第六章设施布置方法精品PPT课件

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3)图解法——产生于20世纪50年代,有螺线规划法、简化布置法及运输行程图 等。优点是将摆样法与数学模型法结合起来,但实践应用少。
4)系统化布置设计(Systematic Layout Planning,SLP)——1961年, Richard Muther提出了SLP(Systematic Layout Planning)方法,通过作业单 位相互关系的等级(密级)表示法,使设施布置由定性阶段发展到定量阶段,是当 前工厂布局设计的主流方法。
6.4 SLP求解 6.5 计算机化布置方法 6.6 案例分析
FP&D
6.1 设施布置设计的方法
设施的规划与设计是设计生产系统和服务系统的一项重要内容。我国习惯于用 “工厂设计”一词代表工业设施规划与设计,随着工业工程学科的发展,非工业设 施,包括各种服务设施的规划与设计日益受到关注,如医院、机场、超市、餐厅、 办公室的布置规划。
Muther将研究工程布置问题的依据和切入点,归纳为5个基本要素,抓 住这些就是解决问题的“钥匙”。五个基本要素是:
(1)产品(P,Product) (2)产量(Q,Quantity) (3)生产路线(或工艺过程)(R,Route) (4)辅助、服务部门 (S,Service) (5)时间安排(T,Time) 在PQRST五个基本要素中,P、Q两个基本要素是其他一切特征和条件 的基础。
(1)确定物流和非物流相互关系的相对重要性。一般来说,物流与 非物流相互关系的相对重要性的比值m:n应在1:3~3:1之间。当小于1:3 时,说明物流对生产的影响非常小,工厂布置时只考虑非物流的相互关 系;当比值大于3时,说明物流占主导地位,工厂布置时只需考虑物流 相互关系的影响。实际工作中,根据物流与非物流相互关系的相对重要 性取m:n=3:1,2:1,1:1,1:2,1:3,我们把m:n称为加权值。
U1 I 2U
E
U
U
U 2E
U1U
U
7
变速器车间
U
E6U
U
U
U
E
U 1X
O
U
X
I
8
总装车间
1U
X5 U2U
U5I 2
I
U5U
U
I
I2
9
工具车间
1I
I
U
X 4U 2
U 1 E2 U
X 5U
10 油漆车间
U 1U
I 5O
U
U
E 4O 2
11 试车车间
U
O4 I 2
A
X 4 U3
12
成品库
1O5U O4U
4
变速器成品重0.31t,其中标准件0.01t,
0.01
0.3
0.2
7废 料
0.31
箱体、齿轮、轴及杂件总重0.3t,加工过程 金属利用率为60%,即毛坯总重0.50t,经 退火处理的毛坯重量为0.20t,机加工中返 回热处理车间再进行热处理的为0.1t,整个
机加工中金属切除率为40%。 图1 变速器加工工艺过程(单位:t)
所以,各作业单位之间物流和非物流的相互关系均可用作业单位关系图 进行评价和分析。
FP&D
6.3 作业单位相互关系图
物流强度等级划分与非物流关系密级划分如下表所示。
物流强度等级 符号
超高物流强度
A
特高物流强度
E
较大物流强度
I
一般物流强度
O
可忽略搬运
U
物流路线 比例(%)
10
承担的物流量 比例(%)
40
工厂布局(Plant Layout)是设施规划与设计的核心研究内容,也是物流系统 设计分析的重要一环,其布局设计方法可分为:
1)摆样法——最早的布局方法,是二维平面内的比例模拟法。方法简单,但不 够准确,且花费时间较多。
2)数学模型法——运用运筹学、系统工程中的模型优化技术研究最优布局方案。 对于复杂问题简化模型难以得出准确结果,且无法得到布局图。
FP&D
6.4 SLP求解:以电瓶叉车总装厂为例

(1)变速器的加工和组装
变速器由箱体、轴类零件、齿轮类零件及
标准件
原材料
其他杂件和标准件等组成。变速器的制作工
3
1
0.02 0.20 0.50
0.1
0.3
5
(0.3)
艺过程分为零件制作——组装两个阶段。轴 类及齿轮类零件经过备料、退火、粗加工、 热处理、精加工等工序,箱体毛坯由协作厂 制作,经机加工车间加工送变速器组装车间; 杂件的制作经备料、机加工两个阶段。
1 2 3 4 5 6 7
FP&D
6.3 作业单位相互关系图
具体实例:
FP&D
6.3 作业单位相互关系图
对很多制造业的工厂来说,例如冶炼厂、钢铁厂等,其原材料、辅料和 成品的物流量多,物流强度大;但对一些电子厂或宝石加工厂,尤其是服务 行业的企业,需要搬运的物料很少,物流相对不重要,但非物流关系还是存 在的。
20
30
30
20
40
10
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 不希望接近、酌情而定
比例(%)
2—5 3~10 5~15 10 一 25 45—80
FP&D
6.3 作业单位相互关系图
评级及评价时,相对重要性或数量等级的图例符号
元音字母 A E I O U X XX
FP&D
6.4 SLP求解:以电瓶叉车总装厂为例
原材料
1
0.15 0.2
0.08
0.05
5
(0.23)
9
(2)随车工具箱的加工 随车工具箱共重0.1t,其中一部分经备料、 退火、粗加工、热处理、精加工等工艺流程 完成加工,而另一部分只进行简单的冲压加 工即可。
0.1
0.1


