第四章 設(shè)施布置與規(guī)劃(一)

第四章設(shè)施布置與規(guī)劃第一節(jié)設(shè)施布置的基本知識設(shè)施布置的概念設(shè)施布置：

設(shè)施布置設(shè)計，是根據(jù)企業(yè)的經(jīng)營目標(biāo)和生產(chǎn)綱領(lǐng)（productprogram），在已經(jīng)確定的空間場所內(nèi)，按照從材料的接收、零件和產(chǎn)品制造，到成品的包裝、發(fā)運的全過程，將人員、設(shè)備、物料所需要的空間做最適當(dāng)?shù)姆峙浜妥钣行У慕M合，以便獲得最大的生產(chǎn)經(jīng)濟效益。據(jù)統(tǒng)計：優(yōu)良的平面布置可以使物料搬運費用至少減少10％～30％。因此，在美國，工廠平面布置被認(rèn)為是加速生產(chǎn)率提高的決定因素之一。設(shè)施布置的內(nèi)容工廠布置包括兩方面的內(nèi)容：

（1）工廠總體布置

工廠總體布置要解決工廠各個組成部分，包括生產(chǎn)車間、輔助生產(chǎn)車間、倉庫、動力站、辦公室、露天作業(yè)場地等各種作業(yè)單位和運輸線路、管線、綠化及美化設(shè)施的相互位置，同時要解決物料的流向和流程、廠內(nèi)外運輸?shù)穆?lián)系及運輸方式。設(shè)施布置的內(nèi)容（2）車間布置。

車間布置要解決各生產(chǎn)工部、工段、服務(wù)輔助部門、存儲設(shè)施等作業(yè)單位及工作地、設(shè)備、通道、管線之間的相互位置，同時也要解決物料搬運的流程及方式。設(shè)施布置的目標(biāo)符合工藝過程的需要

盡量使生產(chǎn)對象流動順暢，避免工序間的往返或交錯流動，使設(shè)備投資最少，生產(chǎn)時間最短。最有效地利用空間

要使場地利用達(dá)到適當(dāng)?shù)慕ㄖ嫉叵禂?shù)，使建筑物內(nèi)部設(shè)備占有空間和單位制品的占有空間較小。物料搬運費用最少

要便于物料的輸入和產(chǎn)品、廢料的輸出，物料運輸路線短捷，盡量避免運輸?shù)耐岛徒徊妗ＴO(shè)施布置的目標(biāo)保持生產(chǎn)與安排的柔性

使之適應(yīng)產(chǎn)品需求的變化、工藝和設(shè)備的更新及擴大生產(chǎn)能力的需要。適應(yīng)組織結(jié)構(gòu)的合理化和管理的方便

使有密切關(guān)系或性質(zhì)相近的作業(yè)單位布置在一個區(qū)域內(nèi)或靠近布置，甚至合并在同一個建筑物內(nèi)。為職工提供方便、安全、舒適的作業(yè)環(huán)境

使之合乎生理、心理的要求，為提高生產(chǎn)效率和保證職工身心健康創(chuàng)造條件。設(shè)施布置的基本要素理查德·繆瑟（RichardMuther）的觀點：有5項基本要素影響布置設(shè)計：1）產(chǎn)品（或材料服務(wù)，Product）2）數(shù)量（或產(chǎn)量，Quantity）3）生產(chǎn)路線（或工藝過程，Route）4）輔助服務(wù)部門（SupportingService）5）時間（或時間安排，Time）設(shè)施布置的基本要素解決設(shè)施布置問題的鑰匙：PQRSTP產(chǎn)品－材料生產(chǎn)什么Q數(shù)量－產(chǎn)量每項產(chǎn)品制造多少R生產(chǎn)路線－工藝過程怎樣進(jìn)行生產(chǎn)S輔助服務(wù)部門用什么支持生產(chǎn)T時間－時間安排產(chǎn)品何時生產(chǎn)為什么第二節(jié)設(shè)施布置的基本形式工藝原則布置工藝原則布置（ProcessLayout）

