第五章 工廠布置

1、第五章第五章 工廠布置工廠布置 工廠布置工廠布置是對構成工廠的各個單位、各種設施與設備、以及廠內運輸路線等進行合理的配置，使工廠成為一個有機的系統。 基本目的基本目的是制定一個生產系統，使之能以最經濟的方式生產出滿足市場需求的產品。工廠布置的目標工廠布置的目標 工廠布置的目標工廠布置的目標，是把工廠所有的物質設施安排成一個最佳的“生產運營方式”或生產運營體系，實現工作地、設備、物料和工人的最佳結合，從而以最經濟的方式滿足生產運營要求，提高企業(yè)和經濟效益。第一節(jié)第一節(jié) 工廠布置決策工廠布置決策一、影響企業(yè)生產單位構成的因素一、影響企業(yè)生產單位構成的因素 產品的結構與工藝特點 企業(yè)的專業(yè)化與協作化

2、水平 生產單位的專業(yè)化原則 企業(yè)的生產規(guī)模 企業(yè)的技術水平（裝備如數控設備、加工中心等可以簡化生產單位）二、生產單位的劃分二、生產單位的劃分 基本生產單位?；旧a單位。直接從事產品生產過程的車間（加工直接從事產品生產過程的車間（加工車間、裝配車間等）車間、裝配車間等） 輔助生產單位。輔助生產單位。為基本生產過程提供輔助產品或勞務為基本生產過程提供輔助產品或勞務的單位（機修、工具、動力等車間）的單位（機修、工具、動力等車間） 生產服務單位。生產服務單位。為基本生產、輔助生產服務的單位為基本生產、輔助生產服務的單位（運輸的車庫、原料與成品倉庫、實驗室、計量室等）（運輸的車庫、原料與成品倉庫、實驗

3、室、計量室等） 技術準備部門。技術準備部門。包括設計室、工藝室、試制車間等包括設計室、工藝室、試制車間等（一）（一） 企業(yè)生產單位配置中存在的問題企業(yè)生產單位配置中存在的問題 1、小而全 2、大而全 3、不按企業(yè)功能設置生產單位 （二）企業(yè)規(guī)模的兩大趨勢（二）企業(yè)規(guī)模的兩大趨勢 1、生產的集中化和專業(yè)化。生產要素越來越多地向大型專業(yè)化企業(yè)集中； 2、生產的分散化。生產要素向與大型骨干企業(yè)協作配套的小型和微型企業(yè)擴散。三、生產與服務設施布置的影響因素三、生產與服務設施布置的影響因素 企業(yè)的生產類型和生產規(guī)模企業(yè)的生產類型和生產規(guī)模 企業(yè)產品的品種、結構、數量及質量要求企業(yè)產品的品種、結構、數量及

4、質量要求 廠區(qū)的地形地貌和地質條件廠區(qū)的地形地貌和地質條件 企業(yè)生產單位的構成數量和規(guī)模企業(yè)生產單位的構成數量和規(guī)模 企業(yè)外部環(huán)境條件：運輸、基礎設施等企業(yè)外部環(huán)境條件：運輸、基礎設施等 廠區(qū)施工條件廠區(qū)施工條件 企業(yè)遠景發(fā)展企業(yè)遠景發(fā)展 安全及環(huán)保條件安全及環(huán)保條件 改建或擴建時應考慮與原布置的協調關系改建或擴建時應考慮與原布置的協調關系等等四、工廠總平面布置四、工廠總平面布置 工廠布置工廠布置是指對工廠的各個組成是指對工廠的各個組成部分進行合理的安排。工廠布置包括平部分進行合理的安排。工廠布置包括平面布置、立面布置和運輸通道等的設計。面布置、立面布置和運輸通道等的設計。而平面布置是工廠布置

