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1、Facilities Planning Facilities Planning 设施规划设施规划设施规划设施规划第第1章章 绪论绪论复习复习n n设施选址方法有哪些?第第1章章 绪论绪论n1、定性分析方法优缺点比较法优缺点比较法德尔菲分析模型法德尔菲分析模型法n2、定量分析方法因素评分法因素评分法/加权因素分析法加权因素分析法成本成本-利润利润-产量定址分析产量定址分析重心法重心法运输模型法运输模型法第第1章章 绪论绪论4成本成本成本成本-利润利润利润利润-产量定址分析产量定址分析产量定址分析产量定址分析n n量本利分析量本利分析n n步骤步骤1)1)确定每一备选地址的确定每一备选地址的固定成
2、本固定成本和和可变成本可变成本。2)2)在同一张图表上绘出各地点的在同一张图表上绘出各地点的总成本总成本线。线。3)3)确定在某一预定的产量水平上，哪一地点的成本最少或者哪一确定在某一预定的产量水平上，哪一地点的成本最少或者哪一地点的地点的利润最高利润最高。n n假设：假设：a)a)产出在一定范围时，产出在一定范围时，固定成本不变固定成本不变。b)b)可变成本与一定范围内的产出成可变成本与一定范围内的产出成正比正比。c)c)所需的所需的产出产出水平能近似估计。水平能近似估计。d)d)只包括只包括一种产品一种产品。n n计算方法计算方法TCTC=FCFC+VCVCQ Q第第1章章 绪论绪论5重心
3、法重心法重心法重心法n n重心法适用于对重心法适用于对单个单个分销中心或工厂的选址，它分销中心或工厂的选址，它是一种用于寻找将是一种用于寻找将运送费用最小运送费用最小化的配送中心的化的配送中心的数学方法。数学方法。n n该方法将市场该方法将市场位置位置、要运送到各市场的、要运送到各市场的货物量货物量、运输成本运输成本都加以考虑。都加以考虑。n n方法：方法：先建立坐标系先建立坐标系将所有的备选地址绘制在坐标轴上，确定坐标值将所有的备选地址绘制在坐标轴上，确定坐标值用坐标系统计算平面上任何两点之间的距离用坐标系统计算平面上任何两点之间的距离根据距离、重量两者的结合计算重心根据距离、重量两者的结合
4、计算重心最后，选择求出的重心点坐标值对应的地点作为要布最后，选择求出的重心点坐标值对应的地点作为要布置设施的地点。置设施的地点。第第1章章 绪论绪论重心法单设施选址的假设条件重心法单设施选址的假设条件重心法单设施选址的假设条件重心法单设施选址的假设条件n模型常常假设需求量集中于某一点，实际上需求来自分散于一定区域内的多个消费点；n模型一般根据可变成本进行选址，忽略了不同地点建设仓库的资本成本，以及相关的经营成本（如劳动力、库存持有成本）。n模型假设运输成本随运距成比例增加。n模型中仓库与其他网络节点之间的路线为直线。第第1章章 绪论绪论第第1章章 绪论绪论8第四节第四节第四节第四节 服务设施选
5、址服务设施选址服务设施选址服务设施选址n n由于服务业与制造业在很多方面的不同（见下表两者的选由于服务业与制造业在很多方面的不同（见下表两者的选址原则也存在着巨大的差异。址原则也存在着巨大的差异。n n制造业选址着重制造业选址着重成本最小成本最小化，服务业选址着重化，服务业选址着重收入最大化收入最大化 。第第1章章 绪论绪论基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划第三章第三章 设施布置设计设施布置设计Facility Layout DesignFacility Layout Design基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划1111引导案例引导案例引导案例引导案例n n东风汽车公司前身是东风
6、汽车公司前身是19701970年代开始建设的第二汽车制造厂，年代开始建设的第二汽车制造厂，它位于湖北省西北山地十堰市。它位于湖北省西北山地十堰市。n n二汽的二汽的2222个专业厂分布于十堰市各山坳内，布局十分分散，个专业厂分布于十堰市各山坳内，布局十分分散，东西距离近东西距离近3030公里。公里。n n没有考虑汽车制造这种大物流量生产所必需遵循的没有考虑汽车制造这种大物流量生产所必需遵循的“移动移动距离最小原则距离最小原则”，在生产系统规划与设计中没有进行正确，在生产系统规划与设计中没有进行正确的物流分析，在厂际间建设了的物流分析，在厂际间建设了7070多公里的铁路专用线及与多公里的铁路专用
