜化常常使監(jiān)管跨度減少，并導(dǎo)致監(jiān)管費用比產(chǎn)品原則布置的高； 對每一種產(chǎn)品都需要特別的重視（工藝路線選擇、進(jìn)度安排、設(shè)備準(zhǔn)備），而產(chǎn)量低又導(dǎo)致單位產(chǎn)品費用較高； 會計、庫存控制及采購比產(chǎn)品原則布置中要復(fù)雜得多。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置的基本類型,固定（定位）布置,這種布置是將要加工的對象

12、固定在一個位置，人帶著工具、設(shè)備向其移動，并在該處工作。這種布置方法比較特殊，通常只限于體積和重量都非常大、不易移動的產(chǎn)品，且通常只能以單件或極小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，如船舶、機車、重型機床、發(fā)電機組等等。這種布置通常是沒有其它選擇余地的，因此即使搬運工具和設(shè)備費時費力，最優(yōu)先考慮的重點仍然是不移動、或最小限度地移動加工對象。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置的基本類型,固定布置, 協(xié)調(diào)項目的各項活動 物料的運送時間、地點和路徑的控制 空間的有效利用 盡可能多的工作在現(xiàn)場意外的地方進(jìn)行,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置的基本類型,混合布置,混合布置指產(chǎn)品原則、工藝原則和固

13、定布置三種類型中的兩種或三種布置的混合。實際上這種布置是比較常見的，在許多企業(yè)，產(chǎn)品有一定的批量，但不足以大到形成單一的生產(chǎn)線；但系列產(chǎn)品常常有加工類似性，又有可能使單件生產(chǎn)下完全“無序”的設(shè)施布置在某種程度上“有序”，因此采取前兩種布置方式的結(jié)合。混合布置有多種形式，例如：零部件生產(chǎn)采取工藝對象專業(yè)化布置，裝配車間采取產(chǎn)品對象專業(yè)化布置等等。,工藝原則布置和產(chǎn)品原則布置代表著從小批量到連續(xù)生產(chǎn)這一系列的兩端。工藝原則布置更適合于較寬系列的產(chǎn)品生產(chǎn)，但效率較低、單位生產(chǎn)費用較高，應(yīng)采取改進(jìn)措施使系統(tǒng)具有產(chǎn)品原則布置的部分優(yōu)點。理想的系統(tǒng)應(yīng)富有柔性、高效率、單位生產(chǎn)費用低等特點。,(Nov. 2

14、005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置的基本類型,混合布置,例如： 大型電站用的氣輪機（60萬kw） 總裝采用定位布置。 零件采用工藝原則布置。 葉片采用產(chǎn)品原則布置。 醫(yī)院 門診按工藝原則。 住院按定位原則。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置,設(shè)施布置類型選擇中的其他因素,在設(shè)施布置中除了考慮生產(chǎn)組織方式戰(zhàn)略以及產(chǎn)品加工特性以外，還應(yīng)該考慮一些其他因素： 所需投資。設(shè)施布置將在很大程度上決定所要占用的 空間、所需設(shè)備以及庫存水平，從而決定投資規(guī)模。如果產(chǎn)品的產(chǎn)量不大，設(shè)施布置人員可能愿意采用工藝對象專業(yè)化布置，這樣可節(jié)省空間，提高設(shè)備的利用率，但可能會帶來較高的庫存水平如果是對現(xiàn)有的

15、設(shè)施布置進(jìn)行改造，更要考慮所需投資與可能獲得的效益相比是否合算。 物料搬運。在考慮各個經(jīng)濟活動單元之間的相對位置時，物流的合理性是一個主要考慮因素，即應(yīng)該使量比較大的物流的距離盡量短，使相互之間搬運量較大的單元盡量靠近，以便使搬運費用盡可能小，搬運時間盡可能短。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置,設(shè)施布置類型選擇中的其他因素, 柔性。設(shè)施布置的柔性一方面是指對生產(chǎn)的變化有一定的適應(yīng)性，即使變化發(fā)生后也仍然能達(dá)到令人滿意的效果；另一方面是指能夠容易地改變設(shè)施布置，以適應(yīng)變化了的情況。因此在開始設(shè)計布置方案時，就需要對未來進(jìn)行充分預(yù)測；再一方面是，從一開始就應(yīng)該考慮到以后的可改造性。