5、的主要內容，它而平面布置是工廠布置的主要內容，它包括工廠平面布置和車間平面布置。包括工廠平面布置和車間平面布置。（一）工廠總平面布置的目的和原則（一）工廠總平面布置的目的和原則1 1、目的：目的： 在于保證企業(yè)獲得較高的生產率和最好的經濟效果，在于保證企業(yè)獲得較高的生產率和最好的經濟效果，保證職工的安全健康和良好工作環(huán)境，實現文明生產。保證職工的安全健康和良好工作環(huán)境，實現文明生產。2 2、原則：原則： （1)1)、最短路經原則（減少運輸與服務成本） (2)(2)、最有效的面積利用 (3)(3)、最良好的工作和生活環(huán)境（生活區(qū)、生產區(qū)、辦公區(qū)合理劃分，有利于管理、環(huán)保與安全） (4)(4)、關

6、聯原則（關系緊密的單位緊靠一起） (5)(5)、協調原則（內部與外部協調） (6)(6)、彈性原則（考慮未來發(fā)展，留有余地注意事項注意事項 工廠總平面布置時， 一般先安排主要生產車間和某些由特殊要求決定其位置的作業(yè)。如消防通道、易燃易爆品倉庫等。 其次，確定主要過道的位置。主要過道的兩端盡可能與廠外電的公路相連接，中間與各車間的大門相連接；車行道、人行道應平坦、暢通、有足夠的寬度和照明設施；道路交叉處應有信號裝置。 最后，根據各組成部分的相關程度，確定其它輔助部門、服務部門和次要過道的位置。利用模型進行布置，便于修改，也便于形成幾個不同的布置方案，有利于進行比較。( (二二) ) 工廠布置依據

7、工廠布置依據1.廠區(qū)的地形、地質、面積和氣候條件；2.廠區(qū)所在地的交通運輸條件，廠內外貨運量和運輸方式；3.工廠的生產類型、生產能力、產品結構和工藝特點；4.工廠各組成部分及其所需面積；5.原材料、輔助材料、燃料、半成品、成品等存儲情況；6.人員配備和生產服務情況；7.特殊作業(yè)的情況；8.防火、安全和環(huán)境保護的要求。 ( (三三) )、要求、要求： 原材料、半成品和成品的運輸盡可能符合工原材料、半成品和成品的運輸盡可能符合工藝流向，運輸線路盡可能短，并避免交叉往返藝流向，運輸線路盡可能短，并避免交叉往返運輸。運輸。 協作單位盡量靠近布置。協作單位盡量靠近布置。 充分利用現有運輸條件。充分利用現

8、有運輸條件。 合理劃分廠區(qū)，把同類性質的車間、建筑物合理劃分廠區(qū)，把同類性質的車間、建筑物布置在一個區(qū)域內，在滿足生產需求及防火衛(wèi)布置在一個區(qū)域內，在滿足生產需求及防火衛(wèi)生要求的條件下，平面布置盡可能緊湊，減少生要求的條件下，平面布置盡可能緊湊，減少工廠的占地面積。工廠的占地面積。 符合安全生產與環(huán)境保護要求，并注意美化符合安全生產與環(huán)境保護要求，并注意美化與綠化。與綠化。 為改建和擴建留有余地。為改建和擴建留有余地。 (四四)廠區(qū)平面布置的程序廠區(qū)平面布置的程序（1）基礎資料：地質資料、外部環(huán)境、運輸條件等；（2）生產單位的配置情況；（3）生產系統圖：企業(yè)生產系統的各組成部分之間生產聯系和物

9、料流向圖。（1）最短的運輸路線；（2）最大的靈活性；（3）最有效地利用面積；（4）最良好的工作環(huán)境；（5）最合理的發(fā)展余地。1、確定目標、確定目標2、收集資料、收集資料3、確定各組成部分所占面積、確定各組成部分所占面積4、確定各生產單位之間的相互關系、確定各生產單位之間的相互關系5、制定初步平面布置方案、制定初步平面布置方案6、方案評價、方案評價7、方案的實施、方案的實施五、工廠總平面布置的方法五、工廠總平面布置的方法（一）物料運量圖法（定量計算）物料運量圖表法物料運量圖表法 根據各單位的根據各單位的物料運輸數量物料運輸數量來確定這些來確定這些單位的相互位置的一種方法。單位的相互位置的一種方法

