第5章生产和服务设施布置.pptx

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1、1第一节第一节 设备设备/设施布置决策设施布置决策一、影响企业生产单位构成的因素二、生产单位的专业化原则和形式三、影响生产和服务设施布置决策的因素四、几种典型的布置形式第1页/共123页2 产品的结构与工艺特点知识补充：锻造：用锤击等方法，使在可塑状态下的金属材料成为具有一定形状和尺寸的工件，并改变它的物理性质。金属经过塑性变形，有细化晶粒的做用，切纤维连续，因此常用于重要零件的毛丕制造，例如轴、齿论等。铸造：把金属加热熔化后倒入砂型或模子里，冷却后凝固成为器物。铸造对被加工才料有要求，一般铸铁、铝等的铸造性能较好。铸造不具备锻造的诸多优点，但它能制造形状复杂的零，因此常用于力学性能要求不高的

2、支称件的毛丕制造。例如机床外壳等。一、影响企业生产单位构成的因一、影响企业生产单位构成的因素素第2页/共123页 企业的专业化与协作化水平 企业的生产规模第3页/共123页4生产单位专业化形式，影响企业内部的生产分工和协作关系，决定着物料流向、物流路线和运输量，它是企业与车间平面布置中必须考虑的重要问题。二、生产单位的专业化原则和形二、生产单位的专业化原则和形式式第4页/共123页5三、影响生产和服务设施布置决策的因素三、影响生产和服务设施布置决策的因素厂房的布置满足生产过程的要求，以避免互相交叉和迂回运输，缩短生产周期，节省生产费用生产联系和协作联系密切的单位应相互靠近布置充分利用现有运输条

3、件按照生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区在考虑防火和卫生条件下，总平面布置应力求占地面积最小工厂布置应考虑有扩建的余地第5页/共123页线路图实例6第6页/共123页改进后7第7页/共123页尝试改进下面的线路图8第8页/共123页9第9页/共123页10四、几种典型的布置形式四、几种典型的布置形式 物料流程形式所有的设备、设施都在同一个车间里时，按水平方式考虑生产运作是在同一个楼层周转时，按垂直方式考虑第10页/共123页第11页/共123页12第12页/共123页13 布置类型固定式布置（Fixed Position Layout）加工对象位置固定，生产工人和设备都随加工产品所在的某一

4、位置而转移。第13页/共123页14 按产品布置（Product Layout）按对象专业化原则布置有关机器和设备，常见的如流水生产线或产品装配线。如图所示。加工设备加工设备按产品（对象）布置的示意图按产品（对象）布置的示意图第14页/共123页15按工艺过程布置（Process Layout）又称工艺专业化布置。即按照工艺专业化原则将同类机器集中在一起，完成相同工艺加工任务，如图62所示。LLLDDDDGG接收和转运LDG车床组镗床组磨床组磨床钻床车床图图62：按工艺过程布置示意图：按工艺过程布置示意图第15页/共123页16 按成组制造单元布置（Layouts Based on Group

5、 Technology）LDDGGLPGLL原材料成品库单元1单元2单元3GDL车床钻床磨床如如63：成组生产单元布置示意图：成组生产单元布置示意图第16页/共123页17第二节第二节 库房布置库房布置 一、作业相关图 二、从一至（from-to)表法第17页/共123页18作业相关图法由穆德提出，它是根据企业各个部门之间的活动关系密切程度布置其相互位置。首先将密切程度划分为A、E、I、O、U、X六个等级，然后列出导致不同程度关系的原因。使用这两种资料，将待布置的部门一一确定出相互关系，根据相互关系重要程度，按重要等级高的部门相邻布置的原则，安排出最合理的布置方案。一、作业相关图一、作业相关图

6、第18页/共123页19代号密切程度A绝对重要E特别重要I重要O一般U不重要X不予考虑代号关系密切原因1使用共同的原始记录2共用人员3共用场地4人员接触频繁5文件交换频繁6工作流程连续7做类似的工作8共用设备9其他表表42：关系密切程度分类表：关系密切程度分类表表表43：关系密切原因：关系密切原因第19页/共123页20第20页/共123页21例 61 一个快餐店欲布置其生产与服务设施。该快餐店共分成6个部门，计划布置在一个23的区域内。已知这6个部门间的作业关系密切程度，如表64所示，请根据表64作出合理布置。部门6部门5部门4部门3部门2部门1AAAAAAXOXEOUXIU这里的符号表示两

