工厂布局与车间物流设计

⑥.便于设备维护—— 先进先出，快速流动
☆ 足够的维护空间 ☆ 优先保证常维护点空间
便于
☆ 不常动部分移开维护
维护
作业记录管理要点
电流
例
— 严格按时间和频度要求进行质量检查及记录 — 严格执行质量首检并记录，必要时保留实物 — 自检和互检均要签名确认 — 尽可能记录具体数字 — 上级或质检人员进行互检时要确认作业者的测量技能
②.避免物流浪费—— 先进先出，快速流动
☆ 明确在制品数量
☆ 一头一尾存货，
中间均衡快速流动 ☆ 考虑线与线之间的
物流
库存放置、搬运方法 和搬运路径
顺畅
☆ 前后生产线尽量靠拢
物留
中间停滞 隐藏问题
物流
顺畅流动 没有停滞
③. 信息
考虑信息流动—— 生产指示明确
流畅
便于信息传递
☆ 后补式/前后式生产指示 ☆ 生产实绩显现化 ☆ 便于批量区分
一般至多 一般至高 一般至强 低至一般
多 变动的路线 当需要时
单位费用低，生产率高
可满足多种加工要求
（3）固定式布置原则（项目布置） 主要是工程项目和大型产品生产采用的一种布置形式。 它的加工对象位置，生产工人和设备都随加工产品所在的 某一位置而转移。如工程建设、飞机厂、造船厂、重型机 器厂等。
图1 产品原则布置示意图
图2 汽车后桥加工生产线
图3 汽车装配生产线
图4 汽车焊接生产线
产品原则布置的基础
标准化及作业分工。整个产品被分解成一系列标准化的作 业，由专门的人力及加工设备来完成。
产品原则布置的优点 产品产出率高，单位产品成本低； 每一产品都按工艺流程布置设备，因此加工件经过的路程 最直接、最短，无用的停滞时间也最少； 由于操作人员效率高且所需培训少； 生产管理和采购、库存控制等工作也相对简单。
（2）流水线的布置模式 单列直线形流水线 双列直线形流水线
图10 流水线单列和双列直线布置示意图
图11 单列直线流水线布置
原工作方式
柔性装配线
物料流
柔性生产布置
不好：操作者被分开，没有机会 进行交流
物料流
好：操作者可交流，或增减操作人员，经过训练的人几乎可自 动平衡不同的生产速度。
原工作方式
组织设计是指流水线的节拍和生产速度的确定、设备需要 量和负荷的计算、工序同期化设计、工人配备、生产对象运 输传送方式的设计、流水线平面设计、流水线工作制度、服 务组织和标准计划图表的制订等等。
1. 流水线的平面布置设计
（1）流水线平面布置设计原则： 有利于工人操作方便； 在制品运动路线最短； 有利于流水线之间的自然衔接； 有利于生产面积的充分利用。
柔性原则(应考虑各种因素变化可能带来的布置变更，以 便于以后的扩展和调整)
安全原则
（3）工厂总体布置设计的要求 满足生产要求，工艺流程合理； 适应工厂内外运输要求，线路短捷顺直； 合理用地； 充分注意防火、防爆、防损与防噪； 利用气候等自然条件，减少环境污染。
（4）车间布置设计的要求 确定设备布置的形式； 满足工艺流程要求； 实行定置管理、确保工作环境整洁、安全； 选择适当的建筑形式。
工厂布局与车间物流设计
打造先天优良工厂
工厂布局与车间物流设计
本章主要内容
1、工厂布局设计概述：内容，原则，方法 2、工厂布局形式，工厂流动模式 3、产品原则布置设计：流水线形式 4、 生产现场的物流改善 5、常用的平面布置方法 6、服务业企业的平面布置
引例：现有布局是否合理？
包装
空盒
缝纫 空盒
裁减
整体上呈一笔画布置
Step2
将长屋型改为大通铺式
Step1
采用U字型生产线
由水平布置改为垂直布置
1 Step 由水平布置改为垂直布置
AAAAA
B
B
水平布置
（离岛式、鸟笼式 “粗流而慢”）
CCC
垂直布置
（“细流而快”， 满足多样少量）
AAAAA
B
B
B
B
B
CCCCC
2 Step 采用U字型生产线
11
布匹
改善后
布匹
裁剪
缝纫
包装
空盒
引导案例
36700道工 序
12600多 个零件
3.1 工厂布局设计概述 1.工厂布局的内容和原则
（1）工厂布局的内容 工厂总体平面布置 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、办公室等各种作业单位和运输线路设施的 相互关系，解决物料流向和流程、厂内外运输的连接。 车间布置 解决工作地、设备、通道、管线之间和相互位置，解决物 料搬运的流程及运输方式。
