工厂设施规划与设计

第五章工厂设施规划与设计FacilityLayoutDesign第二节系统布置设计第一节设施规划与设计概述5.1.1设施规划的目标与原则5.1.2设施规划与设计阶段结构5.1.3设施规划（布局设计）设计方法5.1.4工厂布局的基本原始资料第一节设施规划与设计概述5.1.1设施规划的目标与原则目标(1)简化加工过程；(2)有效地利用设备、空间、能源和人力资源；(3)最大限度地减少物料搬运(4)缩短生产周期(5)力求投资最低(6)为职工提供方便、舒适、安全和职业卫生的条件。第一节设施规划与设计概述少投入大产出原则(1)减少或消除不必要的作业(2)以流动的观点作为设施规划的出发点，并贯穿在规划设计的始终。(3)运用系统的概念。(4)重视人的因素(5)设施规划设计是从宏观到微观，又从微观到宏观的反复迭代、并行设计的过程5.1.1设施规划的目标与原则综合考虑各种相关因素，对生产系统或服务系统进行分析、规划、设计，使系统资源得到合理的配置V规划后IV.规划实施III.详细规划II.总体规划I.确定方针O预规划规划时间规划阶段5.1.2设施规划与设计阶段结构与时间有关的阶段结构，各阶段依次进行阶段与阶段之间互相搭接；每个阶段有详细进度；阶段中形成若干个审核点阶段０ⅠIIⅢⅣⅤ名称预规划确定方案总体规划详细规划规划实施规划后成果确定目标分析并确定位置及其外部条件总体规划详细规划设施实施计划竣工试运主要工作内容制定设施要求预测、估算生产能力及需求量确定设施要求生产能力及需求量按规划要求总体规划及总布置图按规划要求作详细规划及详细布置图制定进度表或网络图项目管理(施工、安装、试车及总结)财务工作财务平衡财务再论证财务总概算比较财务详细概算筹集投资投资V规划后IV.规划实施III.详细规划II.总体规划I.确定方针O预规划规划时间规划阶段5.1.2设施规划与设计阶段结构整体-局部-细节设想-实际前一阶段的成果为依据,相互影响,交叉进行按照“顺序交叉”方式进行。5.1.3设施规划（布局设计）设计方法(1)摆样法一定比例的样片在平面图上,表示设施、机器、活动，组成，相互关系分析，调整位置。(2)数学模型法复杂,简化结果不准确;数学模型得不到布局(3)图解法(4)系统布置设计SLP什么S为辅助服务部门用什么来支持生产T时间—时间安排产品何时生产？P产品—材料生产什么？Q数量—产量每项产品要制造多少？R生产路线—工艺过程怎样进行生产？解决布置问题的钥匙5.1.4.工厂布局的基本原始资料1、P产品或材料或服务（Production）生产的商品、原材料、加工的零部件或成品。包括：品种类型、型号、材料、产品特征影响：设施的组成及其相互关系、设备的类型、物料搬运的方式2、Q数量或产量(Quantity)所生产、供应或使用的材料或产品的数量包括：件数、重量、体积影响：设施规模、设备数量、运输量、建筑物面积5.1.4.工厂布局的基本原始资料产品品种P产量QIIIIIIIV产品品种－产量分析（P－Q分析）IV区——多品种小批量或单件生产，宜采用工艺原则布置II和III区——品种和批量均中等，宜采用成组技术布置I区——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五要素对设施布置的影响3、R生产路线或工艺过程(Routing)工艺过程设计的成果包括：设备表、工艺路线卡、工艺过程图等表示。影响：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。五要素对设施布置的影响4、S辅助服务部门(SupportingService)公用、辅助、服务部门包括：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；影响：生产的支持系统，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工序操作、流动、周转等标准时间影响：决定着设备的数量、需要的面积和入员、工序的平衡安排等。