工厂设施规划与设计及布置要求

1、工厂设施规划与设计及布置要求第二节 系统布置设计第一节设施规划与设计概述设施规划的目标与原则设施规划与设计阶段结构设施规划（布局设计）设计方法工厂布局的基本原始资料第一节设施规划与设计概述设施规划的目标与原则目标(1) 简化加工过程； (2) 有效地利用设备、空间、能源和人力资源； (3) 最大限度地减少物料搬运(4) 缩短生产周期(5) 力求投资最低(6) 为职工提供方便、舒适、安全和职业卫生的条件。第一节设施规划与设计概述少投入大产出原则(1)减少或消除不必要的作业(2) 以流动的观点作为设施规划的出发点，并贯穿在规划设计的始终。(3) 运用系统的概念。 (4) 重视人的因素(5) 设施规

2、划设计是从宏观到微观，又从微观到宏观的反复迭代、并行设计的过程设施规划的目标与原则综合考虑各种相关因素，对生产系统或服务系统进行分析、规划、设计，使系统资源得到合理的配置设施规划与设计阶段结构与时间有关的阶段结构，各阶段依次进行阶段与阶段之间互相搭接；每个阶段有详细进度；阶段中形成若干个审核点设施规划与设计阶段结构整体-局部-细节设想-实际前一阶段的成果为依据,相互影响,交叉进行按照“顺序交叉”方式进行。 5.1.3 设施规划（布局设计）设计方法(1)摆样法 一定比例的样片在平面图上,表示设施、机器、活动，组成，相互关系分析，调整位置。(2)数学模型法 复杂,简化结果不准确;数学模型得不到布局

3、(3)图解法(4)系统布置设计SLP什么S为辅助服务部门用什么来支持生产T时间时间安排产品何时生产？P产品材料生产什么？Q数量产量每项产品要制造多少？R生产路线工艺过程怎样进行生产？解决布置问题的钥匙5.1.4.工厂布局的基本原始资料1、P产品或材料或服务（Production）生产的商品、原材料、加工的零部件或成品。包括：品种类型、型号、材料、产品特征影响：设施的组成及其相互关系、设备的类 型、物料搬运的方式2、Q数量或产量(Quantity)所生产、供应或使用的材料或产品的数量包括：件数、重量、体积影响：设施规模、设备数量、运输量、建筑物面积5.1.4.工厂布局的基本原始资料产品品种P产量

4、QIIIIIIIV产品品种产量分析（PQ分析）IV区 多品种小批量或单件生产，宜采用工艺原则布置II和III区 品种和批量均中等，宜采用成组技术布置I区单一或少品种大批量产品，宜采用流水生产线的大生产方式和按产品原则布置五要素对设施布置的影响3、R生产路线或工艺过程(Routing)工艺过程设计的成果包括：设备表、工艺路线卡、工艺过程图等表示。影响：各作业单位之间的关系、物料搬运路线、仓库及堆放地的位置等。五要素对设施布置的影响4、S辅助服务部门 (Supporting Service)公用、辅助、服务部门包括：道路、生活设施、消防设施、照明、采暖通风、办公室、生产管理，质量控制及废物处理等；

5、影响：生产的支持系统，起着举足轻重的作用。5、T时间或时间安排(Time)指在什么时候、用多长的时间生产出产品包括工序操作、流动、周转等标准时间影响：决定着设备的数量、需要的面积和入员、工序的平衡安排等。第二节 系统布置设计系统布置设计SLP程序模式工艺过程图物流分析与物流相关表作业单位相互关系分析作业单位位置相关图；作业单位面积相关图方案的评价与选择。 1961年理查德缪瑟提出的系统布置设计SLP，系统布置设计SLP程序模式 5.2.1.系统布置设计SLP程序模式1.准备原始资料。 明确，划分作业单位2.物流分析与作业单位相互关系分析，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

