設施規(guī)劃與物流分析課程設計指導書

1、目 錄第一章 課程設計的目的和要求1第一節(jié) 緒論1第二節(jié) 課程設計目的和內容1第三節(jié) 課程設計進度計劃3第四節(jié) 課程設計的答辯和成績評定3第二章 系統(tǒng)布置設計4第一節(jié) 概述4第二節(jié) 系統(tǒng)布置設計（SLP）模式7第三節(jié) 基本要素分析11第四節(jié) 物流分析25第五節(jié) 作業(yè)單位相互關系分析40第六節(jié) 工廠總平面布置50第三章 課程設計題目與設計步驟和要求70第一節(jié) 課程設計任務書70第二節(jié) 課程設計的步驟78第三節(jié) 制圖標準與設計說明書格式8085第一章 課程設計的目的和要求第一節(jié) 緒 論設施規(guī)則與物流分析是工業(yè)工程專業(yè)一門重要的主干專業(yè)課程。設施規(guī)劃是工業(yè)工程學科中公認的重要研究領域和分支之一。設施

2、規(guī)劃特別是其中的工廠設計著重研究工廠總平面布置、車間布置及物料搬運等內容，其目標是通過對工廠各組成部分相互關系分析，進行合理布置，得到高效運行的生產(chǎn)系統(tǒng)，獲得最佳的經(jīng)濟效益和社會效益。工廠作為一個生產(chǎn)工具系統(tǒng)是由人員、設備、技術等多種因素所構成，整個系統(tǒng)的效益即總投入與總產(chǎn)出之比應盡可能達到最高水平。因此，工廠布置設計就是一項多因素、多目標的系統(tǒng)優(yōu)化設計課題。由于社會需要的多樣性，生產(chǎn)不同產(chǎn)品工廠的模式必然存在著差異，這就給工廠布置設計帶來了難題。系統(tǒng)布置設計（SLP）方法提供了一種以作業(yè)單位物流與非物流的相互關系分析為主線的規(guī)劃設計方法，采用一套表達力極強的圖例符號和簡明表格，通過一套條理清

3、晰的設計程序進行工廠布置設計。這種方法為設施設計人員與生產(chǎn)工具管理人員廣泛采用，實踐效果良好。系統(tǒng)布置設計不是一種嚴密的設計理論，而是一套實踐性非常強的設計模式和規(guī)范的設計程序。學習和掌握系統(tǒng)布置設計方法最有效的手段就是直接參與設計工作。第二節(jié) 課程設計目的和內容一、課程設計的目的設施規(guī)劃與物流分析課程設計是設施規(guī)劃與物流分析課程的重要實踐性教學環(huán)節(jié)，是綜合運用所學專業(yè)知識，完成工廠布置設計工作而進行的一次基本訓練。其目的是：（1）能正確運用工業(yè)工程基本原理及有關專業(yè)知識，學會由產(chǎn)品入手對工廠生產(chǎn)系統(tǒng)進行調研分析的方法。（2）通過對某工廠布置設計的實際操作，熟悉系統(tǒng)布置設計方法中的各種圖例符號

4、和表格，掌握系統(tǒng)布置設計方法的規(guī)范設計程序。（3）通過課程設計，培養(yǎng)學生學會如何編寫有關技術文件。（4）通過課程設計，初步樹立正確的設計思想，培養(yǎng)學生運用所學專業(yè)知識分析和解決實際技術問題的能力。二、課程設計內容設施規(guī)劃與物流分析課程設計的主要目標是培養(yǎng)學生如何分析、發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有生產(chǎn)廠布置方面存在的問題，并加以改善的工作能力，以及掌握完整的系統(tǒng)布置設計方法。為此，本課程設計包括兩個階段：一是現(xiàn)場調研階段；二是給定工廠布置設計階段。具體內容與工作量要求如下：1、現(xiàn)場調研適當選擇一個小型工廠作為研究對象，該工廠的生產(chǎn)類型最好屬于多品種、中小批量生產(chǎn)，其產(chǎn)品品種在5-10種，生產(chǎn)部門與主要輔助部門10個

5、左右。完成下列工作：（1）產(chǎn)品調查 分析產(chǎn)品構成，詳細列出工廠主要產(chǎn)品零、部件明細表。（2）生產(chǎn)工藝過程調查 針對3-5種主要產(chǎn)品加工工藝過程繪制詳細工藝過程圖，并注明各工序間物料搬運量。（3）繪制各生產(chǎn)車間、倉儲部門之間的物料流程圖。（4）作業(yè)單位調查 針對各種不同的部門編制相應內容的調查表。對生產(chǎn)車間，主要調查產(chǎn)品、產(chǎn)量、設備類型與臺數(shù)、物料流動模式、建筑物結構型式與占地面積等；對于職能管理部門主要調查職責、人員構成、設備配備、辦公室面積等；對于倉儲部門，應調查儲存物品、儲存方式、占地面積大小等；對于輔助服務部門，主要調查工作性質、功能、占地面積大小等。當上述數(shù)據(jù)調查有困難時，可以簡單地從

6、工廠平面布置圖中直接取得各部門的占地面積大小。（5）繪制工廠現(xiàn)有平面布置圖（6）對現(xiàn)有平面布置進行分析，找出不合理處，并提出改進意見。2、工廠布置設計針對給定的工廠實例，完成下列工作：（1）產(chǎn)品分析，產(chǎn)品產(chǎn)量分析，確定生產(chǎn)類型。（2）生產(chǎn)工藝過程分析，繪制工藝過程圖。（3）進行物流分析，得到物流相關表。（4）進行作業(yè)單位相互關系分析，得到作業(yè)單位相互關系表。（5）將作業(yè)單位物流相關表與非物流相互關系表加以合并，求出作業(yè)單位綜合相互關系表。（6）繪制作業(yè)單位位置相關圖。（7）繪制作業(yè)單位面積相關圖。（8）參考現(xiàn)場調研的情況，列出影響布置的修正因素與實際限制條件。（9）產(chǎn)生三套布置方案。（10）布