7、者的关系绝对重要表表64：作业相关图示例：作业相关图示例第21页/共123页22解：第一步，列出关系密切程度分类表（只考虑A和X）A X 1-2 1-4 1-3 3-6 2-6 3-4 3-5 4-6 5-6第22页/共123页23第二步，根据列表编制主联系簇，如图417所示。原则是，从关系“A”出现最多的部门开始，如本例的部门6出现3次，首先确定部门6，然后将与部门6的关系密切程度为A的一一联系在一起。2456546231图图68：联系簇：联系簇图图69：联系簇：联系簇第23页/共123页24第三步，考虑其他“A”关系部门，如能加在主联系簇上就尽量加上去，否则画出了分离的子联系簇。本例中，所

8、有的部门都能加到主联系簇上去，如图68所示。第四步，画出“X”关系联系图。如图69所示。第五步，根据联系簇图和可供使用的区域，用实验法安置所有部门（如图610所示）3416图图610：X关系联系簇关系联系簇第24页/共123页25图图611：最后结果：最后结果546231图图69：联系簇：联系簇第25页/共123页26126354图图611：最后结果：最后结果546231图图69：联系簇：联系簇453621第26页/共123页习习题题：把把下下列列活活动动相相关关图图中中的的九九个个汽汽车车服服务务部部门门分分配配到到3333的的九九个个位位置置中中去去。按按照照城城镇镇规规章章，部部门门4

9、4的的位位置必须安排在右上角。置必须安排在右上角。部门部门1部门部门2部门部门3 部门部门4部门部门5部门部门6部门部门7部门部门8部门部门9AAAAAAXAXXXX注注：这这里里略略去去了了不不重重要要和和一一般般这这两两个个类别。类别。27第27页/共123页请请用作业活动相关图法作出合理布置用作业活动相关图法作出合理布置428第28页/共123页列出关系程度分类表画出关系簇29A：1-31-51-61-71-92-33-6X：2-53-84-85-96-89A326715X8463529第29页/共123页用实验法布置3041因为1在A关系簇的最中心位置，所以最先确定1的位置第30页/共

10、123页用实验法布置3141236因为3在A的关系簇中连接2、6，所以先确定3的位置第31页/共123页用实验法布置3224316第32页/共123页用实验法布置华侨大学工商管理学院企业管理系333642133第33页/共123页用第一套方案继续试验34841236因为8在X的关系簇中连接4、3、6，所以确定8的位置第34页/共123页用第一套方案继续试验3584915236因为在X的关系簇中5连接2、9，所以确定5、9的位置第35页/共123页用第一套方案继续试验36874915236第36页/共123页用实验法布置华侨大学工商管理学院企业管理系3736421798537第37页/共123页

11、课堂练习171页课堂练习238 5第38页/共123页392.列出关系密切程度分类表（只考虑A和X）A X13 1217 1618 2325 3426 3627 3839 4546 4947 5657 5859 6978 8979第39页/共123页4071392456321648598713924568AX第40页/共123页41根据联系簇图和可供使用的区域，用实验法布置所有部门75296431832164859713924568第41页/共123页42二、从二、从至至表法表法从至表是一种常用的生产和服务设施布置方法。具体步骤如下：选择典型零件，制定典型零件的工艺路线，确定所用机床设备 制定

12、设备布置的初始方案，统计出设备之间的移动距离 确定出零件在设备之间的移动次数和单位运量成本 实验法确定最满意的布置方案。第42页/共123页锯床磨床冲床钻床车床插床锯床2174186142180磨床216521906110冲床400114951668钻床16421624168车床1267110031550插床42958311439043第43页/共123页锯床磨床冲床钻床车床插床锯床0.150.150.160.150.16磨床0.180.160.150.150.15冲床0.150.150.150.150.16钻床0.180.150.150.150.16车床0.150.170.160.200.1

