设施布置的设计概述课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,5,章 设施布置设计,Facility Layout Design,本章重点,掌握设施布置的基本类型,了解流动模式,掌握流水线平衡与设计的方法,初步掌握单元式布置的方法,引导案例,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生产总运营成本,2050%,采用有效的布置方法，可以使这些成本降低,30%,，甚至更多5.1,设施布置概述,起源于,工厂设计,（,包括工厂总体布置和车间布置）工厂总体布置设计,解决工厂各个,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,物料的流向和流程,、厂内外,运输,的联接及,运输,方式车间布置设计,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,作业单位及其层次,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,块状布置图,详细布置图,工作地布置,“,作业单位”,Activity,是指布置图中各个不同的工作区或存在物，是设施的基本区划。

5.1.1,设施布置的内容,物流和物料搬运设备,设备、物料移动成本容量和空间要求,根据要求，分配空间环境和美学,信息流,方便交流5.1.2,设施布置的原则,整体综合原则,移动距离最小原则,流动性原则,空间利用原则,柔性原则,安全原则,5.2,典型布置形式,生产设施,的四种基本布置形式：,固定式布置,产品原则布置,工艺原则布置,混合布置：成组原则,服务设施,的三种基本的布置形式：,零售店布置,办公室布置,仓库布置,1,、,固定式布置,固定式布置,(Fixed-Position Layout),也称,项目布置,，它主要是工程项目和大型产品生产所采用的一种布置形式它的加工对象位置，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，是因为加工对象大而重，不易移动如工程建设、飞机厂、造船厂、重型机器厂等固定布置存在的问题,问题：,场地空间有限；,不同的工作时期，物料和人员需求不一样，生产组织和管理困难；,物料需求量是动态的解决：,尽量将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2,、,产品原则布置,产品原则布置,，又称,流水线布置,或,对象原则布置,品种少批量大,，按照产品的,加工工艺过程顺序,来配置设备，形成流水生产线或装配线布置。

Ford,首创流水线生产基础是,标准化,及,作业分工,产品原则布置的优缺点,优点：,产品产出率高，单位产品成本低，专用设备投资因产量大而摊薄；,加工件经过的路程最直接、最短，无用的停滞时间最少；,效率高且所需培训少；,生产管理和采购、库存控制等工作相对简单产品原则布置的优缺点,缺点：,要求的设备多，而设备的利用率相对较低；,柔性差；,线上工作重复单调乏味，缺乏提升机会，可能会导致工人的心理问题或职业伤害；,为了避免停产，设备备用件的库存可能比较大3,、,工艺原则布置,工艺原则布置,，又称,功能布置,，将功能相同或相似的一组设施排布在一起在机加工车间中还被称作,机群式布置,为了适应多种加工对象及工艺路线，需要采用可变运输路线的物料搬运设备，如叉车,、手推车等工艺原则布置的优缺点,优点：,柔性高,缺点：,机器及工人的利用率较低、在制品的数量较高运输效率低，单位运输费用较高，单位产品的成本较高，整个生产时间较长，整个车间的物流比较混乱；,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,工艺原则布置,功能,原则布置,综合医院：放射科、外科、内科服务业,4,成组原则布置,（,Group Layout,）,在制造业中又称,单元制,（,Cellular Manufacturing,）,成组技术（,GT,）,零件族,、机器组（,制造单元,）,特点：,工艺原则,布置系统,转化,为接近,产品原则,布置系统，相比于工艺布置，由于经过分组，其加工时间较短、物流效率较高、在制品较低、准备时间较短，同时又具有工艺原则原则布置的柔性特点。

5.3,流动模式,流动模式可以分为水平和竖直的任何布置都要考虑物料的流动模式合理的物流流动模式也要考虑人员的流动情况,5,种基本的流动模式,直线形，将入口和出口分开L,形适用于设施不允许直线流动的情形U,形收发口在同一位置，有利于物料搬运，它能减少工人数量，还是一种有利于,JIT,布置的物流模式，工人位于,U,形的中心，因而可以互相看到彼此的进展且易于合作环形常见于由物料搬运机器人服务的制造单元中,S,形则常用于长的流水装配线布置，如汽车装配线5.4,流水线平衡与设计,技术设计,（“,硬件,”设计）,工艺路线及工艺规程的制订,专用设备的设计,设备改装设计,专用工具设计,运输传送装置的设计,信号装置的设计等组织设计,（,“,软件,”,设计）,流水线的节拍和生产速度的确定,设备需要量和负荷的计算,工序同期化设计,工人配备,生产对象运输传送方式的设计,流水线平面设计,流水线工作制度、服务组织和标准计划图表的制订等等1,）期量标准,节拍,：又称产距时间，就是要求的生产一件产品的时间目标时间、不可测量、人为制定,节拍,=,每日有效工作时间,/,计划每日产量,节拍,=,（每日有效工作时间,生产线稼动率）,/,（计划每日产量,合格品率）,瓶颈,：节拍最慢的环节,5.4.1,相关概念,周期时间,：,反映流水线的生产速度，以生产一件产品所需要的时间（,S,）来表示。

