设施规划与设计基本思想实用教案

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1、第一节 设施规划(guhu)的定义设施是指 生产系统或服务系统运行所需的 有形固定资产(gdngzchn)。包括： （1）实体建筑 （2）机器设备 （3）物品物料 （4）工作人员第1页/共48页第一页，共48页。设施规划是在企业经营策略的指导下，针对设施规划是在企业经营策略的指导下，针对企业个体中的生产或服务系统的生产或转换企业个体中的生产或服务系统的生产或转换活活动，从投入到产出的全部过程中，将人员物动，从投入到产出的全部过程中，将人员物料及料及所需的相关设备设施等，做最有效的组合与所需的相关设备设施等，做最有效的组合与规规划，并与其他相关设施协调划，并与其他相关设施协调(xitio)。以期

2、。以期获得安全、效获得安全、效率与经济的操作，满足企业经营需求，同时率与经济的操作，满足企业经营需求，同时更进更进一步能对企业长期的组织功能和发展产生更一步能对企业长期的组织功能和发展产生更积极积极的影响和效益。的影响和效益。 第2页/共48页第二页，共48页。设施规划(guhu)的目标简化加工过程有效地利用人员、设备(shbi)最大限度的减少物料搬运缩短生产周期力求投资最低为职工提供方便、舒适、安全和职业卫生的条件第3页/共48页第三页，共48页。制造设施的规划(guhu)包含下列含义： (1) 对于各种设施设备与人员(rnyun)的数量需求寻得一最佳组合, 以达到最恰当的生产结构。 (2)

3、 决定各种设备(包括生产设备、物料搬运设备、存取设备、辅助设备等)、物料及人员(rnyun)操作与活动所需的空间需求。 (3) 分析各活动的关系，以求得各活动空间可能的相关位置。 第4页/共48页第四页，共48页。 (4) 分析物料的接收、制造、储存、出货等整体过程，安排其流程、路径与时序，以期获得良好的物料搬运及人员流通成效。 (5) 调整各活动位置与空间，以使人员、物料、机器等获得最有效经济的关系位置与操作方法。 （6）通过各项设施的妥善(tushn)安排与规划，不仅减少对环境的负面影响，且能对长期的环境与组织发展有更积极的影响和效益。第5页/共48页第五页，共48页。第二节 设施(shs

4、h)规划的范围 我们将设施规划范围(fnwi)区分为两大部分，如图2-1和图2-2所示 结构系统设计 设施内部设计 平面布局设计 设施规划 物料搬运系统设计 设施位置选择 图图2 2- -1 1 设设施施规规划划的的范范围围 第6页/共48页第六页，共48页。 工 厂 位 置 选 择 制 造 业 工 厂 设 施 规 划 工 厂 结 构 系 统 工 厂 工 厂 内 部 设 计 工 厂 平 面 布 局 物 料 搬 运 系 统 （ a） 医 院 位 置 选 择 服 务 业 设 施 规 划 医 院 结 构 系 统 医 院 医 院 内 部 设 计 医 院 平 面 布 局 患 者 移 送 、 信 息 传

5、递 （ b） 图图 2 2- -2 2 特特 定定 设设 施施 的的 设设 施施 规规 划划 第7页/共48页第七页，共48页。第三节 设施(shsh)规划的重要性 本节将从四方面说明设施规划和物流设施规划的重要性。第一 现代的设施规划必须在设计方法、应变弹性及绩效(j xio)指标等方面进行持续改善；第二 产业界在设施规划程序的运作上仍有很大的改进可能；第三 在设施规划过程中，设施地址选择和设备购买两项决策将对日后系统运作产生深远影响(如生产与经营成本)，对未来厂房扩充和发展也将成为限制条件。第四 若将设施类型限定为物流设施，则针对“物流设施规划的重要性”，可归纳分为长期影响及短期影响两部分

6、。第8页/共48页第八页，共48页。第四节 设施规划与物流分析原始原始信息和数据(shj)准备一市场部门的信息二产品销售价格(jig)三市场对产品的容量（生产纲领）四季节性五配件或备件的市场供应情况第9页/共48页第九页，共48页。二产品设计和工艺过程的数据(shj)三产品设计四 装配图、零部件明细表、零件图五 见书中表41第10页/共48页第十页，共48页。图4-4气阀装配(zhungpi)表第11页/共48页第十一页，共48页。图4-5加工(ji gng)工艺过程表第12页/共48页第十二页，共48页。2.生产纲领与工艺(gngy)过程生产纲领：指在规定时间内（1年）制造(zhzo)的主要

