系统化布置与物流分析方法--SLP PPT课件

1 系统化布置与物流分析方法 SLP 2 FD 设施布置方法一览表 3 布置的定量分析 图表法平面布置技术计算机辅助平面布置 4 图表法平面布置技术 螺旋法路程图法关系图法 SLP 5 图表法平面布置技术 螺旋法 步骤 确定部门物流流量的顺序具体布置各个部门 不考虑面积 考虑面积 完成部门平面布置 6 螺旋法进行设施布置图的过程 7 螺旋法进行设施布置图的结果 20m 35m 8 图表法平面布置技术 路程图法 步骤 绘制一张初步平面图 螺旋法得出 确定每一流程的两部门的中心间的直线距离把移动量与移动距离的相乘 以求得路程图改变平面布置以求降低量距积 完成部门平面布置 方法 降低路程图中单元值最大的几个部门的中心间的直线距离尽可能减小 路程图法目标 使移动量与移动距离的乘机为最小 9 两部门的中心间的直线距离 10 路程图 改变平面布置使部门E的中心更靠近B和F 以求降低量距积 完成部门平面布置 11 螺旋法进行设施布置图的结果 20m 35m 12 螺旋法和路程图法的优点和缺点 螺旋法优点 使内部流量具体形象化缺点 不能通过系统化办法使方案质量得到提高 只能依靠设计人员的才能和努力 路程图法优点 对评价平面布置方案是一种好方法缺点 假定所有流程起迄于部门中心 依靠设计人员的才能 应用该方法工作量非常大 13 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 SystematicLayoutPlanning 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 14 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 15 二 系统布置设计程序模式 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 16 二 系统布置设计程序模式 17 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 Supportingservice用什么支持生产 T Time何时生产 18 五项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 19 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 SupportingService 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 需要的面积和人员 工序的平衡安排等 20 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 环境保护方面的标准和技术规范等 影响设施布置设计的其他要素 21 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 如何统一计量物流系统中性质 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形式 22 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 23 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 24 3 产品 产量 P Q 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 8 2原则 下的PQ分析结果 P Q分析图 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 25 系统布置规划SLP 分析阶段 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 26 五 物流分析 物流分析是设施布置设计的另一个基本分析 即工艺流程和物流路线的分析 分析的基本手段有工艺过程图 作业程序图 多种产品工艺过程图 从 至表和物料流程图等 27 五 物流分析 1 工艺过程图 OperationProcessChart 工艺过程图就是把工艺路线卡和装配程序图汇总到 起而形成的一种流程图 绘制过程先在图的右上部从第 个装配作业的主要组件开始 在垂直线上按工艺路线卡的作业顺序用圆圈表示加工和装配 用正方形表示检验 其它零部件 如果自制 分别用垂直线画出其作业顺序 如果外购 则分别用水平线进入装配作业 28 工艺过程图可以用来详细描述产品生产过程中各工序之间的关系 也可以描述全厂各部门之间的工艺流程 其重要作用是在分析工艺过程的基础上 通过产品加工 组装 检验等各加工阶段及加工路线的分析 可以计算出每个工艺过程的各工序 作业单位 间的物流强度 从而为作业单位位置的确定找到基础数据 工艺过程分析 毛坯重0 49 经热处理的毛坯重0 19 机加工中需返回热处理的为0 1 由此可知 1 4之间的物流强度为0 3 29 2 多种产品工艺过程图企业生产的产品品种多 特别是只进行成形加工处理生产 而不考虑装配时 可以采用多种产品工艺过程图来分析确定其物料流 从该过程图中可以看到平面布置的雏形 多种产品工艺过程图是将所有零件或产品的工序都汇总在一张图表上 通过分析 调整图表上的工序 使彼此之间有最大物流量的工序尽量靠近 直至获得最佳工艺安排顺序 30 2 多种产品工艺过程图多种产品工艺过程图分析主要通过作业单位的排序 求得物流顺流程度W的最大值 其中 W的计算式为Wjk为产品Pj的工序Rjk与Rjk 1之间的物流强度Djk为权值 工序相邻 且物料移动为直接正向时 取权值为2工序不相邻 且物料移动为直接正向时 取权值为1工序相邻 且物料倒流时 取权值为 1工序不相邻 且物料倒流时 取权值为 2 31 示例2 最佳顺序多种产品工艺过程表 32 3 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 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 如下图 33 34 35 六 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 