生产系统的合理布局培训知识

1、第四章 生产系统的合理布局 第一节 厂址的选址一、设施选址的基本问题及其重要性设施：生产运作过程得以进行的硬件手段。设施选址：如何运用科学的方法决定设施的地理位置，使之 与企业的整体经营运作系统有机结合，以便有效、 经济地达到企业的经营目的。（一）基本问题设施选址包括两个层次的问题：1、选位（选择什么地区）； 2、定址。设施选址包括两类问题：1、选择一个单一的设施位置； 2、在现有的设施网络中布新点。（二）重要性1、投资：不同地点建厂对投资有很大影响。2、成本：涉及原材料、运输成本及职工工资。3、职工：影响到职工的生活和工作积极性。4、改变困难，作用深远二、设施选址的影响因素（一）是否接近于市

2、场1、产品运输不便；2、产品易变化和变质；3、大多数服务业。一般说来，下述情况应该接近消费市场：（二）是否接近于原材料供应地（三）运输问题：根据产品及原材料、零部件的运输特点，考虑应靠近铁路、海港还是其它运输条件较好的区域。（四）与外协厂家的相对位置（五）劳动力资源不同地区的劳动力，其工资水平，受教育状况都是不同的。（八）气候条件：温度、湿度、气压等气候条件。（七）政策法规条件（六）基础设施条件主要指企业生产运作所需的水、电、气等的保证。一项在全球范围内对许多制造业企业所作的调查表明，企业认为下列5组因素是进行设施选址时必须考虑的：三、选址的难度（一）选址因素相互矛盾；（二）不同因素的相对重要

3、性很难确定和度量；即涉及影响因素之间的权衡和取舍。1、劳动力条件2、与市场的接近程度3、生活质量4、与供应商和资源的接近程度5、与企业其它设施的相对位置（三）不同的决策部门利益不同，所追求的目标不同；（四）判别的标准会随时间变化。2、对于服务性企业，更多地考虑定址。考虑设施周围的人群密度、收入水平、交通条件等。设施必须靠近顾客群，并考虑与竞争对手的相对位置；3、对于制造业企业，选址决策应使整个生产分配链的成本最低。与竞争对手的相对位置并不重要。注意：制造业企业与服务性企业选址的不同1、制造业企业更多地考虑地区因素；四、选址的评价方法主要有量本利分析法、评分法、线性规划法等。评分法：对选址涉及的

4、多方面因素给以不同的评分，并根据不同的决策目标给选址因素分配权重。将每个方案的各项因素分值乘以各项因素的权重之后求和，取加权和最大者。选址的成本-产量-利润分析法固定成本不变可变成本是产量的线性函数仅生产一种产品产量需求在某一具体时间段能精确预测Ca3+0.0075*xCb6+0.0045*xCc11+0.0025*xABCA成本最低B成本最低C成本最低因素比重法 加权评分法 步骤：（1）列出相关因素清单 （2）制定权重 （3）制定评分标准 （4）打分 （5）加权评分 （6）进行选址线性规划方法某企业有n个可供选择的厂址，需供应m个目标市场设 Xi: i工厂的产量 (i=1 n) Rj: j目

5、标市场需求量 (j=1 m) Xij: i工厂运往j目标市场的产品数量 Ci: i工厂的单位产品成本 Dij: i工厂向j目标市场运输单位产品的费用目标函数:约束条件：线性规划方法 1.供应过程运费最少问题 例3某公司有三工厂:A、B、C,在三个城市；有两个仓库P、Q，位于不同城市。每个仓库月需供应市场2100吨产品。为更好的服务顾客，公司决定再设一新仓库。经调查确定X和Y两个点可建仓库。根据以下资料请选择其一。 线性规划方法解首先,假定X选中，其解如下表。月总运输费用为：210015 + 210012 + 30024 + 18009 = 80100 线性规划方法其次,再假定Y选中，其解如下表

