4生产与服务设施布置.ppt

1、第四章 生产与服务设施布置,本章主要内容 1、基本生产布置方式 2、设施布置的定量方法 3、装配线平衡 4、非制造业的设施布置 5、新设备的布置问题,1、基本生产布置方式,工艺原则布置 产品原则布置 成组技术布置 定位布置,工艺原则布置,工艺原则布置，是根据工艺的性质设置单位，把执行同一类功能的设施和人员组合在一起，安排在同一区域。此时，在同一单位当中集中了相同类型的工艺设备和工人，来完成生产运作过程中的某一工艺阶段，实现了对不同产品和零部件的相同或相似工艺的加工。,适用于小批量、多品种要求的生产运营环境； 生产过程和加工顺序因产品种类不同而有所差异； 生产资源、设备和人员根据其在生产工艺流程

2、中所具有的功能进行组织和安排。,工艺原则布置示意图,例如，机械制造厂下设铸工车间、锻工车间、机加车间等，机加车间把各类机床分别集中组成车床工段、铣床工段、钻床工段、磨床工段等；纺织厂划分为纺纱车间、织布车间、印染车间等。,工艺原则布置举例,许多服务性企业也可根据工艺专业化原则进行布置。例如：大学分成数学、物理、机械、化工、管理等系别；医院分成内科、外科、五官科、化验室、注射室等。,产品原则布置,产品原则布置，又称对象专业化布置，是指根据加工的对象设置和安排单位。换言之，它把同类产品或零部件的全部或大部分工艺过程集中在一个单位内。 这样的单位包括了生产运作所需的各种不同类型的生产设备和不同工种的

3、工人，且所有生产设备和工作地按加工对象的工艺路线顺序进行排列，实行封闭生产运作。,产品原则布置示意图,例如汽车装配线、电视机生产线、电冰箱生产线都是按产品对象专业化布置的。 例如，汽车制造厂的曲轴产量较大，可以把加工曲轴所需要的车床、铣床、磨床、钻床、热处理设备等按照曲轴加工的工艺顺序布置排列，形成一条曲轴生产线。 对象专业化原则员典型的例子是流水生产线。,产品原则布置的实例,地球仪工厂的生产流水线,产品原则布置的特点,需要高额投资。 适用于大批量、品种非多样化(标准化)、重复性和连续性、质量稳定的生产运作环境。 物料运送成本相对较低，降低了在制品库存。 灵活性和应变能力相对较弱。 中心问题是

4、使生产流中的每一道作业工序的产出趋于均衡流畅，尽可能减少非作业时间，生产线作业稳定有序而且高效。,工艺布置与产品布置的比较,成组技术布置,成组技术布置首先根据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生产单元 。,成组技术布置示意图,定位布置,固定式布置是指加工对象位置固定，生产工人和设备都随加工产品所在的某一位置而转移。如：造船、高速公路、桥梁建设、石油钻井等。,Question: What are our primary considerations for a fixed positio

5、n layout?,Answer: Arranging materials and equipment concentrically around the production point in their order of use.,2、设施布置的定量方法,物料流量分析法 “从至”表法 作业相关图法,1 .根据产品生产运作的工艺流程，确定物料在生产运作过程中总的流动方向，并绘制相应的物料流向图。,物料流量分析法,2.分析单位时间内各单位之间的物科运量，绘制物料运量从-至表。还可以在此基础上，画出表示物料流量的相关线图，以便更清晰、直观地反映问题。,3.计算各生产单位的物料吞吐量,4根据物料运

6、量大的单位之间尽可能靠近的原则进行工厂布置。 由于C车间与B车间、C车间与D车间、C车间与F车间运量较大，且C车间是问题的中心，故工厂布置应优先考虑安排C车间，并尽可能将B、D、F车间布置的靠近C车间。 置可分为两个阶段：第一阶段暂时不考虑各单位的具体面积，只根据相互间的流量大小确定各单位的相对位置，得出如图A所示的工厂布置示意图；第二阶段把各单位的具体面积反映到工厂布置示意图中，结合实际的厂区平面图完成最终布置，如图B所示。,利用“从至”表列出机器或设施之间的相对位置，以对角线元素为基准计算工作地之间的相对距离，从而找出整个生产单元物料总运量最小的布置方案。 这种方法比较适合于多品种、小批量

