工廠布置的方法和技術(shù).ppt

1、系統(tǒng)化廠房布置,工廠布置的方法和技術(shù)，一直是工業(yè)工程領(lǐng)域不斷探索的問題自工業(yè)革命以來研究出了許多手工設(shè)計、數(shù)字分析和圖解技術(shù)，60年代以來，又發(fā)展了計算機(jī)輔助工廠布置，在眾多的布置方法中，以R繆瑟提出的系統(tǒng)布置設(shè)計SLP(System Layout Planning）最為著名，應(yīng)用十分普遍；這種方法不僅適用于工廠和生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計，還可以用于醫(yī)院、學(xué)校，百貨商店、辦公樓等設(shè)施設(shè)計。,一、階段結(jié)構(gòu),系統(tǒng)布置設(shè)計采用四個階段進(jìn)行，稱為“布置設(shè)計四階段”。,二、程序模式,三、設(shè)施布置設(shè)計的要素分析,影響布置設(shè)計的因素眾多，基本要素可以歸納為5項：P產(chǎn)品(或材料或服務(wù))、Q數(shù)量、R生產(chǎn)路線(工藝過程)、S

2、助服務(wù)部門、T時間(或時間安排)。 五個要素分別回答以下問題： P生產(chǎn)什么？ Q生產(chǎn)多少？ R怎么生產(chǎn)？ T何時生產(chǎn)？ S用什么支持生產(chǎn)？,五要素對設(shè)施布置的影響,1、P產(chǎn)品或材料或服務(wù)（Production） 指規(guī)劃設(shè)計的對象所生產(chǎn)的產(chǎn)品、原材料、加工的零部件或提供服務(wù)的項目。包括原材料、進(jìn)廠物料、工序間儲備、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、物料搬運的方式等。 2、Q數(shù)量或產(chǎn)量(Quantity) 指所生產(chǎn)、供應(yīng)或使用的材料或產(chǎn)品的數(shù)量或服務(wù)的工作量。這一要素影響著設(shè)施規(guī)模、設(shè)備數(shù)量、運輸量、建筑物面積等。,3、R生產(chǎn)路線或

3、工藝過程(Route) 指根據(jù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品品種、數(shù)量等設(shè)計出的工藝流程、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、物料搬運路線、倉庫及堆放地的位置等。 4、S輔助服務(wù)部門 (Supporting Service) 指保證生產(chǎn)正常運行的輔助服務(wù)性活動、設(shè)施以及服務(wù)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)的正常運行起著舉足輕重的作用。 5、T時間或時間安排(Time) 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

4、些因素決定著設(shè)備的數(shù)量、需要的面積和入員、工序的平衡安排等。,影響設(shè)施布置設(shè)計的其他要素： 包括城市規(guī)劃、外部協(xié)作條件、交通運輸條件、地質(zhì)水文條件、自然氣候條件以及關(guān)于職業(yè)安全和衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等方面的規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范等。,管理資源吧（），提供海量管理資料免費下載！,四、物料分類及產(chǎn)品產(chǎn)量分析,現(xiàn)象：物料種類繁多，可運性不相同。 問題：如何統(tǒng)計量一物流系統(tǒng)中性質(zhì)、特征各不相同的物料數(shù)量？ 如何區(qū)分各物料的重要等級程度？ 如何確定設(shè)施布置的型式？ 1、物流量的計算 （1）定義： 在一定時間內(nèi)（一年或一個月）通過兩設(shè)施間的物料數(shù)量?？梢?用重量、體積、托盤或貨箱來表示。 （2）計算方法： 方法一

5、：當(dāng)量物流量用物料的某一特征（重量、幾何形狀、 裝載和包裝形式等）來估算物流量。 可用下式表示： f=q.n 其中：f當(dāng)量物流量 q每個標(biāo)準(zhǔn)搬運單元的當(dāng)量噸數(shù) n單位時間內(nèi)兩設(shè)施間流動的標(biāo)準(zhǔn)單元數(shù) 例：載重為兩噸的標(biāo)準(zhǔn)載重箱，載一箱鍛件為2當(dāng)量噸，載一箱殼體也 為2當(dāng)量噸。,方法二：瑪格（magnitude）用可運性衡量當(dāng)量物流量。 標(biāo)準(zhǔn)的1瑪格：一塊干燥的木塊，體積為5*5*5 立方厘米， 可以方便地用手拿住。 一包香煙=0.5mag 一個電話亭=50mag 一個低堆垛的托盤（1200 cm*1200cm）=38mag 瑪格的計算： M=A+A（B+C+D+E+F）/4 其中：A基本值，通過

