生产设施布置与设计方案

1、2021-12-111北京理工大学珠海学院 机械与车辆学院 冯利颖 场场(厂厂)址选择址选择设施设计设施设计设施规划设施规划与设计与设计工厂布置设计工厂布置设计物料搬运系统设计物料搬运系统设计建筑设计建筑设计公用工程设计公用工程设计信息系统设计信息系统设计设施规划设施规划总平面总平面车间布局车间布局 工厂布局设计概述工厂布局设计概述1.工厂布局的内容和原则工厂布局的内容和原则 p工厂总体平面布置工厂总体平面布置解决工厂各个组成部分，包括生产车间、辅助生产车间、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、办公室等各种作业单位和运输线路设施的仓库、动力站、办公室等各种作业单位和

2、运输线路设施的相互关系，解决物料流向和流程、厂内外运输的连接。相互关系，解决物料流向和流程、厂内外运输的连接。p车间布置车间布置解决工作地、设备、通道、管线之间和相互位置，解决物解决工作地、设备、通道、管线之间和相互位置，解决物料搬运的流程及运输方式。料搬运的流程及运输方式。 系统布置设计系统布置设计 准备原始资料准备原始资料 物流分析与作业单位相互关系分析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绘制作业单位位置相关图 作业单位占地面积计算作业单位占地面积计算 绘制作业单位面积相关图绘制作业单位面积相关图 修正修正 方案评价与择优方案评价与择优 SLP程序模式程序模式选择选择分析

3、分析寻优寻优输入数据（输入数据（P、Q、PQ、R、S、T）1、物流、物流2、作业单位的相、作业单位的相互关系互关系(非物流非物流)3、物流、物流作业单作业单 位相互关系综合图位相互关系综合图4、必要面积、必要面积5、可用面积、可用面积6、面积相互关系图、面积相互关系图9、拟定几种布置方、拟定几种布置方案案10、评价、评价7、修正条件、修正条件8、实际制约、实际制约作业单位位置相关图作业单位位置相关图5(1)工艺过程图工艺过程图 以电瓶叉车总装厂为例，说明如何运用工以电瓶叉车总装厂为例，说明如何运用工艺过程图来进行物流分析的方法与步骤。艺过程图来进行物流分析的方法与步骤。 变速器的加工与组装变速

4、器的加工与组装 随车工具箱的加工随车工具箱的加工 车体加工车体加工 液压缸加工液压缸加工 SLP法求解法求解1、物流分析与物流相关表、物流分析与物流相关表 6机加工机加工图图6-14 变速器加工工艺过程变速器加工工艺过程 （单位：（单位：t)废料废料原材料原材料热处理热处理标准件标准件0.310.2（0.30）0.0273145工艺过程分析：毛坯重工艺过程分析：毛坯重0.50，经退火处理的毛坯重，经退火处理的毛坯重0.20，机加工中需返回热处理，机加工中需返回热处理的为的为0.1由此可知，由此可知，1-4之间的物流之间的物流强度为强度为0.30.10.500.200.30.01变速器的加工与组

5、装变速器的加工与组装7图图6-15 随车工具箱加工工艺过程随车工具箱加工工艺过程图图6-16 车体加工工艺过程车体加工工艺过程1.20原材料原材料160.4废料废料101油漆油漆0.010.81（0.23）0.20原材料原材料0.051950.1废料废料机加工机加工0.150.08热处理热处理工厂布局设计 机械与车辆学院 液压缸加工液压缸加工 0.2图图1919 叉车生产工艺过程（叉车生产工艺过程（t t） 序序 号号 作作业业单单位位对对（物物流流路路线线） 物物流流 强强度度 序序 号号 作作 业业 单单 位位 对对（物物流流路路线线） 物物流流 强强度度 1 1- -4 4 1 1- -

6、5 5 1 1- -6 6 1 1- -9 9 2 2- -1 10 0 2 2- -1 11 1 3 3- -7 7 3 3- -8 8 4 4- -5 5 0 0. .3 3 0 0. .7 7 1 1. .2 2 0 0. .0 05 5 0 0. .0 01 1 0 0. .0 06 6 0 0. .0 01 1 1 1. .8 82 2 1 1. .1 15 5 1 10 0 1 11 1 1 12 2 1 13 3 1 14 4 1 15 5 1 16 6 1 17 7 1 18 8 4 4- -7 7 4 4- -8 8 5 5- -9 9 6 6- -1 10 0 7 7- -

