第二章生产系统设施规划与布置

第二章生产系统设施规划与布置生产企业的选址生产系统的空间设计生产系统的时间设计生产单元组织形式生产系统的优化设计主要内容生产系统设计要求、企业的选址、生产系统空间与时间设计、流水生产的特征以及成组技术。重点与难点生产系统空间与时间设计学习方法习题+案例分析讨论第二章生产系统设施规划与布置生产系统设计要求目标使产品在生产过程中行程最短、时间最短、耗能最小。生产系统设计的基本要求连续性：各工序的流动连续不断平行性：平行交叉作业比例性：人员、设备、班次、生产效率均衡性：生产数量相对稳定适应性：根据市场需求调整生产经济型：经济效益最大化缸盖生产线设施布置简图一、企业选址的原则（一）自然条件方面1.气候条件2.地理条件3.资源条件第一节生产企业的选址（二）社会环境方面1.劳动力条件2.基础设施条件3.产品销售条件4.生活条件5.工业与科技依托条件6政治和文化条件7.扩展条件案例：康佳北上抢滩1992年，康佳集团的现任总经理从日本留学回来任助理总经理，那年公司的彩电产量上了百万台，生产规模在行业内进入前五位，康佳并未一味地庆祝，而是看到，在深圳劳动力、房地产、煤电水的价格不断上涨，企业规模要扩大必须走出深圳、走出特区，要跨省市、跨国界把工厂办到外面去。1993年，康佳进军东北牡丹江，兼并了原牡丹江电视机厂。康佳出资1800万，对方以1200万实物量，共同成立牡康公司。把新的工厂建在偏僻的黑龙江省牡丹江市决非偶然，原牡丹江电视机厂建于1970年，是电子工业部彩电定点生产厂，进口了大量先进设备，最高年产量3万台，制造彩电有基础、有人才。1992年为康佳代加工7000台彩电，市长、市委书记为企业撑腰，市政府只有一个心愿，只要工厂办好，不论怎样都可以。并指示企业：决不能拖累合资企业，所有的困难老厂背起来。当地的银行、运输、电力、土地管理部门主动上门服务，工厂办得比较顺利。1995年6月，康佳如法炮制，接管了陕西如意电视机厂，建立陕康公司。如意厂生产技术条件要好于牡丹江厂，地理位置非常有利于集团西进的战略，只是社会的观念比较保守。当接管人员进入新厂时，发生了与牡丹江市截然相反的情形，一些工人堵住大门不让进，呼着“砸烂康佳的牌子”的口号。开工后经常发生停工，进展不如牡康公司。不过两年后，职工发生了很大变化，树立起了爱厂尽职的精神。1997年，康佳将第三个工厂选在安徽的滁州，兼并了滁州电视机厂，该厂有相当好的生产条件，曾生产过“飞跃”“熊猫”等品牌，也曾被列为电子百强企业。华东地区经济发达，除州地处华东中部，在津浦铁路线上，交通十分便利；安徽又是农业大省，劳动力富裕，工资很低；更重要的是，1996年上海彩电萎缩，失去了大片市场，而上海的索尼和苏州飞利浦尚未形成规模，康佳趁虚而入，建立了深圳以外的第四个生产基地。至此，康佳集团形成了公司总部设在深圳，在华南、东北、西北、华东拥有东莞、牡康、陕康和安康四个生产基地的经营格局，达到400万台彩电的规模。总部主要从事管理、信息、投资、融资方面的高层决策；东莞产品主要通过香港外销；牡康公司立足于东北、华北、内蒙古市场，再进入前苏联和东欧；陕康公司参与西北市场的竞争，再进入中东和东欧；安康公司则利用产地优势增强了康佳集团在华东和中原地区的竞争力。思考题1、康佳为什么要走出深圳、广东到经济并不发达的省份建新厂？2、康佳在选择新厂时考虑了哪些因素？二企业选址的程序确定选址的总目标，如产品效益最大；收集新建厂的有关资料（规模、能力、三废、工艺流程等）；收集目标地区的资料（运输、资源、基础设施、气候等）；评价各目标地区，选择厂址所在区域；综合分析确定具体厂址。企业选址程序框图确定目标列出考虑因素列出各项要求选址与研究指标预选地址满意否确定评价方案满意否确定位置有优解寻找新的评价方案取得优解YYNNN领导决策三企业选址的方法1分级加权法2负荷距离法3重心法4量—本—利分析法方法与步骤如下：1．对各影响因素给予权重（权数，可计100分或10分）；2．