6、計算物料體積后查瑪格曲線得出。 B密度修整系數(shù) C形狀修整系數(shù) D損傷危險程度修整系數(shù) E狀態(tài)（物理、化學(xué)）修整系數(shù) F價值因素（若不考慮，則F=0）,2、物料的分類： 把相同或相似性質(zhì)的物料歸并成類，可大大簡化物流分析。 可依次采用兩種分類方法： 方法一：按物料的基本形態(tài)進(jìn)行分類 固體成箱 液體成桶 氣體成瓶 方法二：按影響物料可運性的物理特征進(jìn)行分類， 包括：外形尺寸、重量、形狀、損壞可能性、狀態(tài)（熱、濕、 粘、臟）、數(shù)量、時限性（季節(jié)性、突 發(fā)性） 關(guān)鍵：抓住有決定性的影響特征,3、產(chǎn)品產(chǎn)量（PQ）分析 產(chǎn)品產(chǎn)量分析是為了確定設(shè)施基本布置形式而采用的綜合分析方法，同時也是物料重要等級分類

7、的方法。下圖是一種典型的“82原則”下的PQ分析結(jié)果。,練習(xí)：下列三圖應(yīng)分別采用何種布置型式,管理資源吧（），提供海量管理資料免費下載！,五、物流分析,物流分析是設(shè)施布置設(shè)計的另一個基本分析，即工藝流程和物流路線的分析。分析的基本手段有工藝過程圖(作業(yè)程序圖)、多種產(chǎn)品工藝過程圖、從至表和物料流程圖等。 1、工藝過程圖(Operation Process Chart) 工藝過程圖就是把工藝路線卡和裝配程序圖匯總到起而形成的一種流程圖。繪制過程先在圖的右上部從第個裝配作業(yè)的主要組件開始，在垂直線上按工藝路線卡的作業(yè)順序用圓圈表示加工和裝配，用正方形表示檢驗其它零部件，如果自制，分別用垂直線畫出其

8、作業(yè)順序，如果外購，則分別用水平線進(jìn)入裝配作業(yè)。,工藝過程圖可以用來詳細(xì)描述產(chǎn)品生產(chǎn)過程中各工序之間的關(guān)系，也可以描述全廠各部門之間的工藝流程。 其重要作用是在分析工藝過程的基礎(chǔ)上，通過產(chǎn)品加工、組裝、檢驗等各加工階段及加工路線的分析，可以計算出每個工藝過程的各工序（作業(yè)單位）間的物流強度。從而為作業(yè)單位位置的確定找到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。,工藝過程分析：毛坯重0.49，經(jīng)熱處理的 毛坯重0.19，機(jī)加工中需返回?zé)崽幚淼臑?.1 由此可知，14之間的物流強度為0.3,2多種產(chǎn)品工藝過程圖 企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品品種多，特別是只進(jìn)行成形加工處理生產(chǎn)，而不考慮裝配時，可以采用多種產(chǎn)品工藝過程圖來分析確定其物料流。從該

9、過程圖中可以看到平面布置的雛形。多種產(chǎn)品工藝過程圖是將所有零件或產(chǎn)品的工序都匯總在一張圖表上、通過分析、調(diào)整圖表上的工序，使彼此之間有最大物流量的工序盡量靠近，直至獲得最佳工藝安排順序。當(dāng)零件數(shù)量很多時，可以利用成組原理對零件分組，形成一張多種產(chǎn)品工藝過程圖對于同組的零件，可以再分類用工藝過程圖或多種產(chǎn)品工藝過程圖進(jìn)行物流分析。 多種產(chǎn)品工藝過程圖分析主要通過作業(yè)單位的排序，求得物流順流程度W的最大值。 其中：W的計算式為 Wjk為產(chǎn)品Pj的工序Rjk與Rjk+1之間的物流強度 Djk為權(quán)值：工序相鄰，且物料移動為直接正向時，取權(quán)值為2 工序不相鄰，且物料倒流時，取權(quán)值為-2,示例2：最佳順序

