工厂布局设计
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第五章 工厂布局设计
5.1设施规划概述
5.1.1设施规划与设计的研究范围 设施规划与设计的研究范围
场(厂)址选择 布置设计 物料搬运系统设计 设施 设计 建筑设计 公用工程设计 信息系统设计
设施规划 与设计
5.1.2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。
5.3.2作业单位相互关系分析 作业单位相互关系分析
•作业单位相互关系的决定因素及相互关 系等级的划分
符号 A E I O U X
含义 绝对重要 特别重要 重要 一般密切程度 不重要 负的密切程度
说
明
比例(％) 2—5 3～10 5～15 10 一 25 45—80
不希望接近、酌情而定
•作业单位综合相互关系表
剪切区和冲压机 I 部件装配和总装配 保管室和财会部门 维修和接收 O 废品回收和工具室 收发室和厂办公室 维修和自助食堂 U 焊接和外购件仓库 技术部门和发运 焊接和油漆 X 焚化炉和主要办公室 冲压车间和工具车间
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 产品的运送 共用相同的设备 联系频繁程度 辅助服务不重要 接触不多 不常联系 灰尘、火灾 烟尘、臭味、灰尘 外观、振动
0.15 0.40 废料 10 0.81 0.2 废料
图5-6 车体加工工艺过程（单位：t）
图5-7 液压加工工艺过程（单位：t）
机油
外协件
原材料
油漆
原材料
原材料
标准件
原材料
2 0.06 1.81
3
1 0.35
2 0.01 1.2
1
1 0.2 0.15
3 0.02 0.20 0.05
1 0.50 0.3
5.3.3
作业单位位置相关图
在SLP中，工厂总平面布置并不直接去考 中 虑各作业单位的建筑物占地面积及其外形几 何形状， 何形状，而是从各作业单位间相互关系密切 程度出发， 程度出发，安排各作业单位之间的相对位置 关系密级高的作业单位之间距离近， ，关系密级高的作业单位之间距离近，关系 密级低的作业单位之间距离远， 密级低的作业单位之间距离远，由此形成作 业单位位置相关图。 业单位位置相关图。
方案 X 方案 Y
方案 Z
9．评价
选出的最佳布置方案
5.2流程分析技术 流程分析技术
5.2.1布局形式 5.2.1布局形式 布局
•产品原则布置 •工艺原则布置 •成组原则布置 •固定式布置
5.2.2 工艺流程图
•变速器的加工与组装 •随车工具箱的加工 •车体加工 •液压缸加工
标准件
原材料 原材料
3
1 1
0.02 0.20
0.50 0.2 0.3 0.15 0.1 5 (0.3) 0.08 5 (0.23) 4 9 0.2 0.1 0.1 废料 0.05
0.01
0.3
7 0.31
废料
图5-4 变速器加工工艺过程(单位：t)
图5-5 随车工具箱加工工艺过程(单位：t)
原材料 油漆 原材料 1 2 0.01 1.20 6 0.2 4 5 1 0.35
6 5 0.2 0.08 (0.55) 4 (0.23) 9 0.15 0.40 废料 废料 10 废料 0.1 0.01 5 0.1
5 (0.3)
4
0.3
0.2 废料 0.31
7 0.81 0.1 0.01
0.2
8 3.24 11 3.3
叉车生产工艺过程图
12
5.2.3 作业单位相互关系图
作业单位相互关系图的基本原理
序 号 10 11 12 13 14 15 16 17 18
作业单位对（物流 路线） 4-7 4-8 5-9 6-10 7-8 8-9 8-10 8-11 11-12
物流 强度 0.3 0.2 0.31 0.8 0.31 0.1 0.81 3.24 3.3
物流强度 等级 I O I E I O E A A
•作业单位非物流相互关系表
基准相互关系
字母 一对作业单位 钢材库和剪切区域 关系密切程度的理由 搬运物料的数量 类似的搬运问题 A 最后检查和包装 损坏没有包装的物品 包装完毕以前检查单不明确 清理和油漆 接待和参观者停车处 E 金属精加工和焊接 维修和部件装配 使用相同的人员、公用设施、管理方式和相同形式的建筑物 方便、安全 搬运物料的数量和形状 服务的频繁和紧急程度
5.1.3设施规划与设计阶段结构
O 预规划 规 划 阶 段 III.详细规划 IV.规划实施 V 规划后 I.确定方针 II.总体规划
规划时间
设施规划与设计阶段结构
阶段 名称 成果 ０ 预规划 确定目标 Ⅰ 确定方案 分析并确定位 置及其外部条 件 主要工作内容 制 定 设施 要 求 预测、 估算生产 能力及需求量 财务工作 财务平衡 确定设施 要求 生产能力 及需求量 财务再论证 按规划要求总 体规划及总布 置图 财务总概算比 较 按 规 划要 求 作 详细规划及详 细布置图 财务详细概算 筹集投资 制定进度表或 网络图 项目管理(施 工、安装、试车 及总结) 投资 II 总体规划 总体规划 Ⅲ 详细规划 详细规划 Ⅳ 规划实施 设施实施计划 Ⅴ 规划后 竣工试运转