7、置方案的自我評價 從物流效率、工藝流程要求及生產(chǎn)變化的適應性等方面對各方案進行評價比較，得出最佳方案。3、編定課程設計說明書課程設計說明書是整個設計工作的總結，應包括現(xiàn)場調研報告以及工廠布置設計各個階段的工作內容。（1）現(xiàn)場調研報告 應包括必要的圖表與文字說明，不少于3000字。（2）工廠布置設計說明書 應包括各階段工作數(shù)據(jù)表格、各布置方案簡圖及文字說明，工作量不少于12000字，說明書為16開紙，用碳素墨水書寫。4、圖樣工作量圖樣是工廠布置設計的階段成果與最終成果，包括：（1）作業(yè)單位位置相關圖 相當于A1圖樣的坐標紙1張。（2）作業(yè)單位面積相關圖 相當于A1圖樣的坐標紙1張。（3）布置方案

8、圖 A1圖樣三套。注：上述圖樣均應上墨處理。第三節(jié) 課程設計進度計劃本課程設計計劃用三周時間完成，各階段進度計劃如下。一、現(xiàn)場調研1）產(chǎn)品調查 1天2）工藝過程調查 2天3）現(xiàn)有工廠平面布置狀況調查 1天4）編寫調研報告 1天二、工廠平面布置設計1）物流分析 2天2）作業(yè)單位相互關系分析，物流與非物流相互關系合并 1天3）繪制作業(yè)單位位置相關圖 1.5天4）繪制作業(yè)單位面積相關圖 0.5天5）繪制布置方案圖 2天6）編寫設計說明書 2天7）準備答辯 1天第四節(jié) 課程設計的答辯和成績評定一、答辯學生按照設計任務書的規(guī)定要求，經(jīng)過現(xiàn)場調研與布置設計兩個階段完成設計任務，并經(jīng)指導老師審核簽字同意后，

9、在規(guī)定的時間內進行答辯。答辯小組由主考學?；蛑付▎挝唤M織，以指導教師為主，由講師、工程師以上職稱人員組成，總人數(shù)不少于3人。答辯時，學生自述主要設計內容15-20分鐘，然后回答答辯小組成員提出的問題，每位學生的答辯時間一般30-40分鐘。二、成績評定課程設計成績優(yōu)、良、中、及格和不及格記分。具體見評分標準。第二章 系統(tǒng)布置設計第一節(jié) 概述一、工廠設計研究范圍設施規(guī)劃與設計是一種對企業(yè)的設備、物料以及人員所需空間進行合理分配和有效組合的技術，其研究對象相當廣泛，不僅涉及到工礦企業(yè)，還包括學校、醫(yī)院、商店等各行各業(yè)。就工廠設計而言，主要包括廠址選擇、工廠平面布置、物料搬運與倉儲、能源管理和辦公室布

10、置等研究內容。1、廠址選擇新建與擴建工廠時，首先要對未來的廠址進行選擇，一是要確定工廠坐落的地區(qū)，二是要確定工廠在該地區(qū)的具體位置。關于地區(qū)選擇，一般受當?shù)毓I(yè)布局的限制及社會宏觀經(jīng)濟的約束。影響工廠位置的因素很多，可分為定量的成本因素和定性的非成本因素。重要的成本因素包括：運輸成本；原材料的供應成本；動力能源和水的供應量及成本；土地成本和建筑成本；勞動力資源的供應量、素質及成本；其他各類社會服務成本等。定性的非成本因素包括：當?shù)氐臍夂?、地理環(huán)境、政策法規(guī)、社會因素及科技發(fā)展水平等。其中包括環(huán)境保護、防止污染等。建設新廠時，工廠的位置應盡量適應工廠未來發(fā)展的需要；對于改、擴建工廠，應充分考慮原

11、有廠房的利用。2、工廠布置工廠布置主要包括工廠總平面布置和車間布置兩個方面。工廠總平面布置要對工廠的生產(chǎn)車間、物料儲運部門、管理部門和生產(chǎn)服務部門的建筑物、場地和道路等，按照各部門之間相互關系的密切程度做出合理的安排。車間布置主要是考慮工藝過程、物流量等因素，對機器設備、運輸通道等做出合理的布局。工廠布置是工廠設計的核心內容。3、物料搬運工廠內的物料搬運涉及到全廠工藝過程、搬運作業(yè)、倉庫管理、信息系統(tǒng)等各個方面?，F(xiàn)代物料搬運的重要特征是把物料搬運過程中的所有環(huán)節(jié)（包括運輸、裝卸、儲存、加工、裝配和包裝等），當作一個整體的物流系統(tǒng)來考慮，并與工廠布置密切結合，使工廠物料流動與轉移更趨合理，減少物