又稱為機群式布置或功能布置，是一種將相似設(shè)備或功能放在一起的方式（比如將所有的車床放在一處，將所有沖壓機床放在另一處），被加工的零件，根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的流程順序，從一個地方轉(zhuǎn)移到另一個地方，每項操作都由適宜的機器來完成。醫(yī)院是采用工藝原則布置的典型，每個科室只能完成特定的醫(yī)療服務(wù)，如內(nèi)科、腦科、婦產(chǎn)科等。機械制造業(yè)，車床加工車間、銑床加工車間等。工藝原則布置工藝原則布置示意圖倉庫車床車床車床車床銑床銑床銑床銑床鉆床鉆床磨床磨床焊接油漆裝配裝配焊接焊接倉庫工藝原則布置工藝原則布置舉例LLLLLLLL車床組GGG磨床組MMMMM銑床組DDD鏜床組AG其它NCLNCLNCL數(shù)控車床組工藝原則布置工藝原則布置的優(yōu)缺點工藝原則布置優(yōu)點缺點1、機器利用率高，可減少設(shè)備數(shù)量；2、可采用通用設(shè)備；3、設(shè)備和人員的柔性程度高，更改產(chǎn)品品種和數(shù)量方便；4、設(shè)備投資相對較少；5、操作人員作業(yè)多樣化，提高人的興趣和職業(yè)滿足感。1、由于流程較長，搬運路線不確定，搬運費高；2、生產(chǎn)計劃與控制較復(fù)雜；3、生產(chǎn)周期長；4、庫存量相對較大；5、由于操作人員從事多種作業(yè)，需要較高的技術(shù)等級。產(chǎn)品原則布置產(chǎn)品布置原則（ProductLayout）

也稱裝配線布置，是一種根據(jù)產(chǎn)品制造步驟來安排設(shè)備或工作過程的方式。其設(shè)備、人員按加工或裝配的工藝過程順序布置，形成一定的生產(chǎn)線。實際上，每種產(chǎn)品的加工路徑都是直線型的，鞋、化工設(shè)備和汽車清洗劑的生產(chǎn)都是按產(chǎn)品原則布置的。產(chǎn)品原則布置產(chǎn)品原則布置示意圖倉庫裝配車床壓機銑床車床鉆床折彎機鉆床車床磨床鉆床鉆床車床倉庫產(chǎn)品原則布置產(chǎn)品原則布置方案舉例U形兩面布置直線形兩面布置圓圈形布置產(chǎn)品原則布置產(chǎn)品原則布置的優(yōu)缺點產(chǎn)品原則布置優(yōu)點缺點1、由于布置符合工藝過程，物流順暢；2、由于上下工序銜接，存放量少；3、生產(chǎn)周期短；4、物料搬運工作量少；5、可做到作業(yè)專業(yè)化，對工人的技能要求不高，易于培訓(xùn)；6、生產(chǎn)計劃簡單，易于控制；7、可使用專用設(shè)備和機械化、自動化搬運方法。1、設(shè)備發(fā)生故障時將引起整個生產(chǎn)線中斷；2、產(chǎn)品設(shè)計變化將引起布置的重大調(diào)整；3、生產(chǎn)線速度取決于最慢的機器；4、相對投資較大，因為生產(chǎn)線上有的機器負(fù)荷不滿；5、在生產(chǎn)線重復(fù)作業(yè)，易使工人感覺單調(diào)乏味，產(chǎn)生厭倦；6、維修和保養(yǎng)費用高。裝配線裝配線是一種特殊的產(chǎn)品原則布置形式。一般來說，“裝配線”一詞指的是由一些物料搬運設(shè)備連接起來的連續(xù)生產(chǎn)線。通常假定裝配線的節(jié)拍一定，并且所有工作站的加工時間基本相等。不同類型的裝配線有很大的差異，主要體現(xiàn)在物料搬運設(shè)備（皮帶或傳送器、天車）、生產(chǎn)線平面布置類型（U型、直線型等）、節(jié)拍控制形式（機動、人動）、裝配品種（單一產(chǎn)品、多種產(chǎn)品）、工作站特性（工人可以坐、站、跟著裝配線移動）、裝配線的長度等方面。裝配線的平衡裝配線平衡問題是一個與設(shè)施規(guī)劃相聯(lián)系的問題。當(dāng)為了平衡裝配線而去調(diào)整工作站的多少和工人數(shù)量時，就出現(xiàn)了設(shè)施規(guī)劃問題。裝配線平衡問題就是將所有基本工作單元分派到各工作站，以使每個工作站在節(jié)拍內(nèi)都處于繁忙狀態(tài)，完成最多的操作量，從而使各工作站的未工作時間（閑置時間）最少。裝配線平衡例題：

