系统化布置设计(上)

2002.10PlantLayoutandMaterialHandling重庆大学工业工程系主讲人:陈晓慧第二部分(上)系统化布置设计2002.10PlantLayoutandMaterialHandling1.系统化布置设计步骤2.系统化布置设计程序3.系统化布置设计要素4.系统化布置设计影响因素5.物料分类及产品—产量分析6.物流分析7.作业单位相互关系分析8.作业单位位置相互关系分析9.作业单位面积的确定10.布置设计11.布置修正12.布置方案的评价与选择13.布置方案的设计2002.10PlantLayoutandMaterialHandling重庆大学工业工程系主讲人:陈晓慧系统化布置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、数字分析和图解技术，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，以R·缪瑟提出的系统布置设计SLP(SystemLayoutPlanning)最为著名，应用十分普遍；这种方法不仅适用于工厂和生产系统设计，还可以用于医院、学校，百货商店、办公楼等设施设计。2002.10PlantLayoutandMaterialHandling重庆大学工业工程系主讲人:陈晓慧系统化布置设计的步骤系统布置设计采用四个阶段进行，称为“布置设计四阶段”。Ⅰ确定位置:工厂的总体位置Ⅱ总体区分：初步规划基本物流模式和总体布局Ⅲ详细布置：确定各作业单位的具体位置Ⅳ实施：编制施工计划，进行施工安装阶段时间2002.10PlantLayoutandMaterialHandling重庆大学工业工程系主讲人:陈晓慧系统化布置设计的程序选择分析寻优输入数据（P、Q、P—Q、R、S、T）1、物流2、作业单位的相互关系3、物流—作业单位相互关系图4、必要面积5、可用面积6、面积相互关系图9、拟定几种布置方案10、评价7、修正条件8、实际制约系统布置设计程序模式2002.10PlantLayoutandMaterialHandling重庆大学工业工程系主讲人:陈晓慧系统化布置设计的要素影响布置设计的因素众多，基本要素可以归纳为5项：P产品(或材料或服务)、Q数量、R生产路线(工艺过程)、S助服务部门、T时间(或时间安排)。五个要素分别回答以下问题：P——生产什么？Q——生产多少？R——怎么生产？S——用什么支持生产？T——何时生产？2002.10PlantLayoutandMaterialHandling重庆大学工业工程系主讲人:陈晓慧系统化布置设计影响因素1、P产品或材料或服务（Production）指规划设计的对象所生产的产品、原材料、加工的零部件或提供服务的项目。包括原材料、进厂物料、工序间储备、产品、辅助材料、废品、废料、切屑、包装材料等。产品这一要素影响着设施的组成及其相互关系、设备的类型、物料搬运的方式等。2、Q数量或产量(Quantity)指所生产、供应或使用的材料或产品的数量或服务的工作量。这一要素影响着设施规模、设备数量、运输量、建筑物面积等。2002.10PlantLayoutandMaterialHandling重庆大学工业工程系主讲人:陈晓慧3、R生产路线或工艺过程(Route)指根据所生产的产品品种、数量等设计出的工艺流程、物流路线、工序顺序等，可以用设备表、工艺路线卡、工艺过程图等表示。它影响着各作业单位之间的关系、物料搬运路线、仓库及堆放地的位置等。4、S辅助服务部门(SupportingService)指保证生产正常运行的辅助服务性活动、设施以及服务的人员。包括道路、生活设施、消防设施、照明、采暖通风、办公室、生产管理，质量控制及废物处理等；它是生产的支持系统，从某种意义上来说对生产系统的正常运行起着举足轻重的作用。5、T时间或时间安排(Time)指在什么时候、用多长的时间生产出产品，包括作业、工序、流动、周转等标准时间。这些因素决定着设备的数量、需要的面积和人员、工序的平衡安排等。系统化布置设计影响因素2002.10PlantLayoutandMaterialHandling重庆大学工业工程系主讲人:陈晓慧1、物料的分类：可采用两种分类方法：方法一：按物料的基本形态进行分类固体——成箱液体——成桶气体——成瓶方法二：按影响物料可运性的物理特征进行分类，包括：外形尺寸、重量、形状、损坏可能性、状态（热、湿、粘、脏）、数量、时限性（季节性、突发性）关键：抓住有决定性的影响特征物料分类程序列表标明所有物料名称记录其物理特征、其他特征编制物料特征表每类物料写出分类说明确定各类的主导特征把相似主导特征的归为一类物料分类及产品—产量分析2002.10PlantLayoutandMaterialHandling重庆大学工业工程系主讲人:陈晓慧物料特征表的填写示例单元的物理特征其他特征尺寸物料名称包装单元长宽高重量形状易损状态数量特征时间特征要求类别1、进厂物料钢带卷直径603盘状——少急—d空纸袋捆70486020矩形易破防潮多法规d2、出厂物料肥料20号桶直径46138圆柱体——很多——B混合料1袋80402043矩形—避热多——c物料特征分类表2002.10PlantLayoutandMaterialHandling重庆大学工业工程系主讲人:陈晓慧物料分类结果一览表的填写示例物料类别分类依据摘要类别号物理特征（尺寸、重量、形状、易损性）其他特征（数量、时间性、特殊要求）典型例子空桶a新的或空的金属桶，直径46cm，高80cm，重16kg供货者时间及频率有很大变化标准金属桶袋c多层塑料袋装的矿物、化学物等，平均尺寸80*40*20cm，平均重量42kg数量相当大的稳定物流；约10种不同的物品混合料制成品物料物理性能分类示意2002.10PlantLayoutandMaterialHandling重庆大学工业工程系主讲人:陈晓慧物料分类及产品—产量分析现象：物料种类繁多，可运性不相同。