《物流與設(shè)施規(guī)劃》課程設(shè)計指導(dǎo)書

1、物流與設(shè)施規(guī)劃課程設(shè)計指導(dǎo)書第一章 課程設(shè)計的目的和要求第一節(jié) 緒 論物流與設(shè)施規(guī)劃是工業(yè)工程專業(yè)一門重要的主干專業(yè)課程。設(shè)施規(guī)劃是工業(yè)工程學(xué)科中公認(rèn)的重要研究領(lǐng)域和分支之一。設(shè)施規(guī)劃特別是其中的工廠設(shè)計著重研究工廠總平面布置、車間布置及物料搬運等內(nèi)容，其目標(biāo)是通過對工廠各組成部分相互關(guān)系的分析，進(jìn)行合理布置，得到高效運行的生產(chǎn)系統(tǒng)，獲得最佳的經(jīng)濟效益和社會效益。工廠作為一個生產(chǎn)系統(tǒng)是由人員、設(shè)備、技術(shù)等多種因素所構(gòu)成，整個系統(tǒng)的效益即總投入與總產(chǎn)出之比應(yīng)盡可能達(dá)到最高水平。因此，工廠布置設(shè)計就是一項多因素，多目標(biāo)的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計課題。 由于社會需要的多樣性，生產(chǎn)不同產(chǎn)品工廠的模式必然存在著差異

2、，這就給工廠布置設(shè)計帶來了難題。系統(tǒng)布置設(shè)計(SLP)方法提供了一種以作業(yè)單位物流與非物流的相互關(guān)系分析為主線的規(guī)劃設(shè)計方法，采用一套表達(dá)力極強的圖例符號和簡明表格，通過一套條理清晰的設(shè)計程序進(jìn)行工廠布置設(shè)計。這種方法為設(shè)施設(shè)計人員與生產(chǎn)管理人員廣泛采用，實踐效果良好。系統(tǒng)布置設(shè)計不是一種嚴(yán)密的設(shè)計理論，而是一套實踐性非常強的設(shè)計模式和規(guī)范的設(shè)計程序。學(xué)習(xí)和掌握系統(tǒng)布置設(shè)計方法最有效的手段就是直接參與設(shè)計工作。 第二節(jié) 課程設(shè)計目的、條件和內(nèi)容 一、課程設(shè)計的目的 物流與設(shè)施規(guī)劃課程設(shè)計是物流與設(shè)施規(guī)劃課程的重要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是綜合運用所學(xué)專業(yè)知識，完成工廠布置設(shè)計工作而進(jìn)行的一次基本訓(xùn)練。

3、其目的是： （1）能正確運用工業(yè)工程基本原理及有關(guān)專業(yè)知識，學(xué)會由產(chǎn)品入手對工廠生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)研分析的方法。 （2）通過對某工廠布置設(shè)計的實際操作，熟悉系統(tǒng)布置設(shè)計方法中的各種圖例符號和表格，掌握系統(tǒng)布置設(shè)計方法的規(guī)范設(shè)計程序。 （3）通過課程設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會如何編寫有關(guān)技術(shù)文件。（4）通過課程設(shè)計，初步樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)專業(yè)知識分析和解實際技術(shù)問題的能力。 二、液壓轉(zhuǎn)向器廠總平面布置設(shè)計原始給定條件 北當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有一叉車修理廠，占地面積為16000m2，廠區(qū)南北長 公為200m，東西寬80m，所處地理位置如圖1所示。該廠職工人數(shù)為300人，計劃改建成年產(chǎn)60000套液壓轉(zhuǎn)向器

4、的生產(chǎn)廠，需要完成工廠總平面布置設(shè)計。 路1、液壓轉(zhuǎn)向器的基本結(jié)構(gòu)及有關(guān)參數(shù)液壓轉(zhuǎn)向器的基本結(jié)構(gòu)由22個零件構(gòu)成，每個零件的名稱、 材料、單件重量及年需求量見表1。 公 路 圖1-1 待建廠廠區(qū)圖圖1-2 液壓轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)2、作業(yè)單位劃分表1-1 零件明細(xì)表工廠名稱：液壓轉(zhuǎn)向器廠共1頁產(chǎn)品名稱液壓轉(zhuǎn)向器產(chǎn)品代號計劃年產(chǎn)量60000套第1頁序號零件名稱零件代號自制外購材料總計劃需求量零件圖號形狀尺寸單件重量（kg）說明1連桿塊組件20600000.092前蓋HT250600000.903X型密封圈橡膠620000.044擋環(huán)20600000.035滑環(huán)20600000.036彈簧片65Mn4200

5、000.017拔銷65Mn620000.028聯(lián)動軸45600000.279閥體HT250600007.0010閥芯45600000.6011閥套20600000.5612隔盤20600000.3213限位柱45600000.0114定子40Cr600001.2015轉(zhuǎn)子45600000.6016后蓋20600000.8017螺栓453600000.0218O型密封圈橡膠2100000.0119限位螺栓45600000.0220油塞橡膠2800000.0121標(biāo)牌鋁600000.0122護(hù)蓋塑料660000.01編制（日期）審核（日期）根據(jù)液壓轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)及工藝的特點，液壓轉(zhuǎn)向器廠設(shè)立如表2所示

