《设施布置设计》PPT课件.ppt

设施布置设计,设施布置设计概述系统化设施布置设计（SLP）,设施布置设计概述,设施布置设计定义设施布置设计意义设施布置设计原则设施布置设计方法设施布置设计需要的数据设施布置设计的基本形式动态设施布置设计,1.设施布置设计的含义和内容,设施布置设计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、发运等全过程，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，以获得最大的经济效益。,设施布置包括工厂总体布置和车间布置：工厂总体布置设计应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、办公室、露天作业场地等各种作业单位和运输线路、管线、绿化及美化设施的相互位置，同时应解决物料的流向和流程、厂内外运输的连接及运输方式。车间布置设计应解决各生产工段、辅助服务部门、储存设施等作业单位及工作地、设备、通道、管线之间的相互位置，同时应解决物料搬运的流程及运输方式。,一点说明,作业单位(Activity)是指布置图中各个不同的工作区或存在物，是设施的基本单位。该术语可以是某个厂区的一个建筑物、一个车间、一个重要出入口；也可以是一个车间的一台机器、一个办公室、一个部门。作业单位可大可小、可分可合，究竟怎么划分，要看规划设计工作所处的阶段或层次。,建设一个全新的工厂或其他设施，设计人员可以按照自己的构思，运用有效方法，为工厂每个组成单元和设备找到合适的位置。但更多的设计工作是对原有设施的再布置，其原因是为了改变产品设计，改进工艺方法，扩大生产能力，增加新产品，降低成本，改进管理。由于受原有场地面积和形状的限制，或者受建筑物墙、柱、门，窗、基础、管线的限制，其难度要大于新设施的布置。,再布置比全新布置要难,面临布置决策的常见原因,新运作系统建立无效率的运作：高成本、瓶颈意外事故产品或服务设计上的改变引入新产品或服务产量或产出构成上的改变方法或设备的改变环境或法律要求的改变情绪问题：顾客沟通、员工沟通,2.设施布置设计的意义,设施布置设计在设施规划设计中占有重要地位，历来备受重视。以工厂布置为例，它的好坏直接影响整个系统的物流、信息流、生产能力、生产率，生产成本以及生产安全。优劣不同的工厂布置，在施工费用上可能相差无几，但对生产运营的影响会有很大不同。通常物料搬运和运输的成本约占制造业总成本的20-50，同时许多工伤事故来源于物料搬运。正由于优良的平面布置可以使物料搬运费用减少1030，因此在美国，工厂平面布置被认为是提高生产率的决定因素之一。,3.设施布置设计的原则,1符合工艺过程的要求尽量使生产对象流动顺畅，避免工序间的往返交错，使设备投资最小，生产周期最短。2最有效地利用空间使场地利用达到适当的建筑占地系数(建筑物、构筑物占地面积与场地总面积的比率)，使建筑物内部设备的占有空间和单位制品的占有空间较小。,3物料搬运费用最少要便于物料的输入和产品、废料等物料运输路线短捷，尽量避免运输的往返和交叉。4保持生产和安排的柔性使之适应产品需求的变化、工艺和设备的更新及扩大生产能力的需要。,5适应组织结构的合理化和管理的方便使有密切关系或性质相近的作业单位布置在一个区域并就近布置，甚至合并在同一个建筑物内。6为职工提供方便、安全、舒适的作业环境 使之合乎生理、心理要求，为提高生产效率和保证职工身心健康创造条件。,目标之间的矛盾,例如：对性质相近的作业单位布置在一个区域可满足管理的方便性和组织结构的合理化要求，却可能导致物流量的增大；满足尽量减少运输和交叉的目标，却可能违反柔性目标,矛盾的根源和解决问题的方法,根源：生产系统的目标本身经常难以捉摸（明确战略思路）；方法：不存在能解决一切问题的方法（系统最优不如系统合理）；科学与艺术结合（谁说得清家庭布置更科学还是更艺术）；理性与感性结合（建立学习型组织）,4.设施布置设计方法,(1)摆样法(2)数学模型法(3)图解法(4)系统布置设计,(1)摆样法。它是最早的布局方法。利用二维平面比例模拟方法，按一定比例制成的样片在同一比例的平面图上表示设施系统的组成、设施、机器或活动。通过相关分析，调整样片位置可得较好的布置方案。这种方法适用于较简单的布局设计，对复杂的系统该法就不能十分准确，而且花费时间较多。,(2)数学模型法。