5.3 SLP法求解
5.3.1物流分析与物流相关表 物流分析与物流相关表
•物流强度等级
物流强度等级 超高物流强度 特高物流强度 较大物流强度 一般物流强度 可忽略搬运 符号 A E I O U 物流路线 比例(％) 10 20 30 40 承担的物流量 比例(％) 40 30 20 10
表5-3
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
• 作业单位综合相互关系 • 作业单位综合相互关系表的建立步骤 • 进行物流分析，求得作业单位物流相关表 • 确定作业单位间非物流相互关系影响因素及等级，求得作业 单位相互关系表 • 确定物流与非物流相互关系的相对重要性 • 量化物流强度等级和非物流的密切程度等级 • 当作业单位数目为N时，总的作业单位对数可用下式计算 • 计算量化的所有作业单位之间综合相互关系 • 综合相互关系等级划分 • 经过调整，建立综合相互关系表
(4) 重视人的因素，运用人机工程理论，进行综合设计，并 要考虑环境的条件包括空间大小、通道配置、色彩、照 明、温度、湿度、噪声等因素对人的工作效率和身心健 康的影响； (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。要先进行总体方案布置设计， 再进行详细布置；而详细布置设计方案又要反馈到总体 布置方案中，对总体方案进行修正。
•物流相关表
序号 作业单位名称
叉 车 总 装 厂 作 业 单 位 物 流 相 关 表
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
原材料库 U 油料库 U 标准件、外购件库 U 机加工车间 E 热处理车间 U 焊接车间 U 变速器车间 I 总装车间 O 工具车间 U 油漆车间 U 试车车间 A 成品库 U 办公服务楼 U 车库 U U U U U U U U U U E A U U U U U U U U U U U E U U U U U U I U U U U U U I O U U U U U U U U O E U U U U U U U U U U U U O O U U U U I E E U U O U U U U U
原则：
(1) 减少或消除不必要的作业，这是提高企业生 产率和降低消耗的最有效方法之一。只有在时 间上缩短生产周期，空间上减少占地，物料上 减少停留、搬运和库存，才能保证投入的资金 最少、生产成本最低； (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。因为生产系统的有效运 行依赖于人流、物流、信息流的合理化； (3) 运用系统的概念。系统分析的方法求得系统 的整体优化；
5.1.4 设施规划（布局设计）设计方法 设施规划（布局设计）
•摆样法 摆样法 •数学模型法 数学模型法 •图解法 图解法 •系统布置设计 系统布置设计SLP 系统布置设计
5.1.5工厂布局的基本原始资料 工厂布局的基本原始资料
• 产品和产量 • 工艺过程 • 辅助服务部门 • 时间安排
5.1.6系统布置设计 5.1.6系统布置设计(SLP)模式 系统布置设计 模式
作
业 等级 U U I E E
关系密切程度 物流关系（加权值：1） 非物流关系 （加权值： 1） 分值 0 0 2 3 3 等级 E E I I E 分值 3 3 2 2 3
综合关系 分值 3 3 4 5 6 等级 I I E E E
单位对 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6
序 作 业Hale Waihona Puke Baidu
综合关系
叉车总装厂物流强度汇总表
序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
作业单位对（物流 路线） 1-4 1-5 1-6 1-9 2-10 2-11 3-7 3-8 4-5
物流 强度 0.3 1.05 1.2 0.05 0.01 0.06 0.01 1.82 1.15
物流强度 等级 I E E O O O O E E
综合相互关系等级与划分比例 等级与划分比例 综合
关系等级 绝对必要靠近 特别重要靠近 重要 一般 不重要 不希望靠近
符号 A E I O U X
作业单位对比例(%)
1～3 2～5 3～8 5～15 20～85 0～10
•建立叉车总装厂作业单位综合相互关系表
• • 加权值选取 综合相互关系计算
序 号 1 2 3 4 5
•准备原始资料 •物流分析与作业单位相互关系分析 •绘制作业单位位置相关图 • 作业单位占地面积计算 •绘制作业单位面积相关图 •修正 •方案评价与择优
原始资料：P、Q、R、S、T 及作业单位
1．物流
2．作业单位相互关系
3．相互关系图解
4．所需面积
5．可用面积
6．面积相关图解
7．修正因素
8．实际条件限制
序 作 业
综合关系
序 作 业
综合关系