12、料和能源消耗，縮短物料流動周期，提高產(chǎn)品質量，節(jié)省勞動力，最終實現(xiàn)系統(tǒng)總體效益最優(yōu)化。二、工廠布置的目標任何一種系統(tǒng)的設計工作必須具有4個目標，即可行性、經(jīng)濟性、安全性和柔性。一家工廠就是一個復雜的生產(chǎn)系統(tǒng)，因此，工廠設計當然應追求這4個目標。對于工廠布置來說，主要表現(xiàn)在：1）必須滿足生產(chǎn)工藝過程的需要（可行性）。2）減少物料搬運（經(jīng)濟性）。3）減少設備投資（經(jīng)濟性）。4）提高在制品的周轉率（經(jīng)濟性）。5）充分利用現(xiàn)有空間（經(jīng)濟性）。6）有效發(fā)揮人力設備的生產(chǎn)能力（經(jīng)濟性）。7）生產(chǎn)系統(tǒng)必須具備較大的加工范圍，適應多種產(chǎn)品的生產(chǎn)。當產(chǎn)品品種變化時，生產(chǎn)系統(tǒng)調整要簡便（柔性）。8）維護良好的工作

13、環(huán)境，確保操作人員舒適安全地工作（安全性）。三、工廠布置的基本設計原則為了達到上述的工廠布置目標，在根據(jù)當?shù)匾?guī)劃要求確定適當?shù)膹S址位置的前提下，應根據(jù)下列原則進行工廠布置。1、工廠總平面布置設計原則（1）滿足生產(chǎn)要求，工藝流程合理 工廠總體布局應滿足生產(chǎn)要求，符合工藝過程，減少物流量，同時重視各部門之間的關系密切程度。具體布置模式有兩種：1）按功能劃分廠區(qū)，即將工廠的各部門按生產(chǎn)性質、衛(wèi)生、防火與運輸要求的相似性，將工廠劃分為若干功能區(qū)段。如中、大型機械工廠的廠區(qū)，可劃分為加工裝配區(qū)、備料（熱加工）區(qū)、動力區(qū)、倉庫設施區(qū)及廠前區(qū)等。這種布置模式難以完全滿足工藝流程和物流合理化的要求。2）采用系

14、統(tǒng)布置設計模式，即按各部門之間物流與非物流相互關系的密切程度進行系統(tǒng)布置，因此可以避免物料搬運的往返交叉，節(jié)省搬運時間與費用。（2）適應工廠內外運輸要求，線路短捷順直 工廠總平面布置要與工廠內部運輸方式相適應。根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品產(chǎn)量特點，可以采用鐵路運輸、道路運輸、帶式運輸或管道運輸?shù)?。根?jù)選定的運輸方式、運輸設備及技術要求等，合理地確定運輸線路及與之有關的部門的位置。廠內道路承擔著物料運輸、人流輸送、消防通行的任務，還具有劃分廠區(qū)的功能；道路系統(tǒng)的布局對廠區(qū)綠化、美化，排水設施布置，工程管線輔設，也有重大影響。工廠內部運輸方式、道路布局等應與廠外運輸方式相適應，這也是工廠總平面布置應給予重視的問題

15、。（3）合理用地 節(jié)約用地是我國的一項基本國策。工業(yè)企業(yè)建設中，在確保生產(chǎn)和安全的前提下，應盡量合理地節(jié)約建設用地。在工廠總平面布置時可以采取如下措施：1）根據(jù)運輸、防火、安全、衛(wèi)生、綠化等要求，合理確定通道寬度以及各部門建筑物之間的距離，力求總體布局緊湊合理。2）在滿足生產(chǎn)工藝要求的前提下，將聯(lián)系密切的生產(chǎn)廠房進行合并，建成聯(lián)合廠房。此外，可以采用多層建筑或適宜的建筑物外形。3）適當預留發(fā)展用地。（4）充分注意防火、防爆、防振與防噪聲 安全生產(chǎn)是工廠布局首先要考慮的問題在某些危險部門之間應留出適當?shù)姆阑?、防爆間距。振動會影響精密作業(yè)車間的生產(chǎn)，因此精密車間必須遠離振源或采用必要的隔振措施。如

16、機械廠的精加工車間及計量部門應遠離鍛造車間或沖壓車間。噪聲不僅影響工作，而且還會摧殘人的身體健康。因此，在工廠總平面布置時要考慮防噪聲問題，一可以采取隔音措施，降低噪聲源發(fā)出的噪聲級；二可以采取使人員多的部門遠離噪聲源的方法。（5）利用風象、朝向的自然條件，減小環(huán)境污染 生產(chǎn)中產(chǎn)生的有害煙霧和粉塵會嚴重影響工作人員的身體健康，并會造成環(huán)境污染。進行工廠總平面布置前，必須了解當?shù)厝旮骷竟?jié)風向的頒布和變化轉換規(guī)律，繪制成風象圖，找出全年占優(yōu)勢的盛行風向及最小風頻風向。如我國北方大部分地區(qū)春、夏季盛行東南風，秋、冬季盛行西北風。散發(fā)有害煙霧或粉塵的車間，應分布在兩盛行風向間的最小風頻風向的上風側，

17、如圖2-1所示。 a) b) c)圖21 風象與污染源建筑物位置關系另外，建筑物的朝向也是工廠總平面布置時應注意的問題，特別是對日照、采光和自然通風要求較高的建筑物，更應注意這個問題。（6）充分利用地形、地貌、地質條件。（7）考慮建筑群體的空間組織和造型，注意美學效果。（8）考慮建筑施工的便利條件。上述設計原則涉及面非常廣，往往存在相互矛盾的情況，應結合具體條件分別考慮。2、車間布置設計原則（1）確定設備布置形式 根據(jù)車間的生產(chǎn)綱領，分析產(chǎn)品一產(chǎn)量關系，從而確定生產(chǎn)類型是大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)還是單件生產(chǎn)，由此決定車間設備布置形式是采用流水線式、成組單元式還是機群式。（2）滿足工藝流程要求 車間布