7、线及与之配套的仓库等设施。最后，不得不用汽车运输取代了原之配套的仓库等设施。最后，不得不用汽车运输取代了原定的厂际间的铁路运输。定的厂际间的铁路运输。n n由于零件工艺线路长，专业厂相互之间复杂的协作关系，由于零件工艺线路长，专业厂相互之间复杂的协作关系，加上厂房车间地域上的分散，东风公司的生产组织极其复加上厂房车间地域上的分散，东风公司的生产组织极其复杂，物流始终是压在企业肩上的一个重担。杂，物流始终是压在企业肩上的一个重担。n n十堰基地也给东风汽车公司的后续发展带来障碍，公司不十堰基地也给东风汽车公司的后续发展带来障碍，公司不得不另址规划其载重车和轿车的生产厂址，不过，通过总得不另址规划
8、其载重车和轿车的生产厂址，不过，通过总结教训和学习，从襄樊到武汉，公司工厂布置与设计已经结教训和学习，从襄樊到武汉，公司工厂布置与设计已经发生了质的飞跃。发生了质的飞跃。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划1212本章主要内容1.1.1.1.布置决策布置决策布置决策布置决策：设施布置的：设施布置的概念概念、设施布置的、设施布置的重要性重要性和遵循和遵循的的原则原则。2.2.2.2.典型布置形式典型布置形式典型布置形式典型布置形式：生产设施的三种布置形式：生产设施的三种布置形式:固定固定布置布置、工工艺原则布置艺原则布置、产品原则布置产品原则布置。3.3.3.3.系统布置设计系统布置设计系统
9、布置设计系统布置设计：SLPSLP概述、基本要素分析。概述、基本要素分析。4.4.4.4.物流分析物流分析物流分析物流分析：物流分析的内容和方法、从至表、物流强度、：物流分析的内容和方法、从至表、物流强度、物流相关图。物流相关图。5.5.5.5.SLPSLPSLPSLP相关图技术相关图技术相关图技术相关图技术：非物流关系分析非物流关系分析、作业单位、作业单位综合相关综合相关图图、作业单位、作业单位位置相关图位置相关图、作业单位、作业单位面积相关图面积相关图。6.6.6.6.平面图布置方法平面图布置方法平面图布置方法平面图布置方法：缪瑟：缪瑟(MutherMuther)的的线型图法线型图法、汤普
10、金斯、汤普金斯(Tompkins)(Tompkins)关系表法关系表法、面积图面积图、实际布置实际布置、现场布置现场布置。7.7.7.7.服务设施布置服务设施布置服务设施布置服务设施布置：办公室布置、零售店布置。：办公室布置、零售店布置。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划q设施规划与设计的内容设施规划与设计的内容设施规划与设计的内容设施规划与设计的内容设施规划与设计设施规划与设计场址选址场址选址设施设计设施设计布置设计布置设计建筑设计建筑设计公用工程设计公用工程设计信息通信设计信息通信设计搬运设计搬运设计基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划n3.1设施布置概述设施布置的内容、设施布置
11、的原则。n3.2设施布置的基本布置类型定位式布置、产品原则布置、工艺原则布置、成组单元布置。n3.3流水线平衡与设计流水线相关概念、流水线平衡、流水线设计。n3.4单元式布置精益生产与单元式布置、单元的形成、单元生产线的三种类型、单元生产线布置与设计。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划n3.5 系统布置设计（SLP)精益生产与单元式布置、单元的形成、单元生产线的三种类型、单元生产线布置与设计。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划16165.1 5.1 设施布置概述设施布置概述n n设施布置与设计是决定企业长期设施布置与设计是决定企业长期运营效率运营效率重要的决策。重要的决策。n n设
12、施布置设计对生产系统极为重要，据测算，物料搬运和布设施布置设计对生产系统极为重要，据测算，物料搬运和布置有关的成本占工厂置有关的成本占工厂生产生产总运营成本总运营成本20-50%20-50%20-50%20-50%。采用有效的布。采用有效的布置方法，可以使这些成本降低置方法，可以使这些成本降低30%30%30%30%，甚至更多。，甚至更多。n n生产系统设施布置要解决的主要问题是生产系统设施布置要解决的主要问题是生产系统设施布置要解决的主要问题是生产系统设施布置要解决的主要问题是：是根据企业的经营目标和是根据企业的经营目标和生产纲领生产纲领，在已确定的空间场所，在已确定的空间场所内，按照从原材