7、产品的品种、规格及数量。生产纲领划分如图4-6所示。 全 厂 纲 领 范 围 车 间 纲 领 生 产 纲 领 精 确 纲 领 类 型 折 合 纲 领 图图 4 4- -6 6 生生 产产 纲纲 领领 划划 分分 第13页/共48页第十三页，共48页。 折合纲领：指没有包括全部产品而只包括部分产品，其它产品都折合成代表产品，适用多品种、中批量生产。其中代表产品与被代表产品结构基本一致，只是规格重量有差别的同类品，代表产品是同类产品中数最多的产品，若数量相同则选单重最重的产品,选定代表产品后，将被代表产品的数量（件、台、套）折合为代表产品的当量(dngling)数，即 Q=aQx 式中 ，Q为折合

8、代表产品的当量(dngling)数；Qx为被代表产品的数量；a为折合系数。 第14页/共48页第十四页，共48页。折合系数a一般由三个系数组成，即： aa1a2a3 式中 a1为重量折合系数a1 = ， 其中Wx 为被代表产品的单台重量，W为代表产品的单台重量； a2为成批(chn p)折合系数，可由表4-4查得，其中n为代表产品数量，nx为被代表产品的数量。经验确定） a3为复杂性折合系数，复杂性指制造精度和产品结构的复杂程度，该系数一般凭经验确定） 折合生产纲领=代表产品产量+被代表产品产量23()WxW第15页/共48页第十五页，共48页。例. 某厂生产轮式装载机共有5种型号规格，其数量

9、及重量(zhngling)见表，算出折合纲领。型号规格型号规格年产数量（台）年产数量（台） 每台重量（每台重量（t）2L4010015.02L5025018.52L6010020.22L1002541.12L50技术进步型5018.5第16页/共48页第十六页，共48页。工艺过程：加工(ji gng)工艺路线卡 可行性研究 库存管理策略 投资策略 “自制”或“采购”决策 开工日期 公司(n s)的组织和规模以及未来的发展三 管理层的策略(cl)第17页/共48页第十七页，共48页。第四节 设施布置类型及传统(chuntng)布置方法一、传统的设施布置类型 在美国统称为工厂平面设计或工厂布置 (

10、 Plant Layout)，包含了两方面的内容，即工厂总平面图和车间内机器、设备或设施的实际布置。（一）工厂总平面图 工厂总平面图布置的主要原则为： 必须符合(fh)城市规划环保卫生消防等各项规定，同时能与原有交通运输系统联接； 布置必须紧凑； 应该和建厂地点的周边自然条件相适应； 符合(fh)生产和工艺流程，使物流路线短捷； 便于管理。 第18页/共48页第十八页，共48页。现在(xinzi)举一个工厂总平面布置的实例，如图2-3所示。 第19页/共48页第十九页，共48页。(二)离散型车间或工场(gngchng)的机器设备布置 车间的布置也就是其中机器或设备的布置是直接影响产品(chnp

11、n)的生产率、质量、成本、安全以及生产管理的有效性的重大问题。 5种典型的机器或设备的布置方式，即： 按工艺布置。 按产品(chnpn)布置。 按固定工位布置。 按成组生产原则布置。 U形布置。 第20页/共48页第二十页，共48页。 1、工艺原则布置(Process Layout)： 又称机群式布置，按同类设备和人员集中布置在一个地方，各类机床保持一定顺序(shnx)，按照大多数零件的加工路线来排列，适用于多品种小批量生产方式。 工 艺 原 则 布 置 示 意 图 仓 库 车 床 车 床 钻 床 焊 接 仓 库 车 床 车 床 钻 床 铣 床 铣 床 油 漆 铣 床 铣 床 磨 床 磨 床

12、装 配 焊 接 装 配 焊 接 第21页/共48页第二十一页，共48页。工工艺艺原原则则布布置置优优缺缺点点 工 艺 原 则 布 置 优 点 缺 点 1、机器利用率高，可减少设备数量。 1、流程长，搬运费用高。 2、可采用通用设备。 2、生产计划与控制较复杂。 3、设备和人员的柔性程度高。 3、生产周期长。 4、设备投资相对较少。 4、库存量较大。 5、操作人员作业多样化，易产生满足感。 5、需要较高的技术等级。 第22页/共48页第二十二页，共48页。各类机床专业词汇车床(L)：Lathe铣床(M): Milling Machine镗床(B): Boring Machine磨床(G): Gr

13、inding Machine钻床(zun chung)(D): Drilling Machine压机(P): Punching Machine装配(A): Assemble数控车床(NLC): Numerical Control Lathe第23页/共48页第二十三页，共48页。2、产品原则布置(bzh)（Product layout）： 制造某种部件或某种产品的封闭车间，按加工或装配的工艺过程顺序布置(bzh)，适用于少品种大批量生产方式。产品原则布置示意图 仓 库 车 床 钻 床 磨床 铣 床 装 配 仓 库 压 机 折弯机 钻 床 铣 床 钻 床 第24页/共48页第二十四页，共48页。

