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1、第4章 设施规划与设计 4.1 设施规划与设计的理论概述 4.2 设施选址及评价 4.3 设施布置设置 4.4 布置的定量分析 4.5 系统布置设计4.1 设施规划与设计的理论概述v4.1.1 设施规划与设计的概念设施规划与设计的概念 设施规划与设计(Pacility Planning and Design)是现代工业工程的一个重要组成部分。它的任务是对建设项目的各类设施、人员、投资进行系统规划与设计，用以优化人流、物流和信息流，从而有效、经济、安全地实现建设项目的预期目标。它的内容主要包括场址选择和设施布置两大部分。v4.1.2 设施选址的任务和意义设施选址的任务和意义v任务 1）单一设施的
2、场址选择 2）复合设施的场址选择v意义 场址选择的好坏，对于生产力布局、城镇建设、企业投资、建设速度及建成后的生产经营好坏都具有重大意义：因为场址一旦确定，设施建设完工后，一般无法轻易改动。 v4.1.3 工业生产力布局原则工业生产力布局原则v最低成本原则v专业化分工协作原则v分散与集中相结合原则v重点开发原则v吸引外资合理投向原则v4.1.4 场址选择考虑的因素场址选择考虑的因素 v主要的成本因素1）运输成本；2）原料供应；3）动力、能源的供应量和成本；4）水供应； 5）劳工成本； 6）人口状况，人事劳动工资政策；7）建筑成本；v主要的非成本因素1）社区情况；2）气候和地理环境；3）环境保护
3、；4）当地政府的政策；v4.2.1 场址选择的步骤场址选择的步骤v准备阶段v地区选择阶段v地点选择阶段v编制报告阶段4.2 设施选址及评价 图4-1 场址选择流程图地点选择阶段v4.2.2 场址选择报告的内容场址选择报告的内容v场址选择报告包括以下内容：1）场址选择的依据(如批准文件等)；2）建设地区的概况及自然条件；3）设施规模及概略技术经济指标；4）各场址方案的比较；5）对各场址方案的综合分析和结论；6）当地有关部门的意见；7）附件。v4.2.3 设施选址的评价方法设施选址的评价方法v优缺点比较法v德尔菲分析模型法v 重心法v线性规划运输法 目标函数： iiiiixxQQDciiiiiyy
4、QQDcminjijijxc11min 约束条件： 式中： m工厂数； n销售点数； ai工厂i的生产能力，i1，2，m； bj销售点j的需求，j=1，2，n； cij在工厂i生产的单位产品运到销售点j的生 产运输费用； xij从工厂i运到销售点j的产品数量。jmiijbx 1injijax 10ijx4.3 设施布置设计4.3.1 设施布置设计的含义和内容设施布置设计的含义和内容 设施布置设计（Facility Layout）过去也被称为工厂布局（Plant Layout）。它是指根据企业的经营目标和生产纲领，在已确认的空间场所内，按照从原材料的接收，零件和产品的制造，成品的包装、发运的全过
5、程，力争将人员、设备和物料所需要的空间做最适当的分配和最有效的组合，以获得最大的生产经济效益。 设施布置包括工厂总体布置和车间布置。 v4.3.2 设施布置的目标设施布置的目标v设施布置的主要目标有6个： 1）符合工艺过程的要求。 2）最有效地利用空间。 3）物料搬运费用最少。 4）保持生产和安排的柔性。 5）适应组织结构的合理化和管理的方便。 6）为职工提供方便、安全、舒适的作业环境。v4.3.3 设施布置决策的依据设施布置决策的依据 首先，布置应达到的目标是使存储费用、劳动力、闲置的设备和保管费用保持在一定的水平下，从而达到预期的产量和利润。这些因素的大部分是存在于所有布置决策中的，但它们
6、的相对重要性却不完全一致。 其次，生产需求量的预测对布置设计决策的“目标确定”有着重要意义。加工过程的要求是设施布置决策的第三个重要依据。 设施布置决策的第四个主要依据是要进行布置的建筑物或场所的有效空间总数。v4.3.4 布置的基本形式布置的基本形式v产品原则布置(Product Layout) 根据产品制造的步骤安排各组成部分。 v工艺原则布置(Process layout) 工艺原则布置又称机群布置，是同类设备和人员集中 布置在一个地方的布置形式。 成组原则布置(Group Layout) 实施成组加工的布置形式，介于产品原则布置和工艺原则布置之间。 定位原则布置(Fixed Layou
7、t) 根据体积或重量把产品保留在一个位置上，设备、人员、材料都围绕着产品而转。 工程项目布置工程项目布置4.4 布置的定量分析4.4.1 布置分析的基本要素布置分析的基本要素图4-2 解决布置问题的钥匙 P（产品或材料或服务）；Q（数量或产量）；S（辅助服务部门）； R（生产路线或工艺过程）；T（时间或时间安排）；4.4.2 工艺原则布置工艺原则布置 在很多设备安排中，最佳布置通常意味着妥善安置那在很多设备安排中，最佳布置通常意味着妥善安置那些相互间运输量大的部门，使总的物流运输管理费用最小。些相互间运输量大的部门，使总的物流运输管理费用最小。 v4.4.3 产品原则布置产品原则布置(Prod
8、uct Layout) 产品原则布置与工艺原则布置之间明显不同的特征是工件流程的模式。在工艺过程布置中，物流路线是高度可变的。而产品原则布置中，设备和车间服务于专门的产品线，所以，在一个产品原则布置系统内，其各部门的相对位置安排以及生产部门内各部分的定位所出现的困难比工艺原则布置中要小。 v4.5.1 阶段结构阶段结构4.5 系统布置设计图4-3 布置设计的四阶段 v4.5.2 程序模式程序模式 输入数据（P,Q,R,S,T）物流作业单位相互关系分析物流与作业单位相互关系图面积相互关系调整、修正与拟定方案评价图4-4 系统布置设计流程图 v 4.5.3 程序分析程序分析v物流分析(R分析)图4
9、-5 PQ分析 产品一产量分析(PQ分析)（1）工艺过程图； （2）多种产品工艺过程图；（3）从至表； （4）物流强度等级划分；作业单位相互关系分析物流与作业单位相互关系图解 作业单位相互关系图完成后，可以绘制与流作业单位相互关系图 (Material Flow and Activity Relationship Diagram)，即用图例、符号、数字、颜色画出各个作业单位之间的相互关系。面积的确定（1）计算法 ；（2）标准面积法；（3）概略布置法；（4）指标趋势及延伸法；（5）转换法；面积相互关系图解 根据已经确定的物流和作业单位相互关系以及确定的面积，可以利用“面积相互关系图”进行图解，即把每个作业单位按面积用适当的形状和比例在图上进行配置。 面积相互关系图(Space Ralationship Diagram)，简称面积相关图。如果物流很重要而非物流不重要，可把面积和物流图结合起来，即在图上把每一个作业单位按物流关系按比例画出，并标明面积。一般地，这可以在一张方格纸上很容易地画出。如果物流不重要而非物流很重要，可把面积和作业单位相关图结合起来画出。如果物流和非物流都重要，则可把面积和物流及非物流相关图结合起来，按同样方式画出，并标明面积。