毕业设计 电力设备车间设施布置分析与设计.doc

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1、摘要目前，随着经济的发展和竞争的全球化，我国制造企业所面临的竞争越来越激烈。车间设施平面布置对整个生产系统的物流、信息流、生产能力、生产效率、生产成本以及生产安全有很大影响。它不仅可以节省物料搬运费用，缩短生产周期，而且能加快生产流程和流动资金周转。因此，优良的设施布置是提高生产系统效益的重要源泉和手段，是改善生产系统整体功能、实现现代化管理和先进生产方式的前提和基础。本文主要研究了夏利变压器厂箱体车间设施布置方法的研置方案的优化。首先分析了国内外在设施布置方面的现状和发展动态以及先进的设施布置方法。其次，介绍了车间设施布置的含义、原则，并重点研究了系统布置设计模式、方法。运用系统布置设计SL

2、P方法对企业现有设施布置进行系统分析,提出优化方案,并对方案进行评价,达到降低物流成本的目的。在对某企业详细调研的基础上,对该企业某车间的物流瓶颈成功运用了该方法。关键词:箱体车间，设施布置设计，优化，物流AbstractWith the development of economy and globalization of comPetition，manufacturing enterprises in our country are facing more and more fierce cp layout has a significant influence on material f

3、low, information flow,production capacity,production cost and safety of production system.It can save the cost of material hangling shorten production cycle, accelerate production process and circulation of working capital.Therefore，excellent facility layout is an important resource and tool for imp

4、roving benefits of production system,a precondition and foundation for realizing modem management and advanced mode of production .In this thesis，faeility layout method and plan optimization are studied on conduetor Workshop of case of xiali transformer ractory，the present status，develoPment and som

5、e advaneed methods in faeility layout are reviewed. Then，the implieation and prineiples of faeility layout in workshop are introduced. Logistics cost is an important part of manufacturing cost. The layout of shop facilities will effect the logistics cost of enterprises directly. In this paper, the m

6、ethod of SLP is applied to the present facilities layout of enterprises for system analysis and then an optimumscheme is put forward for the purpose of reducing the logistics cost. Such a scheme is also evaluated. Base on the detailed research of one enterprise, this method has been successfully use

7、d to the logistics bottleneck of one shop in the enterprise.Key Words:Case Workshop,Faeility Layout Design,OptimiZation, logistics1绪论1课题研究背景1课题研究意义1课题研究的理论意义1课题研究的工程意义2设施布置设计的发展动态2课题研究目的及主要工作4课题研究目的4课题研究的主要工作42设施布置设计5设施布置设计的内容与目标5设施布置设计的内容5设施布置的目标5生产车间设施布置5生产车间设施布置的含义6生产车间设施布置的原则6生产车间设施布置的基本形式7流动模式8

8、工艺过程设计环节9工艺过程设计含义9工艺过程设计的内容及程序9系统布置设计模式(SLP)10系统布置设计基本要素10系统布置设计步骤12基本要素分析14设施布置设计的柔性17物流分析17物流分析在车间布置中的作用17物流分析方法183箱体车间物流分析20箱体加工流程现状20箱体车间物流分析21物流强度等级及其分析21作业单位综合接近程度23作业单位综合接近程度概念23车间作业单位综合接近程度排序表23绘制作业单位位置相关图244结论26致谢28参考文献29附录30绪论1绪论20世纪初，泰勒、甘特、吉尔布雷斯夫妇在进行工作研究、时间研究、生产控制时开始关注制造厂的设计工作，认识到工厂设计对工厂效

9、益有重大影响，并认识到物流在生产管理及工厂设计中的意义，开始把“机”和“物”的管理提到一定的地位上来。二战以后，一些被战争破坏的国家出现了重建工业的时期，工厂的规模和复杂程度明显增大。由于这些变化，工厂的设施规划也日益显示出现代的特征。在工厂设计的发展过程中，定性分析逐渐被定量分析代替，系统工程的概念和系统分析方法的运用，使工厂设计发生了质的飞跃。社会日趋重视生产系统总体的效益、工厂布置及物料搬运，设施规划成为研究对象更为广泛的，具有独立的学科方向和技术体系的学科。设施规划发源于早期的制造业，是伴随着工业生产产生的，一直以来都是工业工程的重要分支。夏利变压器厂，建于1996年，已有十多年的生产

