第四章-系统化设施布置方法

第四章系统化设施布置方法本章知识结构系统化设施布置数据与基本概念基本要素分析相互关系分析平面布局设计方案评价择优SLP是Muther

1961年提出的一套有条理,循序渐进的方法数据与基本概念设施布置的目标优良的平面布置可以使物料搬运费用减少10%~30%(1)符合工艺过程的要求；(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。所需数据设施的形状尺寸、有效的空间、设施间的相互关系、受限和限制条件等。1、流动模式直线型L型U型环型S型注：实际的部门间流动模式往往是这五种基本模式的组合，从而形成各式各样的流动模式。2、生产流程卡（工艺信息）生产流程卡记载了从收原材料开始到发货装运全过程的各阶段操作。3、流动数据非物流关系物流关系定性流动数据定量流动数据1、当量物流量物流量：指一定时间内通过两物流点间的物料数量。当量物流量：是指物流运动过程中，一定时间内按规

定标准修正、折算的装卸搬运和运输的量。当量物流量的计算公式：f——当量物流量，当量t/y、当量t/月、当量kg/h

q——一个搬运单元的当量重量，当量t、当量kg

n——单位时间内流经某一区域或路径的单元数，单元数/年（月…）类别每节车箱可乘人数每人的当量物流量硬座硬卧软卧副部级正部级1180.5085T601T2T4T8T30158每节车厢额定载荷60吨2、玛格数玛格数是一种在美国使用的当量物流量计量单位，玛格数以“搬运难易”作为衡量的基础。①一玛格的物料具有的特征：

可以方便地拿在一只手中；相当密实；结构紧凑，且有可堆垛性；不易受损坏（表面粗糙，不怕碰）相当清洁、坚固和稳定（说明了化学状态）通常认为类似两包香烟大小的干燥木块。≈150CM3，约两包烟大小式中：B——密度修正系数；

C——形状修正系数；

D——损伤修正系数；

E——状态修正系数；

F——价值因素，如不考虑价值，则F=0；

A——基本值。②玛格数的计算步骤计算物料的外轮廓体积；P78查阅图表曲线；得到玛格数基本值A；查表得修正参数；按下式计算玛格数。M=A+A（B+C+D+E+F）/4图例符号办公室或规划面积，建筑特区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

美国机械工程协会标准国际物料管理协会标准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/?极不希望评级和评价类型的图例符号国际物料管理协会标准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.评价最佳布置方案系统化设施布置SLP（SystematicLayoutPlanning）设施布置的基本要素一：P（产品或材料或服务）二：Q（数量或产量）三：R（生产路线或工艺规程）四:

S（辅助服务部门supportingservice)五：T（时间或时间安排）这5项是设施布置的基础，是设施布置必不可少的基础资料

解决布置问题的钥匙,P,Q,R,S,T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

★

外购作业单位划分车间、仓库、辅助服务部门、职能管理部门作业单位相互关系分析物流+非物流

=综合★物流关系第一步：分析物流路径统计各作业单位对之间的物流量1、工艺流程图，批量大、品种少2、多种产品工艺过程表，批量较大、品种多3、从至表，产量很小、品种很多分析工具工艺过程图51原材料0.240.500.200.10.31(0.30)73标准件0.01废料金属利用率60%0.3/0.60=0.5（单位：t）(1)变速箱的加工与组装整个变速器成品质量为0.31t,其中标准件0.01t,箱体，齿轮，轴及杂件总质量0.3t，加工过程中金属利用率为60%，即毛坯的总质量为0.5t（0.3/60%）;其中需要热处理的毛坯质量为0.2t，机加工中需返回热处理车间再进行热处理的约为0.1t，整个机加工过程中金属切除率为40%，则产品生的铁削等废料的质量约为0.2t图例P88叉车生产工艺过程图随车工具箱变速箱车体加工液压缸加工例题: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、半成品库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（半成品质量0.9KG）请绘制前盖的工艺过程图精加工0.9/0.95=0.947产生废料0.947-0.9=0.047机加工0.947/0.8=1.184产生废料1.184-0.947=0.237铸造1.184/0.6=1.973产生废料1.973-1.184=0.789解：根据金属利用率计算各加工环节的零件重量(KG)1原材料24560.9000.9471.1841.973废料0.789废料0.237废料0.047多种产品工艺过程表产品较多时（10），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最大功能：可指出系统的回流问题，计算顺流程度，计算公式如下：Wjk为产品Pj的工序Rjk与Rjk+1之间的物流强度，Djk为工序Rjk与Rjk+1之间的顺流权值多种产品工艺过程表（2）工序相邻，且物料移动为直接正向时，取权值为2工序不相邻，物料移动为正向时，取权值为1工序相邻，且物料移动倒流时，取权值为-1工序不相邻，且物料倒流时，取权值为-2顺流权值Di的取值作业单位最优顺序求解例题：零件名称凸轮法兰盘轴弹簧套重量（kg）15.06.03.01.0计划班产量1020606工艺流程1.锯床下料2.车床车外圆、内孔3.立铣铣外圆4.热处理5.内圆磨磨内孔6.外圆磨磨圆弧7.检验1.锯床下料2.车床车外圆3.钻床钻孔4.立铣铣边5.检验1.钻床钻顶尖孔2.车床车外圆3.卧铣铣键槽4.热处理5.外圆磨磨外圆6.检验1.车床车外圆、内孔2.钻床钻孔3.卧铣铣槽4.热处理5.外圆磨磨外圆6.内圆磨磨内孔7.检验4种零件，工艺过程共经过9个工位，包括车床、卧铣、钻床、热处理、内圆磨床、外圆磨床、锯床及检验。多种产品工艺过程表（3）W检验9内圆磨8外圆磨7热处理6立铣5卧铣4车床3钻床2锯床1Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程名称序号弹簧套法兰盘凸轮轴工序12345634657121243312456572212111211-111-1111-12228×180＝14405×150＝7502×120＝2407×6＝4224721.锯床下料2.车床车外圆、内孔3.立铣铣外圆4.热处理5.内圆磨磨内孔6.外圆磨磨圆弧7.检验从–