对各候选厂址，按每一因素的优劣程度进行打分；3．把各候选厂址的分数与权数相乘；4．把每个厂址各因素的乘积加起来计算总评分，得分最高者最优。分级加权法2019/10/4湖南大学机械与汽车工程学院范叶email:[e-mail]例：我们选择1个千万吨级的钢铁厂现有3个厂址可供选择：北京．河北．山东影响建厂的主要因素：运输．资源．顾客．环保影响因素权数候选厂址北京河北山东运输66×7＝426×8＝486×10＝60资源55×6＝305×10＝505×8＝40顾客44×10＝404×8＝324×8＝32环保33×6＝183×8＝243×9＝27总评分＝130＝154＝159显然山东的总评分最高，所以确定山东建厂。步骤：1．确定每一备选地点的固定成本和可变成本；2．在同一张图表上绘出各地点的总成本线；3．确定在某一预定的产量水平上，哪一地点的总成本最少或者哪一地点的利润最高。量—本—利分析法实例：下表列出了四个可能厂址的地点的固定成本和可变成本：地址每年的固定成本（美元）可变成本（美元/单位）A25000011B10000030C15000020D20000035a.在一张图上绘出各地点的总成本线；b.指出使每个备选地点产出最优的区间（即总成本最低）；c.如果要选择的地点预期每年产量为8000个单位，哪一地的总成本最低？0246810121416100200300400500600700ACBD千单位千美元B居优C居优A居优511ab设企业产量为Q从上图可以得出结论：当Q≤5000，选地址B当5000≤Q≤11000，选地址C–Q=8000，地址C的总成本最低。第二节生产系统的空间设计一、车间布置设计(一)车间布置原则均衡性原则灵活性原则安全和环保原则流畅性原则高效性原则(二)厂区布置的方法1、生产作业相关图法出发点：尽可能使一个生产系统中作业关系密切的部门靠近。该方法借助图解法，将生产单位之间联系的密切程度这样一个定性问题转化为定量分析，最终计算出生产单位之间密切程度的评分值，为平面布置提供依据。生产作业相关图法（以例说明）某厂有如下9个部门：接收与发运、原材料库、工具机修车间、中间零件库、生产车间、成品库、食堂、管理办公室、车库。关系密切程度的分类及代号如下表所示关系密切程度代号评分绝对重要特别重要重要一般不重要不可接近A6E5I4O3U2X1关系密切程度的原因及代号如下表所示产生关系的原因代号共用记录共用人员共用场地人员接触文件接触工作连续工作类似共用设备影响安全123456789生产作业关系图1.接收与发运1,2,3A6O6A4,6EUU4O4,6I614,6AU1,4AU4,5IU4,6IU6OU4,5I4,6IUUU1,4E6O1.2.3AU4,5I6,8EU4,5I6O4,5I4,6I2,3,4A2.原材料库3.工具机修车间4.生产车间5.中间零件库6.成品库7.食堂8.管理办公室9.车库4,5I23456789123456789789123方格表示部门1与8之间的作业关系关系代码原因代码生产车间积分计算表与其他单位相关程度相关程度积分与其他单位相关程度相关程度积分A(2、3、6)6×3=18U(7)2×1=2E(5、8、9)5×3=15小计：39I(1)4×1=4根据作业关系密切的部门靠近的布置原则，初步确定各部门的位置和面积比例，如下两图所示。163948257初始布置483617925面积成比例的可行布置2、从至表法从至表法进行车间布置的依据是从至表通过一种矩阵式图表的形式来记录车间各部门间或车间内各设备间的物料运输情况，以车间或设备之间物料的搬运量为基础进行车间布置。基本步骤（１）根据初始布置方案编制从至表。（２）计算总的运输成本从至表，求得各部门（或设备）间的紧密相邻关系。（３）改进从至表，求最佳部门布置方案从至表法从至表法解首先计算部门（或设备）每月的运输成本，计算公式为其中，C1为所求的每月运输成本，nij表示第i个部门（或设备）向第j个部门（或设备）每月运输的次数，Cij表示第i个部门（或设备）向第j个部门（或设备）运输的单位成本。