6、远近，安排其位置。包括物流和非物流的相互关系，得到综合作业单位相互关系表（相关图），3.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 实际占地面积必要面积和可用面积相适应5.修正 考虑修正因素，得到数个可行的布置方案；6.方案进行评价与择优， 技术、费用及其他因素评价，得到最佳布置方案。4.绘制作业单位面积相关图、系统布置设计SLP程序模式、工艺过程图(Operation Process Chart)描述产品生产过程中各工序之间的关系，及全厂工艺流程案例：电瓶叉车厂货叉和门架，尾部设有平衡重，以电瓶（蓄电池）为动力操作容易，无废气污染，适合在室内作业，中、小吨位

7、的叉车。零件加工总装试车成品储存案例：电瓶叉车厂1.变速器 2.随车工具箱 3.车体 4.液压缸转向桥、驱动桥、液压回路、平衡重有协作厂制造机加工中需返回热处理的为0.1,（1）变速器箱体、轴类零件、齿轮类零件及其他零件制作组装变速器成品重，标准件0.01,箱体、齿轮、轴及杂件0.3,金属利用率60%,毛坯重经热处理的毛坯重切削率40%,废料0.20.轴类、齿轮类备料、退火、粗加工、热处理、精加工其他备料、机加工（2）随车工具箱总重备料-退火-粗加工-热处理-精加工冲压加工金属利用率？加工过程？备料-焊接-喷漆(4).液压缸（3）.车体备料-退火-粗加工-热处理-精加工 0.06 机油 0.1

8、5 2 外协件 3 1 1.81 0.35 0.2 5 4 (0.55) 废料 0.2 原材料 废料 油漆 原材料 2 1 0.01 1.2 6 10 0. 40 0.8 1 原材料 1 0.2 9 5 废料 0.1 0.15 0.08 (0.23) 标准件 3 0.02 8 0.01 0.01 原材料 1 0. 50 0.1 5 4 7 0. 20 废料 0. 2 0. 3 ( 0. 3) 0. 3 0. 31 11 12 3.24 3.3 0. 05 0.1 叉车生产工艺过程图采用著名的A、E、I、O、U按作业单位对的强度划分等级5.2.3. 物流分析与物流相关表（1）物流强度等级列出作业

9、单位物流量，排序，按A、E、I、O、U标准划分等级作业单位行作上下45倾斜物流强度等级在相关图上标出（2）物流相关表叉车总装厂作业单位物流相关表 强度等级高的作业单位之间距离应尽量缩小即彼此相互接近物流强度等级低的作业单位之间距离可以适当加大。 物流分析所得到的是定量的相互关系非物流因素为主的情况需要运输的物料很少，物流相对来说不重要。辅助设施与生产部门之间常常没有物流关系，但必须考虑它们之间的密切关系在纯服务性设施中，例如办公室、维修间内，常常没有真正的固定的物流，常用信息流或人流当作“物流”。在某些情况下，工艺过程也不是布置设计的唯一依据、作业单位相互关系分析这些理由一般不要超过810条常

10、见理由：工作流程作业性质相似使用相同设备、设施或同一场地使用相同文件使用一套人员联系频繁程度监督和管理噪声、振动、烟尘、易燃、易爆等1.作业单位险乎关系的决定因素及相互关系等级的划分1.作业单位相互关系的决定因素及相互关系等级的划分用一些定性的方法相关图每个菱形格子表示两两之间的密切程度等级(Closeness Rating)，还要加上评级的理由。定性给出密切程度等级：A、E、I、O、U和X六种。作业单位相互关系等级非物流的相互关系非物流关系评级主要由上述理由确定A级一般只用于部门间有密切的工艺联系或使用相同的设备或场所如钢材库和下料区、最后检查和包装、清理和油漆等。大量的人员流动也可定为A。

