第六章 工厂布局设计

第六章工厂布局设计

(设施规划)本章知识结构工厂布局设计设施规划布局形式流程分析SLP螺旋法方案评价与选择设施规划物料原材料、各种制品和辅助物资的总称设施物理工厂、配送中心、服务中心及其相关装备物料流动物料运动与变换的过程基本概念研究范围目标与原则(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、安全和职业卫生的件。(1)减少或消除不必要的作业;(2)从流动的观点出发，并贯穿始终;(3)运用系统的概念;(4)运用人机工程理论，进行综合设计。(5)反复迭代、并行设计的过程目标原则阶段结构布局设计的方法（1）摆样法（2）数学模型法

（3）图解法（4）系统布置设计SLP利用同等比例的平面图，通过关系分析，调整样片直至得到较好的布置方案。利用运筹学、系统工程学的模型进行优化设计。运用螺旋线法、简化布置规划法、运输行程法等进行布置设计。一套系统化的规划设计方法，当前工厂布局设计的主流。设施规划的基本的要素制定工艺路线R作业单位划分S制定作业计划T产品P产品Q布置方案布置设计方法••••••定性约束条件定量约束条件SLP模式原始资料：P、Q、R、S、T及作业单位1.物流2.作业单位相互关系3.相互关系图解6.面积相关图解4.所需面积5.可用面积7.修正因素8.实际条件限制方案Y方案X方案Z9.评价最佳布置方案布局形式产品种类很少、产量很大产品原则布置单件或多品种小批量生产工艺原则布置多品种、中小批量生产成组原则布置大件产品的生产固定式布置工厂布局形式单元生产方式与单元布局单元布置生产方式本质上属于成组原则布置。优势：1、时间流失最小化2、物流通畅3、便于管理4、降低成本5、技术积累单人方式分工方式巡回方式形态：PQ分析与布局形式流水线型成组型机群型产品固定型种类产量产品：ABCMNO…ORS…XYZ种类：少多多少数量：大中少极少所有产品均按产量递减顺序排列流程分析与空间需求分析流程分析不仅要考察每个零件在工厂中的路径，而且要使以下因素降低到最低：移动距离，返回次数，交叉运输，生产费用流程分析的发展工艺程序图流程程序图线路图工艺过程图工艺过程图5471原材料3标准件0.010.500.200.10.20.31(0.30)废料金属利用率60%0.3/0.60=0.5（单位：t）办公室或规划面积，建筑特征服务及辅助作业单位/区域□检验、测试、检查区域□检验

D停放或暂存区域

D停滞储存作业单位/区域储存与运输有关的作业单位/区域运输○装配、部件装配拆卸○成形或处理加工区○操作黑白图纹颜色区别说明作业单位及区域的扩充符号工艺过程图标符号及作用作业单位工作性质符号例题:某液压转向器厂家具体情况如下序号作业单位名称1原材料库2铸造车间3热处理车间4机加工车间5精密车间6标准件、半成品7组装车间8性能实验室9成品库10办公、服务楼11设备维修车间作业单位工作内容材料利用率（%）原材料库铸锭铸造车间铸造60机加工车间铣、镗80精密车间精镗95半成品库暂存前盖加工工艺过程表（成品质量0.9KG）请绘制前盖的工艺过程图叉车生产工艺过程图作业单位相互关系图作业单位：表示要在工厂或服务中作布局设计时需要确定位置的一些事物。工厂布局中厂房、车间、仓库、办公楼等车间布局中机床、装配台、检查站等系统化设施布置SLP（SystematicLayoutPlanning）基本要素分析制定工艺路线R作业单位划分S制定作业计划T产品P产品Q布置方案布置设计方法••••••定性约束条件定量约束条件基本要素分析（P-Q分析）品种多少＋产量高低→

生产类型大量生产？成批生产？单件生产？产品原则布置？工艺原则布置？成组原则布置？固定工位布置？产品类型年产量(件)大量生产成批生产单件生产大批中批小批重型零件>1000300～1000100～3005～100<5中型零件>5000500～5000200～50010～200<10轻型零件>500005000～50000500～5000100～500<100产品类型零件重量（kg）轻型零件中型零件重型零件电子工业<44～30>30机床<1515～50>50重型机械<100100～200>200不同行业产品类型划分生产类型的划分流水线型成组型机群型产品固定型种类产量产品：ABCMNO…ORS…XYZ种类：少多多少数量：大中少极少所有产品均按产量递减顺序排列基本要素分析（R分析）工艺过程决定了生产车间划分状况，其他辅助服务部门的设置也大多受生产工艺过程影响产品组成加工精度零件形状装配要求加工设备加工方法加工工艺过程产品组成：自制、外协、外购叉车（3.3t）行走系统电瓶、电机（0.2t）变速器（0.3t）转向器、驱动桥（0.8t）液压抬升系统抬升机构（0.3t）液压缸（0.2t）泵及液压回路（0.2t）车体（0.8t）平衡重（0.3t）随车工具箱（0.1t）其它液压油（0.06t）塑料制品（0.01t）油漆（0.01t）标准件（0.02t）●●●●▲▲▲▲★★★★★某厂电瓶叉车▲

