4生产与服务设施布置
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第四章 生产与服务设施布置
本章主要内容
1、基本生产布置方式 2、设施布置的定量方法 3、装配线平衡 4、非制造业的设施布置 5、新设备的布置问题
1、基本生产布置方式
❖ 工艺原则布置 ❖ 产品原则布置 ❖ 成组技术布置 ❖ 定位布置
❖工艺原则布置
工艺原则布置，是根据工艺的性质设置单位，把执 行同一类功能的设施和人员组合在一起，安排在同一 区域。此时，在同一单位当中集中了相同类型的工艺 设备和工人，来完成生产运作过程中的某一工艺阶段， 实现了对不同产品和零部件的相同或相似工艺的加工。
3.计算各生产单位的物料吞吐量
生产单位 物料吞吐量 生产单位 物料吞吐量
A
14⑤
D
25③
B
28②
E
12⑥
C
36①
F
19④
4．根据物料运量大的单位之间尽可能靠近的原则进行工厂 布置。
由于C车间与B车间、C车间与D车间、C车间与F车间运 量较大，且C车间是问题的中心，故工厂布置应优先考虑安 排C车间，并尽可能将B、D、F车间布置的靠近C车间。
表4 单位距离每 月总运输成
本(元)
接着，确定紧密相邻的系数。其确定依据就是总运输 成本的大小。
按总运输成本的大小，从大到小降序排列，就得到了 机器(或部门)之间的紧密相邻程度。
最后结果如下图所示。
例 2：
解：
（1）首先求出每两部门相互间的工作流量，接着按工作 流量由大到小的顺序将两两部门列出来。结果如下表：
对象专业化原则员典型的例子是流水生产线。
地球仪工厂的生产流水线
产品原则布置的特点
需要高额投资。
适用于大批量、品种非多样化(标准化)、重复性和连续 性、质量稳定的生产运作环境。
物料运送成本相对较低，降低了在制品库存。
灵活性和应变能力相对较弱。
中心问题是使生产流中的每一道作业工序的产出趋于均 衡流畅，尽可能减少非作业时间，生产线作业稳定有序 而且高效。
置可分为两个阶段：第一阶段暂时不考虑各单位的具体 面积，只根据相互间的流量大小确定各单位的相对位置，得 出如图A所示的工厂布置示意图；第二阶段把各单位的具体 面积反映到工厂布置示意图中，结合实际的厂区平面图完成 最终布置，如图B所示。
“从—至”表法
利用“从—至”表列出机器或设施之间的相对位置， 以对角线元素为基准计算工作地之间的相对距离， 从而找出整个生产单元物料总运量最小的布置方案。
适用于小批量、多品种要求的生产运营环境；
生产过程和加工顺序因产品种类不同而有所差异；
生产资源、设备和人员根据其在生产工艺流程中所 具有的功能进行组织和安排。
工艺原则布置示意图
工艺原则布置Hale Waihona Puke Baidu例
例如，机械制造厂下设铸工车间、锻工车间、机加 车间等，机加车间把各类机床分别集中组成车床工段、 铣床工段、钻床工段、磨床工段等；纺织厂划分为纺纱 车间、织布车间、印染车间等。
Question: What are our primary considerations for a fixed position layout?
Answer: Arranging materials and equipment concentrically around the production point in their order of use.