16、 其它。其他還需著重考慮的因素有：勞動生產(chǎn)率，為此 在進(jìn)行設(shè)施布置時要注意不同單元操作的難易程度懸殊不宜過大；設(shè)備維修，注意不要使空間太狹小，這樣會導(dǎo)致設(shè)備之間的相對位置不好；工作環(huán)境，如溫度、噪音水平、安全性等，均受設(shè)施布置的影響；人的情緒，要考慮到是否可使工作人員相互之間能有所交流，是否給予不同單元的人員相同的責(zé)任與機會，使他們感到公平等。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置,單元布置(準(zhǔn)流水作業(yè)),一人多機(One Worker，Multiple Machines，OWMM) 。如果生產(chǎn)量不足以使一個人看管一臺機器就足夠忙的話，可以設(shè)置一人可看管的小生產(chǎn)線，既可使操作人員保持

17、滿工作量，又可在這種小生產(chǎn)線內(nèi)使物流流向有一定秩序。這個所謂的小生產(chǎn)線，即指出1個人同時看管的幾臺機器。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置,單元布置, 在一人多機系統(tǒng)中，因為有機器自動加工時間，工人只在需要看管的時候(裝、卸、換刀、控制等)才去照管，因此有可能在一臺機器自動加工時，去看管另一臺機器。通過使用不同的裝夾具或不同的加工方法，具有相似性的不同產(chǎn)品可以在同一OWMM中生產(chǎn)。 這種方法可以減少在制品庫存以及提高勞動生產(chǎn)率。 最常見的是呈U形的布置，物料入口和加工完畢的產(chǎn)品的出口在同一地點。在其中加工的產(chǎn)品并不一定必須通過所有的機器，如可以是 M1一M3一M4一M5，也可以是

18、 M2M3一M5等。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置,單元布置,單元布置是指將機器按所加工的零件族進(jìn)行分組布置，每組稱為一個單元。單元（組）的劃分是由一系列相似零件所需要的加工工藝決定的，零件組可在此單元內(nèi)完成全部加工。這一系列相似零件就是零件族。, 它是產(chǎn)品原則布置的縮影，它具有流水生產(chǎn)的特點，是柔性制造系統(tǒng)的雛形； 加工較快、物料運輸量和在制品庫存都較少； 加工準(zhǔn)備時間少，生產(chǎn)周期顯著縮短； 單元可以配備自動物料搬運設(shè)備； 有利于實現(xiàn)工人的一專多能； 簡化生產(chǎn)計劃管理，提高生產(chǎn)效率。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置,單元布置,銑床,裝 配,車床,熱處理,切齒

19、,鉆床,研磨,111,111,111,111,111,111,222,222,222,2222222,222,333,333,3333333,3333333,333,444,444,444,444,444,車,銑,鉆,熱處理,切齒,銑,鉆,熱處理,磨,車,銑,熱處理,磨,銑,鉆,切齒,裝 配,1111,11111,222222222,44444,33333,22222,333333333,44444444444,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,單元布置,成組技術(shù),成組技術(shù)（GT, Group Technology）是一種生產(chǎn)技術(shù)與組織管理相結(jié)合的綜合技術(shù)。它通過對零件之間客觀存在的相似特

20、征的識別，將零件分類歸組，在零件組的基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計和制造，從而使產(chǎn)品設(shè)計和制造合理化。 每種被加工的零件都具有多種特征，零件的相似是指零件各種特征的相似。在零件的多種特征中，與設(shè)計和制造有關(guān)的特征主要是結(jié)構(gòu)方面的特征（幾何形狀、尺寸和精度）、材料方面的特征（材料種類、毛坯形式、熱處理方法等）、制造工藝方面的特征（加工方法、工序順序、主要尺寸、精度、刀具、夾具和機床等）。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,單元布置,成組技術(shù),成組技術(shù)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)是“相似性原理”。成組技術(shù)遵循事物的相似性，把許多具有相似信息的問題匯歸成組，以求用同一方法解決，達(dá)到節(jié)省時間、提高效率的目的。 相似