6、。同样，月总运输费用为：210015+210012+30027+180015 = 91800 最后，两者比较，选择X较好。 线性规划方法2.产品发运过程运费最少问题 例4某公司有两个工厂A和B,三个仓库U、V、W，分别位于不同的城市。为求得发展，决定选择某城市建一新厂。现有两个备选厂址，位于不同城市，基本条件如下，请做出选择。 线性规划方法解首先,假定X选中，其解如下表。月总发运费用为： 220010+140016+20014+240012 = 76000 线性规划方法其次,再假定Y选中，其解如下表。同样，月总发运费用为：220010+140016+20014+24008 = 64400 最后

7、，两者比较，选择Y较好。定位覆盖135689724202030404020303030302535151510实例：现有9个社区，要求任意一个社区方圆30公里范围内至少有一个医疗诊所。除社区6以外，任一社区可作为潜在诊所的所在地，请设计诊所的数量和位置。方案：3，8 3：12345 8：6789 如果 最大距离设定为40公里 方案：3，8 方案：3，9 方案：4，7 方案：4，8 方案：4，9选址问题的分类设施选址选址标准设施数量地理位置单设施多设施网络平面服务能力服务水平服务区域直角距离向量距离地理位置地理位置的表示：二维笛卡尔坐标距离的表示：向量法和直角距离法向量法 dij=(xi-xj)

8、2+(yi-yj) 2 1/2直角距离法 dij=|xi-xj |+ |yi-yj|第二节 企业生产单位及其合理 配置一 影响企业生产单位构成的因素二 典型制造企业的生产单位三 企业生产单位合理配置的原则一 影响企业生产单位构成的因素 生产单位：企业中包含一定生产力要素， 实现一定功能并占据一定空间 位置的子系统即为生产单位。1 产品：产品品种、结构特点、工艺特点与生产规模2 企业规模：规模生产单位数量、大小3 生产专业化水平和协作化水平4 企业的生产技术水平5 企业的环境条件 二 典型制造企业的生产单位1、基本生产单位：指直接从事基本产品生产，实现基本生产过程的生产单位。如：准备车间、加工车

9、间、装配车间2、辅助生产单位：指为基本生产提供辅助产品和劳务， 实现辅助生产过程的生产单位。如：辅助车间、动力部门3、生产服务单位：指为基本生产和辅助生产服务的单位。如：运输部门、仓库、试验与计量检验部门4、生产技术准备部门：指为企业生产提供技术保证与服务，并负责产品试制工作的部门。如：研究所、设计 科、工艺科、工具科、试制车间5、附属生产单位：生产企业附属产品的生产单位三 生产单位的合理配置的原则1 有利于组织专业化生产2 有利于社会协作3 有利于提高产品及工艺的通用化、标准 化水平4 合理安排基本生产部门与辅助生产部门、生产服务部门的比例第三节 厂区布置一 厂区布置的目标二 平面布置的原则

10、三 厂区平面布置的程序一 厂区布置的目标1 最短的运输路线2 最大的灵活性3 面积的最有效利用4 最良好的工作环境5 最合理的发展余地二 平面布置的原则1 满足生产工艺过程的要求 符合生产工艺顺序，使产品有单一流向 使生产联系和协作关系密切的车间和部门尽 量布置在一起 合理划分厂区2 有利于提高经济效益 减少运输量 尽量紧凑 提高建筑系数3 有利于安全和增进职工健康三 厂区平面布置的程序1 确定目标2 收集资料：基础资料、生产单位的配置、 生产系统图3 确定各组成部分所占面积4 确定各生产单位之间的相互关系 （1）定性分析方法 （2）定量分析方法5 初步确定平面布置方案6 方案评价 （1）定性