10、历史，是水利部变压器生产定点厂。部级先进企业。该技术力量雄厚，生产设备工艺设备，检测手段齐全。产品质量符合国家标准 GBl094，1585标准。历获省优秀产品“金鹤奖”省优质产品证书、省节能产品证书、省“重合同守信用证书等。该厂主要生产S9/10KVA-2000KVA的各种规格的低损耗节能电力变压器。同时为满足广大用户对不同规格特种变压器的特殊技术设计要求，生产电炉变压器、整流变压器、电抗器、高阻抗熔冰变压器、三倍频发生器试验变压器、干式变压器、谐振装置、无晕变压器、励磁变压器、自动消弧接地装置(已申请专利)等一百多种规格的特种变压器，还可根据用户要求设计生产各种特种变压器。通过其对箱体车间的

11、深入分析，体车间主要生产S9/10KVA-2000KVA的19个种类变压器的箱体。该车间存在设施布置的不合理，加工的零部件种类多,工艺复杂,大部分的加工件生产路线过长,影响了加工时间。课题研究的理论意义物流系统直接关系到生产系统效益。物流过程不直接产生价值，但却直接关成本。在物流系统运行过程中，管理与控制水平的高低直接关系到产品质量，仅注加工质量，不注重物流质量，对生产系统危害很大，物流合理化可以降低物流费用，达到降低成本的目的1。物流系统中物料的费用直接影响到企业资金周转速度。在一般加工企业中，物流时间占生产周期的90%一95%，而纯加工时间仅占5%，企业的在制品和库存物料占用流动资金75%

12、以上。物流系统分析可有效压缩物流系统时间占用及加速物料转化，从而加快企业资金周转速度，提高企业竞争能力。通过物流合理化提高企业管理水平，物流系统牵涉到信息、运输、存货、仓储、物料搬运和包装等的集成，涉及企业内部的各个领域。在物流系统观的指导下，对物流环节的任何改善都会促进企业管理水平的提高。物流的高效、高质、准时搬运要求企业辅以相应的组织结构。提高物流系统的现代化管理水平，才能实现管理现代化2。物流系统化可以创造顾客价值，使企业获得竞争优势，市场条件下的企业竞争日趋激烈。物流能力是对厂商能否在尽可能低的总成本下提供了竞争优势的顾客服务的一种相对的评价。良好的物流工作意味着适应情况变化的灵活性，

13、按时完成任务，对操作的控制能力和连续工作的能力等特点，尤其是要对完善服务做出承诺，这是企业获得并维持忠实顾客的关键2。课题研究的工程意义江门夏利变压器厂一直沿用过去的生产管理模式，对物流的认识不足，在车间的设施布置方面未对减小物流量，降低物流成本予以充分考虑。随着高压开关行业竞争的日益激烈，企业己进入一个微利时代，产品的成本和利润也变得非常透明。企业急需采用物流战略来提高自身的竞争力。企业物流管理不畅，时间、空间浪费大，物料流混乱、重复搬运、流动路径不合理产品供货周期长、废弃物回收不力，这不仅直接阻碍企业生产效率的提高，而且占用大量资金，成为企业发展的包袱。如果对车间的物流进行分析，并按科学的

14、方法对车间的设备进行重新布置，就能使车间的工艺布置做到物流顺畅、运输路线最短、与车间外部的衔接最为合理，从而达到提高生产率、缩短生产周期和降低生产费用的目的。设施布置设计在设施规划设计中占有重要地位，历来是倍受重视的领域。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、生产效率、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。优良的设施布置可以节省物料搬运费用，缩短生产周期，加快流动资金周转。因此，优良的设施布置是提高生产系统效益的重要源泉和手段，是改善生产系统整体功能、实现现代化管理和先进生产方式的前提和基础1。最初的设施