21、的零件是指一些幾何形狀相似、尺寸相近，因而制造工藝也相似的零件。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,單元布置,成組技術(shù),將零件分類成組常用的方法有： 視檢法，是由有生產(chǎn)經(jīng)驗的人員通過對零件圖紙仔細(xì)閱讀和判斷，把具有某些特征屬性的一些零件歸結(jié)為一類。它的效果主要取決于個人的生產(chǎn)經(jīng)驗，多少帶有主觀性和片面性。 生產(chǎn)流程分析法，生產(chǎn)流程分析法 PFA （Production Flow Analysis ）是以零件生產(chǎn)流程及生產(chǎn)設(shè)備明細(xì)表等技術(shù)文件，通過對零件生產(chǎn)流程的分析，可以把工藝過程相近的，即使用同一組機床進(jìn)行加工的零件歸結(jié)為一類。采用此法分類的正確性與分析方法和所依據(jù)的工廠技術(shù)資料有關(guān)。采

22、用此法可以按工藝相似性將零件分類，以形成加工族。 編碼分類法，零件的分類成組是通過分類編碼系統(tǒng)來實現(xiàn)。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,單元布置,成組技術(shù),分類編碼系統(tǒng)是一套對零件有關(guān)特征進(jìn)行描述和標(biāo)識的規(guī)定，并通過數(shù)字或字母將零件的特征表示出來。按零件分類編碼系統(tǒng)的規(guī)則對零件編碼，可得到零件的分類代碼。 分類編碼系統(tǒng)如：OPITZ系統(tǒng)，日本的KK3系統(tǒng)和我國的JLBM1系統(tǒng)等。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,單元布置,成組技術(shù),JLBM-1系統(tǒng),(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,單元布置,成組技術(shù),利用零件已具備的分類編碼對零件分類并組，其基本方法是選擇一定的碼位及碼位特征

23、項的值以此作為標(biāo)準(zhǔn)建立零件組特征矩陣。若待分類零件的編碼中所對應(yīng)的那幾個碼位的值均包含在特征矩陣中，則零件屬于該零件組，否則不能入選。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置,單元布置,在采用成組技術(shù)的情況下，產(chǎn)品要按其相似性來分組，設(shè)備則恰恰相反，不是按其相似性，而是把進(jìn)行某一組相似產(chǎn)品的加工所需的設(shè)備布置在一起，構(gòu)成一個“小小的生產(chǎn)線”，或一組設(shè)備，稱為加工單元?？上攵?，這樣的一個加工單元內(nèi)的設(shè)備不可能是同一類設(shè)備。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置,單元布置,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置,單元布置,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置,

24、單元布置,柔性制造單元（FMC）是自動化程度更高的單元制造類型。它由一系列自動化機床和其它可編程設(shè)備通過自動物料運輸系統(tǒng)連接起來的，并由一計算機系統(tǒng)控制的，能夠自動適應(yīng)在系統(tǒng)預(yù)定義的零件族中的任意零件數(shù)量、品種的混合加工，具有較高自動化和較高效率的生產(chǎn)系統(tǒng)。,線形平面布置,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置,單元布置,環(huán)形平面布置,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置,單元布置,梯形平面布置,FMS計算機控制室,機床,機床,機床,裝 / 卸 區(qū) 域,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置,其他布置,（1）倉庫布置（2）辦公室布置,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)

25、計,其他布置,倉庫布置,倉庫布置的目的：通過倉庫布置來縮短存取貨物的時間、降低倉儲管理成本、充分利用倉庫的空間。 物料的處置成本包括物料運輸入庫、存儲、運輸出庫的費用。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,其他布置,倉庫布置,下面是一個最普通的家電用品倉庫，共有14個貨區(qū)，分別儲存7種家電。倉庫有一個出入口，進(jìn)出倉庫的貨物都要經(jīng)過該口。假設(shè)該倉庫每種物品每周的存取次數(shù)如表所示，應(yīng)該如何布置不同物品的貨區(qū)?,庫區(qū),(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,其他布置,倉庫布置,目標(biāo)：是尋找一種布置方案，使得總搬運量最小。 區(qū)分為兩種不同情況：(1)各種物品所需貨區(qū)面積相同。在這種情況下，只需把搬運次

