(理论讲解)生产设施布置与设计

2019/10/41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。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SLP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SLP法求解1、物流分析与物流相关表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热处理工厂布局设计机械与车辆学院液压缸加工0.2图19叉车生产工艺过程（t）序号作业单位对（物流路线）物流强度序号作业单位对（物流路线）物流强度1234567891-41-51-61-92-102-113-73-84-50.30.71.20.050.010.060.011.821.151011121314151617184-74-85-96-107-88-98-108-1111-120.30.20.310.80.310.10.813.243.3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符号物流路线比例(％)承担的物流量比例(％)超高物流强度特高物流强度较大物流强度一般物流强度可忽略搬运AEIOU1020304040302010序号作业单位对（物流路线）物流强度物流强度等级序号作业单位对（物流路线）物流强度物流强度等级12345678911-128-113-81-64-58-106-101-57-83.33.241.821.21.150.810.80.70.31AAEEEEEEI1011121314151617185-94-71-44-88-92-111-92-103-70.310.30.30.20.10.060.050.010.01IIIOOOOOO表叉车总装厂物流强度等级表（3）物流相关表序号作业单位名称1234567891011121314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UUIEEUUOUUUUUUUUUUUUOOUUUUUUOEUUUUUUEUIOUUUUUUUUUIUUUUUUUUEUUUUIUUUUUUOEAUUUUUUUUUUUUAUUUUU建立作业单位非物流关系表。序号作业单位名称1234567891011121314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E4E4I3I3E3UUI1UUUUI2E4UX5X5UUUE1UUX5I2UUUI2I2UUUUUI2A1O2A1I2E6UO2UI4UUUUE1X5UUX5UUUUX5UUX5O2E1UUI2UI4O2I1I1E1UE4I3UUUO4UUUX5UA1O4UO4E3I8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综合相互关系等级与划分比例关系等级符号作业单位对比例(%)绝对必要靠近A1～3特别重要靠近E2～5重要I3～8一般O5～15不重要U20～85不希望靠近X0～10叉车总装厂作业单位综合相互关系的建立1）物流分析序号作业单位名称1234567891011121314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UUIEEUUOUUUUUUUUUUUUOOUUUUUUOEUUUUUUEUIOUUUUUUUUUIUUUUUUUUEUUUUIUUUUUUOEAUUUUUUUUUUUUAUUUUU2）非物流分析序号作业单位名称1234567891011121314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E4E4I3I3E3UUI1UUUUI2E4UX5X5UUUE1UUX5I2UUUI2I2UUUUUI2A1O2A1I2E6UO2UI4UUUUE1X5UUX5UUUUX5UUX5O2E1UUI2UI4O2I1I1E1UE4I3UUUO4UUUX5UA1O4UO4E3I83）加权值的选取，取m：n＝1：14）综合相互关系计算序号作业单位对关系密切程度综合关系物流关系（加权值：1）非物流关系（加权值：1）等级分值等级分值分值等级11-2U0E33I21-3U0E33I31-4I2I24E41-5E3I25E51-6E3E36E序号作业单位对关系密切程度综合关系物流关系（加权值：1）非物流关系（加权值：1）等级分值等级分值分值等级61-7U0U00U71-8U0U00U81-9O1I23I91-10U0U00U101-11U0U00U111-12U0U00U121-13U0U00U131-14U0I22I142-3U0E33I152-4U0U00U162-5U0X-1-1X172-6U0X-1-1X182-7U0U00U序号作业单位对综合关系序号作业单位对综合关系序号作业单位对综合关系分值等级分值等级分值等级313-90U525-110U738-117A323-100U535-120U748-120U333-110U545-13-1X758-133I343-120U555-140U768-142I353-130U566-70U779-100U363-142I576-80U789-110U374-57A586-90U799-120U384-61O596-102U*809-131O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5）划分综合关系密级总分关系等级作业单位对数百分比(%)7～8A33.34～6E99.92～3I1819.81O88.80U4650.5-1X77.7合计911004.建立作业单位综合相互关系表序号作业单位名称1234567891011121314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IIEEEUUIUUUUIIUXXUUUEOUXIUUUIEUUUUUIAOEIIUOUIUUUUEXUUXUUUUUUUXOEUUIUIOIEAUIIUUUOUUUXUAOUOII4、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。（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“试错”生成平面布置图。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。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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。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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381145127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。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）。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。（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。（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