设施规划与物流分析课程第3章设施布置设计课件

《设施规划与物流分析》管工系曾敏刚0《设施规划与物流分析》0第一章设施规划与物流分析的绪论

第二章物流网络规划与场址选择第三章设施布置设计第四章系统化布置与物流分析方法第五章仓储系统设计第六章物料搬运系统设计第七章物料搬运设备的选择第八章物流分析案例《设施规划与物流分析》目录1第一章设施规划与物流分析的绪论《设施规划与物流分析》目授课内容设施布置设计的内容设施布置中出现目标设施布置型式如何避免工序交错流动、制成品混杂如何进行布置的定量分析2授课内容设施布置设计的内容2设施布置设计的内容是什么？设施布置中出现目标矛盾怎么办？如何选取设施布置型式来适应市场变化？如何避免工序交错流动、制成品混杂？如何进行布置的定量分析？Question3设施布置设计的内容是什么？Question31设施布置的内容一、工厂总体布置设计

二、车间布置设计

41设施布置的内容一、工厂总体布置设计4一、工厂总体布置设计解决工厂各个组成部分，包括生产车间、辅助生产车间、仓库、动力站、办公场所等作业单位相互位置；解决运输线路、管线、绿化及设施美化的相互位置；解决物料的流向和流程、厂内外运输联接及运输方式。5一、工厂总体布置设计解决工厂各个组成部分，包括生产车间、辅助二、车间布置设计：解决各生产工段、辅助服务部门、储存设施等作业单位相互位置；解决工作、设备、通道、管线间的相互位置；解决物料搬运流程和运输方式。6二、车间布置设计：解决各生产工段、辅助服务部门、储存设施等作设施布置的内容是什么一点说明：“作业单位”（Activity)是设施的基本区划，可大至一个建筑物或一个车间，亦可小至一个出入口或一台机器——如何划分，须看规划设计工作所处的阶段或层次。7设施布置的内容是什么一点说明：72设施布置的目标1、总体目标：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。2、具体目标：82设施布置的目标1、总体目标：8最好的工艺流程——保证工艺流程畅通，生产时间短，生产连续。最少的物料搬运费用——运输路线简化，避免往返和交叉。最有效地利用空间——使建筑设备和单位制品的占有空间小。最好的柔性——设施布置适应产品需求的变化、工艺和设备的更新。最舒适的作业环境——保证安全，满足生理、心理要求。最便捷的管理——使有密切关系或性质相近的作业单位布置在一个区域或靠近布置。设施布置的具体目标9最好的工艺流程——保证工艺流程畅通，生产时间短，生产连续。设3目标矛盾来源例如：对性质相近的作业单位布置在一个区域可满足管理的方便性和组织结构的合理化，却可能导致物流量的增大；满足尽量减少运输和交叉的目标，却可能违反柔性目标……如何回答？103目标矛盾来源例如：如何回答？10设施布置中出现目标矛盾的

根源和方法根源：生产系统的目标本身经常难以捉摸（明确战略思路）；方法：不存在能解决一切问题的方法（系统最优不如系统合理）；科学与艺术结合（谁说得清家庭布置更科学还是更艺术）；理性与感性结合（建立学习型组织）11设施布置中出现目标矛盾的

根源和方法根源：11公司目标、用户需求、加工过程、空间利用、生产能力等。公司目标——布置应达到的目标是存储费用、劳动力、闲置设备保持在一定的水平之下，从而达到预期的产量和利润，但它们的相对重要性却不完全相同（决策中的货比三家现象）。用户需求——我们关心的是当前与未来的需求量水平及产品品种搭配（产品策略不同，则布置策略也将明显不同）。加工过程——这是所选择布置类型的主要约束条件。设施布置中出现目标矛盾怎么办？

设施布置决策依据12公司目标、用户需求、加工过程、空间利用、生产能力等。设施布置设施布置中出现目标矛盾怎么办？

设施布置决策依据空间利用——布置总是约束在建筑物内的实际范围内。生产能力——当公司目标、用户需求、加工过程和空间有效利用率确定后，便可估算所需的生产能力和重新布置后所获得的生产能力（如果分别是机械车间，大学，酒店，应如何适当选择生产能力的测定单位？）。例如：应适当选择生产能力的测定单位，如机械车间可用机器小时，大学可容纳学生数/年，酒店可用房间床位数。最理想的布置应能适应环境的变化13设施布置中出现目标矛盾怎么办？