7、8 8 8 8- -9 9 8 8- -1 10 0 8 8- -1 11 1 1 11 1- -1 12 2 0 0. .3 3 0 0. .2 2 0 0. .3 31 1 0 0. .8 8 0 0. .3 31 1 0 0. .1 1 0 0. .8 81 1 3 3. .2 24 4 3 3. .3 3 表表 叉车总装厂物流强度汇总表叉车总装厂物流强度汇总表 （2）物流强度等级）物流强度等级 表表 叉车总装厂物流强度等级表叉车总装厂物流强度等级表 （3）物流相关表）物流相关表 序号 作业单位名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 原材料库 油料库 标准

8、件、外购件库 机加工车间 热处理车间 焊接车间 变速器车间 总装车间 工具车间 油漆车间 试车车间 成品库 办公服务楼 车库 U U I E E U U O U U U U U U U U U U U U O O U U U U U U O E U U U U U U E U I O U U U U U U U U U I U U U U U U U U E U U U U I U U U U U U O E A U U U U U U U U U U U U A U U U U U 建立建立作业作业单位单位非物非物流关流关系表。系表。 序号 作业单位名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9

9、10 11 12 13 14 原材料库 油料库 标准件、外购件库 机加工车间 热处理车间 焊接车间 变速器车间 总装车间 工具车间 油漆车间 试车车间 成品库 办公服务楼 车库 E 4 E 4 I 3 I 3 E 3 U U I 1 U U U U I 2 E 4 U X 5 X 5 U U U E 1 U U X 5 I 2 U U U I 2 I 2 U U U U U I 2 A 1 O 2 A 1 I 2 E 6 U O 2 U I 4 U U U U E 1 X 5 U U X 5 U U U U X 5 U U X 5 O 2 E 1 U U I 2 U I 4 O 2 I 1 I

10、 1 E 1 U E 4 I 3 U U U O 4 U U U X 5 U A 1 O 4 U O 4 E 3 I 8 编号编号12345678 理由理由工作流程连续性工作流程连续性生产服务生产服务物料搬运物料搬运管理方便管理方便安全与污染安全与污染共用设备设施共用设备设施振动振动人员联系人员联系2、非物、非物流关系相互关系分析相互关系分析 p进行物流分析，求得作业单位物流相关表进行物流分析，求得作业单位物流相关表表表； p确定作业单位非物流关系表；确定作业单位非物流关系表；p确定物流与非物流相互关系的相对重要性；确定物流与非物流相互关系的相对重要性；p量化物流强度等级和非物流的密切程度等级

11、；量化物流强度等级和非物流的密切程度等级；p计算量化的所有作业单位之间的综合相互关系。计算量化的所有作业单位之间的综合相互关系。p综合关系等级划分综合关系等级划分（）；p调整，建立综合相互关系表调整，建立综合相互关系表 综合相互关系等级与划分比例综合相互关系等级与划分比例 叉车总装厂作业单位叉车总装厂作业单位综合相互关系的建立综合相互关系的建立1）物流分析）物流分析 序号 作业单位名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 原材料库 油料库 标准件、外购件库 机加工车间 热处理车间 焊接车间 变速器车间 总装车间 工具车间 油漆车间 试车车间 成品库 办公服务楼 车

12、库 U U I E E U U O U U U U U U U U U U U U O O U U U U U U O E U U U U U U E U I O U U U U U U U U U I U U U U U U U U E U U U U I U U U U U U O E A U U U U U U U U U U U U A U U U U U 2）非物流分析）非物流分析序号 作业单位名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 原材料库 油料库 标准件、外购件库 机加工车间 热处理车间 焊接车间 变速器车间 总装车间 工具车间 油漆车间 试车车间

13、 成品库 办公服务楼 车库 E 4 E 4 I 3 I 3 E 3 U U I 1 U U U U I 2 E 4 U X 5 X 5 U U U E 1 U U X 5 I 2 U U U I 2 I 2 U U U U U I 2 A 1 O 2 A 1 I 2 E 6 U O 2 U I 4 U U U U E 1 X 5 U U X 5 U U U U X 5 U U X 5 O 2 E 1 U U I 2 U I 4 O 2 I 1 I 1 E 1 U E 4 I 3 U U U O 4 U U U X 5 U A 1 O 4 U O 4 E 3 I 8 3）加权值的选取加权值的选取