26、數(shù)最多的物品貨區(qū)布置在靠近出入口之處，即可得到最小的總負(fù)荷數(shù)；(2)各種物品所需貨區(qū)面積不同。需要首先計算某物品的搬運次數(shù)與所需貨區(qū)數(shù)量之比，取該比值最大者靠近出入口，依次往下排列。,各種物品的比值從大到小的排列順序為(括號中為比值數(shù))：3(360)，1(280)，5(200)，6(150)，4(125)，2(80)，7(50)。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,其他布置,倉庫布置, 在實際中，根據(jù)情況的不同，倉庫布置可以有多種方案，多種考慮目標(biāo)，例如季節(jié)性因素的考慮； 空間利用（高架立體倉庫）； 揀運設(shè)備、存儲記錄方式； 計算機倉儲信息管理系統(tǒng)。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,

27、其他布置,辦公室布置,辦公室工作的處理對象主要是信息以及組織內(nèi)外的來訪者，因此，信息的傳遞和交流方便與否，來訪者辦事是否方便、快捷，是主要的考慮因素。 其次，工作效率的高低往往取決于人的工作速度，而辦公室布置，又會對人的工作速度產(chǎn)生極大影響。 再次，在辦公室布置中，同一類工作任務(wù)可選用的辦公室布置有多種，包括房間的分割方式、每人工作空間的分割方式、辦公家具的選擇和布置形式等。 此外，在辦公室的情況下，組織結(jié)構(gòu)、各個部門的配置方式、部門之間的相互聯(lián)系和相對位置的要求對辦公室布置有更重要的影響作用，在辦公室布置中要予以更多的考慮。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,其他布置,辦公室布置, 傳統(tǒng)

28、的封閉式辦公室； 開放式辦公室布置； 帶有半截屏風(fēng)的組合辦公模塊； 封閉式布置和開放式布置都是結(jié)合使用的,幾種基本的模式：,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,其他布置,辦公室布置,1 總裁,2 顧問工程師,3 工程師區(qū),4 秘書,5 辦公室入口,6 中心文件柜,7 設(shè)備間,8 復(fù)印設(shè)備,9 儲存室,O,U,A,I,I,U,O,O,A,I,I,I,O,U,U,O,I,I,E,E,O,A,A,E,A,I,O,U,U,X,O,O,A,U,E,E,辦公室臨近關(guān)系（活動相關(guān)圖）,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,其他布置,思考題,1. 寫出下列英文術(shù)語對應(yīng)的中文術(shù)語：,Product layou

29、t; Group Technology; One Worker，Multiple Machines,2. 對零件進(jìn)行分類成組常用的方法有哪幾種？,3. 簡述如何利用成組技術(shù)組織單元化生產(chǎn)？它的主要優(yōu)點是什么？,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)施布置,產(chǎn)品原則布置設(shè)計：生產(chǎn)線平衡,產(chǎn)品對象專業(yè)化的布置下，設(shè)備或工作地之間的相對位置幾乎沒有其他選擇，均按產(chǎn)品的加工順序或裝配順序排列，產(chǎn)品順次從一個工作地流向另一個，直至生產(chǎn)線的最后一個，即被完成。通常在每個工作地有一個工人，重復(fù)地完成若干種作業(yè)，不同的工作地之間很少有庫存產(chǎn)品一件件地流向下一個工作地。在這種布置之下生產(chǎn)線的產(chǎn)出速度等于作業(yè)速

