课件--系统布置设计(SLP)及案例分享.ppt

系统布置设计 SLP 及案例分享 目录 第一节概述第二节设施布置的基本型式第三节系统布置设计 SLP 模式第四节案例分析 第一节概述 一 系统布置设计的基本概念二 系统布置设计的研究范围三 系统布置设计的目标四 系统布置设计的原则 一 设施规划与设计的基本概念 什么是设施规划是综合考虑相关因素 对生产系统或服务系统进行分析 构思 规划 论证 设计 作出全面安排 使资源得到合理配置 使系统能够有效运行 以达到预期目标 二 设施规划与设计的研究范围 设施规划的内容 设施规划与设计 厂 场 址选择 设施设计 布置设计 物料搬运系统设计 建筑设计 公用工程设计 信息系统设计 二 设施规划与设计的研究范围 设施规划的内容厂 场 址选择 就是对可供选择的地区和具体位置的有关影响因素进行分析和评价 达到厂 场 址最优化 二 设施规划与设计的研究范围 设施规划的内容设施布置设计 就是通过对系统物流 人流 信息流进行分析 对建筑物 机器 设备 运输通道和场地作出有机的组合与合理配置 达到系统布置最优化 对系统的各组成部分进行位置布置是设施规划与设计的中心内容 二 设施规划与设计的研究范围 设施规划的内容物料搬运系统设计 就是通过对物料搬运路线 运量 搬运方法和设备 储存场地等作出合理安排 二 设施规划与设计的研究范围 设施规划的内容物料搬运系统SHA SystematicHandlingAnalysis 设计 就是通过对物料搬运路线 运量 搬运方法和设备 储存场地等作出合理安排 二 设施规划与设计的研究范围 设施规划的内容建筑设计 就是根据建筑物和构筑物的功能和空间的需要 满足安全 经济 适用 美观的要求 进行建筑和结构设计 二 设施规划与设计的研究范围 设施规划的内容公用工程设计 就是通过对生产或服务系统中的附属系统如电力 采暖 通风等公用设施进行系统 协调的设计 为整个系统的高效运营提供可靠的保障 二 设施规划与设计的研究范围 设施规划的内容信息网络设计 就是通过对各生产环节生产状况的信息反馈设计进行生产调度和管理 提高企业管理的现代化水平 三 设施规划与设计的目标 1 简化加工过程2 有效地利用设备 空间 能源和人力资源3 最大限度的减少物料搬运 三 设施规划与设计的目标 4 缩短生产周期5 力求投资最低6 为职工提供方便 舒适 安全和职业卫生的条件 四 设施规划与设计的原则 1 减少或消除不必要的作业2 以流动的观点作为设施规划的出发点 并贯穿于规划设计的始终3 运用系统的概念 系统分析的方法求得系统的整体优化 四 设施规划与设计的原则 4 重视人的因素 运用人机工程理论 进行综合设计 并考虑环境条件 包括空间大小 通道配置 色彩 照明 温度 湿度 噪声等因素对人的工作效率和身心健康的影响 四 设施规划与设计的原则 5 设施规划设计是从宏观到微观 又从微观到宏观的反复叠代 并行设计的过程 总体方案设计和详细布置要顺序交叉进行 第二节设施布置的基本型式 一 设施布置的内容二 设施布置的目标三 设施布置决策依据四 生产的基本类型 一 设施布置的内容 工厂总体布置设计车间布置设计 一 设施布置的内容 工厂总体布置设计解决工厂各个组成部分 包括生产车间 辅助生产车间 仓库 动力站 办公场所等作业单位相互位置 一 设施布置的内容 工厂总体布置设计解决运输线路 管线 绿化及设施美化的相互位置 解决物料的流向和流程 厂内外运输联接及运输方式 一 设施布置的内容 车间布置设计解决各生产工段 辅助服务部门 储存设施等作业单位相互位置 解决工作 设备 通道 管线间的相互位置 解决物料搬运流程和运输方式 一 设施布置的内容 重要说明 作业单位 Activity 是设施的基本区划 可大至一个建筑物或一个车间 亦可小至一个出入口或一台机器 如何划分 须看规划设计工作所处的阶段或层次 二 设施布置的目标 总体目标在已确定的空间场所内 将物流全过程的人员 