第六章生产设施布置

1、沈 航 经 济 管 理 学 院第六章第六章生产和服务设施布置生产和服务设施布置 经济管理学院：马佳经济管理学院：马佳 E-mail：沈 航 经 济 管 理 学 院主主 要要 内内 容容设备设备/ /设施布置决策设施布置决策库房布置库房布置 装备线平衡装备线平衡 非制造业的设施布置非制造业的设施布置4123沈 航 经 济 管 理 学 院第一节第一节 设备设备/ /设施布置决策设施布置决策v 影响企业生产单位构成的因素影响企业生产单位构成的因素v 生产单位的专业化原则和形式生产单位的专业化原则和形式v 影响生产和服务设施布置决策的因素影响生产和服务设施布置决策的因素 v 几种典型布置形式几种典型布

2、置形式沈 航 经 济 管 理 学 院第一节第一节 设备设备/ /设施布置决策设施布置决策一、一、影响企业生产单位构成的因素影响企业生产单位构成的因素产品的结构与工艺特点；产品的结构与工艺特点；企业的专业化与协作化水平；企业的专业化与协作化水平；企业的生产规模。企业的生产规模。沈 航 经 济 管 理 学 院第一节第一节 设备设备/ /设施布置决策设施布置决策二、生产单位的专业化原则和形式二、生产单位的专业化原则和形式工艺专业化原则；工艺专业化原则；对象专业化原则。对象专业化原则。 沈 航 经 济 管 理 学 院第一节第一节 设备设备/ /设施布置决策设施布置决策v工艺专业化工艺专业化沈 航 经

3、济 管 理 学 院第一节第一节 设备设备/ /设施布置决策设施布置决策v对象专业化对象专业化沈 航 经 济 管 理 学 院第一节第一节 设备设备/ /设施布置决策设施布置决策 三、影响生产和服务设施布置决策的因素三、影响生产和服务设施布置决策的因素 满足生产过程的要求，避免互相交叉和迂回运输; 生产联系和协作关系密切的车间应相互靠近;充分利用现有运输条件; 按照生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区;在考虑防火和卫生的条件下，总平面布置力求占地面积小; 应考虑有扩建的余地。沈 航 经 济 管 理 学 院第一节第一节 设备设备/ /设施布置决策设施布置决策 四、几种典型布置形式四、几种典型布置形

4、式 1、物料流程形式可分为水平的和垂直的；所有的设备、设施都在同一个车间里时，按水平方式考虑；生产运作是在同一个楼层周转时，按垂直方式考虑。沈 航 经 济 管 理 学 院第一节第一节 设备设备/ /设施布置决策设施布置决策四、几种典型布置形式四、几种典型布置形式 2、布置类型v固定式布置（Fixed Position Layout）加工对象位置固定，生产工人和设备都随加工产品所在的某一位置而转移；如飞机制造厂、造船厂等。沈 航 经 济 管 理 学 院第一节第一节 设备设备/ /设施布置决策设施布置决策v按产品布置 （Product Layout）按产品布置就是按对象专业化原则布置有关机器和设施

5、； 根据产品制造的步骤安排各组成部分；从理论上看，流程是一条从原料投入到成品完工为止的连续线； 适用于少品种、大批量的生产方式。沈 航 经 济 管 理 学 院第一节第一节 设备设备/ /设施布置决策设施布置决策加工设备加工设备按产品（对象）布置的示意图按产品（对象）布置的示意图v按产品布置 （Product Layout）沈 航 经 济 管 理 学 院第一节第一节 设备设备/ /设施布置决策设施布置决策v按工艺过程布置（Process Layout）又称机群布置，是同类设备和人员集中布置在一个地方的布置形式；适用于多品种小批量的生产方式。沈 航 经 济 管 理 学 院第一节第一节 设备设备/

6、/设施布置决策设施布置决策v按工艺过程布置（Process Layout）LLLDDDDGG接收和转运接收和转运LDG 车床组镗床组磨床组磨床钻床车床按工艺过程布置示意图按工艺过程布置示意图沈 航 经 济 管 理 学 院第一节第一节 设备设备/ /设施布置决策设施布置决策v按成组制造单元布置（Layouts Based on Group Technology）适应于中小批量生产。LDDGGLPGLL原材料成品库单元1单元2单元3GDL车床钻床磨床成组生产单元布置示意图成组生产单元布置示意图沈 航 经 济 管 理 学 院第一节第一节 设备设备/ /设施布置决策设施布置决策v按成组制造单元布置（L