自制

●

外协

★

外购基本要素分析（R分析）可行性、经济性、可维护性工艺过程设计B、工艺过程调研

◆工艺过程卡：车间

◆工艺过程图：全厂设备选择作业单位划分A、由专业技术人员完成工艺过程设计车间、仓库、辅助服务部门、职能管理部门基本要素分析（R分析—

工具选择）

★

工艺过程图：批量大、品种少

★

多种产品工艺过程表：批量较大、品种多

★成组方法：中小批量、品种数十种

★

从至表：产量很小、品种很多1、工艺过程图2、多种产品工艺过程表产品较多时，把工艺过程图汇总成多种产品工艺过程表

理想方案：各产品的倒流物流强度最小，即物流顺流程度W最大3、从至表当研究的对象品种数量非常多时，用从至表研究物流状况非常方便

理想状态：只有上三角方阵有数据从至表单位3和单位9之间的物流量为4物流分析—

物流等级强度物流强度等级符号物流路线比例(%)承担物流量比例(%)超高物流强度A1040特高物流强度E2030较大物流强度I3020一般物流强度O4010可忽略搬运U物流分析—

物流强度汇总总计：14.614.6×0.4＝5.84A14.6×0.3＝4.38E14.6×0.2＝2.92I14.6×0.1＝1.46O物流分析—

物流强度分析表物流分析—

物流相关表相互关系分析—

等级划分符号含义说明比例(%)A绝对重要2～5E特别重要3～10I重要5～15O一般密切程度10～25U不重要45～80X负的密切程度不希望接近酌情而定相互关系分析—

因素分析人员联系8振动7共用设备及辅助动力源6安全及污染5管理方便4物料搬运3生产服务2工作流程的连续性1理由编码相互关系分析—

相关表上面部分：密切程度下面部分：确定理由综合相互关系分析—

相关表物流关系与非物流关系合并相对重要性比值m:n不应超过1:3～3:1m:n＝3:1、2:1、1:1、1:2、1:3量化等级，一般，取A=4、E＝3、I＝2、O＝1、U＝0、X＝－1综合相互关系分析—

等级划分关系密级符号作业单位对比例(%)绝对必要靠近A1～3特别主要靠近E2～5重要I3～8一般O5～15不重要U20～85不希望靠近X0～10与X级合并不超过O级，极不希望靠近定XX级综合相互关系分析—

综合关系计算表综合相互关系分析—

综合相关表完成后再仔细核查一遍平面布置—

步骤

根据关系密切程度高低决定距离远近

绘制作业单位位置相关图

绘制作业单位面积相关图

修正调整得到数个可行布置设计方案

评价择优平面布置—

接近程度计算综合接近程度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关系密切等级之和平面布置—

密切程度等级表示元音符号系数值线条数密切程度等级颜色规范A4绝对必要E3特别重要I2重要O1一般U0不重要不着色X-1不希望XX-2/-3/-4/?极不希望平面布置—

位置相关图第一步：处理关系密级A作业对

按各作业单位综合接近程度的高低排序，找出综合接近程度最高的布置在中心位置，依次处理作业单位对平面布置—

接近程度计算平面布置—

位置相关图845127

31011第一步：处理关系密级A作业对

按各作业单位综合接近程度的高低排序，找出综合接近程度最高的布置在中心位置，依次处理作业单位对第二步：处理关系密级E的作业对

……

最后重点调整X级作业单位对的相互位置平面布置—

位置相关图随着处理的作业单位越来越多，相互的矛盾也越来越多，必须适当修改原方案平面布置—

面积相关图将作业单位占地面积与空间几何形状结合到位置相关图中得到作业单位面积相关图确定作业单位占地面积设备占地物流模式通道过道人员活动绘制面积相关图平面布置—

面积相关图1、基本流动模式直线型L型U型环型S型平面布置—

面积相关图2、作业单位厂房面积设计防火安全、人因因素、公用系统环保问题联合厂房布置问题多层厂房布置问题车间厂房设计属于详细布置阶段的工作，而全厂总平面布置阶段又需要车间厂房的面积等参数，因此整个布置工作是一个逐步细化、反复迭代的过程。3、辅助部门的布置与设计平面布置—

面积相关图工厂服务设施一般包括：工厂主出入口，包括大门、门卫室、收发室等行政管理部门，包括工厂办公楼、综合服务楼等生活服务设施，食堂、医务室等交通服务设施，汽车库、停车场、自行车棚等检测与技术服务部门，实验室、技术服务部等社会服务设施，产品展销、维修服务部等平面布置—

面积相关图4、作业相关图绘制步骤Step1:选择合适的绘图比例Step2:将作业单位位置相关图放大到图纸上，为了简洁，只绘制重要关系（A、E、及X等）Step3:把作业单位重要程度顺序把各作业单位按设计好的面积和形状放到图上Step4:经过数次调整和重绘，得到作业单位面积相关图**作业单位旋转调整可以得到不同的布置方案**预留空间不足时，需要调整位置，但要符合位置相关性平面布置—

面积相关图平面布置—

修正调整ABCDABCDABCD直接型渠道型中心型物料搬运方法修正因素——建筑特征修正因素——平面布置—

修正调整保证道路的直线性与整齐性、建筑物的整齐规范及公用管线的条理性道路通道修正因素——满足物流、人流的要求；

使厂区道路布置与工厂总平面布置协调一致；厂内道路一般应为正交和环形布置；满足消防、卫生、安全等环境保护及排除水要求；应尽量避免或减少与铁路的交叉；满足美化和艺术的要求道路通道应按照《厂矿道路设计规范》进行设计。主干道路：9米次干道路：6米消防通道：3~4.5米车间引道：3