13、5插床0.150.150.160.150.1544第44页/共123页锯床磨床冲床钻床车床插床锯床32.662.79.86.328.8磨床38.98.328.59.21.5冲床60.017.114.32.410.88钻床2.963.39.36.210.9车床18.912.116.063.07.5插床6.314.313.317.158.545第45页/共123页锯床磨床冲床钻床车床插床锯床71.5122.712.725.235.1磨床25.491.721.315.8冲床23.618.424.8钻床69.228.0车床66.0插床46第46页/共123页47锯床冲床插床磨床钻床车床冲床插床车床锯床

14、磨床钻床第47页/共123页练习：某企业有六个部门，各部门其现有块状区划图及物料从至表如下，请重新安排各部门的位置，使物料运量最小。本企业的两个约束条件为：（1）单元3必须保持原位置（因靠近出口）；（2）单元4位置保持不变（因移动预算过于庞大）。243651toFrom123456123456202080107515907048第48页/共123页43612549第49页/共123页50第三节第三节 装配线平衡装配线平衡装配线平衡的概念 所谓装配线平衡，又称工序同期化，是对于某装配流水线，在给定流水线的节拍后，求出装配线所需工序的工作地数量和用工人数最少的方案。装配线问题还可以表述为：对于特定

15、的产品，给定工作地数量，求出使流水线节拍最小的配置方案。第50页/共123页51加工设备加工设备第51页/共123页概念节拍工序负荷率工序总时间520123第52页/共123页53 装配线节拍的计算 所谓装配线节拍，是指装配线上连续出产两件相同制品的时间间隔。它的计算公式是：第53页/共123页54例6.4某流水线计划日产量为150件，采用两班制生产，每班规定有21分钟停歇时间，计划不合格品率为2%，计算该流水线的节拍r=6分/件计划期有效工作时间计划期内计划产量 8*2*60-21*2150*(1+0.02)计划期内的总产量，包括不合格产品第54页/共123页55 装配线时间平衡方法确定装配

16、流水线节拍计算装配线上需要的最少工作地数组织工作地计算工作地时间损失系数、平滑系数第55页/共123页简单装配线平衡示例 每个工序的单人加工时间10 5 8 6 12假如每个工序都只有一个工人，那么该装配线的节拍是多少？假如节拍要变成6，应该怎么处理？假如节拍要变成15，应该怎么处理？第56页/共123页57例：6.5第57页/共123页58第58页/共123页59加工设备加工设备第59页/共123页60第60页/共123页61第61页/共123页62第62页/共123页63课后习题讲解：1、方案A月运输量2000（1515）2000（1510）3000（3010）1000（1510）3000

17、（2035）420000米方案B月运输量2000（2535）2000（2510）3000（1010）1000（1510）3000（1025）380000米比较方案A，B，B方案月运输量较小。第63页/共123页643.(1)画图ABCDEFGHI（2）r50/300=0.17（分/件）=10秒（3）Smin5.31/0.1731.86=32第64页/共123页65A流水线传送带第65页/共123页664.(1)0.200.050.150.060.030.080.120.050.050.120.150.08第66页/共123页67（2）r50/2000.25（分/件）（3）Smin1.14/0.

18、254.565（4）组织工作地。根据装配作业顺序图，用试算法进行工作地重新划分，供划分出5个工作地，如下图所示：第67页/共123页68方案一第68页/共123页方案二第69页/共123页70方案一计算装配线的时间损失系数平滑系数：L（50.251.14）/50.251008.8%第70页/共123页71方案二计算装配线的时间损失系数平滑系数：L（50.251.14）/50.251008.8%SI=(0.25-0.25)2+(0.25-0.21)2+(0.25-0.23)2+(0.25-0.22)2+(0.25-0.23)21/2=0.06第71页/共123页725.第72页/共123页736

19、.（1）若各因素比重相同，则位置A的分值39，位置B的分值44，位置C的分值44，所以B=CA（2）若商业服务和建造成本的比重为其他因素比重的2倍，A=53,B=55,C=54,则BCA第73页/共123页已经知道某装配线的作业顺序图和各作业的时间（圆圈旁边的数），时间单位为分钟，如下图所示：74前年考试题第74页/共123页1、假设节拍为120分钟，计算最小工作地数2、进行装配线平衡，使时间损失率最小，并计算时间损失系数和平滑系数75第75页/共123页参考答案最小工作地数=（120+50+40+100+20+80+30+60+60+90）/120 =650/120 =5.42 =676第7