7、ayouts Based on Group Technology）按C型制造单元布置C C形制造单元布置示意图形制造单元布置示意图机器2机器1机器3机器4机器5机器6入口出口沈 航 经 济 管 理 学 院第一节第一节 设备设备/ /设施布置决策设施布置决策v按成组制造单元布置（Layouts Based on Group Technology）按U型制造单元布置U U形制造单元布置示意图形制造单元布置示意图76543217654321入口出口入口出口工人的行走路线沈 航 经 济 管 理 学 院第二节第二节 库房布置库房布置一、设施布置的基本步骤一、设施布置的基本步骤v收集有关的信息、数据和资料

8、。主要包括四个方面的信息、数据和资料： 生产运作单位及相关设施的数量、规模、所需面积大小；可以利用的空间面积大小；各个生产运作单位及相关设施之间的关系。其他限制条件。沈 航 经 济 管 理 学 院第二节第二节 库房布置库房布置一、设施布置的基本步骤一、设施布置的基本步骤v按照设施布置的基本原则，作出初步的平面布置方案，并对方案进行分析和评价；v根据一些特殊的要求和限制条件，对初步方案进行调整，直到满意为止；v最终确定布置方案，画出详细的布置图。沈 航 经 济 管 理 学 院第二节第二节 库房布置库房布置二、作业相关图二、作业相关图v作业相关图法由穆德提出，它是根据企业各个部门之间的活动关系密切

9、程度布置其相互位置。v首先将密切程度划分为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。沈 航 经 济 管 理 学 院第二节第二节 库房布置库房布置代号密切程度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其他表表1 关系密切程度分类表关系密切程度分类表表表2 关系密切原因关系密切原因沈 航 经 济 管 理 学 院第二节第

10、二节 库房布置库房布置沈 航 经 济 管 理 学 院第二节第二节 库房布置库房布置 例题1：一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23的区域内。已知这6个部门间的作业关系密切程度，如表3所示，请根据表3作出合理布置。部门6部门5部门4部门3部门2部门1AAAAAAXOXEOUXIU这里的符号表示两者的关系绝对重要表表3 作业相关图示例作业相关图示例沈 航 经 济 管 理 学 院第二节第二节 库房布置库房布置解：第一步，列出关系密切程度分类表（只考虑解：第一步，列出关系密切程度分类表（只考虑A和和X） A X 1-2 1-4 1-3 3-6 2-6 3-4 3-

11、5 4-6 5-6沈 航 经 济 管 理 学 院第二节第二节 库房布置库房布置 第二步，根据列表编制主联系簇。原则是，从关系第二步，根据列表编制主联系簇。原则是，从关系“A”出现最多的部门开始，如本例的部门出现最多的部门开始，如本例的部门6出现出现3次，首先次，首先确定部门确定部门6，然后将与部门，然后将与部门6的关系密切程度为的关系密切程度为A的一的一一联系在一起。一联系在一起。2456546231图图1 1 联系簇联系簇图图2 2 联系簇联系簇沈 航 经 济 管 理 学 院第二节第二节 库房布置库房布置v第三步，考虑其他“A”关系部门，如能加在主联系簇上就尽量加上去，否则画出了分离的子联系

12、簇。本例中，所有的部门都能加到主联系簇上去，如图2所示。v第四步，画出“X”关系联系图。如图3所示。v第五步，根据联系簇图和可供使用的区域，用实验法安置所有部门（如图4所示）沈 航 经 济 管 理 学 院第二节第二节 库房布置库房布置3416126354图图3 X关系联系簇关系联系簇图图4 最后结果最后结果沈 航 经 济 管 理 学 院第二节第二节 库房布置库房布置二、作业相关图二、作业相关图v作业相关图法的优缺点作业相关图法的优缺点作业相关图法的优点在于当确定部门间接近程度时考虑了多个目标和主观的因素；其局限性是由于采用主观因素缺乏准确性和可靠性。沈 航 经 济 管 理 学 院第二节第二节

13、库房布置库房布置 例题2：根据下列作业活动关系图，将9个部门安排在一个33的区域内，要求把部门4安排在右上角的位置上。部门6部门5部门4部门3部门2部门1XAEAXOXAEAEIU部门9部门8部门7XAXAOIEUA沈 航 经 济 管 理 学 院第二节第二节 库房布置库房布置v第一步：列出关系密切程度分类表（只考虑A和X） A X 13 25 15 38 17 48 19 59 23 68 27 36 沈 航 经 济 管 理 学 院第二节第二节 库房布置库房布置179365A关系联系簇关系联系簇v 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，如本例的部门1出现4次，首先确定部

14、门1，然后将与部门1的关系密切程度为A的一一联系在一起。画出“A”关系联系图。2沈 航 经 济 管 理 学 院第二节第二节 库房布置库房布置X关系联系簇关系联系簇3468v 第三步：画出“X”关系联系图。295沈 航 经 济 管 理 学 院第二节第二节 库房布置库房布置v 第四步：根据联系簇图和可供使用的区域，按照已知把部门4安排在右上角的位置，用实验法安置所有部门。894517632沈 航 经 济 管 理 学 院 例题3：根据下列作业活动关系图，将9个部门安排在一个33的区域内，要求把部门5安排在左下角的位置上。（P171，2）v 第一步：列出关系密切程度分类表（只考虑A和X） A X 13

