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文檔簡介

第7講目錄CH4設(shè)施布置設(shè)計

4.1設(shè)施布置概述4.2系統(tǒng)化布置設(shè)計(SLP)4.3螺旋法求解4.4SLP的改進(FacPlan)第7講目錄CH4設(shè)施布置設(shè)計4.2系統(tǒng)化布置設(shè)計(SLP)工廠布置的方法和技術(shù),一直是工業(yè)工程領(lǐng)域不斷探索的問題.自工業(yè)革命以來研究出了許多手工設(shè)計、數(shù)字分析和圖解技術(shù),20世紀(jì)60年代以來,又發(fā)展了計算機輔助工廠布置。

在眾多的布置方法中,以R·繆瑟提出的系統(tǒng)布置設(shè)計SLP(SystematicLayoutPlanning)最為著名,應(yīng)用十分普遍;這種方法不僅適用于工廠和生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計,還可以用于醫(yī)院、學(xué)校,百貨商店、辦公樓等設(shè)施設(shè)計。4.2系統(tǒng)化布置設(shè)計(SLP)工廠布置的方法和技術(shù),一直是一、階段結(jié)構(gòu)系統(tǒng)布置設(shè)計采用四個階段進行,稱為“布置設(shè)計四階段”。Ⅰ確定位置:工廠的總體位置Ⅱ總體區(qū)分:初步規(guī)劃基本物流模式和總體布局Ⅲ詳細布置:確定各作業(yè)單位的具體位置Ⅳ實施:編制施工計劃,進行施工安裝階段時間一、階段結(jié)構(gòu)系統(tǒng)布置設(shè)計采用四個階段進行,稱為“布置二、SLP程序模式選擇分析尋優(yōu)輸入數(shù)據(jù)(P、Q、P—Q、R、S、T)1、物流2、作業(yè)單位的相互關(guān)系(非物流)3、物流—作業(yè)單位相互關(guān)系綜合圖4、必要面積5、可用面積6、面積相互關(guān)系圖9、擬定幾種布置方案10、評價7、修正條件8、實際制約作業(yè)單位位置相關(guān)圖二、SLP程序模式選擇分析尋優(yōu)輸入數(shù)據(jù)(P、Q、P—Q、R、SLP程序模式選擇分析尋優(yōu)輸入數(shù)據(jù)(P、Q、P—Q、R、S、T)1、物流2、作業(yè)單位的相互關(guān)系3、物流—作業(yè)單位相互關(guān)系圖4、必要面積5、可用面積6、面積相互關(guān)系圖9、擬定幾種布置方案10、評價7、修正條件8、實際制約作業(yè)單位位置相關(guān)圖SLP程序模式選擇分析尋優(yōu)輸入數(shù)據(jù)(P、Q、P—Q、R、S、SLP詳解目錄4.2.1輸入數(shù)據(jù)(準(zhǔn)備原始材料)4.2.2物流分析4.2.3作業(yè)單位相互關(guān)系分析4.2.4建立作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表4.2.5作業(yè)單位位置相互關(guān)系分析4.2.6面積的確定4.2.7布置修正4.2.8布置方案的評價與選擇SLP詳解目錄4.2.1輸入數(shù)據(jù)(準(zhǔn)備原始材料)4.2.1輸入數(shù)據(jù)(準(zhǔn)備原始材料)輸入數(shù)據(jù)(P、Q、R、S、T)?影響布置設(shè)計的因素眾多,基本要素可以歸納為5項:P產(chǎn)品(或材料或服務(wù))、Q數(shù)量、R生產(chǎn)路線(工藝過程)、S輔助服務(wù)部門、T時間(或時間安排)。五個要素分別回答以下問題:

P——Product生產(chǎn)什么?Q——Quantity生產(chǎn)多少?R——Routing怎么生產(chǎn)?S——Supportingservice用什么支持生產(chǎn)?T——Time何時生產(chǎn)?4.2.1輸入數(shù)據(jù)(準(zhǔn)備原始材料)輸入數(shù)據(jù)(P、Q、R、S產(chǎn)品—產(chǎn)量(P—Q)分析產(chǎn)品產(chǎn)量分析是為了確定設(shè)施基本布置形式而采用的綜合分析方法,同時也是物料重要等級分類的方法。下圖是一種典型的“80——20原則”下的PQ分析結(jié)果QAGBCDEFP由該圖可知:A—D四種產(chǎn)品占總產(chǎn)量的80%,可考慮用產(chǎn)品原則布置,其余品種可考慮按工藝原則布置產(chǎn)品—產(chǎn)量(P—Q)分析產(chǎn)品產(chǎn)量分析是為了確定設(shè)施基本布I區(qū)為單一或少品種大批量產(chǎn)品,宜采用流水生產(chǎn)線的大生產(chǎn)方式和按產(chǎn)品原則布置IV區(qū)表示多品種小批量或單件生產(chǎn),宜采用工藝原則布置II和III區(qū)的產(chǎn)品品種和批量均中等,宜采用成組技術(shù)布置產(chǎn)品品種數(shù)目P產(chǎn)量QIIIIIIIVI區(qū)為單一或少品種大批量產(chǎn)品,宜采用流水生產(chǎn)線的大生產(chǎn)方式4.2.2物流分析物流分析是設(shè)施布置設(shè)計的另一個基本分析,即工藝流程和物流路線的分析。分析的基本手段有工藝過程圖(作業(yè)程序圖)、多種產(chǎn)品工藝過程圖和從—至表等。分析的結(jié)果為:各作業(yè)單位間的物流強度等級和物流相互關(guān)系圖。4.2.2物流分析物流分析是設(shè)施布置設(shè)計的另一個基本分析,物流分析

1工藝過程圖(OperationProcessChart)

工藝過程圖就是把工藝路線卡和裝配程序圖匯總到—起而形成的一種流程圖。繪制過程先在圖的右上部從第—個裝配作業(yè)的主要組件開始,在垂直線上按工藝路線卡的作業(yè)順序用圓圈表示加工和裝配,用正方形表示檢驗.其它零部件,如果自制,分別用垂直線畫出其作業(yè)順序,如果外購,則分別用水平線進入裝配作業(yè)。物料形態(tài)表示符號

符號

行動類別

主要結(jié)果

操作

生產(chǎn)或完成

運輸

移動

檢驗

鑒定

停滯

干擾

儲存

保存

物流分析1工藝過程圖(OperationPro工藝過程圖可以用來詳細描述產(chǎn)品生產(chǎn)過程中各工序之間的關(guān)系,也可以描述全廠各部門之間的工藝流程。其重要作用是在分析工藝過程的基礎(chǔ)上,通過產(chǎn)品加工、組裝、檢驗等各加工階段及加工路線的分析,可以計算出每個工藝過程的各工序(作業(yè)單位)間的物流強度,從而為作業(yè)單位位置的確定找到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。1450.190.10.310.19廢料0.49(0.29)原材料機加工熱處理30.01標(biāo)準(zhǔn)件工藝過程分析:毛坯重0.49,經(jīng)熱處理的毛坯重0.19,機加工中需返回?zé)崽幚淼臑?.1。由此可知,1——4之間的物流強度為0.3工藝過程圖可以用來詳細描述產(chǎn)品生產(chǎn)過程中各工序之間的關(guān)系,也系統(tǒng)化布置設(shè)計SLP剖析課件2.多種產(chǎn)品工藝過程圖企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品品種多,特別是只進行成形加工處理生產(chǎn),而不考慮裝配時,可以采用多種產(chǎn)品工藝過程圖來分析確定其物料流。從該過程圖中可以看到平面布置的雛形。多種產(chǎn)品工藝過程圖是將所有零件或產(chǎn)品的工序都匯總在一張圖表上、通過分析、調(diào)整圖表上的工序,使彼此之間有最大物流量的工序盡量靠近,直至獲得最佳工藝安排順序。