6、11個作業(yè)單位，分別承擔(dān)原材料存儲、備料、熱處理、加工與裝配、產(chǎn)品性能試驗、生產(chǎn)管理與服務(wù)等各項生產(chǎn)任務(wù)。3、液壓轉(zhuǎn)向器生產(chǎn)工藝過程由于液壓轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)比較簡單，因此其生產(chǎn)工藝過程也很簡單，總的工藝過程可分為零件制作與外購，半成品暫存，組裝，性能試驗與成品存儲等階段。（1）零件制作與外購 液壓轉(zhuǎn)向器上的標(biāo)準(zhǔn)件、異形件如塑料護(hù)蓋、鋁制標(biāo)牌等都是采用外購、外協(xié)的方法獲得，入廠后由半成品庫保存。其它零件由本廠自制，其工藝過程分別見表3表15。表中各工序加工前工件重量為：該工序加工后工件重量÷該工序材料利用率。（2）標(biāo)準(zhǔn)件、外購件與半成品暫存 生產(chǎn)出的零件經(jīng)車間檢驗合格后，送入半成品庫暫存。定

7、期訂購的標(biāo)準(zhǔn)件和外協(xié)件均放在半成品庫。（3）組裝 所有零件在組裝車間集中組裝成液壓轉(zhuǎn)向器成品。（4）性能試驗 所有組裝出的液壓轉(zhuǎn)向器均需進(jìn)行性能試驗，試驗合格的成品送入成品庫，試驗不合格的的返回組裝車間進(jìn)行修復(fù)。一次組裝不合格率估計值為80%，二次組裝合格率為100%。（5）成品存儲 所有合格的液壓轉(zhuǎn)向器存放在成品庫待出廠。4、自然氣象條件 自然氣象等條件按學(xué)生所在地的條件加以考慮。表1-2 作業(yè)單位建筑匯總表序號作業(yè)單位名稱用途建筑面積(m2)結(jié)構(gòu)形式備注1原材料庫儲存鋼材、鑄錠20×30露天2鑄造車間鑄造12×243熱處理車間熱處理12×124機加工車間車、銑

8、、鉆削18×365精密車間精鏜、磨削12×366標(biāo)準(zhǔn)件、半成品庫儲存外購件、半成品12×247組裝車間組裝轉(zhuǎn)向器12×368性能試驗室轉(zhuǎn)向器性能試驗12×129成品庫成品儲存12×1210辦公、服務(wù)樓辦公室、食堂等80×6011設(shè)備維修車間機床維修12×24表1-3 液壓轉(zhuǎn)向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件 號材 料單件重量（kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總重（kg）連接塊1200.09600005400序號作業(yè)單位名稱工作內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間車、鏜、壓裝553半成品庫暫存表1-4 液壓轉(zhuǎn)向

9、器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件 號材 料單件重量（kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總重（kg）前 蓋2HT2500.906000054000序號作業(yè)單位名稱工作內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫準(zhǔn)備鑄錠2鑄造車間鑄造603機加工車間粗銑、鏜、鉆804精密車間精鏜955半成品庫暫存表1-5 液壓轉(zhuǎn)向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件 號材 料單件重量（kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總重（kg）擋 環(huán)4200.03600001800序號作業(yè)單位名稱工作內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間車削403半成品庫暫存表1-6 液壓轉(zhuǎn)向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件 號材 料單件重量（kg）計劃年產(chǎn)量（套）

10、年產(chǎn)總重（kg）滑 環(huán)6200.03600001800序號作業(yè)單位名稱工作內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間車削403半成品庫暫存表1-7 液壓轉(zhuǎn)向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件 號材 料單件重量（kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總重（kg）聯(lián)動軸8450.276000016200序號作業(yè)單位名稱工作內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間車、銑403精密車間精磨994半成品庫暫存表1-8 液壓轉(zhuǎn)向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件 號材 料單件重量（kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總重（kg）閥 體9HT2507.0060000420000序號作業(yè)單位名稱工作內(nèi)容工序材料利用率（%

11、）1原材料庫準(zhǔn)備鑄錠2鑄造車間鑄造603機加工車間粗銑、鏜704精密車間精鏜905半成品庫暫存表1-9 液壓轉(zhuǎn)向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件 號材 料單件重量（kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總重（kg）閥 芯10450.606000036000序號作業(yè)單位名稱工作內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間粗車、鉆、銑703熱處理車間熱處理4精密車間精磨995半成品庫暫存表1-10 液壓轉(zhuǎn)向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件 號材 料單件重量（kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總重（kg）閥 套11200.566000033600序號作業(yè)單位名稱工作內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間車

12、削803半成品庫暫存表1-11 液壓轉(zhuǎn)向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件 號材 料單件重量（kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總重（kg）隔 盤12200.326000019200序號作業(yè)單位名稱工作內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間車削803半成品庫暫存表1-12 液壓轉(zhuǎn)向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件 號材 料單件重量（kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總重（kg）限位柱13450.0160000600序號作業(yè)單位名稱工作內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間車、鏜703熱處理車間熱處理4精密車間精磨995半成品庫暫存表1-13 液壓轉(zhuǎn)向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件 號材 料單

13、件重量（kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總重（kg）定 子1440Cr1.26000072000序號作業(yè)單位名稱工作內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2熱處理車間退火3機加工車間車、鉆、插、銑504熱處理車間調(diào)質(zhì)5精密車間研磨996半成品庫暫存表1-14 液壓轉(zhuǎn)向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件 號材 料單件重量（kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總重（kg）轉(zhuǎn) 子15450.606000036000序號作業(yè)單位名稱工作內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2熱處理車間正火3機加工車間車、鉆、銑704熱處理車間淬質(zhì)5精密車間研磨996半成品庫暫存表1-15 液壓轉(zhuǎn)向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件 號材 料