15、 12 17 16 18 23 25 34 26 36 27 38 39 45 46 49 47 56 57 58 59 69 78 89 79第二节第二节 库房布置库房布置沈 航 经 济 管 理 学 院71892456321648593第二节第二节 库房布置库房布置v 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，如本例的部门7出现6次，首先确定部门6，然后将与部门7的关系密切程度为A的一一联系在一起。画出“A”关系联系图。 X关系联系簇关系联系簇A关系联系簇关系联系簇沈 航 经 济 管 理 学 院v第四步：根据联系簇图和可供使用的区域，按照已知把 部门5安排在左下角的位置，

16、用实验法安置所有部门。648271593 186274593第二节第二节 库房布置库房布置沈 航 经 济 管 理 学 院第二节第二节 库房布置库房布置三、三、从从至至表法表法v 从一至表法是一种常用的生产和服务设施布置方法。v 具体步骤如下：选择典型零件，制定典型零件的工艺路线，确定所用机床设备；制定设备布置的初始方案，统计出设备之间的移动距离；确定出零件在设备之间的移动次数和单位运量成本；实验法确定最满意的布置方案。沈 航 经 济 管 理 学 院第三节第三节 装配线平衡装配线平衡一、装配线（流水线）的特征一、装配线（流水线）的特征工作地专业化程度高。工艺过程封闭，工作地按工艺顺序排列，劳动对

17、象在工序间作单向移动。每道工序的工作地数量同各道工序的加工时间比例相一致。每道工序都按统一的节拍进行生产。沈 航 经 济 管 理 学 院第三节第三节 装配线平衡装配线平衡二、装配线平衡的概念二、装配线平衡的概念所谓装配线平衡，又称工序同期化，是对于某装配流水线，在给定流水线的节拍后，求出装配线所需工序的工作地数量和用工人数最少的方案。所谓装配线节拍，是指装配线上连续出产两件相同制品的时间间隔。装配线问题还可以表述为：对于特定的产品，给定工作地数量，求出使流水线节拍最小的配置方案。这两种表达方式都是要使各工作地的单件作业时间尽可能地接近节拍或节拍的整数倍。 沈 航 经 济 管 理 学 院第三节第

18、三节 装配线平衡装配线平衡v为什么要进行装配线时间平衡？某装配线有6道工序，假定节拍为5min/件。沈 航 经 济 管 理 学 院第三节第三节 装配线平衡装配线平衡三、三、装配线节拍的计算装配线节拍的计算所谓装配线节拍，是指装配线上连续出产两件相同制品的时间间隔。它是装配线最重要的工作参数，是设计装配线的基础。它的计算公式是：0*eFFrNN计划期有效工作时间计划期内计划产量沈 航 经 济 管 理 学 院第三节第三节 装配线平衡装配线平衡三、三、装配线节拍的计算装配线节拍的计算例题1：某流水线计划日产量为150件，采用两班制生产，每班规定有21分钟停歇时间，计划不合格品率为2%，计算该流水线的

19、节拍。 r = = =6分/件计划期有效工作时间计划期内计划产量 8*2*60-21*2150*(1+0.02)计划期内的总产量，包括不合格产品沈 航 经 济 管 理 学 院第三节第三节 装配线平衡装配线平衡四、四、装配线平衡方法装配线平衡方法 确定装配流水线节拍。 计算装配线上需要的最少工作地数。 组织工作地，按以下条件向工作地分配小工序：u保证各工序之间的先后顺序；u每个工作地分配到小工序作业时间之和，不能大于节拍；u各工作地的作业时间应尽量接近或等于节拍；u应使工作地数目尽量少。minitSr沈 航 经 济 管 理 学 院第三节第三节 装配线平衡装配线平衡四、四、装配线平衡方法装配线平衡

20、方法计算工作地时间损失系数、平滑系数。ma x21*1* 1 0 0 %*()e iLee isisSrTiSrS ITT沈 航 经 济 管 理 学 院第三节第三节 装配线平衡装配线平衡 例题2：启明公司开发出一种款式新颖的三轮童车，三轮童车装配线的节拍是20秒/件，工序总工作时间253秒，各工序之间的装配顺序和每道工序的单件作业时间如图，现需要对这条装配线进行组织设计。沈 航 经 济 管 理 学 院解：步骤一、由已知节拍为20秒/件，计算流水线上的最少工作地数 Smin=T/R=253/20=12.65=13 步骤二、组织工作地，根据装配线作业顺序图，对工作地进行重新划分，共划分出15个工作