运用运筹学、系统工程中的模型优化技术(如：线性规划、随机规划、多目标规划、运输问题、排队论等)研究最优布局方案，为工业工程师提供数学模型，以提高系统布置的精确性和效率。但是用数学模型解决布局问题存在两大困难。首先，当问题的条件过于复杂时，简化的数学模型很难得出符合实际要求的准确结果；其次，布局设计最终希望得到布局图，但用数学模型得不到。利用数学模型和CAD相结合的系统布局软件是解决布局问题的一种好方法。,(3)图解法。它产生于20世纪50年代，有螺线规划法、简化布置规划法及运输行程图等。其优点在于将摆样法与数学模型法结合起来，但在实践上现在较少应用。,(4)系统布置设计SLP(Systematic Layout Planning)法。1961年由Richard Muther提出的一套系统化的布置设计方法，即系统布局的SLP法。这是当前工厂布局设计的主流方法。,5.设施布置需要的数据,一个良好的布置设计应使物料搬运的成本最低，使人员走动的距离最短，从而使办事效率最高。而良好的布置设计必须符合实际情况，并有比较完备和详细的数据：(1)设施之间相互流动的物流频率。(2)设施的形状和大小尺寸。(3)有效的楼层面积和空间。(4)是否设施位置要受限制和限制的条件。(5)是否一对设施之间要求相互靠近。,对一些中小型企业，尤其是小公司来说，要为布置设计生成一切需要的定量数据是困难的。原因是多方面的，如公司产品尚未有多大变化，信息尚未计算机化，或没有人力去收集数据等。在这种情况下，设施设计人员必须想出可代替的办法，用定性数据代替定量数据工作。这就是Muther在1973年提出的主观性评价的作业单位关系图法，将在下一节作详细的讨论。但这不是说数据不重要，完备、详细和可靠的数据是设计完美布置的基础。,特别指出：距离的计量,更多用于现有设施布置的改进。因为设施有不同的形状，通常用设施中心的距离来表示设施间的距离，这是最简单的方法。然而，由于实际上受到有无合格测量人员、搜集数据的时间是否充分、所用物料搬运设备类型的影响而有相当差别。如通过自动导引车(AGV)搬运物料，过道距离可能是合适的计量单位，而悬挂式垂直移动的物料搬运装置，以直线计量距离较好。通常都以设施中心的距离作为计量标准，当然，从一个设施的装料点到另一设施的卸料点计算距离更为准确。在实际工作中，有以下几种不同的距离计量标准：,1.几何距离（直线距离）2.过道距离沿过道走的距离3.直角距离类似于过道距离，只能走直角弯4.邻接距离更多用于SLP的评分。相邻值为1，否则为0,(xi,yi),(xj,yj),6.设施布置的基本形式,(1)工艺原则布置,又称机群布置或功能布置，是一种将相似设备或功能相近设备集中布置的布置形式，比如按车床组、磨床组等分区。这种布置形式通常适用于单件生产及多品种小批量生产模式。医院是采用工艺原则布置的典型例子。工艺原则布置的特点同类型的设备、同工种的工人、同一加工方法、完成产品某一工艺过程加工、通用设备、通用工装、机群式布置,急诊室的布置,办公室布置,工艺原则示意图,工艺原则布置优缺点,工艺原则布置的设计,工艺原则布置是最常用的一种布置方法，它用来对具有类似工艺流程的工作部门进行布置，使其相对位置达到最优。现通过一家小批量的玩具生产厂的设施布置来说明工艺原则布置的设计过程。该玩具生产的主要工艺流程是玩具的零部件在车间里制成后，送到组装车间进行组装,假设该玩具厂有八个车间，包括收发部门、塑模和冲压车间、金属成形车间、缝纫车间和喷漆车间等，如何对这八个车间进行布置呢?在许多设施规划中，最优的布置经常意味着将彼此之间物流量较大的部门相邻布置，使设施间物料搬运费用最小，依此目标对该玩具厂进行布置。,1基本假设在布置前，为了简便起见，作如下假设。假设1：所有的车间都有同样大小的空间(例如40 mX40 m，这座建筑物有80 m宽、160m长。假设2：所有的物料都是用标准尺寸的木箱装运，用叉车运输，叉车每次运输一箱物料(构成一个装载单元)，相邻部门之间单位货物的运输成本为1元，对角线之间允许直接移动。,假设当前布局形式如下图所示，请问还有改进的余地吗？,160m,80m,车间之间的物流量表(由工艺得到),决定布置费用，如下表。,一种改进尝试：,结果：成本增加（p68）结论：需要一种科学的方法,最优解如下图：,对最优布置的分析1、发运与收货部门接近工厂的中心区不现实2、塑料熔合部门紧接油漆部门不安全3、小玩具装配与大玩具装配位于工厂两端不省时（装配工）此外，基本假设可能有下述问题：1、部门面积或形状不一定相等2、部门出入口没有限制3、物料搬运方法不可能完全一样 因此，还需进行一定的调整。