设施规划、设计及物料搬运

1设施规划、设计及物料搬运西安建筑科技大学管理学院2一工厂设施规划设施:指物理工厂、配送中心、服务中心及其相关设备。具体包括生产设施和服务设施。工业设施系统规划（SPIF），分为工厂布局规划、物料搬运规划、通信规划、公用设施规划和建筑规划。规划的五个阶段：调查分析综合修正评价3设施规划的布局方法摆样法数学模型法其中，Xj：第j个新设施位置；Pi：第i个已有设施的位置；Vjk：为第j个和第k个新设施间单位距离流动费用与一定时间内j、k设施间往返次数的乘积；Wji：第j个新设施和第i个已有设施间单位距离流动费用与一定时间内j、i设施间往返次数的乘积；图解法系统布置设计SLP法)P,X(dW)X,X(dV)Xinf(Mijnjmijikjjk114一、阶段结构Ⅰ确定位置:工厂的总体位置Ⅱ总体区分：初步规划基本物流模式和总体布局Ⅲ详细布置：确定各作业单位的具体位置Ⅳ实施：编制施工计划，进行施工安装阶段时间系统布置设计采用四个阶段进行，称为“布置设计四阶段”。5二、程序模式输入数据（P、Q、P—Q、R、S、T）1、物流2、作业单位的相互关系3、物流—作业单位相互关系图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7、修正条件8、实际制约分析寻优选择10、评价6三、设施布置设计的要素分析输入数据（P、Q、R、S、T）？影响布置设计的因素众多，基本要素可以归纳为5项：P产品(或材料或服务)、Q数量、R生产路线(工艺过程)、S辅助服务部门、T时间(或时间安排)。五个要素分别回答以下问题：P——Product生产什么？Q——Quantity生产多少？R——Routing怎么生产？S——Supportingservice用什么支持生产？T——Time何时生产？7城市规划外部协作条件交通运输条件地质水文条件自然气候条件关于职业安全和卫生、环境保护等方面的规程、标准和技术规范等影响设施布置设计的其他要素：8系统布置规划SLP－分析阶段1.产品品种－产量分析（P－Q分析）•I区为单一或少品种大批量产品，宜采用流水生产线的大生产方式和按产品原则布置•IV区表示多品种小批量或单件生产，宜采用工艺原则布置•II和III区的产品品种和批量均中等，宜采用成组技术布置产品品种数目P产量QIIIIIIIV9五、物流分析1、工艺过程图(OperationProcessChart)工艺过程图就是把工艺路线卡和装配程序图汇总到—起而形成的一种流程图。绘制过程先在图的右上部从第—个装配作业的主要组件开始，在垂直线上按工艺路线卡的作业顺序用圆圈表示加工和装配，用正方形表示检验．其它零部件，如果自制，分别用垂直线画出其作业顺序，如果外购，则分别用水平线进入装配作业。物料形态表示符号符号行动类别主要结果操作生产或完成运输移动检验鉴定停滞干扰储存保存10工艺过程图可以用来详细描述产品生产过程中各工序之间的关系，也可以描述全厂各部门之间的工艺流程。其重要作用是在分析工艺过程的基础上，通过产品加工、组装、检验等各加工阶段及加工路线的分析，可以计算出每个工艺过程的各工序（作业单位）间的物流强度，从而为作业单位位置的确定找到基础数据。1450.190.10.310.19废料0.49（0.29）原材料机加工热处理30.01标准件工艺过程分析：毛坯重0.49，经热处理的毛坯重0.19，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0.3112．多种产品工艺过程图企业生产的产品品种多，特别是只进行成形加工处理生产，而不考虑装配时，可以采用多种产品工艺过程图来分析确定其物料流。从该过程图中可以看到平面布置的雏形。多种产品工艺过程图是将所有零件或产品的工序都汇总在一张图表上、通过分析、调整图表上的工序，使彼此之间有最大物流量的工序尽量靠近，直至获得最佳工艺安排顺序。123、从至表(From—ToChart)从至表通常用以表示建筑物之间、部门之间或机器之间的物流量、物料搬运总量等。