06 CH3 设施选址2 and CH4 设施布置设计1

1、第6讲 目录CH4设备布置设计4.1 设备布置概述4.2 系统化布置设计(SLP)4.3 SLP法求解4.4 螺旋法求解4.5 SLP的改良(FacPlan) 本讲学习目的与措施 了解制外型和效力型企业的设备布置内容；了解设备布置的目的和决策根据掌握制外型和效力型企业设备布置的根本方式；掌握设备布置设计的常用方法 。 【开篇案例】TACO的厂区新布置降低了库存和产出时间 20世纪90年代早期，约翰.怀特成为了TACO总裁 。他发现厂区堆满了存货而且产品的交货要花数周甚至数月时间 , 同时，产品在厂区的产出时间即从开场消费到完成为止也要破费大量时间。厂区布置是根据消费流程设计的，即一切的机加工设

2、备集中放在一个地方，一切的装配设备集中放在一个地方，一切的喷漆设备集中放在一个地方，其他类型一样的设备以次类推。 因此 ,TACO的产品从一个地方传到另一个地方要破费很多时间 ,而且经常在完成所需加工过程之前 要等待很长时间,这些长时间的等待就是因过多存货积压所致。 TACO 是一家老牌的新英格兰 制造企业 ,位于罗得岛周的克兰斯顿，从20世纪早期约翰的祖父创业以来就不断消费循环机泵，民用和工业用的循环机泵TACO都消费，前者的产量很大，后者的产量较小，通常是根据顾客特定的需求来设计和消费。 在分析了 企业消费的各种产品后，TACO 按照产品导向而非流程导向重新设计了厂区布置 , 三个主要消费

3、车间被分成三个主产品线： 1、 一个消费车间用来消费大批量的民用泵,在这个车间里建了一条装配线。 2、在中间的消费车间，建立了成组技术制造单元,每个单元用于消费定制的家用产品 ,消费批次可在100-600台之间变化，一切这些制造定制的家用泵的设备都按照消费泵的顺序采用了U型布置，在这个车间里有几个消费单元，因此,一个典型的消费单元可以由设备工具、装配区甚至小的喷漆棚组成。 3、第三个消费车间消费小批量的产品，通常是一些体积较大的商品，这些产品的需求很少，有时甚至一种设计只消费一台或两台。这个车间采用单一流程布置,在很多方面像装配线，但与装配线的区别是产品在每个任务站即加工中心停留的时间很长，而

4、且每个任务站都设计得很灵敏，以顺应各种不同产品的消费需求。 改造前改造后 改呵斥果： TACO的产品导向布置减少了30%的在制品库存，减低了50%的产品平均产出时间。以前产品的产出时间 要以周计甚至月计，而如今只需求以天来计,必要的话，甚至可以以小时来计 。 新布置带来的另一个益处是TACO可以添加超越50%的产出量而不需求额外添加厂区空间 。TACO新的设备布置 是使企业目前可以成为产品市场的主要占有者的主要缘由。 【思索题】 1、TACO原厂区是按什么方式布置的？该方式的优缺陷有哪些？ 2、TACO重新进展设备布置的目的是什么？ 3、TACO的新设备布置采用了哪些根本方式和流动方式 ？为什

5、么如此布置？ 前 言往往一个好的工厂设备布置，具有的特征是：直线型流动；回溯最少；消费时间较短；在制品少；瓶颈操作可被控制；任务地之间间隔较近；物料的搬运和存储有序；没有不用要的搬运；易于根据条件变化进展调整。一个好的效力设备布置，具有的特征是：一目了然的效力流程；有足够的供等待时运用的设备；方便与顾客进展沟通；便于顾客监视；拥有充足的效力窗口和明确的进出口；部门安排和商品摆放合理；人流和物流最少；每平方米设备具有很强的赢利才干。4.1 设备布置概述一、设备布置的定义与研讨对象 设备布置Facility Layout决策是确定消费系统内各物质部分的最优安排。主要研讨制造企业各种不同情况下的布置