14、單件重量（kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總重（kg）后 蓋16200.806000048000序號作業(yè)單位名稱工作內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間車、鉆803半成品庫暫存三、減速器廠總平面布置設(shè)計原始給定條件 公司有地16000平方米，廠區(qū)面積北為200米，東西寬80米，如圖1所示，該廠預(yù)計需要工人300人，計劃建成年產(chǎn)100000套減速器的生產(chǎn)廠。1、減速器的基本結(jié)構(gòu)及有關(guān)參數(shù)減速器的結(jié)構(gòu)及有關(guān)參數(shù)減速器由39個零件構(gòu)成，裝配圖見圖2。每個零件、組件的名稱、材料、單件重量及年需求量均列于表16。圖1-3 減速器裝配圖表1-16 減速器零件明細(xì)表工廠名稱： 減速器廠產(chǎn)品名稱減速器

15、產(chǎn)品代號110計劃年產(chǎn)量100000共1頁序號零件名稱零件代號自制外購材料總計劃需求量零件圖號形狀單件重量/kg說明39墊圈65Mn2000000.00438螺母Q2352000000.01137螺栓Q2353000000.03236銷352000000.02235防松墊片Q2151000000.01034軸端蓋圓Q2351000000.05033螺栓Q2352000000.02032通氣器Q2351000000.03031視孔蓋Q2151000000.05030墊片橡膠紙1000000.00429機蓋IIT2001000002.50028墊圈65Mn6000000.00627螺母Q23560

16、00000.01626螺栓Q2356000000.10325機座HT2001000003.00024軸承2000000.45023擋油圈Q2152000000.00422氈封油圈羊毛氈1000000.00421鍵Q2751000000.08020定距環(huán)Q2351000000.09019密封蓋Q2351000000.05018可穿透端蓋HT1501000000.04017調(diào)整墊片08F2000000.00416螺塞Q2351000000.03215墊片橡膠紙1000000.00414游標(biāo)尺1000000.05013大齒輪401000001.00012鍵Q2751000000.08011軸Q275

17、1000000.80010軸承2000000.4509螺栓Q23524000000.0258端蓋HT2001000000.0507氈封油圈羊毛氈1000000.0046齒輪軸Q2751000001.4005鍵Q2751000000.0404螺栓Q23512000000.0143密封蓋Q2351000000.0202可穿透端蓋HT2001000000.0401調(diào)整墊片08F2000000.0102、作業(yè)單位劃分根據(jù)減速器的結(jié)構(gòu)及工藝特點，設(shè)立如表17所示11個單位，分別承擔(dān)原材料存儲、備料、熱處理、加工與裝配、產(chǎn)品性能試驗、生產(chǎn)管理等各項生產(chǎn)任務(wù)。表1-17 作業(yè)單位建筑匯總表序號作業(yè)單位名稱用

18、途建筑面積(m2)備注1原材料庫儲存鋼材、鑄錠12×30露天2鑄造車間鑄造12×243熱處理車間熱處理12×124機加工車間車、銑、鉆12×365精密車間精鏜、磨銷12×366標(biāo)準(zhǔn)件、半成品庫儲存外購件、半成品12×247組裝車間組裝變速器12×368鍛造車間鍛造12×249成品庫成品儲存12×1210辦公、服務(wù)樓辦公室、食堂等80×6011設(shè)備維修車間機床維修12×24（3）減速器生產(chǎn)工藝過程器的零件較多，但是大多數(shù)零件為標(biāo)準(zhǔn)件。假定標(biāo)準(zhǔn)件采用外購，總的工藝過程可分為零件的制作與外購

19、、半成品暫存、組裝、性能測試、成品存儲等階段。1) 零件的制作與外購制作的零件如表18、19、20、21、22、23，表中的利用率為加工后產(chǎn)品與加工前的比率。表1-18 減速器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量機蓋29HT2002.500100000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2鑄造車間鑄造803機加工車間粗銑、鏜、鉆804精密車間精銑、鏜985半成品庫暫存表1-19 減速器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量機座25HT2003000100000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料

20、庫備料2鑄造車間鑄造803機加工車間粗銑、鏜、鉆804精密車間精銑、鏜985半成品庫暫存表1-20 減速器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量大齒輪13401000100000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2鍛造車間鍛造803機加工車間粗銑、鏜、鉆804熱處理車間滲碳淬火5機加工車間磨986半成品庫暫存表1-21 減速器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量軸11Q2750800100000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間粗車、磨、銑803精密車間精車954熱處理車間

21、滲碳淬火5機加工車間磨986半成品庫暫存表1-22 減速器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量齒輪軸6Q2751400100000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間粗車、磨、銑803精密車間精車954熱處理車間滲碳淬火5機加工車間磨986半成品庫暫存表1-23 減速器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量端蓋8HT2000050100000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2鑄造車間鑄造603精密車間精車802) 標(biāo)準(zhǔn)件、外購件與半成品暫存生產(chǎn)出的零件加工完成經(jīng)過各車間檢驗

22、合格后，送入半成品庫暫存。外購件與標(biāo)準(zhǔn)件均放在半成品庫。3) 組裝所有零件組裝車間集中組裝成減速器成品。4) 性能測試所有成品都在組裝車間進(jìn)行性能測試，不合格的就在組裝車間進(jìn)行修復(fù)，合格后送入成品庫，即不考慮成品組裝不了的情況。5) 成品存儲所有合格減速器均放在成品庫等待出廠。四、課程設(shè)計內(nèi)容 1、設(shè)計內(nèi)容物流與設(shè)施規(guī)劃課程設(shè)計的主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生如何分析、發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有生產(chǎn)廠布置方面存在的問題，并加以改善的工作能力，以及掌握完整的系統(tǒng)布置設(shè)計方法。針對給定的工廠實例，完成下列工作：(1)產(chǎn)品分析，產(chǎn)品產(chǎn)量分析，確定生產(chǎn)類型。(2)生產(chǎn)工藝過程分析，繪制工藝過程圖。(3)進(jìn)行物流分析，得到物流相關(guān)表

