第六章 工廠布局設(shè)計(jì)

第六章工廠布局設(shè)計(jì)

(設(shè)施規(guī)劃)本章知識(shí)結(jié)構(gòu)工廠布局設(shè)計(jì)設(shè)施規(guī)劃布局形式流程分析SLP螺旋法方案評(píng)價(jià)與選擇設(shè)施規(guī)劃物料原材料、各種制品和輔助物資的總稱設(shè)施物理工廠、配送中心、服務(wù)中心及其相關(guān)裝備物料流動(dòng)物料運(yùn)動(dòng)與變換的過程基本概念研究范圍目標(biāo)與原則(1)簡(jiǎn)化加工過程；(2)有效地利用設(shè)備、空間、能源和人力資源；(3)最大限度地減少物料搬運(yùn)；(4)縮短生產(chǎn)周期；(5)力求投資最低；(6)為職工提供方便、舒適、安全和職業(yè)衛(wèi)生的件。(1)減少或消除不必要的作業(yè);(2)從流動(dòng)的觀點(diǎn)出發(fā)，并貫穿始終;(3)運(yùn)用系統(tǒng)的概念;(4)運(yùn)用人機(jī)工程理論，進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。(5)反復(fù)迭代、并行設(shè)計(jì)的過程目標(biāo)原則階段結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)的方法（1）擺樣法（2）數(shù)學(xué)模型法

（3）圖解法（4）系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)SLP利用同等比例的平面圖，通過關(guān)系分析，調(diào)整樣片直至得到較好的布置方案。利用運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)的模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。運(yùn)用螺旋線法、簡(jiǎn)化布置規(guī)劃法、運(yùn)輸行程法等進(jìn)行布置設(shè)計(jì)。一套系統(tǒng)化的規(guī)劃設(shè)計(jì)方法，當(dāng)前工廠布局設(shè)計(jì)的主流。設(shè)施規(guī)劃的基本的要素制定工藝路線R作業(yè)單位劃分S制定作業(yè)計(jì)劃T產(chǎn)品P產(chǎn)品Q布置方案布置設(shè)計(jì)方法??????定性約束條件定量約束條件SLP模式原始資料：P、Q、R、S、T及作業(yè)單位1.物流2.作業(yè)單位相互關(guān)系3.相互關(guān)系圖解6.面積相關(guān)圖解4.所需面積5.可用面積7.修正因素8.實(shí)際條件限制方案Y方案X方案Z9.評(píng)價(jià)最佳布置方案布局形式產(chǎn)品種類很少、產(chǎn)量很大產(chǎn)品原則布置單件或多品種小批量生產(chǎn)工藝原則布置多品種、中小批量生產(chǎn)成組原則布置大件產(chǎn)品的生產(chǎn)固定式布置工廠布局形式單元生產(chǎn)方式與單元布局單元布置生產(chǎn)方式本質(zhì)上屬于成組原則布置。優(yōu)勢(shì)：1、時(shí)間流失最小化2、物流通暢3、便于管理4、降低成本5、技術(shù)積累單人方式分工方式巡回方式形態(tài)：PQ分析與布局形式流水線型成組型機(jī)群型產(chǎn)品固定型種類產(chǎn)量產(chǎn)品：ABCMNO…ORS…XYZ種類：少多多少數(shù)量：大中少極少所有產(chǎn)品均按產(chǎn)量遞減順序排列流程分析與空間需求分析流程分析不僅要考察每個(gè)零件在工廠中的路徑，而且要使以下因素降低到最低：移動(dòng)距離，返回次數(shù)，交叉運(yùn)輸，生產(chǎn)費(fèi)用流程分析的發(fā)展工藝程序圖流程程序圖線路圖工藝過程圖工藝過程圖5471原材料3標(biāo)準(zhǔn)件0.010.500.200.10.20.31(0.30)廢料金屬利用率60%0.3/0.60=0.5（單位：t）辦公室或規(guī)劃面積，建筑特征服務(wù)及輔助作業(yè)單位/區(qū)域□檢驗(yàn)、測(cè)試、檢查區(qū)域□檢驗(yàn)