14、，取，取m：n1：14）综合相互关系计算）综合相互关系计算 序序 号号 作作 业业 单单位位对对 关关系系密密切切程程度度 综综合合关关系系 物物流流关关系系 （加加权权值值： 1 1） 非非物物流流关关系系（加加权权值值：1 1） 等等级级 分分值值 等等级级 分分值值 分分值值 等等级级 6 6 1 1- -7 7 U U 0 0 U U 0 0 0 0 U U 7 7 1 1- -8 8 U U 0 0 U U 0 0 0 0 U U 8 8 1 1- -9 9 O O 1 1 I I 2 2 3 3 I I 9 9 1 1- -1 10 0 U U 0 0 U U 0 0 0 0 U

15、U 1 10 0 1 1- -1 11 1 U U 0 0 U U 0 0 0 0 U U 1 11 1 1 1- -1 12 2 U U 0 0 U U 0 0 0 0 U U 1 12 2 1 1- -1 13 3 U U 0 0 U U 0 0 0 0 U U 1 13 3 1 1- -1 14 4 U U 0 0 I I 2 2 2 2 I I 1 14 4 2 2- -3 3 U U 0 0 E E 3 3 3 3 I I 1 15 5 2 2- -4 4 U U 0 0 U U 0 0 0 0 U U 1 16 6 2 2- -5 5 U U 0 0 X X - -1 1 - -1

16、 1 X X 1 17 7 2 2- -6 6 U U 0 0 X X - -1 1 - -1 1 X X 1 18 8 2 2- -7 7 U U 0 0 U U 0 0 0 0 U U 5）划分综合关系密级划分综合关系密级4.建 立建 立作 业作 业单 位单 位综 合综 合相 互相 互关 系关 系表表 序 号 作 业 单 位 名 称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 原 材 料 库 油 料 库 标 准 件 、 外 购 件 库 机 加 工 车 间 热 处 理 车 间 焊 接 车 间 变 速 器 车 间 总 装 车 间 工 具 车 间 油 漆 车 间 试 车 车

17、 间 成 品 库 办 公 服 务 楼 车 库 I I E E E U U I U U U U I I U X X U U U E O U X I U U U I E U U U U U I A O E I I U O U I U U U U E X U U X U U U U U U U X O E U U I U I O I E A U I I U U U O U U U X U A O U O I I 4、作业单位相互位置关系图、作业单位相互位置关系图（平面方案的确定）（平面方案的确定） 方法：方法：Muther线型图法（线型图法（SLP法）法） 适合分离厂房的工厂总平面布置适合分离厂房的

18、工厂总平面布置Tompkins关系表技术（联合厂房）关系表技术（联合厂房）在在SLP中，工厂总平面布置并不直接去考虑各作业单位的中，工厂总平面布置并不直接去考虑各作业单位的建筑物占地面积及其外形几何形状，而是从各作业单位间建筑物占地面积及其外形几何形状，而是从各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，关系密级高的作业单位之间距离近，关系密级低的作业，关系密级高的作业单位之间距离近，关系密级低的作业单位之间距离远，由此形成单位之间距离远，由此形成。 （1）Muther线型图法线型图法缪瑟提出的缪瑟提出的SLP中采用了线型图来

19、中采用了线型图来“试错试错”生成平面布置图。生成平面布置图。等于该作业单位与其它所有作业单位等于该作业单位与其它所有作业单位之间量化的关系密级的综合。之间量化的关系密级的综合。分值越高分值越高，说明该作业单位越应靠近布置图的，说明该作业单位越应靠近布置图的中心位置中心位置，越，越低则越往边缘。低则越往边缘。 （1）Muther线型图法线型图法缪瑟提出的缪瑟提出的SLP中采用了线型图来中采用了线型图来“试错试错”生成平面布置图。生成平面布置图。 缪瑟的线型图法缪瑟的线型图法 缪瑟的线型图法 缪瑟提出的SLP中采用了线型图来“试错”生成平面布置图。 它的方法是用4条平等线段表示两作业单位间的A级关