13、料的内，按照从原材料的接收接收、零件和产品的、零件和产品的制造制造，到成品的，到成品的包装包装、发运发运的全过程，将的全过程，将人员人员、设备设备、物料物料所需要的空间所需要的空间做最适当的分配和最有效的组合，以便获得做最适当的分配和最有效的组合，以便获得最大的生产经最大的生产经济效益济效益。n n不仅有形的生产和服务设施会碰到不仅有形的生产和服务设施会碰到布置布置和和重新布置重新布置的问题，的问题，即使是非物质生产的服务系统，如商店、宾馆、餐馆也同样即使是非物质生产的服务系统，如商店、宾馆、餐馆也同样面临此问题。面临此问题。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划1717q3.1.1 3.1
14、.1 3.1.1 3.1.1 设施布置的内容设施布置的内容设施布置的内容设施布置的内容在进行设施布置决策要考虑的内容主要有以下几个方面：在进行设施布置决策要考虑的内容主要有以下几个方面：n物流和物料搬运设备物流和物料搬运设备。确定物流的模式，采用何种。确定物流的模式，采用何种设备设备设备设备，是传送带、起重机、自动仓库还是自动小车来发送和存储是传送带、起重机、自动仓库还是自动小车来发送和存储物料。并考虑物料在不同工作单元间移动的成本。物料。并考虑物料在不同工作单元间移动的成本。n容量和空间要求容量和空间要求。只有先确定了人员、机器和设备的要求。只有先确定了人员、机器和设备的要求后，才能进行布置
15、，后，才能进行布置，为每一作业单位分配合理的空间为每一作业单位分配合理的空间为每一作业单位分配合理的空间为每一作业单位分配合理的空间，并，并考虑通道、洗手间、餐厅、楼梯等附属设施的要求。考虑通道、洗手间、餐厅、楼梯等附属设施的要求。n环境和美学环境和美学。布置决策也要求确定窗户、分隔高度、室内。布置决策也要求确定窗户、分隔高度、室内植物等环境因素，以降低噪音、改善空气流通和提供隐密植物等环境因素，以降低噪音、改善空气流通和提供隐密性等。性等。n信息流信息流。通信交流对公司都是很重要的，布置必须。通信交流对公司都是很重要的，布置必须方便交方便交方便交方便交流流流流，在办公室布置中尤其重要。，在办
16、公室布置中尤其重要。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划1818n n设施布置最早起源于设施布置最早起源于工厂设计。一个工厂的设施。一个工厂的设施布置包括布置包括工厂总体布置工厂总体布置工厂总体布置工厂总体布置和和车间布置车间布置车间布置车间布置。n工厂总体布置设计工厂总体布置设计 解决工厂各个组成部分，包解决工厂各个组成部分，包括生产车间、辅助生产车间、仓库、动力站、办括生产车间、辅助生产车间、仓库、动力站、办公室、露天作业场地等各种作业单位和运输线路、公室、露天作业场地等各种作业单位和运输线路、管线、绿化和美化设施的相互位置，同时应解决管线、绿化和美化设施的相互位置，同时应解决物料的流
17、向和流程、厂内外运输的联接及运输方物料的流向和流程、厂内外运输的联接及运输方式。式。n车间布置设计车间布置设计 解决各生产工段（工作站）、辅解决各生产工段（工作站）、辅助服务部门、储存设施等作业单位及工作地、设助服务部门、储存设施等作业单位及工作地、设备、通道、管线之间和相互位置，同时，应解决备、通道、管线之间和相互位置，同时，应解决物料搬运的流程及运输方式。物料搬运的流程及运输方式。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划1919n n“作业单位作业单位”ActivityActivity 是指布置图中各个不同的是指布置图中各个不同的工作区工作区或存在或存在物物，是设施的基本区划。，是设施的基
18、本区划。n n作业单位的最高层次是要设计的作业单位的最高层次是要设计的设施设施(Facility)(Facility)，它包括，它包括一系列一系列部门部门(Departments)(Departments)，部门可以是，部门可以是车间车间或其他或其他机构机构。n n而部门由而部门由工作中心工作中心(Work Center)(Work Center)组成，若是工厂这些工组成，若是工厂这些工作中心可以是作中心可以是工段工段或或班组班组，如车床工段；也可以是柔性制，如车床工段；也可以是柔性制造单元造单元(FMS)(FMS)。n n通常部门级的布置指的是通常部门级的布置指的是块状布置图块状布置图(Bl
19、ock Layout)(Block Layout)，工，工作中心级的布置是作中心级的布置是详细布置图详细布置图(Detailed Layout)(Detailed Layout)。n n工作中心由工作中心由工作站工作站(Workstation)(Workstation)组成。工作站也称组成。工作站也称工作工作地地，是最小作业单位，它一般由一台机器和，是最小作业单位，它一般由一台机器和/或一个作业或一个作业人员组成。人员组成。n工作地布置工作地布置是整个布置的基础，工作站面积大小和形状对是整个布置的基础，工作站面积大小和形状对上面几个层次的布置影响很大，一般通过人机工程、工作上面几个层次的布置影
