第3章系统化厂房布置与物流分析方法

系统化厂房布置 设施规划与物流分析设施规划与物流分析 机电学院机电学院 韩昉韩昉l 第一章 设施规划与物流分析的绪论 l 第二章 物流网络规划与场址选择l 第三章 设施布置设计l 第四章 系统化布置与物流分析方法l 第五章 仓储系统设计l 第六章 物料搬运系统设计l 第七章 物料搬运设备的选择l 第八章 物流分析案例设施规划与物流分析 目录FD 设施布置方法一览表布置方法和技 术 年代 主要特点和使用条件流程 图 、 样 片排列等 经验 判断方法 50年代 直 观 、 简 便、易行关于 设 施 间 物料流 动顺 序和数量的各种数学分析方法。如属于最 优 化及其搜索算法的二次分派算法（ QAP，1957） 及相 应 的 计 算机 软 件 CRAFT（1964） 和 CORELAP（ 1967）50年代中期到 60年代初、中期适用于 设 施数目不太多的情况系 统 布置 规 划方法（ SLP） 60年代至今该 方法属于系 统 仿真技 术 ，要求把影响布置的因素尽可能量化，在离散状 态 下 组 合 寻优。适用于 设 施数目不超 过 15个的情况。其突出特点是具有方法 论 意 义人机交互式决策支持方法 80年代至今按决策者意 图 靠 计 算机系 统 支持决策，能 进 行 预测 判断；借助于模糊集理 论 ，采用 图论 方法等设计 数据集成和 设计 模型集成的理想实验环 境方法（ 综 合决策 环 境方法）90年代至今 (1911年 MCG-INES)是 对纯 粹 计 算机程序支持的改 进 方法系统化厂房布置SLP工厂布置的方法和技术，一直是工业工程领域不断探索的问题自工业革命以来研究出了许多手工设计、数字分析和图解技术，60年代以来，又发展了计算机辅助工厂布置，在众多的布置方法中，以 R缪瑟提出的系统布置设计 SLP(Systematic Layout Planning） 最为著名，应用十分普遍；这种方法不仅适用于工厂和生产系统设计，还可以用于医院、学校，百货商店、办公楼等设施设计。系统化厂房布置-5-系统化厂房布置生产设施布置 服务设施布置工厂总体布置服务设施总体布置服务设施内部布置 车间内部布置设施布置种类系统化厂房布置设施布置要考虑的四个问题1、应包括哪些经济活动单元？2、每个单元需要多大空间？3、每个单元空间的形状如何？4、每个单元在设施范围内的位置 (相对 /绝对 )？A DB E FC GD AF BG C影响企业生产单位构成的因素系统化厂房布置 产品的结构与工艺特点 企业的专业化与协作化水平 企业的生产规模（二） 影响企业生产单位构成的因素一、阶段结构系统布置设计采用四个阶段进行，称为 “布置设计四阶段 ”。 确定位置 :工厂的总体位置 总体区分：初步规划基本物流模式和总体布局 详细布置：确定各作业单位的具体位置 实施：编制施工计划，进行施工安装阶段时间二、程序模式输入数据（ P、 Q、 PQ 、 R、 S、 T）1、物流 2、作业单位的相互关系3、物流 作业单 位相互关系图4、必要面积 5、可用面积6、面积相互关系图9、拟定几种布置方案7、修正条件 8、实际制约分析寻优选择10、评价二、程序模式选择分析寻优输入数据（ P、 Q、 PQ 、 R、 S、 T）1、物流 2、作业单位的相互关系3、物流 作业单 位相互关系图4、必要面积 5、可用面积6、面积相互关系图9、拟定几种布置方案10、评价7、修正条件 8、实际制约系统布置设计程序模式三、设施布置设计的要素分析 输入数据（ P、 Q、 R、 S、 T）？影响布置设计的因素众多，基本要素可以归纳为 5项： P产品 (或材料或服务 )、 Q数量、 R生产路线 (工艺过程 )、 S助服务部门、 T时间 (或时间安排 )。五个要素分别回答以下问题：P Product 生产什么？Q Quantity 生产多少？R Routing 怎么生产？S Supporting service用什么支持生产？ T Time 何时生产？ 系统化厂房布置-13-五要素对设施布置的影响1、 P产品或材料或服务（ Production） 指规划设计的对象所生产的产品、原材料、加工的零部件或提供服务的项目。包括原材料、进厂物料、工序间储备、产品、辅助材料、废品、废料、切屑、包装材料等。产品这一要素影响着设施的组成及其相互关系、设备的类型、物料搬运的方式等。2、 Q数量或产量 (Quantity)指所生产、供应或使用的材料或产品的数量或服务的工作量。这一要素影响着设施规模、设备数量、运输量、建筑物面积等。 3、 R生产路线或工艺过程 (Routing)指根据所生产的产品品种、数量等设计出的工艺流程、物流路线、工序顺序等，可以用设备表、工艺路线卡、工艺过程图等表示。