设施布置设计.ppt

1、设施规划与物流管理,殷复鹏,山东建筑大学管理学院,2011年3月,第三章 设施布置设计,第一节 设施布置设计概述第二节 设施布置的设计第三节 系统布置设计（SLP）,工业设施,第一节 设施布置设计概述,1、设施布置设计的含义和内容2、设施布置设计的原则3、设施布置的基本形式4、设施布置的基本流动模式5、设施布置的目标,1、设施布置设计的含义和内容,设施布置设计是指根据企业的经营目标和生产纲领，在已确认的空间场所内，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。,工厂布置,工厂总平面布置,车间

2、布置,1、设施布置设计的含义和内容,“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。某个厂区的一个建筑物一个车间一个重要出入口一个车间的一台机器一个办公室的一个部门,思考：设施布置的必要性和意义？,提高生产率；减少在制品；提高生产设备的开工率；减少搬运作业量；提高生产柔性。,2、设施布置设计的原则,1符合工艺过程的要求 2最有效地利用空间 3物料搬运费用最少 4保持生产和安排的柔性 5适应组织结构的合理化和管理的方便 6为职工提供方便、安全、舒适的作业环境,3、设施布置的基本形式,工艺原则布置,产品原则布置,固定工位布置,成组技术布置,U型布置,工艺原则

3、布置,车床组,铣床组,钻床组,磨床组,其他,工艺原则布置,车床组,铣床组,钻床组,磨床组,其他,原材料,产品,工艺原则布置,车床组,铣床组,钻床组,磨床组,其他,A-原材料,产品A,B-原材料,产品B,工艺原则布置,车床组,铣床组,钻床组,磨床组,其他,A-原材料,产品A,B-原材料,产品B,工艺原则布置,车床组,铣床组,钻床组,磨床组,其他,A-原材料,产品A,B-原材料,产品B,优点：机器利用率高，可减少设备数量 设备、人员的柔性程度高，便于更改产品品种和数量 使用通用机器，成本较低 生产线不易受机器故障的影响 操作人员作业多样化，有利于提高人员的专业技能和工作兴趣,工艺原则布置,车床组,

4、铣床组,钻床组,磨床组,其他,A-原材料,产品A,B-原材料,产品B,B,C,设备调整生产控制计划排程,工艺原则布置,车床组,铣床组,钻床组,磨床组,其他,A-原材料,产品A,B-原材料,产品B,缺点：运输距离长，搬运路线不确定，运费高 在制品停顿时间长，库存量相对较大 生产计划与控制较为复杂 各工作中心之间协作往来频繁及生产周期长 成本会计作业困难 由于操作人员从事多种作业，需要较高的技术等级,工艺原则布置,车床组,铣床组,钻床组,磨床组,其他,A-原材料,产品A,B-原材料,产品B,工艺原则布置适用范围：单件生产及多品种小批量生产模式。,产品原则布置,工位1,零件B加工,产品P装配,零件A

5、加工,工位2,工位3,工位4,产品原则布置,工位1,零件B加工,产品P装配,零件A加工,工位2,工位3,工位4,零件A,零件B,产品P,A原料,B原料,产品原则布置,工位1,零件B加工,产品P装配,零件A加工,工位2,工位3,工位4,零件A,零件B,产品P,A原料,B原料,产品原则布置,工位1,零件B加工,产品P装配,零件A加工,工位2,工位3,工位4,零件A,零件B,产品P,A原料,B原料,产品原则布置,工位1,零件B加工,产品P装配,零件A加工,工位2,工位3,工位4,零件A,零件B,产品P,A原料,B原料,产品原则布置,工位1,零件B加工,产品P装配,零件A加工,工位2,工位3,工位4,

6、零件A,零件B,产品P,A原料,B原料,产品原则布置,工位1,零件B加工,产品P装配,零件A加工,工位2,工位3,工位4,零件A,零件B,产品P,A原料,B原料,产品原则布置,工位1,零件B加工,产品P装配,零件A加工,工位2,工位3,工位4,零件A,零件B,产品P,A原料,B原料,优点：布置符合工艺过程，物流顺畅，布置工作地相对简单；生产周期短；在制品在加工过程中运输距离短；上下工序衔接，存放量少；物料搬运工作量少；生产计划简单，易于控制；对工人要求不高，易于培训；可使用专业化设备和机械化、自动化搬运方法。,产品原则布置,工位1,零件B加工,产品P装配,零件A加工,工位2,工位3,工位4,零