20、响很大，一般通过人机工程、工作测量和机器本身的尺寸和输入输出要求来确定工作地的面测量和机器本身的尺寸和输入输出要求来确定工作地的面积和其他要求。积和其他要求。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划21作业单位的层次作业单位的层次设施部门部门部门部门工作中心工作中心工作中心工作地工作地工作地块块状状布布置置图图详详细细布布置置图图工作地布置工作地布置宏观微观工厂总平工厂总平面布置图面布置图车间布车间布置图置图设备布置图设备布置图宏观-微观的多次轮回基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划2222q3.1.2 3.1.2 3.1.2 3.1.2 设施布置的
21、原则设施布置的原则设施布置的原则设施布置的原则n n设施布置的好坏直接影响整个系统的设施布置的好坏直接影响整个系统的物流物流、信息信息流流、生产经营能力生产经营能力、工艺过程工艺过程、灵活性灵活性、效率效率、成本成本和和安全安全等方面，并反映一个组织的等方面，并反映一个组织的工作质量工作质量、顾客印象顾客印象和和企业形象企业形象等内涵。等内涵。n n设施布置工作不但在设施布置工作不但在新设施设计新设施设计新设施设计新设施设计时要做，在原有时要做，在原有设施重新设施重新设计改造设计改造设计改造设计改造时也需要。时也需要。n n企业经营总会面临内部条件和外部市场的各种变企业经营总会面临内部条件和外
22、部市场的各种变化，从而会出现当初布置设计时考虑不到的问题，化，从而会出现当初布置设计时考虑不到的问题，都可能会要求重新布置生产或服务系统。都可能会要求重新布置生产或服务系统。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划2323设施布置设计要考虑的基本原则：设施布置设计要考虑的基本原则：设施布置设计要考虑的基本原则：设施布置设计要考虑的基本原则：n整体综合原则整体综合原则。设计时应将设施布置有影响的所有因素。设计时应将设施布置有影响的所有因素都考虑进去，以达到优化的方案。都考虑进去，以达到优化的方案。n移动距离最小原则移动距离最小原则。产品搬运距离的大小，不仅反映搬。产品搬运距离的大小，不仅反映搬运
23、费用的高低，也反映物料流动的通畅程度，因此，应运费用的高低，也反映物料流动的通畅程度，因此，应以搬运距离最小原则选择最佳方案。以搬运距离最小原则选择最佳方案。n流动性原则流动性原则。良好的设施布置应使。良好的设施布置应使在制品在制品在生产过程中在生产过程中流动顺畅，消除无谓停滞，力求生产流程连续化。流动顺畅，消除无谓停滞，力求生产流程连续化。n空间利用原则空间利用原则。无论是生产区域或储存区域的空间安排，。无论是生产区域或储存区域的空间安排，都应力求充分有效地利用空间。都应力求充分有效地利用空间。n柔性原则柔性原则。在进行厂房设施规划布置前，应考虑各种因。在进行厂房设施规划布置前，应考虑各种因
24、素变化可能带来的布置变更，以便于以后的扩展和调整。素变化可能带来的布置变更，以便于以后的扩展和调整。n安全原则安全原则。应考虑使作业人员有安全感，方便、舒适。应考虑使作业人员有安全感，方便、舒适。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划2424n n最早的设施规划与设计是工厂设计最早的设施规划与设计是工厂设计经验经验的总结，的总结，难以满足生产经营的要求。难以满足生产经营的要求。n n随着工厂和服务设施布置设计的发展和研究的深随着工厂和服务设施布置设计的发展和研究的深入，加上系统工程、运筹学、计算机技术的发展入，加上系统工程、运筹学、计算机技术的发展应用，出现一些先进的设计方法。（应用，出现一
25、些先进的设计方法。（科学科学+艺术）艺术）n n理查德理查德 缪瑟缪瑟 (Richard Muther)(Richard Muther)的的系统布置设计系统布置设计系统布置设计系统布置设计（System Layout Planning,System Layout Planning,SLPSLP）方法，使工厂）方法，使工厂布置设计由定性阶段发展到定量阶段，广泛应用布置设计由定性阶段发展到定量阶段，广泛应用于各种生产系统与服务系统。于各种生产系统与服务系统。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划25253.2 3.2 设施布置的设施布置的基本布置类型基本布置类型n n可按设施类别分为可按设施类别
