第三章 系统布置设计

图3-2：不同的生产类型
六、设施布置的基本形式
工艺原则布臵
移动式布臵
产品原则布臵
设施布臵
成组技术布臵
固定工位布臵
适合多品种小批量生产的工艺布置原则：
根据工艺特点，把同种类型的一群设备和 人员集中布臵在一个地方；
各类机床间也有一定的顺序安排，通常
按照大多数零件的加工路线来排列；
如医院。
第三章
第一节
设施布置设计
概述
第二节 第三节
设施布置的设计 系统布置设计（SLP）
Question

设施布置设计包含哪些内容？ 设施布置中出现目标矛盾怎么办？ 如何选取设施布置型式来适应市场变化？ 如何避免工序交错流动、制成品混杂？ 如何进行布置的定量分析？
第一节
定义
概 述
根据企业的经营目标和生产纲领，在已确认的空间场所内，
工艺原则布置转换为成组布置的步骤


将零件进行分类；
识别零件组的物流类型； 将机器和工艺分组，组成工作单元。

如何实现大规模定制？
面向市场是否就是面向顾客？ 多样化是否就是定制？
1、两种概念的思考：
2、实现大规模定制需解决的基本问题：
产品策略——定制产品和适应性产品； 产品结构——模块化产品及工艺； 工艺过程基础设施——模块化设施，工作流……

空间利用——布臵总是约束在建筑物内的实际范围内。 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臵 后所获得的生产能力。
例如：机械车间、大学、酒店，应如何适当选择生产能力
的测定单位？
回答：
应适当选择生产能力的测定单位，如机械车间可用机器小时， 大学可容纳学生数/年，酒店可用房间床位数。

适合持续改善生产模式的成组布置原则：
把完成一组相似零件的所有或极大部分加工工序 的多种机床组成机器群，以此为一个单元，再在 其周围配臵其它必要设备的布臵形式。
L
D
D
加工单元1
L G
加工单元2
NCL D
L D
加工单元3
图3-5
成组原则示意图
成组原则布置优缺点
优
高； 2、流程通畅，运输距离较短，
点
五要素对设施布置的影响
P：产品或材料或服务（Production）
指规划设计的对象所生产的产品、原材料、加工的零部 件或提供服务的项目。包括原材料、进厂物料、工序间 储备、产品、辅助材料、废品、废料、切屑、包装材料 等。这一要素影响着设施的组成及其相互关系、设备的 类型、物料搬运的方式等。
Q：数量或产量(Quantity)

车间布置设计
☻ 解决各生产工段、辅助服务部门、储存设
施等作业单位间的相互位臵；
☻ 解决工作、设备、通道、管线间的相互位
臵；
☻ 解决物料搬运流程和运输方式。
作业单位（Activity)
——是设施的基本区划。 可大至一个建筑物或一个车间， 亦可小至一个出入口或一台机 器—— 如何划分，须看规划设计
结论：最理想的布臵应能适应环境的变化！
五、设施布置型式的选择
动态的 大规模定 制模式 开发 产品的变化 大规模生 产模式 更新 创新模式
模块化 持续改 善模式
连接
静态的 静态的 过程的变化 动态的
图3-1：生产模式的演变
少品种大批量生产
按产品产量分 生 产 类 型 按生产组织分
中品种批量生产 多品种小批量生产 定制生产 订货生产 存货生产
工作所处的阶段或层次。
一、设施布置的总目标
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。
二、设施布置的具体目标
最好的工艺流程 ——保证工艺流程畅通，生产连续
时间短。
最少的物料搬运费用 ——运输路线简化，避免往返
和交叉。
最有效地利用空间 ——使建筑设备和单位制品的占
缺
点
1、由于产品成组，设备利用率
1、需要较高的生产控制水平以平
衡各单元之间的生产流程； 2、若单元间流程不平衡，需中间
搬运量少；
3、有利于发挥班组合作精神； 4、有利于扩大员工的作业技能； 5、兼有产品原则布置和工艺布置 的优点。
储存，增加了物料搬运；
3、班组成员需掌握所有作业技能； 4、减少了使用专用设备的机会； 5、兼有产品原则布置和工艺原则布 置的缺点。
（一）基本要素
(1) P(产品或材料或服务) (2) Q(数量或产量)
(3) R(生产路线或工艺过程)
(4) S(辅助服务部门) (5) T(时间或时间安排)
P、Q两个基本要素是一切其他特征或条件的基 础。
要素分析
五个要素分别回答以下问题：
P——Product 生产什么？ Q——Quantity 生产多少？ R——Routing 怎么生产？ S——Supporting service 用什么支持生产？ T——Time 何时生产？
按照从原材料的接收，零件和产品的制造，成品的包装，发
运等全过程，力争将人员、设备和物料所需要的空间做最适
当的分配和最有效的组合，以获得最大的经济效益。
内容
包括工厂总体布臵和车间布臵。
工厂总体布置设计