11、评价法 （2）定量评价法四 厂区布置的常用方法1、定量化的方法C= TijCijDiji=1j=1NNTij部门i与部门j之间的往返次数Cij从部门i到部门j的每次行程的单位距离的成本Dij从部门i到部门j的距离C 总成本N 部门的数量 1.物料运量图法（定量化的方法） （1）统计车间间物料流量，绘制物料运量表。 （2）优先安排运量最大的车间，然后将与它流量最大的靠近布置，以此类推。 （3）最后，考虑其它因素进行改正和调整。010403050271044112211 2.作业相关图法（Relationship Chart） 作业相关图法是由穆德提出的。它是根据企业各个部门之间 的活动关系密切程

12、度布置其相互位置。关系密切原因 关系密切程度分类表例一快餐店欲布置其生产和服务设施。该快餐店共分6个部分，计划布置在23的区域内。AAXUOEXOAAU IAAX部门1部门2部门3部门4部门5部门61。列出关系密切程度（A、X） A：1-2，1-3，2-6， 3-5，4-6，5-6。 X：1-4，3-6，3-4。2。编制主联系簇（如图1）3。考虑其它有A联系的部门6254 图1625431 图2 4。画出X关系图（如图3） 5。安置各部门（如图4）1634 图3 图4第四节 车间布置一 概述二 车间总体布置 三 工作地（设备）布置的类型及原则四 工作地（设备）布置的技术与方法一 车间布置 所谓

13、车间布置就是按一定的原则、正确地确定车间内部各组成单位（工段、班组）及工作地，设备机床之间的相互位置，从而使它能组成一个有机整体，实现车间的具体功能和任务。二 车间总体布置1 基本生产部分2 辅助生产部分3 仓库部分4 过道部分5 车间管理部分6 生活福利部分 三 工作地布置的类型及原则类型：1 工艺专业化布置 2 对象专业化布置 3 定位布置 4 成组单元布置原则：1 符合生产过程流向 2 便于运输 3 创造安全、良好的工作环境 4 便于工人操作和工作地（工具、图纸、工位器具） 的布置 5 充分利用车间面积 6 充分考虑机床精度和工作特点 流水线（对象专业化原则）典型的布置形式M1M2M3M

14、4 锯 床 锯 床 车 床磨 床滚 床车 床滚 床车 床车 床磨 床 包 装 包 装 热处理A齿轮车间门B齿轮A齿轮B齿轮车间门车间门走道C齿轮生产线D齿轮生产线产品专业化原则布置的齿轮车间工艺专业化 切割钻铣磨典型的布置形式切割铣铣铣磨钻钻切割锯床组包装组 磨床组 车床组 滚齿组 热处理车间门车间门126534走道78工艺专业化原则布置的齿轮车间成组单元 典型的布置形式原材料线切割钻磨铣车铣焊接磨油漆成品（三）按成组制造单元布置（Layouts based on group technology）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

15、艺分组，组成工作单元。LGLLGLGDDP原材料成品库单元1单元3单元2成组原则应用的目的是要在工艺专业化生产车间中获得产品布置的好处：1、改善人际关系：工人组成团队来完成任务；2、提高操作技能；3、减少在制品和物料搬运；4、缩短生产准备时间。（四）固定布置（Fixed 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。材料工具、设备人制造对象制造场所完成品难点：1、空间限制； 2、不同阶段需要不同材料； 3、材料需求量是动态的。1、建设项目：如建造房屋、高速公路、大坝等主要的考虑问题：材料处理成本 重视材料的有效布置和阶段性技术的先后顺序材料根据使用顺序分阶段供

16、应2、固定位置制造：大型产品同心圆规则材料定位在同心圆上，产品在中心。在内环上是经常使用的配件，而非常用件在离中心较远的地方。3、混合项目：广告机构、制片厂的项目等每个项目都是单独的间歇型流程采用工艺原则四 工作地（设备）布置的技术和方法1 模拟技术 （1）设备布置草图 （2）样板布置 （3）模拟布置2 研究方法 （1）从至表法 （2）线形规划法 3.从至表法 是一种比较科学的求物料总运量最小的布置方案的方法。比较适合于多品种、小批量生产的情况。 （1）选择典型零件，制定典型工艺路线，确定机床设备 （2）制定初始方案，统计设备间移动距离 （3）确定零件在设备间的移动次数和单位运量成本 （4）用