D停放或暫存區(qū)域

D停滯儲(chǔ)存作業(yè)單位/區(qū)域儲(chǔ)存與運(yùn)輸有關(guān)的作業(yè)單位/區(qū)域運(yùn)輸○裝配、部件裝配拆卸○成形或處理加工區(qū)○操作黑白圖紋顏色區(qū)別說明作業(yè)單位及區(qū)域的擴(kuò)充符號(hào)工藝過程圖標(biāo)符號(hào)及作用作業(yè)單位工作性質(zhì)符號(hào)例題:某液壓轉(zhuǎn)向器廠家具體情況如下序號(hào)作業(yè)單位名稱1原材料庫2鑄造車間3熱處理車間4機(jī)加工車間5精密車間6標(biāo)準(zhǔn)件、半成品7組裝車間8性能實(shí)驗(yàn)室9成品庫10辦公、服務(wù)樓11設(shè)備維修車間作業(yè)單位工作內(nèi)容材料利用率（%）原材料庫鑄錠鑄造車間鑄造60機(jī)加工車間銑、鏜80精密車間精鏜95半成品庫暫存前蓋加工工藝過程表（成品質(zhì)量0.9KG）請(qǐng)繪制前蓋的工藝過程圖叉車生產(chǎn)工藝過程圖作業(yè)單位相互關(guān)系圖作業(yè)單位：表示要在工廠或服務(wù)中作布局設(shè)計(jì)時(shí)需要確定位置的一些事物。工廠布局中廠房、車間、倉庫、辦公樓等車間布局中機(jī)床、裝配臺(tái)、檢查站等系統(tǒng)化設(shè)施布置SLP（SystematicLayoutPlanning）基本要素分析制定工藝路線R作業(yè)單位劃分S制定作業(yè)計(jì)劃T產(chǎn)品P產(chǎn)品Q布置方案布置設(shè)計(jì)方法??????定性約束條件定量約束條件基本要素分析（P-Q分析）品種多少＋產(chǎn)量高低→

生產(chǎn)類型大量生產(chǎn)？成批生產(chǎn)？單件生產(chǎn)？產(chǎn)品原則布置？工藝原則布置？成組原則布置？固定工位布置？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>1000300～1000100～3005～100<5中型零件>5000500～5000200～50010～200<10輕型零件>500005000～50000500～5000100～500<100產(chǎn)品類型零件重量（kg）輕型零件中型零件重型零件電子工業(yè)<44～30>30機(jī)床<1515～50>50重型機(jī)械<100100～200>200不同行業(yè)產(chǎn)品類型劃分生產(chǎn)類型的劃分流水線型成組型機(jī)群型產(chǎn)品固定型種類產(chǎn)量產(chǎn)品：ABCMNO…ORS…XYZ種類：少多多少數(shù)量：大中少極少所有產(chǎn)品均按產(chǎn)量遞減順序排列基本要素分析（R分析）工藝過程決定了生產(chǎn)車間劃分狀況，其他輔助服務(wù)部門的設(shè)置也大多受生產(chǎn)工藝過程影響產(chǎn)品組成加工精度零件形狀裝配要求加工設(shè)備加工方法加工工藝過程產(chǎn)品組成：自制、外協(xié)、外購叉車（3.3t）行走系統(tǒng)電瓶、電機(jī)（0.2t）變速器（0.3t）轉(zhuǎn)向器、驅(qū)動(dòng)橋（0.8t）液壓抬升系統(tǒng)抬升機(jī)構(gòu)（0.3t）液壓缸（0.2t）泵及液壓回路（0.2t）車體（0.8t）平衡重（0.3t）隨車工具箱（0.1t）其它液壓油（0.06t）塑料制品（0.01t）油漆（0.01t）標(biāo)準(zhǔn)件（0.02t）●●●●▲▲▲▲★★★★★某廠電瓶叉車▲

自制

●

外協(xié)