,(2)产品原则布置,也称装配线布置、流水线布置或对象原则布置，是一种根据产品制造的步骤安排设备或工作过程的方式。产品流程是一条从原料投入到成品完工为止的连续线。固定制造某种部件或某种产品的封闭车间，其设备、人员按加工或装配的工艺过程顺序布置，形成一定的生产线。适用于少品种、大批量生产方式，这是大量生产中典型的设备布置方式。如汽车装配、大学迎新、化工生产产品原则布置的特点不同类型的设备、不同工种的工人、不同加工方法的加工、完成产品全部或大部分工艺过程、专用设备、专用工装、流水线或自动线,产品原则示意图,产品原则布置优缺点,产品原则布置的设计,产品原则布置与工艺原则布置之间明显不同的特性是工件流动的模式。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。然而，在特殊情况下的产品原则布置，如装配线的布置，工厂设计人员将面临着较复杂的问题如何达到装配线的均衡流动，使在装配线上操作的工人停工时间最短。这时往往面临两个问题：,(1)在给定的周期时间内，求工作地点的最小数量布置问题。(2)在已定的工作地点数量条件下，求最小的周期时间编制进度表问题。一般是“周期时间”和“工作地点”合并求解，具体内容生产管理中都学过，可参考相关书籍，在此不再详述。,(3)成组技术布置,在产品品种较多、每种产品的产量又是中等程度的情况下，将工件按其外形与加工工艺的相似性进行编码分组，同组零件用相似的工艺过程进行加工，同时将设备成组布置，即把使用频率高的机器群按工艺过程顺序布置，组合成成组制造单元，整个生产系统由数个成组制造单元构成。这种成组原则布置方式适用于多品种、中小批量生产。百货商店：分部图书分馆：期刊馆,商场布置,面包,成组原则示意图,成组原则布置优缺点,成组原则布置设计,工艺原则布置转换为成组布置可通过以下三个步骤来实现：将零件进行分类。该步骤需要建立并维护计算机化零件分类与编码系统。尽管许多公司都已开发了简便程序来对零件进行分组，但这种剩的支出仍然很大。识别零件组的物流类型，以此作为工艺布置和再布置的基础。,将机器和零件按工艺分组，组成工作单元。在分组过程中经常会发现，有一些零件由于与其他零件联系不明显而不能分组，一些专用设备由于在各加工单元中的普遍使用而不能具体分到任一单元中去。这些无法分组的零件和设备都放到“公用单元”中。,虚拟成组单元 当设备不易搬运时，许多公司都在工艺原则布置中使用固定机器。对于两个月的生产运行期来说，一个虚拟成组技术(GT)单元可能是由钻床区的钻床1、铣床区的铣床3和机器组装区的组装区2组成的。为了产生一个近似的GT流，对某一零件组的所有加工都在指定机器上进行。,(4)固定工位布置,适用于大型设备(如飞机、轮船)的制造过程，产品固定在一个固定位置上，所需设备、人员、物料均围绕产品布置，这种布置方式在一般场合很少应用，飞机制造厂、造船厂、建筑工地等是这种布置方式的实例。公路、房屋建设：太大手术：没办法餐厅：不愿意船舶、机车、发电机组,固定工位布置优缺点,固定工位布置的设计,与工艺原则布置和产品原则布置相比，定位布置的特点是具有相对较少的产品数量。在进行定位布置时，可将产品看作车轮的轮毂，作为布置的中心，原材料和设备按照使用次序和移动的难易程度布置在产品的四周。比如，在造船时，整个建造过程中需要使用的铆钉应放在船壳附近或船壳内；笨重的发动机部件只需向船壳移动一次，所以应放在较远的位置；起重机由于经常要使用，应该放在离船壳较近的地方。,实例：某汽车厂设施布置分析,流程示意图,总装配线示意图,冲压车间,布置的定量分析,问题：如何安排和定位各部门的相对位置？问题的延伸：产品原则布置、成组原则布置和工艺原则布置哪种布置难度更大？产品原则布置和成组原则布置中，设备和车间服务于专门的产品线或模块，而工艺原则布置因其物流路线的高度可变性，因此难度更大些。问题的解析系统化布置设计（Systematic Layout Planning）,7.动态布置设计,由于科学技术日新月异以及客户需求的多样化，产品寿命周期不断缩短，为人们所熟知的大量生产方式和追求高效专用设施设备的运营策略已不再为主流思想，取而代之以适应市场多变需求、便于更新换代的多品种小批量、柔性高效生产方式。这些布置设计的新问题，向设施规划设计人员提出了新课题。,实际生产运营中，设施设计的先天性缺乏柔性或灵活性，常常成为生产发展的瓶颈，使设施对市场变化的反应过慢。