30、度最慢的工作地的產(chǎn)出速度。因此，這種方式下的布置方法，它要是希望每一工作地的工作任務(wù)都大致相等，減少或消除忙閑不均的現(xiàn)象。這也就是生產(chǎn)線的平衡問題 (Line balancing)。 生產(chǎn)線：Production Line; 裝配線：Assembly Line,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,生產(chǎn)線平衡,概述,進(jìn)行生產(chǎn)線的平衡時： 首先，需要把所有的工作分成一個個基本作業(yè)，即最小的、不可再分解或沒必要再分解的獨立作業(yè)動作。 一般不是簡單地把每一項基本作業(yè)分配給一個工人去完成 （完成時間太短、工作厭煩、龐大的工人隊伍） 然后，確定基本作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)工作時間，把它們組合進(jìn)不同的工作地（工位），使

31、每個工作地的時間盡量相等。 目標(biāo)：分到各工作地的作業(yè)時間大致相等，使得生產(chǎn)線上的閑置時間最少，提高工人和設(shè)備的利用率。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,生產(chǎn)線平衡,概述,完全平衡的生產(chǎn)線由于線上各活動同步進(jìn)行從而實現(xiàn)了工人和設(shè)備的最大利用，工作流十分流暢。（實際上不太可能） 主要障礙： 組成具有工作地（工位）相等加工時間的作業(yè)包（工序）不是都能做到的。 由于設(shè)備要求或工作內(nèi)容不相容，有些活動不能被分到同一個工序。 基本作業(yè)的時間差異通過作業(yè)分配解決不了。 加工順序的約束,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,生產(chǎn)線平衡,生產(chǎn)線平衡的步驟,節(jié)拍（Cycle Time）：生產(chǎn)線上相繼產(chǎn)出兩件

32、相同產(chǎn)品（零、部件）之間的時間間隔。,(1) 確定裝配線的節(jié)拍,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,生產(chǎn)線平衡,生產(chǎn)線平衡的步驟,某產(chǎn)品裝配線計劃日產(chǎn)量150件，采用兩班制生產(chǎn)（每班8小時），每班規(guī)定有21分鐘停歇時間，計劃不合格率為2，計算裝配線的節(jié)拍。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,生產(chǎn)線平衡,思考題,某生產(chǎn)線制造某件產(chǎn)品，制造過程可以分解成5個基本作業(yè)，每一作業(yè)所需的時間及各作業(yè)順序關(guān)系如下圖：,0.1分鐘,0.7分鐘,1.0分鐘,0.5分鐘,0.2分鐘,（1）計算可能的節(jié)拍范圍；（2）如果采用最小或最大節(jié)拍，每天的產(chǎn)量分別是多少（假設(shè)生產(chǎn)線每天運轉(zhuǎn)8小時）。,可能最小的節(jié)拍等

33、于最長的那個作業(yè)時間（1.0 分鐘）。,可能最大的節(jié)拍等于各作業(yè)時間之和（0.1+0.7+1.0+0.5+0.2 = 2.5分鐘）。,如最小節(jié)拍： 如最大節(jié)拍：,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,生產(chǎn)線平衡,生產(chǎn)線平衡的步驟,(2) 計算裝配線上需要的理論上的最小工作地數(shù)（工序數(shù)）,假設(shè)節(jié)拍是1.0分鐘，各作業(yè)時間之和是2.5分鐘，那么為最少所需要的工作地數(shù)為：,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,生產(chǎn)線平衡,生產(chǎn)線平衡的步驟,(3) 組織工作地作業(yè)（工序）,作業(yè)順序圖：表達(dá)完成產(chǎn)品加工要求的作業(yè)順序圖。,給出完成一產(chǎn)品加工或裝配的作業(yè)數(shù)據(jù)，如右表，請完成作業(yè)順序圖。,(Nov. 200

34、5),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,生產(chǎn)線平衡,生產(chǎn)線平衡的步驟,A,B,C,D,F,G,I,H,E,10分鐘,11,5,4,3,7,3,12,11,作業(yè)順序圖,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,生產(chǎn)線平衡,生產(chǎn)線平衡的步驟,分配作業(yè)給工作地時應(yīng)滿足下列條件： 保證各工序之間的先后順序 每個工作地分配到的基本作業(yè)時間之和，不能大于節(jié)拍 各工作地的作業(yè)時間之和應(yīng)盡量相等或接近節(jié)拍 應(yīng)使工作地數(shù)目盡量少,啟發(fā)式方法,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,生產(chǎn)線平衡,生產(chǎn)線平衡的步驟,啟發(fā)式分配作業(yè)的程序與規(guī)則（作業(yè)分配按作業(yè)先后順序圖由左到右進(jìn)行）： 確定當(dāng)前有資格被分配的作業(yè) (約束) (a) 該作業(yè)的所有