J型玩具馬車要在一個傳送帶上組裝，每天需要生產(chǎn)500輛，每天的生產(chǎn)時間為7小時，下表中列出了玩具馬車的組裝步驟及其時間。請根據(jù)節(jié)拍和作業(yè)次序的限制，求使工作站數(shù)量最少的平衡方式。裝配線平衡序號作業(yè)時間/s描述提前的作業(yè)1A45安裝后軸支架，擰緊四個螺母－2B11插入后軸A3C9擰緊后軸支架螺栓B4D50安裝前軸，用手?jǐn)Q緊四個螺母-5E15擰緊前軸螺栓D6F12安裝1#后車輪，擰緊輪軸蓋C7G12安裝2#后車輪，擰緊輪軸蓋C8H12安裝1#前車輪，擰緊輪軸蓋E9I12安裝2#前車輪，擰緊輪軸蓋E10J8安裝前軸上的車把手，擰緊螺栓和螺釘F，G，H，I11K9上緊全部螺栓和螺釘J合計（∑）195裝配線平衡的步驟1）用一個流程圖表示作業(yè)先后關(guān)系。流程圖由圓圈和箭頭組成。圓圈代表單個作業(yè)，箭頭表示作業(yè)操作順序。ABCDEGFIHJKO裝配線平衡的步驟2）求出生產(chǎn)節(jié)拍（C）:裝配線平衡的步驟3）用下面的公式求出滿足節(jié)拍要求的最少工作站理論值（結(jié)果要用不小于原值的最小整數(shù)來表示）：裝配線平衡的步驟4）選擇作業(yè)分配規(guī)則。

一般說來，首先安排有許多后續(xù)作業(yè)或者持續(xù)時間很長的作業(yè)，因為他們會限制裝配線平衡的實現(xiàn)。我們此處采用如下規(guī)則：①后序作業(yè)時間最長規(guī)則安排作業(yè)；②后序作業(yè)時間相等情況下，后續(xù)作業(yè)數(shù)量多的工序優(yōu)先。裝配線平衡的步驟5）向第一個工作站分配作業(yè)，一次一項，逐項增加，直至作業(yè)完成所需時間等于節(jié)拍，或者由于時間或操作次序的限制其他作業(yè)不能再增加為止。然后向工作站2分配作業(yè)，然后工作站3，工作站4。裝配線平衡的步驟序號作業(yè)后序時間后作業(yè)數(shù)名次1A106612B61543C50454D106525E91436F29267G29268H29269I292610J171711K908裝配線平衡的步驟各工作站的安排：工作站作業(yè)作業(yè)時間剩余時間緊后作業(yè)1#A455.4*無2#D500.4*無3#E1535.4I，H，BB1124.4C，H，IC915.4H，I，F(xiàn)，GF123.4*無4#G1238.4H，I，JH1226.4I，JI1214.4JJ86.4*無5#K941.4