第六章-工厂布置

第五章设施规划与设计第一节设施规划与设计的概述第二节设施规划与设计研究的范围第三节设施布置类型第四节系统布置设计1第一节设施规划与设计的概述5.1.1设施规划与设计的定义5.1.2设施规划与设计的意义5.1.3设施规划与设计的目标5.14设施规划与设计的原则2定义：

生产设施布置指合理安排企业或某一组织内部各个生产单位和辅助设施的相对位置与面积．在特定的设施范围内,对生产运作活动单元进行布置第一节设施规划与设计的概述作用提高生产率降低成本,增加收益加快资金流动速度降低生产周期,提高投资回报率3生产设施布置服务设施布置工厂总体布置服务设施总体布置服务设施内部布置车间内部布置（二）设施布置种类4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。设施规划与设计的目标总体目标原则52、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。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。6整体协调性运输便捷性变化灵活性面积有效性环境良好性发展合理性厂区平面布置应有整体观念，各要素间要相互协调。任何一个进出口布置都应使得发放和接收部门最方便。物流与信息流的距离最短，可节约成本，提高效率。灵活、富于弹性的布置对于企业未来的发展及应变能力都具有重要的意义。有效利用面积是降低经营成本最好的手段有利于提升企业的社会形象及员工士气。合理的厂区布置能为企业的发展提供适当的余地。设施规划与设计的原则7第二节设施规划与设计的研究范围5.2.2布置设计5.2.3物料搬运系统设计5.2.4建筑设计5.2.5公用工程设计5.2.5信息网络设计5.2.1设施布置要考虑的四个问题8

设施布置要考虑的四个问题1、应包括哪些经济活动单元？(产品\工艺\规模\专业化水平\协作水平)2、每个单元需要多大空间？(空间小影响效率\空间大浪费土地)3、每个单元空间的形状如何？(形状影响物流成本)4、每个单元在设施范围内的位置？(相对位置与绝对位置,物流路线与方式,通讯便利性)ABDCEABDCE相对位置未变绝对位置已变9二、布置设计生产系统建筑物机器设备运输通道其它仓库各组成部分的相对位置关系直接决定了系统运营的效率，对各组成部分进行位置布置是设施规划的中心内容，布置设计是通过对系统人流、物流、信息流进行分析，对各组成部分进行合理配置，使系统内部布置达到最优。10例［１］一生产企业，有３个部门，同时这三个部门必须按图５－１的形式分布，部门间的工作量和工作中心间的流动距离见下表，设运费为１元／千米。试确定最佳布置方案。３１２图５—１到ＡＢＣ从ＡＢＣ－302520－401550－部门间的工作量1-31-22-3距离10101411CABaBACbABCCBAcdBCAeACBf12各种方案每周总费用每周运量(运量＊距离)abcdefＡ、Ｂ间（50）Ａ、Ｃ间（40）Ｂ、Ｃ间（90）50040012605004001260500640900500640900700400900700400900

总计216021601960196020002000c、d为最优13

物料搬运系统设计主要是物料搬运路线、运量、搬运方法及储存场地做合理安排。在产品制造费用中２０％－５０％的费用是用来物料搬运，因而合理的物料搬运系统可以减少物料搬运费用，从而降低产品的成本，增强企业的竞争能力，同时也可以巩固企业低成本战略。三、物料搬运系统的设计14四、建筑设计

建筑设计要考虑建筑物的功能和空间，同时要满足美观、经济、安全、适用的要求。五、公用工程设计

公用工程即生产系统中有附属系统，主要有热力、电力、给排水、采暖通风等设施。六、信息网络设计

生产状况的信息反馈直接影响生产调度、管理，同时也反映了企业现代化水平。15第三节设施布置的类型一、物料流程形式二、设施布置的类型三、设施布置的方法16一、物料流程形式选择布置形式的目标是物流成本最小，因而流程分析在布置中就很重要，流程形式可分为水平的和垂直的，如果设施在同一个车间，则按水平方式考虑，当生产作业是多个楼层周转时，按垂直方式考虑。实际中多是两者的混合，下面是几种常见的流程布置图：入口出口直线型17环型出口入口L线型出口入口S线型出口入口入口出口S线型18升降机集中型升降机分散型下降型升降机集中型上升型19二、设施布置的类型1、固定式布置2、面向产品布置3、面向工艺4、按成组单元组织布置201、固定布置