35、先行作業(yè)都已被分配 (b) 該作業(yè)時間不超過該工作地的剩余時間 （剩余時間：等于節(jié)拍減去工作地上總的作業(yè)時間） 如果沒有有資格被分配的作業(yè)，轉(zhuǎn)向下個工作地的分配,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,生產(chǎn)線平衡,生產(chǎn)線平衡的步驟, 如果出現(xiàn)兩個或兩個以上有資格被分配的作業(yè)，可采用不同的規(guī)則加以選擇，如： （a）先分配后續(xù)作業(yè)最多的作業(yè) （b）先分配加工時間最長的作業(yè) （c）先分配位置權(quán)數(shù)最大的作業(yè) （d）任意選擇其中的一個作業(yè)先分配,作業(yè)的后續(xù)作業(yè)：是指從該作業(yè)出發(fā)沿作業(yè)先后順序圖上所有路徑前進(jìn)直至終點所遇到的所有作業(yè)。 作業(yè)的先行作業(yè)：是指從該作業(yè)出發(fā)沿逆向路徑方向而行直至起點遇到的所有作業(yè)

36、,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,生產(chǎn)線平衡,生產(chǎn)線平衡的步驟,作業(yè)的后續(xù)作業(yè)與先行作業(yè)：,A,B,C,D,F,G,I,H,E,10,11,5,4,3,7,3,12,11,作業(yè)B的后續(xù)作業(yè)：C, D, F, G, I 作業(yè)G的先行作業(yè)：F, C, D, B, A,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,生產(chǎn)線平衡,生產(chǎn)線平衡的步驟,作業(yè)的位置權(quán)數(shù)：等于該作業(yè)及其后續(xù)作業(yè)的時間總和。,A,B,C,D,F,G,I,H,E,10,11,5,4,3,7,3,12,11,作業(yè)B的位置權(quán)數(shù)： 11(B) + 5（C）+ 4（ D）+ 3（F) + 7(G) + 3(I) = 33,(Nov. 2005

37、),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,生產(chǎn)線平衡,生產(chǎn)線平衡的步驟, 繼續(xù)下去直到所有作業(yè)都已分配到工作地 計算評價作業(yè)分配的指標(biāo)（閑置時間百分比、效率）,閑置時間百分比（平衡延遲 Balance Delay）：,效率（負(fù)荷系數(shù)）：,一般機械生產(chǎn)線的效率不應(yīng)低于0.75，以手工為主裝配線應(yīng)在0.85 0.9 以上。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,生產(chǎn)線平衡,生產(chǎn)線平衡的其他方面, 應(yīng)用啟發(fā)式方法不能保證得到的生產(chǎn)線平衡方案是最佳的。 最少所需工作地數(shù)是計劃期產(chǎn)量的函數(shù)，也是節(jié)拍的函數(shù)。一般產(chǎn)量較低，節(jié)拍就比較長，所需的工作地數(shù)較少。因而管理者必須考慮平衡因使用較少工作地帶來的節(jié)約與產(chǎn)量較高而增加的利潤。

38、技術(shù)上的考慮（作業(yè)之間的相容性等）。 人力因素、設(shè)備和空間的限制。 平行工作地，解決生產(chǎn)線的瓶頸作業(yè)問題。 動態(tài)平衡（必要時，較閑的工位可以幫助較忙的工位）。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,生產(chǎn)線平衡,生產(chǎn)線平衡的其他方面,1分鐘,1分鐘,2分鐘,1分鐘,瓶頸,一項工作包含四項作業(yè)如圖。生產(chǎn)線節(jié)拍為2分鐘,每小時的產(chǎn)量 60/2 = 30 單位/小時,1分鐘,1分鐘,2分鐘,1分鐘,2分鐘,每小時60單位,每小時30單位,每小時30單位,每小時30單位,每小時30單位,每小時60單位,平行工作地,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,生產(chǎn)線平衡,生產(chǎn)線平衡的例子,利用下列資料，完成：,