20、6页/共123页工作地平衡77第77页/共123页78第78页/共123页第79页/共123页第80页/共123页下列方案是否可行？81物流不可逆原则！第81页/共123页时间损失系数=(6*120-650)/6*120*100%=9.7%82第82页/共123页思考：节拍为150min又会如何？83第83页/共123页多品种可变流水线的组织设计混合流水线的组织设计84补充内容：前面的是？单一对象流水线的组织设计第84页/共123页85一、多品种可变流水线的组织设计多品种流水线就是在一条流水线上生产两种或两种以上的产品（零件）。它有两种形式：可变流水线和混合流水线。第85页/共123页可变流水

21、线在整个计划期内（如一季，一月，一天），按一定的重复期（间隔期），成批地轮番生产多种产品；但在计划期的各段时间内，流水线上只生产一种产品，这种产品按规定的批量完成以后，才转而生产另一种产品。863小时生产A2小时生产B2小时生产C1小时生产DAAAAAAABBBBBBBCCCCCCCDDDDDDD第86页/共123页混合流水线是将流水线上生产的多种产品，按一定的数量和顺序编成组，同组的各种产品，在一定时间内混合地同时进行生产。87ABACBAABCDABACBAABCDABACBAABCDABACBAABCD第87页/共123页88一、多品种可变流水线的组织设计1、流水线节拍的计算。多品种流水

22、线上固定生产多种产品，因此流水线节拍的计算不同于单一品种流水线。确定可变流水线上各种产品的生产节拍有以下两种方法：（1）代表零件法（2）加工劳动量比重法2、确定各工序的设备数量及计算设备负荷系数第88页/共123页89（1）代表零件法它是将各种零件的产量按加工劳动量的比例关系折合成某一种代表零件的产量，然后以此来确定节拍。假设某流水线生产A、B、C三种零件，其计划产量分别为NA、NB、NC，单件工时定额分别为TA、TB、TC，若以A为代表零件，再将零件B和C的产量换算为A的产量，则总产量N为：NNA十NB1十NC2N以代表零件表示的计划期总产量（件）1、2零件BC的劳动量与A的劳动量(工时)之

23、比第89页/共123页（1）代表零件法节拍RA、RB、RC的计算公式为：90F0计划期工作时间K时间利用系数第90页/共123页91（1）代表零件法现举例说明如下：设可变流水线上生产A、B、C三种产品，其计划月产量分别为2000件、1875件、1857件，每种产品在流水线上各工序单件作业时间之和分别为40分、32分、28分，流水线按两班制工作，每月有效工作时间为24000分，现选择A为代表产品，则：计划期代表产品的产量 =2000+1875(32/40)+1857(28/40)=2000+1500+1300=4800(件)代表产品（A）的节拍24000/48005(分/件)产品B的节拍5(32

24、/40)50.84(分/件)产品C的节拍5(28/40)50.73.5(分/件)第91页/共123页92（2）加工劳动量比重法它是按各种零件在流水线加工总劳动量中所占的比重分配有效工作时间，然后计算各种零件节拍的方法。假设A、B、C三种零件的加工劳动量在总劳动量中所占的比重为aA、aB、aC，则：则三种零件的节拍计算公式为：第92页/共123页A、B、C劳动量比重分别为:93第93页/共123页节拍RA =2400041.67%/2000=5(分/件)RB =24000 31.25%/1875=4(分/件)RC =2400027.08%/1857=3.5(分/件)94第94页/共123页952

25、、确定各工序的设备数量及计算设备负荷系数工序设备数量可按下式计算：Si=ti/R上列中(同工序所需设备相同)SAi=tAi/RA，SBi=tBi/RB，SCi=tCi/RC为了使可变流水生产线上的设备及人员充分负荷且便于对流水线的组织管理，一般要求使：SA1=SB1=SC1 SA2=SB2=SC2 SAm=SBm=SCm第95页/共123页962、确定各工序的设备数量及计算设备负荷系数在计算和确定设备数量的过程中，同样要进行工序同期化，尽可能提高设备的负荷系数。各工序的设备负荷系数可按下式计算：Ki第i道工序的设备负荷系数tji第j号零件第i道工序的单件工时定额Nj第j号零件的计划产量q零件种

