第6章 马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划(2)

1、1安徽工业大学管理科学与工程学院安徽工业大学管理科学与工程学院主讲人主讲人:王付宇王付宇业工程专业工业工程专业2现代工业工程现代工业工程课前知识回顾：第6章 轮芯加工工作研究及设施规划（1）1、车轮加工工艺程序分析、车轮加工工艺程序分析: 工艺程序图绘制工艺程序图绘制2、轮芯镗孔工序流程程序分析：流程程序分析图绘制、轮芯镗孔工序流程程序分析：流程程序分析图绘制3、轮芯镗孔工序双手作业分析：双手作业分析图绘制、轮芯镗孔工序双手作业分析：双手作业分析图绘制4、轮芯镗孔工序改善方案、轮芯镗孔工序改善方案 1）用）用5W1H提问技术进行现状分析提问技术进行现状分析 2）用）用

2、ECRS四大原则进行改进方案探讨四大原则进行改进方案探讨 3）改善方案：对等待的改进、）改善方案：对等待的改进、 对搬运的改进、对搬运的改进、 对搬运和等待同时改进对搬运和等待同时改进5、轮芯镗孔工序作业测定、轮芯镗孔工序作业测定 1）秒表时间研究）秒表时间研究 2） MOD法分析法分析3第六章 马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划（2）马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划内容提要：内容提要：设施规划与设计、改进方案系统评价。本节重点本节重点：设施规划与设计。 本节难点本节难点：系统评价。教学目标教学目标：通过本节课的学习，能够熟悉用SLP法进行生产车

3、间设施规划分析和改善的基本方法和步骤，以及运用AHP法进行系统综合评价的基本方法，掌握生产车间物流关系和非物流关系的计算过程，会运用SLP法进行简单的生产车间设施规划与设计。46.3 生产车间设施规划6.3.1 用用SLP法进行总生产车间设施规划分析和改善法进行总生产车间设施规划分析和改善1、基本原始资料的收集、基本原始资料的收集1）产品（）产品（P）和产量（）和产量（Q） 产品应用领域领域：铁路运输、地铁和轻轨、机械、冶金、石油、化工、电力、国防、航天等。2）工艺过程（生产路线）工艺过程（生产路线R） 车轮生产工艺过程见图车轮生产工艺过程见图6-1 简化后车轮及轮芯加工工艺程序图简化后车轮及

4、轮芯加工工艺程序图6-23） 辅助服务部门（辅助服务部门（S，service）4） 时间安排（时间安排（T，time） 马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划56.3 生产车间设施规划2、 总生产车间作业单位划分总生产车间作业单位划分马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划代号12345678910111213单位毛坯库锯切车间称重、检验区加热区除磷区预成型、成型区测温、热检区回火、淬火、加热区预加工、等温区成品检查、硬度检测区精加工、冷打印区超声波、磁粉探伤，抛丸、静平衡表面防护、入库包装、发运代号12345678单位

5、 毛坯库 锯切区 粗加工区 热处理区 预加工区 精加工区 在线检查区仓库图图6-3 6-3 简化前的作业单位简化前的作业单位图图6-4 6-4 简化后的作业单位简化后的作业单位6.3 生产车间设施规划3、总生产车间作业单位相互关系、总生产车间作业单位相互关系 表表6-1 6-1 车轮生产周计划车轮生产周计划生产日期 产品编码毛坯重粗加工重 预加工重成品重生产数量3月6日HDS1.024 0.849 0.807 0.790 245P31.021 0.868 0.825 0.808 1253月10日QC-J361.031 0.886 0.859 0.851 4973月11日H361.059 0.8

6、79 0.844 0.818 100P281.212 1.054 1.012 0.982 112P291.187 0.985 0.946 0.917 1103月12日KTT9181.157 0.937 0.881 0.855 19612501.060 0.869 0.817 0.801 3163月14日P31.574 1.291 1.226 1.214 210表表6-2 轮芯生产周计划轮芯生产周计划生产日期 产品编码毛坯重成品重生产数量2月16日 DL-lx010.581 0.402 5DL-lx020.397 0.272 70D-lx12500.368 0.269 108D-lx12510.

