《生产计划控制教学课件》4-生产-服务设施选址与布置.ppt
第四章 生产/服务设施选址与布置,第一节 生产运作系统空间组织的内容和原则第二节 生产运作系统空间组织的层次和影响要素第三节 设置生产单位的专业化原则第四节 生产运作系统空间布置的步骤及方法,2023/9/1,2,第四章 生产/服务设施选址与布置,产品的生产过程：是指从原材料投入到成品出产的全过程，通常包括工艺过程、检验过程、运输过程、等待停歇过程和自然过程。,2023/9/1,3,第四章 生产/服务设施选址与布置,机械制造工艺过程可划分为三个基本阶段：毛坯制造、零件加工、产品装配。工序是工艺过程最基本的组成单位，是指在一个工件地上工人利用一次装卡所完成的加工作业。,2023/9/1,4,第四章 生产/服务设施选址与布置,2023/9/1,5,第一节 生产运作系统空间组织的内容和原则,一、生产运作系统空间组织的内容二、生产运作系统的空间组织原则,2023/9/1,6,一、生产运作系统空间组织的内容,设置生产单位；布置空间场所。,2023/9/1,7,二、生产运作系统的空间组织原则,1、设置生产单位的原则专业化原则适应性原则 生产运作管理的核心是从生产力的角度研究和解决生产过程中的分工与协作问题。,2023/9/1,8,二、生产运作系统的空间组织原则,2、布置空间场所的原则有利生产方便运输节约用地美化环境,2023/9/1,9,第二节 生产运作系统空间组织的层次和影响要素,一、生产运作系统空间组织的层次二、生产运作系统空间组织的重要影响因素,2023/9/1,10,一、生产运作系统空间组织的层次,以机械加工企业为例 较为一般地分为工厂、车间、班组三个层次。规模更大、层次更多的可分为总厂、分厂、车间、工段、班组五个层次。,2023/9/1,11,一、生产运作系统空间组织的层次,1、不同层次生产运作系统空间组织共性的一面 都是以它下一个层次作为基本单位。都是以它的上一个层次作为总体协调目标。都要遵循空间组织共同的原则。,2023/9/1,12,一、生产运作系统空间组织的层次,2、不同层次生产运作系统空间组织个性的一面内容不同影响要素不同所面临和需要处理的问题也不同。,2023/9/1,13,二、生产运作系统空间组织的重要影响因素,1、企业的产品方向、结构和工艺特点 2、企业的专业化与协作化水平3、企业的生产规模,2023/9/1,14,第三节 设置生产单位的专业化原则,设置生产单位的专业化原则有工艺专业化原则、对象专业化原则、混合原则、成组工艺中心、成组生产中心等。这里主要介绍两种最基本的专业化原则：工艺专业化原则 对象专业化原则,2023/9/1,15,一、工艺专业化原则和工艺专业化车间,即按不同的工艺特征建立生产单位的原则。特点：三同一不同，即同设备、同工种工人、同工艺方法、不同加工对象。两种形式：完成一个工艺阶段的全部工种作业的专业化 车间。完成一个工艺阶段的部分工种或某一工种的 工艺专业化车间。,2023/9/1,16,工艺专业化车间之间零件运动示意图,2023/9/1,17,一、工艺专业化原则和工艺专业化车间,工艺专业化原则的优点：对产品品种变化的适应能力强；生产系统的可靠性较高；工艺及设备管理较方便。,2023/9/1,18,一、工艺专业化原则和工艺专业化车间,工艺专业化原则的缺点：工件在加工过程中运输次数多，运输 路线长；协作关系复杂，协调任务重；只能使用通用机床、通用工艺装备，生产效率低；在制品量大，生产周期长。,2023/9/1,19,二、对象专业化原则和对象专业化车间,即按产品（零件、部件）建立生产单位的原则。特点：三不同一同，即不同设备、不同工种、不同加工方法、同加工对象。两种形式：以产品或部件为对象的和以同类零件为对象。以同类零件为对象建立的专业化车间。,2023/9/1,20,对象专业化车间之间零件运动示意图,2023/9/1,21,二、对象专业化原则和对象专业化车间,对象专业化原则的优点：可以减少运输次数，缩短运输路线；协作关系简单，简化了生产管理；可使用专用高效设备和工艺装备；在制品少，生产周期短。,2023/9/1,22,二、对象专业化原则和对象专业化车间,对象专业化原则的缺点：对品种变化适应性差；生产系统的可靠性较差；工艺及设备管理复杂。