这就引起了对传统布置设计的重新检验，并进行新的探索。为了适应市场需求的不断变化，一成不变的、难以调整的设施布置已经不能满足需要，不能把一次布置的静态平衡看成最终结果，而应使布置设计适应中长期发展规划的需要，具有良好的动态柔性。人们需日益注意研究和发展能够容易地调整、扩展或缩小的柔性布置。,设施模块化,模块化设施是由标准化、模块化的建筑物、工作地和物料搬运设施等组成的设施结构，是由模块设计产生的新型设施。这种设施的设计概念在全世界范围内越来越被接受，并取得了提高空间利用率、便于扩建而不影响生产的进行、改善工作环境等效益。模块化设施在欧洲发展最普遍，在加拿大、日本和美国也正在普及。,模块化的基础：产品合理化使产品系列与企业战略目标一致产品标准化将某些首选的零件标准化，从而减少零件数目 一种现象：某中档次轿车车型中使用了110种散热片，300种烟灰缸、437种仪表盘，1200种车内地毯，6000种紧固件思考与讨论：零件激增的原因和后果是什么？如何进行模块化设计 按功能分割模块化？,由标准化、模块化的建筑物、工作站和物料搬运设施等组成设施布置型式，可很好地解决实际的设施设计缺乏柔性的问题。目前，被欧美广泛采用的方法是利用一个横向“脊柱”联接的模块结构，脊柱周围设置若干与之联接的、标准尺寸的模块。使脊柱成为一个纵向走廊，作为人流、物流的路径。,脊柱型模块建筑,模块化设施布置,模块化布置的柔性扩展,模块化示例,Volvo 一工厂块状布置,Volvo 另一工厂块状布置,补充：现代工业建筑多元化,圆形厂房,位于德国法兰克福的0PEL新汽车工厂的外形布置,奔驰的smart汽车装配厂外型布置,系统布置设计(SLP),系统布置设计(SLP),工厂布置的方法和技术一直是工业工程领域不断探索的问题。自工业革命以来研究出了许多手工设计、数学分析和图解技术。20世纪60年代以来，又发展了计算机辅助工厂布置。在众多的布置方法中，物流处于重要地位，把寻求最佳物流作为解决布置问题的主要目标。,工厂布置的程序和方法，以1961年Muther提出的系统布置设计SLP 最为著名，应用十分普遍。这是一种条理性很强、物流分析与作业单位相互关系密切程度分析相结合、求得合理布置的技术。自SLP法诞生以来，设施规划设计人员不但把它应用于各种机械制造厂的设计中，而且不断发展应用到一些新领域，如公司办公室的布置规划、连锁餐厅的布置规划等服务领域。,1、系统布置设计(SLP)要素,在SLP方法中，RichardMuther将研究工厂布置问题的依据和切入点归纳为五个基本要素，抓住这些就是解决布置问题的“钥匙”。五个基本要素是：产品P(材料)；数量Q(产量)；生产路线R(工艺过程顺序)；辅助部门S(包括服务部门)；时间T(时间安排)，如下页图所示。,城市规划 外部协作条件 交通运输条件 地质水文条件自然气候条件 关于职业安全和卫生、环境保护等方面的规程、标准和技术规范等,影响设施布置设计的其他要素,2、阶段结构,系统布置设计采用四个阶段进行，称为“布置设计四阶段”。,确定位置:工厂的总体位置,总体区划：初步规划基本物流模式和总体布局,详细布置：确定各作业单位的具体位置,实施：编制施工计划，进行施工安装,非物流分析,物流分析,物流、非物流综合分析,面积关系图,外 界 约 束 条 件,设计过程中修正条件,必需面积,可用面积,评 价,几套供选择方案,选出最佳布置方案,3、程序模式,SLP分析,一、产品产量（PQ）分析,产品产量分析是为了确定设施基本布置形式而采用的综合分析方法，同时也是物料重要等级分类的方法。,产品品种产量分析（PQ分析）,产品产量（P-Q）与设施布置的关系,非物流分析,物流分析,物流、非物流综合分析,面积关系图,外 界 约 束 条 件,设计过程中修正条件,必需面积,可用面积,评 价,几套供选择方案,选出的最佳布置方案,系统布置设计(SLP)模式(程序)图,二、物流分析(工艺过程及分析),物流分析包括确定物料在生产过程中每个必要的工序之间移动的最有效顺序及其移动的强度和数量。一个有效的工艺流程是指物料在工艺过程内按顺序一直不断地向前移动直至完成，中间没有过多的迂回或倒流。,各条路线上的物料移动量就是反映工序或作业单位之间相互关系密切程度的基本衡量标准，一定时间周期内的物料移动量称为物流强度。问题：物料种类繁多，可运性不相同。如何统计物流系统中性质、特征各不相同的物料数量？