生产和服务设施布置

l 解决 工作、设 备、通道 、管线间 的相互位 置； l 解决 物料搬运 流程和运 输方式。 车间布置 设计的任 务是：
l 解决 工厂各个 组成部 分，包括 生产车间 、辅助生 产车间、 仓库、动 力站、办 公场所等 作业单位 相互位 置；
l 解决 运输线路 、管线、 绿化及设 施美化的 相互位 置； l 解决 物料的流 向和流程 、厂内外 运输联接 及运输方 式。
产量 高
单位 费用低， 很高的专 用设备费 用由许多 加工对象 来分摊由 于各加工 对象采用 相同的加 工顺序， 物料运输 大大简 化，所以 单位物料 运输费用 低
工人 和设备的 利用率高
工艺 路线选择 及进度安 排都在系 统的初步 设计中被 确定下 来， 一 旦系统开 始运转就 无须过多 地考虑它 们
工厂总体 布置设计 的任务 是：
l 解决 工厂各个 组成部 分，包括 生产车间 、辅助生 产车间、 仓库、动 力站、办 公场所等 作业单位 相互位 置；
l 解决 运输线路 、管线、 绿化及设 施美化的 相互位 置；
l 解决 物料的流 向和流程 、厂内外 运输联接 及运输方 式。
l 解决 各生产工 段、辅助 服务部门 、储存设 施等作业 单位相互 位置；
企业的生 产规模是 指劳动力 和生产资 料在企业 集中的程 度，如企 业职工人 数、固定 资产总值 、产品总 产值等， 可分为大 、中、小 规模企业 。大型企 业的车间 规模大， 为了便于 组织生 产，同类 生产性质 的车间往 往设置多 个，如机 械加工一 车间、机 械加工二 车间；对 于小型企 业，则可 将加工与 装配同设
图2.4－1 常见的水 平流程布 置形式

（二）布 置类型
1、固定式 布置 （Fixed position layout） 固定式布 置是指加 工对象位 置固定， 生产工人 和设备多 随加工产 品所在的 某一位置 而转移， 如图2.4－2 所示。
图2.4－2 固定式布 置
2、按产品 布置 （Product layout）
产品原则 布置按照 产品生产 的工艺路 线设置各 个工作中 心（工作 地），并 按照一定 的节拍 （生产速 度）完成 作业的连 续重复生 产的一种 生产组织 形式。
在进行生 产线平衡 时，大家 要明确一 个概念： 节拍。节 拍是生产 线投入或 产出相邻 两件相同 制品的时 间间隔。 图2.4－6为 清洗某种 工艺品的 生产过程 。从该图 来看，每 隔2分钟投 入一件工 艺品进行 清洗，这 样就能每 隔2分钟出 产一件清 洗完毕的 工艺品。 这一生产 过程的节 拍就是2分 钟/件。
大家要注 意，节拍 和生产周 期是不同 的。生产 周期是一 件产品完 成所有的 工艺过程 所耗费的 时间。图 2.4－6中， 清洗一件 制品的周 期为6分 钟，而节 拍为2分钟/ 件。为了 能够按照2 分钟/件的 速度清洗 工艺品， 需要利用3 个工作站 （工作 地）。也 即：
。 上式体现 了节拍、 工作地、 生产周期 三者的关 系，即： 。
较常见布 置设计是 按照对象 专业化和 工艺专业 化进行布 置。下面 我们就从 这两方面 介绍设施 布置的一 般原理与 方法。
三、产 品原则 布置
（一）产 品原则布 置的含义
针对标准 化高的产 品或服 务，按照 加工的工 艺过程布 置设备。 适宜重复 性生产。 一般仅涉 及一种或 少数几种 极相似的 产品或服 务。考虑 到每一加 工对象都 是按照同 样的加工 顺序，所 以常常有 可能使用 固定的物 料运输设 备和运输 路线。在 制造业， 这些加工 路线被称 为生产线 或装配线 。高度连 续的生产
图2.4－5是 产品原则 （流水 线）布置 示意图。 图中的各 工作区 （也可以 称为工作 地）是按 产品的工 艺过程进 行划分 的，因而 这种生产 线在一定 条件下只 适宜生产 特定的产 品。
图2.4－5 产品原则 （流水 线）布置 示意图
（二）产 品原则布 置的优缺 点 产品原则 布置的主 要优点：
布置的目 标之一是 使物流成 本最小， 所以流程 分析在布 置中就是 很重要的 问题。流 程形式可 以分为水 平的和垂 直的。如 果所有的 设备、设 施都在同 —个车间 里时，就 按水平方 式考虑， 当生产作 业是在多 个楼层周 转时，就 按垂直方 式考虑。 常见的水 平流程形 式如图2.4 －1所示。
节拍与产 量也存在 重要的关 系。一般 而言，当 知道节拍 和有效工 作时间就 可以计算 出产量。 产量＝计 划期的有 效工作时 间/节拍， 上例中， 当节拍为2 分钟/件 时，一天 有效工作 时间（8小 时，480分 钟）的所 能清洗的 工艺品数 量为： 480/2.0＝ 240件。
作为一种 法则，节 拍是由计 划期的产 量决定 的，即： 节拍=计划 期有效工 作时间/计 划期的产 量。
按产品布 置就是按 对象专业 化原则布 置有关机 器和设 施，如图 2.4－3。布 置的结果 一般成为 流水线生 产方式。
图2.4－3
