第六章生产和服务设施布置.ppt

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1、第六章第六章 生产和服务设施布置生产和服务设施布置本章内容：本章内容：设备设备/设施布置决策设施布置决策布置决策的定量分析布置决策的定量分析装配线平衡装配线平衡非制造业的设施布置非制造业的设施布置主要问题第一节 生产组织设计基础理论 生产单位构成的影响因素：生产结构 组织生产的基本原则与形式 布置决策影响因素 典型布置形式（理想的和现实的）第二节 布置方法第三节 工序同期化/节拍第四节 布置应用扩展生产和服务设施布置 合理安排企业或某一组织内部各个生产作业单位和辅助设施的相对位置与面积、车间内部生产设备的布置 布置决策 确定企业内部生产单位组成生产单位内部的专业化形式 一、影响生产单位组成的因

2、素一、影响生产单位组成的因素产品品种、结构及工艺特点产品品种、结构及工艺特点企业的专业化形式与协作水平企业的专业化形式与协作水平生产单位的专业化原则生产单位的专业化原则企业的生产规模企业的生产规模典型制造企业的生产单位典型制造企业的生产单位基本生产单位：基本生产单位：指直接从事基本产品生产，实现基本生产过程的生产单位。指直接从事基本产品生产，实现基本生产过程的生产单位。如：准备车间、加工车间、装配车间如：准备车间、加工车间、装配车间辅助生产单位：辅助生产单位：指为基本生产提供辅助产品和劳务，实现辅助生产过程的生指为基本生产提供辅助产品和劳务，实现辅助生产过程的生产单位。如：辅助车间、动力部门产

3、单位。如：辅助车间、动力部门生产服务单位：生产服务单位：指为基本生产和辅助生产服务的单位。如：运输部门、仓库、指为基本生产和辅助生产服务的单位。如：运输部门、仓库、试验与计量检验部门试验与计量检验部门生产技术准备部门：生产技术准备部门：指为企业生产提供技术保证与服务，并负责新产品试制工作指为企业生产提供技术保证与服务，并负责新产品试制工作的部门。如：研究所、设计科、工艺科、工具科、试制车间的部门。如：研究所、设计科、工艺科、工具科、试制车间附属生产单位：附属生产单位：生产企业附属产品的生产单位生产企业附属产品的生产单位二、生产单位的专业化原则和形式二、生产单位的专业化原则和形式工艺专业化原则工

4、艺专业化原则(process focused)对象专业化原则对象专业化原则(product focused)工艺专业化原则工艺专业化原则铣床铣床钻床钻床磨床磨床车床车床热处理热处理切齿切齿装装配配BBBBBAAAAAA是按照生产工艺性质的不同来划分生产单位。在工艺专业是按照生产工艺性质的不同来划分生产单位。在工艺专业化的生产单位里，集中着同种类型的工艺设备，配备同工化的生产单位里，集中着同种类型的工艺设备，配备同工种的工人，采用相同的工艺对企业的各种产品（零部件）种的工人，采用相同的工艺对企业的各种产品（零部件）进行加工。如：铸造厂、锻造车间、车工车间等。进行加工。如：铸造厂、锻造车间、车工车

5、间等。零件零件A：车：车-铣铣-钻钻-热处理热处理-切齿切齿零件零件B：铣：铣-钻钻-热处理热处理-磨磨工艺专业化原则工艺专业化原则(续续)优点：便于充分利用生产设备和生产面积；便于进行优点：便于充分利用生产设备和生产面积；便于进行专业化管理；能较好地适应多品种生产的要求。专业化管理；能较好地适应多品种生产的要求。缺点：用于运输的劳动量大；生产周期长，占用资金缺点：用于运输的劳动量大；生产周期长，占用资金多；协作关系复杂，协调任务重；生产效率较低，只多；协作关系复杂，协调任务重；生产效率较低，只能使用通用机床。能使用通用机床。较适用于多品种小批量生产或单件生产。较适用于多品种小批量生产或单件生