设备 物料所需的空间做最适当的分配和最有效的组合 二 设施布置的目标 具体目标最好的工艺流程 保证工艺流程畅通 生产时间短 生产连续 最少的物料搬运费用 运输路线简化 避免往返和交叉 最有效地利用空间 使建筑设备和单位制品的占有空间小 二 设施布置的目标 具体目标最好的柔性 设施布置适应产品需求的变化 工艺和设备的更新 最舒适的作业环境 保证安全 满足生理 心理要求 最便捷的管理 使有密切关系或性质相近的作业单位布置在一个区域或靠近布置 三 设施布置决策依据 设施布置决策依据 公司目标用户需求加工过程空间利用生产能力 三 设施布置决策依据 决策中的货比三家现象 公司目标 布置应达到的目标是存储费用 劳动力 闲置设备保持在一定的水平之下 从而达到预期的产量和利润 但它们的相对重要性却不完全相同 三 设施布置决策依据 产品策略不同 则布置策略也将明显不同 用户需求 我们关心的是当前与未来的需求量水平及产品品种搭配 三 设施布置决策依据 加工过程 这是所选择布置类型的主要约束条件空间利用 布置总是约束在建筑物内的实际范围内 三 设施布置决策依据 生产能力 当公司目标 用户需求 加工过程和空间有效利用率确定后 便可估算所需的生产能力和重新布置后所获得的生产能力 最理想的布置应能适应环境的变化 四 生产的基本类型 生产类型的分类 生产类型 按产品产量多少 少品种大批量生产 多品种小批量生产 中品种批量生产 定制生产 按产品预测程度分 订货生产 存货生产 按产品产量的连续程度 单件小批生产 成批生产 大量生产 第三节系统布置设计 SLP 模式 一 阶段结构与程序模式二 系统布置设计的基本要素三 产品产品分析 P Q分析 四 物流分析 R分析 五 作业单位相互关系分析六 作业单位位置相关图七 面积的确定八 布置设计九 布置方案的评价与选择 一 阶段结构与程序模式 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 系统布置设计工作思路 选择阶段 物流强度等级及物流相关表 作业单位关系密级及相互关系表 作业单位位置相关图 作业单位面积相关图 物料搬运方式 操作方式 储存周期等 成本 安全和职工倾向等 技术 费用及其它因素评价 二 系统布置设计的基本要素 系统布置设计的基本要素P产品或材料或服务Q数量R生产路线 工艺过程 S辅助服务部门T时间 或时间安排 二 系统布置设计的基本要素 产品P 产量Q 工艺R 辅助服务部门S及时间T是影响工厂布置的基本要素 P Q和R是物流分析的基础 P Q和S是作业单位相互关系分析的基础 同时T对物流分析与作业单位相互关系分析都有影响 二 系统布置设计的基本要素 影响设施布置设计的其他要素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 三 产品产量分析 P Q分析 产品产量分析定义是通过对企业生产的产品品种的多少及每种产品产量的高低来决定工厂的生产类型 以次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 三 产品产量分析 P Q分析 符合 2 8原则 的P Q分析 由该图可知 A D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 三 产品产量分析 P Q分析 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 四 物流分析 从 至表 From ToChart 从至表通常用以表示建筑物之间 部门之间或机器之间的物流量 物料搬运总量等 表上横行和竖行的标题内 按同样顺序列出全部作业单位 建筑物 机器 部门 四 物流分析 从 至表 From ToChart 将每个产品或零件在两个作业单位之间的移动 分别用字母表示产品或零件 数字代表搬运总量 