10、多種產(chǎn)品工藝過程表,3、從至表(From-To Chart) 從至表通常用以表示建筑物之間、部門之間或機(jī)器之間的物流量、物料搬運總量等。表上橫行和豎行的標(biāo)題內(nèi)，按同樣順序列出全部作業(yè)單位(建筑物、機(jī)器；部門)。將每個產(chǎn)品或零件在兩個作業(yè)單位之間的移動，分別用字母表示產(chǎn)品或零件，數(shù)字代表搬運總量，填入兩個作業(yè)單位橫行和豎行相交的方格內(nèi)，注意，從圖表的左上角至右下角，劃一條對角線，零件前進(jìn)記在右上方，退回記在左下方。 如下圖：,原始條件： 一叉車廠，占地面積為16000平方米，廠區(qū)南北長200米，東西寬80米，該廠有員工300人，計劃改建成年產(chǎn)60000套液壓轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)廠。 已知： 作業(yè)單位的基

11、本區(qū)劃和零部件加工工藝 過程，并通過工藝過程圖統(tǒng)計出了各作 業(yè)單位的物流強度，結(jié)果添入從至表。,案例：某液壓轉(zhuǎn)向器廠的設(shè)施布置,示例一：液壓轉(zhuǎn)向器廠的作業(yè)單位建筑物匯總表,管理資源吧（），提供海量管理資料免費下載！,示例二：液壓轉(zhuǎn)向器加工工藝從至表,六、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。,管理資源吧（），提供海量管理資料免費下載！,1、作業(yè)單位物流相關(guān)表的繪制 （1）

12、劃分物流強度等級由于直接分析大量物流數(shù)據(jù)比較困難，而且也沒必要，因此，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。 當(dāng)產(chǎn)品品種少時用工藝過程圖進(jìn)行物流分析；產(chǎn)品品種多時，用從至表或多工藝過程表對實際設(shè)施間的物流量進(jìn)行統(tǒng)計。,示例：液壓轉(zhuǎn)向器物流強度分析表（由從至表得出）,（2）構(gòu)造作業(yè)物流相關(guān)表（示例）,2、作業(yè)單位非物流相互關(guān)系表的構(gòu)造： 基本思路根據(jù)經(jīng)驗確定作業(yè)單位非物流相互關(guān)系 密切程度后，利用與物流相關(guān)表相同的表格形式，建 立非物流相互關(guān)系表。 通?？梢詮囊韵聨讉€方面加以考慮： (1)工作流程 (2)作業(yè)性質(zhì) (3)使用設(shè)備情況 (4)使用場地情況 (5)監(jiān)督和

13、管理 (6)安全、衛(wèi)生 (7)聯(lián)系頻繁程度 （8）躁聲、振動 (9)公用設(shè)施相同 (10)文件信息往來情況,（1）確定作業(yè)單位相互關(guān)系等級,（2）列出作業(yè)單位相互關(guān)系密切理由（示例）,（3）建立非物流作業(yè)單位相互關(guān)系表（示例）,3、建立作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表： 工廠中，作業(yè)單位之間物流相互關(guān)系與非物流相互關(guān)系往往并不一致，為了確定各作業(yè)單位之間綜合相互關(guān)系密切程度，須將兩個表進(jìn)行合并。求出合成的相互關(guān)系綜合作業(yè)相互關(guān)系，然后從各作業(yè)單位之間的綜合相互關(guān)系出發(fā)，實現(xiàn)各作業(yè)單位的合理布置。 （1）確定物流（m）與非物流（n）相互關(guān)系的相對重要性（加權(quán)取值）一般地m:n不應(yīng)超過1：3或3：1，當(dāng)比值