,（一）搜集原始数据,在物流分析之前，必须搜集完备的所研究系统范围内有关的原始数据，备作分析之用。但这不是一个简单的问题。因为物料是形式各异、种类繁多、又很杂乱的。通常物流分析的最终目标总是物流费用为最低。而物流费用与物料种类、数量、移动距离、服务和时间性密切相关。,通常有两种主要方法用来记录物流路线和物流量的原始资料。第一种方法是每次只观察一类物料，跟踪整个物流过程来收集资料，称流程分析法，用来编制流程图表。这种方法必须对每类物料分别进行一次分析。第二种方法称为起止点分析法，用以编制物料进出表。此法又可分为两种：每次分析一条物流路线，收集此路线上各类物料有关资料;对一个区域进行观察，收集进出此区域内的所有物料的相关资料。,（二）物流量统计,不论是流程分析法还是起止点分析法，都必须对物流量进行统计，物流量统计无固定格式，但一般需统计以下内容：物料名称、搬运单位、物流条件、两设施间距离、物流强度、搬运方法等。,当量物流量,物流系统中由于几何形状、物料搬运难易程度相差甚远，一方面简单地用重量作为物流量单位不合理，另一方面要想得到精确的物流量也不大可能，又因为社会和生产对物料品种数量的需求也是经常在变化，所以苛求物流量的绝对准确性也无可能和必要，何况不同物料的数量通常也是不可比的，如一吨钢和一吨泡沫塑料，重量虽相等但体积相差太大。因此在物流系统的分析、规划、设计中，如能找到一个标准，将各种物料经过折算都变成标准的倍数或系数，即折算成统一量，将会使分析和计算大为简化。这个折算成的统一量就称为当量物流量。,当量物流量是指物流运动过程中一定时间内按规定标准修正、折算的搬运和运输量。例如一台载重量为10吨的卡车，当运输10吨的锻件时，10吨锻件的当量物流量为10吨，而一次只能装载2吨的组合件时，这两吨组合件的当量物流量同样为10吨，实际系统中所提及的物流量均为当量物流量。,目前，当量物流量的计算尚无统一标准，一般根据现场情况和经验确定。例如，一个火车车皮的载重量为60t，装载12个汽车驾驶室总成，则每个驾驶室的当量物流量为5当量吨。再如，企业中一个标准料箱载重量是2t，装载了100个中间轴，则每个中间轴的当量物流量为20当量千克。,实际物流中一般用物料的某一特征（重量、几何形状、装载和包装形式等）来估算当量物流量。可用下式表示：f=q.n 其中：f当量物流量 q每个标准搬运单元的当量吨数 n单位时间内两设施间流动的标准单元数,补充：玛格数(Magnitude),玛格数起源于美国，是一种不十分成熟的当量物流量计算方法，是为度量各种不同物料可运性而设计的一种当量物流量的度量单位，可以衡量物料搬运难易的特征。,(1)玛格数的定义。一个玛格的物料具有如下特征：1)可以方便地拿在一只手中。2)相当密实。3)结构紧凑，具有可堆垛性。4)不易受损坏。5)相当清洁、坚固和稳定。通俗地，是一块经过粗加工的10in3(或稍大于2inX2inX2in)大小的木块，约有两包香烟大小，叫做一个玛格。应用玛格数时，需将系统中的所有物料换算成为相应的玛格数。,玛格的计算：M=A+A（B+C+D+E+F）/4 其中：A基本值，通过计算物料体积后查玛格曲线得出。B密度修整系数 C形状修整系数 D损伤危险程度修整系数 E状态（物理、化学）修整系数 F价值因素（若不考虑，则F=0）,玛格数的概念有其局限性。玛格数对各种不同的物理、化学状态的物料和搬运方法不能十分准确地描述和度量，因而是一种近似描述物流量的标准值。在一些特性相差不大的物料搬运中，玛格数比较适用。物流系统越大、越复杂，玛格数的使用精度越低。,（三）物流分析原则,经过距离和物流成本最小避免迂回和避免十字交叉不仅要考虑物流，人的活动路径同样也应加以考虑。,（四）物流分析方法,1.物流线图2.物料流程图3.工艺工程图4.多种产品工艺过程表5.成组方法6.从至表,1物流线图（string diagram）,我们用圆圈来表示设备装置，而圆圈间的连线则用来表示流程。相邻圆圈间的连线是从一个圆的中心指向另一个圆的中心的，如果我们要跳过某一个环节，就将线画在圆圈的上方，如果流程是回运的，就叫做“回流”，流程线则在圆圈下方。,1、,2、,3、,多用于个别零件的流程分析,A,D,C,E,S,改善,在改善过程中，首先找出线图中多种零件都必须经过的途程，两点间线条的数量愈多，表示此两机器间的移动频率愈高，位置应愈近愈好；根据此原则可以绘制出改善后的布局图.距离计算以步为单位，所谓的一步指的是相邻两圆圈的距离，若我们移动时跳过了一个圆圈，则这个距离应该算两步。