生产和服务设施布置.ppt

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1、第六章 生产和服务设施布置,设施布置的目标:1、总体目标： 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。2、具体目标：最好的工艺流程：保证工艺流程畅通，生产时间短，生产连续。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有空间小。最好的柔性：设施布置适应产品需求的变化、工艺和设备的更新。最舒适的作业环境：保证安全，满足生理、心理要求。最便捷的管理：使有密切关系或性质相近的作业单位布置在一个区域或靠近布置。,第一节 设备/设施布置决策,设备/设施布置：指合理安排企业或某一组织内部各生产单位和辅助设施的相

2、对位置与面积、车间内部生产设备的布置。,一、设施布置决策的影响因素P151（1）厂房的布置，要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该相互靠近布置。（3）充分利用现有的运输条件，如公路、铁路、港口等。（4）按生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区。生活区应该设在上风区。（5）在考虑防火和卫生的条件下，总平面布置应该力求占地面积小。（6）工厂布置应考虑有扩建的余地。,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。生产设施的四种基本的布置形式：固定式布置产品原则布置工艺原则布置混合布置：成组原则服务设施的三种基本

3、的布置形式：零售店布置办公室布置仓库布置,二、设施布置的形式,（一）固定式布置（fixed position layout）,加工对象的位置固定，工人和设备随加工产品所在的某一位置而转移，如飞机、船舶等。,（二）按产品布置（Product layout）即按对象专业化原则布置机器和设备。目标是使物流成本最小。,1、在这种布置下，设备是按照某一种或某几种产品的 加工路线或加工顺序顺次排列（常称为生产线）。 如汽车装配线和自助餐服务线,按产品布置（Product layout）,陶瓷加工流水线,2、生产线并不一定是一条直线，可以是L型、O型、S型、 U型等多种，或这几种形状的组合。,3、这种布置下

4、的主要课题： 如何使每一单元的操作时间都大致相等。否则，整个生产线的产出速度只能是费消耗时间最多的单元的产出速度。-生产线的平衡问题。（木通原理）,产品专业化原则布置的齿轮车间,产品原则布置优缺点比较,优点：1、由于布置符合工艺过程，物流畅通2、由于上下工序衔接，存放量少3、物料搬运工作量少4、可做到作业专业化，对工人技能要求不高，易于培训5、生产计划简单，易于控制6、可使用专用设备和机械化、自动化搬运方法,缺点：1、设备发生故障时引起整个生产 线中断2、产品设计变化将引起布置的重大调整3、生产线速度取决于最慢的机器4、生产线有的机器负荷不满，造成相对投资较大5、生产线重复作业，工人易产生厌倦

5、6、维修和保养费用高,它与产品专业化的生产组织方式相对应。广泛用于制造企业、学校、银行、飞机场、图书馆等。,（三）按工艺过程布置（Process layout）,工艺原则布置方式,例：办公室布置,工艺原则布置优缺点比较,优点：1、机器利用率高，可减少设备数量2、设备和人员柔性程度高，更改产品和数量方便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,缺点：1、由于流程较长，搬运路线不确定，运费高2、生产计划与控制较复杂，要求员工素质的提高3、库存量相对较大,生产设备布置的两种基本形式比较,按产品专业化：,按工艺专业化：,（四）按成组制造单元布置（Layouts based on gro

6、up technology）将结构和工艺相似的零件组成一个零件组，进行生产。分C和U型,布置的基本步骤：,1、将零件分类；2、识别零件组的物流类型，以此作为工艺布置的基础；3、将机器和工艺分组，组成工作单元。,成组原则布置优缺点比较,优点：1、由于产品成组，设备利用率高2、流程通畅，运输距离较短，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,缺点：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

7、置的缺点,各种布置的特性比较,1、作业相关图法（Relationship Chart）2、 从至表法（fromto）3、新设备的布置问题4、线性规划法5、计算机辅助布置,第二节 布置决策的定量分析,1、作业相关图法,不能靠近,作业相关图法工厂总平面布置步骤,对各作业单位之间的相互关系作出分析，包括物流和非物流的相互关系，经过综合得到作业单位相互关系表（相关图），根据相关图中作业单位之间相互关系的密切程度，决定各作业单位之间距离的远近，安排各作业单位的位置，绘制作业单位位置相关图，将各作业单位实际占地面积与作业单位位置相关图结合起来，形成作业单位面积相关图；通过作业单位面积相关图的修正和调整，得

8、到数个可行的布置方案；最后采用加权因素对各方案进行评价择优，并对每个因素进行量化，得分最多的布置方案就是最佳布置方案。,例：一个快餐店欲布置生产与服务设施。共分成6个部门，计划布置在一个23的区域内，下图所示为6个部门间的作业关系密切程度。试作出合理布置。,解：第一步，列出关系密切程度（只考虑A和X）,X：,A：,第二步，根据列表编制主联系簇。从关系A出现最多的部门开始.A：1-2 1-3 2-6 3-5 4-6 5-6,第四步，根据联系簇图和可供使用的区域，用实验法安置所有部门。,第三步，画出“X”联系簇。X：1-4 3-6 3-4,第二步，根据列表编制主联系簇。A：1-2 1-3 2-6