7、件A,零件B,产品P,A原料,B原料,产品原则布置,工位1,零件B加工,产品P装配,零件A加工,工位2,工位3,工位4,零件A,零件B,产品P,A原料,B原料,零件B,B原料,机器发生故障,产品原则布置,工位1,零件B加工,产品P装配,零件A加工,工位2,工位3,工位4,零件A,零件B,产品P,A原料,B原料,零件B,B原料,机器修理,工作中,工作中,产品原则布置,工位1,零件B加工,产品P装配,零件A加工,工位2,工位3,工位4,零件A,零件B,产品P,A原料,B原料,零件B,B原料,机器修理,空闲,工作中,产品原则布置,工位1,零件B加工,产品P装配,零件A加工,工位2,工位3,工位4,零

8、件A,零件B,产品P,A原料,B原料,零件B,B原料,机器修理,空闲,工作中,产品原则布置,工位1,零件B加工,产品P装配,零件A加工,工位2,工位3,工位4,零件A,零件B,产品P,A原料,B原料,零件B,B原料,工作,空闲,空闲,产品原则布置,工位1,零件B加工,产品P装配,零件A加工,工位2,工位3,工位4,零件A,零件B,产品P,A原料,B原料,零件B,B原料,3min/箱,各机器设备的效率,6min/箱,3min/箱,0时刻,产品原则布置,工位1,零件B加工,产品P装配,零件A加工,工位2,工位3,工位4,零件A,零件B,产品P,A原料,B原料,零件B,B原料,3min/箱,各机器设

9、备的效率,6min/箱,3min/箱,3min,半箱,半箱,产品原则布置,工位1,零件B加工,产品P装配,零件A加工,工位2,工位3,工位4,零件A,零件B,产品P,A原料,B原料,零件B,B原料,3min/箱,各机器设备的效率,6min/箱,3min/箱,3min,半箱,半箱,产品原则布置,工位1,零件B加工,产品P装配,零件A加工,工位2,工位3,工位4,零件A,零件B,产品P,A原料,B原料,零件B,B原料,3min/箱,各机器设备的效率,6min/箱,3min/箱,3min,积压1箱半,半箱,空闲,产品原则布置,工位1,零件B加工,产品P装配,零件A加工,工位2,工位3,工位4,零件A

10、,零件B,产品P,A原料,B原料,缺点：设备发生故障时引起中断；产品设计变化将引起布置的重大调整，缺乏柔性；生产线速度取决于最慢的机器；相对投资较大，因为在生产线上有的机器负荷不满；生产线上重复作业，易使工人单调乏味；维修和保养费用高。,产品原则布置,工位1,零件B加工,产品P装配,零件A加工,工位2,工位3,工位4,零件A,零件B,产品P,A原料,B原料,产品原则布置适用：少品种大批量生产方式。,固定工位布置,定义,所有的工序都是在原材料或主要部件固定在一个地方的情况下完成的。,1,2,3,固定工位布置,定义,所有的工序都是在原材料或主要部件固定在一个地方的情况下完成的。,优点：物料移动少；

11、当采用班组方式时，可提高作业连续性；高度柔性，可适应产品和产量的变化。,固定工位布置,定义,所有的工序都是在原材料或主要部件固定在一个地方的情况下完成的。,缺点：人员和设备的移动增加；设备需要重复配备；工人需要较高的技能；会增加面积和工序间储存；生产计划需要加强控制和协调。,固定工位布置,定义,所有的工序都是在原材料或主要部件固定在一个地方的情况下完成的。,固定工位布置适用：飞机制造厂、造船厂、建筑工地等。,成组技术布置,工作中心1,工作中心2,工作中心3,工作中心4,成组技术布置,工作中心1,工作中心2,工作中心3,工作中心4,零件A,零件B,A原料,B原料,成组技术布置,工作中心1,工作中

12、心2,工作中心3,工作中心4,零件A,零件B,A原料,B原料,优点：改善人际关系，发挥班组合作精神；提高操作技能；减少在制品和物料搬运；缩短生产准备时间；兼有产品原则布置和工艺原则布置的优点。,成组技术布置,工作中心1,工作中心2,工作中心3,工作中心4,零件A,零件B,A原料,B原料,缺点：需要较高的生产控制水平以平衡各单元之间的生产流程；若单元间流程不平衡，需中间储存，增加了物料搬运；班组成员需掌握所有作业技能；减少了使用专用设备的机会；兼有产品原则布置和工艺原则布置的缺点。,U型布置,成组技术布置,3、设施布置的基本形式,几种设施布置类型的比较,3、设施布置的基本形式,产品型部门,产品族