至表（1）从至表通常用以表示建筑物之间、部门之间或机器之间的物流量、物料搬运总量等。表上横行和竖行的标题内，按同样顺序列出全部作业单位(建筑物、机器；部门)。将每个产品或零件在两个作业单位之间的移动，分别用字母表示产品或零件，数字代表搬运总量，填入两个作业单位横行和竖行相交的方格内，注意，从图表的左上角至右下角，划一条对角线，零件前进记在右上方（顺流），退回记在左下方（倒流）。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，其中，行表示物料移动的源，称为从，列表示物料移动的目的地，称为至。从至表

理想状态：只有上三角方阵有数据练习题：某企业生产3种零件，由产量预测及查询BOM表得到产量信息如表1所示，各零件的加工工艺如表2所示。对其进行物流分析，要求：（1）多种产品工艺过程表（不用优化）（2）从至表。零件号每天产量个/箱重量/千克当量重量/千克当量物流量t/天120000.510001.0220009.01800018.0325003.075007.5零件号工艺路线1RABDCFS2RBDCAS3REFBACDSR-S多种产品工艺过程表：零件号１２３R221-11211-1-2112-2-1121ABCDEFS1.0X7=7.0718.0X0=007.5X4=30437123456712345612345678从至表：从／至RABCDEFSR1.0187.5A1.07.518B7.51.0+18

C187.51.0D1.0+187.5E7.5F7.51.0S从至表单位3和单位9之间的物流量为4物流强度汇总和分析物流分析—

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不计入U等级物流分析—

物流强度分析表路线A=2/18=11.1%E=6/18=33.3%I=4/18=22.2%O=6/18=33.3%物流量A=6.54/14.6=44.8%E=6.48/14.6=44.4%I=1.21/14.6=8.3%O=0.43/14.6=2.9%共有14个作业单位,有多少个U等级?物流分析—

物流相关表★非物流关系非物流因素对设施的布局有着不可忽视的影响，对于服务类的设施甚至有决定性的影响。一般根据个人经验判断人员联系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理由编码非物流关系分析—

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非物流关系分析—

相关表上面部分：密切程度下面部分：确定理由P96★综合相互关系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—

综合关系计算表任何一个物流关系等级和X的结合不能超过O级，对极端不希望在一起的设为XX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局设计—

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

评价择优位置相关图—

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位置相关图—

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

位置相关图—步骤第一步：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位置相关图—

接近程度计算位置相关图—

步骤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随着布置作业单位数目的增加，需要考虑的作业单位之间的关系也增加，应该对已经处理好的相互关系加上标记。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面积相关图—作业单位面积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面积相关图—步骤Step1:按照图纸的大小选择合适的绘图比例，绘图单位为m或mmStep2: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、I及X等）Step3:把作业单位按综合接近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:可以通过外形选择角度，获得不同的方案。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—

面积相关图限制条件分析与方案设计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——建筑物的排列应该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米修正因素——

隔振防噪声布置设计中应减小振动与噪声对生产质量及人身健康的影响。尤其是人员密集区和精密加工区。修正因素——

厂区绿化布置一般情况下，工厂主要出入口及厂级办公楼所在的厂前区、生产设施的周围、交通运输线的一侧或两侧，都是绿化的重点。修正因素——

场地自然地理条件与环境为了便于和外界联系，把职能管理部门甚至是生活服务部门集中起来，布置在厂门周围。a、充分利用地形、地质等自然条件；b、充分考虑气象、气候因素的影响。比如风向布置自然条件实际条件限制给定约束条件：厂区的面积、建设费用、现有条件、政策法规工厂总平面布置图通过考虑多种方面因素影响与限制，形成了众多的布置方案，抛弃所有不切实际的想法后，保留2~5个可行方案。电瓶叉车厂经过综合考虑得到三个可行方案。平面布置—

方案1平面布置—

方案2平面布置—

方案3设施布置方案的评价与选择1、单项指标比较评价（工程经济）财务评价国民经济评价2、综合指标比较评价优缺点比较法：确定评价因素列出每种方案的优点和缺点加权因素比较法：习题设某厂生产3种零件A、B、C，其工艺路径及日产量如表1所示（1－5：分别表示5个部门，只考虑物流因素）部门12345面积m22040406020表1工艺路线及日产量表2各部门占地面积601550工厂总面积400m2从至123451－60＋50150020－05060＋153015－004000－5050000－从至表:习题解答一根据表1给出的工艺流程和生产计划可以得到各部门间的物流从至表习题解答二序号路线物流强度等级11-211022-57532-45044-55051-31563-215总计305物流强度分析表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U305×40%=122305×