第4章 生產(chǎn)設施布局與物流優(yōu)化

1、第4章生產(chǎn)設施布局與物流優(yōu)化4.1 影響企業(yè)生產(chǎn)單位構成的因素4.2 物料流程形式與設施布置形式4.3 組織生產(chǎn)單位的專業(yè)化原則4.4 裝配線生產(chǎn)物流平衡優(yōu)化4.5 設施布局與物流優(yōu)化的定量方法4.6 非制造業(yè)的設施布置4.1 影響企業(yè)生產(chǎn)單位構成的因素 產(chǎn)品的結構與工藝特點 生產(chǎn)單位的設置應根據(jù)產(chǎn)品結構要求，設置相應的制造車間。 企業(yè)的專業(yè)化與協(xié)作化生產(chǎn)水平 企業(yè)的專業(yè)化是以生產(chǎn)的產(chǎn)品品種多少和工藝類型與方法的單一化程度來衡量的。 企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模是指勞動力和生產(chǎn)資料在企業(yè)集中的程度。4.2 物料流程形式與設施布置形式4.2.1 物料流程形式4.2.2 設施布置類型物料流程形式

2、布置決策的目標之一是使物流成本最小。當物流成本最小是主要目標時，流程分析在布置中就是很重要的問題。流程形式可以分為水平的和垂直的。如果所有的設備、設施都在同一個車間里，就按水平方式考慮，當生產(chǎn)作業(yè)是在多個樓層周轉(zhuǎn)時，就按垂直方式考慮。常見的物料流程形式abcdef設施布置類型固定式布置 加工對象位置固定，生產(chǎn)工人和設備都隨加工產(chǎn)品所在的某一位置而轉(zhuǎn)移，例如內(nèi)燃機車的裝配、造船裝配等，這種布置形式適用于大型產(chǎn)品的裝配過程。產(chǎn)品工位器具零部件設施布置類型（續(xù)）按產(chǎn)品布置 按對象專業(yè)化原則布置有關機器和設施。最常見的如流水生產(chǎn)線或產(chǎn)品裝配線。加工設備加工設備流水線設施布置類型（續(xù)）按工藝過程布置 又

3、稱工藝專業(yè)化布置。就是按照工藝專業(yè)化原則將同類機器集中在一起，完成相同工藝加工任務。接受和轉(zhuǎn)運磨床鉆床車床圖例：磨床組鏜床組車床組GDLLLDDDGLDG設施布置類型（續(xù)）按成組制造單元布置 首先根據(jù)一定的標準將結構和工藝相似的零件組成一個零件組，確定出零件組的典型工藝流程，再根據(jù)典型工藝流程的加工內(nèi)容選擇設備和工人，由這些設備和工人組成一個生產(chǎn)單元。單元1單元2單元3LDDLGGLGLP原材料成品庫 按C形制造單元布置 布置成C形的成組制造單元，稱為按C形制造單元布置。機器1機器5機器4機器3機器2機器6入口出口設施布置類型（續(xù)）U形制造單元及生產(chǎn)線布置機器12367541236754入口出

4、口入口出口工人的行走路線 設施布置類型（續(xù)）4.3 組織生產(chǎn)單位的專業(yè)化原則4.3.1 按工藝專業(yè)化原則組織的生產(chǎn)單位4.3.2 按對象專業(yè)化原則組織的生產(chǎn)單位按工藝專業(yè)化原則組織生產(chǎn)單位工藝專業(yè)化形式的生產(chǎn)單位內(nèi)集中了完成相同工藝的設備和工人，可以完成不同產(chǎn)品上相同工藝內(nèi)容的加工。工藝專業(yè)化生產(chǎn)單位具有對產(chǎn)品品種變化適應能力強、生產(chǎn)系統(tǒng)可靠性高、工藝管理過程方便的優(yōu)點。工藝專業(yè)化生產(chǎn)單位有加工路線長、運輸量大、運輸成本高、生產(chǎn)周期長、組織管理工作復雜等缺點，耗費的非生產(chǎn)時間較多，生產(chǎn)效率低。按對象專業(yè)化原則組織的生產(chǎn)單位對象專業(yè)化是指按照產(chǎn)品（或零件、部件）建立的生產(chǎn)單位，集中了完成同一產(chǎn)品

5、生產(chǎn)所需的設備、工藝裝備和工人，可以完成相同產(chǎn)品的全部或大部分的加工任務。對象專業(yè)化生產(chǎn)單位便于采用高效專用設備組織連續(xù)流水作業(yè)，可縮短運輸路線、減少運輸費用，有利于提高生產(chǎn)效率、縮短生命周期，同時還簡化了生產(chǎn)管理。對象專業(yè)化生產(chǎn)單位只固定了生產(chǎn)一種或很少幾種產(chǎn)品的設備，對產(chǎn)品品種變化的適應能力很差。4.4 裝配線生產(chǎn)物流平衡優(yōu)化4.4.1 裝配線生產(chǎn)物流平衡的提出4.4.2 裝配線生產(chǎn)物流平衡優(yōu)化方法裝配線生產(chǎn)物流平衡的提出 所謂裝配線平衡，又稱工序同期化，是對于某裝配流水線，在給定流水線的節(jié)拍后，求出裝配線所需工序的工作地數(shù)量和用工人數(shù)最少的方案。裝配線平衡問題還可以表述為：對于特定的產(chǎn)品