,2023/9/1,23,第四节 生产运作系统空间布置的步骤及方法,一、生产运作系统空间布置的步骤二、平面布置设计的方法,2023/9/1,24,一、生产运作系统空间布置的步骤,影响空间布置的主要因素 物料流向 物料运量 作业相互关联性,2023/9/1,25,一、生产运作系统空间布置的步骤,系统的布置设计(SLP)从系统的观点出发综合应用各种有效方法，综合考虑影响空间布置的主要因素，进行工厂总平面布置设计。,2023/9/1,26,一、生产运作系统空间布置的步骤,具体步骤和内容：PQ分析 物流分析 生产活动相互关系的分析 绘制物流活动相关图 设计布置方案 选择评价方案,P-Q分析图,2023/9/1,27,一、生产运作系统空间布置的步骤,2023/9/1,28,二、平面布置设计的方法,1、物料流向图法 按照原材料、在制品及其它物资在生 产过程中总的流动方向来布置工厂的 车间、设施和生产服务单位。工厂厂房和建筑物的相互位置一般顺序：,2023/9/1,29,二、平面布置设计的方法,为了反映各组成部分相互间的生产联系和在生产过程中原材料、毛坯、半成品、成品等的物流流向，可以先绘制系统图，以便按它进行平面布置。,2023/9/1,30,某机械制造厂生产系统图,2023/9/1,31,二、平面布置设计的方法,2、代数式法代数式法具体做法是：划分各生产单位和进行分区编号；列出约束条件和优化条件；用乘式表达布置组合；进行乘积运算排斥某生产单位多个分区并置的方案；反复进行乘式运算完成所有排斥。高次方表示满足各个优化条件。,2023/9/1,32,代数式法,例题：如图所示，某工厂总平面图按需要划分为5个小区。各小区只表示区划位置，并不精确地表示该小区的面积大小。各小区面积可在完成总体布置后，根据实际需要在相邻小区之间调整。设有A、B、C、D、E五个子系统，每个子系统应占有一个小区，并有如下限制和要求：,2023/9/1,33,代数式法,约束条件(限制)D子系统不允许靠近厂前马路；B子系统必须靠近厂前马路；C 子系统不能置于5区；E 子系统不能置于4区；,2023/9/1,34,代数式法,优化目标(要求)E子系统应尽可能置于5区；由于风向影响，D子系统应尽可能置于 C子系统东边；E 子系统应尽可能远离B子系统；A、B两子系统应尽可能靠近。试用代数式法进行工厂总平面布置。,2023/9/1,35,代数式法,解：(1)先用约束条件列出各生产单位可能的小区。根据约束条件有(D3+D4+D5)；根据约束条件有(B1+B2)；根据约束条件有(C1+C2+C3+C4)；根据约束条件有(E1+E2+E3+E5)。,2023/9/1,36,代数式法,(2)再用化化目标对上述结果进一步筛选，列出各生产单位优化的位置。根据优化目标有E5；根据优化目标有(C3D4+C4D5)；根据优化目标有B1E5；根据优化目标有(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)。,2023/9/1,37,代数式法,(3)所有可能方案如算式：(D3+D4+D5)(B1+B2)(C1+C2+C4+C4)(E1+E2+E3+E5)E5(C3D4+C4D5)B1E5(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)(4)进行代数式运算后，予以排斥(D3E5+D4E5+D5E5)(B12E5+B1B2E5)(C1+C2+C3+C4)(E1+E2+E3+E5)(C3D4+C4D5)(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)上式中，D5E5表示D、E两生产单位同置于5区；B1B2E5表示B生产单位既置于1区，又置于2区。均为不允许的方案。