10、。 統計車間物料流量，繪制物料運量表。統計車間物料流量，繪制物料運量表。 優(yōu)先安排運量最大的車間，然后將與它優(yōu)先安排運量最大的車間，然后將與它流量最大的靠近布置，以此類推。流量最大的靠近布置，以此類推。 最后，考慮其它因素進行改正和調整。最后，考慮其它因素進行改正和調整。 至至從從010203040506合計合計016224140264313036644200462412051106347合計合計0151613111267表表3 3物料運量表物料運量表運量相關圖運量相關圖 0405060102032 2個單位的運量個單位的運量 1 1個單位的運量個單位的運量 2 3 4 1 6 5生產單位平面

11、布置（二）作業(yè)相關圖法 根據關系密切的原因確定出各單位密切程度關系密切原因關系密切原因 關系密切程度分類表關系密切程度分類表代號代號關系密切原因關系密切原因1使用共同的原始記錄2共用人員3共用場地4人員接觸頻繁5文件交換頻繁6工作流程連續(xù)7做類似的工作8共用設備9其它代號代號 密切程度密切程度A絕對重要E特別重要I重要O一般U不重要X不予考慮例一快餐店欲布置其生產和服務設施。該快餐店共分6個部分，計劃布置在23(兩行三列)的區(qū)域內。AAXUOEXOAAU IAAX部門1部門2部門3部門4部門5部門61、列出關系密切程度（、列出關系密切程度（A、X） A：1-2，1-3，2-6， 3-5，4-6

12、，5-6。 X：1-4，3-6，3-4。2、編制主聯系簇（如圖、編制主聯系簇（如圖1）3、考慮其它有、考慮其它有A聯系的部門聯系的部門6254 圖14、畫出X關系圖（如圖3）5、安置各部門（如圖4）1634 圖3453621 圖4625431 圖2第二節(jié)第二節(jié) 車間布置車間布置 車間平面布置就是正確確定車間各車間平面布置就是正確確定車間各組成部分的相互位置及車間基本生產部組成部分的相互位置及車間基本生產部分的設備的相互位置。車間平面布置是分的設備的相互位置。車間平面布置是否合理，關系到車間面積的合理利用、否合理，關系到車間面積的合理利用、安全生產、車間內部運輸是否合理以及安全生產、車間內部運輸

13、是否合理以及生產周期的長短。最后反映在車間甚至生產周期的長短。最后反映在車間甚至企業(yè)的經濟效益上。企業(yè)的經濟效益上。 車間布置是在工廠總平面布置的基車間布置是在工廠總平面布置的基礎上進行的。礎上進行的。在設計車間的平面布置之在設計車間的平面布置之前，必須根據工廠和車間的生產大綱、前，必須根據工廠和車間的生產大綱、加工或裝配的工藝規(guī)程確定工藝路線及加工或裝配的工藝規(guī)程確定工藝路線及機床設備、起重運輸設備的種類和數量。機床設備、起重運輸設備的種類和數量。一般工業(yè)企業(yè)的生產車間設施組成：一般工業(yè)企業(yè)的生產車間設施組成： 生產設備；生產設備； 附屬設備（空調等）；附屬設備（空調等）； 車間過道；車間過

14、道； 原料、產品的臨時存儲點；原料、產品的臨時存儲點； 車間管理部門；車間管理部門； 車間服務部門，如更衣、休息室。車間服務部門，如更衣、休息室。 車間布置主要是設備布置。車間布置主要是設備布置。 一、車間設備布置的原則與要求按生產流向和工藝順序布置設備，并注意運輸方便。按生產流向和工藝順序布置設備，并注意運輸方便。 盡量使加工對象在生產過程中成直線流動，流程最短，將倒流盡量使加工對象在生產過程中成直線流動，流程最短，將倒流減少到最小限度。加工大型零件的設備應集中布置在有相應載減少到最小限度。加工大型零件的設備應集中布置在有相應載重量的橋式起重機的車間中，加工大型零件及長料的設備應布重量的橋式

