第5章 设施布置设计

5.1
设施布置的内容
5.1.1 概述 5.1.2 制造型企业的设施布置 5.1.3 服务型企业的设施布置
5.1.1 概述
生产和服务设施布置与设施选址 都是设施规划与设计的重要内容，在
设施选址决策后，重点要设计设施的
具体布局。
何谓设施？一家生产工厂或一个工程项目或一 家服务设施的建成，都要形成有形的固定资产。这 种社会生产系统或服务系统运行所需的有形固定资 产称之为设施。 对于一个工业设施或工厂，设施主要包括占用 的土地、建筑物和构筑物、生产加工用的机器设备、 固定或移动的辅助设备，此外，还包括维修设施、 动力设施、公用设施、办公服务设施等。
制造企业、服务后台与服务前台布置决策的不同依据比较
制造企业与服务后台
直线型工作流程
服务前台
一目了然的工作流程
工作流迂回往返最少
生产时间可预先估计 在制品少 开放厂区便于每个人目视到厂区里的 工作动态 瓶颈作业可被控制 工作站之间距离较近 物料搬运最少 没有不必要的物料重新处理 易于根据条件的变化进行调整
合适的供等待使用的设施
便于与顾客进行沟通 易于顾客进行监督 拥有充足的服务窗口和明确的进出口 服务部门与流程合理安排，以方便顾 客 等待区和服务区之间的面积平衡 走动距离最少 物品摆放有序 每平方米的设施有很强的盈利能力
5.3
设施布置的原则
5.3.1 工厂总平面布置原则 5.3.2 车间布置原则
5.3.1工厂总平面布置原则


6. 安全和环境保护

建筑物、构筑物的位置及间距应符合防火、防 爆、防振、防噪声等安全卫生规定。
散发粉尘及有害气体的设施应布置在最小风频 的上风侧或盛行风向的下风侧。 注意厂区绿化及美化环境的配置。


5.3.2 车间布置原则






1. 要按车间分工确定的车间纲领和生产类型为依据，确 定车间的生产组织形式和设备布置的形式。 2. 要求工艺流程通顺，物料搬运短捷方便，避免往返交 叉。 3. 要根据工艺流程选择适当的建筑形式，采用适当的高 度、跨度、柱距，配备适当等级的起重运输设备，充分 利用建筑物的空间。 4. 要对车间的所有组成部分，包括机床、工作位置、毛 坯与零件存放地、检验试验用地、辅助部门、通道、公 用管线、办公室、生活卫生设施等，合理区划和协调配 置。 5. 为工人创造安全、舒适的工作环境，使采光、照明、 通风、采暖、防尘、防噪音等具有良好的条件，将工位 器具设在合适的部位，便于工人完成作业。 6. 具备适应生产变化的柔性。
2、在中间的生产车间，建立了成组技术制 造单元，每个单元用于生产定制的家用产品， 生产批次可在100-600台之间变化，所有这些 制造定制的家用泵的设备都按照生产泵的顺序 采用了U型布置，在这个车间里有几个生产单 元，因此,一个典型的生产单元可以由设备工 具、装配区甚至小的喷漆棚组成。
3、第三个生产车间生产小批量的产品，通 常是一些体积较大的商品，这些产品的需求很 少，有时甚至一种设计只生产一台或两台。这 个车间采用单一流程布置,在很多方面像装配 线，但与装配线的区别是产品在每个工作站 （即加工中心）停留的时间很长，而且每个工 作站都设计得很灵活，以适应各种不同产品的 生产需要。
设施布置设计的对象是整个系统，设施布置 设计过去主要用于工厂设计，随着工业工程应用 领域的进一步扩大，其原则和方法已逐步扩大到 了非工业设施，如机场、医院、超市、仓库、物 流中心等各类社会服务设施。
5.1.2 制造型企业的设施布置
对制造型企业而言，设施布置也称
工厂布置，主要包括工厂总平面布置和
车间布置两方面内容。
前