(a)原布局
生产线 装配线
焊 接
锻压机
存储箱
油
机3 机4 漆
机1
机2
焊 接
机4
机3
机2
油
机1
漆
锻压机
存储箱
Paddy Hopkirk 汽车配件厂轴承生产线
产品导向的布局
(a)原布局
生产线 装配线
(b)新布局
焊 接
锻压机
存储箱
油
机3 机4 漆
机1
机2
机4 机3 机2
机1
焊 接
油 漆
锻压机
存储箱
Paddy Hopkirk 汽车配件厂轴承生产线
单位产 品成本
维护性
设备投 资规模
产品原则布置 短 低 低 低 高 高 低 难 大
工艺原则布置 长 高 成组原则布置 短 低 固定式布置 中 中
高 高 中.低 高 高 易 小 中.高 中.高 中.高 高 低 中 中 混合 高 中 中 高 － －
产品原则布置
产
品
数
成组原则布置
量
工艺原则布置
产品种类P
3.2 生产设施布局形式
可按设施类别分为生产设施和服务设施两大类，再来细分 布置形式。 生产设施的三种基本的布置形式：
固定式布置 产品原则布置 工艺原则布置 成组原则
服务设施的三种基本的布置形式：
零售店布置 办公室布置 仓库布置
1.工厂布局的形式 （1）产品原则布置（流水线布置） 当产品品种少批量大时，应当按照产品的加工工艺过程顺 序来配置设备，形成流水生产线或装配线。
成本方面
按照产距时间配置人员， 非定员制生产， 使用最少空间生产
（2）流线生产的布置要点
保证标准作业 避免物流浪费 考虑信息流动
少人化生产
确保全数检查 便于设备维护 确保作业安全 整体布置协调
①. 标准
保证标准作业—— 避免：制造过多的浪费
作业
步行距离的浪费
手动作业的浪费
☆ 作业顺序一致化
☆ 逆时针方向操作 ☆ 进行适当的作业组合 ☆ 明确作业循环时间
图8 产品变化、产量和布置关系图
2.工厂流动模式
工厂流动模式：工厂（车间）内部物料和人员流动的方向， 反映工厂（车间）的出口和入口的布置以及工厂面积。
a)直线形
b) L 形
c) U 形
d)环形
e) Sபைடு நூலகம்形
f) S 形
图9 基本流动模式
3.3 产品原则布置设计
流水线的设计包括： 技术设计是指工艺路线、工艺规程的制订、专用设备的设 计、设备改装设计、专用工具设计、运输传送装置的设计以 及信号装置的设计等。
产品原则布置的缺点
要求较多的设备，而设备的利用率相对较低； 对产品种类及产量变化、设备故障等情况的响应较差； 线上工作重复单调乏味，缺乏提升机会，可能会导致工 人的心理问题或职业伤害； 为了避免停产，设备备用件的库存可能比较大。
（2）工艺布置原则（机群式） 把同类型的设备和人员集中布置在一个地方。
3.4 生产现场物流改善
合理的生产布局能够保证物料顺畅流动，减少无价值 的搬运动作，提高现场的管理透明度和生产效率。
无价值的搬运动作有： · 搬运
· 倒退让路 · 排除路障 · 堆码、清点、整理、寻找 · 停顿与返回
（1）有弹性的生产线布置
3 2 1
4 5 6
3 2 1
4 5 6
Input
Output
大 通 铺 式 布 置
大通铺式 布置
大通铺式布置能有效利用空间，便于线 与线之间相互协作，根据各生产线产距时间 调整作业分配和人员安排，达到少人化目的。
同时，大通铺式布置容易暴露整体上的 问题，促进问题解决，从而提高整体效率。
（1）减少各生产线的在制品数量，以减少堆积空间。 （2）物料供应采用逐组逐套的方式，避免物料过多 造成空间狭小、作业者行动不便。
（2）设施布置设计的总原则
整体综合原则(设计时应将设施布置有影响的所有因素都 考虑进去，以达到优化的方案) 移动距离最小原则
流动性原则(设施布置应使在制品在生产过程中流动顺畅 ，消除无谓停滞，力求生产流程连续化)
空间利用原则(生产区域或储存区域的空间安排，都应力 求充分有效地利用空间。 )
图4 工艺原则布置示意图
图5 钻削加工工段
图6 车削加工工段
优点