固定布置是指加工对象位置固定，生产工人和设备随产品所在的某一位置面转移。优势劣势材料处理成本最小化可使用项目管理方法吸引专业技能人员到工作场地工作需较高的成本设备不能得到充分利用管理责任和负担过重适用于大型产品的生产、装配过程。它广泛应用于大型建设项目、飞机、造船等。图212、面向产品布置面向产品布置（对象专业化原则或流水线布置）：按产品或顾客的性质分别设置相应的生产单位，使某种产品或顾客在一个生产作业单位里得到几乎全部的加工处理或服务。

面向产品布置借助于高度标准化的产品或服务及其所需的高标准化的作业得已实现，一项工作被划分为一系列的标准作业，以实现劳动和设备的专业化，然后把所需的设备和工人按此顺序排列布置。图一同三不同:产品工人工艺设备22适用于生产相似的、标准化的产品，生产成本低优势劣势人员设备利用率高材料处理成本低无技能人员的劳动力成本低较少的在制品库存生产控制简化系统缺乏柔性专业化设备的成本高工序间相互依赖工作单一乏味233、面向工艺布置面向工艺布置（工艺专业化布置）：指按加工处理的工艺性质分别设置相应的生产单位，使产品或顾客依次经过相应的各生产单位接受所需的特殊加工处理或服务。一个生产单位是一种工艺性质的设备、工人等的集合体，进行一种工艺性质的加工处理或服务，即同类设备集中在一起，完成相同工艺的加工任务。面向工艺布置需要熟练的工人和各种各样的多用途设备，即通用设备和熟练工人图三同一不同:工人工艺设备产品24适用于多品种批量生产优势劣势生产定制化设备和人员灵活设备的投资小受故障影响小工作满意度高每种工作材料的处理成本高低产量和低设备利用率高技能的工人成本高生产控制较复杂每个员工的监督成本高物流费用高运输时间长，延长了生产周期医院、火车站等254、按成组制造单元布置成组制造单元布置：顺序完成一组相似的零件加工机器所组成的闭环。基本原理：按一定的标准将结构和工艺相似的零件组成一个零件组，确定出零件组的典型工艺流程，再根据典型工艺流程的加工内容选择设备和工人，由这些设备和工人组成一个单元。成组制造单元具有对象专业化的优点，同时也具有较高的柔性，适合于多品种小批量生产。有C型和U型两种（见下图）图26成组原则布置优缺点比较

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

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27（二）布置类型1、按工艺过程布置(processlayout)

即工艺专业化形式。2、按产品布置(productlayout)

即产品专业化形式。3、按成组制造单元布置（Layoutsbasedongrouptechnology）

即对象专业化基础上的混合形式。4、固定式布置（fixedlayout

）即定位形式。28三、基本要素的分析⑴P—Q分析步骤①将产品归类②统计每类产品的数量，按递减顺序排列所有产品，并且绘图。（一）P—Q分析QJPM2930三、设施布置的方法（一）工艺原则布置方法

工艺方法布置目的：使相互影响作用大的工作中心相邻，以使不相邻工作中心材料和人员流动最小布置设施的方法：（1）简单图表法（2）工作顺序法（3）从—至表法（4）系统性布置规划31（1）简单图表法