15、布置设计主要是凭经验和感觉。但是到了50年代，布置设计从传统的只涉及较小系统，发展到大而复杂的系统设计，凭经验己难以胜任。于是，在综合各学科发展的基础上，一方面，布置设计中运用起系统工程的概念和系统分析的方法，在1961年由美国的缪瑟提出了极具代表性的系统布置设计(SLP)理论，缪瑟的系统布置设计(SLP)是一种条理性很强、物流分析与作业单位关系密切程度分析相结合、求得合理布置的技术，因此在布置设计领域获得极其广泛的运用。激烈的市场竞争迫使企业应用MRP一、ERP、CIMS等来武装自己，它们信息资源的高度计算机集成化要求设施布局信息的计算机化;同时，它们的动态特性要求必须建立设施布置的快速响应

16、(即迅速提供高效可行的新的布置方案)。而现在的系统日趋复杂，应用系统布置设计技术手工完成布置和调整十分繁琐，此时，既要满足时间性又要满足最优性是不现实的。传统的系统布置设计技术不太适合企业流程再造(BPR)。企业为适应市场变化，需进行企业流程再造。这一浪潮的核心就是流程再造即聚焦于核心增值流程，恰当地把弱势业务向外分包。在现代制造企业中，产品物流密度占整个物流的比例越来越小，主要物流趋向于象堆垛和包装这类的事情。23当物料搬运系统含有大量的回收车、容器和堆垛机时，非产品物流(次流)和产品物流(主流)的分离导致两张不同的轮廓图，而含有所有设施SLP方法会导致变形的轮廓图。威廉温拿等工厂设计师们在

17、实践中不断对其进行发展和完善，并于90年代提出了新的战略设施规划(SFP)，其发展主要有两点:(l)把设施布置设计提升至战略高度，通过一次根本性的再聚焦以及精益原则来提高企业整体生产力。实施的关键是运用企业流程再造原理:即首先进行业务流程重组，然后将主、次流分离(产品物流与非产品物流分离)，最终的布置由主流的轮廓图发展而来，次流伴随着主流被调整至剩余空地、头上和地下空间。这样一来，顾客愿意付钱的产品的价值增值速度加快，企业竞争能力加强。(2)新的战略设施规划融合了优良的计算机辅助设施布置方法，一定程度上实现了设施布置的快速响应、布局信息、的计算机化和较丰富的设计方案以供决策者选择。计算机辅助设

18、施布置方法自从出现以来，就一直是人们研究的重点，发展非常迅速。计算机辅助设施布置软件的建模是计算机辅助设施布置的核心内容。起初，人们根据假设情况(如:设备之间的流量是己知的固定数量;布置问题在计划展望期内看作是静态问题布置的目标仅仅是物流费用最小等等)建立了第一类模型。然而，这些假设越来越不符合现代制造系统的现实要求。为寻求改进，人们做了许多工作。一万面，人们根据现实问题发展了许多扩展模型:如实际布置是多目标优化问题且目标间可能相互矛盾，为此近年来构造了多种多目标决策布置模型;由于经营、发展、需求波动以及生产混和的动态特性，设备之间的流量随着阶段的不同而变化，当一些这样的改变是可计划时，可发展

19、为动态布置模型;当产品混和、机器故障、周期性的波动和需求不确定时，针对不确定性发展了随机布置模型、鲁棒性及柔性布置模型。另一方面，由于目前构造通用的布置模型还很困难，于是人们又针对特定类型制造系统不断开发更具体、实用的第三类模型。最初的计算机辅助设施布置软件(如CORELAP和CRAFT)所用算法主要为新建法(Const ruetion methods)和改进法(Improvement methods)等传统启发式算法。这些算法的主要缺陷是在达到满意方案前的选择过程中未充分考虑其他的方案，并且它们对初始布置敏感，导致最终布置未必好5。近十几年来，人工智能技术的发展为设施布置提供了新算法。由于设