9、3-5 4-6 5-6,第四步，根据联系簇图和可供使用的区域，用实验法安置所有部门。,第三步，画出“X”联系簇。X：1-4 3-6 3-4,P181第2题1、画出相关关系图：,2、画出不相关关系图：,3、用试验法布置部门，要求部门5安排在左下角,2、从至表法（fromto） 利用从-至表列出不同部门、机器或设施之间的相对位置，以对角线元素为基准计算各工作点之间的相对距离，找出物料总运量最小的方案。 该方法适合多品种小批量生产的情况。步骤和做法P167：(1)制定工艺路线,确定所用机床设备;(2)统计设备之间的移动距离(3)确定零件在设备间的移动次数和单位距离运输成本;求单位距离月运输成本和月运

10、输总成本，依据总运输成本的大小，找出机器（部门）之间的紧密相邻关系。,设备间月平均移动次数矩阵,单位距离运输成本矩阵,单位距离每月运输成本矩阵,第一步:求单位距离每月运输成本矩阵(=月平均移动次数单位距离运输成本),第二步:求单位距离每月总运输成本矩阵=对角线对称的成本元素相加,单位距离每月总运输成本矩阵,插床,66.0,28.0,16.5,15.8,35.1,插床,21.3,91.7,25.4,磨床,车床,69.2,钻床,18.4,23.6,冲床,25.2,车床,122.7,冲床,锯床,12.7,71.5,锯床,钻床,磨床,锯床,磨床,冲床,钻床,车床,插床,第三步:按总运输成本,从大到小排

11、列,最后布置方案,3、新设备的布置问题目标是使从新设备到老设备的加权直线移动距离的总和最小P160例63,解：设新设备的坐标为x和y，先求x的最优解。,解：设新设备的坐标为x和y，先求x的最优解。第一步：将x坐标按递增的顺序排列，并求出累计加权值,204,32,14,法学院,172,41,10,理学院,131,28,8,教育学院,103,53,6,人文学院,50,31,5,商学院,19,19,0,工学院,累计加权,权数,X坐标,学院,第二步：将累计加权值除以2，204/2=102第三步：在累计加权值中找出第一个大于102的值，103第三步：与103相对应的x坐标即为最优解，X=6,解：下面先求

12、y的最优解。第一步：将y坐标按递增的顺序排列，并求出累计加权值,204,32,20,法学院,172,28,18,教育学院,144,31,13,商学院,113,41,12,理学院,72,53,3,人文学院,19,19,0,工学院,累计加权,权数,y坐标,学院,第二步：将累计加权值除以2，204/2=102第三步：在累计加权值中找出第一个大于102的值，113第三步：与113相对应的y坐标即为最优解，y =12设备应该放在坐标位置为(6,12)的地方,一、为什么要进行装配线平衡？ 装配线平衡又叫工序同期化。在工序数既定的情况下，通过适当分配和合并工序，使各工序的作业时间尽可能接近或趋于一致。避免忙

13、闲不均，时间和人力的浪费。,第三节 装配线平衡,流水线平衡的设计步骤,第一步：最重要的是确定“生产节拍”：（1）流水线节拍：流水线上连续出产两件相同 制品的时间间隔（2）计算公式,流水线平衡的设计步骤,第二步：根据具体每道工序的工时定额，计算装配线上需要的最少工作地数,流水线平衡的设计步骤,第三步：组织工作地 保证各工序之间的先后顺序每个工作地分配到的小工序作业时间之和（Tei），不能大于节拍各工作地的作业时间应尽量接近或等于节拍（Teir）应使工作地数目尽量少,工序同期化,第四步：计算工作地时间损失系数，平滑系数,流水线平衡的设计步骤,装配线平衡方法（1）确定装配流水线节拍（2）计算装配线上

14、需要的最少工作地数（3）组织工作地（4）计算工作地时间损失系数,例：一装配线计划每小时出产30件产品，每小时用于生产的时间是50分钟。下表所示是装配工序、每道工序的作业时间及紧前工序等信息。请（1）画出装配工序先后顺序图；（2）该装配线的节拍是多大；（3）计算每小时装配30件产品的最小工作地数。,注：紧前工序在某工序进行之前必须完成的、且两个 工序紧相联。,解：(1) 画装配工序先后顺序图,A,B,C,D,E,F,G,H,I,注：紧前工序在某工序进行之前必须完成的、且两个 工序紧相联。,解：(1) 画装配工序先后顺序图,（2）节拍r=50/30=1.67分钟/件,（3）最小工作地数Smin=5

15、.31/1.67 4（个）,(4)组织工作地:,划分工作地的原则：1、并行的工序可划在一起；2、前后关系的工序可划在一起；3、尽量优先安排作业时间长的工序；4、选最少前道工序的先进工作地。,(5)计算工作地时间损失系数L，平滑系数SI。L=(工作地数S节拍r) 工序总时间tei (工作地数节拍) 100% =(4 1.67)-5.31 (4 1.67) 100% =20.35%平滑系数SI第167页,最大工作地时间之和,每个工作地时间之和,0.41当工作地划分有多种方案时,选系数小的.,好的车间（与后台）布置的特征：,1、直线型流动；2、回溯最少；3、生产时间可预先估计；4、在制品少；5、有效利用空间；6、瓶颈操作可被控制；7、工作地之间距离较近；8、物料的搬运和储存有序；9、没有不必要的物料搬运；10、易于根据条件的变化进行调整（柔性）。,P182页第4题：一装配线计划每小时出产200件产品，每小时用于生产的时间是50分钟。下表所示是装配工序、每道工序的作业时间（分钟）及紧前工序等信息。请（1）画出装配工序先后顺序图；（2）该装配线的节拍是多大；（3）计算每小时装配200件产品的最小工作地数。(4)进行装配线平衡,使时间损失率最小。,思考题,1、掌握装配线平衡的方法。2、选择和判断全部。3、计算题：2、4。,