23、。(4)進(jìn)行作業(yè)單位相互關(guān)系分析，得到作業(yè)單位相互關(guān)系表。(5)將作業(yè)單位物流相關(guān)表與非物流相互關(guān)系表加權(quán)合并，求出作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表。(6)繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖。(7)繪制作業(yè)單位面積相關(guān)圖。(8)產(chǎn)生二套布置方案并進(jìn)行評價比較，得出最佳方案。2、編寫課程設(shè)計說明書工廠布置設(shè)計說明書應(yīng)包括各階段工作數(shù)據(jù)表格、各布置方案簡圖及文字說明，工作量不少于3000字。3、圖樣工作量圖樣是工廠布置設(shè)計的階段成果與最終成果，主要是二張布置方案圖。第三節(jié) 課程設(shè)計進(jìn)度計劃及成績評定本課程設(shè)計計劃用一周時間完成，各階段進(jìn)度計劃如下。1) 物流分析 1天2)作業(yè)單位相互關(guān)系分析、物流與非物流相互關(guān)系合并、

24、繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖 2天3)繪制布置方案圖、編寫設(shè)計說明書 2天成績評定：課程設(shè)計成績按優(yōu)，良。中，及格和不及格記分。第二章 系統(tǒng)布置設(shè)計第一節(jié) 概 述 一、工廠設(shè)計研究范圍 設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計是一種對企業(yè)的設(shè)備、物料以及人員所需空間進(jìn)行合理分配和有效組合的技術(shù)，其研究對象相當(dāng)廣泛，不僅涉及到工礦企業(yè)，還包括學(xué)校、醫(yī)院、商店等各行各業(yè)。就工廠設(shè)計而言，主要包括廠址選擇，工廠平面布置，物料搬運與倉儲、能源管理和辦公室布置等研究內(nèi)容。 1、廠址選擇 新建與擴建工廠時，首先要對未來的廠址進(jìn)行選擇，一是要確定工廠坐落的地區(qū)，二是要確定工廠在該地區(qū)的具體位置。 關(guān)于地區(qū)的選擇，一般受當(dāng)?shù)毓I(yè)布局的限制及

25、社會宏觀經(jīng)濟的約束。 影響工廠位置的因素很多，可分為定量的成本因素和定性的非成本因素。重要的成本因素包括：運輸成本；原材料的供應(yīng)成本；動力能源和水的供應(yīng)量及成本；：土地成本和建筑成本；勞動力資源的供應(yīng)量、素質(zhì)及成本；其他各類社會服務(wù)成本等。 定性的非成本因素包括：當(dāng)?shù)氐臍夂?、地理環(huán)境、政策法規(guī)、社會因素及科技發(fā)展水平等。其中包括環(huán)境保護(hù)、防止污染等。 建設(shè)新廠時，工廠的位置應(yīng)盡量適應(yīng)工廠未來發(fā)展的需要；對于改、擴建工廠，應(yīng)充分考慮原有廠房的利用。 2、工廠布置 工廠布置主要包括工廠總平面布置和車間布置兩個方面。 工廠總平面布置要對工廠的生產(chǎn)車間、物料儲運部門、管理部門和生產(chǎn)服務(wù)部門的建筑物、場

26、地和道路等，按照各部門之間相互關(guān)系的密切程度做出合理的安排。車間布置主要是考慮工藝過程、物流量等因素，對機器設(shè)備，運輸通道等做出合理的布局。 工廠布置是工廠設(shè)計的核心內(nèi)容。 3、物料搬運 工廠內(nèi)的物料搬運涉及到全廠工藝過程、搬運作業(yè)、倉庫管理、信息系統(tǒng)等各個方面，現(xiàn)代物料搬運的重要特征是把物料搬運過程中的所有環(huán)節(jié)(包括運輸、裝卸，儲存，加工，裝配和包裝等)，當(dāng)作一個整體的物流系統(tǒng)來考慮，并與工廠布置密切結(jié)合，使工廠物料流動與轉(zhuǎn)移更趨合理，減少物料和能源消耗，縮短物料流動周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)省勞動力，最終實現(xiàn)系統(tǒng)總體效益最優(yōu)化。 二，工廠布置的目標(biāo) 任何一種系統(tǒng)的設(shè)計工作必須具備4個目標(biāo)，即可

27、行性、經(jīng)濟性、安全性和柔性。一家工廠就是一個復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)，因此，工廠設(shè)計當(dāng)然應(yīng)追求這4個目標(biāo)。對于工廠布置來說，主要表現(xiàn)在： （1）必須滿足生產(chǎn)工藝過程的需要(可行性)。 （2）減少物料搬運(經(jīng)濟性)。 （3）減少設(shè)備投資(經(jīng)濟性)。 （4）提高在制品的周轉(zhuǎn)率(經(jīng)濟性)。 （5）充分利用現(xiàn)有空間(經(jīng)濟性)。 （6）有效發(fā)揮人力及設(shè)備的生產(chǎn)能力(經(jīng)濟性)。 （7）生產(chǎn)系統(tǒng)必須具備較大的加工范圍，適應(yīng)多種產(chǎn)品的生產(chǎn)。當(dāng)產(chǎn)品品種變化時，生產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)整要簡便（柔性）。 （8）維持良好的工作環(huán)境，確保操作人員舒適安全地工作(安全性)。 三、工廠布置的基本設(shè)計原則 為了達(dá)到上述的工廠布置目標(biāo)，在根據(jù)當(dāng)?shù)匾?guī)