6、问题，并提出某些有助于布置设计的技术方法和指点方针。 何谓设备？一家消费工厂或一个工程工程或一家 效力设备的建成，都要构成有形的固定资产。 这种社会消费系统或效力系统运转所必需的有形固定资产称之为设备。对于一个工业设备或工厂，设备主要包括占用的土地、建筑物和构筑物、消费加工用的机器设备、固定或挪动的辅助设备，此外，还包括维修设备、动力设备、公用设备、办 何谓设备布置设计？以消费/效力系统 的空间静态构造(规划)为研讨对象,从企业动态构造-物流系统分析出发,分析和设计企业平面布置,使企业人力、财力、物力和物流、人流、信息流得到最合理 、最经济、最有效的配置,从根本上提高企业的消费运转效率,降低消

7、费运转本钱，从而提高企业的竞争力。 设备布置设计的对象是整个系统，设备布置设计过去主要用于工厂设计，随着工业工程运用领域的进一步扩展，其原那么和方法已逐渐扩展到了非工业设备，如机场、医院、超市、仓库、物流中心等各类社会效力设备。 制外型企业的设备布置 对制外型企业而言，设备布置也称工厂布置，主要包括工厂总平面布置和车间布置两方面内容。 1、工厂总平面布置 工厂总平面布置主要是对工厂的消费车间、物料储运部门、管理部门和消费效力部门的建筑物、场地和道路等按照各部门之间的相互关系的亲密程度做出合理的安排。 详细包括： 1处理工厂各个组成部分,包括消费车间、辅助消费车间、仓库 、动力站、办公场所等作业

8、单位相互位置； 2处理运输线路、管线、绿化及设备美化的相互位置； 3处理物料的流向和流程 、厂内外运输联接及运输方式。 2、车间布置 车间布置主要是思索工艺过程、物流量等要素对机器设备、运输通道等做出合理的规划。详细包括： 1处理各消费工段、辅助效力部门、储存设备等作业单位相互位置； 2处理任务、设备、通道、管线间的相互位置； 3处理物料搬运流程和运输方式。 效力型企业的设备布置 从运营角度看，效力型企业设备布置设计的总体目的是确保顾客与任务人员的流入与流出的便利，使任务人员的行走时间最小化。 从市场运营角度看，设备布置设计的总体目的通常是实现收益最大化。 这两个目的 之间经常有冲突，因此，必

9、需综合思索两方面问题，以权衡设备布置设计的利弊。 这两个目的 之间经常 有冲突，因此,必需综合思索两方面问题 ,以权衡设备布置设计的利弊。 效力型企业的设备布置 包括效力企业系统总体布置和详细布置,详细布置内容 因企业性质而异。布置设计方法 与消费型企业的设备布置方法根本一样。 设备布置目的 总体目的： 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。 详细目的： 1最好的工艺流程-保证工艺流程畅通，消费时间短，消费延续。 2最少的物料搬运费用-运输道路简化，防止往返和交叉。 3最有效地利用空间-使建筑设备和单位制品的占有空间小。 4最好的柔性 -

10、设备布置顺应产品需求的变化 、工艺和设备的更新。 5最温馨的作业环境 - 保证安全，满足生理、心思要求。 6最便利的管理 - 使有亲密关系 或性质相近的作业单 位布置在一个区域或接近布置。 设备布置决策根据 设备布置决策根据主要有公司目的、用户需求、加工过程、空间利用、消费才干等。 (1)公司目的 -布置应到达的目的是存储费用、劳动力、闲置设备坚持在一定的程度之下，从而到达预期的产量和利润。 (2)用户需求 -我们关怀的是当前与未来的需求量程度 及产品 种类搭配(产品战略不同,那么布置战略也将明显不同) 。 (3)加工过程 -这是所选择布置类型的主要约束条件。 (4)空间利用 -布置总是约束在

11、建筑物内的实践范围内。 (5)消费才干 - 当公司目的、用户需求、加工过程和空间有效利用率确定后，便可估算所需的消费才干和重新布置后所获得的消费才干。 机械工厂可用机器台时或最大产品数量,大学可包容学生数/年，酒店可用房间床位数来丈量作业单位的消费才干。 最理想 的布置应能顺应环境的变化。 表4-1比较了制外型企业、效力后台与效力前台布置决策的不同根据。 表 4-1 制造企业、服务后台与服务前台布置决策的不同依据比较制造企业与服务后台服务前台直线型工作流程工作流迂回往返最少生产时间可预先估计在制品少开放厂区便于每个人目视到厂区里的工作动态瓶颈作业可被控制工作站之间距离较近物料搬运最少没有不必要