号 单位对 分值 等级 号 单位对 分值 等级 号 单位对 分值 等级 31 32 33 34 35 36 37 38 3-9 3-10 3-11 3-12 3-13 3-14 4-5 4-6 0 0 0 0 0 2 7 1 U U U U U I A O 52 53 54 55 56 57 58 59 5-11 5-12 5-13 5-14 6-7 6-8 6-9 6-10 0 0 -1 0 0 0 0 2 U U X U U U U U* 73 74 75 76 77 78 79 80 8-11 8-12 8-13 8-14 9-10 9-11 9-12 9-13 7 0 3 2 0 0 0 1 A U I I U U U O
序号 作业单位名称
叉 车 总 装 厂 作 业 单 位 非 物 流 相 互 关 系 表
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
原材料库
E 4
油料库
E 4
E 4 I 3 U U X 5 U A 1 U O 2 U A 1 U U U U E 1 U U I 1 U I 1 U E 1 U U U U A 1 X 5 O 4 O 4 U E 3 I 8 U O 4 U U E 4 I 3 I 2 U I 4 O 2 X 5 U U X 5 O 2 E 1 X 5 U U X 5 U I 2 E 6 U O 2 U I 4 U I 2 I 2 U U U U U I 2 X 5 U U U E 1 U U X 5 I 2 I 3 E 3 U U I 1 U U U U I 2
•划分综合关系密级
总分 关系等级 A E I O U X 合 计 作业单位对数 3 9 18 8 46 7 91 百分比(%) 3.3 9.9 19.8 8.8 50.5 7.7 100
7～8 4～6 2～3 1 0 -1
•建立作业单位综合相互关系表
序号 作业单位名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 原材料库 I 油料库 I 标准件、外购件库 U 机加工车间 A 热处理车间 U 焊接车间 U 变速器车间 E 总装车间 I 工具车间 U 油漆车间 U 试车车间 A 成品库 O 办公服务楼 I 车库 I O U U X U U U O U E A U I I U U I U I O U U U U U X O U U E X U U X U O E I I U O U I U U U I E U U U U U I U X X U U U E O U X I I E E E U U I U U U U I
5.1设施规划概述
5.1.1设施规划与设计的研究范围 设施规划与设计的研究范围
场(厂)址选择 布置设计 物料搬运系统设计 设施 设计 建筑设计 公用工程设计 信息系统设计
设施规划 与设计
5.1.2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。
5.3.2作业单位相互关系分析 作业单位相互关系分析
•作业单位相互关系的决定因素及相互关 系等级的划分
符号 A E I O U X
含义 绝对重要 特别重要 重要 一般密切程度 不重要 负的密切程度
说
明
比例(％) 2—5 3～10 5～15 10 一 25 45—80
不希望接近、酌情而定
•作业单位综合相互关系表
剪切区和冲压机 I 部件装配和总装配 保管室和财会部门 维修和接收 O 废品回收和工具室 收发室和厂办公室 维修和自助食堂 U 焊接和外购件仓库 技术部门和发运 焊接和油漆 X 焚化炉和主要办公室 冲压车间和工具车间
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 产品的运送 共用相同的设备 联系频繁程度 辅助服务不重要 接触不多 不常联系 灰尘、火灾 烟尘、臭味、灰尘 外观、振动
0.15 0.40 废料 10 0.81 0.2 废料
图5-6 车体加工工艺过程（单位：t）
图5-7 液压加工工艺过程（单位：t）
机油
外协件
原材料
油漆
原材料
原材料
标准件
原材料
2 0.06 1.81
3
1 0.35
2 0.01 1.2
1
1 0.2 0.15
3 0.02 0.20 0.05
1 0.50 0.3
5.3.3
作业单位位置相关图
在SLP中，工厂总平面布置并不直接去考 中 虑各作业单位的建筑物占地面积及其外形几 何形状， 何形状，而是从各作业单位间相互关系密切 程度出发， 程度出发，安排各作业单位之间的相对位置 关系密级高的作业单位之间距离近， ，关系密级高的作业单位之间距离近，关系 密级低的作业单位之间距离远， 密级低的作业单位之间距离远，由此形成作 业单位位置相关图。 业单位位置相关图。
方案 X 方案 Y
方案 Z
9．评价
选出的最佳布置方案
5.2流程分析技术 流程分析技术
5.2.1布局形式 5.2.1布局形式 布局
•产品原则布置 •工艺原则布置 •成组原则布置 •固定式布置
5.2.2 工艺流程图
•变速器的加工与组装 •随车工具箱的加工 •车体加工 •液压缸加工
