设施规划课件

1设施规划概述2物流分析 系统布置设计 SLP 4评价与选择 设施规划 设施规划的概念 设施规划是针对企业的生产或服务系统的生产或转换活动 从投入到产出的全部过程中 将人员 物料及所需的相关设备设施等 做出最有效的组合与安排 并与其他相关设施协调 以期获得安全 效率与经济的操作 满足企业经营需求 同时更进一步对企业长期的组织功能与发展产生更积极的影响和效益 各类经济领域的设施 由于功能 作用不同 设施规划与设计的内涵与目标也存在着一定差异 设施规划概述 设施规划的目标与原则 简化加工或作业过程有效的利用设备 空间 能源和人力资源最大限度的减少物料搬运缩短生产周期力求投资最低为职工提供方便 舒适 安全和职业卫生的条件上述目标相互冲突 需用指标综合评价 达成总目标优化 目标 人财物力和人物信息流优化配置 最小投入最大收益 设施规划的目标与原则 原则 移动距离最小原则 产品搬运距离的大小 不仅反映搬运费用的高低 也反映物料流动的通畅程度 因此 应以搬运距离最小原则选择最佳方案 流动性原则 良好的设施布置应使在制品在生产过程中流动顺畅 消除无谓停滞 力求生产流程连续化 空间利用原则 无论是生产区域或储存区域的空间安排 都应力求充分有效地利用空间 柔性原则 在进行厂房设施规划布置前 应考虑各种因素变化可能带来的布置变更 以便于以后的扩展和调整 安全原则 应考虑使作业人员有安全感 方便 舒适 整体综合原则 设计时应将设施布置有影响的所有因素都考虑进去 以达到优化的方案 设施规划过程 设施规划与设计工作贯穿工程项目发展周期中前期可行性研究与设计阶段 R 缪瑟 R Muther 曾指出设施规划与设计 有一个与时间有关的阶段结构 计划准备阶段 概念设计 系统规划设计阶段方案评估与选择阶段细部详细规划设计阶段规划执行阶段 设施规划与设计阶段结构 设施规划概述 设施规划设计方法 设施规划是一门包含科学与艺术双重成分的学科 其理论和实务均不易完全以数学或者定量模式来涵盖其所有层面或者寻求解决方案 在设计过程中 常需要加入设计者自身的主观判断和经验积累 设施规划设计人员在以复杂的生产系统或服务系统的构建为工作对象时 需要借助一些科学有效的方法和工具来进行 如 场址选择 布置设计 物流分析等 2物流分析 物流分析的基本原则是做到两个最小和两个避免 经过距离和发生的物流成本最小 避免迂回和避免十字交叉 通过物流分析将帮助我们正确地排列和布置机器设备 工作站和各部门 明确物流设施和搬运系统的优化改进方向 物流分析包括物流的关系分析和流程分析 本节主要介绍布局平面图 物流图 工艺流程图 多产品工艺过程表 从 至表和相关图等图表工具 1 平面布局图 平面布局图是用标准工艺符号来标明各类设施 设备 储存地 固定运输设备相对位置和相互关系的图形 为了简单起见 各类设施 设备 储存地 固定运输设备等均需进行阿拉伯数字编码 对于物流系统 布局平面图则用来编码标定系统内每一个与物流作业有关的活动 2 物流图 物流图是描述企业物流状况的有效工具 物流图用一种形象的方法来表示是什么物料 运往何处 数量多少等 可用一系列的符号来表示 它包括物流路径图 物流流程图等 1 物流路径图 物流路径图是用来标示物流节点间物流流程的图形 用圆圈表示设备装置等物流节点 用连线表示流程 2 物流流程图 物流流程图主要用来显示物流的路线 流量的图 它一般绘制在工厂的布局图上 3 从 至表 当产品品种很多 产量很小且零件 物料数量又很大时 可以用一张方阵图表来表示各作业单位之间的物料移动方向和物流量 表中方阵的行表示物料移动的源 称为从 列表示物料移动的目的地 称为至 行列交叉点标明出源到目的地的物流量 这样一张表就是从 至表 从中可以看出各作业单位之间的物流状况 5 多种产品工艺过程表 6 相关图 根据相关图中作业单位之间相互关系的密切程度 决定各作业单位之间距离的远近 安排各作业单位的位置 绘制作业单位位置相关图 将各作业单位实际占地面积与作业单位位置相关图结合起来 形成作业单位面积相关图 通过作业单位面积相关图的修正和调整 得到数个可行的布置方案 最后采用加权因素对各方案进行评价择优 并对每个方案进行优化 得分最多的布置方案就是最佳布置方案 布置设计系统布置设计基本要素系统布置设计程序模式物流系统平面布置技术 3系统布置设计 布置设计 设施布置与设计是决定企业长期运营效率重要的决策 设施布置设计对生产系统极为重要 据测算 物料搬运和布置有关的成本占工厂生产总运营成本20 50 采用有效的布置方法 可以使这些成本降低30 甚至更多 生产系统设施布置要解决的主要问题是 根据企业的经营目标和生产纲领 在已确定的空间场所内 按照从原材料的接收 零件和产品的制造 到成品的包装 发运的全过程 将人员 设备 物料所需要的空间做最适当的分配和最有效的组合 以便获得最大的生产经济效益 进行设施布置决策要考虑的内容主要有以下几个方面 物流和物料搬运设备 根据物流的重要性和形式 采用何种设备 是传送带 起重机 自动仓库还是自动小车来发送和存储物料 考虑物料在不同工作单元间移动的成本 容量和空间要求 只有先确定了人员 机器和设备的要求后 才能进行布置 为每一作业单位分配合理的空间 并考虑通道 