第6讲设施布置

第6讲设施布置
主要内容
•设施布置决策
•设施布置定量分析
•办公室设施布置
生产和服务设施布置的影响因素
1、工厂厂房的布置应满足生产过程的要求，以避免相互交叉和迂回运输缩短生产周期，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。

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。

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。

大多适用于单件或极小批量的生产。

常常是因为某些产品的体积庞大笨重，不易移动，可以保持产品不动。

原材料和设备按使用次序和移动的难易程度布置在加工对象的四周。

2、按产品布置（Product layout）：适用于标准化极高的产品（重复加工）
按产品布置就是按对象专业化原则布置有关机器和设施。

如流水生产线或产品装配线。

生产线并不一定是直线，它可以采用L型、O型、S型、U型等多种形状，或几种形状的组合，甚至可以安排在多层厂房里。

设备是按照某一种或某几种（但这几种产品的加工路线基本类似）产品的加工路线或加工顺序顺次排列的。

所以，常称为生产线。

重点解决：如何使每一单元的操作时间都大致相等，即生产线平衡问题。

使用固定路线的物料运输设备，如工作地间的传送带。

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。

适用于多工艺要求的产品（间歇加工），满足多种产品加工的要求。

当产品品种较多，每一种产品的生产量都不是很大，只能断续生产时，通常采用工艺专业化原则组织生产方式。

在这种布置方式下，设备是按照其所具有的功能来布置的。

如将车床、铣床、钻床等设备分别布置。

这种设备布置方法对产品的适应性较高，但产品的物流比较复杂、无序，在制品库存量也较高，整个生产周期较长。

布置重点解决：确定工作部门的相对位置，使物料运输费用最小或满足部门间接近程度的要求，使本来无序的物流稍加有序。

设备是按类型而非按加工路线布置，需要运用可变加工路线的物料运输设备（如叉车）。

由于工艺要求的多样性，使得工艺路线选择及进度安排复杂化，因此这类系统中设备利用
率不足50％的情况并不罕见。

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。

相似的零件，它们有相似的工艺要求。

这些单元实际上成了产品原则布置的缩影。

仓库布置
1、布置要求：总运量最小。

仓库全部运输都发生在出入口和货区之间，无货区之间搬运。

2、布置方法
1）各物品所需货区面积相同
将搬运次数最多的物品货区布置在靠近入口之处。

2）各物品所需货区面积不同
计算某物品的搬运次数与所需货区数量之比，取比值最大者靠近入口，依次往下排列。

3、布置过程还需考虑的其它因素
（1）不同的需求有季节性；
（2）仓库的存储方式；
（3）仓库管理信息系统的作用；
（4）物资领用方式的不同。

定量分析
厂区布置的常用方法
1、物料运量图法
物料运量图法是按照生产过程中物料的流向及生产单位之间运输量布置企业的车间及各种设施的相对位置，其步骤为：
（1）根据原材料、在制品在生产过程中的流向，初步布置各个生产车间和生产服务单位的相对位置，绘出初步物流图。

（2）统计车间之间的物料流量，制定物料运量表，见下表。

将对角线上下的数字合并：
（3）按运量大小进行初步布置，将车间之间运输量大的安排在相邻位置，并考虑其它因素进行改进和调整。

2、作业相关图法
作业相关图法是由穆德提出的，它是根据企业各部门之间的活动关系密切程度布置其相互位置。

首先将关系密切程度划分为A 、E 、I 、O 、U 、X 六个等级，然后，列出导致不同程度关系的原因。

使用这两种资料，将待布置的部门一一确定出相互关系，根据相互关系重要程度，按重要等级高的部门相邻布置的原则，安排出最合理的布置方案。

代号 密切程度 A 绝对重要 E 特别重要 I 重要 O 一般 U 不重要 X
不予考虑
例题：一个快餐店欲布置其生产与服务设施。

该快餐店共分成6个部门，计划布置在一个2×3的区域内。

已知这6个部门的作业关系密切程度，如下页图所示。

请根据图作出合理布置。

代号 关系密切原因 1 使用共同的原始记录
2 共用人员
3 共用场地
4 人员接触频繁
5 文件交换频繁
6 工作流程连续
7 做类似的工作 8
共用设备
9 其他
解：第一步，列出关系密切程度（只考虑A和X）：
A：1 —2 1 —3 2 —6 3 —5 4 —6 5 —6
X：1 —4 3 —6 3 —4
第二步，根据列表编制主联系簇，如图1所示。