标准件
原材料 原材料
3
1 1
0.02 0.20
0.50 0.2 0.3 0.15 0.1 5 (0.3) 0.08 5 (0.23) 4 9 0.2 0.1 0.1 废料 0.05
0.01
0.3
7 0.31
废料
图5-4 变速器加工工艺过程(单位：t)
图5-5 随车工具箱加工工艺过程(单位：t)
原材料 油漆 原材料 1 2 0.01 1.20 6 0.2 4 5 1 0.35
6 5 0.2 0.08 (0.55) 4 (0.23) 9 0.15 0.40 废料 废料 10 废料 0.1 0.01 5 0.1
5 (0.3)
4
0.3
0.2 废料 0.31
7 0.81 0.1 0.01
0.2
8 3.24 11 3.3
叉车生产工艺过程图
12
5.2.3 作业单位相互关系图
作业单位相互关系图的基本原理
序 号 10 11 12 13 14 15 16 17 18
作业单位对（物流 路线） 4-7 4-8 5-9 6-10 7-8 8-9 8-10 8-11 11-12
物流 强度 0.3 0.2 0.31 0.8 0.31 0.1 0.81 3.24 3.3
物流强度 等级 I O I E I O E A A
•作业单位非物流相互关系表
基准相互关系
字母 一对作业单位 钢材库和剪切区域 关系密切程度的理由 搬运物料的数量 类似的搬运问题 A 最后检查和包装 损坏没有包装的物品 包装完毕以前检查单不明确 清理和油漆 接待和参观者停车处 E 金属精加工和焊接 维修和部件装配 使用相同的人员、公用设施、管理方式和相同形式的建筑物 方便、安全 搬运物料的数量和形状 服务的频繁和紧急程度
5.1.3设施规划与设计阶段结构
O 预规划 规 划 阶 段 III.详细规划 IV.规划实施 V 规划后 I.确定方针 II.总体规划
规划时间
设施规划与设计阶段结构
阶段 名称 成果 ０ 预规划 确定目标 Ⅰ 确定方案 分析并确定位 置及其外部条 件 主要工作内容 制 定 设施 要 求 预测、 估算生产 能力及需求量 财务工作 财务平衡 确定设施 要求 生产能力 及需求量 财务再论证 按规划要求总 体规划及总布 置图 财务总概算比 较 按 规 划要 求 作 详细规划及详 细布置图 财务详细概算 筹集投资 制定进度表或 网络图 项目管理(施 工、安装、试车 及总结) 投资 II 总体规划 总体规划 Ⅲ 详细规划 详细规划 Ⅳ 规划实施 设施实施计划 Ⅴ 规划后 竣工试运转
5.3 SLP法求解
5.3.1物流分析与物流相关表 物流分析与物流相关表
•物流强度等级
物流强度等级 超高物流强度 特高物流强度 较大物流强度 一般物流强度 可忽略搬运 符号 A E I O U 物流路线 比例(％) 10 20 30 40 承担的物流量 比例(％) 40 30 20 10
表5-3
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
• 作业单位综合相互关系 • 作业单位综合相互关系表的建立步骤 • 进行物流分析，求得作业单位物流相关表 • 确定作业单位间非物流相互关系影响因素及等级，求得作业 单位相互关系表 • 确定物流与非物流相互关系的相对重要性 • 量化物流强度等级和非物流的密切程度等级 • 当作业单位数目为N时，总的作业单位对数可用下式计算 • 计算量化的所有作业单位之间综合相互关系 • 综合相互关系等级划分 • 经过调整，建立综合相互关系表
(4) 重视人的因素，运用人机工程理论，进行综合设计，并 要考虑环境的条件包括空间大小、通道配置、色彩、照 明、温度、湿度、噪声等因素对人的工作效率和身心健 康的影响； (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。要先进行总体方案布置设计， 再进行详细布置；而详细布置设计方案又要反馈到总体 布置方案中，对总体方案进行修正。
•物流相关表
序号 作业单位名称
叉 车 总 装 厂 作 业 单 位 物 流 相 关 表
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
原材料库 U 油料库 U 标准件、外购件库 U 机加工车间 E 热处理车间 U 焊接车间 U 变速器车间 I 总装车间 O 工具车间 U 油漆车间 U 试车车间 A 成品库 U 办公服务楼 U 车库 U U U U U U U U U U E A U U U U U U U U U U U E U U U U U U I U U U U U U I O U U U U U U U U O E U U U U U U U U U U U U O O U U U U I E E U U O U U U U U
原则：
(1) 减少或消除不必要的作业，这是提高企业生 产率和降低消耗的最有效方法之一。只有在时 间上缩短生产周期，空间上减少占地，物料上 减少停留、搬运和库存，才能保证投入的资金 最少、生产成本最低； (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。因为生产系统的有效运 行依赖于人流、物流、信息流的合理化； (3) 运用系统的概念。系统分析的方法求得系统 的整体优化；