26、分为生产设施生产设施和和服务设施服务设施两大类，两大类，再来细分布置形式。再来细分布置形式。n n生产设施的三种基本的布置形式生产设施的三种基本的布置形式生产设施的三种基本的布置形式生产设施的三种基本的布置形式：固定式布置固定式布置产品原则布置产品原则布置(少品种，大批量）少品种，大批量）工艺原则布置工艺原则布置混合布置：成组原则混合布置：成组原则n n服务设施的三种基本的布置形式：服务设施的三种基本的布置形式：服务设施的三种基本的布置形式：服务设施的三种基本的布置形式：零售店布置零售店布置办公室布置办公室布置仓库布置仓库布置基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划适应市场变化：适应市场变化：
27、不同的生产类型不同的生产类型生生产产类类型型少品种大批量生产少品种大批量生产多品种小批量生产多品种小批量生产中品种批量生产中品种批量生产定制生产定制生产按产品预测程度分按产品预测程度分订货生产订货生产存货生产存货生产按产品产量分按产品产量分基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划设施布置的基本型式设施布置的基本型式（产品在制造过程中的位置是否变化）（产品在制造过程中的位置是否变化）移动式布置移动式布置成组单元布置成组单元布置工艺原则布置工艺原则布置产品原则布置产品原则布置定位式布置定位式布置设施布置设施布置基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划2828q3.2.1 3.2.1 3.2.1 3
28、.2.1 固定式布置固定式布置固定式布置固定式布置n n固定式布置固定式布置固定式布置固定式布置 (Fixed-Position Layout)(Fixed-Position Layout)也称项目也称项目布置，它主要是布置，它主要是工程项目工程项目和和大型产品大型产品生产所采用生产所采用的一种布置形式。的一种布置形式。n n它的加工对象位置固定，生产工人和设备都随加它的加工对象位置固定，生产工人和设备都随加工产品所在的某一位置而转移。之所以要固定，工产品所在的某一位置而转移。之所以要固定，是因为加工对象大而重，不易移动。是因为加工对象大而重，不易移动。n n如工程建设、飞机厂、造船厂、重型机
29、器厂等。如工程建设、飞机厂、造船厂、重型机器厂等。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划30基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划瓦瓦良良格格号号基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划3232n n固定式布置问题还没有很好解决，问题有三固定式布置问题还没有很好解决，问题有三固定式布置问题还没有很好解决，问题有三固定式布置问题还没有很好解决，问题有三：场地空间有限；场地空间有限；不同的工作时期，物料和人员需求不一样，这给生产组不同的工作时期，物料和人员需求不一样，这给生产组织和管理带来较大困难；织和管理带来较大困难；物料需求量是动态的。物料需求量是动
30、态的。n n因此因此一般不采用固定式布置一般不采用固定式布置一般不采用固定式布置一般不采用固定式布置，即使采用，也尽量将，即使采用，也尽量将大的加工对象先期分割，零部件标准化，尽可能分大的加工对象先期分割，零部件标准化，尽可能分散在其他位置和车间批量生产，以降低生产组织管散在其他位置和车间批量生产，以降低生产组织管理难度。如工程建设的理难度。如工程建设的预制件生产预制件生产和大型机器设备和大型机器设备的部件生产。的部件生产。n n固定式布置是人类最早的生产布置形式，用于农业固定式布置是人类最早的生产布置形式，用于农业种植、房屋建造、道路建设和采掘开矿等方面。种植、房屋建造、道路建设和采掘开矿等
31、方面。n n随着技术的进步和工业化生产，便有了随着技术的进步和工业化生产，便有了产品原则产品原则布布置和置和工艺原则工艺原则布置。布置。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划3333q3.2.2 3.2.2 3.2.2 3.2.2 产品原则布置产品原则布置产品原则布置产品原则布置n n产品原则布置产品原则布置产品原则布置产品原则布置(Product Layout)(Product Layout)，又称，又称流水线布置流水线布置（Assembly Line LayoutAssembly Line Layout）或对象原则布置。）或对象原则布置。n n当生产产品当生产产品品种少品种少批量大批量大