洗手间 餐厅 楼梯等附属设施的要求 环境和美学 布置决策也要求确定窗户 分隔高度 室内植物等环境因素 以降低噪音 改善空气流通和提供隐密性等 信息流 通信交流对公司都是很重要的 布置必须方便交流 在办公室布置中尤其重要 设施布置最早起源于工厂设计 一个工厂的设施布置包括工厂总体布置和车间布置 工厂总体布置设计应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 办公室 露天作业场地等各种作业单位和运输线路 管线 绿化和美化设施的相互位置 同时应解决物料的流向和流程 厂内外运输的联接及运输方式 车间布置设计应解决各生产工段 工作站 辅助服务部门 储存设施等作业单位及工作地 设备 通道 管线之间和相互位置 同时 应解决物料搬运的流程及运输方式 设施布置的内容 设施布置设计的基本要素 输入数据 P Q R S T 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 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 explain 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 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 是生产的支持系统 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 五要素对设施布置的影响 3系统布置设计程序模式 准备原始资料物流分析与作业单位相互关系分析绘制作业单位位置相关图作业单位占地面积计算绘制作业单位面积相关图修正方案评价与择优 3系统布置设计程序模式 作业单位间的物流分析结果用物流强度等级及物流相关图表示 作业单位非物流的相互关系用量化的关系密切程度等级及相互关系表示 综合考虑作业单位间物流与非物流的相互关系时 采用简单加权的方法将物流相关图及作业单位间相互关系图综合成综合相互关系图 需考虑的修正因素 物品搬运方式 操作方式 存储周期等 实际限制条件 成本 安全和职工倾向等方面是否允许 系统布置设计是一种采用严密的系统分析手段及规范的系统设计步骤的布置设计方法 具有很强的实践性 在总体规划阶段的设施总体区位布置和详细规划设计阶段的各作业区域设备布置均可采用系统布置设计程序 设施布置的类型 物料流程形式 设施布置的典型类型 固定式布置 FixedPositionLayout 是将原材料或主要部件固定在一定位置的布置形式 生产所需的设备 人员 材料等都服从于工件的固定工位 适用生产类型 适用于大型的不易移动的产品 如飞机装配 船舶制造等 固定式布置 固定式布置的优点 1 物料移动少2 当采用班组方式时 可提高作业连续性3 因班组完成全部作业而提高质量 4 高度柔性 可适应产品和产量的变化 固定式布置的缺点 1 人员和设备的移动增加2 设备需要重复配备3 需要较高的工人技能 4 会增加面积和工序间储存 5 生产计划需要加强控制和协调 设施布置的类型 按产品 对象 专业化布置 ProductLayout 也称为流水线布置或对象原则布置 以机器设备 人员及物料按产品的加工或装配的工艺过程顺序布置 形成一定的生产线 适用生产类型 少品种大量生产 按产品 对象 专业化布置 产品原则布置的优点 1 由于布置符合工艺过程 物流畅通2 由于上下工序衔接 存放量少3 物料搬运工作量少4 生产计划简单 易于控制5 可使用专用设备和机械化 自动化搬运方法 产品原则布置的缺点 1 设备发生故障时引起整个生产线中断2 产品设计变化将引起布置的重大调整3 生产线速度取决于最慢的机器4 生产线有的机器负荷不满 造成相对投资较大5 生产线重复作业 工人易产生厌倦 生产效率高 单件产品生产成本低 生产适应性差即柔性差 设施布置的典型类型 按工艺专业化布置 ProcessLayout 也叫机群式布置 根据工艺特点 把同种类型的一群设备和人员集中布置在一个地方 各类机床间也有一定的顺序安排 通常按照大多数零件的加工路线来排列 按工艺专业化布置 工艺原则布置优点 1 机器利用率高 可减少设备数量2 设备和人员柔性程度高 更改产品和数量方便3 操作人员作业多样化 利于提高工作兴趣和职业满足感 工艺原则布置缺点 1 由于流程较长 搬运路线不确定 运费高2 生产计划与控制较复杂 要求员工素质的提高3 库存量相对较大 适用生产类型 多品种小批量生产 设施布置的典型类型 按成组制造单元布置也叫混合原则布置 将工件按其外形与加工工艺的相似性进行编码分组 同时将设备成组布置 即把使用频率高的机器群按工艺过程顺序布置组合成成组制造单元 整个生产系统由数个成组制造单元构成 按成组制造单元布置 成组原则布置优点 1 由于产品成组 设备利用率高2 流程通畅 运输距离较短 搬运量少3 有利于发挥班组合作精神4 有利于扩大员工的作业技能5 兼有产品原则布置和工艺布置的优点 成组原则布置缺点 1 需要较高的生产控制水平以平衡各单元之间的生产流程2 若单元间流程不平衡 需中间储存 增加了物料搬运3 班组成员需掌握所有作业技能4 