第四章 设施布置与规划(一)

第四章设施布置与规划第一节设施布置的基本知识设施布置的概念设施布置：

设施布置设计，是根据企业的经营目标和生产纲领（productprogram），在已经确定的空间场所内，按照从材料的接收、零件和产品制造，到成品的包装、发运的全过程，将人员、设备、物料所需要的空间做最适当的分配和最有效的组合，以便获得最大的生产经济效益。据统计：优良的平面布置可以使物料搬运费用至少减少10％～30％。因此，在美国，工厂平面布置被认为是加速生产率提高的决定因素之一。设施布置的内容工厂布置包括两方面的内容：

（1）工厂总体布置

工厂总体布置要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、办公室、露天作业场地等各种作业单位和运输线路、管线、绿化及美化设施的相互位置，同时要解决物料的流向和流程、厂内外运输的联系及运输方式。设施布置的内容（2）车间布置。

车间布置要解决各生产工部、工段、服务辅助部门、存储设施等作业单位及工作地、设备、通道、管线之间的相互位置，同时也要解决物料搬运的流程及方式。设施布置的目标符合工艺过程的需要

尽量使生产对象流动顺畅，避免工序间的往返或交错流动，使设备投资最少，生产时间最短。最有效地利用空间

要使场地利用达到适当的建筑占地系数，使建筑物内部设备占有空间和单位制品的占有空间较小。物料搬运费用最少

要便于物料的输入和产品、废料的输出，物料运输路线短捷，尽量避免运输的往返和交叉。设施布置的目标保持生产与安排的柔性

使之适应产品需求的变化、工艺和设备的更新及扩大生产能力的需要。适应组织结构的合理化和管理的方便

使有密切关系或性质相近的作业单位布置在一个区域内或靠近布置，甚至合并在同一个建筑物内。为职工提供方便、安全、舒适的作业环境

使之合乎生理、心理的要求，为提高生产效率和保证职工身心健康创造条件。设施布置的基本要素理查德·缪瑟（RichardMuther）的观点：有5项基本要素影响布置设计：1）产品（或材料服务，Product）2）数量（或产量，Quantity）3）生产路线（或工艺过程，Route）4）辅助服务部门（SupportingService）5）时间（或时间安排，Time）设施布置的基本要素解决设施布置问题的钥匙：PQRSTP产品－材料生产什么Q数量－产量每项产品制造多少R生产路线－工艺过程怎样进行生产S辅助服务部门用什么支持生产T时间－时间安排产品何时生产为什么第二节设施布置的基本形式工艺原则布置工艺原则布置（ProcessLayout）

又称为机群式布置或功能布置，是一种将相似设备或功能放在一起的方式（比如将所有的车床放在一处，将所有冲压机床放在另一处），被加工的零件，根据预先设定好的流程顺序，从一个地方转移到另一个地方，每项操作都由适宜的机器来完成。医院是采用工艺原则布置的典型，每个科室只能完成特定的医疗服务，如内科、脑科、妇产科等。机械制造业，车床加工车间、铣床加工车间等。工艺原则布置工艺原则布置示意图仓库车床车床车床车床铣床铣床铣床铣床钻床钻床磨床磨床焊接油漆装配装配焊接焊接仓库工艺原则布置工艺原则布置举例LLLLLLLL车床组GGG磨床组MMMMM铣床组DDD镗床组AG其它NCLNCLNCL数控车床组工艺原则布置工艺原则布置的优缺点工艺原则布置优点缺点1、机器利用率高，可减少设备数量；2、可采用通用设备；3、设备和人员的柔性程度高，更改产品品种和数量方便；4、设备投资相对较少；5、操作人员作业多样化，提高人的兴趣和职业满足感。1、由于流程较长，搬运路线不确定，搬运费高；2、生产计划与控制较复杂；3、生产周期长；4、库存量相对较大；5、由于操作人员从事多种作业，需要较高的技术等级。产品原则布置产品布置原则（ProductLayout）