17、实验法确定最满意的方案例一金属加工车间有六台设备，已知其加工的零件品种及加工路线，零件在设备间移动次数和单位移动成本如表所示。请确定最佳布置方案。 设备间月平均移动次数单位距离运输成本单位距离每月运输成本单位距离每月总运输成本 4. 仓库布置 原则: 在充分利用存储空间的同时维持尽可能低的物料运送成本。 法则：（1）等面积存储法则 （2）非等面积存储法则：搬运次数与所占用面积之比值例C: 360 A: 280 E: 200 F: 150 D: 125 B: 80 G: 50* 非制造业的设施布置一、办公室布置1、处理对象主要是信息以及组织内外的来访者信息的传递和交流方便与否，来访者办事是否方便

18、、快捷是主要的考虑因素。2、工作效率的高低取决于人的工作速度；3、同一类工作任务可选用的办公室布置有多种；4、要考虑组织结构、各个部门的配置方式、部门之间的相互联系和相对位置的要求。1、信息传递与交流的迅速、方便；2、人员的劳动生产率。（二）办公室布置的主要考虑因素（一）与制造系统的区别（三）办公室布置的基本模式1、封闭式2、开放式3、活动中心项目型4、远程办公二、零售服务业布置目的：使店铺的单位面积的净收益达到最大。市场研究提供的布置指南：1、人们在购物中倾向于以一种环行的方式购物，将利润高的物品沿墙摆放会提高他们购买的可能性；空间布置的两个重要方面：1、设计出顾客的行走路径以及将商品分组；

19、2、通道的数量和宽度。2、需要顾客排队等候服务的付账区和其他非卖区，应当布置在上层或“死角”等不影响销售的地方；3、在百货商店中，离入口最近和临近前窗展台处的位置最具有销售能力。 按产品原则的布置按产品原则布置的典型例子就是装配线（流水线）装配线：由一些物料搬运设备连接起来的连续生产线。一、流水线特征 1 工作地专业化程度高,在流水线上固定的生产一种或几种产品,每个工作地固定完成一或者几道工序. 2 生产具有明显节奏性,按节拍生产. 3 各道工序的工作地设备数量与各该工序单件工时的比值一致. 4 工艺过程是封闭的,并且工作地(设备)按工艺顺序排列,劳动对象单向移动. 5 劳动对象在工序间转移,

20、消除或者最大限度地减少劳动对象的耽搁时间和机床设备加工的间断时间,生产过程具有高度的连续性.二 流水线的划分流水线的类别：固定流水线移动流水线单一对象流水线多对象流水线强制节拍流水线自由节拍流水线最常用的装配线：以相同的时间间隔（节拍）顺次经过各个工作地的移动输送生产线。连续流水线间断流水线手工机械化自动化节拍：流水线上连续出产两件相同制品的时间间隔。三流水线的组织设计 1 组织流水生产的必要条件1 ) 品种稳定2 ) 产品结构基本定型并标准化3 ) 原材料、协作件标准化，能保证及时 供应4 ) 机器设备处于完好状态5 ) 产品检验能在流水线上进行 2 流水线设计之前,要做好以下工作 1)进行

21、产品零件的分类目的: A 为了明确适于和不适于用流水生产的产品零件部件 -按结构与工艺的相似性进行分类,然后更具产量和劳动量加以衡量,确定是否适合流水生产. B 对用流水生产方式制造的零部件规定流水形式.2) 改进产品结构,使之适合流水生产A 产品的总成和部件应当是独立装配单位-保证零部件加工和部件装配的连续性和平行性B 产品的3S 保证零部件的互换性3) 审查和修改工艺规程 保证零部件取步工序应封闭完成, 加工(装配)应力一致;零部件加工顺序一致,工序组成最好相同;在制品占用情况良好;工序时间稳定等 4) 收集整理设计所需资料如:设备明细建筑面积车间平面工时定额等 流水生产线的技术设计工艺路