21、地。第三节第三节 装配线平衡装配线平衡沈 航 经 济 管 理 学 院工作地工作地顺序号顺序号工序号工序号工序单件工序单件作业时间作业时间工作地单件工作地单件作作 业业 时时 间间11，2，70，10，102023181838181844，910，10205515156101515761717811171791318181012，14，190，11，920112018181215151513161818141712121518，2112，012第三节第三节 装配线平衡装配线平衡沈 航 经 济 管 理 学 院第三节第三节 装配线平衡装配线平衡四、装配线平衡方法四、装配线平衡方法v其他方法其他方法

22、使用平行工作地；使用平行工作地；动态的生产线平衡；动态的生产线平衡； 混合型生产线。混合型生产线。沈 航 经 济 管 理 学 院案例：丰田汽车公司成功地采用了混合型生产线案例：丰田汽车公司成功地采用了混合型生产线v以生产高级轿车和轻型卡车久负盛名的丰田公司决定在美国生产小型厢式载货汽车。为尽快投产，丰田公司在它位于美国肯塔基州乔治敦的一制造厂做出了惊人之举，它决定在生产Camry汽车的工作地上同时生产Sienna小型厢式载货汽车。 尽管Camry和Sienna用的是同样的底盘，并且有50的零部件是相同的，但二者差别很大。Sienna车比Camry车长5英寸，宽3英寸，高1英尺。每辆Sienna

23、车在装配线上占有更大的空间，需要更多更大的零件。 沈 航 经 济 管 理 学 院案例：丰田汽车公司成功地采用了混合型生产线案例：丰田汽车公司成功地采用了混合型生产线v别的汽车制造商可能要将制造厂关停几个月以进行此类调整。但丰田公司需要行动迅速。迟缓会给Camry车旺盛的销售势头带来不利影响。 v在装配线上的300个工作地中，Sienna车需要26个工作地加工其零部件，但仅需要7个新的生产工序为节约时间，丰田公司决定不再增加工作地。它挑选了两组工人，每组一个轮班，在原生产线的七个工作地上只负责加工Sienna的零部件。同时，工程师与工人协同工作，设计出了辅助设备。 v丰田公司通过对装配线采取革新

24、措施，即采用了混合型生产线，将投产所需要的时间可能缩短了3年。沈 航 经 济 管 理 学 院第三节第三节 装配线平衡装配线平衡 例题3：一个产品装配线计划每小时出产300件产品，每小时用于生产的时间是50分钟（P171，3）。求：1.画出装配线工序先后顺序图；2.计算该装配线的节拍；3.计算每小时装配300件产品的最小工作地数。工序工序工序作业时间工序作业时间（分钟）（分钟）紧前工序紧前工序工序工序工序作业时间工序作业时间（分钟）（分钟）紧前工序紧前工序A0.69F1.10BB0.55AG0.75C,D,EC0.21BH0.43G,FD0.59BI0.29HE0.70B沈 航 经 济 管 理

25、学 院第三节第三节 装配线平衡装配线平衡解：1.工序先后顺序图 2. 装配线节拍 r50/300=0.17（分/件）=10秒 3. 最小工作地 Smin5.31/0.1731.86=32 沈 航 经 济 管 理 学 院第三节第三节 装配线平衡装配线平衡 例题4：一个产品装配线每小时装配200件产品，每小时用于生产的时间是50分钟（P171，4）。求：1.画出装配线工序先后顺序图；2.计算该装配线的节拍；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。5.计算装配线的时间损失系数平滑系数。工序工序工序作业时间工序作业时间（分钟）（分钟）紧前工序紧前工序工序工序工序作业时间工序作

26、业时间（分钟）（分钟）紧前工序紧前工序A0.20G0.12E, FB0.05H0.05C0.15I0.05D0.06J0.12G, H, IE0.03A, BK0.15JF0.08C, DL0.08K沈 航 经 济 管 理 学 院第三节第三节 装配线平衡装配线平衡解：1.工序先后顺序图 沈 航 经 济 管 理 学 院第三节第三节 装配线平衡装配线平衡解： 装配线节拍 r50/2000.25（分/件）最小工作地 Smin1.14/0.254.565组织工作地。根据装配作业顺序图，共划分出5个工作地，如下图所示：5. 计算装配线的时间损失系数平滑系数：L（50.251.14）/50.251008.8% 沈 航 经 济 管 理 学 院第三节第三节 装配线平衡装配线平衡沈 航 经 济 管 理 学 院第四节第四节 非制造业的设施布置非制造业的设施布置一、非制造业的特点一、非制造业的特点v 准制造 餐厅的后台生产属于这种类型。v 顾客作为参与者这种类型最大的特点是顾客高度参与到服务的过程中。v 顾客作为产品本身提高个性化服务，与顾客接触程度高。 沈 航 经 济 管 理 学 院第四节