39、（1）畫出作業(yè)順序圖； （2）假定一天工作8小時，計算一天產(chǎn)量為400個單位的節(jié)拍； （3）求出最少需要的工作地數(shù)； （4）將作業(yè)分配到各工作地；（規(guī)則：先分配后續(xù)作業(yè)數(shù)最多的作業(yè)；如果出現(xiàn)多個作業(yè)一樣的情況，采用先分配所需時間最長的作業(yè)） （5）計算平衡延遲和效率。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,生產(chǎn)線平衡,生產(chǎn)線平衡的例子,(1) 作業(yè)順序圖：,a,b,c,d,f,g,H,e,0.2,0.2,0.8,0.6,1.0,0.4,0.3,0.3,(2) 節(jié)拍：,(3) 最少工作地數(shù)：,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,生產(chǎn)線平衡,生產(chǎn)線平衡的例子,(4) 分配作業(yè)：,(Nov. 20

40、05),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,生產(chǎn)線平衡,生產(chǎn)線平衡的例子,(4) 閑置時間百分比和效率,a,b,c,d,f,g,H,e,0.2,0.2,0.8,0.6,1.0,0.4,0.3,0.3,工作地1,工作地2,工作地3,工作地4,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,生產(chǎn)線平衡,思考題,某制造商正計劃增加一條新的生產(chǎn)線，要求你對它進(jìn)行平衡。作業(yè)時間和順序關(guān)系如下表。假定節(jié)拍是可能的最小節(jié)拍。,（1）畫出作業(yè)順序圖；（2）按先分配后續(xù)作業(yè)數(shù)最多的作業(yè)這一規(guī)則將作業(yè)分配到各工作地；（3）求出閑置時間百分比。（4）假定一天工作420分鐘，計算每天產(chǎn)量。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)計要點： 確定生產(chǎn)

41、系統(tǒng)各部門或各工作中心正確合理的相對位置。使關(guān)系密切的部門能貼近布置，以便更好協(xié)同配合，有利提高效率。 具有相似特征的平面布置，可以沿用標(biāo)準(zhǔn)化的平面布置設(shè)計。既省事，又可靠。 對于有特殊性的平面布置，則只能根據(jù)具體情況單獨設(shè)計。 平面布置會有眾多方案。為要從中選出最佳方案，則將耗費大量時間和精力進(jìn)行分析、計算、比較，一般可以沿用啟發(fā)式方法找出一近優(yōu)方案。,設(shè)施布置,工藝原則布置設(shè)計,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,評定設(shè)計方案的指標(biāo)： 按工藝原則布置時，它能生產(chǎn)多種不同工藝要求的產(chǎn)品，但每種產(chǎn)品的工藝路線不同、順序不同以致各自的運輸路線不同。因此評定按工藝原則的平面布置設(shè)計方案時的指標(biāo)為

42、：運輸費用最小、運輸距離最短、運輸時間最少等。 除了上述三個主要指標(biāo)外，有時還應(yīng)考慮：預(yù)期實現(xiàn)布置設(shè)計后運作費用、有效生產(chǎn)能力大小、改建擴建系統(tǒng)的難易性等。,設(shè)施布置,工藝原則布置設(shè)計,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,無論是進(jìn)行一個全新的設(shè)施布置，還是對原有的設(shè)施布置進(jìn)行改變，基本方法都是樣的，都需經(jīng)過以下3個基本步驟： (1) 匯集有關(guān)信息、數(shù)據(jù)。其中主要信息包括4個方面：各個經(jīng)濟活動單元所需的空間面積；可利用空間的大小 (或現(xiàn)有布置圖)；各個單元之間的相互關(guān)系（如：各單元間的作業(yè)流量、位置間的距離、單位距離的運輸成本等）；其它約束條件（如：實施此平面布置的投資額、對布置有特殊要求的清