2.多種產(chǎn)品工藝過程圖多種產(chǎn)品工藝過程表多種產(chǎn)品工藝過程表3、從至表(From—ToChart)從至表通常用以表示建筑物之間、部門之間或機器之間的物流量、物料搬運總量等。表上橫行和豎行的標(biāo)題內(nèi),按同樣順序列出全部作業(yè)單位(建筑物、機器;部門)。將每個產(chǎn)品或零件在兩個作業(yè)單位之間的移動,分別用字母表示產(chǎn)品或零件,數(shù)字代表搬運總量,填入兩個作業(yè)單位橫行和豎行相交的方格內(nèi),注意,從圖表的左上角至右下角,劃一條對角線,零件前進記在右上方,退回記在左下方。如下圖:3、從至表(From—ToChart)系統(tǒng)化布置設(shè)計SLP剖析課件系統(tǒng)化布置設(shè)計SLP剖析課件作業(yè)單位物流相關(guān)表的繪制(1)劃分物流強度等級——由于直接分析大量物流數(shù)據(jù)比較困難,而且也沒必要,因此,SLP中將物流強度轉(zhuǎn)化為5個等級,分別用符號A、E、I、O、U表示。當(dāng)產(chǎn)品品種少時用工藝過程圖進行物流分析;產(chǎn)品品種多時,用從至表或多產(chǎn)品工藝過程表對實際設(shè)施間的物流量進行統(tǒng)計。作業(yè)單位物流相關(guān)表的繪制(2)物流相關(guān)表工藝過程物流強度作業(yè)單位間物流物流強度分析物流相關(guān)表(2)物流相關(guān)表工藝過程系統(tǒng)化布置設(shè)計SLP剖析課件系統(tǒng)化布置設(shè)計SLP剖析課件系統(tǒng)化布置設(shè)計SLP剖析課件系統(tǒng)化布置設(shè)計SLP剖析課件4.2.3作業(yè)單位相互關(guān)系分析設(shè)施布置設(shè)計要根據(jù)部門之間在工藝流程或業(yè)務(wù)往來中的密切程度,決定相互位置。各部門(作業(yè)單位)之間存在著物流關(guān)系、非物流關(guān)系兩種關(guān)系。物流關(guān)系可以用物流強度來表示兩個作業(yè)單位之間的關(guān)系密切程度,非物流關(guān)系無法定量表示,只能通過定性分析加以區(qū)分。4.2.3作業(yè)單位相互關(guān)系分析設(shè)施布置設(shè)作業(yè)單位非物流相互關(guān)系表的構(gòu)造:基本思路——根據(jù)經(jīng)驗確定作業(yè)單位非物流相互關(guān)系密切程度后,利用與物流相關(guān)表相同的表格形式,建立非物流相互關(guān)系表。通??梢詮囊韵聨讉€方面加以考慮:(1)工作流程(2)作業(yè)性質(zhì)(3)使用設(shè)備情況(4)使用場地情況

(5)監(jiān)督和管理(6)安全、衛(wèi)生(7)聯(lián)系頻繁程度(8)躁聲、振動(9)公用設(shè)施相同(10)文件信息往來情況作業(yè)單位非物流相互關(guān)系表的構(gòu)造:(1)確定作業(yè)單位相互關(guān)系等級(2)列出作業(yè)單位相互關(guān)系密切理由(示例)(1)確定作業(yè)單位相互關(guān)系等級(2)列出作業(yè)單位相互關(guān)系密切(3)建立非物流作業(yè)單位相互關(guān)系表(示例)(3)建立非物流作業(yè)單位相互關(guān)系表(示例)系統(tǒng)化布置設(shè)計SLP剖析課件系統(tǒng)化布置設(shè)計SLP剖析課件4.2.4建立作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表工廠中,作業(yè)單位之間物流相互關(guān)系與非物流相互關(guān)系往往并不一致,為了確定各作業(yè)單位之間綜合相互關(guān)系密切程度,須將兩個表進行合并。求出合成的相互關(guān)系——綜合作業(yè)相互關(guān)系,然后從各作業(yè)單位之間的綜合相互關(guān)系出發(fā),實現(xiàn)各作業(yè)單位的合理布置。(1)確定物流(m)與非物流(n)相互關(guān)系的相對重要性(加權(quán)取值)——一般地m:n不應(yīng)超過1:3或3:1,當(dāng)比值大于3:1時,說明物流關(guān)系占主導(dǎo)地位,工廠布置時只需考慮物流相互關(guān)系的影響。(2)綜合相互關(guān)系計算——根據(jù)作業(yè)單位對之間物流與非物流關(guān)系等級的高低進行量化,并加權(quán)求和,求出綜合相互關(guān)系。(3)綜合相互關(guān)系的等級劃分——綜合計算得出的是量值,須經(jīng)過等級劃分,才能建立與物流相互關(guān)系表相似的綜合相互關(guān)系表。4.2.4建立作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表工廠中,作業(yè)單位之間物系統(tǒng)化布置設(shè)計SLP剖析課件示例:液壓轉(zhuǎn)向器作業(yè)單位綜合相互關(guān)系計算表示例中須計算55對作業(yè)單位,計算分數(shù)在1—8之間,由此得綜合相互等級劃分表如下:示例:液壓轉(zhuǎn)向器作業(yè)單位綜合相互關(guān)系計算表示例中須計算55對建立作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表(示例)建立作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表(示例)