7、387 0.363 104D-lx12530.340 0.314 87D-lx12550.696 0.602 452月20日 D-25630.326 0.278 32D-25770.350 0.298 48D-25730.349 0.302 4833510.386 0.331 1433520.360 0.307 2825150.364 0.334 1852月21日 DL-lx520.394 0.362 18820470.422 0.398 9720490.512 0.470 5DL-lx520.453 0.310 702月22日 25100.330 0.244 12825430.437 0.3

8、36 7925440.322 0.234 83D-lx10540.226 0.209 19D-lx10550.406 0.370 24535810.384 0.349 6024370.318 0.296 15124340.340 0.314 602月24日 D-lx24500.696 0.602 3510950.740 0.698 59150.364 0.344 12 6.3 生产车间设施规划3、总生产车间作业单位相互关系、总生产车间作业单位相互关系 表表6-3 6-3 车轮物流量计算车轮物流量计算生产日期产品编码毛坯物流粗加工物流 成品物流3月6日HDS250.880 208.005 193

9、.653 P3127.625 108.500 101.014 3月10日QC-J36512.407 440.342 422.860 3月11日H36105.900 87.897 81.850 P28135.744 118.097 109.972 P29130.570 108.373 100.917 3月12日KTT918226.772 183.685 167.484 1250334.960 274.667 253.023 3月14日P3330.540 271.043 254.916 合计2155.398 1800.610 1685.689 3、总总生生产产车车间间作作业业单单位位相相互互关关系

10、系 表表6-4 6-4 轮芯物流量计算轮芯物流量计算生产日期 产品编码 毛坯物流 成品物流 生产日期 产品编码 毛坯物流 成品物流2月16日DL-lx012.904 2.008 2月21日20492.560 2.352 DL-lx0227.776 19.040 DL-lx5231.696 21.728 D-lx125039.744 29.030 2月22日251042.189 31.232 D-lx125140.269 37.773 254334.507 26.544 D-lx125329.580 27.353 254426.693 19.389 D-lx125531.320 27.072 D

11、-lx10544.286 3.967 2月20日D-256310.445 8.909 D-lx105599.568 90.748 D-257716.819 14.285 358123.040 20.928 D-257316.742 14.515 243748.078 44.696 33515.398 4.637 243420.400 18.864 335210.080 8.602 2月24日D-lx245024.360 21.056 251567.340 61.864 10953.700 3.492 2月21日DL-lx5273.997 68.131 9154.368 4.128 204740

12、.973 38.567 合计413.387 361.786 96.3 生产车间设施规划3、总生产车间作业单位相互关系、总生产车间作业单位相互关系由此可以计算出作业单位间的物流量，如下：12：2155.398+413.387=2568.78523：2568.78534：1800.61045：1800.61056：1800.61067：1685.689+361.786=2047.47578：2047.47537：361.786马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划106.3 生产车间设施规划3、总生产车间作业单位相互关系、总生产车间作业单位相互关系马钢车轮公司

13、轮芯加工工作研究及设施规划马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划物流量等级20003000A10002000E01000I无明显物流量U图图6-5 6-5 物流强度划分标准物流强度划分标准113、总生产车间作业单位相互关系、总生产车间作业单位相互关系AAEEA序号12437865作业单位名称毛坯库锯切区粗加工区热处理区预加工区精加工区在线检查区仓库IIEAUUUUUUUUUUUUUUUUUUU图图6-6 作业单位物流相关表作业单位物流相关表126.3 生产车间设施规划4、总生产车间非物流关系分析、总生产车间非物流关系分析 非物流关系的的确定一般考虑如下的因素非物流关系的的确定一般考虑如下的因素

