生产系统设计3

-1-(Nov.2005)生产系统设计设施布置概述设施布置的基本类型产品原则布置设计工艺原则布置设计混合布置设计其他设计布置生产系统设计-2-(Nov.2005)生产系统设计设施布置设施布置是指在一个给定的设施范围内，对多个经济活动单元进行位置安排。所谓经济活动单元，是指需要占据空间的任何实体。例如：机器、工作台、通道、桌子、储藏室、工具架等等。所谓给定的设施范围，可以是一个工厂，一个车间，一座百货大楼，一个写字楼，或一个餐馆等。概述设施布置的目的是要将企业内的各种物质设施进行合理安排，使它们组合成一定的空间形式，从而有效地为企业的生产运作服务，以获得更好的经济效果。设施布置要确定组成企业的各个部分的平面或立体位置,并相应地确定物料流程、运输方式和运输路线等，使人流和物流能畅通无阻。-3-(Nov.2005)生产系统设计概述(1)应包括哪些经济活动单元?(2)每个单元需要多大空间?(3)每个单元空间的形状如何?(4)每个单元在设施范围内的位置?包括单元的绝对位置与相对位置。设施布置的任务-4-(Nov.2005)生产系统设计概述重要性（1）需要投入大量的资金和精力，因此稍有失误，便将造成巨大损失。（2）具有长期性，不容易修改，为此，必须进行谨慎设计。（3）对短期运作的费用和效率有很大影响。设施布置的重要性和必要性必要性（1）无效率的运作（高成本、瓶颈）（2）意外事故（3）产品设计上的改变（4）引入新产品（5）产量或产出构成上的改变（6）方法或设备的改变（7）环境或其他法律要求的改变（8）情绪问题（如，缺乏面对面接触）-5-(Nov.2005)生产系统设计概述（1）企业的产品首先，企业的产品品种将决定企业所应配备的主要生产单元；其次，由于产品的结构上艺特点决定着产品加工种类，决定着产品的劳动量构成，因此也就影响着生产单元的构成；再次，产品的生产规模也会影响到生产单元的构成，如某产品的产量较大且加工劳动量也较大、具有一定规模时，就有必要考虑设置该种产品的专门生产车间或分厂，反之则没必要。影响企业经济活动单元构成的因素-6-(Nov.2005)生产系统设计概述（2）企业规模企业经济活动单元的构成与企业规模的关系是十分密切的。这是因为企业所需经济活动单元的数目、大小是由企业规模所决定的。企业规模越大，所需要的单元数目也越多。影响企业经济活动单元构成的因素（3）企业的生产专业化水平与协作化水平采用不同专业化形式(指产品对象专业化或工艺对象专业化)；企业的协作化水平越高，即通过协作取得的零部件、工具、能源等越多、则企业的主要生产单元就越少。-7-(Nov.2005)生产系统设计概述（4）企业的技术水平其中主要是装备的技术水平，它直接影响着企业经济活动单元的构成。若装备的技术水平高，数控设备、加工中心等高技术设拥有率较高的企业，其生产单位的组成则较简单；反之，则较复杂。影响企业经济活动单元构成的因素-8-(Nov.2005)生产系统设计设施布置（1）产品原则布置(productlayout)（2）工艺原则布置(processlayout)（3）固定布置（fixed-positionlayout）（4）混合布置(hybridlayout)设施布置的基本类型-9-(Nov.2005)生产系统设计设施布置的基本类型产品原则布置这种布置使产品对象专业化的生产组织方式得己实现。加工运作被分解成一系列标准化的作业，由专门的人力和设备去完成。设备是按照某一种或某几种(但这几种产品的加工路线基本类似)产品的加工路线或加工顺序顺次排列的，所以常称为生产线。但生产线并不一定是一条直线，它可以采取L型、S型、U型等多种形状，或这几种形状的组合。