表上横行和竖行的标题内，按同样顺序列出全部作业单位(建筑物、机器、部门)。将每个产品或零件在两个作业单位之间的移动，分别用字母表示产品或零件，数字代表搬运总量，填入两个作业单位横行和竖行相交的方格内，注意，从图表的左上角至右下角，划一条对角线，零件前进记在右上方，退回记在左下方。如下图：13作业单位距离从至表原料锯床车床钻床铣床检验包装成品原料8203644301810锯床8122836221018车床20121624102230钻床3628168183044铣床4436248263836检验30221018261220包装1810223038128成品1018303846208从至产品及搬运总量从至表原料锯床车床钻床铣床检验包装成品原料AC13C3锯床C5A8车床C5AB11钻床B3C5A8铣床A8ABC16检验A8ABC16包装ABC16成品至从14六、作业单位相互关系分析设施布置设计要根据部门之间在工艺流程如业务往来中的密切程度，决定相互位置。各部门（作业单位）之间存在着物流关系、非物流关系两种关系。物流关系可以用物流强度来表示两个作业单位之间的关系密切程度，非物流关系无法定量表示，只能通过定性分析加以区分。151、作业单位物流相关表的绘制（1）划分物流强度等级——由于直接分析大量物流数据比较困难，而且也没必要，因此，SLP中将物流强度转化为5个等级，分别用符号A、E、I、O、U表示。当产品品种少时用工艺过程图进行物流分析；产品品种多时，用从至表或多工艺过程表对实际设施间的物流量进行统计。物流强度等级划分表物流强度等级符号物流路线比例（%）承担物流量比例（%）超高物流强度A（4）1040特高物流强度E（3）2030较大物流强度I（2）3020一般物流强度O（1）4010可忽略搬运U（0）162、作业单位非物流相互关系表的构造：基本思路——根据经验确定作业单位非物流相互关系密切程度后，利用与物流相关表相同的表格形式，建立非物流相互关系表。通常可以从以下几个方面加以考虑：172、通常可以从以下几个方面加以考虑：(1)工作流程(2)作业性质(3)使用设备情况(4)使用场地情况(5)监督和管理(6)安全、卫生(7)联系频繁程度（8）躁声、振动(9)公用设施相同(10)文件信息往来情况18编号理由1工作流程的连续性2生产服务3物料搬运4管理方便5安全与污染6振动、噪音、烟尘7人员联系符号含义说明比例（%）A绝对重要2~5E特别重要3~10I重要5~15O一般重要10~25U不重要45~80X负的密切程度不希望接近酌情而定（1）确定作业单位相互关系等级（2）列出作业单位相互关系密切理由（示例）19I/1E/4O/4UUU设备维修车间作业单位名称原材料库铸造车间热处理车间机加工车间精密车间半成品库组装车间性能实验室成品库办公、服务楼UUI/3UUE/1E/3I/3UI/1E/1I/3I/3A/12A/3UUUUE/4UUO/4X/6UUUUUX/6UI/3UX/6UUUUI/2UUUX/6X/6I/1I/2I/2I/2I/2（3）建立非物流作业单位相互关系表（示例）202、如何绘制作业单位位置相关图：第一步——处理关系密级为A的作业单位对。按各作业单位综合接近程度的高低排序，找出综合接近程度最高的布置在中心位置；依次处理作业单位对。第二步——处理关系密级为E的作业对。……最后重点调整X级作业单位对的相互位置21七、面积的确定在实际的设施布置设计过程中，常因受到现有厂房或可利用土地面积与形状的限制等，不得不把需要的面积与可利用的面积结合起来考虑，因而面积的设定方法有下列几种：1、计算法：按照设备和作业所需的面积，加上辅助设施、材料存储、维修、通道以及人员等所需面积得到该单位的总面积。2、标准面积法：采用某种工业标准求得所需的面积。3、概略布置法应用模板或设备模型进行布置并确定面积。4、比率趋向预测法：将过去各个时期每台设备、每个工时或每个单位的面积作为基础，按未来产量和人员的发展预测要求，按比例扩大来设定面积。