36 1 作业单位物流相关表的绘制 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 当产品品种少时用工艺过程图进行物流分析 产品品种多时 用从至表或多工艺过程表对实际设施间的物流量进行统计 37 2 作业单位非物流相互关系表的构造 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 通常可以从以下几个方面加以考虑 38 2 通常可以从以下几个方面加以考虑 1 工作流程 2 作业性质 3 使用设备情况 4 使用场地情况 5 监督和管理 6 安全 卫生 7 联系频繁程度 8 噪声 振动 9 公用设施相同 10 文件信息往来情况 39 1 确定作业单位相互关系等级 2 列出作业单位相互关系密切理由 示例 40 3 建立非物流作业单位相互关系表 示例 41 3 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 1 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 2 综合相互关系计算 根据作业单位对之间物流与非物流关系等级的高低进行量化 并加权求和 求出综合相互关系 3 综合相互关系的等级划分 综合计算得出的是量值 须经过等级划分 才能建立与物流相互关系表相似的综合相互关系表 42 示例 液压转向器作业单位综合相互关系计算表 示例中须计算55对作业单位 计算分数在1 8之间 由此得综合相互等级划分表如下 43 建立作业单位综合相互关系表 示例 44 七 作业单位位置相互关系分析 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 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 45 1 如何计算综合接近程度 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 示例 液压转向器综合接近程度排序表 A 4E 3I 2O 1U 0X 1 46 2 如何绘制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 第二步 处理关系密级为E的作业对 最后重点调整X级作业单位对的相互位置 47 七 面积的确定 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 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 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 48 七 面积的确定 一般来说 需要的面积常常受到实际条件的限制 必须进行适当的调整 使之与可用面积相适应 调整的方式 可以是压缩某些不很重要的面积 也可以进行新的组合 此外 做面积相关图时需考虑流动模式的选择 49 八 布置修正 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 例 精密车间应远离锻造车间铸造车间应处在背风之处 50 九 布置方案的评价与选择 布置方案的评价常常从经济因素和非经济因索两个方面进行 经济评价可以采用费用对比法等 非经济因素评价可以采用优缺点比较法和加权因素法等 51 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 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 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 52 布置方案的评分示例 53 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 54 十 小结 设施布置就是对生产车间 管理部门 仓储部门 生产与生活服务部门的建筑物 道路和场地等 按照相互关系密切程度做出合理的布局 采用SLP法进行工厂布置 就是对各作业单位之间的相互关系做出分析 包括物流的和非物流的相互关系 经过综合 得出各作业单位综合相互关系表 然后 根据综合相互关系表指示的各作业单位的相互位置 绘制作业单位位置相关图 将作业单位实际面积与位置图相结合 得出作业单位面积相关图通过修正 得出可行的布置方案最后通过评价选优 确定方案 55 FD 设施布置方法 图表法平面布置技术计算机辅助平面布置 56 图表法平面布置技术 螺旋法路程图法关系图法 SLP 57 计算机辅助平面布置 CRAFT 改进型算法 CORELAP 构建型算法 58 举例 某机械厂的设施布置 已知部门关系图 1 6 分别表示6个部门 如何分配到分布为如左图2 3的6个位置中去 如何布置 59 某机械厂的设施布置 已知部门关系图 1 6 分别表示6个部门 如何分配到分布为如左图2 3的6个位置中去 布置结果 1 2 A1 3 A2 6 A4 6 A 5 6 A3 6 X 60 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 如何布置 61 系统布置规划SLP步骤 62 加工工艺从至表 63 64 物流量等级划分 用符号A E I O U表示 A 80 100吨1 2E 60 80吨无I 40 60吨2 4 2 5 4 5O 0 40吨3 2U 0吨1 4 1 5 2 3 3 4 3 5 物流强度分析表 由从至表得出 65 部门关系图 66 关系表 表示部门 67 试错法 线性关系图 5 1 2 4 3 68 试错法 空间关系图 由表2知 5个部门所需厂房面积 如何改进 69 关系表技术 转化物流与作业单位相互关系图为关系表 选择A级关系最多的部门作为第一部门优先进人布置 选择与第一部门具有A级关系的部门作为第二部门进入布置 按照与第一二部门为AA AE AI A 的排列顺序选择第三部门 依次选择直至结束 根据面积进行实际面积的布置 70 关系表 表示部门 71 关系表技术 部门2具有1个A关系 2个I关系 所以选择部门2作为首选部门 其次 选择与部门2具有A关系的部门 