32、时，应当按照产品的加时，应当按照产品的加工工艺过程顺序来配置设备，形成流水生产线或工工艺过程顺序来配置设备，形成流水生产线或装配线布置装配线布置 。nFord首创流水线生产，受屠夫启发。n现代化工业大生产的标志基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划34基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划3636n n产品原则布置的基础是产品原则布置的基础是标准化标准化标准化标准化及及及及作业分工作业分工作业分工作业分工。整个产品被分。整个产品被分解成一系列标准化的作业，由专门的人力及加工设备来完解成一系列标准化的作业，由专门的人力及加工设备来完成。成。n n以汽车
33、装配线为例，对于一条装配线而言，其车型基本不以汽车装配线为例，对于一条装配线而言，其车型基本不变或变化不大，整个装配顺序固定不变，这样，通过作业变或变化不大，整个装配顺序固定不变，这样，通过作业分工将汽车装配分解为若干分工将汽车装配分解为若干标准化标准化的装配作业，各个工作的装配作业，各个工作站配备有专用的装配设备来完成固定的装配作业，不同工站配备有专用的装配设备来完成固定的装配作业，不同工作站间的运输采用专用的、路径固定的运送设备。作站间的运输采用专用的、路径固定的运送设备。n n在服务系统中，服务对象的个性千差万别，流水线布置的在服务系统中，服务对象的个性千差万别，流水线布置的应用相对较少
34、。但可以分解为一系列标准作业的服务也可应用相对较少。但可以分解为一系列标准作业的服务也可以采用这种布置方式，如以采用这种布置方式，如自助餐厅服务线及汽车的自动清自助餐厅服务线及汽车的自动清自助餐厅服务线及汽车的自动清自助餐厅服务线及汽车的自动清洗服务洗服务洗服务洗服务等。等。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划3939产品原则布置的优缺点产品原则布置的优缺点产品原则布置的优缺点产品原则布置的优缺点优点：优点：优点：优点：n n产品产出率高，单位产品成本低，专用设备投资也因产量大而摊薄；n n每一产品都按自己的工
35、艺流程布置设备，因此加工件经过的路程最直接、最短路程最直接、最短，无用的无用的停滞时间也最少停滞时间也最少；n n由于操作人员只做一种产品的一个工序，效效率高率高且所需培训少；n n生产管理和采购、库存控制等工作也因变化少而相对简单。n n可用专用设备和机械化、自动化搬运方法。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划缺点：缺点：缺点：缺点：n n要求较多的设备，而要求较多的设备，而设备的利用率相对较低设备的利用率相对较低设备的利用率相对较低设备的利用率相对较低；n n对产品对产品种类种类及及产量产量变化、变化、设备故障设备故障等情况的响应等情况的响应较差；较差；n n线上工作重复单调乏味，缺乏
36、提升机会，可能会线上工作重复单调乏味，缺乏提升机会，可能会导致工人的导致工人的心理问题心理问题或职业伤害；或职业伤害；n n设备故障引起整个整个生产生停产设备故障引起整个整个生产生停产n n为了避免停产，为了避免停产，设备备用件的库存可能比较大设备备用件的库存可能比较大设备备用件的库存可能比较大设备备用件的库存可能比较大，维修保养费用高。维修保养费用高。n n生产速度取决于生产速度取决于最慢最慢的机器的机器基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划4141q 工艺原则布置工艺原则布置工艺原则布置工艺原则布置n n工艺原则布置（工艺原则布置（Process LayoutProcess Layout
37、），又称），又称功能布功能布功能布功能布置置置置（Functional LayoutFunctional Layout）。）。n n将将功能相同功能相同或相似的一组设施排布在一起。或相似的一组设施排布在一起。n n如在机械加工车间中，数台车床被排列在一起组如在机械加工车间中，数台车床被排列在一起组成车床组，钻床排列在一起组成钻床组，铣床组成车床组，钻床排列在一起组成钻床组，铣床组成铣床组、磨床组成磨床组成铣床组、磨床组成磨床组，因此，工艺原，因此，工艺原则布置在机加工车间中还被称作则布置在机加工车间中还被称作机群式机群式机群式机群式布置。布置。n n加工工艺需要这些设备的工件按工艺路线成批进加
38、工工艺需要这些设备的工件按工艺路线成批进入这些班组。不同的产品需要不同的工艺路线。入这些班组。不同的产品需要不同的工艺路线。n n为了适应多种加工对象及工艺路线，为了适应多种加工对象及工艺路线，需要采用可需要采用可需要采用可需要采用可变运输路线的物料搬运设备变运输路线的物料搬运设备变运输路线的物料搬运设备变运输路线的物料搬运设备，如叉车、手推车等。，如叉车、手推车等。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划4343基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划4444工艺原则布置的优缺点工艺原则布置的优缺点工艺原则布置的优缺点工艺原则布置的优缺点n n机器利用