如表２-6所示然后计算部门（或设备）间每月总的的运输成本，计算公式为其中，C２表示所求的各部门（或设备）每月总的运输成本，计算结果如表２-７所示。从至表法从至表法从至表法根据表２-７中所列的各部门（或设备）每月总运输成本，对其按照从大到小的次序排列后，前５位的排序结果如表２-８所示。最终布置方案二、生产单元布局设计1、工艺式布置（工艺专业化原则）工艺、工种、设备相同，产品不同2、产品生产线式布置（对象专业化原则）产品相同，工艺、工种、设备不同工艺式布置工艺式布置就是按工艺阶段或工艺设备的相同性原则来建立生产单位（车间），工艺式布置亦称工艺专业化布置或功能性布置。ABAB产品生产线式布置产品生产线式布置就是将所有的设备和工作地按产品加工装配的工艺路线顺序排列。产品生产线式布置亦称对象专业化布置。ABBA工艺式布置和产品生产线式布置比较工艺式布置产品生产线式布置特点同类型生产设备集中布置在一起，对各种产品进行相同工艺的加工。生产设备、辅助设施是按生产对象的加工路线来布置的。优点①充分利用设备的生产能力和生产面积；②个别设备出现故障对整个生产系统的影响较小；③设备的投资费用较少；④对产品加工顺序变化较适应①节约运输人力和设备；②减少在制品在生产过程中的等待时间，从而缩短生产周期，减少了在制品占用的流动资金；③计划工作简单。缺点①物质流程复杂；②产品的运输路线较长；③在制品的运输和等待时间长，因而生产周期较长，在制品占用的流动资金多；④计划工作复杂。①需要较多设备；个别设备可能负荷不足；②一台设备出了故障，将导致生产线的全部停工；③当产品品种变化时，应变能力差。适用产品生产规模不大、生产专业化程度较低，品种不稳定的单件、小批生产的产品。专业方向已经确定，产品品种比较稳定，生产类型属于大量、大批生产的产品。案例上海拖拉机厂齿轮车间布置上拖厂齿轮车间是为幸福摩托车配套生产齿轮而建立起来的，车间面积3000平方米。它是按对象原则组成的车间，在整个制造流程中，除热处理工艺在热处理车间完成外，其余的全部在车间内加工。该车间的内部平面布置开始时按工艺专业化形式，如图2-1所示。当时该车间共有职工190人，设备96台，月产量仅有2000套。车间辅助部分和办公部分在车间附近。图中间的虚线圆圈表示热处理工艺在其他地方完成。车间门锯床组包装组磨床组车床组流齿组图2-1工艺专业化布置的齿轮车间1热处理35走道467车间门82主要问题在制品在车间内各班组之间运输频繁，为了减少运输，采用一天运一次的成批运输方式，这样又导致每天需要进库、出库，上下班时刻在制品库十分拥挤，并占用大量在制品。改进方法一年后随着需要量的增加，原布置方式已不能适应需求，将它改成产品专业化布置形式。同时更新部分设备，新设备的效率较高，设备数量增加到110台，职工人数增加216名。新的布置形式如图2-2所示。C齿轮生产线D齿轮生产线热处理锯床包装包装锯床车床滚床磨床车床滚床车床磨床车床走道产品专业化布置的齿轮车间车间门B齿轮A齿轮A齿轮车间门车间门B齿轮按产品专业化布置后按产品专业化布置后，工艺路线通畅，工序之间采用滑槽运送，节省搬运工；中间环节减少，生产效率提高，月产量达到12000套；在制品数量大大减少，降低了流动资金占用量。如果没有热处理环节就是流水生产线方式。第三节生产系统的时间设计一基本要求前后工序在时间上紧密衔接，保证充分利用工时和设备，尽量缩短产品生产周期。二三种典型的移动方式顺序移动方式平行移动方式平行顺序移动1．顺序移动方式n：批量，m：工序数101010105555555515151515T顺顺序移动方式图工序1234miitnT1顺时间/minT顺=4(10+5+15+5)=1402．平行移动方式militntT1)1(平1010101015151515T平平行移动方式图工序123455555555tl:最长的单位加工时间时