填入两个作业单位横行和竖行相交的方格内 注意 从图表的左上角至右下角 划一条对角线 零件前进记在右上方 退回记在左下方 从 至表 From ToChart 从 至表 From ToChart 从 至表 From ToChart 四 物流分析 物流分析与物流相关表P Q关系决定了所采用的初步物流分析的方式 当产品品种很少但产量很大时 应采用工艺过程图进行物流分析 随着产品品种增加 可以利用多种产品工艺过程表或从 至表来统计具体物流量大小 四 物流分析 物流分析与物流相关表在采用SLP法进行工厂布置时 不必关心各作业单位对之间具体的物流强度 而是通过划分等级的方法 来研究物流状况 在此基础上 引入物流相关表 以简洁明了的形式表示工厂总体物流状况 四 物流分析 1 物流强度等级 1 划分物流强度等级 由于直接分析大量物流数据比较困难 而且也没必要 因此 SLP中将物流强度转化为5个等级 分别用符号A E I O U表示 物流强度等级比例划分表 四 物流分析 叉车总装厂物流强度汇总表 四 物流分析 叉车总装厂作业单位物流相关表 重要概念 1 物流分析包括确定物料移动的顺序和移动量两个方面 2 工艺流程分析中各条路线上的物料移动量是反映工序或作业单位之间相互关系密切程度的基本衡量标准 3 物流强度 一定时间周期内的物料移动量 1 对于相似的物料 可以用重量 体积 托盘或货箱作为计量单位 2 对于不同性质的物料 物流强度应酌情考虑物料搬运的难度 五 作业单位相互关系分析 设施布置设计要根据部门之间在工艺流程如业务往来中的密切程度 决定相互位置 各部门 作业单位 之间存在着物流关系 非物流关系两种关系 物流关系可以用物流强度来表示两个作业单位之间的关系密切程度非物流关系无法定量表示 只能通过定性分析加以区分 五 作业单位相互关系分析 一 作业单位相互关系分析基本思路根据经验确定作业单位非物流相互关系密切程度后 利用与物流相关表相同的表格形式 建立非物流相互关系表 五 作业单位相互关系分析 一 作业单位相互关系分析作业单位相互关系密切程度评价方法由布置设计人员根据物流计算 个人经验或与有关作业单位负责人讨论后进行判断 把相互关系统计表发给各作业单位负责人填写 由有关负责人开会讨论决定 由布置设计人员记录汇总 五 作业单位相互关系分析 一 作业单位相互关系分析作业单位相互关系的典型影响因素物流工艺流程作业性质相似性使用相同的设备使用同一场所使用相同的文件档案 五 作业单位相互关系分析 一 作业单位相互关系分析作业单位相互关系的典型影响因素使用相同的公用设施使用同一组人员工作联系频繁程度监督和管理方便噪声 振动 烟尘 易燃易爆危险品的影响服务的频繁和紧急程度 五 作业单位相互关系分析 二 作业单位相互关系等级划分 作业单位相互关系等级 五 作业单位相互关系分析 三 作业单位相互关系表的构造 1 建立基准关系表 确定作业单位相互关系等级 五 作业单位相互关系分析 三 作业单位相互关系表的构造 2 列出作业单位相互关系密切理由 五 作业单位相互关系分析 三 作业单位相互关系表的构造 3 建立非物流作业单位相互关系表 五 作业单位相互关系分析 四 建立作业单位综合相互关系表 工厂中 作业单位之间物流相互关系与非物流相互关系往往并不一致 为了确定各作业单位之间综合相互关系密切程度 须将两个表进行合并 求出合成的相互关系 综合作业相互关系 然后从各作业单位之间的综合相互关系出发 实现各作业单位的合理布置 五 作业单位相互关系分析 四 建立作业单位综合相互关系表 1 进行物流分析 求得作业单位物流相关表 2 确定作业单位间非物流相互关系影响因素及等级 求得作业单位相互关系表 五 作业单位相互关系分析 四 建立作业单位综合相互关系表 3 确定物流 m 与非物流 n 相互关系的相对重要性 加权取值 一般地m n不应超过1 3或3 1 当比值小于1 3时 说明物流对生产的影响非常小 工厂布置只需考虑非物流的相互关系 