14、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。 （2）綜合相互關(guān)系計算根據(jù)作業(yè)單位對之間物流與非物流關(guān)系等級的高低進(jìn)行量化，并加權(quán)求和，求出綜合相互關(guān)系。 （3）綜合相互關(guān)系的等級劃分綜合計算得出的是量值，須經(jīng)過等級劃分，才能建立與物流相互關(guān)系表相似的綜合相互關(guān)系表。,示例：液壓轉(zhuǎn)向器作業(yè)單位綜合相互關(guān)系計算表,示例中須計算55對作業(yè)單位，計算分?jǐn)?shù)在18之間，由此得綜合相 互等級劃分表如下：,建立作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表（示例）,七、作業(yè)單位位置相互關(guān)系分析,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

15、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)。 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。,1、如何計算綜合接近程度： 將作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表變換成類似于從至表一樣的 三角矩陣，然后量化關(guān)系等級。,示例：液壓 轉(zhuǎn)向器綜合 接近程度排 序表,2、如何繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖： 第一步處理關(guān)系密級為A的作業(yè)單位對。 按各作業(yè)單位

16、綜合接近程度的高低排序，找出綜合接 近程度最高的布置在中心位置；依次處理作業(yè)單位對。 第二步處理關(guān)系密級為E的作業(yè)對。 最后重點調(diào)整X級作業(yè)單位對的相互位置 示例（1）找出綜合接近程度最高的作業(yè)單位，是4（機(jī)加工車間），將其布置 在中心位置； （2）找出A級作業(yè)對：12，78，其綜合接近分值排序為7、1、8、 2，因7和4關(guān)系為U，故考慮1和4關(guān)系為I，由此畫出A級關(guān)系位置圖。 ,示例：液壓轉(zhuǎn)向器作業(yè)單位位置相關(guān)圖,七、面積的確定,在實際的設(shè)施布置設(shè)計過程中，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)定方法有下列幾種： 1、計算法

17、：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、每個工時或每個單位的面 積作為基礎(chǔ)，按未來產(chǎn)量和人員的發(fā)展預(yù)測要求，按比例擴(kuò)大來設(shè)定面積。 一般來說，需要的面積常常受到實際條件的限制，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整， 使之與可用面積相適應(yīng)。調(diào)整的方式，可以是壓縮某些不很重要的面積、 也可以進(jìn)行新的組合。此外，做面積相關(guān)圖時需考慮流動模式的選擇。,八、布置修正,所謂修正條件，是指諸如運輸方式、貯存設(shè)備、場

18、地環(huán)境、人的要求、廠房特性、輔助設(shè)施和管理控制等具體因素。它們的重要程度各不相同，但都以獨特的方式影響布置設(shè)計方案。在進(jìn)行布置設(shè)計時，需要加以考慮。用適當(dāng)?shù)姆椒ǜ鶕?jù)現(xiàn)有廠房的實際條件使部門面積結(jié)合，同時結(jié)合修正條件對各部門的位置、形狀等進(jìn)行調(diào)整，可以形成幾個理想的、理論的塊狀布置(Block layout)方案。 例：精密車間應(yīng)遠(yuǎn)離鍛造車間 鑄造車間應(yīng)處在背風(fēng)之處,九、布置方案的評價與選擇,布置方案的評價常常從經(jīng)濟(jì)因素和非經(jīng)濟(jì)因索兩個方面進(jìn)行，經(jīng)濟(jì)評價可以采用費用對比法等，非經(jīng)濟(jì)因素評價可以采用優(yōu)缺點比較法和加權(quán)因素法等。 1、非經(jīng)濟(jì)因素評價 每個布置方案都有一些不能用費用精確地衡量的非經(jīng)濟(jì)因素，常見的有： (1)是否易于將來發(fā)展 (2)工藝過程的適應(yīng)性 (3)靈活性 (4)物流的效率 (5)物流搬運的效率 (6)儲存的效率 (7)空間利用率 (8)輔助服務(wù)部門的綜合效率 (9)工作條件 (10)安全性 (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),布置方案的評分示例：,2、經(jīng)濟(jì)因素評價： 對于各種布置方案，可以通過工程經(jīng)濟(jì)分析，評價其節(jié)省費用、投資額及投資