第六章生产服务设施布置

第6章生产和服务设施布置生产设施布置服务设施布置工厂总体布置服务设施总体布置服务设施内部布置车间内部布置设施布置种类第6章生产和服务设施布置6.1设备/设施布置决策6.2布置决策的定量分析6.3流水生产线概述6.4非制造业的设施布置6.1设备/设施布置决策6.1.1影响企业生产单位构成的因素6.1.2生产单位的专业化原则和形式6.1.3影响生产和服务设施布置决策的因素6.1.4几种典型的布置形式（一）设施布置要考虑的四个问题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(相对/绝对)？ADBEFCGDAFEBGC6.1.1影响企业生产单位构成的因素产品的结构与工艺特点企业的专业化与协作化水平企业的生产规模（二）影响企业生产单位构成的因素生产单位专业化形式，影响企业内部的生产分工和协作关系，决定着物料流向、物流路线和运输量。（一）工艺专业化原则（二）对象专业化原则6.1.2生产单位的专业化原则和形式工艺专业化原则：将完成相同工艺或工作的设备和工人布置在一个区域内。在此区域内对不同产品和零部件的某一相同或相似工艺进行加工。对象专业化原则：将加工某种产品或完成某种服务所需的设备和工人布置在一个区域内，所有生产设备和工作地按产品加工装配的工艺路线顺序排列。在这个区域内完成产品或零部件的全部或大部分工艺。车工段铣工段检验组钻工段原材料磨工段磨工段半成品库ABBA车钻铣磨检验铣钻车磨检验A原材料BA半成品库BA生产车间B生产车间项目工艺专业化原则对象专业化原则优点1.设备应用面广，利用率高；2.有利于工艺管理；3.部分设备停歇不影响正常生产运作；4.对产品品种变换的适应性强。1.加工路线短，节约运输资源；2.产品等待时间减少，生产运作周期短，流动资金占用少；3.物料流程简单，有利于保证完工周期和质量；4.工人素质要求专门化。缺点1.加工路线长，运输费用高；2.生产运作周期长，流动资金占用多；3.物料流程复杂，不便于管理；4.不利于保证完工周期和质量；5.工人素质要求高1.设备专用性强，利用率低；2.不利于工艺管理；3.生产运作过程易受影响；4.生产运作灵活性差。适用范围单件小批生产类型大量大批生产类型（一）设施布置的目标满足生产过程的需要设施占用空间缩小总运输费用最少生产系统柔性强组织结构的合理化和管理的方便性提供方便、安全、舒适的作业环境6.1.3影响设施布置决策的因素（二）影响设施布置决策的因素厂房的布置满足生产过程的要求，以避免互相交叉和迂回运输，缩短生产周期，节省生产费用生产联系和协作联系密切的单位应相互靠近布置充分利用现有运输条件按照生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区在考虑防火和卫生条件下，总平面布置应力求占地面积最小工厂布置应考虑有扩建的余地产品或服务的种类物流合理性专业化与协作化水平技术装备企业规模投资规模设施布置因素设施布置的柔性其他…注意：•设施布置对所需投资的影响；•物流因素在设施布置中的重要性；•设施布置的柔性；•人的因素——工效学的观点；6.1.4几种典型的布置形式物料流程形式可分为水平的和垂直的所有的设备、设施都在同一个车间里时，按水平方式考虑生产运作是在同一个楼层周转时，按垂直方式考虑6.1.4几种典型的布置形式（续）布置类型固定式布置（FixedPositionLayout）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。按产品布置（ProductLayout）按对象专业化原则布置有关机器和设备，常见的如流水生产线或产品装配线。如图6－1所示。加工设备加工设备按产品（对象）布置的示意图按工艺过程布置（ProcessLayout）又称工艺专业化布置。即按照工艺专业化原则将同类机器集中在一起，完成相同工艺加工任务。