原则：活跃部门置于中心，用试错法得出最小非相邻物流。用圆圈表工作中心，边线表运量。相互靠近的和处于对角线上部门视为相邻。例：某电子厂有6个生产区（A、B、C、D、E、F），各相邻部门间每天的流动次数见下表，求一个使不相邻的物流流动最小的布置32到ABCDEF从A_510_32B___12__C104_8__D__16___E__7___F__8___33确定联系次数部门ＡＢＣＤＥＦ联系次数５３７３２２ＡＢＤＥＣＦ５8101210167327物流量最小的布置图434（２）工作顺序法

将距离相加，其他同上．（３）从—至表法

１、列出不同部门间（机器、设施、厂区）的相对位置２、计算相对距离３、计算运输成本４、用实验法确定布置方案例：某加工车间有６台设备，已知生产零件品种及加工路线，并据此给出了零件在设备间每月移动次数、单位运输成本、试确定该车间的最佳布置。35锯床磨床冲床钻床车床插床锯床2174186142180磨床216521906110冲床400114951668钻床16421624168车床1267110031550插床429583114300设备间每月平均移动次数36单位运输成本单价表锯床磨床冲床钻床车床插床锯床0.150.150.160.150.16磨床0.180.160.150.150.15冲床0.150.150.150.150.16钻床0.180.150.150.150.16车床0.150.170.160.200.15插床0.150.150.160.150.15运输成本Ｃ＝ＨＪ＊ＷＪＨＪ：运输次数ＷＪ：单位运输成本37设备间每月运输成本锯床磨床冲床钻床车床插床锯床52.662.79.86.328.8磨床38.98.328.59.21.5冲床60.017.114.32.410.88钻床2.963.39.36.210.9车床18.912.116.063.07.5插床6.314.313.317.158.538设备间每月总运输成本磨床钻床车床插床锯床冲床锯床磨床冲床钻床车床插床锯床71.5③122.7①12.725.235.1磨床25.491.7②21.315.8冲床23.618.424.8钻床69.2④28.0车床66.0⑤插床39四、相关作业图法

作业相关图是由穆德提出，它是根据企业各部门之间的活动关系密切程度布置其相互位置。穆德把关系密切程度划为A、E、I、O、U、X六等级.代号密切程度代号密切程度A绝对重要O一般E特别重要U不重要I重要X不予考虑40例：一快餐店有6个部门，现欲将其布置在2*3的区域内，据历史资料，得这6个部门的相关密切程度如下图，试布置6部门的位置。2、共用人员3、共用场地4、人员接触频繁5、文件交换频繁6、工作流程连续7、做类似的工作8、共用设备

作业单位关系密切的原因

1、使用共同的原始记录41部门1部门2部门3部门4部门5部门6AAAAAAOIEOUUXXX列出关系密切程度分类表（A、X）

—A

X

1—２

１—４１—３３—６２—６３—４３—５４—６５—６42２）编制主联系簇，并考虑其它的“Ａ”6245主联系簇３）编制“Ｘ”关联图3641“Ｘ”关联图43632154４）布置仓库布置２６４１５３２６４１５３布置方案44流水线（对象专业化原则）二、产品原则布置M1M2M3M445135246232311.546产品布置的装配线平衡（１）流水线节拍

节拍：流水线上连续生产两件相同产品的时间间隔计划期有效工作时间计划期内计划产量ＣＴ＝装配线上最少的工作站数（每个人工作站最少的工人数）等于生产每单位产品所需时间乘以该段时间的计划产量所得的时间总和除以可提供时间．Ｓmin=（工作时间／单位）＊（产量／时期）可提供时间47∑tiCT=∑ti是完成一单位预算产品所需实际的工作时间总和平衡效率（Ｅffb）N