当比值大于3 1时 说明物流关系占主导地位 工厂布置时只需考虑物流相互关系的影响 在实际中作中 根据物流与非物流相互关系的相对重要性取m n 3 1 2 1 1 1 1 2 1 3 五 作业单位相互关系分析 四 建立作业单位综合相互关系表 4 量化物流强度等级和非物流的密切程度等级 取等级强度A 4 E 3 I 2 O 1 U 0 X 1 得出量化以后的物流相关表及非物流相互关系表 五 作业单位相互关系分析 四 建立作业单位综合相互关系表 5 计算量化的所有作业单位之间综合相互关系 设任意两个作业单位分别为Ai和Aj i j 其量化的物流相互关系等级为MRij 量化的非物流的相互关系密切程度等级为NRij 则作业单位Ai与Aj之间综合相互关系密切程度数量值 五 作业单位相互关系分析 四 建立作业单位综合相互关系表 6 综合相互关系等级划分 根据作业单位Ai与Aj之间综合相互关系密切程度数量值 对照综合相互关系等级与划分比例 确定综合相互关系等级 五 作业单位相互关系分析 四 建立作业单位综合相互关系表 6 综合相互关系等级划分 a 加权值选取 b 综合相互关系计算 五 作业单位相互关系分析 四 建立作业单位综合相互关系表 6 综合相互关系等级划分 c 划分关系密级 五 作业单位相互关系分析 四 建立作业单位综合相互关系表 综合相互关系等级与划分比例 五 作业单位相互关系分析 四 建立作业单位综合相互关系表 7 经过调整 建立综合相互关系表 六 作业单位位置相关图 在SLP中 设施布置并不直接去考虑各作业单位的占地面积和几何形状 而是从作业单位间相互关系密切程度出发 安排各作业单位之间的相对位置 关系密切等级高的作业单位之间距离近 等级低的距离远 由此形成作业单位位置相关图 问题 作业单位间必然会出现密切等级相同的作业单位对 这会给位置分析造成困难 怎么办 引入综合接近程度的概念某一作业单位综合接近程度等于该作业单位与其他所有作业单位间量化后的关系密切等级之和 综合接近程度值的高低反映了该作业单位在布置图中是应该处于中心位置还是处于边缘位置 六 作业单位位置相关图 1 如何计算综合接近程度 1 将作业单位综合相互关系表变换成类似于从至表一样的三角矩阵 然后量化关系等级 2 按行或列累加关系密级分值 即为某一作业单位的综合接近程度 3 按综合接近程度分值高低顺序为作业单位排序 六 作业单位位置相关图 叉车总装厂综合相互关系表 叉车总装厂综合接近程度排序表 六 作业单位位置相关图 2 如何绘制作业单位位置相关图 1 从作业单位综合相互关系表出发 求出各作业单位的综合接近程度 将按高低将作业单位排序 2 按图幅大小 选择单位距离长度 并规定 关系密级为A级的作业单位对之间距离为一个单位距离长度 E级为两个单位距离长度 并以次类推 六 作业单位位置相关图 3 从作业单位综合相互关系表中 取出关系密级为A级的作业单位对 并将所涉及到的作业单位按综合接近程度分值高低排序 4 将综合接近程度分值最高的作业单位布置在布置图的中心位置 5 其它A级作业单位依次顺序布置到图中 6 按A E I O U X XX关系密级顺序以次进行 六 作业单位位置相关图 绘制作业单位位置相关图在作业单位位置相关图中 用号码表示作业单位用符号或颜色表示作业单位的工作性质与功能用不同的连线类型表示作业单位之间的关系等级 六 作业单位位置相关图 第一步 处理关系密级为A的作业单位对 按各作业单位综合接近程度的高低排序 找出综合接近程度最高的布置在中心位置 依次处理作业单位对 绘制作业单位位置相关图 六 作业单位位置相关图 叉车总装厂综合相互关系表 作业单位对4 5 作业单位对8 11 作业单位对11 12 1 关系密级为A级的作业单位对涉及5个作业单位 4 5 8 11 12 叉车总装厂综合接近程度排序表 2 关系密级为A级的作业单位对涉及5个作业单位综合接近程度分值排序为 8 4 11 12 