言
往往一个好的工厂设施布置，具有的特征是：直 线型流动；回溯最少；生产时间较短；在制品少； 瓶颈操作可被控制；工作地之间距离较近；物料 的搬运和存储有序；没有不必要的搬运；易于根 据条件变化进行调整。 一个好的服务设施布置，具有的特征是：一目了 然的服务流程；有足够的供等待时使用的设施； 方便与顾客进行沟通；便于顾客监督；拥有充足 的服务窗口和明确的进出口；部门安排和商品摆 放合理；人流和物流最少；每平方米设施具有很 强的盈利能力。
1、工厂总平面布置
工厂总平面布置主要是对工厂的生产车 间、物料储运部门、管理部门和生产服务部门 的建筑物、场地和道路等按照各部门之间的相 互关系的密切程度做出合理的安排。
具体包括： （1）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；
（2）解决运输线路、管线、 绿化及美化设施的相互位置；
(3)加工过程 — 这是所选择布置类型 的主要约束条件。 (4)空间利用 — 布置总是约束在建筑 物内的实际范围内。 (5)生产能力 — 当公司目标、用户需 求、加工过程和空间有效利用率确定后， 便可估算所需的生产能力和重新布置后所 获得的生产能力。
思考：
如何适当选择生产能力的测定单位?
如果分别是机械工厂，大学，酒店， 应如何适当选择生产能力的测定单位？ 机械工厂可用机器台时或最大产品数 量，大学可容纳学生数/年，酒店可用房 间床位数来测量作业单位的生产能力。
改造前
厂区 生产各种民用泵、工业泵 流程式布置
改造后
第一车间 大批量生产民用泵 装配线
第二车间
生产批量中等的民用泵
成组制造单元
第三车间
生产单件小批量的产品
单一流程式
改造成果： TACO的产品导向布置减少了30%的在制品库存， 减低了50%的产品平均产出时间。以前产品的产出 时间要以周计甚至月计，而现在只需要以天来计， 必要的话，甚至可以以小时来计 。 新布置带来的另一个好处是TACO能够增加超 过50%的产出量而不需要额外增加厂区空间。TACO 新的设施布置是使企业能够成为产品市场的主要 占有者的一个重要原因。
具体目标：
（1）最好的工艺流程 — 保证工艺流程畅通，生产时间 短，生产连续。 （2）最有效地利用空间 — 使建筑内设备和单位制品的 占用空间小。 （3）最少的物料搬运费用 — 运输路线简化，避免往返 和交叉。 （4）最好的柔性 — 设施布置适应产品需求的变化、工 艺和设备的更新以及扩大生产能力的需要。 （5）最舒适的作业环境 — 保证安全，满足生理、心理 要求。 （6）最便捷的管理 — 使有密切关系或性质相近的作业 单位布置在一个区域或靠近布置。




作业单位( Activity) 是指布置图中各个不同的工作区或 存在物，是设施的基本区划。 作业单位的最高层次是要设计的设施(Facility)，它包括 一系列部门(Departments)，部门可以是车间或其他机构。 而部门由工作中心(Work Center)组成，若是工厂这些工作 中心可以是工段或班组，如车床工段，也可以是柔性制造 单元(FMS)。 通常部门级的布置指的是块状布置图(Block Layout)，工 作中心级的布置是详细布置图(Detailed Layout)。 工作中心由工作站(Workstation)组成。工作站也称工作地， 是最小作业单位，它一般由一台机器和/或一个作业人员组 成。 工作地布置是整个布置的基础，工作站面积大小和形状对 上面几个层次的布置影响很大，一般通过人机工程、工作 测量和机器本身的尺寸和输入输出要求来确定工作地的面 积和其他要求。
服务型企业的设施布置包括服务企业 系统总体布置和详细布置，具体布置内容因 企业性质而异。布置设计方法与生产型企业 的设施布置方法基本相同。
5.2
设施布置的目标
5.2.1 设施布置目标 5.2.2 设施布置的决策依据
5.2.1 设施布置目标
总体目标：
在已确定的空间场所内，将物流 全过程的人员、设备、物料所需的空 间做最适当的分配和最有效的组合。
思考:设施布置中出现目标矛盾怎么办？
2、设施布置决策依据
设施布置决策依据主要有公司目标、用 户需求、加工过程、空间利用、生产能力等。 (1)公司目标 — 布置应达到的目标是存 储费用、劳动力、闲置设备保持在一定的水 平之下，从而达到预期的产量和利润。 (2)用户需求 — 我们关心的是当前与未 来的需求量水平及产品品种搭配(产品策略 不同，则布置策略也将明显不同)。
1. 总体布置要求符合工艺过程，物流路线 短捷顺畅，重视各作业单位之间的关系密 切程度。
2. 内外协调

建筑物、构筑物符合城市规划的要求，工厂建 筑群体的空间及厂区绿化、美化的配置与周围 的建筑群体相谐调。 与厂外运输线路、公用干线、住宅区等衔接配 合，处理好相应的出入口位置。
避免与减少厂内外污染源、噪声源、震动源的 相互影响。
作业单位的层次
设施
部门 部门 部门
工作中心
工作地
部门
块 状 布 置 图
工作中心 工作中心
工作地 工作地
详 细 布 置 图
工作地布置
5.1.3 服务型企业的设施布置
从运营角度看，服务型企业设施布置设计的 总体目标是确保顾客与工作人员的流入与流出的 便捷，使工作人员的行走时间最小化。 从市场经营角度看，设施布置设计的总体目 标通常是实现收益最大化。 这两个目标之间常常有冲突，因此，必须综 合考虑两方面问题，以
道路应满足生产、消防、人行方便、短捷、安 全的需要，路面宽度与人车流量相适应，减少 人流与车流的交叉。
铁路要方便作业，减少之字形往返运输，避免 穿越主干道或与主要人流交叉，装卸线长度与 卸车数及库容量相适应。

4. 合理用地

有效利用厂区土地和空间，建筑物、构筑物布 置疏密得当。
TACO从20世纪早期约翰的祖父创业以来就一直 生产循环机泵，民用和工业用的循环机泵TACO都生 产，前者的产量很大，后者的产量较小，通常是根 据顾客特定的需求来设计和生产。
在分析了企业生产的各种产品后，TACO按照产品 导向而非流程导向重新设计了厂区布置，三个主要 生产车间被分成三个主产品线： 1、一个生产车间用来生产大批量的民用泵，在 这个车间里建了一条装配线。