07 CH4 设施布置设计2

第7讲目录CH4设施布置设计4.1设施布置概述4.2系统化布置设计(SLP)4.3螺旋法求解4.4SLP的改进(FacPlan)4.2系统化布置设计(SLP)工厂布置的方法和技术，一直是工业工程领域不断探索的问题．自工业革命以来研究出了许多手工设计、数字分析和图解技术，20世纪60年代以来，又发展了计算机辅助工厂布置。在众多的布置方法中，以R·缪瑟提出的系统布置设计SLP(SystematicLayoutPlanning）最为著名，应用十分普遍；这种方法不仅适用于工厂和生产系统设计，还可以用于医院、学校，百货商店、办公楼等设施设计。一、阶段结构系统布置设计采用四个阶段进行，称为“布置设计四阶段”。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二、SLP程序模式选择分析寻优输入数据（P、Q、P—Q、R、S、T）1、物流2、作业单位的相互关系(非物流)3、物流—作业单位相互关系综合图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10、评价7、修正条件8、实际制约•作业单位位置相关图SLP程序模式选择分析寻优输入数据（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10、评价7、修正条件8、实际制约•作业单位位置相关图SLP详解目录4.2.1输入数据(准备原始材料)4.2.2物流分析4.2.3作业单位相互关系分析4.2.4建立作业单位综合相互关系表4.2.5作业单位位置相互关系分析4.2.6面积的确定4.2.7布置修正4.2.8布置方案的评价与选择4.2.1输入数据(准备原始材料)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？产品—产量（P—Q）分析产品产量分析是为了确定设施基本布置形式而采用的综合分析方法，同时也是物料重要等级分类的方法。下图是一种典型的“80——20原则”下的PQ分析结果QAGBCDEFP由该图可知：A—D四种产品占总产量的80%，可考虑用产品原则布置，其余品种可考虑按工艺原则布置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QIIIIIIIV4.2.2物流分析物流分析是设施布置设计的另一个基本分析，即工艺流程和物流路线的分析。分析的基本手段有工艺过程图(作业程序图)、多种产品工艺过程图和从—至表等。分析的结果为:各作业单位间的物流强度等级和物流相互关系图。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••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0.32.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。工序轴凸轮法兰盘弹簧套号名称流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk123456789锯床钻床车床卧铣立铣热处理外圆磨内圆磨检验2212111211-112-211-2122211njkDjkWjk8*180=14405*150=7502*120=2407*6=42W24724676243231243151531576524多种产品工艺过程表3、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：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成品至从产品及物流量从至表原料锯床车床钻床铣床检验包装成品合计原料AC104C108212锯床C60A288343车床C80AB264344钻床B48C40A144232铣床A64ABC416480检验A80ABC192272包装ABC128128成品0合计01041882525925601921282016至从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，用从至表或多产品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）(2)物流相关表工艺过程物流强度作业单位间物流物流强度分析物流相关表4.2.3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或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。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：(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）I/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）4.2.4建立作业单位综合相互关系表工厂中，作业单位之间物流相互关系与非物流相互关系往往并不一致，为了确定各作业单位之间综合相互关系密切程度，须将两个表进行合并。求出合成的相互关系——综合作业相互关系，然后从各作业单位之间的综合相互关系出发，实现各作业单位的合理布置。（1）确定物流（m）与非物流（n）相互关系的相对重要性（加权取值）——一般地m:n不应超过1：3或3：1，当比值大于3：1时，说明物流关系占主导地位，工厂布置时只需考虑物流相互关系的影响。（2）综合相互关系计算——根据作业单位对之间物流与非物流关系等级的高低进行量化，并加权求和，求出综合相互关系。（3）综合相互关系的等级划分——综合计算得出的是量值，须经过等级划分，才能建立与物流相互关系表相似的综合相互关系表。示例：液压转向器作业单位综合相互关系计算表关系等级物流关系加权值：1非物流关系加权值：1综合关系作业单位对分数等级分数等级分数等级1-2A4A48A1-3I2I24I1-4I2I24I1-5U0U00U1-6U0U00U…………示例中须计算55对作业单位，计算分数在1—8之间，由此得综合相互等级划分表如下：总分关系等级作业单位对数比例（%）8A（绝对重要）23.645~7E（特别重要）47.273~4I（重要）712.731~2O（一般）1120.00U（不重要）2647.3-1X（不希望）59.1建立作业单位综合相互关系表（示例）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UUOUOEEIEOIIEIIAAOUUUUUUIOUIOUOXUUUUUXUUOOOXUXUUXUUOUUUP95:5-9P97:5-114.2.5作业单位位置相互关系分析在SLP中，设施布置并不直接去考虑各作业单位的占地面积和几何形状，而是从作业单位间相互关系密切程度出发，安排各作业单位之间的相对位置，关系密切等级高的作业单位之间距离近，等级低的距离远。问题：作业单位间必然会出现密切等级相同的作业单位对，这会给位置分析造成困难。怎么办？引入综合接近程度的概念——某一作业单位综合接近程度等于该作业单位与其他所有作业单位间量化后的关系密切等级之和。综合接近程度值的高低反映了该作业单位在布置图中是应该处于中心位置还是处于边缘位置。作业单位代号1（原材料库）2（铸造车间）3（热处理）4（机加工）5（精密车间）6（标准件库）7（组装车间）8（试验室）9（成品库）10（办公楼）11（维修车间）1A/4I/2I/2U/0UUUUUU2A/4UE/3X/（-1）UUXUXO3I/2UIO/1UUXUXO4I/2E/3I/2E/3I/2UUUOO5U/0XO/1EEUUUOO6U/0UUIEAUUUU7U/0UUUUAAOIO8U/0XXUUUAEIU9U/0UUUUUOEOU10U/0XXOOUIIOO11U/0OOOOUOUUO综合接近程度8541489127566排序594143261078①、如何计算综合接近程度：将作业单位综合相互关系表变换成类似于从至表一样的三角矩阵，然后量化关系等级。示例：液压转向器综合接近程度排序表2、如何绘制作业单位位置相关