14、: 工艺流程。工艺流程。 作业性质相似。作业性质相似。 使用相同的设备。使用相同的设备。 使用同一组人员。使用同一组人员。 使用同一场所。使用同一场所。 使用相同的公共设施。使用相同的公共设施。 工作联系的频繁程度。工作联系的频繁程度。监督和管理方便。监督和管理方便。 噪声、震动、烟尘、危险品的影响。噪声、震动、烟尘、危险品的影响。 服务的频繁和紧急程度。服务的频繁和紧急程度。马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划表表6-5 6-5 基准相互关系基准相互关系字母一对作业单位关系密切程度的理由A钢材库和剪切区搬运物料的数量、类似的搬运问题最后检查和包装损坏没

15、有包装的物品、包装完毕前检查单不明确清理和油漆使用相同的人员、公用设施、管理方式和相同形式的建筑物E接待和参观者停车处方便、安全金属加工和焊接搬运物料的数量和形状维修和部件装配服务的频繁和紧急程度I剪切区和冲压机搬运物料的数量部件装配和总装配搬运物料的体积、共用相同的人员保管室和财会部门报表运送、安全、方便O维修和接收产品的运送废品回收和工具室共用相同的设备收发室和厂办公室联系频繁程度U维修和自助食堂辅助服务不重要焊接和外购件仓库接触不多技术部门和发运不常联系X焊接和油漆灰尘、火灾焚化炉和主要办公室烟尘、臭味、灰尘冲压车间和工具车间外观、震动4、总生产车间非物流关系分析、总生产车间非物流关系分

16、析表表6-6 6-6 作业单位非物流相互关系表作业单位非物流相互关系表3X3 , 433X5O5O33X3X3 , 4XUUUUU6AIX3 , 4A11 , 23 , 41 , 5UXUEXX4UI2X4XXX3作业单位名称毛坯库锯切区精加工区热处理区预加工区精加工区在线检查区仓库序号12345678编号123456理由搬运问题作业单位相似噪声震动温度高联系频繁损坏没有包装的物品、包装完毕前检查单不明确156.3 生产车间设施规划5、 总生产车间综合单位相互分析总生产车间综合单位相互分析 该车间生产的车轮和轮芯很重，物流量相对比较该车间生产的车轮和轮芯很重，物流量相对比较大，因此非物流关系中

17、的搬运、噪声、温度成品包装大，因此非物流关系中的搬运、噪声、温度成品包装等因素决定非物流关系显得没那么重要，因此在进行等因素决定非物流关系显得没那么重要，因此在进行综合关系计算时取综合关系计算时取物流和非物流因素的加权值定为物流和非物流因素的加权值定为3：1。在量化密切程度时，一般取。在量化密切程度时，一般取A4、E3、I2、O1、U=0、X=-1。 参考综合相互关系等级与划分比例表参考综合相互关系等级与划分比例表6-7，得到，得到等级划分范围表等级划分范围表6-8。马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划5、 总生产车间综合单位相互分析总生产车间综合单位相

18、互分析表表6-7 6-7 综合相互关系等级与划分比例综合相互关系等级与划分比例关系等级关系等级符号符号作业单位对比例（作业单位对比例（% %）绝对必要靠近绝对必要靠近A A1 13 3特别重要靠近特别重要靠近E E2 25 5重要重要I I3 38 8一般一般O O5 51515不重要不重要U U20208585不希望靠近不希望靠近X X0 01010表表6-8 6-8 等级划分范围等级划分范围A AE EI IO OU UX X1616121215157 711111 16 60 0-1-1表表6-9 作业单位综合关系计算表作业单位综合关系计算表18总生产车间综合单位相互分析总生产车间综合单