可测量、可大于（小于、等于）节拍；,受设备、劳动力、工艺的等影响，缩短只能依靠管理和技术改进节距时间,：,流水线传送带流过两相邻工作站的时间一般等于周期时间，但可调（固定节拍除外）,工序同期化,：节拍确定以后，要根据节拍来调节工艺过程，使各道工序的时间与流水线的节拍相等或成整数倍比例关系，这个工作称为,工序同期化,工序同期化又称,“,装配线平衡,（,assembly line balancing,）,”,进行工序同期化的措施,提高设备的生产效率改进工艺装备改进工作地布置与操作方法，减少辅助作业时间；,提高工人的工作熟练程度和效率；,详细地进行工序的合并与分解这是装配工序同期化的,主要方法,作业指示图表,：如标准作业程序或指导书（,SOP,）等在制品占用量定额,：为保证生产连续性而制定的,必要的,在制品数量标准,在制品：“未完成”,（,2,）,50S,节拍规则,重复性手工作业,优越性：,生产率,安全与人因工程,质量,员工士气,（,3,）流水线分类,按生产对象的移动方式分：固定、移动,按生产对象的数目分：单一对象、多对象,按生产对象轮换方式：不变、可变、成组,按生产连续程度分：连续、间断,按流水线的节奏：强制节拍、自由节拍、粗略节拍,5.4.2,流水线平衡,流水线的平衡要根据产品设定工作站数目，再将各作业分到不同工作站，并使各工作站分配的工作量大致平衡，并接近周期时间。

当每一个产出单元（如一辆汽车，一台发动机）经过该站工人就进行一次重复规定操作原则：,在规定的装配线速度下，使,总的空闲时间最少,，或使做一额定工作量的,操作人数最少,以使平衡延迟最少,流水线平衡步骤,1,确定工作周期时间,C,C,=,H,/,Q,式中：,H,每天生产时间；,Q,每天在,H,时间内要求的产量；,C,周期时间2,确定最少工作站（工作地点）数目,K,，,K,=,t,/,C,式中：,K,最少工作站数；,t,完成作业所需时间总量3.,分配各工作站的作业，计算装配线效率基本平衡方法,规则,1,：优先分配后续作业较多的作业,规则,2,：优先分配操作时间最长的作业,例,5-1,某手推车要在一个传送带流水线上组装，每天需生产,500,辆，每天的生产时间为,420min,请根据周期时间和作业次序限制，求使工作地数量最少的平衡方式例,5-1,图,5-1,手推车,装配,网络图（双代号）,规则,1,：优先分配后续作业较多的作业,作业代号,A,B,D,C,E,F,G,H,I,J,K,后续作业数量,6,5,4,2,1,0,5-1,作业排序一览表（规则,1,）,解：,工作站节拍,=42060/50=50.4,（,S,）,周期时间,C=50.4,（,S,）,最少工作站,K:,K=t/C,=(45+11+9+50+15+12+12+12+12+8+9)/50.4,4,作业,作业时间,剩余的未分配时间,可行的遗留作业,最多的后续作业,操作时间最长的作业,工作站,1,A,45,5.4,工作站,2,D,50,0.4,工作站,3,B,E,C,F,11,15,9,12,39.4,24.4,15.4,3.4,C,E,C,H,I,F,G,H,I,C,E,C,F,G,H,I,E,F,G,H,I,工作站,4,G,H,I,J,12,12,12,8,38.4,26.4,14.4,6.4,H,I,I,J,H,I,H,I,工作站,5,K,9,41.4,表,5-2,流水线平衡（规则,1,）,平衡率,=t/KC=195/,（,550.4,）,=77%,作业,作业时间,剩余的未分配时间,可行的遗留作业,最多的后续作业,操作时间最长的作业,工作站,1,D,50,0.4,工作站,2,A,45,5.4,工作站,3,E,H,I,B,15,12,12,11,35.4,23.4,11.4,0.4,B,H,I,B,I,B,B,B,H,I,I,工作站,4,C,F,G,J,K,9,12,12,8,41.4,29.4,17.4,9.4,0.4,F,G,G,J,K,F,G,G,K,F,G,表,5-3,流水线平衡（规则,2,）,平衡率,=t/KC=195/,（,450.4,）,=97%,例,5-2,现拟在传送带上组装某部件。

该部件每天需组装,369,台，每天的生产时间,480min,装配顺序及装配时间如下表根据周期时间和作业顺序限制，求工作站数最少情况下的平衡流动及装配线效率韩格逊,-,伯尼法（位置加权法或矩阵法）,作业,作业时间,紧前工序,说明,1,50s,-,吊运箱体、定位,2,25s,1,装入齿轮,3,20s,2,放入前浮动膜片,4,30s,2,放入后膜片,5,25s,3,4,安装后盖,6,25s,5,安装前盖,7,12s,6,拧紧螺栓、螺母,8,14s,6,拧紧螺栓、螺母,9,20s,7,8,装连接盘,解：共,4,步,(1),画出其先后次序图和先后次序矩阵表依照装配程序表的要求可以画出先后次序图图中圆圈为作业，箭头为操作顺序图,5-2,装配先后次序图（单代号）,装配先后次序矩阵表,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,+1,-1,领先,+1,+1,+1,+1,+1,+1,+1,+1,延后,-1,0,+1,+1,+1,+1,+1,+1,+1,-1,-1,0,0,+1,+1,+1,+1,+1,-1,-1,0,0,+1,+1,+1,+1,+1,-1,-1,-1,-1,0,+1,+1,+1,+1,-1,-1,-1,-1,-1,0,+1,+1,+1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,0,+1,0,-1,-1,-1,-1,-1,-1,0,+1,0,-1,-1,-1,-1,-1,-1,0,-1,-1,(2),完成位置权值计算,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,+1,-1,+1,+1,+1,+1,+1,+1,+1,0,+1,+1,+1,+1,+1,+1,+1,-1,-1,0,0,+1,+1,+1,+1,+1,-1,-1,0,0,+1,+1,+1,+1,+1,-1,-1,-1,-1,0,+1,+1,+1,+1,-1,-1,-1,-1,-1,0,+1,+1,+1,-1,-1,-1,-。