,2023/9/1,38,代数式法,剔出后有(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(C3D4+C4D5)B12E5(E1+E2+E3+E5)(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)(5)继续进行运算和剔出(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(B12E1E5+B12E2E5+B12E3E5+B12E52)(C3D4+C4D5)(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)上式中，B12E1E5及B12E3E5均表示E生产单位同时置于两个小区，显然是不允许的方案。剔出后继续运算。,2023/9/1,39,代数式法,(6)(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(C3D4+C4D5)(B12E52)(B1A2+B1A3+B2A1+B2A4)=(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(C3D4+C4D5)(B13A2E52+B13A3E52+B12B2A1E52+B12B2A4E52)同理，去掉B12B2A1E52与B12B2A4E52，则有：(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)C3D4+C4D5)(B13A2E52+B13A3E52)=(D3E5+D4E5)(C1+C2+C3+C4)(A2B13C3D4E52+A3B13C3D4E52+B13A2C4D5E52+A3B13C4D5E52),2023/9/1,40,代数式法,(7)如此反复不断地运算剔出后，可得A2B13C32D42E52方案。即A置于2号区，B置于1号区，C置于3号区，D置于4号区，E置于5号区。其中B1、C3、D4、E5的高次方，表示该生产单位于该小区是同时满足了多个约束条件或优化目标。,2023/9/1,41,二、平面布置设计的方法,3、作业相关图法 作业相关图法注重考虑各生产单位生产作业的相互关联，按关系密切程度来安排生产单位的区域相邻布置。,2023/9/1,42,二、平面布置设计的方法,3、作业相关图法其步骤：确定各部门之间的关系密切程度，并分析 关系密切的原因；绘制作业相关图；运用试验方法，根据相互关系密切程度，按密切程度等级高的部门相邻布置的原则，安排出最合理的布置方案。,2023/9/1,43,作业相关图法,2023/9/1,44,作业相关图法,图3-8某工厂作业相关图,2023/9/1,45,作业相关图法,将图3-8所表示的关系转移到图3-9所示的方块上,再将该图切开,按关系的密切程度和必要性重新排列,就得到该厂各组成部门的相对位置,如图3-10。再根据生产的需要同时考虑厂区范围内可能利用的面积,就可绘制出生产单位的面积相关图，如图3-11。,2023/9/1,46,作业相关图法,2023/9/1,47,作业相关图法,2023/9/1,48,作业相关图法,2023/9/1,49,二、平面布置设计的方法,4、从至表一试验法当进行多品种小批量生产时，由于各加工对象的工艺路线不同，要在物流方向不完全一致时，布置生产设置的平面位置就需要寻求总运费最低的方案。即使 最小。,2023/9/1,50,从至表一试验法,式中di某一加工对象的运输距离。wi某一加工对的运输量。hi某一加工对象的运输费用率。下面举一例来说明从至表一试验法的操作过程和原理。,2023/9/1,51,从至表一试验法,例题：某一车间内有十个组成部分。共加工十几种原件。各原件的工艺路线如图3-12所示。,2023/9/1,52,从至表一试验法,2023/9/1,53,初始零件从至表,2023/9/1,54,表3-4 零件运输总距离计算表,2023/9/1,55,尝试改进,(1)改进方向。我们注意到在费用表达式中运量(运输次数)和费用率是不变的。因此改进方向是通过改变排列减少运输距离。(2)改进操作。通过改变排列使表中运输次数大的数字尽量调近对角线。因为愈靠近对角线的格位里，运输距离就愈短。,2023/9/1,56,表3-5 改进的初始零件从至表,2023/9/1,57,表3-6 改进零件运输总距离计算表,