14、产产品品原原则则布布置置优优缺缺点点 产品原则布置 优 点 缺 点 1、符合工艺过程，物流顺畅。 1、易引起整个生产线中断。 2、上下工序衔接，存放量少。 2、产品设计变化易引起布置的重大调整。 3、生产周期短。 3、生产线速度最终取决于最慢的机器。 4、物料搬运工作少。 4、个别机器负荷不满，使得相对投资大。 5、作业专业化高。 5、工作设置单调，易产生厌倦。 6、生产计划简单。 6、维修保养费用高。 7、可使用专用设备，采用先进的搬运方法。 第25页/共48页第二十五页，共48页。 产品原则布置与工艺原则布置对比： 1）布置结构方面的不同。 产品原则布置为垂直(chuzh)布置，而工艺原则

15、布置为水平布置。 第26页/共48页第二十六页，共48页。 2）“均衡生产” 方面的不同。 产品原则布置与工艺原则布置相比有如下优点: 1)生产周期短 2)在制品少 3)场地占用(zhn yn)少 4)物流顺畅 5)避免批量质量缺陷 每台设备加工时间均为 1 分钟， 产品批量为 5。 A B C D A B C D A B 按工艺原则布置 按产品原则布置 0 分钟 1 分钟 2 分钟 3 分钟 4 分钟 5 分钟 6 分钟 7 分钟 8 分钟 0 5 10 15 20 第27页/共48页第二十七页，共48页。 3、固定工位布置（Fixed Product Layout）： 以原材料或主要(zh

16、yo)部件固定在一定位置的布置形式,生产时所需的设备、人员、材料等都要服从于工件的固定位置，适用于大型的不宜移动的产品，如飞机装配、船舶制造等。 固定工位布置示意图 仓 库 仓 库 车 床 压 机 磨 床 焊 接 油 漆 装 配 第28页/共48页第二十八页，共48页。固定工位式布置的优缺点 固 定 工 位 式 布 置 优 点 缺 点 1、物料移动少。 1、人员和设备的移动增加。 2、当采用班组方式时，可提高作业连续性。 2、设备需要重复配备。 3、可提高质量，因为班组可完成全部作业。 3、班组成员需要较高的技能。 4、高度柔性，可适应产品和产量的变化。 4、会增加面积和工序间存储。 5、生产

17、计划需要加强控制和协调。 第29页/共48页第二十九页，共48页。 4、成组原则布置（Group layout）： 介于产品原则布置与工艺原则布置之间，在工作场地内配置可以完成工艺相似零件组所有零件全部工序所需的不同类型的机床，作为一个单元(dnyun)，适用于中小批量生产。书上图2-10a、b为与机群式布置车间对比图。 成 组 原 则 布 置 示 意 图 仓 库 车 床 钻 床 车 床 压 机 油 漆 钻 床 磨 床 磨 床 装 配 焊 接 装 配 仓 库 铣 床 钻 床 压 机 装 配 装 配 钻 床 磨 床 第30页/共48页第三十页，共48页。成组原则布置优缺点 成 组 原 则 布 置

18、 优 点 缺 点 1、机器利用率较高。 1、要求有较高的生产控制水平。 2、 可达到流程通畅， 运输距离较短， 搬运量少。 2、如单元间流程不平衡，需中间存储，增加了单元间的物料搬运。 3、有利于发挥团队精神。 3、班组成员需掌握所有作业的技能。 4、有利于扩大工人作业技能。 4、减少了使用专用设备的机会。 5、兼有产品原则布置和工艺原则布置的优点。 5、 兼有产品原则布置和工艺原则布置的缺点。 第31页/共48页第三十一页，共48页。 5U形布置 这是近年来颇受工厂欢迎的一种设备布置形式。U形多工序生产(shngchn)线适合于多品种中小批量的生产(shngchn)，符合当代生产(shngc

19、hn)模式的需要。U形布置时，工人容易掌握从毛坯到成品的全工艺过程，合理安排作业程序后可以减少工人各种多余的动作，便于工人多工序(多机床)操作，便于对生产(shngchn)线的全面管理。图2-10为U形布置示意图。第32页/共48页第三十二页，共48页。 图2-10 U形布置(bzh)示意图第33页/共48页第三十三页，共48页。 （b） U型生产线联合布置 第34页/共48页第三十四页，共48页。123 4561098712109348567Why Design U - Shape Cell Layout 为什么设计(shj)成“U”型单元布局 Flexible Line Capacity