18、置應保證工藝流程順暢，物料搬運方便，減少或避免往返交叉物流現(xiàn)象。（3）實行定置管理，確保工作環(huán)境整潔、安全 車間布置時，除對主要生產(chǎn)設備安排適當位置外，還需對其它所有組成部分包括在制品暫存地、廢品廢料存放地、檢驗試驗用地、工人工作地、通道及輔助部門如辦室、生活衛(wèi)生設施等安排出合理的位置，確保工作環(huán)境整潔及生產(chǎn)安全。（4）選擇適當?shù)慕ㄖ问?根據(jù)工藝流程要求及產(chǎn)品特點，配備適當?shù)燃壍钠鹬剡\輸設備，進一步確定建筑物高度、跨度、柱距及形狀。（5）采光、照明、通風、采暖、防塵、防噪聲。（6）具備適當?shù)娜嵝?，適應生產(chǎn)的變化。四、工廠布置方法由于工廠布置中需要考慮的因素很多，其中很大一部分因素不能用定量的

19、方法表示，而且工廠布置又是多目標的，往往存在相互矛盾的要求。因此，許多布置都依賴于設計人員的經(jīng)驗，否則無法確保布置成果的合理性，而良好的布置設計與拙劣的布置設計之間的實際施工費用相差無幾，但兩者日后生產(chǎn)作業(yè)的效率質量成本與安全卻有極大的不同。如何確保工廠布置合理、延長布置方案的使用壽命周期，是工廠布置設計人員長期以來一直探索的課題。美國R.Muther提出的系統(tǒng)布置設計SLP法提供了一整套具有清晰條理性和嚴密邏輯性的分析方法。SLP法采用作業(yè)單位間關系密級與相互關系表、圖來研究各種因素對布置設計的影響，使布置設計由定性階段發(fā)展到了定量階段，受到廣大設計人員的歡迎，在許多領域都得到了廣泛應用。第

20、二節(jié) 系統(tǒng)布置設計（SLP）模式一、系統(tǒng)布置設計基本要素一般講，工廠布置設計就是在根據(jù)社會需要確定出某些待生產(chǎn)的產(chǎn)品及其產(chǎn)量以及確定廠址的前提下，完成工廠總平面布置和車間布置，提供布置方案的實施。產(chǎn)品及產(chǎn)量由決策部門在設計綱領中作出規(guī)定；廠址的確定主要由經(jīng)營決策人員根據(jù)某些社會因素、經(jīng)濟因素及自然條件做出決策；建廠工作則主要由土建施工人員來完成與設施布置設計人員直接相關的任務是總平面布置和車間布置。如圖2-2所示，為了完成工廠總平面布置和車間布置，需要從產(chǎn)品P及產(chǎn)量Q出發(fā)，首先對產(chǎn)品組成進行分析，確定各零、部件生產(chǎn)類型，制定出各個零部件的加工、裝配工藝流程；根據(jù)工藝流程各階段的特點劃分出生產(chǎn)車

21、間，并根據(jù)生產(chǎn)需要設置必要的職能管理部門及附屬生產(chǎn)與生活服務部門。整個工廠就是由生產(chǎn)車間、職能管理部門、附屬生產(chǎn)及生活服務部門以及為使生產(chǎn)連續(xù)進行而設置的倉儲部門這幾類作業(yè)單位所構成。然后，由工廠布置設計人員來完成工廠總平面布置及車間布置。布置設計方法制定工藝路線R作業(yè)單位劃分S制定作業(yè)計劃T布置方案產(chǎn)品P產(chǎn)品Q圖2-2 工廠設計過程在圖2-2所示的工廠設計過程中，基本給定條件（要素）為產(chǎn)品P及產(chǎn)量Q，涉及到了除平面布置設計以外的如制定加工、裝配工藝過程等多種專業(yè)技術問題，要求多種專業(yè)技術人員配合協(xié)作來完成。為了突出平面布置設計，可把平面布置前各階段工作的結果作為給定要素來處理，包括工藝流程R

22、、輔助服務部門S及生產(chǎn)時間安排T，這樣就形成了單純的工廠布置模型，如圖2-3所示。布置設計方法布置方案PQSTR 定量約束條件定性約束條件圖2-3 工廠布置模型在R.Muther提出的系統(tǒng)布置設計（SLP）中，把產(chǎn)品P、產(chǎn)量Q、生產(chǎn)路線R、輔助服務部門S及生產(chǎn)時間安排T作為給定的基本要素（原始資料），成為布置設計工作的基本出發(fā)點。1、產(chǎn)品P產(chǎn)品P是指待布置工廠將生產(chǎn)的商品、原材料或者加工的零件和成品等。這些資料由生產(chǎn)綱領和產(chǎn)品設計提供，包括項目、品種類型、材料、產(chǎn)品特性等。產(chǎn)品這一要素影響著生產(chǎn)系統(tǒng)的組成及其各作業(yè)單位間的相互關系、生產(chǎn)設備的類型、物料搬運方式等。2、產(chǎn)量Q產(chǎn)量指所生產(chǎn)的產(chǎn)品的

23、數(shù)量，也由生產(chǎn)綱領和產(chǎn)品設計提供，可用件數(shù)、重量、體積等來表示，產(chǎn)量Q這一要素影響著生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)模、設備的數(shù)量、運輸量、建筑面積的大小等。3、生產(chǎn)路線R為了完成產(chǎn)品的加工，必須制定加工工藝流程，形成生產(chǎn)路線，可用工藝過程表（卡）工藝過程圖、設備表等表示。它影響著各作業(yè)單位之間的關系、物料搬運路線、倉庫及堆放地的位置等。4、輔助服務部門S在實施系統(tǒng)布置工作以前，必須對生產(chǎn)系統(tǒng)的組成情況有一個總體的規(guī)劃，可以大體上分為生產(chǎn)車間、職能管理部門、輔助生產(chǎn)部門、生活服務部門及倉儲部門等；可以把除生產(chǎn)車間以外的所有作業(yè)單位統(tǒng)稱為輔助服務部門S，包括工具、維修、動力、收貨、發(fā)運、鐵路專用路線、辦公室、食堂等