,A,D,C,E,S,1、,2、,3、,4步 ACES4步 AES8步 AEDS,A,E,C,D,S,1、,2、,3、,6步 ACES4步 AES4步 AEDS,改善后,2.物料流程图（flow diagram）,物料流程图显示从收货、储存、部件生产、装配、打包到仓库及运输每个环节所经过的路线，这些路线可画在工厂布局图上。用标准的工业工程符号进行标注。它以移动为主要考虑因素，往往能明显标示出回运以及不必要的搬运作业，以及交通拥挤的关键点，对既有布局的检讨和改善特别有帮助。,3.工艺过程图,在大批量生产中，产品品种很少，用标准符号绘制的工艺过程图直观地反映出工厂生产的详细情况，此时，进行物流分析只需在工艺过程图上注明各道工序之间的物流量，就可以清楚地表现出工厂生产过程中的物料搬运情况。另外，对于某些规模较小的工厂，不论产量如何，只要产品比较单一，都可以用工艺过程图进行物流分析。,工艺过程图标准符号如下表所示（基础IE已经讲过）,物料操作标准符号,变速器加工工艺过程,随车工具箱加工工艺工程,叉车生产工艺过程,多种产品工艺过程表是将流程类似或可能类似的产品和零件以合并线图的方式加以表达，进而找到具有共同或类似加工流程的产品群组和机器安排的次序，以作为布局设计的依据。多种产品工艺过程表的构成步骤说明如下：,4.多种产品工艺过程表,(1)在图表的左边列记各项产品或零件所要通过的各操作或设备，由上而下按照发生的顺序，尽可能减少逆回的逻辑排列。(2)在图表的上方列出各项产品或零件，其次序可按照数量大小或重要性自左而右排列。(3)按照个别产品或零件，依其相对的操作或设备，以圆圈分别予以划记、列出操作线和编号。,(4)如此将这些产品或零件一一画出，对各产品或零件的流程次序作比较，使流量最大的操作之间具有最短的距离，以及全图形的操作线有最少的逆回现象，也就是说要调整操作或设备的次序，以求得最好的顺序为止。,示例：多种产品工艺过程表,多种产品工艺过程表分析主要通过作业单位的排序，求得物流顺流程度W的最大值。其中：W的计算式为 Wjk为产品Pj的工序Rjk与Rjk+1之间的物流强度 Djk为权值：工序相邻，且物料移动为直接正向时，取权值为2；间接正向取1；工序不相邻，且物料倒流时，取权值为-2，工序相邻的倒流取-1。,示例：最佳顺序多种产品工艺过程表,多种产品工艺过程表适合具有下列条件的情况：(1)产品的机器需求类似。(2)产品的质量需求类似。(3)产品的材料需求类似。(4)产品的作业需求类似。(5)产品的工作时间类似。(6)产品的作业流程类似。,多种产品工艺过程表用途,(1)一般产品群组的分类方法有二：一为依据相似的设计；二为依据类似的加工流程。而多种产品工艺过程表则提供了寻觅类似流程群组的一种方法。(2)通过减少逆回的分析，可排列出最主要的操作或设备的安排次序。(3)在制作多种产品工艺过程表的过程中，可产生一个有效流程形式配置的思考方向，特别是对流程相近而种类多、产量不太多的产品。,5.成组方法,当产品品种达到数十种时，若生产类型为中、小批量生产，进行物流分析时，就有必要采用成组方法，按产品结构与工艺过程的相似性进行归类分组，然后对于每一类产品采用工艺过程图进行物流分析；或者采用多种产品工艺过程表表示各组产品的生产工艺过程，再做进一步的物流分析。,当产品品种很多，产量很小且零件、物料数量又很大时，可以用一张方阵图表来表示各作业单位之间的物料移动方向和物流量，表中方阵的行表示物料移动的源，称为从；列表示物料移动的目的地，称为至，行列交叉点标明由源到目的地的物流量。这样一张表就是从一至表，从中可以看出各作业单位之间的物流状况。若是将不同零件重要性列入考虑时，如零件的数量与重量等信息在规划时也要加以考虑，则同样可使用从至表。单件产品也同样可以使用从至表。,6.从至表(from-to chart),例：设有三个产品A、B、C，每个产品每天搬运托盘数如下表所示：,当存在物流倒流现象时，倒流物流量出现在从至表中的下三角方阵中，此时，从至表中任何两个作业单位之间的总物流量(物流强度)等于正向物流量与逆向(倒流)物流量之和。,当针对现有布局时，通常会涉及到设施之间的距离从至表。,改善思路,尽可能让物流量大的两对作业单位之间接近。找出数字较大的方格，如416，表示铣床与检验应尽量靠近；根据此原则将之重新安排，即可以获得较佳的安排方式，或较佳区域的顺序。当我们改变了机器的布局顺序时，表格中所有物流量都要同时改变。