第二节系统布置设计系统布置设计SLP程序模式工艺过程图物流分析与物流相关表作业单位相互关系分析作业单位位置相关图；作业单位面积相关图方案的评价与选择。1961年理查德·缪瑟提出的系统布置设计SLP，系统布置设计SLP程序模式5.2.1.系统布置设计SLP程序模式1.准备原始资料。明确，划分作业单位2.物流分析与作业单位相互关系分析，作业单位之间相互关系的密切程度，决定各作业单位之间距离的远近，安排其位置。包括物流和非物流的相互关系，得到综合作业单位相互关系表（相关图），3.绘制作业单位位置相关图将各作业单位实际占地面积与作业单位位置相关图结合起来实际占地面积——必要面积和可用面积相适应5.修正考虑修正因素，得到数个可行的布置方案；6.方案进行评价与择优，技术、费用及其他因素评价，得到最佳布置方案。4.绘制作业单位面积相关图5.2.1、系统布置设计SLP程序模式5.2.2、工艺过程图(OperationProcessChart)描述产品生产过程中各工序之间的关系，及全厂工艺流程标准件10.5054730.020.20(0.3)0.300.200.300.010.31原材料0.1案例：电瓶叉车厂货叉和门架，尾部设有平衡重，以电瓶（蓄电池）为动力操作容易，无废气污染，适合在室内作业，中、小吨位的叉车。序号1234567891011121314作业单位名称原材料库油料库标准件外购件库机加工车间热处理车间焊接车间变速器车间总装车间工具车间油漆车间试车车间成品库办公服务楼车库零件加工——总装——试车——成品储存案例：电瓶叉车厂1.变速器2.随车工具箱3.车体4.液压缸转向桥、驱动桥、液压回路、平衡重有协作厂制造机加工中需返回热处理的为0.1,标准件10.5054730.020.20(0.3)0.300.200.300.010.31原材料0.1（1）变速器——箱体、轴类零件、齿轮类零件及其他零件制作组装变速器成品重0.31，标准件0.01,箱体、齿轮、轴及杂件0.3,金属利用率60%,毛坯重0.50经热处理的毛坯重0.20切削率40%,废料0.20.轴类、齿轮类——备料、退火、粗加工、热处理、精加工其他——备料、机加工（2）随车工具箱总重0.1备料-退火-粗加工-热处理-精加工冲压加工金属利用率？加工过程？备料-焊接-喷漆(4).液压缸（3）.车体备料-退火-粗加工-热处理-精加工0.06机油0.152外协件311.810.350.254(0.55)废料0.2原材料废料油漆原材料210.011.26100.400.81原材料10.295废料0.10.150.08(0.23)标准件30.0280.010.01原材料10.500.15470.20废料0.20.3(0.3)0.30.3111123.243.30.050.1叉车生产工艺过程图AEIOU等级比例A10%E20%I30%O40%U0%采用著名的A、E、I、O、U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）按作业单位对的强度划分等级5.2.3.物流分析与物流相关表（1）物流强度等级列出作业单位物流量，排序，按A、E、I、O、U标准划分等级作业单位行作上下45°倾斜物流强度等级在相关图上标出（2）物流相关表叉车总装厂作业单位物流相关表强度等级高的作业单位之间距离应尽量缩小即彼此相互接近物流强度等级低的作业单位之间距离可以适当加大。序号作业单位名称1234567891011121314原材料库油料库标准件、外购件库机加工车间热处理车间焊接车间变速器车间总装车间工具车间油漆车间试车车间成品库办公服务楼车库UUIEEUUOUUUUUUUUUUUUOOUUUUUUOEUUUUUUEUIOUUUUUUUUUIUUUUUUUUEUUUUIUUUUUUOEAUUUUUUUUUUUUAUUUUU物流分析所得到的是定量的相互关系非物流因素为主的情况需要运输的物料很少，物流相对来说不重要。