24、，這些作業(yè)單位構成生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)支持系統(tǒng)部分在某種意義上加強了生產(chǎn)能力。有時，輔助服務部門的占地總面積接近甚至大于生產(chǎn)車間所占面積，所以布置設計時應給予足夠的重視。5、時間T時間要素是指在什么時候、用多少時間生產(chǎn)出產(chǎn)品，包括各工序的操作時間、更換批量的次數(shù)。在工藝過程設計中，根據(jù)時間因素確定生產(chǎn)所需各類設備的數(shù)量、占地面積的大小和操作人員數(shù)量，來平衡各工序的生產(chǎn)時間。二、系統(tǒng)布置設計模式任何一種系統(tǒng)設計過程都反復迭代、逐步細化的尋求最優(yōu)解的過程，工廠布置設計更是如此，設計步驟的正確與否往往是工廠布置設計能否成功的關鍵，系統(tǒng)布置設計SLP模式就是一種人們廣為采用的、成功的設計方法。系統(tǒng)布置設計是

25、一種邏輯性強、條理清楚的布置設計方法，分為確定位置、總體區(qū)劃、詳細布置及實施4個階段，在總體區(qū)劃和詳細布置兩個階段采用相同的SLP設計程序。1、確定位置（階段）在新建、擴建或改建工廠或車間時，首先應確定出新廠房坐落的地區(qū)位置。在這個階段中，首先要明確待建工廠的產(chǎn)品、計劃生產(chǎn)能力，參考同類工廠確定待建工廠的規(guī)模，從待選的新地區(qū)或現(xiàn)有工廠中確定出可供利用的廠址。2、總體區(qū)劃（階段）總體區(qū)劃又叫區(qū)域劃分，就是在已確定的廠址上規(guī)劃出一個總體布局。此階段中，首先應明確各生產(chǎn)車間、職能管理部門、輔助服務部門及倉儲部門等作業(yè)單位的工作任務與功能，確定其總體占地面積及外形尺寸。在確定了各作業(yè)單位之間的相互關系

26、后，把基本物流模式和區(qū)域劃分結合起來進行布置。3、詳細布置（階段）詳細布置一般是指一個作業(yè)單位內部機器及設備的布置。在詳細布置階段，要根據(jù)每臺設備、生產(chǎn)單元及公用、服務單元的相互關系，確定出各自的位置。4、實施（階段）在完成詳細布置設計后，經(jīng)上級批準可以進行施工設計，繪制大量的詳細安裝圖，編制搬遷、安裝計劃、按計劃進行機器設備及輔助裝置的搬遷、安裝施工工作。在系統(tǒng)布置設計過程中，上述4個階段按如圖2-4所示的順序交叉進行。在確定位置階段，就必須大體確定各主要部門的外形尺寸，以便確定工廠總體形狀和占地面積；在總體區(qū)劃階段，就有必要對某些影響重大的作業(yè)單位進行較詳細的布置。整個設計過程中隨著階段的

27、進展，數(shù)據(jù)資料逐步齊全，從而能發(fā)現(xiàn)前期設計中存在的問題，通過高速修正逐步細化完善設計。在系統(tǒng)布置設計4個階段中，階段與階段由其他專業(yè)人員負責，系統(tǒng)布置設計人員應積極參與；階段和階段由系統(tǒng)布置設計人員來完成，因此，可以說工廠布置包括工廠總平面布置（總體區(qū)劃）及車間布置或車間平面布置（詳細布置）兩項內容。在系統(tǒng)布置設計階段和階段，采用相同的設計步驟系統(tǒng)布置設計SLP程序，如圖2-5所示。在SLP程序中，一般經(jīng)過下列步驟：（1）準備原始資料 在系統(tǒng)布置設計開始時，首先必須明確給出基本要素產(chǎn)品P、產(chǎn)量Q、生產(chǎn)工藝過程R、輔助服務部門S及時間安排T等這些原始資料，同時也需要對作業(yè)單位的劃分情況進行分析，

28、通過分解與合并，得到最佳的作業(yè)單位劃分狀況，所有這些均作為系統(tǒng)布置設計的原始資料。（2）物流分析與作業(yè)單位相互關系 針對某些以生產(chǎn)流程為主的工廠，物料移動是工藝過程的主要部分時，如一般的機械制造廠，物流分析是布置設計中最重要的方面；對某些輔助服務部門或某些物流量較步的工廠，各作業(yè)單位之間的相互關系（非物流聯(lián)系）對布置設計就顯得更重要；介于上述兩者之間的情況，則需要綜合考慮作業(yè)單位這間物流與非物流的相互關系。方案XSLP程序模式原始資料：P、Q、R、S、T及作業(yè)單位2作業(yè)單位相互關系1物流3相互關系圖解5可用面積4所需面積6面積相關圖解8實際條件限制7修正因素9評價方案Z方案Y選出的布置方案階段

29、時間I 確定位置II 總體區(qū)劃III 詳細布置IV 實施圖24 工廠布置的階段結構 圖25 SLP設計程序模式物流分析的結果可以用物流強度等級及物流相關表來表示，非物流的作業(yè)單位間的相互關系可以用關系密切等級及相互關系表來表示。在需要綜合考慮作業(yè)單位間物流與非物流的相互關系時，可以采用簡單加權的方法將物流相關表及作業(yè)單位間相互關系表綜合成綜合相互關系表。（3）繪制作業(yè)單位位置相關圖 根據(jù)物流相關表與作業(yè)單位相互關系表，考慮每對作業(yè)單位間相互關系等級的高低，決定兩作業(yè)單位相對位置的遠近，得出各作業(yè)單位之間的相對位置關系，有些資料上也稱之為拓撲關系。這時并未考慮各作業(yè)單位具體的占地面積，從而得到的