28、劃要求確定適當(dāng)?shù)膹S址位置的前提下，應(yīng)根據(jù)下列原則進(jìn)行工廠布置。 1、工廠總平面布置設(shè)計原則 （1）滿足生產(chǎn)要求，工藝流程合理 工廠總體布局應(yīng)滿足生產(chǎn)要求，符合工藝過程，減少物流量，同時重視各部門之間的-關(guān)系密切程度。具體布置模式有兩種： 按功能劃分廠區(qū)，即將工廠的各部門按生產(chǎn)性質(zhì)、衛(wèi)生，防火與運輸要求的相似性，將工廠劃分為若干功能區(qū)段。如中、大型機械工廠的廠區(qū)，可劃分為加工裝配區(qū)，備料（熱加工）區(qū)，動力區(qū)、倉庫設(shè)施區(qū)及廠前區(qū)等。這種布置模式的優(yōu)點是各區(qū)域功能明確，相互干擾少，環(huán)境條件好，但是，這種布置模式難以完全滿足工藝流程和物流合理化的要求。 采用系統(tǒng)布置設(shè)計模式，即按各部門之間物流與非物流

29、相互關(guān)系的密切程度進(jìn)行系統(tǒng)布置，因此可以避免物料搬運的往返交叉，節(jié)省搬運時間與費用。 （2）適應(yīng)工廠內(nèi)外運輸要求，線路短捷順直 工廠總平面布置要與工廠內(nèi)部運輸方式相適應(yīng)。根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品產(chǎn)量特點，可以采用鐵路運輸、道路運輸、帶式運輸或管道運輸?shù)取８鶕?jù)選定的運輸方式，運輸設(shè)備及技術(shù)要求等，合理地確定運輸線路及與之有關(guān)的部門的位置。 廠內(nèi)道路承擔(dān)著物料運輸，人流輸送，消防通行的任務(wù)，還具有劃分廠區(qū)的功能；道路系統(tǒng)的布局對廠區(qū)綠化、美化，排水設(shè)施布置，工程管線鋪設(shè)，也有重大影響。 工廠內(nèi)部運輸方式，道路布局等應(yīng)與廠外運輸方式相適應(yīng)，這也是工廠總平面布置應(yīng)給予重視的問題。 （3）合理用地 節(jié)約用地是我國的

30、一項基本國策。工業(yè)企業(yè)建設(shè)中，在確保生產(chǎn)和安全的前提下，應(yīng)盡量合理地節(jié)約建設(shè)用地。在工廠總平面布置時可以采取如下措施：根據(jù)運輸、防火、安全，衛(wèi)生、綠化等要求，合理確定通道寬度以及各部門建筑物之間的距離，力求總體布局緊湊合理。在滿足生產(chǎn)工藝要求的前提下，將聯(lián)系密切的生產(chǎn)廠房進(jìn)行合并，建成聯(lián)合廠房。此外，可以采用多層建筑或適宜的建筑物外形。適當(dāng)預(yù)留發(fā)展用地。 （4）充分注意防火、防爆、防振與防噪聲 安全生產(chǎn)是工廠布局首先要考慮的問題，在某些危險部門之間應(yīng)留出適當(dāng)?shù)姆阑?、防爆間距。 振動會影響精密作業(yè)車間的生產(chǎn)，因此精密車間必須遠(yuǎn)離振源或采用必要的隔振措施。如機械廠的精加工車間及計量部門應(yīng)遠(yuǎn)離鍛造車

31、間或沖壓車間。 噪聲不僅影響工作，而且還會摧殘人的身體健康。因此，在工廠總平面布置時要考慮防噪聲問題，一是可以采取隔音措施，降低噪聲源發(fā)出的噪聲級；二是可以采取使人員多的部門遠(yuǎn)離噪聲源的方法。 （5）利用風(fēng)向、朝向的自然條件，減小環(huán)境污染 生產(chǎn)中產(chǎn)生的有害煙霧和粉塵會嚴(yán)重影響工作人員的身體健康，并會造成環(huán)境污染。進(jìn)行工廠總平面布置前，必須了解當(dāng)?shù)厝旮骷竟?jié)風(fēng)向的分布和變化轉(zhuǎn)換規(guī)律，繪制成風(fēng)向圖。 另外，建筑物的朝向也是工廠總平面布置時應(yīng)注意的問題，特別是對日照、采光和自然通風(fēng)要求較高的建筑物，更應(yīng)注意這個問題。 （6）充分利用地形、地貌、地質(zhì)條件。 （7）考慮建筑群體的空間組織和造型，注意美學(xué)

32、效果。 （8）考慮建筑施工的便利條件。 上述設(shè)計原則涉及面非常廣，往往存在相互矛盾的情況，應(yīng)結(jié)合具體條件分別考慮。 2、車間布置設(shè)計原則 。 （1）確定設(shè)備布置形式 根據(jù)車間的生產(chǎn)綱領(lǐng)，分析產(chǎn)品產(chǎn)量關(guān)系，從而確定生產(chǎn)類型是大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)還是單件生產(chǎn)，由此決定車間設(shè)備布置形式是采用流水線式，成組單元式還是機群式。 （2）滿足工藝流程要求 車間布置應(yīng)保證工藝流程順暢，物料搬運方便，減少或避免往返交叉物流現(xiàn)象。 （3）實行定置管理，確保工作環(huán)境整潔，安全 車間布置時，除對主要生產(chǎn)設(shè)備安排 。適當(dāng)位置外，還需對其它所有組成部分包括在制品暫存地，廢品廢料存放地，檢驗試驗用地、工人工作地，通道及輔助部