工作区工作区工作区工作区成品原材料或顾客工作流程开始结束材料和/或人工材料和/或人工材料和/或人工材料和/或人工生产或服务流水线-10-(Nov.2005)生产系统设计设施布置的基本类型产品原则布置189234710进出工人－可能更加有利于工人、车辆的往返移动－更紧凑，要求的长度约为直的生产线的一半－增进工人之间的交流－工作分配弹性更大－进出口在同一端U型生产线-11-(Nov.2005)生产系统设计设施布置的基本类型产品原则布置多层厂房的生产线-12-(Nov.2005)生产系统设计设施布置的基本类型产品原则布置前提条件：－产品结构高度标准化；－作业也被高度专业化和标准化；－设备高度专业化、自动化；特点：－设备按工艺过程顺序布置；－物料按固定运输路线搬运，由此形成流水线。-13-(Nov.2005)生产系统设计设施布置的基本类型产品原则布置优点：－产量高，大量产品能够迅速通过系统，在制品库存少；－由于产量高，单位成本低；很高的专用设备费用由大量产品来分摊；－劳动专门化减少了培训的费用和时间，同时使监管跨度加大；－单位物料运输费用低，可能使用固定路线的物料运输设备；－工人和设备的利用率高；－工艺路线选择和进度安排都在系统的初步设计中被确定下来，一旦系统运转，无需过多考虑；－管理程序化；-14-(Nov.2005)生产系统设计设施布置的基本类型产品原则布置缺点：－分工过细使工作重复单调；－技术低的工人可能对维持系统或产出质量缺乏兴趣；－系统对产量变化以及产品或工艺设计变化的适应性差；－个别设备故障或工人缺席率高对整个系统的影响极大；－预防性维修、迅速修理的能力和备用件库存必不可少；－与个人产量相联的激励计划是不可行的；主要考虑的问题：如何使每一单元的操作时间都大致相等。否则，整个生产线的产出速度只能是费时最多的单元的产出速度。此即生产线平衡问题。-15-(Nov.2005)生产系统设计设施布置的基本类型工艺原则布置这种设施布置是与工艺对象专业化的生产组织方式相对应的。当产品品种较多，每一种产品的生产量都不是很大，只能断续生产时，通常采用工艺对象专业化的生产组织方式。在这种布置方式下，设备是按照其所具有的功能来布置的。例如，机械制造厂将车床、铣床、钻床等设备分别放置。这种布置方法对产品的适应性较高，但产品的物流比较复杂．无序，在制品库存量也较高，从而整个生产周期较长。工艺原则布置在服务业很常见。主要考虑的问题：如何设置各个不同的经济活动单元．使本来无序的物流稍加有序。-16-(Nov.2005)生产系统设计设施布置的基本类型工艺原则布置研磨机车床存储钻孔机装配工艺原则布置电锯的零件电钻的零件检查装运上漆-17-(Nov.2005)生产系统设计设施布置的基本类型工艺原则布置特点：－主要用于多品种生产，适应多种工艺路线。－设备通用性好，以保持其工艺柔性。－对于工人的技能要求较高。－工序间的衔接不如产品原则时严格，此时工件是按批转移的。－设备按功能相同成群布置，而非按产品的工艺流程。-18-(Nov.2005)生产系统设计设施布置的基本类型工艺原则布置优点：－系统能够满足多样的工艺要求；－系统受个别设备出故障的影响不大；－通用设备一般没有产品原则布置中使用的专用设备昂贵，而且维修较易，费用较低；-19-(Nov.2005)生产系统设计设施布置的基本类型工艺原则布置缺点：－如果在制造系统中采用间歇加工，在制品库存量大；－要经常进行工艺路线选择及进度安排；－设备利用率低；－物料运输慢、效率低，单位运输费用比产品原则布置的高，往往需要利用可变路线得物料运输设备；－工作复杂化常常使监管跨度减少，并导致监管费用比产品原则布置的高；－对每一种产品都需要特别的重视（工艺路线选择、进度安排、设备准备），而产量低又导致单位产品费用较高；－会计、库存控制及采购比产品原则布置中要复杂得多。-20-(Nov.2005)生产系统设计设施布置的基本类型固定（定位）布置这种布置是将要加工的对象固定在一个位置，人带着工具、设备向其移动，并在该处工作。这种布置方法比较特殊，通常只限于体积和重量都非常大、不易移动的产品，且通常只能以单件或极小批量生产的产品，如船舶、机车、重型机床、发电机组等等。这种布置通常是没有其它选择余地的，因此即使搬运工具和设备费时费力，最优先考虑的重点仍然是不移动、或最小限度地移动加工对象。