15、起重機的車間中，加工大型零件及長料的設備應布置的靠近車間入口處，以方便運輸。置的靠近車間入口處，以方便運輸。2) 2) 確保生產安全，工作環(huán)境良好，并考慮到操作方便。確保生產安全，工作環(huán)境良好，并考慮到操作方便。 在保證安全和設備維修空間的同時，要盡可能創(chuàng)造良好的的工在保證安全和設備維修空間的同時，要盡可能創(chuàng)造良好的的工作環(huán)境，使采光、照明、通風、取暖、防暑、防塵、防噪音。作環(huán)境，使采光、照明、通風、取暖、防暑、防塵、防噪音。衛(wèi)生等條件良好；工具、工位器具等放在合適的位置，便于工衛(wèi)生等條件良好；工具、工位器具等放在合適的位置，便于工人完成作業(yè)。人完成作業(yè)。3) 3) 合理利用車間生產面積。合理

16、利用車間生產面積。 各車間內布置的生產線、或設備的面積應相等，避免剩留不便各車間內布置的生產線、或設備的面積應相等，避免剩留不便利用的面積；合理確定機床、墻壁、柱子、通道之間的距離。利用的面積；合理確定機床、墻壁、柱子、通道之間的距離。4) 4) 有利于維護機床精度。有利于維護機床精度。 對于精密設備，應布置在受振動、粉塵、電磁場影響最小的地對于精密設備，應布置在受振動、粉塵、電磁場影響最小的地點，保證其正常使用和減少磨損。點，保證其正常使用和減少磨損。車間設備布置的要求車間設備布置的要求 按照工藝流程順序，把相關的設備安排在一起，保證工藝的按照工藝流程順序，把相關的設備安排在一起，保證工藝的

17、連續(xù)性，同時使物料運輸路徑最短。連續(xù)性，同時使物料運輸路徑最短。 注意運輸方便性，力求物料自流。注意運輸方便性，力求物料自流。 為設備的操作、安裝、維修創(chuàng)造條件，設備周圍應留有一定為設備的操作、安裝、維修創(chuàng)造條件，設備周圍應留有一定的操作空間（行業(yè)標準）。的操作空間（行業(yè)標準）。 注意勞動衛(wèi)生條件。注意勞動衛(wèi)生條件。 注意利用廠房的結構，節(jié)約場地。注意利用廠房的結構，節(jié)約場地。 考慮設備生產工藝的特殊要求（如采光、溫度）等?？紤]設備生產工藝的特殊要求（如采光、溫度）等。二、車間設備布置的基本方式1 1、按機床類型布置車間設備方式。、按機床類型布置車間設備方式。 它是把同類設備布置在一起，形成同

18、類機床組成的它是把同類設備布置在一起，形成同類機床組成的設備組，分區(qū)進行布置。這種方式適用于工藝專業(yè)設備組，分區(qū)進行布置。這種方式適用于工藝專業(yè)化車間，及車間內工藝專業(yè)化工段或設備組的設備化車間，及車間內工藝專業(yè)化工段或設備組的設備布置。布置。2 2、按工藝順序布置車間設備方式、按工藝順序布置車間設備方式。 它是按生產對象的加工順序來排列各種設備，形成它是按生產對象的加工順序來排列各種設備，形成一定的生產線、流水線和自動線。這種方式適用于一定的生產線、流水線和自動線。這種方式適用于對象專業(yè)化車間或工段。對象專業(yè)化車間或工段。車間設備的排列有縱向車間設備的排列有縱向排列、橫向排列、斜向排列和不規(guī)

19、則排列方式。排列、橫向排列、斜向排列和不規(guī)則排列方式。三、車間設備布置方法三、車間設備布置方法 車間平面布置包括正確確定車間內各個組成部分的相互車間平面布置包括正確確定車間內各個組成部分的相互位置及車間設備的位置。其方法有設備布置草圖、模板位置及車間設備的位置。其方法有設備布置草圖、模板或模型布置、從至表試驗法和線性規(guī)劃方法，以及計算或模型布置、從至表試驗法和線性規(guī)劃方法，以及計算機輔助布置機輔助布置1) 1) 設備布置草圖設備布置草圖 是按設備特點和車間設備布置原則，合理是按設備特點和車間設備布置原則，合理確定設備位置，按比例把設備、工作臺、工具箱等表示確定設備位置，按比例把設備、工作臺、工