7、生产的情况。,“从至”表法,“从至”表法的基本步骤,选择典型零件，制定典型零件的工艺路线，确定所用机床设备。 制定设备布置的初始方案，统计出设备之间的移动距离。 确定出零件在设备之间的移动次数和单位运量成本。 用实验法确定最满意的布置方案。,例1：,一金属加工车间有六台设备，已知其生产的零件品种及加工路线，并据此给出如表1所示的零件在设备之间的每月移动次数，表2给出了单位距离运输成本。,表1 设备间月平均移动次数矩阵,表2 单位距离运输成本矩阵,请根据这些数据确定该车间的最佳布置方案。,将运输次数矩阵与单位距离运输成本矩阵的相同位置的数据相乘，得到从一台机器到另一台机器的每月运输成本，如表3所

8、示。,表3 单位距离每月 运输成本(元),表4 单位距离每月总运输成本(元),然后，再按对角线对称的成本元素相加，得到两台机器间的每月总的运输成本，如表4所示。,接着，确定紧密相邻的系数。其确定依据就是总运输成本的大小。 按总运输成本的大小，从大到小降序排列，就得到了机器(或部门)之间的紧密相邻程度。 最后结果如下图所示。,例 2：,解： （1）首先求出每两部门相互间的工作流量，接着按工作流量由大到小的顺序将两两部门列出来。结果如下表：,（2）由上页表可知，部门1和2之间的工作流量最大，因此它们应当靠近布置并位于中心位置，在B和E处。接下来两部门间工作流量大的是13和14。注意，34之间的工作

9、流量小，说明部门3与部门4不需要距离太近。相反，我们应将它们安置在部门1的两边。 同时要注意34之间的工作流量仅为2，56之间的是0，而36之间的是20，45之间的是13。 因而，把部门3安排到D的位置，部门4在F的位置，部门5在C的位置。,最后的平面布置图为：,练习,作业相关图法,作业相关图法是根据企业各个部门之间的活动关系密切程度布置其相互位置。,作业相关图法的操作流程,1. 首先将关系密切程度划分为A，E，I，O，U，X六个等级，其意义见表。,3. 使用这两种资料，将待布置的部门一一确定出相互关系，根据相互关系重要程度，按重要等级高的部门相邻布置的原则，安排出最合理的布置方案。,2. 列

10、出导致不同程度关系的原因，见右表。,例：,一个快餐店欲布置其生产与服务设施。该快餐店共分成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，如图所示。请根据图作出合理布置。,第一步，列出关系密切程度。,解：,第二步，计算各部门相关程度积分。,第三步，根据列表编制主联系簇。原则是，从关系“A”出现最多的部门开始，如本例的部门6出现3次，首先确定部门6，然后将与部门6的关系密切程度为A的一一联系在一起。,第四步，考虑其它“A”关系部门，如能加在主联系簇上就尽量加上去，否则画出分离的子联系簇。本例中，所有的部门都能加到主联系簇上去，如下图所示。,第五步，画出“X”关系联系图

11、，如下图所示。,第六步，根据联系簇图和可供使用的区域，用实验法安置所有部门。 把积分最高的部门最先安排，然后再按照积分的高低和相关程度顺序在其周围布置其它部门，同类性质的部门应该尽可能靠近布置。最后的布置结果如下图所示：,把下列作业相关图中的9个汽车服务部门布置在33的区域内，要求满足相应的接近程度。（为简化起见，这里略去了不重要和一般这两个类别）。按照城镇规章，部门4的位置必须安排在这一区域分布的右上角。,练习1：,练习2：,根据下列作业活动关系图，将9个部门安排齐一个3X3的区域内，要求把部门5安排在左下角的位置。,3、装配线平衡,装配线平衡， 又称工序同期化，是对于某装配流水线，在给定流

12、水线的节拍后，求出装配线所需工序的工作地数量和用工人数最少的方案。,某装配线有6道工序，其作业顺序和工序作业时间如图所示。假定节拍为5分钟件，计算一下工序负荷率。,为什么要进行装配线时间平衡,通过简单分析不难看出，工序负荷率最高的只有60，即3、4两道工序，而工序1的负荷率只有20。这种现象会导致：浪费时间资源；忙闲不均，引起矛盾；浪费人力资源。 为了解决这些问题，必须对装配线的工序进行新的组合分析，重新组织工作地。,确定装配流水线节拍,计算装配线上需要的最少工作地数,组织工作地,计算装配线效率,装配线平衡的步骤,装配线平衡既以适当的方式将装配线上若干个相邻工序合并成一个大工序（又称工作地），