22、线、工艺规程的制定专用设备的设计 设备改装设计 专用工夹具设计 运输传送装置设计 信号装置设计 即硬件设计 流水生产线的组织设计流水线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 工人配备运输传送方式的设计流水线平面布置的设计流水线工作制度生产服务工作组织和标准计划图表的制定 即软件设计 3 单一对象流水线的组织设计程序: 1)确定流水线的节拍 2) 确定各工序所需的工作地(设备)数,计算负荷系数. 3 进行工序同期化; 所谓工序同期化就是通过技术组织措施来调整流水线各工序的时间定额，是他们等于流水线节拍或者与流水线节拍成整数倍关系。这是组织流水线的必要条件，可以提高设备负荷率、提

23、高劳动生产率和缩短产品生产周期。 一般分两步走：A 实现实初步同期化主要是找出影响同期化的关键，解决这些关键，使得各工序的单件时间定额与流水线节拍之比基本上达到0.851.05 B 第二步是在流水线的掌握与调整过程中进行。主要是发现第一步遗留下来的问题，加以解决机械加工工序同期化措施为：1 在影响同期化的关键工序上，通过改装机床，增加机床附件、同时加工多个零件等方法来提高。2 采用高效专用工艺装备，以减少装夹零件、更换刀具和测量尺寸的时间。3 改进工作第步子与操作方法，减少辅助作业时间4 改变切削量，如加大切削量与走刀速度，减少工序机动时间5 加强对工人的培训，提高其熟练程度和工作效率。装配工

24、序同期化措施为：1) 适当分解或合并某些工序。这是装配工序同期化的主要方法2 )合理调配力量 如相邻工序协作、把熟练工人条道关键工序、工人巡回帮助等3) 采用高效率工具，改进装配工艺方法，以减少装配时间。 4 计算所需作业人数 Pi=Sei*Wi*g （这没有考虑后被工人，在设备较工为主的流水线上会有所不同） Pi 第i道工序所需工人数 Wi 第i道每一工作地同时工作台数（人/台.班）g 每日工作班次 Sei 流水线上实际采用的设备数 5) 确定流水线的节拍性质运输方式与装置.6) 确定流水线的平面布置- 是设备布置特例,遵循有利于工人操作在制品运输路线短面积充分利用流水线自然衔接原则7) 编

25、制流水线保住计划图表2、计算节拍：节拍r=计划期有效工作时间/计划期内计划产量1、用一个流程图表示作业先后顺序。装配线平衡的基本步骤：装配线的平衡问题就是将所有基本工作单元分派到各个工作地，以使每个工作地在节拍内都处于繁忙状态，完成最多的操作量，从而使各工作地的未工作时间（闲置）时间最少。3、计算最少的工作地数目Smin ：各工作地的工序时间要和节拍相等。Smin=ti/rti为工序i的工作时间4、组织工作地：（1）保证各工序之间的先后顺序（产品加工的时序约束）；（2）各工作地分配到的工序作业时间之和Teir；（3）各工作地的作业时间尽量接近或等于r；（4）使工作地数S尽量少。5、计算工作地的

26、设备负荷率=工作地时间/r6、计算工作地时间损失系数L。生产线平衡作业分解：把复杂的产品和加工要求分解为基本的组件和简单的作业。生产线平衡：把分解后的单元组件和作业分配到各个工作台（工序），使得各工作台上所用的工作时间基本相同，从而使得生产过程顺畅进行。数据：生产节拍（周期时间）c。（=1/生产速度）基本作业单元及所需时间作业的先后顺序目标：生产线的平衡运转，最大限度减少窝工时间。平衡延迟：窝工时间（设备负荷）在总的流程时间中占的比例。生产线平衡实例组装收音机的工序要求如下：工序 内容 时间（秒） 要求已完成工序A检查插件板6 无B安装电源2AC插入组件一5AD插入组件二7AE插入组件三1AF