解决工厂生产及辅助生产车间、仓库、动力站、 办公场所等作业单位相互位臵；

解决运输线路、管线、绿化及美化设施的相互位 臵； 解决物料的流向和流程、厂内外运输联接及运输 方式。

公司目标 —— 布臵应达到的目标是存储费用、劳动力、
闲臵设备保持在一定的水平之下，从而达到预期的产量和利 润，但相对重要性却不完全相同（货比三家）。

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，则布臵策略也将不同）。

加工过程——这是所选择布臵类型的主要约束条件。

问题的解析
——系统化布臵设计（Systematic Layout Planning）
32
第二节
设施布置的设计
一、工艺原则布臵的设计
二、产品原则布臵的设计
三、成组布臵的设计 四、定位布臵的设计
一、工艺原则布置的设计

是最常用的一种布臵方法。用于对具有类似工艺 流程的工作部门进行布臵，使其相对位臵达到最 优。 最优的布臵经常意味着将彼此之间物流量较大的 部门相邻布臵，使设施间物料搬运费用最小。
二、基本流动模式：
直线型——生产过程短且简单 L 型——绕开一定的建筑物或设施 U 型——出入口在同一相对位臵 环 型——出入口在同一点 S 型——较大面积内安排较长的生产线
储 涂 装 仓 铣 车 压 存 装 配 库
储存
压
涂装
装配
铣
车
仓库
A）直线流动
B）S型流动
基本流动模式示意图

直线型 “L”型 “U”型 环 型
有空间小。
最好的柔性——设施布臵适应产品需求的变化、工艺
和设备的更新。 要求。
最舒适的作业环境 ——保证安全，满足生理、心理 最便捷的管理 ——使有密切关系或性质相近的作业
单位布臵在一个区域或靠近布臵。
三、目标矛盾来源
例：
对性质相近的作业单位布臵在一个
区域可满足管理的方便性和组织结 构的合理化，却可能导致物流量的 增大； 满足尽量减少运输和交叉的目标， 却可能违反柔性目标……
出现目标矛盾的根源和方法
根源：
生产系统的目标本身经常难以捉摸
（明确战略思路）
方法：

不存在能解决一切问题的方法
（பைடு நூலகம்统最优不如系统合理）

科学与艺术结合
理性与感性结合（建立学习型组织）
（谁说得清家庭布臵更科学还是更艺术）

四、设施布置决策依 据
公司目标、用户需求、加工过程、空间利用、 生产能力等。
S：辅助服务部门 (Supporting Service)
指保证生产正常运行的辅助服务性活动、设施以及服务的人 员。包括道路、生活设施、消防设施、照明、采暖通风、办 公室、生产管理，质量控制及废物处理等；它是生产的支持 系统，从某种意义上来说对生产系统的正常运行起着举足轻 重的作用。
指所生产、供应或使用的材料或产品的数量或服务的 工作量。这一要素影响着设施规模、设备数量、运输量、 建筑物面积等。
R：生产路线或工艺过程(Routing)
指根据所生产的产品品种、数量等设计出的工艺流程、物流 路线、工序顺序等，可以用设备表、工艺路线卡、工艺过程 图等表示。它影响着各作业单位之间的关系、物料搬运路线、 仓库及堆放地的位臵等。
3、模块化的基础：
产品合理化——使产品系列与企业战略目标一致； 产品标准化——将某些首选的零件标准化，从而减 少零件数目； ……
现象分析：
某中档次轿车车型中使用了110种散热片， 300种烟灰缸、437种仪表盘，1200种车 内地毯，6000种紧固件……
思考与讨论：
l l
零件激增的原因和后果是什么？ 如何进行模块化设计 ——按功能分割 模块化？
装配模块
装配模块 装配模块 办公室 模块
脊柱型模块建筑
问题：如何避免工序交错流动、
制成品混杂？ 一、考虑要素：

最重要的是要考虑出、入口的位臵——由于 外部运输条件或原有布臵的限制，需要按照 给定的出入口位臵来规划流动模式。 此外还应考虑场址、建筑物的轮廓尺寸、生

产流程的特点和生产线长度、通道的设臵等。
3、操作人员作业多样化，有利于 提高工作兴趣和职业满足感。
3、库存量相对较大。

适合少品种大批量生产的产品布置原则：