13、并使这些大工序的作业时间接近或等于装配线的节拍，具体步骤如下：,工作单元内作业工序所需操作时间超过流水线的生产节拍，该工作单元会成为流水线的瓶颈。,流水线的节拍，是指流水线上连续出产两件相同产品的时间间隔。 其计算公式为：,流水线节拍的计算,例： 某企业欲建一条流水线生产一种新产品，计划年产量为200000件，可接受的废品率为0.5%，流水线采用两班制生产，设备的停修率为10% 。试计算在我国现行作息体系下该流水线的节拍。,计算装配线上需要的最少工作地数Smin,Tm 所有 ti (完成工作单元内作业工序所需时间) ti 工作单元内完成第i项作业工序所需的时间 r流水线生产节拍 m 工作单元内

14、作业工序的数目(i = 1,2, ., m),Smin = Tm / r,组织工作地,在遵循特定作业工序顺序和完成所需产品加工或装配的同时,使每一工作单元非作业时间达到最短。,对作业工序分配的两条经验法:,先选择具有后续作业工序数最多的作业工序。 先选择所需操作时间最长的作业工序 (位置加权法),计算装配线效率,非作业时间 = Sr - Tm 整体效率(%) = Tm /(Sr) 100 可以通过使工作单元数最小来保证流水生产线的非作业时间最短,整体效率达到最大。,装配线平衡- 例题1,解：（1）画作业先后顺序图,(2)节拍r =每天480分钟/每天400个单位=1.2分钟,Smin = Tm

15、 / r =3.8/1.2=3.17 S=4,（3）确定最少需要的工作地数目。,（4）组织工作地,这一分配过程可用下图说明：,装配线平衡 例题2,位置加权法是根据制品作业元素的组成及先后顺序，求出每个作业元素的位置加权数，然后根据位置加权数的大小进行作业元素组合。权数大者先组合，权数小者后组合，组合工序时以节拍为基础。 一作业元素的位置加权数等于该作业元素及其所有的后作业元素的时间之和。,位置加权法概述,（1）确定最少需要的工作地数目。,Smin = Tm / r =1.97/0.55=3.58 S=4,(2)计算各作业元素的位置加权数,（3）组合作业元素，重新划分工作地（工序）。,结果见下表

16、：,练习（装配线平衡-位置加权法）,4、非制造业的设施布置,仓库布置 办公室布置,仓库布置,仓库布置可以有很多不同的方案，一般的仓库布置问题的目的都是寻找一种布置方案，使得总搬运量最小。,家电用品仓库的平面示意图,这种仓库布置进一步区分为两种不同情况： （1）各种物品所需货区面积相同 在这种情况下，只需把搬运次数最多的物品货区布置在靠近出入口之处，既可得到最小总负荷数； （2）各种物品所需货区面积不同 需要首先计算某物品的搬运次数与所需货区数量之比，取该比值最大者靠近出入口，依次往下排列。,例：,家电用品仓库的存储信息,各种物品的搬运次数与所需货区数量比值从大到小的排列顺序为(括号中为比值数)

17、： 3(360)，1(280)，5(200)，6(150)，4(125)，2(80)，7(50)。,解：,办公室布置,办公室布置的主要考虑因素有两个： 信息传递与交流的迅速、方便； 人员的劳动生产率。,办公室布置存在的几种基本的模式： 传统的封闭式办公室 开放式办公室布置 半截屏风的组合办公模块 “活动中心”的新型办公室布置 “远程”办公布置方式,5、新设备的布置问题,为适应生产或服务要求，人们常常对原有的部门进行改造，例如在已有的设备设施中，再安置一台新装备。该问题的目标是使从新设备到老设备的加权直线移动距离的总和最小。为方便起见，假设物料或人员在两台设备或两个部门之间移动时，只能按交叉垂直的路线运动，即两个点之间不能走对角线。,例：,某大学购买一台新设备，以便全校教师制作教学录像带。 这台设备由校园内六个学院的教师使用。这六个学院的位置 如图所示。其坐标和各学院使用该设图新设备布置的最优区 域备的教师人数见表。各学院间用草坪隔开，故通道都是交 叉垂直的。问该录像带制作设备安置在何处，使所有教师