(理论讲解)生产设施布置与设计课件

2023/8/111北京理工大学珠海学院机械与车辆学院冯利颖

场(厂)址选择设施设计设施规划与设计工厂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设施规划总平面车间布局2023/8/11北京理工大学珠海学院机械与车辆学院冯利

工厂布局设计概述1.工厂布局的内容和原则

（1）工厂布局的内容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、仓库、动力站、办公室等各种作业单位和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。车间布置解决工作地、设备、通道、管线之间和相互位置，解决物料搬运的流程及运输方式。工厂布局设计概述（1）工厂布局的内容

系统布置设计

1.工厂布局设计的方法

（1）摆样法（2）数学模型法（3）系统布置设计（SLP）2系统布置设计（SLP）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系统布置设计1.工厂布局设计的方法（1）摆样法2SLP程序模式选择分析寻优输入数据（P、Q、P—Q、R、S、T）1、物流2、作业单位的相互关系(非物流)3、物流—作业单位相互关系综合图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、实际制约作业单位位置相关图SLP程序模式选择分析寻优输入数据（P、Q、P—Q、R、S、5(1)工艺过程图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。变速器的加工与组装随车工具箱的加工车体加工液压缸加工ØØØØSLP法求解1、物流分析与物流相关表

5(1)工艺过程图以电瓶叉车总装厂为例，说明如何运用6机加工图6-14变速器加工工艺过程（单位：t)废料原材料热处理标准件0.310.2（0.30）0.0273145工艺过程分析：毛坯重0.50，经退火处理的毛坯重0.20，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0.30.10.500.200.30.01变速器的加工与组装6机加工图6-14变速器加工工艺过程（单位：t)废7图6-15随车工具箱加工工艺过程图6-16车体加工工艺过程1.20原材料160.4废料101油漆0.010.81（0.23）0.20原材料0.051950.1废料机加工0.150.08热处理7图6-15随车工具箱加工工艺过程图6-16工厂布局设计机械与车辆学院液压缸加工工厂布局设计

0.2图19

叉车生产工艺过程（t）0.2图19叉车生产工艺过程（t）

表叉车总装厂物流强度汇总表

表叉车总装厂物流强度汇总表

（2）物流强度等级（2）物流强度等级

表叉车总装厂物流强度等级表

表叉车总装厂物流强度等级表

（3）物流相关表（3）物流相关表

建立作业单位非物流关系表。编号12345678

理由工作流程连续性生产服务物料搬运管理方便安全与污染共用设备设施振动人员联系2、非物流关系相互关系分析

建立作业单位非物流关系表。编号理由2、非物流关系相互关

3作业单位综合相互关系的建立进行物流分析，求得作业单位物流相关表表；

确定作业单位非物流关系表；确定物流与非物流相互关系的相对重要性；量化物流强度等级和非物流的密切程度等级；计算量化的所有作业单位之间的综合相互关系。综合关系等级划分（任何一级物流相互关系与X级非物流相互关系等级合并时都不应超过O级）；调整，建立综合相互关系表3作业单位综合相互关系的建立

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综合相互关系的建立1）物流分析叉车总装厂作业单位1）物流分析2）非物流分析2）非物流分析3）加权值的选取，取m：n＝1：14）综合相互关系计算3）加权值的选取，取m：n＝1：1(理论讲解)生产设施布置与设计ppt课件任何一级物流相互关系与X级非物流相互关系等级合并时都不应超过O级任何一级物流相互关系与X级非物流相互关系等级合并时都不应超过5）划分综合关系密级5）划分综合关系密级4.建立作业单位综合相互关系表4.4、作业单位相互位置关系图（平面方案的确定）

方法：Muther线型图法（SLP法）适合分离厂房的工厂总平面布置Tompkins关系表技术（联合厂房）在SLP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，关系密级低的作业单位之间距离远，由此形成作业单位位置相关图。4、作业单位相互位置关系图方法：在SLP中，工厂总平面布置

（1）Muther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。作业单位综合接近程度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。分值越高，说明该作业单位越应靠近布置图的中心位置，越低则越往边缘。

（1）Muther线型图法缪瑟提出的SLP中采用了线型图来

（1）Muther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。

缪瑟的线型图法（1）Muther线型图法缪瑟提出的SLP中采用了线型图来

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。缪瑟的线型图法缪瑟提出的SLP中采用了线型图来“试错”生

