6-设施布置

设施布置Layout邱灿华同济大学经济与管理学院Qiucanhua,TongjiUniversityOutline设施布置类型设施布置决策工艺专业化布置生产线平衡Qiucanhua,TongjiUniversity设施布置问题（一）布置决策Facilitylayoutcanbedefinedastheprocessbywhichtheplacementofdepartments,workgroupswithindepartments,workstations,machines,andstock-holdingpointswithinafacilityaredetermined.对车间、工作中心和设备进行布局，以确保系统中工作流（顾客和材料）的畅通。Qiucanhua,TongjiUniversity布置决策的重要性无效率的运作（高成本、瓶颈）物料的合理流动在制品的数量员工情绪环境问题Qiucanhua,TongjiUniversity设施规划决策的输入Specificationofobjectivesofthesystemintermsofoutputandflexibility.设施规划的目标。Estimationofproductorservicedemandonthesystem.估计对系统的需求。Processingrequirementsintermsofnumberofoperationsandamountofflowbetweendepartmentsandworkcenters.各部门之间物流和操作数量。Spacerequirementsfortheelementsinthelayout.各部门需要的空间。Spaceavailabilitywithinthefacilityitself.建筑物本身可用空间。加工设备的能力。Qiucanhua,TongjiUniversity生产能力中心Capacityfocus中心工厂：PlantsWithinPlants(PWP)当生产设施集中为有限的生产目标服务时，该生产设施的运作状况最佳。权衡。通过斯金纳定义的“厂中厂”实现。可以出现在同一车间，但生产对象不同，各自有独立的内部组织结构、生产设备、工艺流程、员工制度和生产管理方式。促使整个生产系统的各个部门都可以寻找到各自最佳生产水平，达到在一线生产上实现生产能力中心。Qiucanhua,TongjiUniversity布置的基本类型工艺原则布置ProcessLayout对象原则布置ProductLayout成组技术布置GroupTechnology(Cellular)Layout定位布置Fixed-PositionLayoutQiucanhua,TongjiUniversity机械加工的工艺设计过程车间模型机床工夹具工人工件模型工艺规程毛坯零件半成品工艺路线生成CAD系统零件描述人机交互成本核算工时定额材料消耗加工成本特征建模工艺过程设计机床选择刀具选择夹具选择工艺路线工序设计Qiucanhua,TongjiUniversity1、工艺原则布置ProcessLayoutGearcuttingMillDrillLathesGrindHeattreatAssembly111333222444222111444111333111122222223333111444111Qiucanhua,TongjiUniversity工艺原则布置的特征主要优点系统能满足多样性的工艺要求；系统受个别设备故障的影响不大；通用设备、较便宜，维修易、费用低；可采用个人激励方式；主要缺点在制品（WIP）库存很大；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，单位运输费用较高；工作复杂化导致监督跨度减少，监督费用高；会计、库存控制、采购管理复杂；Qiucanhua,TongjiUniversity2、对象原则布置ProductLayoutAU-ShapedProductionLine12345678910InOutWorkersQiucanhua,TongjiUniversity•对象原则布置的特征主要优点产量高；减少了培训费用和时间；专用设备高额费用因为规模效应而分担，单位成本低；物料运输费用低；工人和设备的利用率高；工艺路线和进度安排固定；会计、库存控制、采购管理程序化；主要缺点分工过细；技术低的工人对维持设备和产出质量缺乏兴趣；对产量、产品、工艺变化的适应能力差；个别设备的故障、员工缺勤对整个系统的影响很大；需要预防性维修，要求迅速修理能力；与个人产量相关联的激励计划是不可行的；Qiucanhua,TongjiUniversity3、成组单元布置GroupTechnology(Cellular)Layout-1111-1111222222222-2222Assembly3333333333-333344444444444444-4444LatheLatheMillMillMillMillDrillDrillDrillHeattreatHeattreatHeattreatGearcutGearcutGrindGrindQiucanhua,TongjiUniversity成组技术GroupTechnology成组技术的基本原理成组技术是以相似性原理为基础,合理地进行产品、工艺设计，技术准备和组织产品生产过程的一种方法。理论依据：产品零件的相似性,具体表现在零件种类在机械产品中的使用概率。根据零件的相似程度可以把机械产品中使用的零件分成：标准件(A)，相似件(B)，复杂件(C)三种。