辅助设施与生产部门之间常常没有物流关系，但必须考虑它们之间的密切关系在纯服务性设施中，例如办公室、维修间内，常常没有真正的固定的物流，常用信息流或人流当作“物流”。在某些情况下，工艺过程也不是布置设计的唯一依据5.2.4、作业单位相互关系分析这些理由一般不要超过8~10条常见理由：工作流程作业性质相似使用相同设备、设施或同一场地使用相同文件使用一套人员联系频繁程度监督和管理噪声、振动、烟尘、易燃、易爆等1.作业单位险乎关系的决定因素及相互关系等级的划分1.作业单位相互关系的决定因素及相互关系等级的划分用一些定性的方法相关图每个菱形格子——表示两两之间的密切程度等级(ClosenessRating)，还要加上评级的理由。定性给出密切程度等级：A、E、I、O、U和X六种。符号AEIOUX意义绝对重要特别重要重要一般不重要不要靠近颜色红色■桔黄■绿色■蓝色■无色□棕色■量化值43210-1线条数4条3条2条1条无1条折线比例(%)2~53~105~1510~2545~80根据需要作业单位相互关系等级非物流的相互关系非物流关系评级主要由上述理由确定A级一般只用于部门间有密切的工艺联系或使用相同的设备或场所如钢材库和下料区、最后检查和包装、清理和油漆等。大量的人员流动也可定为A。如果对A有些把握不准，就可定为E两个作业单位间人员流动量大但并不是每时如此方便和安全要求、搬运物料要求和服务频繁和紧急等。非物流关系评级主要由上述理由确定U是最多的，当两个作业单位间不需要相关或无干扰时采用。X同A一样重要，是不需要密切靠近的例如油漆间就不能和焊接间相邻一般噪音、烟尘、发热、致冷和气味都是列X的理由字母一对作业单位关系密切程度的理由A钢材库和剪切区域最后检查和包装清理和油漆搬运物料的数量类似的搬运问题损坏没有包装的物品包装完毕以前检查单不明确使用相同的人员、公用设施、管理方式和相同形式的建筑物E接待和参观者停车处金属精加工和焊接维修和部件装配方便、安全搬运物料的数量和形状服务的频繁和紧急程度基准相互关系I剪切区和冲压机部件装配和总装配保管室和财会部门搬运物料的数量搬运物料的体积、共用相同的人员报表运送、安全、方便O维修和接收废品回收和工具室收发室和厂办公室产品的运送共用相同的设备联系频繁程度U维修和自助食堂焊接和外购件仓库技术部门和发运辅助服务不重要接触不多不常联系X焊接和油漆焚化炉和主要办公室冲压车间和工具车间灰尘、火灾烟尘、臭味、灰尘外观、振动编号理由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人员联系两两关系91个A级约有2~5个上半部用密切程度等级符号表示密切程度，下半部用数字表示确定密切程度等级的理由这种评级是定性的，遵循以下的方法和步骤：由设施布置人员初步决定各作业单位间的关系，并经集体讨论，充分阐明理由并作出分析。访问相关图中所列作业单位的主管或上级，和充分的调查研究。决定密切程度的标准，并逐项把这些标准列在相关图的理由表中。应允许任何人对相关图提意见，允许多次评审、讨论和修改。对每一对作业单位确定密切程度等级和理由综合考虑物流和非物流关系，确定两种关系的相对重要性，用比值m:n来表示，不应超过1:3~3:1。比值可为3:1，2:1，1:1，1:2，1:3计算两作业单位i和j之间的相关密切程度CRijCRij=mMRij+nNRijNRij——非物流相互关系等级MRij——物流相互关系等级2.综合相关图划分综合等级2.综合相关图关系等级符号作业单位对比例(%)绝对必要靠近A1～3特别重要靠近E2～5重要I3～8一般O5～15不重要U20～85不希望靠近X0～10任何一级物流强度与X级的非物流关系综合时，不应超过O级。对于一些绝对不能靠近的作业单位，相互关系可定为XX级非物流序号作业单位名称12345678910111