Muther线型图法步骤1）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。首先处理相互关系密级为A的作业单位对，并按综合接近程度顺序来布置。其次处理相互关系密级为E的作业单位对。

Muther线型图法步骤

第一步A级作业单位对A级关系8-11、4-5、11-12，其接近程度排序为8、4、11、12、5。将8布置在中央，并处理8-11作业单位对。811第一步A级作业单位对811

布置4，4-8，4-11为I、O级。8114布置4，4-8，4-11为I、O级。8114

处理与4有关的A级有4-5。81145处理8、11与5的关系，为U级。处理与4有关的A级有4-5。81145处理8、11与5的关

处理11，12作业单位，11-12是A级关系8114512处理12作业单位与其它已布置单位。处理11，12作业单位，11-12是A级关系8114512

第二步处理E级关系E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8、4、1、7、3、9、5、10、2、6首先处理与8的E级关系，7-8，3-8，8-10。处理7与8、4、11、12、5的关系E、E、I、U、U81145127第二步处理E级关系81145127

处理3与8为E级811451273处理3与图中作业单位关系，3-7是I级关系处理3与8为E级811451273处理3与图中作业单位关系

381145127381145127

处理10与8为E级81145127310处理10与图中作业单位关系，10-5是X级关系处理10与8为E级81145127310处理10与图中作业

81145127310处理作业单位4，1-4，4-7为E级，处理作业单位4与图中作业单位关系，4与11为0级。81145127310处理作业单位4，1-4，4-7为E级

处理作业单位1，1与4、5都为E。考虑1与其它作业单位关系。121075481131以此类推处理其它单位（等级）。处理作业单位1，1与4、5都为E。121075481131

5、作业单位面积相关图

在面积相关图主要考虑两个问题：一是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；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。5、作业单位面积相关图在面积相关图主要考虑两个问题：

（1）面积的确定1）计算法根据每台设备和作业所需的面积，加上辅助设施、材料储存、维修、通道以及人员所需的面积。

2）概略布置法

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

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。（1）面积的确定1）计算法

（2）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；2）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。

（2）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

（3）辅助服务部门布置设计1）工厂辅助服务部门设施有：工厂出入口；行政管理部门；生活服务设施；检测与技术部门；交通服务设施；社会服务设施。

（3）辅助服务部门布置设计1）工厂辅助服务部门设施有：

2）工厂辅助服务部门具体设计原则：工厂管理服务设施应面向城市主干道，便于社会联系；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；建筑形式、色调应符合城市规划要求，与邻近建筑协调；应妥善处理与周围道路、停车场、广场、绿化设施设计；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；应做到人流物流分开。2）工厂辅助服务部门具体设计原则：

例题6以叉车为例，来说明。（4）作业单位面积相关图的绘制1）选择合适的比例。2）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置到图上。4）调整和修正，得到作业单位面积相关图。例题6（4）作业单位面积相关图的绘制1）选择合适的比例。

图28叉车总装厂作业单位面积相关图图28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1）修正因素物料搬运方法(物料搬运设备种类、搬运系统模式以及运输单元)；建筑特征；道路。（5）作业单位面积相关图的调整1）修正因素

2）实际条件限制给定厂区面积的大小；建设成本；厂区现有的建筑物的利用；政策法规等方面。2）实际条件限制

图29叉车总装厂总平面布置图（一）图29叉车总装厂总平面布置图（一）

图30叉车总装厂总平面布置图（二）图30叉车总装厂总平面布置图（二）

图31叉车总装厂总平面布置图（三）图31叉车总装厂总平面布置图（三）6、方案评价与选择

技术评价技术先进性物流状况（物流－距离分析）（1）单项指标比较评价法经济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国民经济评价经济内部收益率、经济净现值和净现值率不确定性分析盈亏平衡分析、敏感性分析和概率分析6、方案评价与选择技术评价（1）单项指标比较评价法经济评

优缺点比较法（2）综合指标比较评价法序号因素重要性序号因素重要性

1初次投资16安全性

2年经营费17潜在事故的危险性

3投资收益率18影响产品质量的程度

4投资回收期19设备的可得性

5对生产波动的适应性20外购件的可得性

6调整生产得柔性21与外部运输的配合

7发展的可能性22与外部公用设施的结合

8工艺过程的合理性23经营销售的有利性

9物料搬运的合理性24自然条件的适应性

10机械自动化程度25环境保护条件

11控制检查的便利程度26职工劳动保护条件

12辅助服务的适应性27对施工安装投产进度的影响

13维修的方便程度