设施布置决策依据空间利用—TypesoflayoutFixedproductlayoutProductlayoutGrouplayoutProcesslayout14TypesoflayoutFixedproductlFixedproductlayoutProcessesproduct(e.g.shipbuilding)15FixedproductlayoutProcessesProductlayout(flowshop)ProductionlineaccordingtotheprocessingsequenceoftheproductHighvolumeproductionShortdistances16Productlayout(flowshop)ProdProcesslayout(Jobshop)AllmachinesperformingaparticularprocessaregroupedtogetherinaprocessingdepartmentLowproductionvolumesRapidchangesintheproductmixHighinterdepartmentalflow17Processlayout(Jobshop)AllmGrouplayoutCompromisebetweenproductlayoutandprocesslayoutProductlayoutsforproductfamiliescells(cellularlayout)Grouptechnology18GrouplayoutCompromisebetweenProductionvolumeandproductvarietydeterminestypeoflayoutgrouplayoutprocesslayoutproductlayoutproductvarietyproductionvolume19Productionvolumeandproduct4如何选取设施布置型式来适应市场变化产品的变化大规模定制模式大规模生产模式持续改善模式创新模式动态的静态的静态的动态的连接开发模块化更新过程的变化图一：生产模式的演变204如何选取设施布置型式来适应市场变化产品的变化大规模生持续如何选取设施布置型式来适应市场变化生产类型按产品产量分少品种大批量生产多品种小批量生产中品种批量生产定制生产按产品预测程度分订货生产存货生产图二：不同的生产类型21如何选取设施布置型式来适应市场变化生按产品产量分少品种大批量二、设施布置的基本型式移动式布置成组布置工艺原则布置产品原则布置固定式布置设施布置22二、设施布置的基本型式移动式布置成组布置工艺原则布置产品原则如何选取设施布置型式来适应市场变化三、适合少品种大批量生产的产品布置原则：以机器设备、人员及物料按产品的加工或装配的工艺过程顺序布置，形成一定的生产线。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产品原则示意图23如何选取设施布置型式来适应市场变化三、适合少品种大批量生产的如何选取设施布置型式来适应市场变化产品原则布置优缺点：优点：1、由于布置符合工艺过程，物流畅通2、由于上下工序衔接，存放量少3、物料搬运工作量少4、可做到作业专业化，对工人技能要求不高，易于培训5、生产计划简单，易于控制6、可使用专用设备和机械化、自动化搬运方法缺点：1、设备发生故障时引起整个生产线中断2、产品设计变化将引起布置的重大调整3、生产线速度取决于最慢的机器4、生产线有的机器负荷不满，造成相对投资较大5、生产线重复作业，工人易产生厌倦6、维修和保养费用高24如何选取设施布置型式来适应市场变化产品原则布置优缺点：24如何选取设施布置型式来适应市场变化四、适合多品种小批量生产的工艺布置原则：根据工艺特点，把同种类型的一群设备和人员集中布置在一个地方。各类机床间也有一定的顺序安排，通常按照大多数零件的加工路线来排列。25如何选取设施布置型式来适应市场变化四、适合多品种小批量生产的如何选取设施布置型式来适应市场变化工艺原则示意图车床组LLLL钻床组ZZZZ铣床组MMMM磨床组GGGG其他滚齿机焊接焊接26如何选取设施布置型式来适应市场变化工艺原则示意图车床组LLL如何选取设施布置型式来适应市场变化工艺原则布置优缺点：优点：1、机器利用率高，可减少设备数量2、设备和人员柔性程度高，更改产品和数量方便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缺点：1、由于流程较长，搬运路线不确定，运费高2、生产计划与控制较复杂，要求员工素质的提高3、库存量相对较大27如何选取设施布置型式来适应市场变化工艺原则布置优缺点：27如何选取设施布置型式来适应市场变化五、适合持续改善生产模式的成组布置原则：把完成一组相似零件的所有或极大部分加工工序的多种机床组成机器群，以此为一个单元，再在其周围配置其他必要设备一种布置形式。成组原则示意图NCLLMMLDDNCLLLDD加工单元1G加工单元3AAA加工单元228如何选取设施布置型式来适应市场变化五、适合持续改善生产模式的如何选取设施布置型式来适应市场变化成组原则布置优缺点：优点：1、由于产品成组，设备利用率高2、流程通畅，运输距离较短，搬运量少3、有利于发挥班组合作精神4、有利于扩大员工的作业技能5、兼有产品原则布置和工艺布置的优点缺点：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、若单元间流程不平衡，需中间储存，增加了物料搬运3、班组成员需掌握所有作业技能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原则布置的缺点29如何选取设施布置型式来适应市场变化成组原则布置优缺点：29如何选取设施布置型式来适应市场变化