工艺布置与产品布置的比较
❖成组技术布置
成组技术布置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 组的典型工艺流程，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 。
成组技术布置示意图
❖定位布置
固定式布置是指加工对象位置固定，生产工人和设备 都随加工产品所在的某一位置而转移。如：造船、高速公 路、桥梁建设、石油钻井等。
2、设施布置的定量方法
❖物料流量分析法 ❖“从—至”表法 ❖作业相关图法
物料流量分析法
1 .根据产品生产运作的工艺流程，确定物料在生产运作 过程中总的流动方向，并绘制相应的物料流向图。
2.分析单位时间内各单位之间的物科运量，绘制物料运 量从-至表。还可以在此基础上，画出表示物料流量的 相关线图，以便更清晰、直观地反映问题。
（2）由上页表可知，部门1和2之间的工作流量最大，因此它 们应当靠近布置并位于中心位置，在B和E处。接下来两部门 间工作流量大的是1—3和1—4。注意，3—4之间的工作流量 小，说明部门3与部门4不需要距离太近。相反，我们应将它 们安置在部门1的两边。
这种方法比较适合于多品种、小批量生产的情况。
“从—至”表法的基本步 骤
选择典型零件，制定典型零件的工艺路线，确定所用 机床设备。
制定设备布置的初始方案，统计出设备之间的移动距 离。
确定出零件在设备之间的移动次数和单位运量成本。
用实验法确定最满意的布置方案。
例1：
一金属加工车间有六台设备，已知其生产的零件品 种及加工路线，并据此给出如表1所示的零件在设备之间 的每月移动次数，表2给出了单位距离运输成本。
表1 设备间月平均移动次数矩阵
表2 单位距离运输成本矩阵
请根据这些数据确定该车间的最佳布置方案。
将运输次数矩阵与单位距离运输成本矩阵的相同位置 的数据相乘，得到从一台机器到另一台机器的每月运 输成本，如表3所示。
表3 单位距离每月 运输成本(元)
然后，再按对角线对称的成本元素相加，得到两台机器 间的每月总的运输成本，如表4所示。
这样的单位包括了生产运作所需的各种不同类型的生 产设备和不同工种的工人，且所有生产设备和工作地按加 工对象的工艺路线顺序进行排列，实行封闭生产运作。
产品原则布置示意图
产品原则布置的实例
例如汽车装配线、电视机生产线、电冰箱生产 线都是按产品对象专业化布置的。
例如，汽车制造厂的曲轴产量较大，可以把加 工曲轴所需要的车床、铣床、磨床、钻床、热处理 设备等按照曲轴加工的工艺顺序布置排列，形成一 条曲轴生产线。
许多服务性企业也可根据工艺专业化原则进行布 置。例如：大学分成数学、物理、机械、化工、管理 等系别；医院分成内科、外科、五官科、化验室、注 射室等。
❖产品原则布置
产品原则布置，又称对象专业化布置，是指根据加工的 对象设置和安排单位。换言之，它把同类产品或零部件的 全部或大部分工艺过程集中在一个单位内。
本章主要内容
1、基本生产布置方式 2、设施布置的定量方法 3、装配线平衡 4、非制造业的设施布置 5、新设备的布置问题
1、基本生产布置方式
❖ 工艺原则布置 ❖ 产品原则布置 ❖ 成组技术布置 ❖ 定位布置
❖工艺原则布置
工艺原则布置，是根据工艺的性质设置单位，把执 行同一类功能的设施和人员组合在一起，安排在同一 区域。此时，在同一单位当中集中了相同类型的工艺 设备和工人，来完成生产运作过程中的某一工艺阶段， 实现了对不同产品和零部件的相同或相似工艺的加工。
3.计算各生产单位的物料吞吐量
生产单位 物料吞吐量 生产单位 物料吞吐量
A
14⑤
D
25③
B
28②
E
12⑥
C
36①
F
19④
4．根据物料运量大的单位之间尽可能靠近的原则进行工厂 布置。
由于C车间与B车间、C车间与D车间、C车间与F车间运 量较大，且C车间是问题的中心，故工厂布置应优先考虑安 排C车间，并尽可能将B、D、F车间布置的靠近C车间。
表4 单位距离每 月总运输成
本(元)
接着，确定紧密相邻的系数。其确定依据就是总运输 成本的大小。
按总运输成本的大小，从大到小降序排列，就得到了 机器(或部门)之间的紧密相邻程度。
最后结果如下图所示。
例 2：
解：
（1）首先求出每两部门相互间的工作流量，接着按工作 流量由大到小的顺序将两两部门列出来。结果如下表：
对象专业化原则员典型的例子是流水生产线。
地球仪工厂的生产流水线
产品原则布置的特点
需要高额投资。
适用于大批量、品种非多样化(标准化)、重复性和连续 性、质量稳定的生产运作环境。
物料运送成本相对较低，降低了在制品库存。
灵活性和应变能力相对较弱。
中心问题是使生产流中的每一道作业工序的产出趋于均 衡流畅，尽可能减少非作业时间，生产线作业稳定有序 而且高效。
置可分为两个阶段：第一阶段暂时不考虑各单位的具体 面积，只根据相互间的流量大小确定各单位的相对位置，得 出如图A所示的工厂布置示意图；第二阶段把各单位的具体 面积反映到工厂布置示意图中，结合实际的厂区平面图完成 最终布置，如图B所示。
“从—至”表法
利用“从—至”表列出机器或设施之间的相对位置， 以对角线元素为基准计算工作地之间的相对距离， 从而找出整个生产单元物料总运量最小的布置方案。
适用于小批量、多品种要求的生产运营环境；
生产过程和加工顺序因产品种类不同而有所差异；
生产资源、设备和人员根据其在生产工艺流程中所 具有的功能进行组织和安排。
工艺原则布置示意图
工艺原则布置Hale Waihona Puke Baidu例
例如，机械制造厂下设铸工车间、锻工车间、机加 车间等，机加车间把各类机床分别集中组成车床工段、 铣床工段、钻床工段、磨床工段等；纺织厂划分为纺纱 车间、织布车间、印染车间等。
Question: What are our primary considerations for a fixed position layout?