11、如果对A有些把握不准，就可定为E 两个作业单位间人员流动量大但并不是每时如此 方便和安全要求、搬运物料要求和服务频繁和紧急等。非物流关系评级主要由上述理由确定U是最多的，当两个作业单位间不需要相关或无干扰时采用。X同A一样重要，是不需要密切靠近的例如油漆间就不能和焊接间相邻一般噪音、烟尘、发热、致冷和气味都是列X的理由基准相互关系两两关系91个A级约有25个上半部用密切程度等级符号表示密切程度，下半部用数字表示确定密切程度等级的理由 这种评级是定性的，遵循以下的方法和步骤：由设施布置人员初步决定各作业单位间的关系，并经集体讨论，充分阐明理由并作出分析。访问相关图中所列作业单位的主管或上级，和充

12、分的调查研究。决定密切程度的标准，并逐项把这些标准列在相关图的理由表中。应允许任何人对相关图提意见，允许多次评审、讨论和修改。对每一对作业单位确定密切程度等级和理由 综合考虑物流和非物流关系，确定两种关系的相对重要性，用比值m:n来表示，不应超过1:33:1。比值可为3:1，2:1，1:1，1:2，1:3计算两作业单位i和j之间的相关密切程度CRijCRij =mMRij+nNRijNRij非物流相互关系等级MRij物流相互关系等级2. 综合相关图划分综合等级2. 综合相关图任何一级物流强度与X级的非物流关系综合时，不应超过O级。对于一些绝对不能靠近的作业单位，相互关系可定为XX级非物流物流建

13、立叉车总装厂作业单位综合相互关系表加权值m：n=1：1建立叉车总装厂作业单位综合相互关系表建立叉车总装厂作业单位综合相互关系表作业单位综合相互关系（1）进行物流分析，求得作业单位物流相关表 （2）确定作业单位间非物流相互关系影响因素及等级，求得作业单位相互关系表。 （3）确定物流与非物流相互关系的相对重要性 （4）量化物流强度等级和非物流的密切程度等级（5）计算量化的所有作业单位之间综合相互关系 （6）综合相互关系等级划分 （7）经过调整，建立综合相互关系表作业单位综合相互关系表的建立步骤 作业单位划分的大小，可用于工厂总平面布置、车间布置和服务设施布置等平面布置方法主要是缪瑟的线型图法和To

14、mpkins的关系表法，、作业单位位置相关图（1） 缪瑟的线型图法方法四条平等线段、长度一个单位 两作业单位间的A级关系两条、三个单位I级；一条O级，可不化U级不连线；X级折线三条平等线、两个单位E级关系作业单位关系等级表示方式 同一级别的用同一长度的线段表示， 若作业单位较多，线段混乱，可以不画O级关系最后，将各个部门的面积放入布置图中， 生成空间关系图。（1） 缪瑟的线型图法首先将A、E级关系的作业单位放进布置图中，按同样的规则布置I级关系但X级必须画出经过评价、修改，便获得最终布置。作业单位位置相关图 某一作业单位综合接近程度=该作业单位与其他所有作业单位之间量化后的关系密级的总和。这个

15、值的高低反映了该作业单位在布置图上是应该处于中心位置 还是应该处于边缘位置，综合接近程度高的作业单位与其他作业单位相互关系总体上是比较密切的，即与大多数作业单位都比较接近综合接近程度叉车总装厂综合接近程度排序表 先将AEIOUX关系量化为数值得14个作业单位的综合接近程度和按分值的排序（1） 缪瑟的线型图法分值越高，说明该作业单位越应靠近布置图的中心位置，越低则越往边缘。8-11，4-5和11-12（）与其成A关系的11与之相邻，关系用一单位距离四条线画出（1）先考虑有A级关系的各作业单位对（）将分值最大的作业单位8置于中心位置（）再取分值次高的作业单位4它与8和11分别有I和O的关系4用3单