30、僅是作業(yè)單位位置相關圖。（4）作業(yè)單位占地面積計算 各作業(yè)單位所需占地面積與設備、人員、通道及輔助裝置等有關，計算出的面積應與可用面積相適應。（5）繪制作業(yè)單位面積相關圖 把各作業(yè)占地面積附加到作業(yè)單位位置相關圖上，就形成了作業(yè)單位面積相關圖。（6）修正 作業(yè)單位面積相關圖只是一個原始布置圖，還需要根據(jù)其它因素進行調整與修正，此時需要考慮的修正因素包括物料搬運方式、操作方式、儲存周期等，同時還需要考慮實際限制條件，如成本、安全和職工傾向等方面是否允許?？紤]了各種修正因素與實際限制條件后，對面積圖進行調整，得出數(shù)個有價值的可行方案。（7）方案評價與擇優(yōu) 針對得到的數(shù)個方案，需要進行費用及其他因素

31、評價。通過對各方案的比較評價，選出或修正設計方案，得到布置方案圖。第三節(jié) 基本要素分析一、產(chǎn)品P-產(chǎn)量Q分析企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品品種的多少及每種產(chǎn)品產(chǎn)量的高低，決定了工廠的生產(chǎn)類型，進而影響著工廠設備的布置形式。如圖2-1所示。表中列出了大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)及單件生產(chǎn)情況下的生產(chǎn)特點及設備布置類型。機械制造業(yè)設備布置的基本形式一般如圖2-6所示，按產(chǎn)品在制造過程中的位置是否變化分為產(chǎn)品移動式和產(chǎn)品固定式兩大類。產(chǎn)品移動式布置又可分為產(chǎn)品原則布置、工藝原則布置及成組原則布置三種形式。每一種設備布置形式各有特點，分別適應不同的生產(chǎn)類型：（1）產(chǎn)品原則布置（Product Layout）產(chǎn)品原則布置也稱為流

32、水線布置或對象原則布置。當產(chǎn)品品種很少而生產(chǎn)數(shù)量又很大時，應按產(chǎn)品的加工工藝過程順序配置設備，形成流水生產(chǎn)線，這是大量生產(chǎn)中典型的設備布置方式。由于產(chǎn)品原則布置是按產(chǎn)品的加工、裝配工藝過程順序配置各道工序所需設備、人員及物料，因此能最大限度地滿足固定品種產(chǎn)品的生產(chǎn)過程對空間和時間的客觀要求，生產(chǎn)效率非常高，單件產(chǎn)品生產(chǎn)成本低，但生產(chǎn)適應性即柔性差，適用于少品種大量生產(chǎn)。設備布置形式移動式布置固定式布置產(chǎn)品布置（流水線布置）工藝布置（機群式布置）成組布置單元布置柔性布置圖2-6 設備布置基本形式表2-1 生產(chǎn)類型特點生產(chǎn)類型條件大量生產(chǎn)(流水線生產(chǎn))成批生產(chǎn)單件生產(chǎn)需求條件品種品種較少，產(chǎn)品的品

33、種、規(guī)格一般由企業(yè)自己決定品種較多，產(chǎn)品品種、規(guī)格由企業(yè)或用戶決定品種繁多，產(chǎn)品品種、規(guī)格多由用戶決定，產(chǎn)品功能有某些特殊要求質量質量變動少，要求有互換性質量要求穩(wěn)定，但每批質量可以改進每種產(chǎn)品都要求有自己的規(guī)格和質量標準產(chǎn)量產(chǎn)量大，可以根據(jù)國家計劃或市場要求預測，預先確定銷售（出產(chǎn)）量產(chǎn)量較少，可以分批輪番生產(chǎn)，可以根據(jù)市場預測和訂貨確定出產(chǎn)量產(chǎn)量小，由顧客訂貨時確定產(chǎn)量技術特點設備多采用專用設備部分采用專用設備采用通用設備工藝裝備專用工藝裝備部分專用工藝裝備通用工藝裝備工序能力通過更換程序能夠生產(chǎn)多種規(guī)格產(chǎn)品，各工序能力要平衡通過更換程序，能夠生產(chǎn)許多品種，主要工序能力要平衡通過更換程序，

34、能夠生產(chǎn)許多品種，各工序能務不需要平衡運輸使用傳送帶使用卡車、吊車使用吊車、手推車零件互換性互換選配部分鉗工修配鉗工修配標準化原材料、零件工序和操作要求標準化對規(guī)格化、通用化零件要求標準化對規(guī)格化、通用化零件要求標準化生生產(chǎn)管理特點設備布置產(chǎn)品原則（對象原則）混合原則（成組原則）工藝原則勞動分工分工較細一定分工粗略原則工人技術水平專業(yè)操作專業(yè)操作多工序多面手計劃安排精確比較細致粗略、臨時派工庫存用庫存成品調節(jié)產(chǎn)品用在制品調節(jié)生產(chǎn)用庫存原材料、零部件調節(jié)生產(chǎn)維修、保養(yǎng)采用強制或預防修理保養(yǎng)制度采用預防修理保養(yǎng)制度關鍵設備采用計劃維修制，一般設備可采用事故維修生產(chǎn)周期短較短長勞動生產(chǎn)率高較高低成本