原则是，从关系“A”出现最多的部门开始，如本例的部门6出现3次，首先确定部门6，然后将与部门6的关系密切程度为A的一一联系在一起。

如图1。

第三步，考虑其它“A”关系部门，如能加在主联系簇上就尽量加上去，否则画出分离的子联系簇。

本例中，所有的部门都能加到主联系簇上去，如图2所示。

第四步，画出“X”关系联系图，如图3所示。

第五步，根据联系蔟图和可供使用的区域，用实验法安置所有部门，如图4所示。

注意：（1）方案不唯一；（2）仅反映部门间的相对位置。

车间布置的定量分析
车间总体布置
（确定车间各组成部分的相对位置）
1、一般车间由以下六部分组成
（1）生产部分（2）辅助部分（3）仓库部分（暂时存放）
（4）过道部分（5）车间管理部分（6）服务部分
2、布置方法
与厂区布置基本相同。

车间内设备布置的定量方法：从——至（From—to）表法
1、基本原理
其基本原理是利用从一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。

2、步骤
（1）选择典型零件，制定典型零件的工艺路线，确定所用的机床设备；
（2）制定设备的初始布置方案，统计出设备之间的移动距离；
（3）确定零件在设备之间的移动次数；
（4）用前面所得的数据进行试排，确定满意的布置方案。

例题：一金属加工车间由六台设备，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。

请用这些数据确定该车间的最佳布置方案。

锯床冲床插床
磨床钻床车床
新设备的布置问题
装配线平衡
装配线平衡，又称工序周期化。

有两种情况：
1、对某装配流水线，在给定流水线的节拍后，求：
①装配线所需工序的工作地数量；
②用工人数最少的方案。

2、对于特定产品，给定工作地数量，求出使流水线节拍最小的配置方案。

目标：使各工作地的单件作业时间尽可能接近节拍或节拍的整数倍。

一、为什么要进行装配线时间平衡
如果装配线时间不平衡，会导致浪费时间资源；忙闲不均，引起矛盾；浪费人力资源。

二、装配线（流水线）节拍
1. 所谓流水线的节拍，是指流水线上连续出产两件相同制品的时间间隔。

2. 可能最小的节拍：max { ti }
3. 可能最大的节拍：Σt i
4. 最小和最大的节拍确定了生产线可能的产量范围。

装配线平衡的方法
以适当的方式将装配线上若干相邻工序合并成一个大工序（又称工作地），有的教材也称为“作业包”，并使这些大工序的作业时间接近或等于装配线的节拍，具体步骤；
1．确定流水线节拍
2．计算装配线上需要的最少工作地数Smin,设ti为工序i的工作时间。

Smin＝[Σt I/r]
3．组织工作地。

按以下条件向工作地分配小工序：
（1）保证各工序之间的先后顺序
（2）每个工作地分配到的小工序作业时间之和Tei(即每个工作地的
作业时间）,不能大于节拍（Tei ≤r)。

（3）各工作地的作业时间应尽量接近或等于节拍（Tei ——r）
（4）应使工作地数目S尽量少。

4．计算工作地时间损失系数εL 平滑系数SI
（平滑系数反映各工作地时间利用的均衡程度，也反映各工作地工作负荷的均衡程度）
本章小结
•布置的目的是减少浪费。

•对于布置，流程是考虑的重要因素。

•设施布置是影响运营效率的重要因素。