据统计每一种的使用概率为：15％、60％、25％.Qiucanhua,TongjiUniversity奥匹兹分类编码系统Qiucanhua,TongjiUniversity成组技术布置的特征具有对象专业化形式的优点，又有较高的柔性；适合多品种、中小批量生产；加工较快、物料运输量和在制品库存量都较少；使生产准备时间缩短；工人组成团队完成任务，改善人际关系；有利于提高工人的操作技能；Qiucanhua,TongjiUniversity4、定位布置Fixed-positionLayout耕种、消防、房屋建设、大型船舶；注意力重点：材料和设备的运用时间的控制；协调活动，管理负担大；Qiucanhua,TongjiUniversity工艺原则布置的分析方法作业相关图法代号密切程度A绝对重要AbsolutelynecessaryE特别重要EspeciallyimportantI重要ImportantO一般程度OrdinaryU不重要UnimportantX不宜接近Undesirable关系密切程度分类表根据企业各部门之间的活动关系密切程度布置其相互位置。Qiucanhua,TongjiUniversity关系密切原因表代号关系密切原因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其它Qiucanhua,TongjiUniversity例：一个快餐店欲布置其生产与服务设施。该快餐店共分为六个部门，计划布置在2×3区域内。已知这六个部门间的作业关系密切程度如下图所示。请做出设施布置的合理方案。部门1部门2部门3部门4部门5部门6AAAAAAEXXXUIUOOQiucanhua,TongjiUniversity分析步骤列出关系密切程度，只考虑A、X；根据列表编制主关系簇；“A”部门尽量加到主关系簇，否则画出分离的关系簇；画出“X”关系图；根据主关系簇图和可供使用的区域，用实验法安置所有的部门；A：1-21-32-63-54-65-6X：1-43-63-426452645311364123546Qiucanhua,TongjiUniversity利用从至表列出机器或设备之间的相对位置，以对角线元素为基准计算工作地之间的相对距离，从而找出整个生产单元物料总运量最小的布置方案。基本步骤：•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。•用实验法确定最满意的布置方案。从-至表法From-to例：一金属加工车间有六台设备，已知其生产的零件品种及加工路线，并据此给出如表1所示的零件在设备之间的每月移动次数，表2给出了单位距离运输成本。请用这些数据确定该车间的最佳布置方案。Qiucanhua,TongjiUniversity表1设备间月平均移动次数矩阵锯床磨床冲床钻床车床插床锯床2174186142180磨床2161906110冲床400114951620钻床16421624168车床1267110031550插床429583114390表2单位距离运输成本矩阵锯床磨床冲床钻床车床插床锯床0.150.150.160.150.16磨床0.180.160.150.150.15冲床0.150.150.150.150.16钻床0.180.150.150.150.16车床0.150.170.160.200.15插床0.150.150.160.150.15Qiucanhua,TongjiUniversity求解步骤及结果1.将运输次数矩阵与单位距离运输成本矩阵的相同位置的数据相乘，得到从一台机器到另一台机器的每月运输成本，如表3所示。2.将对角线对称的成本元素相加得到两台机器间的每月总的运输成本，如表4所示。3.按总运输成本的大小，可得机器（或部门）之间的紧密相邻程度。最紧密的5项按降序排列为：(1)、(2)、(3)、(4)、(5)，因而应将磨床与钻床、锯床与磨床、钻床与车床、车床与插床相邻布置。锯床冲床插床磨床钻床车床(1)(2)(3)(5)(4)Qiucanhua,TongjiUniversity表3单位距离每月运输成本矩阵锯床磨床冲床钻床车床插床锯床32.662.79.86.328.8磨床38.98.328.59.21.5冲床60.017.114.32.43.2钻床2.963.39.36.210.9车床18.912.116.063.07.5插床6.314.313.317.158.5表4单位距离每月总运输成本矩阵锯床磨床冲床钻床车床插床锯床71.5(3)122.7(1)12.725.235.1磨床25.491.7(2)21.315.8冲床23.618.416.5钻床69.2(4)28.0车床66.0(5)插床Qiucanhua,TongjiUniversityCRAFTApproachComputerizedRelativeAllocationofFacilitiesTechniqueItisaheuristicprogram;itusesasimpleruleofthumbinmakingevaluations:Comparetwodepartmentsatatimeandexchangethemifitreducesthetotalcostofthelayout.Itdoesnotguaranteeanoptimalsolution.CRAFTassumestheexistenceofvariablepathmaterialhandlingequipmentsuchasforklifttrucks.Qiucanhua,TongjiUniversityStation1MinutesperUnit6Station27Station33装配线平衡AssemblyLinesBalancingQuestion:Supposeyouloadworkintothethreeworkstationsbelowsuchthateachwilltakethecorrespondingnumberofminutesasshown.Whatisthecycletimeofthisli