20、系；三条平等线表示E级关系；两条I级；一条O级；U级不连线；X级用折线表示。 首先将A、E级关系的作业单位放进布置图中，同一级别的用同一长度的线段表示，A级线段最短，取一个单位，E级的长度为A级的两倍，依次类推。 随后，按同样的规则布置I级关系。若作业单位较多，线段混乱，可以不画O级关系，但X级必须画出。 调整各部门的位置，以满足关系的亲疏程度。 最后，将各个部门的面积放入布置图中，生成空间关系图。经过评价、修改，便获得最终布置。 Muther线型图法步骤线型图法步骤1）计算作业单位综合接近程度表；）计算作业单位综合接近程度表；2）根据作业单位等级表示方式来绘制相关图。）根据作业单位等级表示方

21、式来绘制相关图。首先处理相互关系密级为首先处理相互关系密级为A的作业单位对，并按综合接近程的作业单位对，并按综合接近程度顺序来布置。度顺序来布置。其次处理相互关系密级为其次处理相互关系密级为E的作业单位对。的作业单位对。 A级关系级关系8-11、4-5、11-12，其接近程度排序为，其接近程度排序为8、4、11、12、5。将将8布置在中央，并处理布置在中央，并处理8-11作业单位对。作业单位对。811 布置布置4，4-8，4-11为为I、O级。级。8114 处理与处理与4有关的有关的A级有级有4-5。81145处理处理8、11与与5的关系，为的关系，为U级。级。 处理处理11，12作业单位，作

22、业单位，11-12是是A级关系级关系8114512处理处理12作业单位与其它已布置单位。作业单位与其它已布置单位。 E级关系级关系1-4、1-5、1-6、2-10、3-8、4-7、5-9、7-8、8-10，其接近程度顺序，其接近程度顺序8、4、1、7、3、9、5、10、2、6首先处理与首先处理与8的的E级关系，级关系，7-8，3-8，8-10。处理处理7与与8、4、11、12、5的关系的关系E、E、I、U、U81145127 处理处理3与与8为为E级级811451273处理处理3与图中作业单位关系，与图中作业单位关系，3-7是是I级关系级关系 381145127 处理处理10与与8为为E级级8

23、1145127310处理处理10与图中作业单位关系，与图中作业单位关系，10-5是是X级关系级关系 81145127310处理作业单位处理作业单位4，1-4，4-7为为E级，处理作业单位级，处理作业单位4与图中作业单位关系，与图中作业单位关系，4与与11为为0级。级。 处理作业单位处理作业单位1，1与与4、5都为都为E。考虑考虑1与其它作业单位关系。与其它作业单位关系。121075481131以此类推处理其它单位（等级）。以此类推处理其它单位（等级）。 5、作业单位面积相关图、作业单位面积相关图 在面积相关图主要考虑在面积相关图主要考虑： 一是将各作业单位面积需求汇总，根据场地的要求，确定一是

24、将各作业单位面积需求汇总，根据场地的要求，确定建筑的基本形状；建筑的基本形状； 二是在此形状上按各作业单位的面积需求进行分配，结合二是在此形状上按各作业单位的面积需求进行分配，结合上面布置图，作出有面积的块状布置图。上面布置图，作出有面积的块状布置图。 （1）面积的确定）面积的确定 1）计算法）计算法根据每台设备和作业所需的面积，加上辅助设施、材料储根据每台设备和作业所需的面积，加上辅助设施、材料储存、维修、通道以及人员所需的面积存、维修、通道以及人员所需的面积。 2）概略布置法）概略布置法 利用设备的样片或模型进行概略布置。利用设备的样片或模型进行概略布置。 3）指标趋势及延伸法）指标趋势及

25、延伸法 将过去某一时期每台设备、每个公式计算的面积指标化成将过去某一时期每台设备、每个公式计算的面积指标化成曲线，延伸预测未来的面积指标。曲线，延伸预测未来的面积指标。 （2）作业单位厂房平面设计）作业单位厂房平面设计1）根据实际需求确定厂房平面形式；）根据实际需求确定厂房平面形式；2）防火、消防安全设计；）防火、消防安全设计；3）根据生产要求、生产者心理和生理要求，结合当地的气）根据生产要求、生产者心理和生理要求，结合当地的气候进行采光、通风设计。候进行采光、通风设计。4）根据车间生产性质，可以进行厂房合并。）根据车间生产性质，可以进行厂房合并。 （3）辅助服务部门布置设计）辅助服务部门布置