①机器利用率高 ②设备和人员的柔性程度高， 更改产品品种和数量方便 ③设备投资相对较少 ④操作人员作业多样化
缺点
①物流量大 ②生产计划与控制较复杂 ③搬运距离长，有回流，生产 周期长 ④库存量相对较大 ⑤员工技能要求高
产品原则布置与工艺原则布置比较：
整体布置协调——
防止误启动
整体效率最高
☆ 蒸气、油污、粉屑防护 ☆ 现场照明、换气、温湿度
☆ 整体物流 ☆ 动力供应
整体
☆ 线间仓库间搬运 ☆ 预备扩充空间
协调
（3）一笔画的工厂布置 工厂整体布置
一笔画
从提高整体效率的目的出发，将 前后关联的生产线集中布置。
工厂整体布置
一笔画
Step4
Step3
需求1000件/天时 3人作业
Input
Output
需求600件/天时 2人作业
考虑弹性生产线布置时追求的目标：
（1）及时发现浪费 （2）灵活调整生产量 （3）考虑相关部门的浪费
品质方面
优先使用不会产生次品， 或者有异常时能自动停止 的设备，并设置质控环节
产量方面
使用弹性高、 易增减产量的设备， 优先采用单线流动小型设备
成组原则布置可以认为是产品原则布置的缩影，是将工 艺原则布置系统转化为接近产品原则布置系统。
图7 板材加工FMS
成组原则布置的特点
加工时间较短、物流效率较高； 在制品较低、准备时间较短； 具有工艺原则布置的柔性。
表 不同布置类型的特征
布置形式
生产 时间
在制品
技术 水平
产品 柔性
机器 工人 利用率 利用率
④.少人化生产—— 人多人少都能生产
☆ 警示灯及线体控制
☆ U形布置方式
☆ 逆时针摆放 ☆ 设备间无阻隔 ☆人与设备分工：
少人 化
人—装料、卸料
设备—加工
☆启动按钮安装方式适当
现场目标及推移管理
⑤. 质量
确保全数检查—— 防止不良发生
保证
杜绝不良流出
☆ 作业人员自主检查
☆ 避免生产与检查相分离 ☆ 设备防错功能 ☆ 良好的照明 ☆ 现场5S
图6 固定式布置
固定式布置缺点：
场地空间有限； 不同的工作时期，物料和人员需求不一样，这给生产组 织和管理带来较大困难； 物料需求量是动态的。
（4）成组布置原则（混合布置）
成组技术就是识别和利用产品零部件的相似性，将零件 分类。一系列相似工艺要求的零件组成零件族。针对一个 零件族的设备要求所形成的一系列机器，称作机器组（制 造单元）。
描述
布置的核心
加工 例子
种类 工人技术水平 生产适应性
产量 在制品库存量
物料运输 设备维修的主要方
法 优势
产品原则布置 对人员或设备进行有序布置以提 供标准化的加工 使生产线平衡以避免瓶颈,保证 工作流顺利 重复或连接 汽车、录象带、汽车清洗，自助 餐线
少 低 极差 高 少 固定路线 预防性
工艺原则布置 按加工性能对人员或设备进行布 置以适应多样化的加工要求 布置设备或部门以使运输费用最 小或物料阻塞现象最少 工艺专业化或间歇 家具、焙制食品、汽车修理、医 疗
×正常 合格
OK √
检查项目 电流
技术规格 180～220
检查方法 电流表
记录频度 4次/班
检查时间 AM8：05
周一
√185
一级维护标示
⑦. 安全
确保作业安全—— 消除：安全隐患
性
违背安全规程的作业
☆ 加工点远离双手可达区域
☆ 作业时容易步行
⑧. ☆ 去除踏台、突出物
☆ 启动按钮的保护盖、距离、位置
成品
14 13 12
10 9
8
7
材料
1
3
4
2
56
（1）以U字型，依逆时针方向按工艺流程排列生产。 （2）入口和出口由同一作业者负责，能够以产距时间按标准 数量进行生产及管理，也便于补充生产。
（3）便于作业者相互协作，异常时能停线，及时暴露问题并 改善之。
（4）步行最短，可单件流动，人员可增可减。
3 Step 将长屋型改为大通铺式
4 Step 整体上呈一笔画布置
一 笔 画 布 置
附：流线化设备调整原则
柔性装配线
不好：操作者被围起来，没有机会与增加的 操作者一起工作以增加产量。
U型生产线或工作单元
好：操作者可互相帮助，可与增加的操作者一起工作 以提高产量。
原工作方式
柔性装配线
不好：直线型很难平衡
U型生产线或工作单元
好：U型生产线的一个特点就 是操作者容易进入，这里4个操 作者可减为3个。
产品导向的布局