6、产。对象专业化原则对象专业化原则车床车床钻床钻床磨床磨床车床车床热处理热处理切齿切齿装装配配AABB铣床铣床热处理热处理钻床钻床是按照产品（部件、零件）的不同划分车间（工段、是按照产品（部件、零件）的不同划分车间（工段、小组）。在对象专业化的生产单位里，集中有为制造小组）。在对象专业化的生产单位里，集中有为制造某种产品所需要的各种设备，配备相应的各种工种的某种产品所需要的各种设备，配备相应的各种工种的工人，工艺过程是封闭的，不用跨其他生产单位就能工人，工艺过程是封闭的，不用跨其他生产单位就能独立地出产产品。独立地出产产品。对象专业化原则对象专业化原则优点：运输路线短，节约运输设备和人力；生产周

7、期优点：运输路线短，节约运输设备和人力；生产周期短，流动资金占用少；管理简化。短，流动资金占用少；管理简化。缺点：难于充分利用生产设备和面积；难于进行工艺缺点：难于充分利用生产设备和面积；难于进行工艺专业化管理；对品种变化的适应性较差，生产系统可专业化管理；对品种变化的适应性较差，生产系统可靠性较差。靠性较差。适用于大量大批生产适用于大量大批生产Work Cell versus Process LayoutProcess LayoutWork CellSawLatheGrinderHeatTreatLatheLatheLatheSawHeatTreatGrinderGrinderPressPr

8、ess11234526SawPress三、影响生产和服务设施布置决策的因素三、影响生产和服务设施布置决策的因素设施布置的目标设施布置的目标最短的运输路线最短的运输路线最大的灵活性最大的灵活性面积的最有效利用面积的最有效利用最良好的工作环境最良好的工作环境最合理的发展余地最合理的发展余地设施布置的原则设施布置的原则满足生产工艺过程的要求满足生产工艺过程的要求符合生产工艺顺序，使产品有单一流向符合生产工艺顺序，使产品有单一流向使生产联系和协作关系密切的车间和部门使生产联系和协作关系密切的车间和部门尽尽 量布置在一起量布置在一起合理划分厂区合理划分厂区经济性经济性减少运输量减少运输量尽量紧凑尽量紧凑

9、提高建筑系数提高建筑系数安全与健康安全与健康设施布置的程序设施布置的程序确定目标确定目标收集资料：收集资料：基础资料、生产单位的配置、生产系统图基础资料、生产单位的配置、生产系统图确定各组成部分所占面积确定各组成部分所占面积确定各生产单位之间的相互关系确定各生产单位之间的相互关系定性分析方法定性分析方法定量分析方法定量分析方法初步确定平面布置方案初步确定平面布置方案方案评价方案评价定性评价法定定性评价法定量评价法量评价法四、几种典型布置形式四、几种典型布置形式直线式：直线式：常用，排列比较简单，常用，排列比较简单，组织容易，流程顺畅组织容易，流程顺畅U字式：字式：受场地限制，材料和受场地限制，

10、材料和成品出口必须置于同侧成品出口必须置于同侧(一一)物料流程形式物料流程形式Z字式：字式：空间狭窄，零件产品体空间狭窄，零件产品体积较小积较小蛇形式：蛇形式：厂房宽度较大长度较厂房宽度较大长度较短，可以缩短纵深流程，经济短，可以缩短纵深流程，经济利用空间利用空间环形式：环形式：辅助工具、容器、运输辅助工具、容器、运输工具必须周而复始的送到起点工具必须周而复始的送到起点(二二)布置类型及原则布置类型及原则类型：类型：1、固定式布置、固定式布置 2、对象专业化（产品）布置、对象专业化（产品）布置3、工艺专业化布置、工艺专业化布置 4、成组单元布置、成组单元布置原则：原则：1、符合生产过程流向、符