3、按工艺 过程布置 （Process layout） 按工艺过 程布置， 又称工艺 专业化布 置，就是 按照工艺 专业化原 则将同类 机器集中 在一起， 完成相同 工艺加工 任务，如 图2.4－4。
4．按照生 产性质、 防火和环 保要求， 合理划分 厂区，如 热加工车 间区、冷 加工车间 区、动力 设施区。 为了减少 居民生活 区的污 染，生活 区应设在 上风区。
5．在考虑 防火和卫 生条件 下，总平 面布置应 力求占地 面积小。 6．工厂布 置应考虑 有扩建的 余地。
二、典 型布置 形式
（一）物 料流程形 式
企业的协 作化水平 不同，相 应地由不 同的生产 单位组成 。协作范 围越广， 则企业的 生产车间 组成越简 单。
3.生产单位 的专业化 原则 生产单位 专业化的 原则和形 式，影响 企业内部 的生产分 工和协作 关系，决 定着物料 流向、物 流路线和 运输量， 它是企业 与车间平 面布置中 必须考虑 的重要问 题。按照 生产流程 的不同类 型，生产 单位专业 化原则有 工艺专业 化和对象 专业化原 则，有关 内容已在 本章的上 一节“运 作类型和 生产过程 组织”进 4.企业的生 产规模
位置：课 程学习>第 二章>第四 节
第四节
生产和 服务设 施布置
生产和服 务设施布 置是生产 与运作管 理中的经 典问题， 早期的工 业工程师 的主要工 作就是解 决企业设 施布置和 优化问题 的。虽然 当今市场 环境和生 产方式都 有了巨大 的大变 化，生产 和服务设 施布置仍 然是生产 过程组织 的重要内 容。所不 同的是， 设施布置 问题已超 出针对制 造业企业 这一特定 范畴。除
（一）影 响企业生 产单位构 成的因素
1.产品的结 构与工艺 特点
生产单位 的设置应 根据产品 结构要 求，设置 相应的制 造车间， 如生产机 械产品的 制造企 业，生产 单位可由 毛坯、加 工、装配 车间组 成；流程 式的化工 行业则严 格按工艺 流程的阶 段组成车 间。同类 型的产 品，结构 相似，可 能采用不 同的工艺 方法，如 齿轮厂的 毛坯，可 以模锻或 精密铸造 而成，因 2.企业的专 业化与协 作化水平
（二）生 产和服务 设施布置 的要求
1．工厂厂 房的布置 满足生产 过程的要 求，以避 免互相交 叉和迂回 运输短生 产周期， 节省生产 费用。
2．生产联 系和协作 关系密切 的单位应 相互靠近 布置，比 如机械加 工和装配 车间应该 安排在相 邻的位置 上。
3．充分利 用现有运 输条件， 如公路、 铁路、港 口及供水 、供电等 公共设施 。
为了按节 拍进行生 产，每一 工作地的 加工时间 应小于等 于节拍。 理想的情 况是每一 工作地的 加工时间 等于节 拍，这样 工作地就 不存在闲 置等待加 工的情况 。当这种 情况出现 时，我们 称其为生 产线的完 全平衡。 当然，现 实中完全 平衡可能 比较困 难，可能 存在如下 障碍：
（1）由于 对设备的 要求不同 或作业间 的不相 容，不能 把不同的 作业分配 到一个工 作地，成 为一个作 业包；
企业的专 业化是以 生产的产 品品种多 少和工艺 类型与方 法的专业 化化程度 来衡量的 。专业化 程度高的 企业，年 产量较 大，生产 单位(车间) 的任务比 较单一。
企业的生 产专业化 形式不 同，相应 设置的生 产单位也 不同。采 用产品专 业化形式 的企业， 要求企业 有较为完 整的生产 单位，应 设置毛坯 车间、机 械加工车 间、热处 理车间、 装配车间 等，如汽 车制造企 业。采用 零件专业 化形式的 企业，多 数没有完 整加工过 程的各个 工艺阶 段，可不 设置装配 车间或毛 企业的专 业化程度 高，必然 有大量的 外协件需 进行协作 化生产， 企业可发 展成一个 企业集团 。
图2.4－4
4、按成组 制造单元 布置 （Layouts based on group technology ）
按成组制 造单元布 置就是首 先根据一 定的标准 将结构和 工艺相似 的零件组 成一个零 件组，确 定出零件 的典型工 艺流程， 再根据典 型工艺流 程的加工 内容选择 设备和工 人，由这 些设备和 工人组成 一个生产 单元。
（2）基本 作业的时 间差异通 过作业分 解解决不 了；
（3）作业 的技术顺 序要求， 也会阻碍 生产线完 全平衡。 图2.4－7 中，如果 节拍为4分 钟/件，但 擦污和烘 干不能合 并，所以 工作地数 仍然为3 个，擦污 和烘干的 将有一般 的时间处 于闲置状 态，设备 利用率为 50％。
但应该尽 可能使每 一工作地 的作业时 间等于节 拍。这是 进行生产 线平衡的 基本原则 和目的。
一、布 置决策
生产和服 务设施布 置就是指 合理安排 企业或某 一组织内 部各个生 产作业单 位和辅助 设施的相 对位置与 面积、车 间内部生 产设备的 布置。生 产和服务 设施布置 在确定了 企业内部 生产单位 组成和生 产单位内 部采用的 专业化形 式之后才 能进行。