20、具箱等表示在車間平面圖上，并用符號表示機床類型。在車間平面圖上，并用符號表示機床類型。2) 2) 模板或模型布置模板或模型布置 是用厚紙板、塑料布等仿照設備外型是用厚紙板、塑料布等仿照設備外型制成模板或用塑料、木料等做成外形同設備相同的模型，制成模板或用塑料、木料等做成外形同設備相同的模型，在車間平面圖上或廠房建筑模型內進行排列，反復比較，在車間平面圖上或廠房建筑模型內進行排列，反復比較，求得最適當的設備布置方案。求得最適當的設備布置方案。3) 3) 從至表試驗法從至表試驗法是一種比較科學的求物料總運量最小的布是一種比較科學的求物料總運量最小的布置方案的方法。比較適合于多品種、小批量生產的情況

21、。置方案的方法。比較適合于多品種、小批量生產的情況。4 4）計算機輔助布置）計算機輔助布置從至表試驗法從至表試驗法基本步驟：基本步驟： （1 1）選擇典型零件，制定典型工藝路線，確定）選擇典型零件，制定典型工藝路線，確定機床設備機床設備 （2 2）制定初始方案，統計設備間移動距離）制定初始方案，統計設備間移動距離 （3 3）確定零件在設備間的移動次數和單位運量）確定零件在設備間的移動次數和單位運量成本成本 （4 4）用實驗法確定最滿意的方案）用實驗法確定最滿意的方案 例例 ：一金屬加工車間有六臺設備，已知其加一金屬加工車間有六臺設備，已知其加工的零件品種及加工路線，零件在設備間移動工的零件品種

22、及加工路線，零件在設備間移動次數和單位移動成本如表所示。請確定最佳布次數和單位移動成本如表所示。請確定最佳布置方案。置方案。鋸床鋸床沖床沖床插床插床磨床磨床鉆床鉆床車床車床 0.15 0.15 0.16 0.15 0.15插床 0.15 0.17 0.16 0.20 0.15車床 0.18 0.15 0.15 0.15 0.16鉆床 0.15 0.15 0.15 0.15 0.16沖床 0.18 0.16 0.15 0.15 0.15磨床 0.15 0.15 0.16 0.15 0.16鋸床鋸床 磨床 沖床 鉆床 車床 插床單位距離運輸成本 42 95 83 114 390插床 126 71

23、100 315 50車床 16 421 62 41 68鉆床 400 114 95 16 20沖床 216 52 190 61 10磨床 217 418 61 42 180鋸床鋸床 磨床 沖床 鉆床 車床 插床設備間月平均移動次數6.3 14.3 13.3 17.1 58.5插床18.9 12.1 16.0 63.0 7.5車床2.9 63.3 9.3 6.2 10.9鉆床60.0 17.1 14.3 2.4 3.2沖床38.9 8.3 28.5 9.2 1.5磨床 32.6 62.7 9.8 6.3 28.8鋸床鋸床 磨床 沖床 鉆床 車床 插床單位距離每月運輸成本插床 66.0車床 69.

24、2 28.0鉆床 23.6 18.4 16.5沖床 25.4 91.7 21.3 15.8磨床 71.5 122.7 12.7 25.2 35.1鋸床鋸床 磨床 沖床 鉆床 車床 插床單位距離每月總運輸成本單位距離每月總運輸成本YN輸入：運量矩陣；運輸成本矩陣；初始方案；約束條件計算距離矩陣計算運輸成本輸出初始布置與總成本分析設備位置，調換位置使成本降低總運輸成本能否再低STOP使可變化的設備改變位置重新調整距離矩陣輸出新的位置，計算總成本、成本降低值第三節(jié)第三節(jié) 裝配線平衡裝配線平衡流水生產簡介流水生產簡介 現代流水生產起源于現代流水生產起源于19141914年年19201920年的福特制。

25、年的福特制。 福特制的主要內容：福特制的主要內容： 1 1、在科學組織生產的前提下謀求高效率和低成、在科學組織生產的前提下謀求高效率和低成本。因而實施產品、零件的標準化、設備和工具的本。因而實施產品、零件的標準化、設備和工具的專用化以及工作場所的專業(yè)化。專用化以及工作場所的專業(yè)化。 2 2、“單一產品原則單一產品原則” 3 3、創(chuàng)造了流水線的生產方法，建立了傳送帶式、創(chuàng)造了流水線的生產方法，建立了傳送帶式的流水生產線。的流水生產線。流水線：流水線：是指勞動對象按照一定的工藝路線是指勞動對象按照一定的工藝路線, ,順序的通過各個工作順序的通過各個工作地，并按照統一的生產速度（節(jié)拍）完成工藝作業(yè)的