六、如何实现大规模定制：1、两种概念的思考：面向市场是否就是面向顾客？多样化是否就是定制？2、实现大规模定制需解决的基本问题：产品策略——定制产品和适应性产品产品结构——模块化产品及工艺工艺过程基础设施——模块化设施，工作流……3、模块化的基础：产品合理化——使产品系列与企业战略目标一致产品标准化——将某些首选的零件标准化，从而减少零件数目……30如何选取设施布置型式来适应市场变化六、如何实现大规模定制：如何选取设施布置型式来适应市场变化一种现象：某中档次轿车车型中使用了110种散热片，300种烟灰缸、437种仪表盘，1200种车内地毯，6000种紧固件……思考与讨论：零件激增的原因和后果是什么？

如何进行模块化设计

——按功能分割模块化？31如何选取设施布置型式来适应市场变化31如何选取设施布置型式来适应市场变化模块化设施布置：

由标准化、模块化的建筑物、工作站和物料搬运设施等组成设施布置型式，可很好地解决实际的设施设计缺乏柔性的问题。目前，被欧美广泛采用的方法是利用一个横向“脊柱”联接的模块结构，脊柱周围设置若干与之联接的、标准尺寸的模块。脊柱ACBDE脊柱型模块建筑装配模块装配模块装配模块修整模块办公室模块试验面积沃尔沃汽车装配模块工厂32如何选取设施布置型式来适应市场变化模块化设施布置：脊柱ACB如何避免工序交错流动、制成品混杂？一、考虑要素：最重要的是要考虑出、入口的位置——由于外部运输条件或原有布置的限制，需要按照给定的出入口位置来规划流动模式。此外还应考虑场址、建筑物的轮廓尺寸、生产流程的特点和生产线长度、通道的设置等。

33如何避免工序交错流动、制成品混杂？一、考虑要素：33如何避免工序交错流动、制成品混杂？二、基本流动模式：直线型——生产过程短且简单

L型——绕开一定的建筑物或设施

U型——出入口在同一相对位置环型——出入口在同一点

S型——较大面积内安排较长的生产线储存铣仓库装配涂装压车A）直线流动储存压涂装铣装配车仓库B）S型流动34如何避免工序交错流动、制成品混杂？二、基本流动模式：储铣仓装如何避免工序交错流动、制成品混杂？练习：1、上例中由于受面积限制，且运输通道要求生产线出入口在同一方向，该如何设置流动模式？2、按下图出入口位置各设置两套流动模式。

35如何避免工序交错流动、制成品混杂？练习：35布置的定量分析问题：如何安排和定位各部门的相对位置？问题的延伸：产品原则布置、成组原则布置和工艺原则布置哪种布置难度更大？36布置的定量分析问题：如何安排和定位各部门的相对位置？36布置的定量分析产品原则布置和成组原则布置中，设备和车间服务于专门的产品线或模块，而工艺原则布置因其物流路线的高度可变性，因此难度更大些。产品原则布置中只有在装配的布置上面临着较复杂的问题——装配线的均衡流动问题。问题的解析——系统化布置设计（SystematicLayoutPlanning）

37布置的定量分析产品原则布置和成组原则布置中，设备和车下次课内容第四章系统化布置与物流分析方法38下次课内容第四章系统化布置与物流分析方法38393940404141《设施规划与物流分析》管工系曾敏刚42《设施规划与物流分析》0第一章设施规划与物流分析的绪论

第二章物流网络规划与场址选择第三章设施布置设计第四章系统化布置与物流分析方法第五章仓储系统设计第六章物料搬运系统设计第七章物料搬运设备的选择第八章物流分析案例《设施规划与物流分析》目录43第一章设施规划与物流分析的绪论《设施规划与物流分析》目授课内容设施布置设计的内容设施布置中出现目标设施布置型式如何避免工序交错流动、制成品混杂如何进行布置的定量分析44授课内容设施布置设计的内容2设施布置设计的内容是什么？设施布置中出现目标矛盾怎么办？如何选取设施布置型式来适应市场变化？如何避免工序交错流动、制成品混杂？如何进行布置的定量分析？Question45设施布置设计的内容是什么？Question31设施布置的内容一、工厂总体布置设计