39、率高n n具有较高的柔性较高的柔性，无论是对产品品种、数量的变化，还是对于加工设备的故障响应，由于批量加工及闲置设备的存在，个别设备的故障或人员的缺勤不会对生产系统造成大的影响；n n设备投资相对较少。n n操作人员多样化，提高人的兴趣。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划n n由于采用通用搬运设备，其运输效率低下，单位运输费用较高，单位产品的成本较高，整个生产时间必然较长，且整个车间的物物流比较混乱流比较混乱；n n对操作人员的技术水平要求较高，组织和管理工作也较困难。n n这种布置方式存在在制品的数量较多的在制品的数量较多的缺点。n n对操作人员从事多种作业，要较高的技术等级。工艺原则
40、布置的优缺点工艺原则布置的优缺点工艺原则布置的优缺点工艺原则布置的优缺点基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划4646n n工艺原则布置在服务业中也很常见，此时称为工艺原则布置在服务业中也很常见，此时称为过过过过程原则程原则程原则程原则布置。布置。n n例如综合医院的布置一般是将功能相似的检查设例如综合医院的布置一般是将功能相似的检查设备，如牙齿的备，如牙齿的X X射线检查仪、内脏的射线检查仪、内脏的X X射线检查仪射线检查仪等及相应的医护人员组成放射科，或将服务功能等及相应的医护人员组成放射科，或将服务功能相似的医生，如外科医生、精神科医生等分别组相似的医生，如外科医生、精神科医生等分别组
41、成外科、精神科。成外科、精神科。n n此外，汽车修理间、航空公司和公共图书馆都属此外，汽车修理间、航空公司和公共图书馆都属于这一类。于这一类。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划小型模具修理厂布置小型模具修理厂布置 工艺原则工艺原则基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划4848q3.2.4 3.2.4 3.2.4 3.2.4 成组单元布置成组单元布置成组单元布置成组单元布置n n上述三种基本布置形式是理想的模型，实际布置设计上述三种基本布置形式是理想的模型，实际布置设计常有常有几种形式的组合几种形式的组合几种形式的组合几种形式的组合。n n例如一些机械工厂从大面上看是工艺原则布置，但不例
42、如一些机械工厂从大面上看是工艺原则布置，但不排除部分车间采用产品原则布置。排除部分车间采用产品原则布置。医院医院医院医院总的来说也是总的来说也是工艺（过程）原则布置，但工艺（过程）原则布置，但手术室手术室手术室手术室等则为固定式布置。等则为固定式布置。n n工艺原则布置和产品原则布置代表了小批量生产到连工艺原则布置和产品原则布置代表了小批量生产到连续大模型生产的两个极端。续大模型生产的两个极端。n n制造商在工艺原则布置的基础之上，向产品原则布置制造商在工艺原则布置的基础之上，向产品原则布置靠拢。靠拢。n n成组单元布置成组单元布置，系统既灵活又有效，单位生产成本低。，系统既灵活又有效，单位生
43、产成本低。单元制造单元制造(成组成组单元单元布置布置)就代表了这种方向。就代表了这种方向。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划4949成组单元布置（成组单元布置（成组单元布置（成组单元布置（Group LayoutGroup LayoutGroup LayoutGroup Layout）n n成组单元布置成组单元布置在制造业中又称在制造业中又称单元制造单元制造（Cellular Cellular ManufacturingManufacturing），是一种较为先进的布置方法。），是一种较为先进的布置方法。n n由于顾客需求的多样化，多品种、少批量生产模式已成为由于顾客需求的多样化，多品种
44、、少批量生产模式已成为当前生产的主流。当前生产的主流。n n成组技术成组技术正是适应这种需要而发展起来的。正是适应这种需要而发展起来的。n n成组技术就是成组技术就是识别识别识别识别和和利用产品零部件的相似性利用产品零部件的相似性利用产品零部件的相似性利用产品零部件的相似性，将零件分，将零件分类。一系列相似工艺要求的零件组成零件族。针对一个零类。一系列相似工艺要求的零件组成零件族。针对一个零件族的设备要求所形成的一系列机器，称作机器组。这些件族的设备要求所形成的一系列机器，称作机器组。这些机器组即机器组即制造单元制造单元制造单元制造单元。n n成组原则布置可以认为是成组原则布置可以认为是产品原