6、，給定工作地數(shù)量，求出使流水線節(jié)拍最小的配置方案。 為了解決問題：浪費時間資源；忙閑不均，引起矛盾；浪費人力資源，必須對裝配線的工序進行新的組合分析，重新組織工作地。裝配線生產(chǎn)物流平衡優(yōu)化方法1）裝配線節(jié)拍的計算2）裝配線時間平衡的方法 （1）確定裝配流水線節(jié)拍。 （2）計算裝配線上需要的最少工作地數(shù)： （3）組織工作地。按以下條件向工作地分配小工序: 保證各工序之間的先后順序； 每個工作地分配到的小工序作業(yè)時間之和，不能大于節(jié)拍； 各工作地的作業(yè)時間應盡量接近或等于節(jié)拍； 應使工作地數(shù)目盡量少。 （4）計算工作地時間損失系數(shù)，平滑系數(shù)。 NFNeFr0計劃期內(nèi)計劃產(chǎn)量計劃期有效工作時間rt=

7、Simin例：啟明公司開發(fā)出一種款式新穎的三輪童車，試銷結果表明深受顧客歡迎。公司決定建立一條裝配流水線，大批量生產(chǎn)這種三輪童車，面向全國銷售?，F(xiàn)需要對這條裝配線進行組織設計，裝配線平衡過程如下。三輪童車裝配路線如圖。三輪童車裝配作業(yè)先后順序如圖。12345678910111018101517101810151701213141516171920182191818111518120012三輪童車裝配裝配作業(yè)先后順序1.12.21的引入是為了方便計算機處理A1A2 S1A3 A4A5S2車架右輪將后輪裝在車架上圖圖4-11 4-11 童車裝配工藝示意圖童車裝配工藝示意圖前輪裝在車架上將車把裝在套

8、管中將車座裝在車架上完工檢驗前輪分裝 擋泥板 前輪 左輪 前叉 套管和定位螺絲車把橡膠手柄車座 67891012345裝配作業(yè)的分解和節(jié)拍的確定 由生產(chǎn)計劃和工作班次，三輪童車裝配線的節(jié)拍為r = 20 秒/件。計算最小工作地數(shù) Smin=253/20=12.65=13組織工作地 根據(jù)裝配作業(yè)順序圖，用試算法進行工作地重新劃分，共劃分出15個工作地。計算裝配線的時間損失系數(shù)和平滑系數(shù)%16%10020152532015%1001rSTrSSieiL5 .15)520()220()220()020()(222221maxSieieTTSI4.5 設施布局與物流優(yōu)化的定量方法4.5.1 運量圖法4

9、.5.2 作業(yè)相關圖法4.5.3 從-至表法運量圖法 物料運量圖法是按照生產(chǎn)過程中物料的流向及市場單位之間的運輸量布置企業(yè)的車間及各種設施的相對位置。 步驟為： 根據(jù)原材料、在制品在生產(chǎn)過程中的流向，初步布置各生產(chǎn)車間和生產(chǎn)服務單位的相對位置，繪出初步物流圖。 統(tǒng)計車間之間的物料流量，制定物料運量表。 按運量大小進行初始布置，將車間之間運量大的安排在相鄰位置，并考慮其他因素進行改進和調(diào)整。作業(yè)相關圖法 作業(yè)相關圖法由穆德提出，它是根據(jù)企業(yè)各個部門之間的活動關系密切程度布置其相互位置。 首先將關系密切程度劃分為A（絕對重要）、E（特別重要）、I（重要）、O（一般）、U（不重要）、X（不予考慮）6

10、個等級，然后列出導致不同程度關系的原因。使用這兩種資料，將待布置的部門一一確定出相互關系，根據(jù)相互關系重要程度，按重要等級高的部門相鄰布置的原則，安排出最合理的布置方案。作業(yè)相關圖法（續(xù)）代號密切程度A絕對重要E特別重要I重要O一般U不重要X不予考慮關系密切程度分類表代號關系密切原因1 使用共同的原始記錄2 共用人員3 共用場地4 人員接觸頻繁5 文件交換頻繁6 工作流程連續(xù)7 做類似的工作8 共用設備9 其他關系密切原因從-至表法 從-至（ from-to ）表是一種常用的生產(chǎn)和服務設施布置方法。利用從-至表列出不同部門、機器或設施之間的相對位置，以對角線元素為基準計算各工作點之間的相對距離

11、，從而找出整個單位或生產(chǎn)單元物料總運量最小的布置方案。這種方法比較適合于多品種、小批量生產(chǎn)的情況。其基本步驟如下：選擇典型零件，制定典型零件的工藝路線，確定所用機床設備。制定設備布置的初始方案，統(tǒng)計出設備之間的移動距離。確定出零件在設備之間的移動次數(shù)和單位運量成本。用實驗法確定最滿意的布置方案。4.6 非制造業(yè)的設施布置辦公室與制造系統(tǒng)布置的異同：制造系統(tǒng)辦公室區(qū)別 處理對象 有形物品 信息及來訪者 產(chǎn)出速度決定因素 設備速度 人的工作速度 設施布置基本類型 由產(chǎn)品特征決定 同一類工作任務可選用多 種布置 組織部門間的聯(lián)系對布局的影響 相對不重要 相對重要聯(lián)系 按照工作流程和能力平衡的要求劃分工作中 心和個人工作站非制造業(yè)的設施布置（續(xù)）辦公室布置的主要考慮因素：信息傳遞與交流的迅速、方便 包括各種書面文件、電子信息的傳遞，也包括人與人之間的信息傳遞與交流。人員的勞動生產(chǎn)率 根據(jù)工作性質(zhì)的不同、工作目標的不同來考慮什么樣的布置更有利于生產(chǎn)率的提高。辦公室布置的幾種基本模式：傳統(tǒng)的封閉式辦公室 辦公樓被分割成多個小房間，伴之以一堵堵墻、一個個門和長長的走廊。優(yōu)點是可以保持工作人員的獨立性。但不利于人與人之間的信息交流和傳遞，也不利于上下級之間