20、One - Piece Flow Communication Save Space具有柔性(ru xn)生产能力有利于单件流便于员工沟通节约场地第35页/共48页第三十五页，共48页。如何选取设施布置(bzh)型式来适应市场变化生产类型按产品产量分少品种大批量生产多品种小批量生产中品种批量生产定制生产按产品预测程度分订货生产存货生产不同(b tn)的生产类型第36页/共48页第三十六页，共48页。 如何选取设施布置型式(xn sh)来适应市场变化产品的变化大规模定制模式大规模生产模式持续改善模式创新模式动态的静态的静态的动态的连接开发模块化更新过程的变化生产模式(msh)的演变第37页/共48

21、页第三十七页，共48页。练习：下图分别表示两种工厂的P-QP-Q曲线，简述它们在划分作业单位(dnwi)(dnwi)上有什么区别。（a)（b)第38页/共48页第三十八页，共48页。 答：图a的曲线比较平缓，即各种产品的产量相差不大，可采用一种布置形式，组织在一个作业单位内。图b的曲线比较陡深，各种产品易按产量大小分别(fnbi)采用产品原则布置、 成组原则布置、工艺原则布置，并划分作业单位。第39页/共48页第三十九页，共48页。(三) 连续型车间(chjin)设备布置 1. “河流水系”状的总装配线布置 就整个工厂布局而言，总装配线与其他零部 件、生产单位在布局上呈“河流水系”状分布，由

22、于企业实行同步化均衡生产，使物流通畅，如同 一条(y tio)河流，最终流入总装配。其优点是物流路线 短、物流顺畅，物流和生产流相一致，所以减少 了物流成本和周转时间，易达到准时生产和低廉 物流的目的。第40页/共48页第四十页，共48页。 2.单条生产线，实现混流 企业按市场定单组织多品种小批量的均衡 生产，采用“混流”生产，将多条生产线合为一条，在这一条生产线上生产多种不同规格型号的产品，并实现准时(zhn sh)化。其优点是减少生产线个数和工作站个数，设备量和所需厂房、库房大大减少。第41页/共48页第四十一页，共48页。(四) 流动(lidng)模式 无论采用何种布置方式都应考虑物流、

23、信息、人员流动的模式。1.影响流动模式因素：出入口、厂址或建筑物的尺寸、生产流程特点和生产线的长度、通道的设置、运输的方式及其机械化程度、储存的要求、发展的需要等。2.流动模式的种类：由于外部运输条件或者原有布置的限制，需要按照给定(i dn)的出入口位置来规划流动模式。基本的流动模式有5种。直线形、L形、U形、环形、S形等5种。第42页/共48页第四十二页，共48页。 基本流动模式： 直线型生产过程短且简单 L 型绕开一定的建筑物或设施(shsh) U 型出入口在同一相对位置 环 型出入口在同一点 S 型较大面积内安排较长的生产线 储存铣仓库装配涂装压车A）直线流动储存压涂装铣装配车仓库B）

24、S型流动第43页/共48页第四十三页，共48页。 图图2 2- -1 11 1 设设施施布布置置改改进进前前后后物物流流图图 1 原材料库 2 4 进口 6 7 3 5 出口 8 9 11 10 12 成 品 库 a 改 进 前 物 流 图 原材 1 料库 2 3 4 5 进口 出口 7 6 10 9 8 11 成 12 品 库 b 改 进 后 的 物 流 图 3.物流合理化的原则：即物流路径避免交叉、迂回(yhu)，消除流动阻碍,如图2-11所示。第44页/共48页第四十四页，共48页。第五节 实例分析(fnx)某汽车厂设施布置分析(fnx) 该汽车厂产品单一(dny)。从整个工厂布置来看，

25、它是采用产品原则进行总体布置规划的。整条生产线始终以汽车装配过程为核心，按照产品原则来布置，具有很明显的优点 。 发动机 汽车底盘 装配车间 车厢 上漆 车头、 车门 冲压车间 图图2 2- -1 12 2 某某汽汽车车厂厂流流程程示示意意图图 第45页/共48页第四十五页，共48页。 装配车间是最主要的车间，整个车间由一条传送带连接，传送带两侧配备装配设备。这种布置即流水线布置方式，比较适合(shh)于少品种大批量产品的生产。总装配线的组成如图2-13所示。 图图2 2- -1 13 3 总总装装线线示示意意图图 底盘 车厢 车头 入库 性能测试 发动机 零件装配 零件装配 零件装配 第46页/共48页第四十六页，共48页。 冲压车间采用工艺原则(yunz)来布置，如图2-14所示。 图图 2 2- -1 14 4 冲冲压压参参加加流流程程示示意意图图 4 台 冲压机床 冲压机床 冲压机床 冲压机床 冲压机床 水压机 物料存放区 车头 车门 物流输送（与上漆参加相连） 第47页/共48页第四十七页，共48页。感谢您的观看(gunkn)！第48页/共48页第四十八页，共48页。