即部门1 接下来 分析其他部门与部门2 部门1的关系组合 部门4 部门5均为I 任选部门4 随后 分析其他部门与部门2 部门1 部门4的关系组合 部门5被选中 最后是部门3 这样 确定布置顺序为2 l 4 5 3 进而根据其相互关系确定空间大致位向 分别如图5 6a e所示 最后 选择单位面积 确定各部门的单位面积数目 按照各单位的面积数目确定初步布置并调整生成员后布置 本例中 选择20m2作为单位面积 确定初步布置如图5 6f 进一步调整为图5 6g 即最后布置效果 72 关系表法的布置过程示意图 73 最终布置图 74 原始条件 某液压转向器厂 占地面积为16000平方米 厂区南北长200米 东西宽80米 该厂有员工300人 计划改建成年产60000套液压转向器的生产厂 已知 作业单位的基本区划和零部件加工工艺过程 并通过工艺过程图统计出了各作业单位的物流强度 结果添入从至表 系统化厂房布置 SLP 案例 某液压转向器厂的设施布置 75 示例一 液压转向器厂的作业单位建筑物汇总表 76 示例二 液压转向器加工工艺从至表 77 六 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 78 1 作业单位物流相关表的绘制 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 当产品品种少时用工艺过程图进行物流分析 产品品种多时 用从至表或多工艺过程表对实际设施间的物流量进行统计 79 示例 液压转向器物流强度分析表 由从至表得出 80 2 构造作业物流相关表 示例 81 2 作业单位非物流相互关系表的构造 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 通常可以从以下几个方面加以考虑 1 工作流程 2 作业性质 3 使用设备情况 4 使用场地情况 5 监督和管理 6 安全 卫生 7 联系频繁程度 8 躁声 振动 9 公用设施相同 10 文件信息往来情况 82 1 确定作业单位相互关系等级 2 列出作业单位相互关系密切理由 示例 83 3 建立非物流作业单位相互关系表 示例 84 3 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 1 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 2 综合相互关系计算 根据作业单位对之间物流与非物流关系等级的高低进行量化 并加权求和 求出综合相互关系 3 综合相互关系的等级划分 综合计算得出的是量值 须经过等级划分 才能建立与物流相互关系表相似的综合相互关系表 85 示例 液压转向器作业单位综合相互关系计算表 示例中须计算55对作业单位 计算分数在1 8之间 由此得综合相互等级划分表如下 86 建立作业单位综合相互关系表 示例 87 七 作业单位位置相互关系分析 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 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 88 1 如何计算综合接近程度 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 示例 液压转向器综合接近程度排序表 89 2 如何绘制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 第二步 处理关系密级为E的作业对 最后重点调整X级作业单位对的相互位置示例 1 找出综合接近程度最高的作业单位 是4 机加工车间 将其布置在中心位置 2 找出A级作业对 1 2 7 8 其综合接近分值排序为5 9 2 6 因7和4关系为U 故考虑1和4关系为I 由此画出A级关系位置图 90 七 面积的确定 一般来说 需要的面积常常受到实际条件的限制 必须进行适当的调整 使之与可用面积相适应 调整的方式 可以是压缩某些不很重要的面积 也可以进行新的组合 此外 做面积相关图时需考虑流动模式的选择 91 八 布置修正 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 例 精密车间应远离锻造车间铸造车间应处在背风之处 92 布置方案的评分示例 九 布置方案的评价与选择 评价值 评价值 权数 93 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 布置方案的投资回收期计算示例如下 94 95 实例分析 某抵押公司的办公室布置规划 项目是关于一个中等规模的抵押公司的办公室布置 该办公室布置规划包括4个主要的阶段 1 公司运作分析 2 规划 3 位置选择 4 设计和布置 96 1 公司运作分析 要分析公司运作和战略规划 市场 客户服务 以及包括内部装饰和家具的购置 改建 租赁或租借费用在内的各种相关成本 这一步是整个布置规划的第一步 也是十分必要的一步 因为它将确定该新办公室的布置规划是否合理 办公室运作检查中提出的典型问题如下 1 该公司是否有可以得到的空间 2 该空间是否太贵 3 该建筑是否在合适的位置 4 一个新的办公室布置会怎样影响整个组织 5 办公运作是过于集中还是过于分散 97 6 该办公室结构是否支持战略规划 7 该办公室的布置是否与整个公司的布局协调一致 具体到该抵押公司来说 有4个相关的运作检查问题 1 抵押公司的抵押借贷量是否有显著的增加 2 租借和翻新内部空间的费用是否太高 3 当前位置是否有问题 比如 1 有没省足够的扩展空间 2 主要的律师事务所 其他相关的财政部门和饭店是否在一个合理的距离内 3 有没有足够的停车空间 4 交通太拥塞 4 办公地点的改变是否会促进业务 98 2 规划 规划是办公室布置项目中最重要的一步 这一步将要花很多的时间 因为第4步中设计和布置的质量将直接依靠第2步中仔细彻底的规划 第2步中包括4个不向的任务 1 对当前的空间利用率进行检查 这一个任务是通过对组织中每个部门进行检查来得到当前空间的详细清单 在北美抵押有限公司中 有以下部门 1 客户服务部 CustomerService CS 2 抵押处理和市场部 MortgageProcessing MP 3 信用监察部