P95:5-9P95:5-9系統(tǒng)化布置設(shè)計SLP剖析課件系統(tǒng)化布置設(shè)計SLP剖析課件系統(tǒng)化布置設(shè)計SLP剖析課件系統(tǒng)化布置設(shè)計SLP剖析課件

P97:5-11P97:5-114.2.5作業(yè)單位位置相互關(guān)系分析在SLP中,設(shè)施布置并不直接去考慮各作業(yè)單位的占地面積和幾何形狀,而是從作業(yè)單位間相互關(guān)系密切程度出發(fā),安排各作業(yè)單位之間的相對位置,關(guān)系密切等級高的作業(yè)單位之間距離近,等級低的距離遠。問題:作業(yè)單位間必然會出現(xiàn)密切等級相同的作業(yè)單位對,這會給位置分析造成困難。怎么辦?引入綜合接近程度的概念——某一作業(yè)單位綜合接近程度等于該作業(yè)單位與其他所有作業(yè)單位間量化后的關(guān)系密切等級之和。綜合接近程度值的高低反映了該作業(yè)單位在布置圖中是應(yīng)該處于中心位置還是處于邊緣位置。4.2.5作業(yè)單位位置相互關(guān)系分析在SLP中,

①、如何計算綜合接近程度:將作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表變換成類似于從至表一樣的三角矩陣,然后量化關(guān)系等級。示例:液壓轉(zhuǎn)向器綜合接近程度排序表①、如何計算綜合接近程度:示例:液壓系統(tǒng)化布置設(shè)計SLP剖析課件系統(tǒng)化布置設(shè)計SLP剖析課件2、如何繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖:第一步——處理關(guān)系密級為A的作業(yè)單位對。按各作業(yè)單位綜合接近程度的高低排序,找出綜合接近程度最高的布置在中心位置;依次處理作業(yè)單位對。第二步——處理關(guān)系密級為E的作業(yè)對。

……

最后重點調(diào)整X級作業(yè)單位對的相互位置2、如何繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖:系統(tǒng)化布置設(shè)計SLP剖析課件系統(tǒng)化布置設(shè)計SLP剖析課件系統(tǒng)化布置設(shè)計SLP剖析課件由相互關(guān)系圖產(chǎn)生空間關(guān)系圖

(1)試錯法(2)關(guān)系表布局法(3)計算機化布置方法(第7章)由相互關(guān)系圖產(chǎn)生空間關(guān)系圖

(1)試錯法50(1)試錯法

Muther的SLP用線型圖來試錯生成空間關(guān)系。①線型圖表示法:A:4條平行線;E:3;I:2;

O:1;U:不表示;

X:用折線表示。②先將A、E級關(guān)系的部門放入布置圖;相同級別的關(guān)系用相同長度的線段表示。調(diào)整,使E級關(guān)系的線段長度約為A級關(guān)系的2倍。隨后,按同樣的規(guī)則布置I級關(guān)系。若部門較多,線段混亂,可以不必畫出O級關(guān)系。但X級必須表示。③調(diào)整各部門的位置,以滿足關(guān)系的親疏程度。最后,將各個部門的面積表示進布置圖中,生成空間關(guān)系圖。經(jīng)過評價、修改,便獲得最終布置。50(1)試錯法