13、型部门,工艺型部门,产品固定型部门,产品原则布置,成组布置,工艺原则布置,固定位置布置,低,低,高,高,产量,产品品种变化,4、设施布置的基本流动模式,直线型,“L”型,“U”型,环型,“S”型,工位内部,部门内,部门间,实例3-1 某汽车厂设施布置分析,该汽车厂产品单一。从整个工厂布置来看，采用产品原则进行总体布置规划。,发动机,汽车底盘,车厢,装配车间,冲压车间,上漆,车头、车门,物流通畅、上下工序连续、在制品少；生产周期短，作业专业化；生产计划简单。,实例3-1 某汽车厂设施布置分析,装配车间由一条传送带连接，传送带两侧配备装配设备。,发动机,底盘,车厢,装配线,性能测试,零件装配,车头

14、,零件装配,入库,实例3-1 某汽车厂设施布置分析,冲压车间采用工艺原则布置。,4台,冲压机床,水压机,车头,物流输送线（与上漆车间相连）,车门,冲压机床,冲压机床,冲压机床,冲压机床,物料存放区,5、设施布置设计的目标,设施布置组合优化问题三个基本要素：变量 约束 目标函数,物流量,距离,固定费用,运输费率,第二节 设施布置的设计,1、工艺原则布置的设计2、产品原则布置的设计3、成组布置的设计4、定位布置的设计,1、工艺原则布置的设计,工艺原则布置是最常用的一种布置方法，它用来对具有类似工艺流程的工作部门进行布置，使其相对位置达到最优。例3-2：假设某玩具厂有八个车间，包括收发部门、金属成形

15、车间、缝纫车间和喷漆车间等，如何对这八个车间进行布置呢？最优的布置经常意味着将彼此之间物流量较大的部门相邻布置，使设施间物料搬运费用最小。,1、工艺原则布置的设计,假设1：所有的车间有同样大小空间。整个建筑物80m宽、160m长。假设2：所有的物料都是用标准尺寸的木箱装运，用叉车运输，叉车每次运输一箱物料（构成一个装载单元），相邻部门之间单位货物的运输成本为1元。下图假设为初始布置，其中对角线之间允许移动，所以车间2和车间3、车间3和车间6可以认为是相邻的。,1,3,5,7,2,4,6,8,布置步骤：步骤1：计算各部门之间的物流量。如下表：,1、工艺原则布置的设计,布置步骤：步骤2：将两个部门

16、间的运输量与基本运费相乘，得出该布置方案的费用。如下表：,1、工艺原则布置的设计,1,3,5,7,2,4,6,8,布置步骤：步骤2：将两个部门间的运输量与基本运费相乘，得出该布置方案的费用。如下表：,1、工艺原则布置的设计,1,3,5,7,2,4,6,8,部门1到部门2之间的距离为1个单位，两者之间的物流量为175，所以运输费用为175.,布置步骤：步骤2：将两个部门间的运输量与基本运费相乘，得出该布置方案的费用。如下表：,1、工艺原则布置的设计,1,3,5,7,2,4,6,8,部门2到部门5之间的距离为2个单位，两者之间的物流量为75，所以运输费用为150.,布置步骤：步骤2：将两个部门间的

17、运输量与基本运费相乘，得出该布置方案的费用。如下表：,1、工艺原则布置的设计,1,3,5,7,2,4,6,8,布置步骤：步骤2：将两个部门间的运输量与基本运费相乘，得出该布置方案的费用。如下表：,1、工艺原则布置的设计,1,3,5,7,2,4,6,8,1、工艺原则布置的设计,布置步骤：步骤3：研究由于部门布置的变化而将要减少的运输费用。,1,3,5,7,2,6,4,8,布置步骤：步骤3：调整后运输费用。如下表：,1、工艺原则布置的设计,1,3,5,7,2,6,4,8,1、工艺原则布置的设计,可能存在的布置有8！（40320）种。最佳布置：,1,6,7,3,4,2,5,8,1、工艺原则布置的设计,问题：以上的最佳布置只考虑了部门之间的物料搬运费用，然而在实际中还存在一些非物流因素。例如：发运与收货部门是接近工厂的中心区。塑料熔合部门紧接油漆部门，不安全。小型玩具装配与大型玩具装配位于工厂两端，这将增加装配工的行走时间，他们可能在同一天的不同时刻需要在两个部门工作。此外，其基本假设可能还存在下述问题：部门的面积或形状不一定相等；对设备的安装无约束；部门的出入口没有限制；物料的搬运方法可能不同。,1、工艺原则布置的设计,在考虑以上影响因素的情况下，可得到一个可行的布置方案。,5,8,1,6,3,2,4,7,1、工艺原则布置的设计,“系统布置设计”详见第三节。,