33、門如辦公室，生活衛(wèi)生設(shè)施等安排出合理的位置，確保工作環(huán)境整潔及生產(chǎn)安全。 （4）選擇適當(dāng)?shù)慕ㄖ问?根據(jù)工藝流程要求及產(chǎn)品特點，配備適當(dāng)?shù)燃壍钠鹬剡\輸設(shè)備，進(jìn)一步確定建筑物高度、跨度、拄距及形狀。 （5）采光、照明、通風(fēng)，采暖、防塵、防噪聲。 （6）具備適當(dāng)?shù)娜嵝?，適應(yīng)生產(chǎn)的變化。 四、工廠布置方法 由于工廠布置中需要考慮的因素很多，其中很大一部分因素不能用定量的方法表示，而且工廠布置又是多目標(biāo)的，往往存在相互矛盾的要求。因此，許多布置都依賴于設(shè)計人員的經(jīng)驗，否則無法確保布置成果的合理性。而良好的布置設(shè)計與拙劣的布置設(shè)計之間的實際施工費用相差無幾，但兩者日后生產(chǎn)作業(yè)的效率、質(zhì)量、成本與安全卻有

34、極大的不同。如何確保工廠布置合理、延長布置方案的使用壽命周期，是工廠布置設(shè)計人員長期以來一直探索的課題。 美國R.Muther提出的系統(tǒng)布置設(shè)計SLP法提供了一整套具有清晰條理性和嚴(yán)密邏輯性的分析方法。SLP法采用作業(yè)單位間關(guān)系密級與相互關(guān)系表、圖來研究各種因素對布置設(shè)計的影響，使布置設(shè)計由定性階段發(fā)展到了定量階段，受到廣大設(shè)計人員的歡迎，在許多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。第二節(jié) 系統(tǒng)布置設(shè)計(SLP)模式 一、系統(tǒng)布置設(shè)計基本要素 一般講，工廠布置設(shè)計就是在根據(jù)社會需要確定出某些待生產(chǎn)的產(chǎn)品及其產(chǎn)量以及確定廠址的前提下，完成工廠總平面布置和車間布置，提供布置方案的實施。 產(chǎn)品及產(chǎn)量由決策部門在設(shè)計

35、綱領(lǐng)中作出規(guī)定；廠址的確定主要由經(jīng)營決策人員根據(jù)某些社會因素，經(jīng)濟因素及自然條件做出決策；建廠工作則主要由土建施工人員來完成，與設(shè)施布置設(shè)計人員直接相關(guān)的任務(wù)是總平面布置和車間布置。 如圖2-1所示，為了完成工廠總平面布置和車間布置，需要從產(chǎn)品戶及產(chǎn)量Q出發(fā)，首先對產(chǎn)品組成進(jìn)行分析，確定各零、部件生產(chǎn)類型，制定出各個零部件的加工、裝配工藝流程；根據(jù)工藝流程各階段的特點劃分出生產(chǎn)車間，并根據(jù)生產(chǎn)需要設(shè)置必要的職能管理部門及附屬生產(chǎn)與生活服務(wù)部門。整個工廠就是由生產(chǎn)車間、職能管理部門、附屬生產(chǎn)及生活服務(wù)部門以及為使生產(chǎn)連續(xù)進(jìn)行而：設(shè)置的倉儲部門這幾類作業(yè)單位所構(gòu)成。然后，由工廠布置設(shè)計人員來完成工

36、廠總平面布置及車間布置。在圖2-1所示的工廠設(shè)計過程中，基本給定條件(要素)為產(chǎn)品P及產(chǎn)量Q，涉及到了除平面布置設(shè)計以外的如制定加工，裝配工藝過程等多種專業(yè)技術(shù)問題，要求多種專業(yè)技術(shù)人員配合協(xié)作來完成。為了突出平面布置設(shè)計，可把平面布置前各階段工作的結(jié)果作為給定要素來處理，包括工藝流程R，輔助服務(wù)部門S及生產(chǎn)時間安排T，這樣就形成了單純的工廠布置模型，如圖2-2所示。制定工藝路線R作業(yè)單位劃分S制定作業(yè)計劃T布置設(shè)計方法布置方案產(chǎn)品P產(chǎn)品Q定量約束條件定性約束條件圖21工廠設(shè)計過程布置設(shè)計方法布置方案定量約束條件定性約束條件PQRST圖22工廠布置模型 在RMuther提出的系統(tǒng)布置設(shè)計 (S

37、LP)中，把產(chǎn)品P，產(chǎn)量Q，生產(chǎn)路線R、輔助服務(wù)部門S及生產(chǎn)時間安排T作為給定的基本要素(原始資料)，成為布置設(shè)計工作的基本出發(fā)點。 1、產(chǎn)品P是指待布置工廠將生產(chǎn)的商品，原材料或者加工的零件和成品等。這些資料由生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品設(shè)計提供，包括項目。品種類型，材料、產(chǎn)品特性等。產(chǎn)品這一要素影響著生產(chǎn)系統(tǒng)的組成及其各作業(yè)單位間的相互關(guān)系、生產(chǎn)設(shè)備的類型，物料搬運方式等。 2、產(chǎn)量Q 產(chǎn)量指所生產(chǎn)的產(chǎn)品的數(shù)量，也由生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品設(shè)計提供，可用件數(shù)，重量、體積等來表示。產(chǎn)量Q這一要素影響著生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)模，設(shè)備的數(shù)量、運輸量、建筑物面積的大小等。 3、生產(chǎn)路線R 為了完成產(chǎn)品的加工，必須制定加工工藝藝流程