Muther的SLP用線型圖來試錯生成空間51例:51例:52加工工藝從至表從至123451-40+50150020-05040+153015-004000-5050000-52加工工藝從至表從至123451-40+50150020-53部門關(guān)系圖53部門關(guān)系圖545455空間關(guān)系圖55空間關(guān)系圖56(2)關(guān)系表布局法試錯法定量性不強,也不適合初學(xué)者。因而Tompkins提出關(guān)系表法。方法:1)轉(zhuǎn)化物流與作業(yè)單位相互關(guān)系圖為關(guān)系表。2)選擇A級關(guān)系最多的部門作為第一部門優(yōu)先進人布置。3)選擇與第一部門具有A級關(guān)系的部門作為第二部門進入布置。4)按照與第一二部門為從AA、AE、AI、A*的排列順序選擇第三部門。5)依次選擇直至結(jié)束o6)根據(jù)面積進行實際面積的布置。56(2)關(guān)系表布局法試錯法定量性不強,也不適合初學(xué)者。因而57關(guān)系表從至12345A21EI4,52,52,4O331,2U57關(guān)系表從至12345A21EI4,52,52,4O33158目錄58目錄4.2.6面積的確定在實際的設(shè)施布置設(shè)計過程中,常因受到現(xiàn)有廠房或可利用土地面積與形狀的限制等,不得不把需要的面積與可利用的面積結(jié)合起來考慮,因而面積的設(shè)定方法有下列幾種:1、計算法:按照設(shè)備和作業(yè)所需的面積,加上輔助設(shè)施、材料存儲、維修、通道以及人員等所需面積得到該單位的總面積。2、標(biāo)準(zhǔn)面積法:采用某種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)求得所需的面積。3、概略布置法應(yīng)用模板或設(shè)備模型進行布置并確定面積。4、比率趨向預(yù)測法:將過去各個時期每臺設(shè)備、每個工時或每個單位的面積作為基礎(chǔ),按未來產(chǎn)量和人員的發(fā)展預(yù)測要求,按比例擴大來設(shè)定面積。4.2.6面積的確定在實際的設(shè)施布置設(shè)計過程中,面積的確定一般來說,需要的面積常常受到實際條件的限制,必須進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,使之與可用面積相適應(yīng)。調(diào)整的方式,可以是壓縮某些不很重要的面積、也可以進行新的組合。此外,做面積相關(guān)圖時需考慮流動模式的選擇。面積的確定一般來說,需要的面積常常受到實際4.2.7布置修正所謂修正條件,是指諸如運輸方式、貯存設(shè)備、場地環(huán)境、人的要求、廠房特性、輔助設(shè)施和管理控制等具體因素。它們的重要程度各不相同,但都以獨特的方式影響布置設(shè)計方案。在進行布置設(shè)計時,需要加以考慮。用適當(dāng)?shù)姆椒ǜ鶕?jù)現(xiàn)有廠房的實際條件使部門面積結(jié)合,同時結(jié)合修正條件對各部門的位置、形狀等進行調(diào)整,可以形成幾個理想的、理論的塊狀布置(Blocklayout)方案。例:精密車間應(yīng)遠離鍛造車間鑄造車間應(yīng)處在背風(fēng)之處4.2.7布置修正所謂修正條件,是4.2.8布置方案的評價與選擇布置方案的評價常常從經(jīng)濟因素和非經(jīng)濟因索兩個方面進行,經(jīng)濟評價可以采用費用對比法等,非經(jīng)濟因素評價可以采用優(yōu)缺點比較法和加權(quán)因素法等。4.2.8布置方案的評價與選擇布置4.2.8布置方案的評價與選擇1、非經(jīng)濟因素評價每個布置方案都有一些不能用費用精確地衡量的非經(jīng)濟因素,常見的有:(1)是否易于將來發(fā)展(2)工藝過程的適應(yīng)性(3)靈活性(4)物流的效率(5)物流搬運的效率(6)儲存的效率(7)空間利用率(8)輔助服務(wù)部門的綜合效率(9)工作條件(10)安全性(11)是否易于管理(12)產(chǎn)品質(zhì)量(13)維修(14)設(shè)備利用率

(15)是否滿足需求能力(16)是否適應(yīng)公司的組織機構(gòu)

(17)人流(18)外觀(19)自然條件的利用(20)環(huán)境保護4.2.8布置方案的評價與選擇1、非經(jīng)濟因素評價布置方案的評分示例:布置方案的評分示例:2、經(jīng)濟因素評價:對于各種布置方案,可以通過工程經(jīng)濟分析,評價其節(jié)省費用、投資額及投資回報期等,作為比較選擇的基準(zhǔn)。至于比較哪些指標(biāo)最好,沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),需要具體情況具體分析。2、經(jīng)濟因素評價:66舉例1:某機械廠的設(shè)施布置設(shè)有3種零件A、B、C,其工藝路徑及日產(chǎn)量如表1所示(1-5:分別表示5個部門)部門12345面積m22040406020表2:5個部門所需廠房面積如何布置?66舉例1:某機械廠的設(shè)施布置設(shè)有3種零

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