这样做之后，总体物流量未必见得有所改善。针对从至表进行布局改善SLP有自己的一套方法，后面我们会介绍到。,（五）物流分析方法总结,P一Q关系决定了所采用的初步物流分析的方式：物流线图适用于较简单零件的流程分析物料流程图对既有布局的检讨和改善特别有帮助工艺过程图：适应大批量生产，产品品种很少；多种产品工艺过程表：适应多品种且批量较大；成组方法:适应中、小批量生产，产品品种达到数十种；从至表：适用范围较广，特别适用于产品品种很多，产量很小且零件、物料数量很大的情况。,某工厂有ABCDE五个车间，布置见下页图，其中+为各车间中心。该厂生产四种产品，各产品的工艺路线和每月产量如下表所示。,习题：,(1)试以直角距离计算两两车间的距离从至表；(2)计算物料搬运数量从至表；(3)计算搬运工作总量从至表。注：直角距离意味着从一距心到另一距心只能水平或竖直走，只能直角转弯。,三、物流相关表,在采用SLP法进行工厂布置时，不必关心各作业单位对之间具体的物流强度，而是通过划分等级的方法，来研究物流状况，在此基础上，引入物流相关表，以简洁明了的形式表示工厂总体物流状况。SLP中将物流强度转化为五个等级，分别用符号A、E、I、O、U来表示，其物流强度逐渐减小，对应超高物流强度、特高物流强度、较大物流强度、一般物流强度和可忽略搬运五种物流强度。,物流强度等级划分表,Absolutely,Especially,Important,Ordinary,Unimportant,物流相关表的绘制,1、设施间的物流量统计2、物流强度汇总3、物流强度分析、物流等级划分4、绘制物流相关表,1、物流量统计,当产品品种少时用工艺过程图进行物流分析；产品品种多时，用从至表或多种产品工艺过程表对实际设施间的物流量进行统计。,2、物流强度汇总,汇总设施对之间的物流强度（单位时间内两设施之间的物流量），需要注意的是，设施对A、B之间的物流强度等于从A到B的正向物流量和从B到A的逆向物流量之和。也就是从至表中上三角矩阵对应的数据加上下三角矩阵对应的数据之和。物流强度汇总反映到物流强度汇总表中，如下页所示：,物流强度汇总表,3、物流强度分析,首先对物流强度汇总表中的各作业单位对按物流强度大小排序，然后按照A、E、I、O、U等级划分比例对物流强度进行等级划分。,各作业单位对按物流强度大小排序,4、绘制物流相关表,首先绘制物流相关原始表（也称物流相关表工作底稿）对物流相关原始表进行变形得到物流相关表（也称物流相关图）。,作业单位物流相关表,I,1,2,4,3,5,8,7,6,非物流分析,物流分析,物流、非物流综合分析,面积关系图,外 界 约 束 条 件,设计过程中修正条件,必需面积,可用面积,评 价,几套供选择方案,选出的最佳布置方案,系统布置设计(SLP)模式(程序)图,五、作业单位非物流关系分析,当物流对生产影响不大或没有固定的物流时，工厂布置就不能依赖于物流分析，需要进行作业单位间非物流关系分析。,作业单位非物流关系分析,属于非物流因素的情况：一些电子或宝石工厂，需要运输的物料很少，物流相对不很重要。辅助设施与生产部门之间常常没有物流关系，但必须考虑其间的密切关系。在纯服务性设施中，如办公室、维修间内，常常没有真正的或固定的物流，确定它们之间的关系，要采用其他通用规则，而不是物流。在某些特殊情况下，工艺过程也不是布置设计的惟一依据。,作业单位非物流相互关系分析,物流关系可以用物流强度来表示两个作业单位之间的关系密切程度，非物流关系无法定量表示，只能通过定性分析加以区分。基本思路根据经验确定作业单位非物流相互关系密切程度后，利用与物流相关表相同的表格形式，建立非物流相互关系表。作业单位非物流相互关系密切程度通常可以从以下几个方面加以考虑：,作业单位间非物流相互关系密切程度的典型影响因素一般可以考虑以下方面：a.工艺流程 b.作业性质相似 c.使用相同的设备 d.使用同一场所 e.使用相同的文件档案 f.使用相同的公用设施 g.使用同一组人员 h.工作联系频繁程度 i.监督和管理方便 j.噪声、振动、烟尘、易燃易爆危险品的影响（安全、卫生）,（1）确定作业单位非物流相互关系等级,（2）列出作业单位相互关系密切理由（示例）,在评价作业单位非物流相互关系时，可以先制定出一套“基准相互关系”，作业单位之间的相互关系通过对照“基准相互关系”来确定。下页表给出的基准相互关系可供实际工作中参考。