工厂布置的方法和技术

系统化厂房布置系统化厂房布置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，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(SystemLayoutPlanning）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。系统化厂房布置一、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系统化厂房布置二、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、实际制约系统布置设计程序模式系统化厂房布置三、设施布置设计的要素分析•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——生产什么？Q——生产多少？R——怎么生产？T——何时生产？S——用什么支持生产？系统化厂房布置•五要素对设施布置的影响1、P产品或材料或服务（Production）指规划设计的对象所生产的产品、原材料、加工的零部件或提供服务的项目。包括原材料、进厂物料、工序间储备、产品、辅助材料、废品、废料、切屑、包装材料等。产品这一要素影响着设施的组成及其相互关系、设备的类型、物料搬运的方式等。2、Q数量或产量(Quantity)指所生产、供应或使用的材料或产品的数量或服务的工作量。这一要素影响着设施规模、设备数量、运输量、建筑物面积等。系统化厂房布置3、R生产路线或工艺过程(Route)指根据所生产的产品品种、数量等设计出的工艺流程、物流路线、工序顺序等，可以用设备表、工艺路线卡、工艺过程图等表示。它影响着各作业单位之间的关系、物料搬运路线、仓库及堆放地的位置等。4、S辅助服务部门(SupportingService)指保证生产正常运行的辅助服务性活动、设施以及服务的人员。包括道路、生活设施、消防设施、照明、采暖通风、办公室、生产管理，质量控制及废物处理等；它是生产的支持系统，从某种意义上来说对生产系统的正常运行起着举足轻重的作用。5、T时间或时间安排(Time)指在什么时候、用多长的时间生产出产品，包括作业、工序、流动、周转等标准时间。这些因素决定着设备的数量、需要的面积和入员、工序的平衡安排等。系统化厂房布置•影响设施布置设计的其他要素：包括城市规划、外部协作条件、交通运输条件、地质水文条件、自然气候条件以及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。管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！系统化厂房布置四、物料分类及产品—产量分析•现象：物料种类繁多，可运性不相同。•问题：如何统计量一物流系统中性质、特征各不相同的物料数量？如何区分各物料的重要等级程度？如何确定设施布置的型式？1、物流量的计算（1）定义：在一定时间内（一年或一个月）通过两设施间的物料数量。可以用重量、体积、托盘或货箱来表示。（2）计算方法：方法一：当量物流量——用物料的某一特征（重量、几何形状、装载和包装形式等）来估算物流量。可用下式表示：f=q.n其中：f——当量物流量q——每个标准搬运单元的当量吨数n——单位时间内两设施间流动的标准单元数例：载重为两吨的标准载重箱，载一箱锻件为2当量吨，载一箱壳体也为2当量吨。系统化厂房布置方法二：玛格（magnitude）——用可运性衡量当量物流量。标准的1玛格：一块干燥的木块，体积为5*5*5立方厘米，可以方便地用手拿住。一包香烟=0.5mag一个电话亭=50mag一个低堆垛的托盘（1200cm*1200cm）=38mag玛格的计算：M=A+A（B+C+D+E+F）/4其中：A——基本值，通过计算物料体积后查玛格曲线得出。B——密度修整系数C——形状修整系数D——损伤危险程度修整系数E——状态（物理、化学）修整系数F——价值因素（若不考虑，则F=0）系统化厂房布置2、物料的分类：把相同或相似性质的物料归并成类，可大大简化物流分析。可依次采用两种分类方法：方法一：按物料的基本形态进行分类固体——成箱液体——成桶气体——成瓶方法二：按影响物料可运性的物理特征进行分类，包括：外形尺寸、重量、形状、损坏可能性、状态（热、湿、粘、脏）、数量、时限性（季节性、突发性）关键：抓住有决定性的影响特征物料分类程序列表标明所有物料名称记录其物理特征、其他特征编制物料特征表每类物料写出分类说明确定各类的主导特征把相似主导特征的归为一类系统化厂房布置3、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“8——2原则”下的PQ分析结果。QAGBCDEFPP——Q分析图由该图可知：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系统化厂房布置练习：下列三图应分别采用何种布置型式QQPPPQ管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！系统化厂房布置五、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、从—至表和物料流程图等。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系统化厂房布置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。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0.31450.190.10.310.19废料0.49（0.29）原材料机加工热处理30.01标准件系统化厂房布置2．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。当零件数量很多时，可以利用成组原理对零件分组，形成一张多种产品工艺过程图．对于同组的零件，可以再分类用工艺过程图或多种产品工艺过程图进行物流分析。多种产品工艺过程图分析主要通过作业单位的排序，求得物流顺流程度W的最大值。其中：W的计算式为Wjk为产品Pj的工序Rjk与Rjk+1之间的物流强度Djk为权值：工序相邻，且物料移动为直接正向时，取权值为2工序不相邻，且物料倒流时，取权值为-211njkDjkWjk系统化厂房布置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示例2：最佳顺序多种产品工艺过程表系统化厂房布置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：系统化厂房布置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成品至从系统化厂房布置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至从系统化厂房布置原始条件：一叉车厂，占地面积为16000平方米，厂区南北长200米，东西宽80米，该厂有员工300人，计划改建成年产60000套液压转向器的生产厂。已知：作业单位的基本区划和零部件加工工艺过程，并通过工艺过程图统计出了各作业单位的物流强度，结果添入从至表。案例：某液压转向器厂的设施布置公路北比例：1：2000系统化厂房布置序号作业单位名称用途建筑面积备注1原材料库储存钢材、铸锭20*30露天2铸造车间铸造12*243热处理车间热处理12*124机加工车间车、铣、钻12*365精密车间精镗、磨销12*366标准件、半成品库储存外构件、半成品12*247组装车间组装转向器12*368性能试验室转向器性能检验12*129成品库成品储存12*1210办公、服务楼办公、食堂等80*6011设备维修车间机床维修12*24示例一：液压转向器厂的作业单位建筑物汇总表管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！系统化厂房布置共1页生产部门：液压转向器主要产品：1、连接块组件A2、前盖B3、挡环C4、滑环D5、联动器E6、阀体F7、阀心G8、阀套H9、隔盘I10、限位柱J11、锭子K12、转子L13、后盖M14、外购件N第1页123456789从至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合计1原材料库1229.82197.4238.5781665.7982铸造车间737.88737.883热处理车间197.394146.058343.4524机加工车间146.58540.168109.8649.9685精密车间634.8634.86半成品库767.08767.087组装车间767.08153.416920.4968性能实验室611.52764.9369成品库合计1229.82943.4521173.85686.226744.6920.496767.08764.9366484.41编制（日期）审核（日期）示例二：液压转向器加工工艺从至表系统化厂房布置六、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。