38、，形成生產(chǎn)路線，可用工藝過程表(卡)、工藝過程圖、設(shè)備表等表示，它影響著各作業(yè)單位之間的關(guān)系、物料搬運路線、倉庫及堆放地的位置等。 4、輔助服務(wù)部門S 在實施系統(tǒng)布置工作以前，必須對生產(chǎn)系統(tǒng)的組成情況有一個總體的規(guī)劃，可以大體上分為生產(chǎn)車間、職能管理部門、輔助生產(chǎn)部門，生活服務(wù)部門及倉儲部門等；可以把除生產(chǎn)車間以外的所有作業(yè)單位統(tǒng)稱為輔助服務(wù)部門S，包括工具，維修、動力、收貨、發(fā)運、鐵路專用路線、辦公室、食堂等，這些作業(yè)單位構(gòu)成生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)支持系統(tǒng)部分，在某種意義上加強了生產(chǎn)能力。有時，輔助服務(wù)部門的占地總面積接近甚至大于生產(chǎn)車間所占面積，所以布置設(shè)計時應(yīng)給予足夠的重視。 5、時間T 時間要

39、素是指在什么時候，用多少時間生產(chǎn)出產(chǎn)品，包括各工序的操作時間，更換批量的次數(shù)。在工藝過程設(shè)計中，根據(jù)時間因素確定生產(chǎn)所需各類設(shè)備的數(shù)量，占地面積的大小和操作人員數(shù)量，來平衡各工序的生產(chǎn)時間。 二、系統(tǒng)布置設(shè)計模式 任何一種系統(tǒng)設(shè)計過程都是反復(fù)迭代，逐步細(xì)化的尋求最優(yōu)解的過程，工廠布置設(shè)計更是如此設(shè)計步驟的正確與否往往是工廠布置設(shè)計能否成功的關(guān)鍵，系統(tǒng)布置設(shè)計SLP模式就是一種人們廣為采用的、成功的設(shè)計方法。 系統(tǒng)布置設(shè)計是一種邏輯性強、條理清楚的布置設(shè)計方法，分為確定位置、總體區(qū)劃、詳細(xì)布置及實施4個階段，在總體區(qū)劃和詳細(xì)布置兩個階段采用相同的SLP設(shè)計程序。 1、確定位置(階段工) 在新建、

40、擴建或改建工廠或車間時，首先應(yīng)確定出新廠房坐落的地區(qū)位置。在這個階段中，首先要明確待建工廠的產(chǎn)品、計劃生產(chǎn)能力，參考同類工廠確定待建工廠的規(guī)模，從待選的新地區(qū)或現(xiàn)有工廠中確定出可供利用的廠址。 2、總體區(qū)劃(階段)。 總體區(qū)劃又叫區(qū)域劃分，就是在巳確定的廠址上規(guī)劃出一個總體布局。 此階段中，首先應(yīng)明確各生產(chǎn)車間，職能管理部門、輔助服務(wù)部門及倉儲部門等作業(yè)單位的工作任務(wù)與功能，確定其總體占地面積及外形尺寸。在確定了各作業(yè)單位之間的相互關(guān)系后，把基本物流模式和區(qū)域劃分結(jié)合起來進(jìn)行布置。 3、詳細(xì)布置(階段) 詳細(xì)布置一般是指一個作業(yè)單位內(nèi)部機器及設(shè)備的布置。 在詳細(xì)布置階段，要根據(jù)每臺設(shè)備、生產(chǎn)單

41、元及公用、服務(wù)單元的相互關(guān)系，確定出各自的位置。 4，實施(階段) 在完成詳細(xì)布置設(shè)計后，經(jīng)上級批準(zhǔn)可以進(jìn)行施工設(shè)計，繪制大量的詳細(xì)安裝圖，編制搬遷，安裝計劃，按計劃進(jìn)行機器設(shè)備及輔助裝置的搬遷、安裝施工工作。 在系統(tǒng)布置設(shè)計過程中，上述4個階段的順序交叉進(jìn)行。在確定位置階段，就必須大體確定各主要部門的外形尺寸，以便確定工廠總體形狀柑占地面積；在總 體區(qū)劃階段，就有必要對某些影響重大的作業(yè)單位進(jìn)行較詳細(xì)的布置。整個設(shè)計過程中，隨著階段的進(jìn)展，數(shù)據(jù)資料逐步齊全，從而能發(fā)現(xiàn)前期設(shè)計中存在的問題，通過調(diào)整修正，逐步細(xì)化完善設(shè)計。 在系統(tǒng)布置設(shè)計4個階段中，階段I與階段由其它專業(yè)人員負(fù)責(zé)，系統(tǒng)布置設(shè)計

42、人員應(yīng)積極參與；階段和階段由系統(tǒng)布置設(shè)計人員來完成。因此，可以說工廠布置包括工廠總平面布置(總體區(qū)劃)及車間布置或車間平面布置(詳細(xì)布置)兩項內(nèi)容。 在系統(tǒng)布置設(shè)計階段和階段，采用相同的設(shè)計步驟系統(tǒng)布置設(shè)計SLP程序。 在SLP程序中，一般經(jīng)過下列步驟： （1）準(zhǔn)備原始資料 在系統(tǒng)布置設(shè)計開始時，首先必須明確給出基本要素產(chǎn)品P，產(chǎn)量Q、生產(chǎn)工藝過程R、輔助服務(wù)部門S及時間安排T等這些原始資料，同時也需要對作業(yè)單位的劃分情況進(jìn)行分析，通過分解與合并，得到最佳的作業(yè)單位劃分狀況。所有這些均作為系統(tǒng)布置設(shè)計的原始資料。 （2）物流分析與作業(yè)單位相互關(guān)系分析 針對某些以生產(chǎn)流程為主的工廠，物料移動是工