19、位相互分析表表6-10 6-10 作业单位综合关系作业单位综合关系EIIAE序 号12437865作 业 单 位 名 称毛 坯 库锯 切 区粗 加 工 区热 处 理 区预 加 工 区精 加 工 区在 线 检 查 区仓 库AUUUUUUU196.3 生产车间设施规划6、 总生产车间作业单位位置相关图总生产车间作业单位位置相关图 综合接近程度：作业单位的综合接近程度等于综合接近程度：作业单位的综合接近程度等于该作业单位的与其它所有作业单位之间量化后的关系该作业单位的与其它所有作业单位之间量化后的关系密级的总和。密级的总和。 马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规

20、划20总生产车间作业单位位置相关图总生产车间作业单位位置相关图表表6-11 6-11 综合接近程度综合接近程度作业单位123456781A/4U/0O/1U/0U/0U/0U/02A/4E/3X/-1X/-1X/-1X/-1X/-13U/0E/3O/1O/1O/1O/1X/-14O/1X/-1O/1I/2X/-1X/-1X/-15U/0X/-1O/1I/2I/2U/0U/06U/0X/-1O/1X/-1I/2E/3X/-17U/0X/-1O/1X/-1U/0E/3A/48U/0X/-1X/-1X/-1U/0X/-1A/4综合接近程度52604360排序36174528216.3 生产车间设施规

21、划6、 总生产车间作业单位位置相关图总生产车间作业单位位置相关图 马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划表表6-12 6-12 作业单位关系等级表示方式作业单位关系等级表示方式元音字母系数值线条数密切程度A4实线四条 绝对必要E3实线三条 特别重要I2实线二条重要O1实线一条一般U0无不重要X-1虚线不希望6.3 生产车间设施规划6、 总生产车间作业单位位置相关图总生产车间作业单位位置相关图第一步，首先处理综合相互关系密级为第一步，首先处理综合相互关系密级为A的作业单位对的作业单位对。 从作业单位综合关系表中取出A级的作业单位对，有12，78，按综合接近程

22、度分值排序为7，1，2，8。 将综合接近程度分值最高的作业单位将综合接近程度分值最高的作业单位7布置在位置相关图中布置在位置相关图中间位置间位置。将作业单位8布置到图中，且与作业单位7之间距离为一单位距离，如10mm，如图6-7所示。 布置综合接近程度次高的作业单位布置综合接近程度次高的作业单位1的位置。的位置。由于作业单位1与图上已有的作业单位7和8均非A级关系，则应从综合相互关系表中取出1-7、1-8的关系，结果均为U级。综合考虑的结果是将作业单位1布置在图中6-7b所示的位置上。 处理与作业单位处理与作业单位1有有A级关系的作业单位级关系的作业单位2，从综合相互关系表中取出图中与存在的作

23、业单位7、8和2的关系，均为U级。关系密级U为不重要的关系，则重点考虑1和2的关系，将作业单位2布置到如图6-7c所示的位置上。236.3 生产车间设施规划6、 总生产车间作业单位位置相关图总生产车间作业单位位置相关图马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划246.3 生产车间设施规划6 6、 总生产车间作业单位位置相关图总生产车间作业单位位置相关图第二步，处理相互关系为第二步，处理相互关系为E E的作业单位对。的作业单位对。 从综合相互关系表中取出具有从综合相互关系表中取出具有E E级关系的作业单位对，有级关系的作业单位对，有2-32-3、6-76-7，涉

24、，涉及到的作业单位按综合接近程度分值排序为及到的作业单位按综合接近程度分值排序为3 3，7 7，6 6，2.2. 首先处理与作业单位首先处理与作业单位7 7有关系的作业单位有关系的作业单位6 6和和3 3，7 7与与6 6的关系为的关系为E E级，关级，关系特别重要，所以系特别重要，所以6 6与与7 7应尽量靠近，应尽量靠近，7 7与与3 3的关系为的关系为O O级，密切程度一般。但级，密切程度一般。但是是3 3与与2 2的综合作业单位关系为的综合作业单位关系为E E，关系特别重要，所示，关系特别重要，所示3 3应该尽量与应该尽量与2 2靠近。靠近。由此得到由此得到6 6与与3 3的布置结果如