5 3 将综合接近程度分值最高的作业单位8布置在位置相关图的中心位置 8 4 处理与作业单位对8有关的作业单位对8 11 且与作业单位8的距离为一单位距离 11 5 布置综合接近程度分值次高的作业单位4的位置 叉车总装厂综合相互关系表 作业单位对4 8 作业单位对4 11 查阅作业单位综合关系表得知作业单位4与作业单位8的关系密级为I级 与作业单位11的关系密级为O级 5 布置综合接近程度分值次高的作业单位4的位置 作业单位4与8的距离为3个单位距离作业单位4与11的距离为4个单位距离 6 处理与作业单位4有关的A级关系4 5 叉车总装厂综合相互关系表 作业单位对5 8 作业单位对5 11 查阅作业单位综合关系表得知作业单位5与作业单位8的关系密级为U级 与作业单位11的关系密级为U级 6 处理与作业单位4有关的A级关系4 5 将作业单位5布置到与作业单位4一个单位距离处 7 处理作业单位11的位置 8 处理作业单位12的位置 叉车总装厂综合相互关系表 作业单位对12 8 作业单位对12 4 查阅作业单位综合关系表得知作业单位12与作业单位4 5 8 11的关系密级为U U U A级 作业单位对12 8 作业单位对12 8 8 处理作业单位12的位置 作业单位12布置在与11一个单位距离处 作业单位综合关系表中 具有A级关系的作业单位对之间的相对位置处理完毕 第二步 处理相互关系为E的作业单位对 叉车总装厂综合相互关系表 作业单位对1 4 1 关系密级为E级的作业单位对涉及10个作业单位 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 作业单位对1 5 作业单位对1 6 作业单位对2 10 作业单位对3 8 作业单位对4 7 作业单位对5 9 作业单位对7 8 作业单位对8 10 叉车总装厂综合接近程度排序表 2 关系密级为E级的作业单位对涉及5个作业单位综合接近程度分值排序为 8 4 1 7 3 9 5 10 2 6 3 首先处理与作业单位8有关的作业单位3 7 10 布置顺序为7 3 10 4 处理7的位置 叉车总装厂综合相互关系表 查作业单位综合相互关系表得知 7与图中已经存在的8 4 11 12 5的关系密级分别为E E I U U 4 处理7的位置 与8 4 11的距离分别为2 2 3个单位距离 与12 5的关系不考虑 5 以次类推排列3和10的位置 其中考虑10和5尽量远离 6 同理可处理作业单位4的位置 需要调整原有布置方案4 5 10的位置 得到新的布置方案 7 同理可处理剩余作业单位的位置 第三步 处理综合相互关系表中I O U级作业单位对 第四步 重点调整综合相互关系表中X级作业单位对之间的相对位置 得到最终作业单位位置相关图 作业单位位置相关图 七 作业单位面积相关图 将各作业单位的占地面积与其建筑物空间几何形状结合到作业单位位置相关图上 得到作业单位面积相关图 前提 正确的设计作业单位 自学作业单位划分相关依据 作业单位的基本占地面积由设备占地面积 物流模式及其通道 人员活动场地等因素决定 七 作业单位面积相关图 在实际的设施布置设计过程中 常因受到现有厂房或可利用土地面积与形状的限制等 不得不把需要的面积与可利用的面积结合起来考虑 因而面积的设定方法有下列几种 七 作业单位面积相关图 面积的设定方法 1 计算法 按照设备和作业所需的面积 加上辅助设施 材料存储 维修 通道以及人员等所需面积得到该单位的总面积 2 标准面积法 采用某种工业标准求得所需的面积 主要用于详细设计中确定制造区域的面积 主要用于总体布置 七 作业单位面积相关图 面积的设定方法 3 概略布置法 应用模板或设备模型进行布置并确定面积 4 比率趋向预测法 将过去各个时期每台设备 每个工时或每个单位的面积作为基础 按未来产量和人员的发展预测要求 按比例扩大来设定面积 均主要用于设施的规划 七 作业单位面积相关图 