11、合生产过程流向2、便于运输、便于运输3、创造安全、良好的工作环境、创造安全、良好的工作环境4、便于工人操作和工作地（工具、图纸、工位器具）的布置、便于工人操作和工作地（工具、图纸、工位器具）的布置5、充分利用车间面积、充分利用车间面积6、充分考虑机床精度和工作特点、充分考虑机床精度和工作特点固定式布置（固定式布置（Fixed Position Layout）机器机器工位器具工位器具零部件零部件操操作作者者固定工件（飞机装配）固定工件（飞机装配）固定式布置（固定式布置（Fixed Position Layout）固定式布置的优点是：固定式布置的优点是：减少了加工对象的移动，节省搬运设备和费用减少

12、了加工对象的移动，节省搬运设备和费用工作程序易于设计和调整，对多品种生产运作适工作程序易于设计和调整，对多品种生产运作适应性强应性强管理比较简单管理比较简单其缺点是：其缺点是：不适应大批量生产运作；不适应大批量生产运作；对操作工人的技术水平和熟练程度要求较高，故对操作工人的技术水平和熟练程度要求较高，故在工人培训方面的投入较大；在工人培训方面的投入较大；难以采用科学的管理方法。难以采用科学的管理方法。对象专业化对象专业化(产品产品)布置布置（Product Layout）加工设备加工设备加工设备加工设备流水线流水线物料流物料流物料流物料流不好，操作者被分开，没有机会进行不好，操作者被分开，没有

13、机会进行交流！一般美国工厂采用配件流水线交流！一般美国工厂采用配件流水线 好，可交流，或增减操作人员，好，可交流，或增减操作人员，经训练的人几乎可自动平衡不经训练的人几乎可自动平衡不同生产速度同生产速度 不好，操作者被不好，操作者被围起来，没机会围起来，没机会与第一个操作者与第一个操作者一起工作以增加一起工作以增加产量产量 物料物料好，操作者可好，操作者可互相帮助，可互相帮助，可与第三个人一与第三个人一起工作以提高起工作以提高产量产量不好，直线形很难平衡不好，直线形很难平衡好，好，U形生产线形生产线的一个特点就的一个特点就是操作者容易是操作者容易进入，进入，5个操作个操作者可减为者可减为4个个

14、 工艺专业化布置工艺专业化布置（Process Layout）产品产品A A产品产品B B钻床组钻床组车床组车床组磨床组磨床组装配组装配组喷漆组喷漆组检验检验发送发送存存储储区区域域工艺专业化布置工艺专业化布置（续）（续）优点优点个别设备出了故障或个别工人缺席对整个生产系个别设备出了故障或个别工人缺席对整个生产系统的影响较小统的影响较小 上下工序之间的相互依赖性较小上下工序之间的相互依赖性较小设备维修费用较低，投资于备用件上的成本也较设备维修费用较低，投资于备用件上的成本也较低低缺点缺点如果批量加工，在制品库存量会很大如果批量加工，在制品库存量会很大要经常进行工艺路线选择及进度安排要经常进行工

15、艺路线选择及进度安排设备利用率低设备利用率低加工的多样性要求频繁地调整设备，造成工作流加工的多样性要求频繁地调整设备，造成工作流的不连续性，形成间歇加工的不连续性，形成间歇加工物料传输慢，效率低，单位运输成本较高物料传输慢，效率低，单位运输成本较高成组单元布置成组单元布置LDDGGLDGLL原原材材料料成品库单元单元1单元单元2单元单元3GDL车床车床钻床钻床磨床磨床(Layouts Based on Group Technology）先根据一定的标准将结构和工艺相似的零件组成一个零件组，确定出先根据一定的标准将结构和工艺相似的零件组成一个零件组，确定出零件组的典型工艺流程零件组的典型工艺流程