12、的物料重新处理易于根据条件的变化进行调整一目了然的工作流程合适的供等待使用的设施便于与顾客进行沟通易于顾客进行监督拥有充足的服务窗口和明确的进出口服务部门与流程合理安排，以方便顾客等待区和服务区之间的面积平衡走动距离最少物品摆放有序每平方米的设施有很强的盈利能力工厂规划的根本原始数据P(Product) 产 品Q(Quantity) 数 量R(Route) 消费道路S(Supporting Service) 辅助效力部门T(Time) 时间安排 处理布置问题的钥匙什么S为辅助效力部门用什么来支持消费T时间时间安排产品何时消费？P产品资料消费什么？Q数量产量每项产品要制造多少？R消费道路工艺过程

13、怎样进展消费？ 制外型企业的设备布置方式 对于制外型企业而言，过去设备布置主要有挪动式布置和固定式布置两大类，其中挪动式布置又具有三种根本方式：工艺原那么布置、产品原那么布置和成组技术或单元式布置，见图4-1所示。 设备布置挪动式布置固定式布置产品原那么布置工艺原那么布置成组原那么布置图 4-1 传统设备布置根本方式 当前由于市场需求呈现个性化、多样化 ,产品寿命周期不断缩短,因此设备布置 不再是一成不变、难以调整,而是具有可扩展性和可调整性，需求 具有较高的柔性。根据国外的阅历,挪动式设备布置方式在原有根底上又添加了模块化布置 ,见图4-2所示。 设备布置挪动式布置固定式布置产品原那么布置工

14、艺原那么布置成组原那么布置图 4-2 先进设备布置根本方式模块化布置 随着企业内外部环境的动态变化,企业的 布置方式 也需求不断变化与调整。需求变了,布置也需求随之改动；产品技术变了,布置也能够需求随之改动。因此，设备布置设计不仅用于新建企业，也用于改造企业。 产品产量PQ分析 产品产量分析是为了确定设备根本布置方式而采用的综合分析方法，同时也是物料重要等级分类的方法。以下图是一种典型的“8020原那么下的PQ分析结果QAGBCDEFP由该图可知：AD四种产品占总产量的80%，可思索用产品原那么布置，其他种类可思索按工艺原那么布置 I区 为单一或少种类大批量产品，宜采用流水消费线的大消费方式和

15、按产品原那么布置IV区 表示多种类小批量或单件消费，宜采用工艺原那么布置II和III区 的产品种类和批量均中等，宜采用成组技术布置产品种类数目P产量QIIIIIIIV Types of LayoutVolumeHighMediumLow Low Medium HighVarietyProduct Planning DepartmentFixed Materials Location Planning DepartmentProcess Planning DepartmentProduct Family Planning DepartmentProduct LayoutFixed Locatio

16、n LayoutGroup Technology LayoutProcess Layout1、产品原那么布置一、产品原那么布置的概念 按加工产品零件、部件为对象划分消费单位二、产品原那么布置的特点 不同类型的设备、不同工种的工人、不同加工方法的加工、完成产品全部或大部分工艺过程、公用设备、公用工装、流水线或自动线三、产品原那么布置的方式仓库钳工剪板机磨床车床滚齿钻孔打压车床车床钻孔装配仓库 1、产品原那么布置 产品原那么布置也称为装配线布置,是一种根据完成产品的加工过程来布置设备或任务流程的方式 ,只延续消费某种产品或少数几种产品，通常也称之为产品线。 产品原那么布置方式适用于少种类大批量反复

17、性消费的企业。例如：汽车制造企业和电子产品企业等都是按照产品原那么布置。 布置方式如图4-5、4-6所示，其优缺陷如表4-3所示。 仓 库车床钻床折弯机 压机钻床铣床钻床车床车床钻床磨床钻床 装 配 仓 库图4-5 产品原那么布置表示图 图4-6 一人一机单件 流动的消费线 表4-3 产品原那么布置的优缺陷 优点缺点1、由于布置符合工艺过程，物流畅通1、设备发生故障时引起整个生产线中断2、由于上下工序衔接，存放量少2、产品设计变化将引起布置的重大调整3、物料搬运工作量少3、生产线速度取决于最慢的机器4、可做到作业专业化，对工人技能要求不高，易于培训4、生产线有的机器负荷不满，造成相对投资较大5

