物流工程课程设计方法

第三章

设施规划与设计§3-5

系统布置设计（SLP）模式工厂布置的方法与技术，一直在不断发展。工业革命以来，出现了许多手工设计、数学分析和图解技术。60年代以来，又发展了计算机辅助设施布置。在众多的方法中，以1961年美国的缪瑟提出的系统布置设计SLP(SystemLayoutplanning)理论最为著名，应用也十分普遍。它不仅适合于各种规模、种类的工厂之新建、扩建或改建中对设施或设备的布置或调整，也适合制造业中对办公室、实验室、仓库等的布置设计，同时也可用于医院、商店等服务业的布置设计。本节的内容主要介绍这种布置技术。一、系统布置设计阶段结构施工安装：编制计划，进行施工安装确定位置：确定所要布置的相应位置总体区划：在布置区域内确定一个总体布局详细布置：确定各个作业单位或各个设施的具体位置时间阶段二、系统布置设计的程序模式

系统布置设计（SLP）模式准备原始资料物流分析与作业单位相互关系分析绘制作业单位位置相关图作业单位占地面积计算绘制作业单位面积相关图修正方案评价与择优

原始资料：P、Q、R、S、T及作业单位

1.物流分析2．作业单位相互关系3.相互关系图解

9X

Z

4．所需面积5．可用面积6.面积相关图解

7．修正因素8．实际条件限制方案X方案Z方案Y9．评价选出的最佳布置方案§3-6输入基本要素分析一、P-Q分析企业生产的产品品种的多少以及每种产品产量的高低，决定了工厂的生产类型，直接影响着工厂的总体布局及生产设备的布置形式。P-Q图是P—Q分析的一种一目了然的手段。图中的横轴表示产品P（品种或种类）,纵轴表示数量Q（与第二章中的Q不同）。将各类产品按数量递减的顺序排列，绘制出P—Q曲线。曲线的左端表示数量很多而种类较少的产品，右端表示数量少而种类很多的产品。P—Q分析的作用：确定生产方式；决定布置形式；划分作业单位。图3-6P—Q分析图高低低高产量产品品种变化工艺原则布置产品原则布置成组技术布置料位固定式布置二、作业单位划分任何一个企业都是由多个生产车间、职能管理部门、仓储部门及其他辅肋服务部门组成的，我们把企业的各级组成部门统称为作业单位。每一个作业单位又可以细分成更小一级的作业单位（或称为作业单元），如生产车间可以细分成几个工段，每个工段又是由几个加工中心或生产单元构成，那么生产单元就是更小一级的作业单位。在进行工厂总平面布置时，作业单位是指车间、科室一级的部门。一个好的企业应该有一个良好的组成结构，每个作业单位承担着明确的任务，作业单位之间既相互独立又相互联系，共同为企业整体利益服务。三、物流分析（R分析）当物料流动是工艺过程的主要部分时，物流分析就成为布置设计的核心。物流分析的基础是生产路线R。工艺路线卡和工艺过程图就是基本的原始资料。布置设计人员要对这些原始资料进行合理验证。当认为可以改进时，应该提出问题，如：某项工序是否必要？是否可以取消？是否可以合并某些工序？是否可以改变顺序或位置？设备或操作方法是否可以改进？在经过工艺人员同意修改并取得满意结果后，进行物流分析。物流分析是由工艺过程图(多种产品工艺过程图)、从至表的数据，对物流强度进行等级划分，绘制物流强度等级图。图15变速器加工工艺过程（t）1、工艺过程图

工艺过程图描述产品生产过程中各工序之间的关系，或者是全厂各部门之间的工艺流程。对大批量，少品种的情况。

标准件0.023145原材料0.50.30.20.010.10.20.30.370.31废料工艺过程分析：毛坯重0.50，经退火处理的毛坯重0.20，机加工中需返回热处理的为0.1由此可知，1——4之间的物流强度为0.3表3-2阀体加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量/kg计划产量/套年总产量阀体9HT2507.0060000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率%1原材料库准备铸锭2铸造车间铸造603机加工车间粗铣、镗704精密车间精镗905半成品库暂存原材料1218.519废料7.407411.1113.333废料7.77850.778废料7.0006表3-2阀体加工工艺过程图1—原材料库2—铸造车间4—机加工车间5—精密车间6—半成品库表3-3定子加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量/kg计划产量/套年总产量阀体1440Cr1.206000072000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率%1原材料库备料2热处理车间退火3机加工车间车、钻、插、铣504热处理车间调质5精密车间研磨996半成品库暂存原材料132.4241.21241.212废料1.21251.20废料0.0126表3-2定子加工工艺过程图1—原材料库3—热处理车间4—机加工车间5—精密车间6—半成品库