26、设计 1）工厂辅助服务部门设施有：）工厂辅助服务部门设施有：p工厂出入口；工厂出入口；p行政管理部门；行政管理部门；p生活服务设施；生活服务设施；p检测与技术部门；检测与技术部门；p交通服务设施；交通服务设施；p社会服务设施。社会服务设施。 2）工厂辅助服务部门具体设计原则：）工厂辅助服务部门具体设计原则：p工厂管理服务设施应面向城市主干道，便于社会联系；工厂管理服务设施应面向城市主干道，便于社会联系；p工厂服务部门的建筑平面和空间应相对集中，灵活、合理工厂服务部门的建筑平面和空间应相对集中，灵活、合理 布置，以便人员、信息联系；布置，以便人员、信息联系；p建筑形式、色调应符合城市规划要求，与

27、邻近建筑协调；建筑形式、色调应符合城市规划要求，与邻近建筑协调；p应妥善处理与周围道路、停车场、广场、绿化设施设计；应妥善处理与周围道路、停车场、广场、绿化设施设计；p面向社会的产品展销、维修部门应有直接对外的入口和面向社会的产品展销、维修部门应有直接对外的入口和 对厂内的内门；对厂内的内门；p应做到人流物流分开。应做到人流物流分开。 以叉车为例，来说明。以叉车为例，来说明。（4）作业单位面积相关图的绘制）作业单位面积相关图的绘制1）选择合适的比例。）选择合适的比例。2）将作业单位位置相关图放大到坐标纸。）将作业单位位置相关图放大到坐标纸。3）按综合接近程度值的大小顺序，由大到小依次将各单位布

28、）按综合接近程度值的大小顺序，由大到小依次将各单位布置到图上。置到图上。4）调整和修正，得到作业单位面积相关图。）调整和修正，得到作业单位面积相关图。 图图28 28 叉车总装厂作业单位面积相关图叉车总装厂作业单位面积相关图 （5）作业单位面积相关图的调整）作业单位面积相关图的调整1）修正因素）修正因素p物料搬运方法物料搬运方法(物料搬运设备种类、搬运系统模式以及运输物料搬运设备种类、搬运系统模式以及运输单元单元)；p建筑特征；建筑特征；p道路。道路。 2）实际条件限制）实际条件限制p给定厂区面积的大小；给定厂区面积的大小；p建设成本；建设成本；p厂区现有的建筑物的利用；厂区现有的建筑物的利用

29、；p政策法规等方面。政策法规等方面。 图图29 29 叉车总装厂总平面布置图（一）叉车总装厂总平面布置图（一） 图图30 30 叉车总装厂总平面布置图（二）叉车总装厂总平面布置图（二） 图图31 31 叉车总装厂总平面布置图（三）叉车总装厂总平面布置图（三）6、方案评价与选择、方案评价与选择 p技术先进性技术先进性p物流状况（物流距离分析）物流状况（物流距离分析）（1）单项指标比较评价法）单项指标比较评价法p财务评价财务评价 财务内部收益率、投资回收期和固定资产借贷偿还期财务内部收益率、投资回收期和固定资产借贷偿还期p国民经济评价国民经济评价经济内部收益率、经济净现值和净现值率经济内部收益率、

30、经济净现值和净现值率 p不确定性分析不确定性分析盈亏平衡分析、敏感性分析和概率分析盈亏平衡分析、敏感性分析和概率分析 p优缺点比较法优缺点比较法 （2）综合指标比较评价法）综合指标比较评价法序号序号 因素因素 重要性重要性 序号序号 因素因素 重要性重要性 1 初次投资初次投资 16 安全性安全性 2 年经营费年经营费 17 潜在事故的危险性潜在事故的危险性 3 投资收益率投资收益率 18 影响产品质量的程度影响产品质量的程度 4 投资回收期投资回收期 19 设备的可得性设备的可得性 5 对生产波动的适应性对生产波动的适应性 20 外购件的可得性外购件的可得性 6 调整生产得柔性调整生产得柔性 21 与外部运输的配合与外部运输的配合 7 发展的可能性发展的可能性 22 与外部