-21-(Nov.2005)生产系统设计设施布置的基本类型固定布置－协调项目的各项活动－物料的运送时间、地点和路径的控制－空间的有效利用－尽可能多的工作在现场意外的地方进行-22-(Nov.2005)生产系统设计设施布置的基本类型混合布置混合布置指产品原则、工艺原则和固定布置三种类型中的两种或三种布置的混合。实际上这种布置是比较常见的，在许多企业，产品有一定的批量，但不足以大到形成单一的生产线；但系列产品常常有加工类似性，又有可能使单件生产下完全“无序”的设施布置在某种程度上“有序”，因此采取前两种布置方式的结合。混合布置有多种形式，例如：零部件生产采取工艺对象专业化布置，装配车间采取产品对象专业化布置等等。工艺原则布置和产品原则布置代表着从小批量到连续生产这一系列的两端。工艺原则布置更适合于较宽系列的产品生产，但效率较低、单位生产费用较高，应采取改进措施使系统具有产品原则布置的部分优点。理想的系统应富有柔性、高效率、单位生产费用低等特点。-23-(Nov.2005)生产系统设计设施布置的基本类型混合布置例如：－大型电站用的气轮机（60万kw）总装——采用定位布置。零件——采用工艺原则布置。叶片——采用产品原则布置。－医院门诊——按工艺原则。住院——按定位原则。-24-(Nov.2005)生产系统设计设施布置设施布置类型选择中的其他因素在设施布置中除了考虑生产组织方式战略以及产品加工特性以外，还应该考虑一些其他因素：－所需投资。设施布置将在很大程度上决定所要占用的空间、所需设备以及库存水平，从而决定投资规模。如果产品的产量不大，设施布置人员可能愿意采用工艺对象专业化布置，这样可节省空间，提高设备的利用率，但可能会带来较高的库存水平．如果是对现有的设施布置进行改造，更要考虑所需投资与可能获得的效益相比是否合算。－物料搬运。在考虑各个经济活动单元之间的相对位置时，物流的合理性是一个主要考虑因素，即应该使量比较大的物流的距离尽量短，使相互之间搬运量较大的单元尽量靠近，以便使搬运费用尽可能小，搬运时间尽可能短。-25-(Nov.2005)生产系统设计设施布置设施布置类型选择中的其他因素－柔性。设施布置的柔性一方面是指对生产的变化有一定的适应性，即使变化发生后也仍然能达到令人满意的效果；另一方面是指能够容易地改变设施布置，以适应变化了的情况。因此在开始设计布置方案时，就需要对未来进行充分预测；再一方面是，从一开始就应该考虑到以后的可改造性。－其它。其他还需着重考虑的因素有：劳动生产率，为此在进行设施布置时要注意不同单元操作的难易程度悬殊不宜过大；设备维修，注意不要使空间太狭小，这样会导致设备之间的相对位置不好；工作环境，如温度、噪音水平、安全性等，均受设施布置的影响；人的情绪，要考虑到是否可使工作人员相互之间能有所交流，是否给予不同单元的人员相同的责任与机会，使他们感到公平等。-26-(Nov.2005)生产系统设计设施布置单元布置(准流水作业)一人多机(OneWorker，MultipleMachines，OWMM)。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，既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。这个所谓的小生产线，即指出1个人同时看管的几台机器。-27-(Nov.2005)生产系统设计设施布置单元布置－在一人多机系统中，因为有机器自动加工时间，工人只在需要看管的时候(装、卸、换刀、控制等)才去照管，因此有可能在一台机器自动加工时，去看管另一台机器。通过使用不同的装夹具或不同的加工方法，具有相似性的不同产品可以在同一OWMM中生产。－这种方法可以减少在制品库存以及提高劳动生产率。－最常见的是呈U形的布置，物料入口和加工完毕的产品的出口在同一地点。在其中加工的产品并不一定必须通过所有的机器，如可以是M1一M3一M4一M5，也可以是M2－M3一M5等。-28-(Nov.2005)生产