35、低中高生產(chǎn)適應性差較差強（2）工藝原則布置（Process Layout）工藝原則布置也稱為機群式布置，這種布置形式的特點就是把同種類型的設備和人員集中布置在一個地方，如車床工段、銑床工段、刨床工段及磨床工段，就是分別把車床、銑床、刨床和磨床集中布置在一個地方。這種布置方式便于高速設備和人員，容易適應產(chǎn)品的變化，生產(chǎn)系統(tǒng)的柔性大大增加。但是，當工作需要多種設備進行加工時，就不得不往返于各工序之間，增加了產(chǎn)品搬運次數(shù)與搬運距離，常常帶來物料交叉搬運與逆向流動的問題。這種布置形式通常適用于單件生產(chǎn)。（3）成組原則布置（Group Layout）成組原則布置又稱為混合原則布置。在產(chǎn)品品種較多、每種產(chǎn)

36、品的產(chǎn)量又是中等程度的情況下，將工件按其外形與加工工藝的相似性進行編碼分組，同組零件用相近的工藝過程進行加工。同時，將設備成組布置，即把使用頻率高的機器群按工藝過程順序組合布置成成組制造單元，整個生產(chǎn)系統(tǒng)由數(shù)個成組制造單元構成，這種布置方式既有流水線的生產(chǎn)效率，又有機群式布置的柔性，可以提高設備開動率、減少物流量及加工時間，成組原則布置適用于多品種、中小批量的生產(chǎn)類型?，F(xiàn)代成組原則布置包括柔性制造單元（FMC）和柔性制造系統(tǒng)（FMS）兩種方式。（4）固定工位式布置（Fixed Product Layout）產(chǎn)品固定工位式布置適用于大型設備如飛機、輪船的制造過程。產(chǎn)品固定在一個固定位置上，所需設

37、備、人員、物料均圍繞產(chǎn)品布置，這種布置方式在一般場合很少應用。綜上所述，產(chǎn)品品種的多少、產(chǎn)量的高低直接決定了設備布置的形式，圖2-7直觀反映了產(chǎn)品-產(chǎn)量與設備布置形式的關系。因此，只有對產(chǎn)品-產(chǎn)量關系進行深入分析，才能產(chǎn)生恰當?shù)脑O備布置方式。一般，產(chǎn)品P-產(chǎn)量Q分析分為兩個步驟，即1）將各種產(chǎn)品、材料或有關生產(chǎn)項目分組歸類；2）統(tǒng)計或計算每一組或類的產(chǎn)品的數(shù)量，需要說明的是產(chǎn)量的計算單位應該反映出生產(chǎn)過程的重復性，如件數(shù)、重量或體積等。產(chǎn)量流水型（以產(chǎn)品為中心布置設備）GT型機群型產(chǎn)品固定型產(chǎn)產(chǎn)產(chǎn)品品品A B C產(chǎn)產(chǎn)產(chǎn)品品品M NO產(chǎn)產(chǎn)產(chǎn)品品品Q R S產(chǎn)產(chǎn)產(chǎn)品品品X Y Z種類種類：少量：大

38、種類：少量：極少種類：多量：中種類：多量：少圖27 產(chǎn)品產(chǎn)量與設備布置的關系表2-2 零件-數(shù)量分析表工廠名稱：共 頁第 頁產(chǎn)品信息生產(chǎn)計劃產(chǎn)品名稱與說明本年度產(chǎn)量成品狀態(tài)（易碎、易變形、危險品）預計明年產(chǎn)量單位單件重量預計5年內總產(chǎn)量形狀尺寸資料來源：備注：毛胚制作方式單件重量形狀尺寸零件容器毛胚： 成品：編制（日期）審核（日期）在產(chǎn)品P-產(chǎn)量Q分析過程中，根據(jù)產(chǎn)品是零件、單一設備還是多種產(chǎn)品，分別采用表2-2、表2-3或表2-4來統(tǒng)計產(chǎn)品品種產(chǎn)量。然后，將產(chǎn)品P-產(chǎn)量Q的關系繪制成P-Q曲線，如圖2-8所示，繪制曲線時，所有產(chǎn)品均按產(chǎn)量遞減順序排列。在圖2-8中，M區(qū)的產(chǎn)品適用于采用大量生

39、產(chǎn)類型；J區(qū)屬于單件小批生產(chǎn)類型；介于M區(qū)與J區(qū)之間的產(chǎn)品生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)。對于不同類型的產(chǎn)品，生產(chǎn)類型的劃分是有區(qū)別的，表2-5列出了不同類型產(chǎn)品生產(chǎn)類型分類數(shù)據(jù)，可供實際工作中參考。通過P-Q曲線或杳閱表2-5，得出工廠生產(chǎn)的每件產(chǎn)品應采取的生產(chǎn)類型，進而決定設備布置方式。表2-3 單一產(chǎn)品數(shù)量分析表工廠名稱：共 頁第 頁產(chǎn)品信息生產(chǎn)計劃產(chǎn)品名稱與說明本年度產(chǎn)量成品狀態(tài)（易碎、易變形、危險品）預計明年產(chǎn)量單位單件重量預計5年內總產(chǎn)量形狀尺寸資料來源：產(chǎn)品包裝主 要 部 件序號部件名稱代號材料狀態(tài)形狀尺寸單位重量編制（日期）審核（日期）表2-4 多種產(chǎn)品-數(shù)量分析表工廠名稱：共 頁第 頁產(chǎn)