43、單和說明等）。 (2) 初步做出平面布置方案(塊狀區(qū)劃圖)，進(jìn)行評價。 (3) 最終確定塊狀區(qū)劃圖，做出詳細(xì)方案。,設(shè)施布置,工藝原則布置設(shè)計,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,(1) 匯集有關(guān)信息和數(shù)據(jù) 第一步，收集有關(guān)信息和數(shù)據(jù)，如設(shè)施內(nèi)所包括的經(jīng)濟活動單元及各個單元所需的空間面積。在計算各單元所需空間時，必須與企業(yè)的生產(chǎn)能力結(jié)合起來考慮。除了考慮設(shè)備、人員等所需占用的空間以外，還必須再加上足夠的“周邊”空間、以保證有足夠的通道等輔助空間。一般來說，例如周邊空間占單元全部空間的25。 用塊狀區(qū)劃圖(block plan) 對各個活動單元相對位置進(jìn)行初步安排，并不完全等于最后的實際形狀，

44、但它可以大致確定各單元的相對地理位置，明確各單元之間的物料流向。,工藝原則布置設(shè)計,基本步驟,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,工藝原則布置設(shè)計,基本步驟,各單元所需面積,現(xiàn)有塊狀區(qū)劃圖,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,工藝原則布置設(shè)計,基本步驟,第二個主要信息是各個單元之間的相關(guān)關(guān)系。有兩種主要的方法： 物料從至表 (from to matrix), 它給出每兩個單元之間的物料流動情況，可以用搬運次數(shù)，搬運重量，或其它度量。,物料從至表,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,工藝原則布置設(shè)計,基本步驟,關(guān)系重要程度分類表,活動相關(guān)圖（關(guān)系重要程度分類表 RELationship c

45、hart），定性描述單元之間相對位置重要性的一種方法。關(guān)系重要程度分類表的一個主要優(yōu)點是可以把影響設(shè)施布置的多個因素考慮進(jìn)去，而不僅僅是物料搬運一項，特別是一些定性因素，如柔性、工作環(huán)境等因素，給出一個綜合的相關(guān)重要性的度量。（Richard Muther）,1 部門,2 部門,3 部門,4 部門,5 部門,A,A,X,U,E,U,I,X,A,O,活動相關(guān)圖,O,A,X,A,A,6 部門,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,工藝原則布置設(shè)計,基本步驟,影響關(guān)系密切程度的因素 使用同樣的設(shè)備； 具有同樣的員工或設(shè)施； 生產(chǎn)流的連續(xù)性； 交流的容易程度； 不安全或令人不愉快的條件； 完成的工作相

46、似,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,工藝原則布置設(shè)計,基本步驟,其他約束條件：從至表或分類表反映不出來的一些影響因素或約束條件。例如，某個單元的絕對位置是不宜改變的，又如，移動某個單元雖然可使物流變得合理，但移動成本過高、或引起一些其他與環(huán)境有關(guān)的問題(如噪音、振動等)也需綜合考慮。,本例中的兩個主要約束條件為: (1) 單元3必須保持原位置，因靠近軌道(廠內(nèi)小火車)；(2)單元4位置保持不變，因移動預(yù)算過于龐大。,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,工藝原則布置設(shè)計,基本步驟,(2) 作出塊狀區(qū)劃圖 在上述信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，要作出初步的塊狀區(qū)劃圖。作塊狀區(qū)劃圖的最簡單辦法是采取反復(fù)試行法，從相關(guān)性最重要的單元開始，依此往下排列，如遇到其他的約束條件，再進(jìn)行調(diào)整，反復(fù)進(jìn)行，直至得出一個較滿意的、符合全部約束條件的解。,如本例，應(yīng)優(yōu)先考慮的是： 使單元3和6盡量接近； 使單元1和6盡量接近； 使單元2和5盡量接近； 使單元4和5盡量接近,(Nov. 2005),生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,工藝原則布置設(shè)計,基本步驟,這種方法得出的結(jié)果不能保證是最優(yōu)。第一，不可能將所有因素(尤其是定性因素)考慮進(jìn)去；第