LLLDDDDGG接收和转运LDG车床组镗床组磨床组磨床钻床车床按工艺过程布置示意图按成组制造单元布置（LayoutsBasedonGroupTechnology）LDDGGLPGLL原材料成品库单元1单元2单元3GDL车床钻床磨床如6－3：成组生产单元布置示意图对象组1对象组4对象组3对象组2车床滚床磨床车床车床滚床磨床装配热处理热处理锯床磨床热处理组4组3组2组1成组制造单元布置按C形制造单元布置机器2机器1机器3机器4机器5机器6入口出口如6－4：C形制造单元布置示意图U形制造单元及生产线布置（U-lineCell）76543217654321入口出口入口出口工人的行走路线图6－5：U形制造单元及生产线布置为了实现无库存生产，JIT生产方式中，设备按U型布置成组加工单元布局：入口出口截断车车铣立铣磨检验成品立铣物流工人在单元中运动6.2布置决策的定量分析6.2.1概述6.2.2物料流向图法6.2.3物料运量图6.2.4作业相关图6.2.5从至表（from-to)法6.2.1概述1、收集有关信息和数据所需经济活动单元及其面积可利用空间的大小(或现有布置图)各个单元之间的相关关系其它约束条件2、做出初步平面布置方案(块状区划图)，进行评价3、确定最终块状区划图，做出详细方案（一）设施布置的步骤（二）设施布置的基本思路1、追求物流合理化•物料搬运占生产周期和生产成本的比重很大；•尽量使物流量较大的经济活动单元靠近，以减少搬运距离和搬运量；•尽量使经济活动单元的排列有利于物流顺畅。2、追求生产线的平衡性（1）焦点：生产线的平衡问题—如何使各个工作站的工作任务大致相等（2）基本思路：工作地之间的相对位置无其它选择生产线的产出速度等于速度最慢的工作地的产出速度6.2.2物料流向图法含义：按原材料进厂，零部件加工、产品装配等环节总流动方向，绘制物料流向图，来布置各车间、仓库和设施的相互位置。目标：减少各生产环节间的交叉往返运输时间。物料流向图示意图原材料进厂仓库准备车间机加车间装配车间成品库出厂热处理车间6.2.3物料运量图含义：比较各种生产单位之间的运量大小及运输次数来确定布置方案的一种方法。方法：相互间运量大的单位尽量靠近布置。目标：总运量减少，降低运输费用。举例：从010203040506小计0111110284113032680426101805121206小计01381812116262车间物料运量表运量相关线图（按两行式排列）05车间06车间04车间01车间02车间03车间实箭线表示2个物料单位虚箭线表示1个物料单位6.2.4作业相关图作业相关图法由穆德提出，它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。1、首先将密切程度划分为A、E、I、O、U、X六个等级，然后列出导致不同程度关系的原因。2、使用这两种资料，将待布置的部门一一确定出相互关系3、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。代号密切程度评分A绝对重要6E特别重要5I重要4O一般3U不重要2X不予考虑1代号关系密切原因1使用共同的原始记录2共用人员3共用场地4人员接触频繁5文件交换频繁6工作流程连续7做类似的工作8共用设备9其他表：关系密切程度分类表表：关系密切原因6.2.5从至表法具体步骤如下：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实验法确定最满意的布置方案。一、流水生产概念及特点概念：是指加工对象按照一定的工艺路线、有规律地从前道工序流到后道工序加工，并按照一定的生产速度连续完成工序作业的生产过程。特点：1.流水线上固定生产一种或少数几种产品（零件），工作地专业化程度高2.流水线上每个工作地按照产品工艺过程（零件）顺序安排，产品按单向运输路线移动特点：3.工艺过程是封闭的，工作地按工艺顺序安排为索链形式，劳动对象在工序间作单向流动，自成系统，便于管理和控制4.