26、数Sei 第i道工序的设备数第96页/共123页工序同期化就是使各道工序的加工时间与流水线的节拍尽量相等或成整倍数。首先检查各道工序出产品的时间是不是均衡的。我们以工作节拍来衡量：97第97页/共123页98通过计算流水线各道工序的工作节拍可以看出同期化的程度，均衡程度如何。调整途径：A、工序分散或集中。B、采用更完善的工装夹具或设备或改进工艺方法。C、改变零件结构。D、增减设备。第98页/共123页9916543298710111314151617121920182101010101018181818181515151717091112120已知装配线的节拍为20秒，试划分工作地第99页/共

27、123页10016543298710111314151617121920182101010101018181818181515151717091112120已知装配线的节拍为20秒，试划分工作地应该如何进行工序同期化？第100页/共123页101165432987101113141516171219201821010101010181818181815151517170911121201010第101页/共123页1021654329871011131415161712192018210101010101818181818151515171709111010020208812201220第10

28、2页/共123页103车车铣铣钻钻分分钟钟1284设备设备422工作工作节节拍拍342调整前每一个加工工艺工作节拍的调整第103页/共123页104车车铣铣钻钻分分钟钟1284刚刚好好设备设备数数321工作工作节节拍拍444调整后第104页/共123页1052、确定各工序的设备数量及计算设备负荷系数流水生产线总的设备负荷系数Ka可按下式计算：Tj第j号零件在流水生产线上的加工劳动量Se流水生产线设备总数第105页/共123页106例题例：加工三种零件，其年产量与各工序时间已知如下表所示（单位：分钟）零件号零件号年年产产量量t1t2t3t4t5t6t7t8合合计计1240004.79.09.24

29、.6 4.3 8.9 4.0 3.848.52120004.28.48.63.9 3.5 8.2 3.8 3.544.13240003.37.06.83.1 2.8 6.4 3.2 2.835.4全年实行两班制生产，每班8小时，设备修理及调整时间占10%，有效工作日为306天，试组织一条可变流水线进行生产。第106页/共123页例题解：A、计算三种零件的平衡节拍用代表产品法计算选1号零件为代表产品第107页/共123页108例题解：A、计算三种零件的平衡节拍用代表产品法计算如下：选1号零件为代表产品2=44.1/48.5=0.9，3=35.4/48.5=0.73，=1则：N=24000+120

30、000.9+240000.73=52429R2=0.95.04=4.536分R3=0.735.04=3.679分第108页/共123页109零件零件1S实实S实实S1计计=4.7/5.1=0.931S2计计=9.0/5.1=1.7852S3计计=9.2/5.1=1.8252S4计计=4.6/5.1=0.911S5计计=4.3/5.1=0.851S6计计=8.9/5.1=1.7662S7计计=4.0/5.1=0.791S8计计=3.8/5.1=0.7541根据节拍，零件一所需要的各工艺加工的机器数第109页/共123页110例题零件零件1S实实S实实S1计计=4.7/5.1=0.931S2计计=

31、9.0/5.1=1.7852S3计计=9.2/5.1=1.8252S4计计=4.6/5.1=0.911S5计计=4.3/5.1=0.851S6计计=8.9/5.1=1.7662S7计计=4.0/5.1=0.791S8计计=3.8/5.1=0.7541零件零件2S实实S实实S1计计=4.2/4.59=0.921S2计计=8.4/4.59=1.832S3计计=8.6/4.59=1.882S4计计=3.9/4.59=0.831S5计计=3.5/4.59=0.761S6计计=8.2/4.59=1.792S7计计=3.8/4.59=0.831S8计计=3.5/4.59=0.761零件零件3S实实S实实S