25、图的布置结果如图6-7d6-7d所示。所示。 处理剩余的作业单位处理剩余的作业单位4 4、5 5，从作业单位综合关系图中可以得出作业单，从作业单位综合关系图中可以得出作业单位位4 4与与5 5的关系等级为的关系等级为I,5I,5与与6 6的关系等级为的关系等级为I,I,关系重要，因此作业单位关系重要，因此作业单位5 5与与6 6比较接近，作业单位比较接近，作业单位4 4与与5 5比较接近。最后还要重点调整比较接近。最后还要重点调整X X级作业单位对间的级作业单位对间的相对位置，得到最终作业相关图，如图相对位置，得到最终作业相关图，如图6-7e6-7e所示。所示。马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设

26、施规划马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划6、 总生产车间作业单位位置相关图总生产车间作业单位位置相关图266.3 生产车间设施规划6.3.2 现行布局和计算布局的对比分析现行布局和计算布局的对比分析 通过计算将作业性质类似的作业单位靠近，因此将通过计算将作业性质类似的作业单位靠近，因此将物流量大的毛坯区和锯切区设置在比较靠近的位置，这样物流量大的毛坯区和锯切区设置在比较靠近的位置，这样可以减少物流量，给运输带来方便。最后的检查和包装靠可以减少物流量，给运输带来方便。最后的检查和包装靠得比较近，以便在运输途中对零件有所损伤，减少损失。得比较近，以便在运输途中对零件有所损伤，减少损失。 其中，

27、热处理作业单位温度很高，特别是在夏季，其中，热处理作业单位温度很高，特别是在夏季，因而与其他作业单位设置距离较远。这样有利于改善车间因而与其他作业单位设置距离较远。这样有利于改善车间作业环境。作业环境。 因为是流水线生产，所以将生产线设置成因为是流水线生产，所以将生产线设置成U形，以方形，以方便生产物流搬运，避免迂回交叉物流。便生产物流搬运，避免迂回交叉物流。马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划276.4 方案综合评价6.4.1评价方法介绍评价方法介绍 层次分析法（层次分析法（Analytic Hierarchy Proce-ss,AHP）,把复杂问题分

28、解成各个组成因素，又将把复杂问题分解成各个组成因素，又将这些因素按支配关系分组形成递阶层次结构。通过这些因素按支配关系分组形成递阶层次结构。通过两两比较的方式确定层次中诸因素的相对重要性。两两比较的方式确定层次中诸因素的相对重要性。然后综合有关人员的判断，确定备选方案相对重要然后综合有关人员的判断，确定备选方案相对重要性的总排序。整个过程体现了人们分解性的总排序。整个过程体现了人们分解判断判断综综合的思维特征。合的思维特征。马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划286.4 方案综合评价6.4.1评价方法介绍评价方法介绍 在运用在运用AHP方法进行评价或决策

29、时，大体可分方法进行评价或决策时，大体可分为以下四个步骤进行：为以下四个步骤进行： 分析评价系统中各基本要素之间的关系，建立系统分析评价系统中各基本要素之间的关系，建立系统的递阶层次结构。的递阶层次结构。 对同一层次中某一准则的重要性两两比较，构造对同一层次中某一准则的重要性两两比较，构造 两两比较判断矩阵，并进行一致性检验。两两比较判断矩阵，并进行一致性检验。 由判断矩阵计算被比较要素对于该准则的相对权重。由判断矩阵计算被比较要素对于该准则的相对权重。 计算各层要素对系统目的（总目标）的合成（总）计算各层要素对系统目的（总目标）的合成（总）权重，并对各备选方案排序。权重，并对各备选方案排序。