16、位长双线与8 用4单位长单线与11相连接一、处理相互关系密级为A的作业单位对而5与8和11均是U级关系不予以考虑，在4旁布置5（）处理与4有A级关系的5（）再看已布置上图的11与之有A级关系有是12，也用4线1距离布入12与4，5、8均为U级关系，也不予考虑二、处理相互关系密级为E的作业单位对（）从8开始，处理与有关的作业单位、（）E的作业单位对：1-4、1-5 、 1-6 、 2-10 、3-8 、 4-7 、 5-9 、 7-8 、 8-10综合接近程度排序：8、a) b) c) d) （）处理与有关的作业单位，相关的作业对-、-与、关系为，与为，无位置，原方案调整（）处理剩余的作业单位三

17、、处理仍未出现的、级作业单位对四、调整X级作业单位对，要尽量远离（2）Tompkins关系表技术Tompkins介绍了一种关系表技术，逻辑条理较强，先将相关图转化为关系工作表 (Relationship worksheet)将每个作业单位制作出一个相同面积的拼块，得到拼块图(Dimensionless block diagram)在拼块图上作流程分析(Flow Analysis)。将拼块图转化为面积图某小型工具箱制造厂该厂各作业单位相关图已确定，试作出它的布置1关系工作表每行列出一个作业单位， A、E、I、O、U、X各成一列将与之形成A、E、I、O、U、X各级关系的其他单位分列在各列之中，一列

18、中有多种关系，以逗号隔开。其中最重要的是A、E和X列。 1关系工作表2无面积拼块图对每一个作业单位作一个同样大小的方块无面积拼块在拼块上，将作业单位代号写在正中央，名称写在代号上面，“X=”写在代号下面四个角分别放置与之成A、E、I、O级关系2无面积拼块图进行布置摆放。先找出关系最重要的，即A最多的，若A级数量相同，再比较E再看1块的A角（左上）和E角（右上）。A级关系要边靠边放，E级关系至少角靠角，X级关系不能靠边也不能靠角。将此块先放于中央位置，摆放规则本例为1先将2和6两块与1块靠边摆放如图 (a)所示。1块的A级E级关系本例将3块和10块与1块角靠角，见图 (b)。接下来考察新加入的块

19、，2，6，3，10的A级和E级关系这里先将5摆在6左边4则摆在3的右边，7摆4的右边同样如此类推，直到摆完为止最后的布置图多种方案好坏评级如果A级的没有靠近，则罚2分；A级的只角靠角，罚1分X级角靠角，罚1分E级没有角靠角，罚1分X级的边靠边也罚2分(a)方案的罚分是2分：4 6的E级关系没有角靠角(b)也是罚2分(c)总罚分为8分：58两个X级关系摆在一起，- 、4 6没有角靠角(d)的罚分为？可见(a)、(b)两方案较好3物流流程分析收货(5)原料库(6)制造(1)焊接(2)油漆(3)装配(4)成品库(7)发货(8)。在拼图上标出物流路线(a)、(b):收发不在同一方的(c):收发在同一边

20、(d)方案没有流畅的流程，在此舍去4.面积图一是将前面分析各作业单位面积需求汇总，根据场地的要求，确定建筑的基本形状；二是在此形状上按各作业单位的面积需求进行分配，结合上面布置图，作出有面积的块状布置图（Block Layout）考虑的两个问题工具箱厂为例总需求面积1681平方米圆整为1800平方米按长宽比为1:2得厂房尺寸为3060以66=36平方米为基本单元格则总共有50个单元格，各作业单位圆整后的单元格数如表中“单元格数”列符合建筑物的整体外形，又符合各作业单位面积的需要。面积块状布置就是在此50个格子上分配各作业单位。 需要进一步的调整与修正。 各单位的完整性和物流流程的畅通。9、12、13和14四区域与生产制造的关系不是特别密切建筑和使用要求也不一样，将它们从厂房中另列出来，安排在紧靠厂房的办公房中，修正后块状布置图（1）选择适当的绘图比例（2）将作业单位位置相关图方达到坐标纸上 （3）作业单位布置到图上（4）调整与重绘1.作业单位面积相关图绘制步骤、 作业单位面积相关图2.