工作站数量Ｅffb=∑tiCT*N任务时间的输入工作站时间的输入＝（２）装配线平衡的方法原则：交装配线上若干相邻工序合并成一个大工序，并使这些大工序的作业时间接近或等于装配线的节拍．48⑴确定装配线节拍⑵计算所需的最少工作站数⑶分配各小工序⑷计算平衡效率和空闲时间步骤①保证各工序之间的先后顺序②每个工作站分配到的小工序作业时间之和不能大于节拍③各工作地的作业时间尽量接近于或等于节拍④使工作地数目最小分配各小工序原则如下：49例；某装配活动ＡＨ的顺序如下图，装配线每天运行７小时，计划每天产量为600单位，试平衡其装配线．ABCEDGFH0.620.100.350.190.280.350.140.55安装卷轴插入弹簧安装底盘安电容器接电插入夹子焊接测试测试CT=(7*60)/600=0.7分钟／单位Ｓmin=∑tiCT500.62+0.35+0.10+0.19+0.55+0.14+0.35+0.28=0.7=2.58/0.7=3.69≈4个A0.62C0.10D0.19F0.14G0.35E0.55H0.28B0.350.620.690.640.6351Ｅffb=∑tiCT*N任务时间的输入工作站时间的输入＝=2.58/(0.7*4)=92%IT（空闲时间）=CT*N-∑ti=0.7*4-2.58

=0.22（分钟）仓库布置52三、混合布置的常用方法一、一人多机（一）基本原理：如果生产量不足以使一个人看管一台机器就足够忙的话，可以设置一人可看管的小生产线，即可使操作人员保持满工作量，又可在这种小生产线内使物流流向有一定秩序。小生产线即指一人同时看管的几台机器。53（二）图示M1M2M3M4M554图示要素分析55一、设施布置的基本要素布置方案制造工艺路线R作业单位划分S制造作业计划T布置设计方法产品P产量Q定量约束条件定性约束条件56方案PTQRS布置设计方法定量约束条件定性约束条件57P作业单位的组成物料搬运方式作业单位相关关系设备类型Q设备数量生产规模运输量建筑面积58R作业单位之间的关系物料搬运路线仓库的位置S企业占地面积生产率T所需设备数量操作人员数量企业占地面积59解决布置问题的钥匙什么S为辅助服务部门用什么来支持生产T时间—时间安排产品何时生产？P产品—材料生产什么？Q数量—产量每项产品要制造多少？R生产路线—工艺过程怎样进行生产？生产单位的合理配置的原则返回四大问题60三、基本要素的分析⑴P—Q分析步骤①将产品归类②统计每类产品的数量，按递减顺序排列所有产品，并且绘图。（一）P—Q分析QJPM61二、系统布置设计步骤原始资料：P、Q、R、S、T物流作业单位相互关系综合相互关系图解所需面积面积相关图解方案组可用面积评价选出最佳方案修正因素实际条件限制62四、作业单位的划分(一)生产车间

机械制造厂往往设置备料车间、机加工车间和总装车间。

机加工车间按工件种类及加工工艺流程的相似性分解成某些零件加工车间，如箱体车间、轴加工车间、齿轮加工车间等。

63

装配车间可以分为部件装配和总装两部分，负责把零、部件组装成产品的工作。(二)仓储部门

包括原材料仓库、标准件与外购件库、半成品中间仓库及成品库等。(三)辅助服务部门

辅助生产部门(如工具机修车间)、生活服务部门(如食堂)及其他服务部门(如车库、传达室)等。64(四)职能管理部门

包括生产、技术、质检、人事、供销等各个部门，负责生产协调与控制等工作

表5－2电瓶叉车总装厂作业单位建筑物汇总表

P11465三生产单位的合理配置的原则1有利于组织专业化生产2有利于社会协作3有利于提高产品及工艺的通用化、标准化水平4合理安排基本生产部门与辅助生产部门、生产服务部门的比例66影响企业经济活动单元构成的因素