16、再根据典型工艺流程的加工内容选择设备和工人，由这些工人和设备再根据典型工艺流程的加工内容选择设备和工人，由这些工人和设备组成一个生产单元，组成一个生产单元，类似于对象专业化布置形式。具有对象专业化的优点。柔性比对象专类似于对象专业化布置形式。具有对象专业化的优点。柔性比对象专业化高。业化高。适合于多品种中小批量生产适合于多品种中小批量生产成组单元成组单元布置布置（续）（续）在工艺原则布置的基础上转换而来在工艺原则布置的基础上转换而来先确定出具有相似设计特征或制造特征的零件，先确定出具有相似设计特征或制造特征的零件，然后将不同的机器组成加工中心，对这些形状或然后将不同的机器组成加工中心，对这些形

17、状或工艺要求相似的零件进行加工工艺要求相似的零件进行加工 步骤步骤将零部件进行分类将零部件进行分类识别零件组的物流类型，作为成组布置的基础识别零件组的物流类型，作为成组布置的基础将机器和工艺分组，组成加工中心或工作单元将机器和工艺分组，组成加工中心或工作单元 与工艺原则布置的关系与工艺原则布置的关系相似之处：其加工中心也是用来完成一组特定的工艺过程相似之处：其加工中心也是用来完成一组特定的工艺过程 不同之处：还具备了产品原则布置的优点，即，减少了在不同之处：还具备了产品原则布置的优点，即，减少了在制品和物料的搬运，提高了工人的操作技能和快速学习能力制品和物料的搬运，提高了工人的操作技能和快速学

18、习能力四、厂区布置的常用方法物料运量图法作业相关图法 厂区布置的常用方法物料运量图法（改进和调整）最后确定 绘出初步物流图编制物料运量表进行初试布置厂区布置的常用方法代号密切程度A绝对重要E特别重要I重要O一般U不重要X不予考虑作业相关图法代号关系密切原因1使用共同的原始记录2共用人员3共用场地4人员接触频繁5文件交换频繁6工作流程连续7做类似的工作8共用设备9其它关系密切程度分类表 关系密切原因 厂区布置的常用方法作业相关图1.列出关系密切程度 2.编制主联系簇 3.考虑其它“A”关系部门 4.画出“X”关系联系图 5.实验法安置所有部门 厂区布置的常用方法五、（车间）设备布置的定量分析从至

19、（Fromto）表法 用从至表列出机器或设施之间的相对位置，以对角线元素为基准计算工作地之间的相对距离，从而找出整个生产单元物料总运量最小的布置方案 基本步骤 1.选择典型零件，制定典型零件的工艺路线，确定所用机床设备 2.制定设备布置的初始方案，统计出设备之间的移动距离 3.确定出零件在设备之间的移动次数和单位运量成本 4.用实验法确定最满意的布置方案 设备布置的定量分析设备布置的定量分析从至（Fromto）表设备布置的定量分析例设备间月平均移动次数矩阵 单位距离运输成本矩阵 单位距离每月运输成本（元）单位距离每月总运输成本（元）最后布置方案 设备布置的定量分析设备间月平均移动次数矩阵 单位

20、距离运输成本矩阵 单位距离每月运输成本（元）单位距离每月总运输成本（元）工作单元布置C型制造单元布置 U型制造单元及生产线布置 六、装备线平衡装配线平衡装配线平衡又称又称工序同期化工序同期化，就是根据，就是根据流流水线节拍水线节拍的要求，采取各种技术、组织的措的要求，采取各种技术、组织的措施来调整各工作地的单件作业时间，使它们施来调整各工作地的单件作业时间，使它们等于节拍或节拍的整数倍等于节拍或节拍的整数倍。装配线问题还可以表述为：对于特定的产装配线问题还可以表述为：对于特定的产品，给定工作地数量，求出使流水线节拍最品，给定工作地数量，求出使流水线节拍最小的配置方案。小的配置方案。为什么要进行