195原材料0.20.230.10.1废料0.150.080.05图16随车工具箱加工工艺过程（t）

21410原材料0.40.811.2废料图17车体加工工艺过程（t）145原材料0.350.150.2废料0.2图18液压缸加工工艺过程（t）

0.2图19

叉车生产工艺过程（t）如上所述，不同的分析方法应用于不同的生产类型，其目的是为了工作方便．在物流分析时，应根据具体情况选择恰当的分析方法。（二）物流强度等级的划分根据前面的定义，物流分析包括确定物料移动的顺序和移动量两个方面。如果通过工艺流程分析能够正确地安排各工序或作业单位之间的相互关系（前后顺序）．那么各条路线上的物料移动量就是反映工序或作业单位之间相互关系密切程度的基本衡量标准。我们把一定时间周期内的物料移动量称为物流强度。对于相似的物料，可以用重量、体积、托盘或货箱作为计量单位。当比较不同性质的物料搬运状况时，各种物料的物流强度大小应酌情考虑物料搬运的困难程度。

物流强度等级

表叉车总装厂物流强度汇总表

表叉车总装厂物流强度等级表

作业单位相互关系图

（1）作业单位是指工厂或服务中作布局设计时需要确定位置的单元。

总平面布局设计：厂房、车间、仓库等；详细设计：机器、装配台、检验站等。在设施布置中，各设施间除了通过物流联系外，还有人际、工作事务、行政事务等活动，存在人和工作的联系。这些联系都可以表示为各种单位之间的关系，也称为非物流关系。通过单位之间活动的频繁程度可以说明单位之间关系是密切或是疏远。这种对单位之间密切程度的分析称为作业单位相互关系分析。（2）作业单位相互关系图§3-7作业单位相互关系分析

一、物流相关图

二、非物流相互关系图建立基准相互关系分析作业单位非物流关系；建立作业单位非物流关系表。作业单位相互关系分析设施布置设计要根据部门之间在工艺流程如业务往来中的密切程度，决定相互位置。各部门（作业单位）之间存在着物流关系、非物流关系两种关系。物流关系可以用物流强度来表示两个作业单位之间的关系密切程度，非物流关系无法定量表示，只能通过定性分析加以区分。例如以下就是非物流因素为主的情况：诸如电子和精密机械的工厂，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，像维修间、工具室、更衣室、休息室与生产区都的一定的密切关系。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。例如重大零部件的搬运要考虑运入运出的条件，不能按工艺过程布置；有的工序属于产生污染或有危害的作业，需要远离精密加工和装配区域，也不能考虑工艺顺序。Muther(缪塞)首先提出这一方法和工具。采用一种“密切程度”代码(clossnesscode)来反映不同单位之间的不同关系。此外，还要用一种理由代码来说明达到此中密切程度的理由。特别重要Especiallyimportant重要Important一般Ordinaryimportant不重要Unimportant不要靠近Closenessundesirable绝对必要Absolutelynecessary非物流关系一般不能用定量的方法得到，而要用一些定性的方法。这时相关图每个菱形格子不但要表示两两之间的密切程度等级(ClosenessRating)，还要加上评级的理由。这些理由一般不要超过8~10条。常见理由如：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。如果对A有些把握不准，就可定为E，如两个作业单位间人员流动量大但并不是每时如此，再如方便和安全要求、搬运物料要求和服务频繁和紧急等。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，但方向相反，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。因为这种评级是定性的，必须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。对每一对作业单位确定密切程度等级和理由。应允许任何人对相关图提意见，允许多次评审、讨论和修改。