★

外購基本要素分析（R分析）可行性、經(jīng)濟(jì)性、可維護(hù)性工藝過程設(shè)計(jì)B、工藝過程調(diào)研

◆工藝過程卡：車間

◆工藝過程圖：全廠設(shè)備選擇作業(yè)單位劃分A、由專業(yè)技術(shù)人員完成工藝過程設(shè)計(jì)車間、倉庫、輔助服務(wù)部門、職能管理部門基本要素分析（R分析—

工具選擇）

★

工藝過程圖：批量大、品種少

★

多種產(chǎn)品工藝過程表：批量較大、品種多

★成組方法：中小批量、品種數(shù)十種

★

從至表：產(chǎn)量很小、品種很多1、工藝過程圖2、多種產(chǎn)品工藝過程表產(chǎn)品較多時(shí)，把工藝過程圖匯總成多種產(chǎn)品工藝過程表

理想方案：各產(chǎn)品的倒流物流強(qiáng)度最小，即物流順流程度W最大3、從至表當(dāng)研究的對(duì)象品種數(shù)量非常多時(shí)，用從至表研究物流狀況非常方便

理想狀態(tài)：只有上三角方陣有數(shù)據(jù)從至表單位3和單位9之間的物流量為4物流分析—

物流等級(jí)強(qiáng)度物流強(qiáng)度等級(jí)符號(hào)物流路線比例(%)承擔(dān)物流量比例(%)超高物流強(qiáng)度A1040特高物流強(qiáng)度E2030較大物流強(qiáng)度I3020一般物流強(qiáng)度O4010可忽略搬運(yùn)U物流分析—

物流強(qiáng)度匯總總計(jì)：14.614.6×0.4＝5.84A14.6×0.3＝4.38E14.6×0.2＝2.92I14.6×0.1＝1.46O物流分析—

物流強(qiáng)度分析表物流分析—

物流相關(guān)表相互關(guān)系分析—

等級(jí)劃分符號(hào)含義說明比例(%)A絕對(duì)重要2～5E特別重要3～10I重要5～15O一般密切程度10～25U不重要45～80X負(fù)的密切程度不希望接近酌情而定相互關(guān)系分析—

因素分析人員聯(lián)系8振動(dòng)7共用設(shè)備及輔助動(dòng)力源6安全及污染5管理方便4物料搬運(yùn)3生產(chǎn)服務(wù)2工作流程的連續(xù)性1理由編碼相互關(guān)系分析—

相關(guān)表上面部分：密切程度下面部分：確定理由綜合相互關(guān)系分析—

相關(guān)表物流關(guān)系與非物流關(guān)系合并相對(duì)重要性比值m:n不應(yīng)超過1:3～3:1m:n＝3:1、2:1、1:1、1:2、1:3量化等級(jí)，一般，取A=4、E＝3、I＝2、O＝1、U＝0、X＝－1綜合相互關(guān)系分析—

等級(jí)劃分關(guān)系密級(jí)符號(hào)作業(yè)單位對(duì)比例(%)絕對(duì)必要靠近A1～3特別主要靠近E2～5重要I3～8一般O5～15不重要U20～85不希望靠近X0～10與X級(jí)合并不超過O級(jí)，極不希望靠近定XX級(jí)綜合相互關(guān)系分析—

綜合關(guān)系計(jì)算表綜合相互關(guān)系分析—

綜合相關(guān)表完成后再仔細(xì)核查一遍平面布置—

步驟

根據(jù)關(guān)系密切程度高低決定距離遠(yuǎn)近

繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖

繪制作業(yè)單位面積相關(guān)圖

修正調(diào)整得到數(shù)個(gè)可行布置設(shè)計(jì)方案

評(píng)價(jià)擇優(yōu)平面布置—

接近程度計(jì)算綜合接近程度某一作業(yè)單位綜合接近程度等于該作業(yè)單位與其他所有作業(yè)單位間量化后關(guān)系密切等級(jí)之和平面布置—

密切程度等級(jí)表示元音符號(hào)系數(shù)值線條數(shù)密切程度等級(jí)顏色規(guī)范A4絕對(duì)必要E3特別重要I2重要O1一般U0不重要不著色X-1不希望XX-2/-3/-4/?極不希望平面布置—

位置相關(guān)圖第一步：處理關(guān)系密級(jí)A作業(yè)對(duì)