43、藝過程的主要部分時，如一般的機械制造廠，物流分析是布置設(shè)計中最重要的方面；對某些輔助服務(wù)部門或某些物流量較小的工廠，各作業(yè)單位之間的相互關(guān)系(非物流聯(lián)系)：對布置設(shè)計就顯得更重要；介于上述兩者之間的情況，則需要綜合考慮作業(yè)單位之間物流與非物流的相互關(guān)系。 物流分析的結(jié)果可以用物流強度等級及物流相關(guān)表來表示。非物流的作業(yè)單位間的相互關(guān)系可以用關(guān)系密級及相互關(guān)系表來表示。在需要綜合考慮作業(yè)單位間物流與非物流的相互關(guān)系時，可以采用簡單加權(quán)的方法將物流相關(guān)表及作業(yè)單位間相互關(guān)系表綜合成綜合相互關(guān)系表。 （3）繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖 根據(jù)物流相關(guān)表與作業(yè)單位相互關(guān)系表，考慮每對作業(yè)單位間相互關(guān)系等級的高

44、低，決定兩作業(yè)單位相對位置的遠(yuǎn)近，得出各作業(yè)單位之間的相對位置關(guān)系，有些資料上也稱之為拓樸關(guān)系。這時并未考慮各作業(yè)單位具體的占地面積，從而得到的僅是作業(yè)單位位置相關(guān)圖。 （4）作業(yè)單位占地面積計算 各作業(yè)單位所需占地面積與設(shè)備、人員、通道及輔助裝置等有關(guān)，計算出的面積應(yīng)與可用面積相適應(yīng)。 （5）繪制作業(yè)單位面積相關(guān)圖 把各作業(yè)單位占地面積附加到作業(yè)單位位置相關(guān)圖上，就形成了作業(yè)單位面積相關(guān)圖。 （6）修正 作業(yè)單位面積相關(guān)圖只是一個原始布置圖，還需要根據(jù)其它因素進(jìn)行調(diào)整與修正。此時需要考慮的修正因素包括物料搬運方式、操作方式、儲存周期等，同時還需要考慮實際限制條件，如成本、安全和職工傾向等方面

45、是否允許。 考慮了各種修正因素與實際限制條件后，對面積圖進(jìn)行調(diào)整，得出數(shù)個有價值的可行方案。 （7）方案評價與擇優(yōu) 針對得到的數(shù)個方案，需要進(jìn)行費用及其他因素評價。通過對各方案的比較評價，選出或修正設(shè)計方案，得到布置方案圖。第三節(jié)基本要素分析 一、產(chǎn)品P產(chǎn)量Q分析企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品品種的多少及每種產(chǎn)品產(chǎn)量的高低，決定了工廠的生產(chǎn)類型，進(jìn)而影響著工廠設(shè)備的布置形式。如表21所示，表中列出了大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)及單件生產(chǎn)情況不的生產(chǎn)特點及設(shè)備布置類型。表21生產(chǎn)類型特點大量生產(chǎn)（流水線生產(chǎn)）成批生產(chǎn)單件生產(chǎn)需求條件品種品種較少，產(chǎn)品的品種，規(guī)格一般企業(yè)自己決定品種較多，產(chǎn)品品種、規(guī)格由企業(yè)或用戶決定品種

46、較多，產(chǎn)品品種、規(guī)格多由用戶決定，產(chǎn)品功能有某些特殊要求質(zhì)量質(zhì)量變動少，要求有互換性質(zhì)量要求穩(wěn)定，但每批質(zhì)量可以改進(jìn)每種產(chǎn)品都要求有自己的規(guī)格和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量產(chǎn)量大，可以根據(jù)國家計劃或市場需求預(yù)測，預(yù)先確定銷售（出產(chǎn)）量產(chǎn)量較小，可以分批輪番生產(chǎn)，可以根據(jù)市場預(yù)測和訂貨確定出產(chǎn)量產(chǎn)量小，由顧客訂貨時確定產(chǎn)量技術(shù)特點設(shè)備多采用專用設(shè)備部分采用專用設(shè)備采用通用設(shè)備工藝裝備專用工藝裝備部分專用工藝裝備通用工藝裝備工序能力通過更換程序能夠生產(chǎn)多種規(guī)格產(chǎn)品，各工序能力要平衡通過更換程序，能夠生產(chǎn)許多品種，主要工序能力要平衡通過更換程序，能夠生產(chǎn)許多品種，各工序能力不需要平衡運輸使用傳送帶使用卡車、吊車使用吊車、手推車零件互換性互換選配部分鉗工修配鉗工修配標(biāo)準(zhǔn)化原材料、零件工序和操作要求標(biāo)準(zhǔn)化對規(guī)格化，通用化零件要求標(biāo)準(zhǔn)化對規(guī)格化、通用化零件要求標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)管理特點設(shè)備布置產(chǎn)品原則（對象原則）混合原則（成組原則）工藝原則勞動分工分工較細(xì)一定分工粗略分工工人技術(shù)水平專業(yè)操作專業(yè)操作多工序多面手計劃安排精確比較細(xì)致粗略，臨時派工庫存用庫存成品調(diào)節(jié)產(chǎn)量用在制品調(diào)節(jié)生產(chǎn)用庫存原材料、零部件調(diào)節(jié)生產(chǎn)維修、保養(yǎng)采用強制的或預(yù)防修理保養(yǎng)制度