减少了使用专用设备的机会5 兼有产品原则布置和工艺原则布置的缺点 适用生产类型 多品种小批量和中品种中批量生产方式 或适合持续改善生产模式 设施规划分析法 物料流向图法作业相关图法 物料流向图法 物料流向图法是按照生产过程中物料加工顺序 或工艺方向 流向布置各个作业单元或设施 原材料仓库 材料进厂 机加工车间 毛坯车间 装配车间 成品库 成品出厂 设施间相互关系等级的确定 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 作业相关图法 作业设施间相互关系 作业相关图法 根据组织各作业单位之间的活动关系密切程度布置其相互位置 作业相关图法建立设施综合相互关系表 设施之间物流相互关系与非物流相互关系往往并不一致 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 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 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 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 作业相关图法设施综合相互关系计算表 4系统平面布置技术 各单位之间存在大量物流时 以物流为主考虑其相互关系 利用物流相关图进行平面布置 当不存在重大物流时 就不必作物流分析而改用相互关系图布置各单位 制造业的很多企业中 各生产作业单位间存在大量物流关系 而各辅助部门都为非物流关系 则需要将物流关系和相互关系结合在一起统一考虑 作业单位关系图法是一种系统而规律的方法 可用以有效布置作业单位的平面 这一方法通常分两阶段 第一阶段为确定各作业单位的相对位置 第二阶段再根据各作业单位的应有面积画出真实的带面积的平面布置图 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 举例 某机械厂的设施布置 1 填制加工工艺从至表 2 物流强度等级划分 A E E E O O 255075100 OIEA 3 作业单位物流相互关系图 A E E E O O 255075100 OIEA 4 综合接近程度排序表 举例 某机械厂的设施布置 5 作业单位位置关系相关表 5 1 2 4 3 举例 某机械厂的设施布置 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 作业相关图法 例 一个物流中心欲布置其生产与服务设施 该物流中心共分成6个部门 计划布置在一个2 3的区域内 已知这6个部门间的作业关系密切程度如下图所示 请做出合理布置 作业相关图法 1 列出关系密切程度分类表 只考虑A和X 2 考虑其他关系为 A 的部门 画出所有 A 关系联系簇 3 画出 X 关系联系簇 作业相关图法 5 根据关系簇图和可供使用的区域用实验法布置所有部门 设有三个产品A B C 制造它们涉及到的8个作业单位 分别是原料 锯床 车床 钻床 铣床 检验 包装和成品 以1 8代替 三个产品的工艺线路和每天运量如下表所示 产品号 每天搬运托盘数 工艺路线 A 1 2 5 6 3 5 4 6 7 8 8 B 1 4 3 5 6 7 8 3 C 1 2 3 4 5 6 7 8 5 To 1 2 3 4 5 6 7 8 1 原料 2 锯床 3 车床 4 钻床 5 铣床 6 检验 7 包装 8 成品 8 From 20 36 44 30 18 10 12 28 36 22 10 18 16 24 10 22 30 8 18 30 38 26 38 46 12 20 8 各作业单位距离见下表 试作出物流分析 注意因为两向距离一致 故左下角表数据省略 距离从至表 To 1 2 3 4 5 6 7 8 1 原料 2 锯床 3 车床 4 钻床 5 铣床 6 检验 7 包装 8 成品 A8 C5 A8 A8 A8 A8 A8 A8 A8 A8 B3 B3 B3 AB11 B3 AB11 B3 AB11 B3 AB11 AC13 From C5 C5 C5 C5 ABC16 C5 ABC16 C5 ABC16 产品号 每天搬运托盘数 工艺路线 A 1 2 5 6 3 5 4 6 7 8 8 B 1 4 3 5 6 7 8 3 C 1 2 3 4 5 6 7 8 5 1 2 有了距离从至表和产品运量从至表 以相应格子的运量乘以距离便得物流强度 见下表 物流强度从至表 To 1 2 3 4 5 6 7 8 1 原料 2 锯床 3 车床 4 钻床 5 铣床 6 检验 7 包装 8 成品 From 108 0 60 288 104 80 264 188 40 144 80 252 416 64 192 48 128 合计 212 348 344 232 128 合计 2016 0 480 272 592 560 192 128 8 AC13 104 物流相关图 练习 一个物流中心欲布置其生产与服务设施 该物流中心共分成6个部门 已知这6个部门间的作业关系密切程度如下图所示 请做出合理布置 A3 A4 A5