生产具有明显的节奏性5.生产具有较高连续性6.流水线上各工序之间的生产能力是平衡的，成比例的优点：产品的生产过程较好地符合连续性、平行性、比例性以及均衡性要求；生产率较高缩短生产周期，减少在制品的占用量和运输工作量，加速资金周转；简化生产管理工作缺点：柔性差工人工作单调、紧张、易疲劳，不利于提高工人生产技术水平流水线的分类分类标志对象移动方式对象数目对象轮换方式连续程度节奏化机械化程度流水线固定流水线移动流水线单一对象流水线多对象流水线不变流水线可变流水线成组流水线连续流水线间断流水线强制节拍流水线自由节拍流水线粗略节拍流水线自动生产线机械化流水线手工流水线混合流水线二、组织流水生产线的必要条件1.产品结构和工艺稳定，便于采用专用设备和工具；2.产品的产量足够大，以保证负荷率；3.原材料、协作件必须是标准化的能按时供应；4.工艺过程能够细分，且能适当合并和分解5.产品检验能在流水线上进行三、单一品种流水线的设计技术设计：对工艺路线、工艺规程、设备、工艺装备等“硬件”方面的设计。组织设计：对流水线的效率、负荷、工作制度等管理“软件”方面的设计技术设计组织设计流水线的设计：组织设计是技术设计的前提和基础流水线组织设计的主要内容计算流水线的节拍进行工序同期化计算设备需要量和负荷计算工人需要量运输装置的选择和计算进行流水线平面布置制定标准工作指示图表确定节拍的性质（一）计算流水线的节拍节拍——流水线上顺序出产两件相同制品的时间间隔，是流水线最重要的工作参数。它表明流水线生产效率的高低。NFr1、计算公式其中：r——流水线的节拍（min/件）F——计划期内有效工作时间（min）N——计划期的产品产量（件）0FkF2、计划期有效工作时间F（考虑设备修理停歇时间和操作者必要的工间休息时间）其中：k——时间利用系数F0——计划期内制度工作时间（min）例：计划期为3周，每周工作5天，每天工作8小时1N0N3、计划期产品产量N（合格品＋废品）（考虑生产中不可避免的废品数量）其中：N0——生产计划大纲中规定的计划期出产量α——允许的工艺废品率例题某流水线本计划期计划产量为4000件，本计划期为4周时间，每周工作5天，两班制，每班工作8小时，已知流水线上废品率为2％，流水线停工检修率为5％，试计算流水线节拍。)(min/5.4)(min/468.4408218240r件件NF(min)18240608254%)51(0kFF解：)(40826.4081%21400010件NN计划期有效工作时间计划期产品产量（合格品＋废品）节拍rQNgr4、如果计算出来的节拍数值很小，同时制品的体积、重量也很小，不适合按件传递时，则实行成批运送。这时，顺序出产两批相同制品之间的时间间隔称为节奏或运输批节拍，它等于节拍与运输批量的乘积。用公式表示：其中：rg——流水线节奏（min/批）QN——运输批量课堂练习某流水线本计划期产量为6000件，本计划期为5周时间，每周工作5天，两班制，每班工作8小时，已知流水线上废品率为5％，流水线停工检修率为6％。试计算流水线节拍。（二）工序同期化所谓工序同期化，就是通过各种技术组织措施来调整流水线各道工序的时间，使它们等于流水线节拍或与节拍成整数倍关系。工序同期化是连续流水线的必要条件，工序同期化程度高，流水线设备负荷也高，有利于提高劳动生产率和缩短生产周期。工序同期化的主要措施提高设备的生产效率——采用新设备、改造旧设备；改进工艺装备——如采用快速安装的夹具；改进工作地布置；提高工人的技术熟练程度，改进操作方法；详细地进行工序的分解与合并——实现工序同期化的基本方法。工序分解——将较大的工序分为若干较小的工序（或叫工步）大工序划小工序合并——把若干有联系的小工序合并为较大的工序小工序并大每道工序加工时间＝节拍或其整数倍这种方法在手工操作为主的装配流水线上比较容易实现。（三）计算设备需要量和设备负荷系数rtiiS1、流水线上各道工序的设备需要量其中：ti——第i道工序的单件时间定额si