1、产品结构和工艺特点2、企业的规模3、企业的专业化与协作化水平4、企业的技术水平67第五节非制造业的设施布置一、仓库布置二、办公室布置68设施布置目标间的关系设施布置总目标最小的投入获得最大的效益一般设施布置目标仓库布置目标办公室布置目标物料运输费用最小总工作量最小方便、快捷69①若各种物品所需货区面积相同，则只需要把搬运次数最多的物品货区布置在靠近出入口之处。②若各种物品所需货区面积不同，就需要计算物品搬运次数与货区数量之比，取该比值最大者靠近出入口。一、仓库布置

70一、仓库布置

例：有一个家电用品仓库，共有14个货区，分别存储7种家电。仓库有一个出入口，进出仓库的货物都要经过该口，如下图。假定仓库每种物品每周的存取次数如下表，应该如何布置货区，使总搬运量最小。7172解：比值:1（280/1）、2（160/2）、3（360/1）、4（375/3）、5（800/4）、6（150/1）、7（100/2）该例中，比值大小顺序为：3、1、5、6、4、2、7仓库布置图73（二）办公室布置（1）考虑的因素主要考虑因素？工作效率人员往来办事是否方便信息传递与交流是否方便工作流程是否合理布置柔性74（2）几种基本模式封闭式办公室：将办公楼分割成多个小房间开放式办公室：将工作人员容纳在一间很大的办公室内共同工作。

组合办公模块：带有半截屏风的组合办公模块布置方式，这种模块式布置有很好的柔性。活动中心：将封闭式布置和开放式布置结合使用的新型办公布置方式。

“远程”办公：利用信息网络技术，将处于不同地点的人们联系在一起，共同完成工作。75⑴顾客购物习惯及特征人们在购物时，总是倾向于一种环形方式购物，将利润高的物品沿墙摆放会提高他们购买的可能性。超市中，摆放在通道尽头的减价商品总是要比存放在通道里面的相同物品卖得快。信用卡付账区和其他非卖区需要顾客排队等候服务，这些区域应当布置在上层或“死角”等不影响销售的地方。在超市中，离入口最近和邻近前窗展台处的位置最有销售潜力。（二）超市布置76

店面的过道布置不能太拥挤；能使顾客进店后很容易找到自己想要商品的位置。（2）两项基本要求77（3）布置方式矩阵布置将商品货架按矩形排列，店内通道直线布置。便于仓储管理。

斜角布置将商品货架按棱形、三角形或梯形布置，店内主干道按直线布置，次干道及临时通道按“V”字形排列。便于查找货物。

78作业：

一制造厂计划在某车间旁增加一侧房,建一条新的生产线可生产五种型号的产品,A、B、C、D、E，现有两种布置方案，见下图，五种产品在六部门的移动距离和移动次数见下表，哪种方案的月运输量最小？413256123456方案A方案B79产品型号产品工艺线月产量移动方向设备间的距离ABABCDE1-2-34-5-61-5-62-5-62-4-3200020003000100030001-21-52-32-42-53-44-55-61525301015352010151535251525101080根据下列作业相关图将9部门安排在3*3的区域内，要求把部门5安排在左下角的位置上。部门1部门2部门3部门4部门5部门6AAUXAXXAXXUIXXE部门7部门8部门9EAXAUAAXAEAAAEXAXEAUE81

一装配线计划装配200件产品，每小时用于生产的时间是50分钟，下表是装配工序，每道工序的作业时间及紧前工序等信息求：（1）画出装配工序先后顺序（2）计算装配线的节拍（3）求最小工作地数（4）进行装配线平衡，使损失率最小82工序工序作业时间紧前工序工序工序作业时间紧前工序ABCDEF0.200.050.150.060.030.08----ABCDGHIJKL0.120.050.050.120.150.08EF--GHIJK83原材料线切割钻磨铣车铣焊接磨油漆成品84影响企业经济活动单元构成的因素企业产品(根本决定因素)企业规模企业的生产专业化水平与协作水平企业的技术水平(技术水平高,组织相对简单)企业产品的加工工艺流程