27、固定电源螺丝2BG焊接组件3C,D,EH装接电线6FI清理焊接点5GJ插入控制开关5HK安装盖子4I,J总计46生产线平衡实例先后顺序图：412B,2D,7C,5E,1A,6F,2H,6J,5K,4I,5G,3356生产线平衡生产节拍假设生产节拍为10秒，如何设定工作台位？霍夫曼方法：在所有可行的第一台位平衡中，选择能最大程度减少台位一的窝工时间的一种平衡。然后在最大限度减少台位二的窝工时间，依次类推A,B,F10H6C,G8K4I,J10D,E8平衡延迟=1-46/（6*10）=0.233=23%A,E7D,G10C,J10I,K9B,F,H10平衡延迟=1-46/（5*10）=0.08=8

28、%生产线平衡实例先后顺序图：B,2D,7C,5E,1A,6F,2H,6J,5K,4I,5G,314235生产线平衡生产节拍与平衡延迟增加节拍时间（放慢生产传送速度）时，所需要的台位数量就会减少：周期时间越长（生产节拍越慢），分配给一个台位上的作业就越多，就会失去专业化分工的好处。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。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、

29、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）。成组技术GROUP TECHNOLOGY一、成组技术的概念和内容1、成组技术的概念成组技术是组织多品种、小批量生产的一种科学管理方法。它把企业生产的各种产品和零件，按结构、工艺上的相似性原则进行分类编组，并以“组”为对象组织和管理生产。所以说成组技术是一种基于相似性原理的合理组织生产技术准备和产品生产过程方法。2、成组技术的内容从被加工零件的工艺工序的相似性出发，考虑零件的结构、形状、尺寸、精度、光洁度和毛坯种类等不同特点，成组

30、技术的内容为：（1）依照一定的分类系统进行零件的编码和划分零件组；（2）根据零件组的划分情况，建立成组生产单元或成组流水线；(3) 按照零件的分类编码进行产品设计和零件选用。二、成组技术的优点为了提高多品种中小批生产的技术经济效果，推行成组技术是一种有效措施，其优点如下几方面：(1)简化了生产技术准备工作；(2)增加了生产同类型零件的批量，有利于采用先进的加工方法，从而提高生产效率；(3)缩短了生产周期；(4)有利于提高产品质量，降低产品成本；(5)简化了生产管理工作。三、零件分类编码分类依据零部件的相似性。相似性存在于各个方面，例如1 在结构方面，（复杂件5%相似件75%标准件1520%）具

31、有形状、尺寸和精度等相似特征；在材料方面，具有材料的种类、毛坯形式和热处理等相似特征；2 在工艺方面，具有加工方法、工序顺序和设备与夹具等相似特征。3 各种类型零件在产品结构中都有一定的出现率。识别零件相似性，是一项工作量很大且复杂的工作，为此出现了零件分类编码系统。零件分类编码系统是数字、字母或符号对零部件的特征进行描述和标识，形成一套特定的规则，按规则对零部件进行编码。任何一种机器产品中的组成零件都可以分成三大类： 第一类（A类）专用件 第二类（B类）相似件 第三类（C类）标准件 成组技术主要针对的是B类相似件，因此，如果能充分利用这一特点，就可将那些看似孤立的零件按相似性原理划分为具有共性特征的一组，在加工中以群体为基础集中对待，从而有可能将多品种小批量生产转化为大批量的生产类型。利用零件的相似性原理，将零件分类成组，这就是成组技术产生的基本出发点。分类依据零部件的相似性。相似性存在于各个方面，例如1 在结构方面，具有形状、尺寸和精度等相似特征；在材料方面，具有材料的种类、毛坯形式和热处理等相似特征；2 在工艺方面，具有加工方法、工序顺序和设备与夹具等相似特征。3 各种类型零件在产品结构中都有一定的出现率。识别零件相似性，是一项工作量很大且复杂的工作，为此出现了零件分类编码系统。零件分类编码系统是数字、字母或符号对零部件的特征进行描述和标识，形成一套