基准相互关系

作业单位相互关系图的画法作业单位相关图图例需要进行布置的各作业单位特别重要密切程度代码方便密切程度理由代码作业单位相互关系图的画法

建立作业单位非物流关系表。编号12345678理由工作流程连续性生产服务物料搬运管理方便安全与污染共用设备设施振动人员联系

三、作业单位综合相互关系图进行物流分析，求得作业单位物流相关表；

确定作业单位非物流关系表；确定物流与非物流相互关系的相对重要性；量化物流强度等级和非物流的密切程度等级；计算量化的所有作业单位之间的综合相互关系。综合关系等级划分（任何一级物流相互关系与X级非物流相互关系等级合并时都不应超过O级）；调整，建立综合相互关系表

综合相互关系等级与划分比例例题3叉车总装厂作业单位综合相互关系的建立1）物流分析2）非物流分析3）加权值的选取，取m：n＝1：14）综合相互关系计算任何一级物流相互关系与X级非物流相互关系等级合并时都不应超过O级5）划分综合关系密级4.建立作业单位综合相互关系表

方法：Muther线型图法（SLP法）适合分离厂房的工厂总平面布置Tompkins关系表技术（联合厂房）在SLP中，工厂总平面布置并不直接去考虑各作业单位的建筑物占地面积及其外形几何形状，而是从各作业单位间相互关系密切程度出发，安排各作业单位之间的相对位置，关系密级高的作业单位之间距离近，关系密级低的作业单位之间距离远，由此形成作业单位位置相关图。§3-7作业单位位置相关图明确了各相关的作业单位以及各单位之间的物流和非物流相互关系后，就可以按一定的规则和方法，设计出各种平面布置方案。这些方法根据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Tompkins的关系表法，其它方法还有螺旋法等。在SLP中，设施布置并不直接去考虑各作业单位的占地面积和几何形状，而是从作业单位间相互关系密切程度出发，安排各作业单位之间的相对位置，关系密切等级高的作业单位之间距离近，等级低的距离远。缪瑟提出的SLP中采用了线型图来“试错”生成平面布置图。它的方法是用4条平等线段表示两作业单位间的A级关系；三条平等线表示E级关系；两条I级；一条O级；U级不连线；X级用折线表示。首先将A、E级关系的作业单位放进布置图中，同一级别的用同一长度的线段表示，A级线段最短，取一个单位，E级的长度为A级的两倍，依次类推。随后，按同样的规则布置I级关系。若作业单位较多，线段混乱，可以不画O级关系，但X级必须画出。调整各部门的位置，以满足关系的亲疏程度。最后，将各个部门的面积放入布置图中，生成空间关系图。经过评价、修改，便获得最终布置。问题：作业单位间必然会出现密切等级相同的作业单位对，这会给位置分析造成困难。怎么办？

引入综合接近程度的概念——某一作业单位综合接近程度等于该作业单位与其他所有作业单位间量化后的关系密切等级之和。综合接近程度值的高低反映了该作业单位在布置图中是应该处于中心位置还是处于边缘位置。

Muther线型图法步骤1）计算作业单位综合接近程度表；2）根据作业单位等级表示方式来绘制相关图。首先处理相互关系密级为A的作业单位对，并按综合接近程度顺序来布置。其次处理相互关系密级为E的作业单位对。

第一步A级作业单位对A级关系8-11、4-5、11-12，其接近程度排序为8、4、11、12、5。将8布置在中央，并处理8-11作业单位对。811

布置4，4-8，4-11为I、O级。8114

处理与4有关的A级有4-5。81145处理8、11与5的关系，为U级。

处理11，12作业单位，11-12是A级关系8114512处理12作业单位与其它已布置单位。

第二步处理E级关系E级关系1-4、1-5、1-6、2-10、3-8、4-7、5-9、7-8、8-10，其接近程度顺序8、4、1、7、3、9、5、10、2、6首先处理与8的E级关系，7-8，3-8，8-10。处理7与8、4、11、12、5的关系E、E、I、U、U81145127

处理3与8为E级811451273处理3与图中作业单位关系，3-7是I级关系

381145127

处理10与8为E级81145127310处理10与图中作业单位关系，10-5是X级关系

处理作业单位4，1-4，4-7为E级，考虑1与其它作业单位关系，1与3、4、5都为E。81145127310

处理作业单位4，1-4，4-7为E级，考虑1与其它作业单位关系，1与3、4、5都为E。121075481131处理作业单位4与图中作业单位关系，4与11为0级。

处理作业单位6，6-1是E级，与其它图中作业单位关系，6-4为O级。1210754811316

处理作业单位2，