图2 随车工具箱加工工艺过程 (单位:t)
FP&D
6.4 SLP求解:以电瓶叉车总装厂为例
作出电瓶叉车总装厂作业单位物流相关图(表):
1 原材料库存
U
2
油料库
U
UI
3 外购件库
UE
UUE
4 机加工车间
UUU
EUUU
5 热处理车间
UOUO
U I UUU
6 焊接车间
UUUOU
U I UUUU
7 变速器车间
E I UUUU
EUUUUUU
8 总装车间
13 办公服务楼
4E I3
14
车库
8
FP&D
6.4 SLP求解:以电瓶叉车总装厂为例

在大多数企业中,各作业单位之间既有物流联系也有非物流的联系, 两作业单位之间的相互关系包括物流关系和非物流关系。因此,要将作 业单位间的物流关系与非物流关系进行合并,求出合成的相系关系—— 综合相互关系,然后由综合相系关系出发,实现各作业单位的合理布置。
工艺过程图
FP&D
6.4 SLP求解:以电瓶叉车总装厂为例
原材料
2 0.01
1 1.20
(3)车体的加工 车体为焊接件,经备料、焊接、喷漆完成 加工。
6
0.40
10 废 料
0.81
图3 车体加工工艺过程 (单位:t)
工艺过程图
FP&装厂为例
原材料
1 0.35
(4)液压缸的加工 液压缸经备料、退火、粗加工、热处理、 精加工等工序完成加工。
5 0.2
4
0.15
废 料 0.2
图4 液压缸加工工艺过程 (单位:t)
工艺过程图
FP&D
6.4 SLP求解:以电瓶叉车总装厂为例
原材料 原材料
原材料
油漆 原材料
原材料 标准件
原材料
2
将上述机加工阶0.06 段、总装、试车、 成品贮存阶段工艺 流程绘制在一起, 就得到了叉车总装 厂全厂工艺过程图。
FP&D
6.2 系统化布置设计程序模式
原始资料:P、Q、R、S、T及作业单位
1.物流分析
2.作业关系
4.所需面积
3.相互关系图 6.面积相关图
5.可用面积
7.修正因素
8.实际条件限制
方案X
方案Y
方案Z
9.评价
选出的最佳布置方案
系统化布置设计(SLP)模式(程序)图
FP&D
6.2 系统化布置设计程序模式
例如,对一个工厂的总平面设计,即布局设计时,其作业单位为厂房、 车间、仓库等;对一个车间作详细布置设计时,作业单位为机器、装配台、 检查站等。 ➢ 作业单位相互关系图(Activity Relationship Chart),就是在对作业 单位关系密切程度进行评价基础上所作出的图表。
FP&D
6.3 作业单位相互关系图
作业单位相互关系图示例:
1)作业单位名称记在左边行内;每个作业单位行作上下45°倾斜,任 意两个作业单位相交得到唯一一个单元格。
2)小菱形单元格被虚线所分割,上半格用AEIOUX六个字母表示相互
关系的重要程度或密切程度,下半格表示重要程度的理由的编码(一般情况
下,非物流相关图使用)。
序号 作业单位名称
作业单位综合相互关系
FP&D
6.4 SLP求解:以电瓶叉车总装厂为例
(4)综合相互关系等级划分。TRij值是一个量值,需要经过等级划分, 才能建立出与物流相关图类似的符号化的作业单位综合相互关系图。综 合相互关系的等级划分为A、E、I、O、U、X,各级别TRij值逐渐递减, 且各级别对应的作业单位对数应符合一定的比例。
该图清楚地表明 了叉车生产的全过 程及各作业单位之 间的物流情况。
若计算全年物流 量,需要乘上全年 叉车总产量。
3 1.81
1 0.35
5 0.2
4
2 0.01
0.15
废 料 0.2
1 1.20
6
1
3
1
0.15 0.2
0.08
0.05
5
(0.23)
0.02 0.20 0.50
0.1
0.3
5
(0.3)
0.40
10 废 料
0.81
9
0.01 0.1
0.1