二、车间布置设计

461设施布置的内容一、工厂总体布置设计4一、工厂总体布置设计解决工厂各个组成部分，包括生产车间、辅助生产车间、仓库、动力站、办公场所等作业单位相互位置；解决运输线路、管线、绿化及设施美化的相互位置；解决物料的流向和流程、厂内外运输联接及运输方式。47一、工厂总体布置设计解决工厂各个组成部分，包括生产车间、辅助二、车间布置设计：解决各生产工段、辅助服务部门、储存设施等作业单位相互位置；解决工作、设备、通道、管线间的相互位置；解决物料搬运流程和运输方式。48二、车间布置设计：解决各生产工段、辅助服务部门、储存设施等作设施布置的内容是什么一点说明：“作业单位”（Activity)是设施的基本区划，可大至一个建筑物或一个车间，亦可小至一个出入口或一台机器——如何划分，须看规划设计工作所处的阶段或层次。49设施布置的内容是什么一点说明：72设施布置的目标1、总体目标：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。2、具体目标：502设施布置的目标1、总体目标：8最好的工艺流程——保证工艺流程畅通，生产时间短，生产连续。最少的物料搬运费用——运输路线简化，避免往返和交叉。最有效地利用空间——使建筑设备和单位制品的占有空间小。最好的柔性——设施布置适应产品需求的变化、工艺和设备的更新。最舒适的作业环境——保证安全，满足生理、心理要求。最便捷的管理——使有密切关系或性质相近的作业单位布置在一个区域或靠近布置。设施布置的具体目标51最好的工艺流程——保证工艺流程畅通，生产时间短，生产连续。设3目标矛盾来源例如：对性质相近的作业单位布置在一个区域可满足管理的方便性和组织结构的合理化，却可能导致物流量的增大；满足尽量减少运输和交叉的目标，却可能违反柔性目标……如何回答？523目标矛盾来源例如：如何回答？10设施布置中出现目标矛盾的

根源和方法根源：生产系统的目标本身经常难以捉摸（明确战略思路）；方法：不存在能解决一切问题的方法（系统最优不如系统合理）；科学与艺术结合（谁说得清家庭布置更科学还是更艺术）；理性与感性结合（建立学习型组织）53设施布置中出现目标矛盾的

根源和方法根源：11公司目标、用户需求、加工过程、空间利用、生产能力等。公司目标——布置应达到的目标是存储费用、劳动力、闲置设备保持在一定的水平之下，从而达到预期的产量和利润，但它们的相对重要性却不完全相同（决策中的货比三家现象）。用户需求——我们关心的是当前与未来的需求量水平及产品品种搭配（产品策略不同，则布置策略也将明显不同）。加工过程——这是所选择布置类型的主要约束条件。设施布置中出现目标矛盾怎么办？

设施布置决策依据54公司目标、用户需求、加工过程、空间利用、生产能力等。设施布置设施布置中出现目标矛盾怎么办？

设施布置决策依据空间利用——布置总是约束在建筑物内的实际范围内。生产能力——当公司目标、用户需求、加工过程和空间有效利用率确定后，便可估算所需的生产能力和重新布置后所获得的生产能力（如果分别是机械车间，大学，酒店，应如何适当选择生产能力的测定单位？）。例如：应适当选择生产能力的测定单位，如机械车间可用机器小时，大学可容纳学生数/年，酒店可用房间床位数。最理想的布置应能适应环境的变化55设施布置中出现目标矛盾怎么办？