18、、生产计划简单，易于控制5、生产线重复作业，工人易产生厌倦6、可使用专用设备和机械化、自动化搬运方法6、维修和保养费用高 2、工艺原那么布置 工艺原那么布置 也称为车间布置或功能布置 ,是一种将一样类似或功能一样的设备集中放在一同任务的方式。 工艺原那么布置方式适用于产品种类多、批量小的离散型制造企业。工艺原那么布置方式如图4-3、4-4所示。 车床组钻床组其他铣床组磨床组LLMMMM焊接焊接滚齿机DDDDLLGGGG图4-3 工艺原那么布置表示图1 图4-4 工艺原那么布置表示图2 表 4-2 工艺原则布置的优缺点优点 缺点1、机器利用率高，可减少设备数量1、由于流程较长，搬运路线不确定，运

19、费高2、设备和人员柔性程度高，更改产品和数量方便2、生产计划与控制较复杂，要求员工素质高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3、库存量相对较大 3、成组技术单元式布置 成组技术 或单元式布置是将不同的机器组成 加工中心或任务单元,来对外形和工艺要求类似的零件进展加工。 成组技术布置 与工艺原那么布置的类似之处在于 加工中心用来完成特定的工艺过程,与产品原那么布置的类似之处在于 加工中心消费的产品种类有限。单元式布置通常采用U型布置，以方便操作工人 从一个加工中心移到另一个加工中心。 成组布置原那么适用于 多种类、中小批量消费。布置方式如图 4-7、4-8所示,其优缺陷如表4-

20、4所示。 ANCLAAL DMMLD加工单元1 L NCL L G D图4-7 成组原那么布置表示图1加工单元2加工单元3D 图4-8 成组原那么布置表示图2 表4-4 成组原那么布置的优缺陷 优点缺点1、由于产品成组，设备利用率高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、流程通畅，运输距离较短，搬运量少2、若单元间流程不平衡，需中间储存，增加了物料搬运3、有利于发挥班组合作精神3、班组成员需掌握所有作业技能4、有利于扩大员工的作业技能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布置的优点5、兼有产品原则布置和工艺原则布置的缺点 4、Fixed Product Lay

21、outLathePressGrindWeldAssemblyPaintStorageWarehouse 5、模块化设备布置 模块式设备是由规范化、模块化的建筑物、任务站和物料搬运设备等组成的设备构造，是由模块设计消费的新型设备。 这种设备的设计概念在全世界范围内得到了越来越多的接受，并获得了提高空间利用率、便于扩建而不影响消费的进展、改善任务环境等效益。 曾经被采用的一种便于开展的方法是利用一个横向“脊柱衔接的模块构造。在脊柱周围设置假设干与之衔接的、规范尺寸的模块，使脊柱成为一个纵向走廊，作为人流物流的途径。这些模块可以是消费设备、仓库或办公设备。如图4-9所示，图中的C是仓库模块，其它都是

22、规范尺寸的制造、装配，办公室等模块。 AFBGDIEJCH图4-9 脊柱型模块建筑CH 模块式构造便于实现开展。经过脊柱延伸和添加更多模块，使设备得到扩展。由于模块通常是封锁的，因此添加模块并不破坏原有的作业。图4-10表示了脊柱型设备开展的方案。 ACBD脊 柱ACBD脊 柱EFACBD脊 柱EFACBDEFACBD脊 柱EFACBDEFa) 原有设施b) 发展作业单位数量C) 发展作业单位数量和延伸脊柱图4-10 脊柱型设施发展的方案d) 密集布置 堆积模块 根本流动方式 选择流动方式就是在设备布置时思索如何防止物料、信息、人员的交错流动和制废品混杂的问题。 1、思索要素 最重要的要素是要思索出、入口的位置，即流入起点和流出的终点位置。经常由于外部运输条件或原有布置的限制，需求按照给定的出入口位置来规划流动方式。 除了出入口位置外，还有场址或建筑物的轮廓尺寸、消费流程的特点和消费线的长度、通道的位置等，也是规划流动时应思索的要素。另外，运输的方式及其机械化程度、储存的要求、开展需求等，也对流动方式有不同程度的影响。 2、根本流动方式 1)直线型:是最简单的流动方式,适用于入口和出口在相对位置，消费过程短且比较简单，或只需少量另部件和少量消费设备的