5.1.4 设施规划（布局设计）设计方法 设施规划（布局设计）
•摆样法 摆样法 •数学模型法 数学模型法 •图解法 图解法 •系统布置设计 系统布置设计SLP 系统布置设计
5.1.5工厂布局的基本原始资料 工厂布局的基本原始资料
• 产品和产量 • 工艺过程 • 辅助服务部门 • 时间安排
5.1.6系统布置设计 5.1.6系统布置设计(SLP)模式 系统布置设计 模式
作
业 等级 U U I E E
关系密切程度 物流关系（加权值：1） 非物流关系 （加权值： 1） 分值 0 0 2 3 3 等级 E E I I E 分值 3 3 2 2 3
综合关系 分值 3 3 4 5 6 等级 I I E E E
单位对 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6
序 作 业Hale Waihona Puke Baidu
综合关系
叉车总装厂物流强度汇总表
序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
作业单位对（物流 路线） 1-4 1-5 1-6 1-9 2-10 2-11 3-7 3-8 4-5
物流 强度 0.3 1.05 1.2 0.05 0.01 0.06 0.01 1.82 1.15
物流强度 等级 I E E O O O O E E
综合相互关系等级与划分比例 等级与划分比例 综合
关系等级 绝对必要靠近 特别重要靠近 重要 一般 不重要 不希望靠近
符号 A E I O U X
作业单位对比例(%)
1～3 2～5 3～8 5～15 20～85 0～10
•建立叉车总装厂作业单位综合相互关系表
• • 加权值选取 综合相互关系计算
序 号 1 2 3 4 5
•准备原始资料 •物流分析与作业单位相互关系分析 •绘制作业单位位置相关图 • 作业单位占地面积计算 •绘制作业单位面积相关图 •修正 •方案评价与择优
原始资料：P、Q、R、S、T 及作业单位
1．物流
2．作业单位相互关系
3．相互关系图解
4．所需面积
5．可用面积
6．面积相关图解
7．修正因素
8．实际条件限制
序 作 业
综合关系
序 作 业
综合关系
号 单位对 分值 等级 号 单位对 分值 等级 号 单位对 分值 等级 31 32 33 34 35 36 37 38 3-9 3-10 3-11 3-12 3-13 3-14 4-5 4-6 0 0 0 0 0 2 7 1 U U U U U I A O 52 53 54 55 56 57 58 59 5-11 5-12 5-13 5-14 6-7 6-8 6-9 6-10 0 0 -1 0 0 0 0 2 U U X U U U U U* 73 74 75 76 77 78 79 80 8-11 8-12 8-13 8-14 9-10 9-11 9-12 9-13 7 0 3 2 0 0 0 1 A U I I U U U O
序号 作业单位名称
叉 车 总 装 厂 作 业 单 位 非 物 流 相 互 关 系 表
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
原材料库
E 4
油料库
E 4
E 4 I 3 U U X 5 U A 1 U O 2 U A 1 U U U U E 1 U U I 1 U I 1 U E 1 U U U U A 1 X 5 O 4 O 4 U E 3 I 8 U O 4 U U E 4 I 3 I 2 U I 4 O 2 X 5 U U X 5 O 2 E 1 X 5 U U X 5 U I 2 E 6 U O 2 U I 4 U I 2 I 2 U U U U U I 2 X 5 U U U E 1 U U X 5 I 2 I 3 E 3 U U I 1 U U U U I 2
•划分综合关系密级
总分 关系等级 A E I O U X 合 计 作业单位对数 3 9 18 8 46 7 91 百分比(%) 3.3 9.9 19.8 8.8 50.5 7.7 100
7～8 4～6 2～3 1 0 -1
•建立作业单位综合相互关系表
序号 作业单位名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 原材料库 I 油料库 I 标准件、外购件库 U 机加工车间 A 热处理车间 U 焊接车间 U 变速器车间 E 总装车间 I 工具车间 U 油漆车间 U 试车车间 A 成品库 O 办公服务楼 I 车库 I O U U X U U U O U E A U I I U U I U I O U U U U U X O U U E X U U X U O E I I U O U I U U U I E U U U U U I U X X U U U E O U X I I E E E U U I U U U U I