40、品序號產(chǎn)品名稱規(guī)格型號成品狀態(tài)形狀尺寸單位重量計劃產(chǎn)量本年明年今后5年產(chǎn)量比率產(chǎn)量比率產(chǎn)量比率編制（日期）審核（日期）二、工藝過程R分析如前所述，不同的生產(chǎn)類型應采取不同的設備布置形式。對于大量生產(chǎn)，多采用專用設備及專用工裝，按工藝過程順序排列設備，形成高效的流水生產(chǎn)線；對于單件小批生產(chǎn)，設備按其類型及功能集中布置，以獲得高的適應性，工廠生產(chǎn)車間的劃分也是在此基礎上實現(xiàn)的；對于成批生產(chǎn)，特別是按成組方式組織生產(chǎn)的情況，設備布置相當復雜，與產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程零部件加工、裝配工藝過程密切相關。此外，工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品多數(shù)情況下都是經(jīng)網(wǎng)絡狀的多條工藝過程制造出來的，各條工藝過程往往互不相干，因此常由不同的

41、生產(chǎn)車間來完成，也就是說，工藝過程決定了生產(chǎn)車間的劃分狀況，其他輔助服務部門的設置也大多受生產(chǎn)工藝過程的影響。MJ數(shù)量產(chǎn)品（項目或品種）產(chǎn)品A產(chǎn)品B產(chǎn)品C等P圖28 P-Q曲線表2-5 生產(chǎn)類型劃分產(chǎn)品類型年產(chǎn)量（件）大量生產(chǎn)成批生產(chǎn)單件生產(chǎn)大批中批小批重型零件中型零件輕型零件1000500050000300100050050005000500001003002005005005000510010200100500510100產(chǎn)品的工藝過程是由產(chǎn)品的組成、零件的形狀與加工精度要求、裝配要求、現(xiàn)有加工設備與加工方法等因素決定的，必須在深入了解產(chǎn)品組成、各部分加工要求后，才能制定出切實可行的加工工

42、藝過程。1、產(chǎn)品組成分析在機械制造業(yè)中，產(chǎn)品大多是機器設備，這樣的產(chǎn)品組成是很復雜的，一般由多個零、部件構成一個產(chǎn)品，因此，產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝過程也是因其組成的不同而千變萬化。對于每一種產(chǎn)品，都應由產(chǎn)品裝配圖出發(fā)，按加工、裝配過程的相反順序，對產(chǎn)品進行分解。完整的產(chǎn)品可以按其功能結構分解成數(shù)個部件（或組件），每個部（組）件又是由多個零件組合而成；有些零件可能需要自制，而另一些零件甚至部件可能直接外購，只有需要自制的零、部件才需要編制加工、裝配工藝過程。以某廠生產(chǎn)的電瓶叉車為例，來說明產(chǎn)品組成的分析過程。圖2-9所示為叉車外形簡圖，叉車的構成可以用圖2-10表示。為了以后分析方便，在這里給出了叉車各

43、個組成部分的重量。經(jīng)過產(chǎn)品組成分析，得到零件明細表，如表2-6所示，表中包括零件名稱、代號、件數(shù)、圖號、自制或外購等內容。如果工廠生產(chǎn)類型為多品種成批生產(chǎn)，為能方便地編制成組工藝過程，還應采用類似表2-7所示的格式，根據(jù)零件外形、尺寸的相似性及加工工藝的形似性，對不同產(chǎn)呂的零進行分組歸類。2、工藝過程設計產(chǎn)品的工藝過程與產(chǎn)品的類型密切相關，不同的產(chǎn)品其工藝過程存在著極大的差別，因此，工藝過程的設計需要由專業(yè)技術人員來完成。圖2-9 電瓶叉車圖2-10 叉車的構成以機械制造業(yè)為例，一種產(chǎn)品由不同的零部件組成，不同種類的零件加工工藝過程又不相同。如軸類零件的加工工藝過程通常采用鍛-粗車-精車-磨削

44、；齒輪類零件通常采用鍛-車-制齒-磨齒的工藝過程；箱體類零件一般采用鑄造或焊接-銑或刨-鏜孔等加工工序。在各類零件加工過程中，還需要適時安排時效處理、熱處理及檢驗等工序。一般，零件的加工工藝過程設計需要考慮零件類型、使用場合、尺寸大小、形位公差、尺寸精度、表面粗糙度要求等因素，以及現(xiàn)有可行的加工設備與加工方法。制定出工藝工程后，需填寫工藝路線卡，也稱工藝過程卡，對于采用成組技術的同組零件，采用同一種典型綜合工藝過程來派生出各自的工藝過程，關于成組技術方面的內容請參閱有關資料。工藝過程卡適于描述車間內零件的加工工藝過程。對于全廠內整個產(chǎn)品的加工、裝配工藝過程，比較適宜的描述方法是工藝過程圖，這部

45、分的內容將在本章后面講到。表2-6 零件明細表工廠名稱：共頁 產(chǎn)品名稱產(chǎn)品代號計劃年產(chǎn)量第頁序號零件名稱零件代號自制外購材料總計劃需求量零件圖號形狀尺寸單件重量說明編制（日期）審核（日期）表2-7 零件分組表工廠名稱：共 頁組名組號主要生產(chǎn)車間第 頁序號零件名稱零件代號材料總計劃需求量零件圖號形狀尺寸最高加工精度說明編制（日期）審核（日期）表2-8 機械加工過程卡（表）廠名機械加工過程卡片產(chǎn)品名稱及型號零件名稱零件圖號材料名稱毛坯種類零件重量單位毛重第 頁牌號尺寸凈重共 頁性能每料件數(shù)每臺件數(shù)每批件數(shù)工序號工序內容加工車間設備名稱及型號工藝裝備名稱及編號工人技術等級時間定額(min)夾具刀具量具單件準備終結更改內容編制抄寫校對審核批準3、設備選擇在制