按各作業(yè)單位綜合接近程度的高低排序，找出綜合接近程度最高的布置在中心位置，依次處理作業(yè)單位對(duì)平面布置—

接近程度計(jì)算平面布置—

位置相關(guān)圖845127

31011第一步：處理關(guān)系密級(jí)A作業(yè)對(duì)

按各作業(yè)單位綜合接近程度的高低排序，找出綜合接近程度最高的布置在中心位置，依次處理作業(yè)單位對(duì)第二步：處理關(guān)系密級(jí)E的作業(yè)對(duì)

……

最后重點(diǎn)調(diào)整X級(jí)作業(yè)單位對(duì)的相互位置平面布置—

位置相關(guān)圖隨著處理的作業(yè)單位越來越多，相互的矛盾也越來越多，必須適當(dāng)修改原方案平面布置—

面積相關(guān)圖將作業(yè)單位占地面積與空間幾何形狀結(jié)合到位置相關(guān)圖中得到作業(yè)單位面積相關(guān)圖確定作業(yè)單位占地面積設(shè)備占地物流模式通道過道人員活動(dòng)繪制面積相關(guān)圖平面布置—

面積相關(guān)圖1、基本流動(dòng)模式直線型L型U型環(huán)型S型平面布置—

面積相關(guān)圖2、作業(yè)單位廠房面積設(shè)計(jì)防火安全、人因因素、公用系統(tǒng)環(huán)保問題聯(lián)合廠房布置問題多層廠房布置問題車間廠房設(shè)計(jì)屬于詳細(xì)布置階段的工作，而全廠總平面布置階段又需要車間廠房的面積等參數(shù)，因此整個(gè)布置工作是一個(gè)逐步細(xì)化、反復(fù)迭代的過程。3、輔助部門的布置與設(shè)計(jì)平面布置—

面積相關(guān)圖工廠服務(wù)設(shè)施一般包括：工廠主出入口，包括大門、門衛(wèi)室、收發(fā)室等行政管理部門，包括工廠辦公樓、綜合服務(wù)樓等生活服務(wù)設(shè)施，食堂、醫(yī)務(wù)室等交通服務(wù)設(shè)施，汽車庫、停車場(chǎng)、自行車棚等檢測(cè)與技術(shù)服務(wù)部門，實(shí)驗(yàn)室、技術(shù)服務(wù)部等社會(huì)服務(wù)設(shè)施，產(chǎn)品展銷、維修服務(wù)部等平面布置—

面積相關(guān)圖4、作業(yè)相關(guān)圖繪制步驟Step1:選擇合適的繪圖比例Step2:將作業(yè)單位位置相關(guān)圖放大到圖紙上，為了簡(jiǎn)潔，只繪制重要關(guān)系（A、E、及X等）Step3:把作業(yè)單位重要程度順序把各作業(yè)單位按設(shè)計(jì)好的面積和形狀放到圖上Step4:經(jīng)過數(shù)次調(diào)整和重繪，得到作業(yè)單位面積相關(guān)圖**作業(yè)單位旋轉(zhuǎn)調(diào)整可以得到不同的布置方案**預(yù)留空間不足時(shí)，需要調(diào)整位置，但要符合位置相關(guān)性平面布置—

面積相關(guān)圖平面布置—

修正調(diào)整ABCDABCDABCD直接型渠道型中心型物料搬運(yùn)方法修正因素——建筑特征修正因素——平面布置—

修正調(diào)整保證道路的直線性與整齊性、建筑物的整齊規(guī)范及公用管線的條理性道路通道修正因素——滿足物流、人流的要求；

使廠區(qū)道路布置與工廠總平面布置協(xié)調(diào)一致；廠內(nèi)道路一般應(yīng)為正交和環(huán)形布置；滿足消防、衛(wèi)生、安全等環(huán)境保護(hù)及排除水要求；應(yīng)盡量避免或減少與鐵路的交叉；滿足美化和藝術(shù)的要求道路通道應(yīng)按照《廠礦道路設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計(jì)。主干道路：9米次干道路：6米消防通道：3~4.5米車間引道：3