,基准相互关系参考表,U,U,U,U,O,6,U,U,U,E,2,U,U,U,I,3,E,4,E,4,U,U,U,U,X,7,X,7,U,U,U,U,E,3,U,U,U,U,E,5,U,U,U,U,U,作业单位,原材料库,油料库,机加车间,热处理车间,总装车间,工具车间,焊接车间,成品库,办公楼,（3）建立非物流作业单位相互关系表（示例）,一般应给出关系划分时所考虑的主要因素,（2）列出作业单位相互关系密切理由（示例）,非物流分析,物流分析,物流、非物流综合分析,面积关系图,外 界 约 束 条 件,设计过程中修正条件,必需面积,可用面积,评 价,几套供选择方案,选出的最佳布置方案,系统布置设计(SLP)模式(程序)图,工厂中，作业单位之间物流相互关系与非物流相互关系往往并不一致，为了确定各作业单位之间综合相互关系密切程度，须将两个表进行合并。求出合成的相互关系综合相互关系，然后从各作业单位之间的综合相互关系出发，实现各作业单位的合理布置。,四、作业单位综合相互关系表,（1）确定物流（m）与非物流（n）相互关系的相对重要性一般地m:n不应超过1：3或3：1，当比值大于3：1时，说明物流关系占主导地位，工厂布置时只需考虑物流相互关系的影响。当比值小于1：3时，说明非物流关系占主导地位，工厂布置时只需考虑非物流相互关系的影响。实际工作中一般取以下数值之一：3:1,2:1,1:1,1:2,1:3。,步骤,（2）综合相互关系计算根据作业单位对之间物流与非物流关系等级的高低进行量化，一般取A=4,E=3,I=2,O=1,U=0,X=-1,XX=-2并加权求和，求出综合相互关系。需要说明的是，将物流与非物流相互关系进行合并时，应该注意X级关系密级的处理，任何一级物流相互关系等级与X级非物流相互关系等级合并时都不应超过O级。对于某些极不希望靠近的作业单位之间的相互关系可以定为XX级，即绝对不能相互接近。,（3）综合相互关系的等级划分综合计算得出的是量值，须经过等级划分，才能建立与物流相互关系表相似的综合相互关系表。等级划分一般参照以下数据同时参考等级划分比例关系表：权重归一化后得出的综合评价值：3.54 A 2.53.5 E 1.52.5 I 0.51.5 O、U或X（视情况而定）-0.50.5 U或X（视情况而定）其他 X或XX,综合相互关系等级及划分比例,示例：液压转向器作业单位综合相互关系计算表,须计算N*(N-1)/2对作业单位，计算分数在-18之间，由此得综合相互等级划分表如下：,建立作业单位综合相互关系表（示例）,五、作业单位位置相互关系分析,在SLP中，设施布置并不直接去考虑各作业单位的占地面积和几何形状，而是从作业单位间相互关系密切程度出发，安排各作业单位之间的相对位置，关系密切等级高的作业单位之间距离近，等级低的距离远。问题：作业单位间必然会出现密切等级相同的作业单位对，这会给位置分析造成困难。怎么办？,引入综合接近程度的概念某一作业单位综合接近程度等于该作业单位与其他所有作业单位间量化后的关系密切等级之和。综合接近程度值的高低反映了该作业单位在布置图中是应该处于中心位置还是处于边缘位置。,1、如何计算综合接近程度：将作业单位综合相互关系表变换成类似于从至表一样的 三角矩阵，然后量化关系等级。,示例：液压转向器综合接近程度排序表,第一步处理关系密级为A的作业单位对。按各作业单位综合接近程度的高低排序，找出综合接近程度最高的布置在中心位置；依次处理作业单位对。第二步处理关系密级为E的作业对。最后重点调整X级作业单位对的相互位置,绘制作业单位位置相关图,在绘制作业单位位置相关图时，应使用图例符号，它是节省时间的简写工具，也是与别人交流的手段，为规划人员提供了统一的语言，又便于相关人员理解问题。,在作业单位位置相关图中，常采用号码来表示作业单位，用工业工程标识符号来表示作业单位的工作性质与功能，可以利用推荐的颜色来绘制作业单位，来表示作业单位的工作性质，以使图形更直观。有时，为了绘图简便，往往采用内标注号码来表示作业单位而不严格区分作业单位性质，当然，也可以用虚线来代替波浪线表示X级关系密级。,作业单位关系等及表示方式,流程和面积类型图例符号,例子：P91,作业单位位置相关图,作业单位面积相关图,另一种做法布置平面图,(1)第一步，先取纸板用刀划出尺寸相同的方块作为样板，每一块样板代表一个作业单位，样板中央写上作业单位名称、代码，在样板的四角根据作业单位关系写上各种关系代码。,工作底稿,(2)第二步，首先选出“A”关系数量最多的一块样板(作业单位)。如果遇到不止一块样板有相同数量的“A