设施布置决策依据空间利用—TypesoflayoutFixedproductlayoutProductlayoutGrouplayoutProcesslayout56TypesoflayoutFixedproductlFixedproductlayoutProcessesproduct(e.g.shipbuilding)57FixedproductlayoutProcessesProductlayout(flowshop)ProductionlineaccordingtotheprocessingsequenceoftheproductHighvolumeproductionShortdistances58Productlayout(flowshop)ProdProcesslayout(Jobshop)AllmachinesperformingaparticularprocessaregroupedtogetherinaprocessingdepartmentLowproductionvolumesRapidchangesintheproductmixHighinterdepartmentalflow59Processlayout(Jobshop)AllmGrouplayoutCompromisebetweenproductlayoutandprocesslayoutProductlayoutsforproductfamiliescells(cellularlayout)Grouptechnology60GrouplayoutCompromisebetweenProductionvolumeandproductvarietydeterminestypeoflayoutgrouplayoutprocesslayoutproductlayoutproductvarietyproductionvolume61Productionvolumeandproduct4如何选取设施布置型式来适应市场变化产品的变化大规模定制模式大规模生产模式持续改善模式创新模式动态的静态的静态的动态的连接开发模块化更新过程的变化图一：生产模式的演变624如何选取设施布置型式来适应市场变化产品的变化大规模生持续如何选取设施布置型式来适应市场变化生产类型按产品产量分少品种大批量生产多品种小批量生产中品种批量生产定制生产按产品预测程度分订货生产存货生产图二：不同的生产类型63如何选取设施布置型式来适应市场变化生按产品产量分少品种大批量二、设施布置的基本型式移动式布置成组布置工艺原则布置产品原则布置固定式布置设施布置64二、设施布置的基本型式移动式布置成组布置工艺原则布置产品原则如何选取设施布置型式来适应市场变化三、适合少品种大批量生产的产品布置原则：以机器设备、人员及物料按产品的加工或装配的工艺过程顺序布置，形成一定的生产线。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产品原则示意图65如何选取设施布置型式来适应市场变化三、适合少品种大批量生产的如何选取设施布置型式来适应市场变化产品原则布置优缺点：优点：1、由于布置符合工艺过程，物流畅通2、由于上下工序衔接，存放量少3、物料搬运工作量少4、可做到作业专业化，对工人技能要求不高，易于培训5、生产计划简单，易于控制6、可使用专用设备和机械化、自动化搬运方法缺点：1、设备发生故障时引起整个生产线中断2、产品设计变化将引起布置的重大调整3、生产线速度取决于最慢的机器4、生产线有的机器负荷不满，造成相对投资较大5、生产线重复作业，工人易产生厌倦6、维修和保养费用高66如何选取设施布置型式来适应市场变化产品原则布置优缺点：24如何选取设施布置型式来适应市场变化四、适合多品种小批量生产的工艺布置原则：根据工艺特点，把同种类型的一群设备和人员集中布置在一个地方。各类机床间也有一定的顺序安排，通常按照大多数零件的加工路线来排列。67如何选取设施布置型式来适应市场变化四、适合多品种小批量生产的如何选取设施布置型式来适应市场变化工艺原则示意图车床组LLLL钻床组ZZZZ铣床组MMMM磨床组GGGG其他滚齿机焊接焊接68如何选取设施布置型式来适应市场变化工艺原则示意图车床组LLL如何选取设施布置型式来适应市场变化工艺原则布置优缺点：优点：1、机器利用率高，可减少设备数量2、设备和人员柔性程度高，更改产品和数量方便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缺点：1、由于流程较长，搬运路线不确定，运费高2、生产计划与控制较复杂，要求员工素质的提高3、库存量相对较大69如何选取设施布置型式来适应市场变化工艺原则布置优缺点：27如何选取设施布置型式来适应市场变化五、适合持续改善生产模式的成组布置原则：把完成一组相似零件的所有或极大部分加工工序的多种机床组成机器群，以此为一个单元，再在其周围配置其他必要设备一种布置形式。成组原则示意图NCLLMMLDDNCLLLDD加工单元1G加工单元3AAA加工单元270如何选取设施布置型式来适应市场变化五、适合持续改善生产模式的如何选取设施布置型式来适应市场变化成组原则布置优缺点：优点：1、由于产品成组，设备利用率高2、流程通畅，运输距离较短，搬运量少3、有利于发挥班组合作精神4、有利于扩大员工的作业技能5、兼有产品原则布置和工艺布置的优点缺点：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、若单元间流程不平衡，需中间储存，增加了物料搬运3、班组成员需掌握所有作业技能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原则布置的缺点71如何选取设施布置型式来适应市场变化成组原则布置优缺点：29如何选取设施布置型式来适应市场变化

六、如何实现大规模定制：1、两种概念的思考：面向市场是否就是面向顾客？多样化是否就是定制？2、实现大规模定制需解决的基本问题：产品策略——定制产品和适应性产品产品结构——模块化产品及工艺工艺过程基础设施——模块化设施，工作流……3、模块化的基础：产品合理化——使产品系列与企业战略目标一致产品标准化——将某些首选的零件标准化，从而减少零件数目……72如何选取设施布置型式来适应市场变化六、如何实现大规模定制：如何选取设施布置型式来适应市场变化一种现象：某中档次轿车车型中使用了110种散热片，300种烟灰缸、437种仪表盘，1200