32、1计计=3.3/3.57=0.91S2计计=7.0/3.57=1.92S3计计=6.8/3.57=1.852S4计计=3.1/3.57=0.841S5计计=2.8/3.57=0.761S6计计=6.4/3.57=1.742S7计计=3.2/3.57=0.871S8计计=2.8/3.57=0.761B、工序同期化此例各工序时间基本上已满足工序同期化的要求第110页/共123页111零件号零件号年年产产量量t1t2t3t4t5t6t7t8合合计计1240004.79.09.24.6 4.3 8.9 4.0 3.848.52120004.28.48.63.9 3.5 8.2 3.8 3.544.13

33、240003.37.06.83.1 2.8 6.4 3.2 2.835.4C、计算可变流水线上的设备数量及设备负荷系数流水线实取设备数为：S1实=1，S2实=2，S3实=2，S4实=1，S5实=1，S6实=2，S7实=1，S8实=1第111页/共123页112流水线实取设备数为：S1实=1，S2实=2，S3实=2，S4实=1，S5实=1，S6实=2，S7实=1，S8实=1各工序设备负荷系数为：k2=0.92，k3=0.92，k4=0.88，k5=0.81，k6=0.88，k7=0.83，k8=0.76第112页/共123页113例题可变流水线平均负荷系数为：或第113页/共123页1141确定

34、混合流水生产线的节拍2确定投产顺序三、混合流水线的组织设计设计步骤：第114页/共123页混流生产是为适应外部市场变化和企业内部组织生产的要求提出的.欲使企业生产系统在品种和产量的调整上,象通过变阻器调整电阻那样方便灵活,实际上是做不到的.但如果企业能够实现混流生产,就可以在满足市场不断变化需求的同时,使成品库存大大减少.115第115页/共123页116例：每月生产A400,B300,C200,D100台A400-B300-C200-D100,每月循环1次A100-B75-C50-D25，每月循环4次AAAA-BBB-CC-D，每月循环100次ABACBAABCD,A每月循环400次，B30

35、0次，C200次，D100次，达到混流生产第116页/共123页进行混流生产的前提ABCD四种产品结构和工艺相似机器设备的调整时间能够大幅度减少生产系统具有柔性117第117页/共123页混流生产的好处(1)使工人更容易熟练(2)提高了对需求的响应性(3)降低了库存(4)缩短了每台产品的制造周期118第118页/共123页1191、确定混合流水生产线的节拍混合流水生产线的节拍可按下式计算：Ni计划期第i种产品的计划产量P品种数 计划期P种品种的产量R混合流水线的平均节拍例如某混合流水生产线上生产A、B、C三种产品，计划产量分别为3000件，2000件，1000件，计划期预定的作业时间为1200

36、0分，则其平均节拍为：R12000(3000+2000+1000)2（分/件）第119页/共123页1202、确定投产顺序（1）当各种产品的产量相同时，确定投产顺序的方法较简单。例如生产两种产品A和B，产量各为10件，则投产顺序的安排可以有三种倩况：第一种情况。先生产A产品10件，后生产B产品10件。如：第二种情况。A、B两种产品有规律性的穿插投产。如：第三种情况。A、B两种产品相间地投产。如：第120页/共123页1212、确定投产顺序（2）当各种产品的产量不等时，确定投产顺序的方法较复杂。一般采用逻辑运算法和生产比倒数法。生产比倒数法：设某一混合流水生产线上生产A、B、C三个品种的产品，其

37、产量分别为3000、2000、1000单位，用生产比倒数法确定产品投产顺序的步骤如下：第一步：计算生产比Mi第二步：计算生产比的倒数第三步：选定品种第四步：更新Mi的值第五步：再选定品种第六步：其余类推，直至选出全部循环流程产量第121页/共123页1222、确定投产顺序第一步：计算生产比3000：2000：10003：2：1则循环流程的总产量为N3+2+16第二步：计算生产比的倒数MA=1/NA=1/3MB=1/NB=1/2MC=1/NC=1第三步：选定品种按下述规则，选出循环流程的第一号投产的品种；规则一，从全部品种中选出生产比例数中最小值的品种；规则二，在具有最小值的品种有多个的情况下，选出品种的识别记号较晚(最近选过的)的一个。第122页/共123页