22八、布置修正所谓修正条件，是指诸如运输方式、贮存设备、场地环境、人的要求、厂房特性、辅助设施和管理控制等具体因素。它们的重要程度各不相同，但都以独特的方式影响布置设计方案。在进行布置设计时，需要加以考虑。用适当的方法根据现有厂房的实际条件使部门面积结合，同时结合修正条件对各部门的位置、形状等进行调整，可以形成几个理想的、理论的块状布置(Blocklayout)方案。例：精密车间应远离锻造车间(应远离震源)铸造车间应处在背风之处23举例：某机械厂的设施布置设有3种零件A、B、C，其工艺路径及日产量如表1所示（1－5：分别表示5个部门）部门12345面积m22040406020•表2：5个部门所需厂房面积如何布置？序号工艺路线日产量/个单件质量/吨A1-2-5202B1-2-4-5501C1-3-2-5300.524加工工艺从至表(见上例)从至123451－40＋50150020－05040＋153015－004000－5050000－物流量从至表25物流强度等级划分表物流强度等级符号物流路线比例（%）承担物流量比例（%）超高物流强度A（4）1040特高物流强度E（3）2030较大物流强度I（2）3020一般物流强度O（1）4010可忽略搬运U（0）26物流量等级划分（用符号A、E、I、O、U表示）A：80－100吨1-2E：60－80吨无I：40－60吨2-5、2-4、4-5O：0－40吨3-2、1-3U：0吨1-4、1-5、3-4、3-5物流强度分析表（由从至表得出）27部门关系图作业单位名称12345IUUIUOAUIO28关系表从至12345A2EI4，52，52，4O331，2U29线性关系图5124330空间关系图51243部门12345面积m22040406020•由表2知：5个部门所需厂房面积如何改进？31最终布置图331224454面积20m232设施布置的内容在进行设施布置决策要考虑的内容主要有以下几个方面：物流和物料搬运设备。确定物流的重要性和形式，采用何种设备，是传送带、起重机、自动仓库还是自动小车来发送和存储物料。并考虑物料在不同工作单元间移动的成本。容量和空间要求。只有先确定了人员、机器和设备的要求后，才能进行布置，为每一作业单位分配合理的空间，并考虑通道、洗手间、餐厅、楼梯等附属设施的要求。环境和美学。布置决策也要求确定窗户、分隔高度、室内植物等环境因素，以降低噪音、改善空气流通和提供隐密性等。信息流。通信交流对公司都是很重要的，布置必须方便交流，在办公室布置中尤其重要。33设施布置设计要考虑的基本原则：整体综合原则移动距离最小原则流动性原则空间利用原则柔性原则安全原则344.2设备布置类型典型布置形式可按设施类别分为生产设施和服务设施两大类，再来细分布置形式。生产设施的三种基本的布置形式：固定式布置产品原则布置工艺原则布置混合布置：成组原则服务设施的三种基本的布置形式：零售店布置办公室布置仓库布置351、固定式布置固定式布置(Fixed-PositionLayout)也称项目布置，它主要是工程项目和大型产品生产所采用的一种布置形式。它的加工对象位置，生产工人和设备都随加工产品所在的某一位置而转移。之所以要固定，是因为加工对象大而重，不易移动。如工程建设、飞机厂、造船厂、重型机器厂等。362、产品原则布置产品原则布置(ProductLayout)，又称流水线布置（AssemblyLineLayout）或对象原则布置。当生产产品品种少批量大时，应当按照产品的加工工艺过程顺序来配置设备，形成流水生产线或装配线布置。Ford首创流水线生产，受屠夫启发。37适合少品种大批量生产的产品布置原则：以机器设备、人员及物料按产品的加工或装配的工艺过程顺序布置，形成一定的生产线。仓库钳工剪板机磨床车床滚齿钻孔打压车床车床钻孔装配仓库产品原则示意图38优点：1、由于布置符合工艺过程，物流畅通2、由于上下工序衔接，存放量少3、物料搬运工作量少4、可做到