也称装配线布置，是一种根据产品制造步骤来安排设备或工作过程的方式。其设备、人员按加工或装配的工艺过程顺序布置，形成一定的生产线。实际上，每种产品的加工路径都是直线型的，鞋、化工设备和汽车清洗剂的生产都是按产品原则布置的。产品原则布置产品原则布置示意图仓库装配车床压机铣床车床钻床折弯机钻床车床磨床钻床钻床车床仓库产品原则布置产品原则布置方案举例U形两面布置直线形两面布置圆圈形布置产品原则布置产品原则布置的优缺点产品原则布置优点缺点1、由于布置符合工艺过程，物流顺畅；2、由于上下工序衔接，存放量少；3、生产周期短；4、物料搬运工作量少；5、可做到作业专业化，对工人的技能要求不高，易于培训；6、生产计划简单，易于控制；7、可使用专用设备和机械化、自动化搬运方法。1、设备发生故障时将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、相对投资较大，因为生产线上有的机器负荷不满；5、在生产线重复作业，易使工人感觉单调乏味，产生厌倦；6、维修和保养费用高。装配线装配线是一种特殊的产品原则布置形式。一般来说，“装配线”一词指的是由一些物料搬运设备连接起来的连续生产线。通常假定装配线的节拍一定，并且所有工作站的加工时间基本相等。不同类型的装配线有很大的差异，主要体现在物料搬运设备（皮带或传送器、天车）、生产线平面布置类型（U型、直线型等）、节拍控制形式（机动、人动）、装配品种（单一产品、多种产品）、工作站特性（工人可以坐、站、跟着装配线移动）、装配线的长度等方面。装配线的平衡装配线平衡问题是一个与设施规划相联系的问题。当为了平衡装配线而去调整工作站的多少和工人数量时，就出现了设施规划问题。装配线平衡问题就是将所有基本工作单元分派到各工作站，以使每个工作站在节拍内都处于繁忙状态，完成最多的操作量，从而使各工作站的未工作时间（闲置时间）最少。装配线平衡例题：

J型玩具马车要在一个传送带上组装，每天需要生产500辆，每天的生产时间为7小时，下表中列出了玩具马车的组装步骤及其时间。请根据节拍和作业次序的限制，求使工作站数量最少的平衡方式。装配线平衡序号作业时间/s描述提前的作业1A45安装后轴支架，拧紧四个螺母－2B11插入后轴A3C9拧紧后轴支架螺栓B4D50安装前轴，用手拧紧四个螺母-5E15拧紧前轴螺栓D6F12安装1#后车轮，拧紧轮轴盖C7G12安装2#后车轮，拧紧轮轴盖C8H12安装1#前车轮，拧紧轮轴盖E9I12安装2#前车轮，拧紧轮轴盖E10J8安装前轴上的车把手，拧紧螺栓和螺钉F，G，H，I11K9上紧全部螺栓和螺钉J合计（∑）195装配线平衡的步骤1）用一个流程图表示作业先后关系。流程图由圆圈和箭头组成。圆圈代表单个作业，箭头表示作业操作顺序。ABCDEGFIHJKO装配线平衡的步骤2）求出生产节拍（C）:装配线平衡的步骤3）用下面的公式求出满足节拍要求的最少工作站理论值（结果要用不小于原值的最小整数来表示）：装配线平衡的步骤4）选择作业分配规则。

一般说来，首先安排有许多后续作业或者持续时间很长的作业，因为他们会限制装配线平衡的实现。我们此处采用如下规则：①后序作业时间最长规则安排作业；②后序作业时间相等情况下，后续作业数量多的工序优先。装配线平衡的步骤5）向第一个工作站分配作业，一次一项，逐项增加，直至作业完成所需时间等于节拍，或者由于时间或操作次序的限制其他作业不能再增加为止。然后向工作站2分配作业，然后工作站3，工作站4。装配线平衡的步骤序号作业后序时间后作业数名次1A106612B61543C50454D106525E91436F29267G29268H29269I292610J171711K908装配线平衡的步骤各工作站的安排：工作站作业作业时间剩余时间紧后作业1#A455.4*无2#D500.4*无3#E1535.4I，H，BB1124.4C，H，IC915.4H，I，F，GF123.4*无4#G1238.4H，I，JH1226.4I，JI1214.4JJ86.4*无5#K941.4