它影响着各作业单位之间的关系、物料搬运路线、仓库及堆放地的位置等。4、 S辅助服务部门 (Supporting Service) 指保证生产正常运行的辅助服务性活动、设施以及服务的人员。包括道路、生活设施、消防设施、照明、采暖通风、办公室、生产管理，质量控制及废物处理等；它是生产的支持系统，从某种意义上来说对生产系统的正常运行起着举足轻重的作用。5、 T时间或时间安排 (Time)指在什么时候、用多长的时间生产出产品，包括作业、工序、流动、周转等标准时间。这些因素决定着设备的数量、需要的面积和入员、工序的平衡安排等。 城市规划、 外部协作条件、 交通运输条件、 地质水文条件、 自然气候条件、 关于职业安全和卫生、环境保护等方面的规程、标准和技术规范等。影响设施布置设计的其他要素：四、物料分类及产品 产量分析 现象： 物料种类繁多，可运性不相同。 问题： 如何统计量一物流系统中性质、特征各不相同的物料数量？如何区分各物料的重要等级程度？如何确定设施布置的型式？四、物料分类及产品 产量分析1、物流量的计算（ 1）定义：在一定时间内（一年或一个月）通过两设施间的物料数量。可以用重量、体积、托盘或货箱来表示。（ 2）计算方法：方法一：当量物流量 用物料的某一特征（重量、几何形状、装载和包装形式等）来估算物流量。 可用下式表示： f=q.n 其中： f 当量物流量 q 每个标准搬运单元的当量吨数n 单位时间内两设施间流动的标准单元数例：载重为两吨的标准载重箱，载一箱锻件为 2当量吨，载一箱壳体也为 2当量吨。方法二：玛格（ magnitude） 用可运性衡量当量物流量。标准的 1玛格：一块干燥的木块，体积为 5*5*5 立方厘米， 可以方便地用手拿住。一包香烟 = 0.5 mag一个电话亭 =50 mag一个低堆垛的托盘（ 1200 mm*1200mm） =38mag玛格的计算：M=A+A（ B+C+D+E+F） /4其中： A 基本值，通过计算物料体积后查玛格曲线得出。B 密度修整系数C 形状修整系数D 损伤危险程度修整系数E 状态（物理、化学）修整系数F 价值因素（若不考虑，则 F=0）2、物料的分类：把相同或相似性质的物料归并成类，可大大简化物流分析。可依次采用两种分类方法：方法一：按物料的基本形态进行分类固体 成箱液体 成桶气体 成瓶方法二：按影响物料可运性的物理特征进行分类， 包括：外形尺寸、重量、形状、损坏可能性、状态（热、湿、 粘、脏）、数量、时限性（季节性、突发性）关键：抓住有决定性的影响特征 物料分类程序列表标明所有物料名称记录其物理特征、其他特征编制物料特征表每类物料写出分类说明确定各类的主导特征把相似主导特征的归为一类3、 产品 产量（ PQ ） 分析产品产量分析是为了确定设施基本布置形式而采用的综合分析方法，同时也是物料重要等级分类的方法。下图是一种典型的 “82 原则 ”下的 PQ分析结果。 QA GB C D E F PPQ 分析图由该图可知： AD四种产品占总产量的80% ，可考虑用产品原则布置，其余品种可考虑按工艺原则布置系统布置规划 SLP 分析阶段1. 产品品种产量分析（ P Q分析） I区 为单一或少品种大批量产品，宜采用流水生产线的大生产方式和按产品原则布置 IV区 表示多品种小批量或单件生产，宜采用工艺原则布置 II和 III区 的产品品种和批量均中等，宜采用成组技术布置产品品种数目 P产量QIIIIII IV系统化厂房布置车工段 铣工段检验组钻工段原材料磨工段磨工段 半成品库A BBA系统化厂房布置车 钻 铣 磨 检验铣 钻 车 磨 检验A原材料BA半 成品库BA生产车间B生产车间系统化厂房布置设施布置的目标 满足生产过程的需要 设施占用空间缩小 总运输费用最少 生产系统柔性强 组织结构的合理化和管理的方便性 提供方便、安全、舒适的作业环境 影响设施布置决策的因素系统化厂房布置影响设施布置决策的因素 厂房的布置满足生产过程的要求，以避免互相交叉和迂回运输，缩短生产周期，节省生产费用 生产联系和协作联系密切的单位应相互靠近布置 充分利用现有运输条件 按照生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区 在考虑防火和卫生条件下，总平面布置应力求占地面积最小 工厂布置应考虑有扩建的余地系统化厂房布置产品或服务的种类 物流合理性 专业化与协作化水平 技术装备 企业规模 投资规模 设 施布置 因素设施布置的 柔性 其他 系统化厂房布置注意： 设施布置对所需投资的影响； 物流因素在设施布置中的重要性； 设施布置的柔性； 人的因素 工效学的观点；系统化厂房布置29产品原则布置一、产品原则布置的概念按加工产品（零件、部件）为对象划分