21、装配线时间平衡为什么要进行装配线时间平衡例：例：某装配线有某装配线有6 6道工序，其作业顺序和工序时间如道工序，其作业顺序和工序时间如下下：（：（节拍为节拍为5 5分钟分钟/件）件）3232.81.51缺点：缺点：1.1.浪费了时间资源。浪费了时间资源。2.2.出现了忙闲不均的现象。出现了忙闲不均的现象。3.3.浪费了人力资源。浪费了人力资源。进行装配线平衡的内容进行装配线平衡的内容(原则原则)1 1 按工序先后顺序，合理地把作业分配给每一个工作地按工序先后顺序，合理地把作业分配给每一个工作地;2 2 每个工作地综合作业时间要尽量接近节拍，并使装配每个工作地综合作业时间要尽量接近节拍，并使装配

22、 线所设计工作地最少线所设计工作地最少3 3 各工作地空闲时间要少，工作地之间负荷均匀，以保各工作地空闲时间要少，工作地之间负荷均匀，以保证流水线时间损失最低证流水线时间损失最低3232.81.51重新组合后只有三个工作地：4.8分钟 4.5分钟 4分钟装配流水线节拍节拍：节拍：流水线上连续出产两件相同制品的时间流水线上连续出产两件相同制品的时间间隔，一般用间隔，一般用 r 表示。表示。例：某流水线计划日产量为例：某流水线计划日产量为150件，采用两班制生产，件，采用两班制生产，每班规定有每班规定有21分钟停歇时间，计划不合格品率为分钟停歇时间，计划不合格品率为2%，计，计算流水线节拍。算流水

23、线节拍。进行装配线平衡的方法1 1、确定装配流水线节拍。、确定装配流水线节拍。2 2、计算装配线需要的最少工作地数、计算装配线需要的最少工作地数 ，设，设 为工序为工序 的工作时间。的工作时间。3 3、组织工作地。、组织工作地。（1 1）保证各工序之间的先后顺序）保证各工序之间的先后顺序 （2 2）每个工作地的工序时间之和）每个工作地的工序时间之和 不能大于节拍不能大于节拍 （3 3）各工作地的时间尽量接近或等于节拍）各工作地的时间尽量接近或等于节拍 （4 4）应使工作地数目最少）应使工作地数目最少进行装配线平衡的方法(续)4 4、损失系数、损失系数 和平滑系数和平滑系数 计算：计算：进行装配

24、线平衡的方法(续)时间损失示意工作地时间节拍12453装配线平衡举例J J型玩具马车要在一个传送带上组装，每型玩具马车要在一个传送带上组装，每天需生产天需生产500500辆。每天的生产时间为辆。每天的生产时间为420420分钟，分钟，下表中列出了玩具马车的组装步骤及其时间。下表中列出了玩具马车的组装步骤及其时间。请根据节拍和作业次序的限制，对装配线进行请根据节拍和作业次序的限制，对装配线进行组织设计组织设计J型玩具马车的装配步骤及时间作业秒/件描述紧前作业A45安装后轴支架，拧紧四个螺母B11插入后轴AC9拧紧后轴支架螺栓BD50安装前轴，用手拧紧四个螺母E15拧紧前轴螺母DF12安装1#后车

25、轮，拧紧轮轴盖CG12安装2#后车轮，拧紧轮轴盖CH12安装1#前车轮，拧紧轮轴盖EI12安装2#前车轮，拧紧轮轴盖EJ8安装前轴上的车把手，拧紧螺栓和螺钉F，G，H，IK9上紧全部螺栓和螺钉195解（1）画出流程图ADBCFGEHIJK45秒秒50秒秒11秒秒15秒秒9秒秒12秒秒12秒秒12秒秒12秒秒8秒秒9秒秒（2 2）计算节拍。）计算节拍。必须把时间单位换算为秒，因为作业时必须把时间单位换算为秒，因为作业时间是以秒表示的。间是以秒表示的。（3 3）工作站数量的理论最小值（实际可能大些）工作站数量的理论最小值（实际可能大些）ADBCFGEHIJK45秒秒50秒秒11秒秒15秒秒9秒秒12秒秒12秒秒12秒秒12秒秒8秒秒9秒秒(4)(4)进行装配线平衡进行装配线平衡1234损失系数：损失系数：损失系数：损失系数：平滑系数：平滑系数：平滑系数：平滑系数：