30、马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划296.4 方案综合评价6.4.2 用用AHP法进行综合评价法进行综合评价1、建立方案评价的递阶结构、建立方案评价的递阶结构马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划（因素层）（目的层）（方案层）306.4 方案综合评价2、建立各阶层的判断矩阵、建立各阶层的判断矩阵A,并进行一致性检验并进行一致性检验式中，式中，aij 是要素是要素i与要素与要素j相比的重要性标度。相比的重要性标度。 马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划316.4 方案综合评价6

31、.4.2 用用AHP法进行综合评价法进行综合评价 马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划表表6-136-13判断矩阵标度定义判断矩阵标度定义标度含义1两个要素相比，具有同样重要性3两个要素相比，前者比后者稍重要5两个要素相比，前者比后者明显重要7两个要素相比，前者比后者强烈重要9两个要素相比，前者比后者极端重要2，4，6，8 上述相邻判断的中间值倒数两个要素相比，后者比前者的重要性标度表表6-14 6-14 判断矩阵及重要度计算和一致性检验的过程和结果判断矩阵及重要度计算和一致性检验的过程和结果1AB1B2B3WiWi0mimax1/3(3.004+3.0

32、02+3.005)=3.004B11352.4660.6483.004B2 1/3120.8740.230 3.002C.I.=(max-n)/(n-1)=0.002, C.R.=C.I./R.I.=0.002/0.52=0.0040.1B3 1/5 1/210.4640.1223.0053.8042B1C1C2C3WiWi0mimax3.000C113 3/41.310 0.3753.000 C2 1/31 1/40.4370.1252.999C.I.=0 C.R.=00.1C34/3411.7470.500 3.000 3.4943B2C1C2C3WiWi0mimax3.060C11 1/

33、25/40.8550.2793.061C2216/51.3390.4363.060 C.I.=0.03 C.R.=0.060.1C3 4/5 5/610.8740.2853.060 3.0684B3C1C2C3WiWi0mimax3.000C11 1/221.000 0.2863.000 C22142.000 0.5713.000 C.I.=0 C.R.=00.1C3 1/2 1/410.500 0.1433.000 3.500 336.4 方案综合评价6.4.2 用用AHP法进行综合评价法进行综合评价 马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划表表6-15

34、6-15 平均随机一致性指标平均随机一致性指标n1234567891011121314R.I.000.52 0.89 1.12 1.26 1.36 1.41 1.46 1.49 1.52 1.54 1.56 1.58346.4 方案综合评价6.4.2 用用AHP法进行综合评价法进行综合评价3、 求各方案的总重要度计算过程和结果求各方案的总重要度计算过程和结果 表表6-16 方案总重要度计算表方案总重要度计算表 结果表明，三个方案的优劣顺序为：结果表明，三个方案的优劣顺序为：C3、C1、C2，即，即C3为最优方案为最优方案马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规

35、划35本章案例内容小结：1、车轮加工工艺程序分析、车轮加工工艺程序分析: 工艺程序图绘制工艺程序图绘制2、轮芯镗孔工序流程程序分析：流程程序分析图绘制、轮芯镗孔工序流程程序分析：流程程序分析图绘制3、轮芯镗孔工序双手作业分析：双手作业分析图绘制、轮芯镗孔工序双手作业分析：双手作业分析图绘制4、轮芯镗孔工序改善方案、轮芯镗孔工序改善方案 1）用）用5W1H提问技术进行现状分析提问技术进行现状分析 2）用）用ECRS四大原则进行改进方案探讨四大原则进行改进方案探讨 3）改善方案：对等待的改进、）改善方案：对等待的改进、 对搬运的改进、对搬运的改进、 对搬运和等待同时改进对搬运和等待同时改进5、轮芯镗孔工序作业测定、轮芯镗孔工序作业测定 1）秒表时间研究）秒表时间研究 2） MOD法分析法分析马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划马钢车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划36本章案例小