Answer: Arranging materials and equipment concentrically around the production point in their order of use.
工艺布置与产品布置的比较
❖成组技术布置
成组技术布置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 组的典型工艺流程，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 。
成组技术布置示意图
❖定位布置
固定式布置是指加工对象位置固定，生产工人和设备 都随加工产品所在的某一位置而转移。如：造船、高速公 路、桥梁建设、石油钻井等。
2、设施布置的定量方法
❖物料流量分析法 ❖“从—至”表法 ❖作业相关图法
物料流量分析法
1 .根据产品生产运作的工艺流程，确定物料在生产运作 过程中总的流动方向，并绘制相应的物料流向图。
2.分析单位时间内各单位之间的物科运量，绘制物料运 量从-至表。还可以在此基础上，画出表示物料流量的 相关线图，以便更清晰、直观地反映问题。
（2）由上页表可知，部门1和2之间的工作流量最大，因此它 们应当靠近布置并位于中心位置，在B和E处。接下来两部门 间工作流量大的是1—3和1—4。注意，3—4之间的工作流量 小，说明部门3与部门4不需要距离太近。相反，我们应将它 们安置在部门1的两边。
这种方法比较适合于多品种、小批量生产的情况。
“从—至”表法的基本步 骤
选择典型零件，制定典型零件的工艺路线，确定所用 机床设备。
制定设备布置的初始方案，统计出设备之间的移动距 离。
确定出零件在设备之间的移动次数和单位运量成本。
用实验法确定最满意的布置方案。
例1：
一金属加工车间有六台设备，已知其生产的零件品 种及加工路线，并据此给出如表1所示的零件在设备之间 的每月移动次数，表2给出了单位距离运输成本。
表1 设备间月平均移动次数矩阵
表2 单位距离运输成本矩阵
请根据这些数据确定该车间的最佳布置方案。
将运输次数矩阵与单位距离运输成本矩阵的相同位置 的数据相乘，得到从一台机器到另一台机器的每月运 输成本，如表3所示。
表3 单位距离每月 运输成本(元)
然后，再按对角线对称的成本元素相加，得到两台机器 间的每月总的运输成本，如表4所示。
这样的单位包括了生产运作所需的各种不同类型的生 产设备和不同工种的工人，且所有生产设备和工作地按加 工对象的工艺路线顺序进行排列，实行封闭生产运作。
产品原则布置示意图
产品原则布置的实例
例如汽车装配线、电视机生产线、电冰箱生产 线都是按产品对象专业化布置的。
例如，汽车制造厂的曲轴产量较大，可以把加 工曲轴所需要的车床、铣床、磨床、钻床、热处理 设备等按照曲轴加工的工艺顺序布置排列，形成一 条曲轴生产线。
许多服务性企业也可根据工艺专业化原则进行布 置。例如：大学分成数学、物理、机械、化工、管理 等系别；医院分成内科、外科、五官科、化验室、注 射室等。
❖产品原则布置
产品原则布置，又称对象专业化布置，是指根据加工的 对象设置和安排单位。换言之，它把同类产品或零部件的 全部或大部分工艺过程集中在一个单位内。