0.01

4
0.3 0.2
7废 料
0.31
8 3.24 11 3.3
12
工艺过程图
FP&D
6.4 SLP求解:以电瓶叉车总装厂为例

根据工艺过程图得到从至表
FP&D
6.4 SLP求解:以电瓶叉车总装厂为例
统计各作业单位间的物流总量(正反两个方向),然后按 照物流强度大小排序,根据物流强度等级比例划分表划分各作 业单位对的物流强度等级。
根据作业单位非物流相互关系等级划分表,划分作业单位相互关系等 级,并做出作业单位非物流相关图。
FP&D
6.4 SLP求解:以电瓶叉车总装厂为例
1 原材料库存 E
2
油料库
4E
E4 I
3
外购件库
4U 3 I
U
X3E
4
机加工车间
U5X3U
A4U5U
U
5
热处理车间
1O
I
U
I
U2 A 2 I
U1 U
6 焊接车间
以电瓶叉车总装厂为例当物流状况对企业生产有重大影响时物流分析就是工厂布置的重要依据但是当物流对生产影响不大或没有固定的物流时工厂布置便不能依赖于物流分析而应当考虑其他因素对各作业单位间相互关系的影作业单位非物流相互关系密切程度的典型影响因素有
第六章 设施布置方法
6.1 设施布置设计的方法 6.2 系统化布置程序模式
作业单位综合相互关系
FP&D
6.4 SLP求解:以电瓶叉车总装厂为例
(2)量化物流强度等级和非物流的密切程度等级。对于物流与非物 流相关图,一般取A=4,E=3,I=2,O=1,U=0,X=-1,得出量化以后 的物流相关表及非物流相关表。
(3)计算量化的所有作业单位之间的综合相互关系。设任意两个作 业单位分别为Ai和Aj(i≠j),其量化的物流相互关系等级为MRij,量化 的非物流相互关系密切程度等级为NRij,则作业单位Ai和Aj之间综合相 互关系密切程度数量值为TRij=m×MRij+n×NRij。
系数值 4 3 2 1 0 -1
-2,-3,-4…
线条数
密切程度 绝对必要 特别重要
重要 一般 不重要 不希望 极不希望
颜色规范 红 桔黄 绿 蓝
不着色 棕 黑
FP&D
6.4 SLP求解:以电瓶叉车总装厂为例
叉车生产工艺过程分为零部件加工阶段—总装阶段—试车阶段—成品储 存阶段。电瓶叉车由总装厂负责完成重点零部件的加工及总装工作,其他 如转向桥、驱动桥、液压回路及平衡重由协作厂负责制造。为此,总厂设 置了包括原材料库、机加工车间、总装车间等14个部门。依照工艺过程, 各个部门负责不同阶段的工作。现在,由我们利用工艺过程图进行物流分 析,进而完成电瓶叉车总厂的总体布置设计。
P:物料
S:辅助服务
Q:数量
R:路线
T:时间
W
H
Y
PQRST分析
FP&D
6.3 作业单位相互关系图
➢ 作业单位(Activity),这是一个含义泛指的术语,英文原意可以是一 类活动、工作或业务,也可以是一个组织或机构;在设施规划中的专门含 义是表示要在工厂或服务中作布局设计时需要确定位置的一些事物,在不 同的设计层次或不同的情况下,它包括部门、区域、职能部门、工作中心、 建筑、机床或设备组、操作等。
UEUUUU
OUUUUU
9 工具车间
EUUUU
UAUUU
10 油漆车间
UUUU
UUUU
11 试车车间
UUU
AUU
12
成品库
UU
UU
13 办公服务楼
U
U
14
车库
从物流系统优化的角度讲, 物流相关表中物流强度等级高 的作业单位之间的距离应尽量 缩小,即彼此相互接近,而物 流强度等级低的作业单位之间 的距离可以适当加大。
FP&D
6.4 SLP求解:以电瓶叉车总装厂为例

当物流状况对企业生产有重大影响时,物流分析就是工厂布置的重要 依据,但是当物流对生产影响不大或没有固定的物流时,工厂布置便不 能依赖于物流分析,而应当考虑其他因素对各作业单位间相互关系的影 响。
作业单位非物流相互关系密切程度的典型影响因素有:①作业性质相 似性;②使用相同的设备;③使用同一场所;④使用相同的文件档案; ⑤使用相同的公用设施;⑥使用同一组人员;⑦工作联系频繁程度;⑧ 监督和管理方便;⑨噪声、振动、烟尘、危险品的影响;⑩服务的频繁 和紧急程度。
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