45、则布置的缩影产品原则布置的缩影产品原则布置的缩影产品原则布置的缩影，是将工艺，是将工艺原则布置系统转化为接近产品原则布置系统。原则布置系统转化为接近产品原则布置系统。n n相比于工艺布置，由于相比于工艺布置，由于经过分组经过分组，其加工时间较短、物流，其加工时间较短、物流效率较高、在制品较低、准备时间较短，同时又具有工艺效率较高、在制品较低、准备时间较短，同时又具有工艺原则布置的柔性特点，因而是一种具有发展潜力的布置方原则布置的柔性特点，因而是一种具有发展潜力的布置方式。式。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划
46、5252成组生产单元成组生产单元成组生产单元成组生产单元n n成组生产单元成组生产单元成组生产单元成组生产单元 (work cell)(work cell)是为一个或几个工艺过程相是为一个或几个工艺过程相似的零件族组织成组生产而建立的生产单位。似的零件族组织成组生产而建立的生产单位。n n在成组生产单元里配备了成套的生产设备和工艺装备以及在成组生产单元里配备了成套的生产设备和工艺装备以及相关工种的工人，以便能在单元里封闭地完成这些零件的相关工种的工人，以便能在单元里封闭地完成这些零件的全部工艺过程。全部工艺过程。n n成组生产单元是一种灵活的布置，会根据产品设计和产量成组生产单元是一种灵活的布
47、置，会根据产品设计和产量的改变，而相应改变。的改变，而相应改变。n n尽管尽管成组原则成组原则布置概念来自于制造业，但是其思想对服务布置概念来自于制造业，但是其思想对服务业也同样存在。业也同样存在。n n例如，在国际机场中，将例如，在国际机场中，将国际航班国际航班国际航班国际航班及及国内航班国内航班国内航班国内航班的旅客分类的旅客分类处理；大型火车站中，按车次目的地的不同方向来布置处理；大型火车站中，按车次目的地的不同方向来布置候候候候车室车室车室车室等，可以提高输送旅客的效率。等，可以提高输送旅客的效率。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划n右图显示了HP公司Greely分部的一个装配单
48、元布置，U形安排显著提高了可视性和工人之间的互动与帮助。n注意其中的任务安排板使得所有的工人都知道该单元每天的生产需求。n从工作站到工作站间的物料流动是通过看板来指挥的，只要一个工作站出现问题，就可以用红黄灯来停止生产或警告。n出现的问题会列表出现在“问题”显示屏上，以帮助工人查找问题的根源。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划57布置类型比较布置类型比较基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划583.3 3.3 流水线平衡与设计流水线平衡与设计n流水线已在世界各国广泛应
49、用，并且在内容和形式上不断地创新。n本节内容：流水线相关概念：期量标准、节拍规则、分类。流水线平衡：问题描述、基本方法、韩-伯方法、进一步探讨流水线设计：平面布置、搬运设备、传送带与式作站布置类型、传送带速度计算、示例。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划3.3.1 3.3.1 流水线相关概念流水线相关概念n一、期量标准n也称作业计划标准，是经过科学分析和运算，对加工对象在生产过程中的运动所规定的一组时间和数量标准。n先进合理的期量标准是流水线设计和运行的基本保障。n流水线期量标准包括：节拍、作业指示图表、在制品占用量定额。基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划节拍节拍 Takt tim
50、eTakt timen指流水生产一件产品所需的时间，即一天的工作时间除以一天要生产产品的数量。n一天的所需生产数量是根据生产计划来确定的，而生产计划是基于市场预测和订单情况制定的。n生产节拍实际是一种目标时间，是随需求数量和需求期的有效工作时间变化而变化的，是人为制定的。n节拍是不能测量的，而是要计算的。节拍=每日有效工作时间/计划每日产量 n年产6万台发动机的节拍？基础工业工程基础工业工程设施规划设施规划n考虑稼动率和合格率n节拍=每日有效工作时间生产线稼动率n 计划每日产量合格品率 n稼动率Performance Rate：设备实际工作时间与有效工作的时间的比值，去掉无效时间downtim