作业单位面积相关图的绘制步骤 1 选择适当的绘图比例 一般取1 100 1 500 1 1000 1 2000 1 5000 2 将作业单位位置相关图放大到坐标纸上 可以只绘制重要关系如A E X级连线 3 以作业单位符号为中心 绘制作业单位建筑物面积和外形 4 反复调整和重绘现有图形 得到作业单位面积相关图 七 作业单位面积相关图 七 作业单位面积相关图 八 布置设计 作业单位面积相关图的调整修正因素实际条件限制 修正因素所谓修正条件 是指诸如运输方式 贮存设备 场地环境 人的要求 厂房特性 辅助设施和管理控制等具体因素 它们的重要程度各不相同 但都以独特的方式影响布置设计方案 在进行布置设计时 需要加以考虑 用适当的方法根据现有厂房的实际条件使部门面积结合 同时结合修正条件对各部门的位置 形状等进行调整 可以形成几个理想的 理论的块状布置 Blocklayout 方案 八 布置设计 修正因素例 精密车间应远离锻造车间铸造车间应处在背风之处 八 布置设计 实际条件限制成本给定面积现有条件政策法规等 八 布置设计 九 布置方案的评价与选择 1 非经济因素评价每个布置方案都有一些不能用费用精确地衡量的非经济因素 常见的有 1 是否易于将来发展 2 工艺过程的适应性 3 灵活性 4 物流的效率 5 物流搬运的效率 6 储存的效率 1 非经济因素评价 7 空间利用率 8 辅助服务部门的综合效率 9 工作条件 10 安全性 11 是否易于管理 12 产品质量 13 维修 14 设备利用率 九 布置方案的评价与选择 1 非经济因素评价 15 是否满足需求能力 16 是否适应公司的组织机构 17 人流 18 外观 19 自然条件的利用 20 环境保护 九 布置方案的评价与选择 布置方案的评分示例 九 布置方案的评价与选择 2 经济因素评价 对于各种布置方案 可以通过工程经济分析 评价其节省费用 投资额及投资回报期等 作为比较选择的基准 至于比较哪些指标最好 没有统一的标准 需要具体情况具体分析 九 布置方案的评价与选择 布置方案的投资回收期计算示例如下 资金流的问题 九 布置方案的评价与选择 3 方案评价方法 技术指标评价法物流 距离图分析单一指标评价法财务指标综合指标评价法优缺点比较法加权因素法 九 布置方案的评价与选择 第四节案例分析1 举例 某机械厂的设施布置2 高炉进风管制作车间布置规划案 举例 某机械厂的设施布置 设有3种零件A B C 其工艺路径及日产量如表1所示 1 5 分别表示5个部门 表2 5个部门所需厂房面积 1 填制加工工艺从至表 2 物流强度等级划分 2 物流强度等级划分 A I I I O O 20406080 3 作业单位物流相互关系图 4 综合接近程度排序表 4 综合接近程度排序表 5 作业单位位置关系相关表 5 1 2 4 3 6 作业单位面积相关表由表2知 5个部门所需厂房面积 6 作业单位面积相关表由表2知 5个部门所需厂房面积 7 布置方案 高炉进风管制作车间布置规划案 抚顺新钢铁 炼铁厂 车间生产工艺及案例背景介绍现状分析初步改善后布置图计算各作业单位间发生的物流量各作业单位相互关系分析综合接近程度计算绘制作业单位位置相关图引入实际面积布置拟定方案评价选优方案优化调整 目录 1 车间主要生产工艺及案例背景介绍 该车间隶属于炼铁厂生产准备作业区 主要是为炼铁厂1 5 高炉和新1 高炉制作进风管 即直吹管 弯管 短管 额颈管和波纹补偿器 车间主要是完成对各管类产品耐火材料的浇注及烘干 保证产品在高炉高温情况下可正常送风 各产品的主要加工工艺如下表示 其中 各单位产品与灌注浇注料用量的比例是 直吹管 浇注料 1 3 弯管 浇注料 1 4 短管 浇注料 1 4波纹补偿器 浇注料 1 3 额颈管 浇注料 1 10 2 现状分析 3 初步改善后布置图 通过5S改善 将具有相同功能的区域合并 将杂物区清除 具体行动有以下四点 1 将千斤顶并入加