问题：如何统计量一物流系统中性质、特征各不相同的物料数量？如何区分各物料的重要等级程度？如何确定设施布置的型式？2、物流量的计算（1）定义：在一定时间内（一年或一个月）通过两设施间的物料数量。可以用重量、体积、托盘或货箱来表示。2002.10PlantLayoutandMaterialHandling重庆大学工业工程系主讲人:陈晓慧计算方法：方法一：当量物流量——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例：载重为两吨的标准载重箱，载一箱锻件为2当量吨，载一箱壳体也为2当量吨。(问题)方法二：玛格（magnitude）——用可运性衡量当量物流标准的1玛格：一块干燥的木块，体积为5*5*5立方厘米，可以方便地用手拿住。2002.10PlantLayoutandMaterialHandling重庆大学工业工程系主讲人:陈晓慧计算方法一包香烟=0.5mag一个电话亭=50mag一个低堆垛的托盘（1200cm*1200cm）=38mag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）2002.10PlantLayoutandMaterialHandling重庆大学工业工程系主讲人:陈晓慧3、产品—产量（P—Q）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。下图是一种典型的“8——2原则”下的PQ分析结果。QAGBCDEFPP——Q分析图由该图可知：A—D四种产品占总产量的80%，可考虑用产品原则布置，其余品种可考虑按工艺原则布置2002.10PlantLayoutandMaterialHandling重庆大学工业工程系主讲人:陈晓慧练习：下列三图应分别采用何种布置型式QQPPPQ2002.10PlantLayoutandMaterialHandling重庆大学工业工程系主讲人:陈晓慧物流分析物流分析是设施布置设计的另一个基本分析，即工艺流程和物流路线的分析。分析的基本手段有工艺过程图(作业程序图)、多种产品工艺过程图、从—至表和物料流程图等。1、工艺过程图(OperationProcessChart)物料形态表示符号符号行动类别主要结果操作生产或完成运输移动检验鉴定停滞干扰储存保存2002.10PlantLayoutandMaterialHandling重庆大学工业工程系主讲人:陈晓慧工艺过程图可以用来详细描述产品生产过程中各工序之间的关系，也可以描述全厂各部门之间的工艺流程。其重要作用是在分析工艺过程的基础上，通过产品加工、组装、检验等各加工阶段及加工路线的分析，可以计算出每个工艺过程的各工序（作业单位）间的物流强度。从而为作业单位位置的确定提供基础数据。工艺过程图2002.10PlantLayoutandMaterialHandling重庆大学工业工程系主讲人:陈晓慧工艺过程图工艺过程分析：毛坯重0.49，经热处理的毛坯重0.19，机加工中需返回热处理的为0.1由此可知，1——4之间的物流强度为0.31450.190.10.310.19废料0.49（0.29）原材料机加工热处理30.01标准件2002.10PlantLayoutandMaterialHandling0105A-2A-10701060105010401030102010101A-3A-41-101020103SA-10404030402040104柱塞护圈415032523250铣成形切断检查阀体柱塞套柱塞座环成形钻切断检查成形钻攻内螺纹套外螺纹检查弹簧3253O形环3251包装管堵1050锁紧螺母3253O形环3255成形钻切到长度加工槽及螺纹钻8孔去毛刺吹净检查去毛刺切到长度磨到长度钻4孔、攻螺纹、铰孔、沉头孔钻铰沉头孔钻、攻去除内部毛刺检查内外表面空气调节阀的工艺过程图2002.10PlantLayoutandMaterialHandling重庆大学工业工程系主讲人:陈晓慧2．多种产品工艺过程图多种产品工艺过程图是将所有零件或产品的工序都汇总在一张图表上、通过分析、调整图表上的工序，使彼此之间有最大物流量的工序尽量靠近，直至获得最佳工艺安排顺序。当零件数量很多时，可以利用成组原理对零件分组，形成一张多种产品工艺过程图．对于同组的零件，可以再分类用工艺过程图或多种产品工艺过程图进行物流分析。多种产品工艺过程图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工序不相邻，且物料倒流时，取权值为-211njkDjkWjk2002.10PlantLayoutandMaterialHandling重庆大学工业工程系主讲人:陈晓慧工序轴凸轮法兰盘弹簧套号名称流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk123456789钻床锯床车床卧铣立铣热处理外圆磨内圆磨检验1212121211-112-211-2122211njkDjkWjk7*180=12606*150=9002*120=2406*6=36W24364676243231243151531576524示例：初始多种产品工艺过程表2002.10PlantLayoutandMaterialHandling重庆大学工业工程系主讲人:陈晓慧工序轴凸轮法兰盘弹簧套号名称流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk123456789锯床钻床车床卧铣立铣热处理外圆磨内圆磨检验2212111211-112-211-2122211njkDjkWjk8*180=14405*150=7502*120=2407*6=42W2472467624323124315