26、連續(xù)的重地，并按照統一的生產速度（節(jié)拍）完成工藝作業(yè)的連續(xù)的重復的生產過程。復的生產過程。 流水生產是把高度的流水生產是把高度的對象專業(yè)化生產對象專業(yè)化生產和勞動對象的和勞動對象的平行移平行移動方式動方式有機結合起來的一種先進的生產組織形式。有機結合起來的一種先進的生產組織形式。 裝配線平衡（工序同期化）：裝配線平衡（工序同期化）：工序同期化是指工序同期化是指通過各種可能的技術、組織措施來調整各工作通過各種可能的技術、組織措施來調整各工作地的單件作業(yè)時間，使它們等于流水線的節(jié)拍地的單件作業(yè)時間，使它們等于流水線的節(jié)拍或者與流水線節(jié)拍成倍比關系?；蛘吲c流水線節(jié)拍成倍比關系。 在給定流水線節(jié)拍后，

27、求出裝配線所需工序的在給定流水線節(jié)拍后，求出裝配線所需工序的工作地數量和用工人數最少的方案。工作地數量和用工人數最少的方案。 裝配線平衡的目的：裝配線平衡的目的： 1 1、提高資源利用率、提高資源利用率 2 2、提高生產過程的連續(xù)性和節(jié)奏性、提高生產過程的連續(xù)性和節(jié)奏性 3 3 、減少時間損失、減少時間損失一、流水線節(jié)拍一、流水線節(jié)拍流水線上連續(xù)出產兩件相同制品的時間間隔。流水線上連續(xù)出產兩件相同制品的時間間隔。 節(jié)拍是一種重要的期量標準，它決定了流水線的生產能力、節(jié)拍是一種重要的期量標準，它決定了流水線的生產能力、生產速度和效率。生產速度和效率。 確定節(jié)拍的依據是計劃期的產量和有效工作時間。

28、確定節(jié)拍的依據是計劃期的產量和有效工作時間。 即：即： R=TR=T效效/Q/Q 式中式中: R: R節(jié)拍節(jié)拍 ( (分分/ /件件) ) T T效效計劃期有效工作時間計劃期有效工作時間 ( (分分) ) Q Q 計劃期制品產量計劃期制品產量( (件件).).除計劃中規(guī)定的任務外除計劃中規(guī)定的任務外, ,還包括不可避免的廢品還包括不可避免的廢品 計劃期有效工作時間計劃期有效工作時間= =計劃期制度工作時間計劃期制度工作時間時間利用時間利用系數系數 F=FF=F制制K K=0.90.96K K=0.90.96 計劃期制度工作時間計劃期制度工作時間= =全年制度工作日數全年制度工作日數班次班次每班

29、每班工作時間工作時間 節(jié)奏節(jié)奏 ：如果：如果R R很小，且加工制品的體積小重量輕，不很小，且加工制品的體積小重量輕，不適于按件傳遞，則可以按批傳遞。順序出產相鄰適于按件傳遞，則可以按批傳遞。順序出產相鄰兩批兩批同樣制品之間的時間間隔就稱為同樣制品之間的時間間隔就稱為節(jié)奏節(jié)奏。 即：即：Rg=RRg=Rn n 其中其中 Rg: Rg: 節(jié)奏節(jié)奏 n: n: 批量批量 例例 某制品流水線計劃年銷售量為某制品流水線計劃年銷售量為2000020000件，件，另需生產備件另需生產備件10001000件，廢品率件，廢品率2%2%，兩班制工作，兩班制工作，每班每班8 8小時，時間有效利用系數小時，時間有效利用系數95%95%，求流水線的，求流水線的節(jié)拍。節(jié)拍。 解解 T效效 = 254 2 8 6095% = 231648 分分鐘鐘 Q = (20000+1000) / (12%