20、施布置是典型的NP问题，人工智能技术成为在有效时间内寻求满意解的可行算法。它们应用快速并行处理，可以同时得到多个解，丰富了备选方案;并且它们允许代价更高的解出现，从而可以跳出局部最优点，解决对初始布局敏感，所以在设施布置中(特别是在寻优段)这些人工智能技术获得广泛应用。课题研究目的通过对夏利变压器厂箱体工艺过程及设备情况调研，找出其中存在的问题，通过物流分析，在符合工艺过程需要的同时，重新设计导体车间设施布置方案，以有效利用作业空间，减少搬运费用、降低成本、提高导体加工质量，为领导决策提供理论依据。课题研究的主要工作本课题研究的主要工作有:(l)搜集有关箱体加工工艺、使用设备等相关资料；(2)

21、归纳、整理资料；(3)查找相关内容的书籍、论文资料；(4)确立导箱体加工生产单元、设备组成、设备数量；(5)划分作业单位；(6)计算物流强度；(7)绘制作业单位位置相关图、面积相关图；(8)设计设施布置方案；(9) 绘制箱体车间设施详细布置图；(10)对设计设施布置方案评价。作为应用研究项目，本课将工艺技术应用到箱体车间的设施布置，设计出了适合箱体车间设施布置方案。3设施布置设计2设施布置设计设施布置设计的内容设施布置设计，是根据企业的经营目标和生产纲领，在已确定的空间场所内，按照从原材料的接收，零件和产品的制造，到成品的包装、发运的全过程，将人员、设备、物料所需要的空间做最适当的分配和最有效

22、的组合，以便获得最大的生产经济效益。工厂布置包括两个内容，既工厂总体布置和车间布置。工厂总体布置设计要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，同时要解决物料的流向和流程，厂内外运输的联结及运输方式。车间布置设计要解决各生产工部、工段、服务辅助部门、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，同时也要解决物料搬运的流程及方式8。设施布置的目标设施布置的主要目标是:(l)符合工艺过程的需要，尽量使生产对象流动顺畅，避免工序间的往返或交错流动，使设备投资最少，生产时间最短。(2)最有

23、效地利用空间，要使场地利用达到适当的建筑占地系数(建筑物、构筑物占地面积占总面积的比率)，使建筑物内部设备占有空间和单位制品的占有空间极小。(3)物料搬运费用最少，要便于物料的输入、废品的输出，物料运输路线短捷，尽量避免运输的往返和交叉。(4)保持生产与安排的柔性，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内或靠近布置，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、心理的要求，为提高生产效率和保证职工身心健康创造条件。车间是生产性企业最重要的组成单位之

24、一，它是企业进行产品生产或其它业务活动的主要场所。企业主要的生产设备绝大部分均布置在车间内，生产工人也大部分在其中劳动，生产的原材料、半成品及成品等均在其中流动。因此，车间设施如何布置，直接关系到企业生产过程各个要素能否很好地结合，企业的生产经营活动能否有效地进行18。车间设施布置就是按一定的原则，正确地确定车间内部各组成单位(如工段、班组)以及工作地、机床设备之间的相互位置，从而使它们组成一个有机整体，实现车间的具体功能和任务。目标在于协调生产，减少不合理生产物流，提高企业生产运作效率。生产车间设施布置的原则进行生产车间设施布置应遵循的主要原则有:(l)尽可能按照生产过程的流向和工艺顺序布置

25、设备和工作地，尽量使加工对象加工过程中成直线流动并使加工路线最短，同时应避免生产对象的倒流，这就要求在有可能的情况下多采用产品布置或成组布置;(2)要有利于最小物流成本。有统计资料表明，在物料形成产品的总生产时间中，真正的加工时间只占10%一20%，其余时间消耗在物料运输、等待时间上。如在库时间、设备调整准备时间17。所以车间设施布置设计要充分考虑物流路线的合理性，尽量减少物流的迂回与倒流;并使物料搬运量最小以减少搬运费用，实现“把规定得物料，按规定的数量，在规定的时间，按规定的顺序，完好无损的送到规定的地点，安放在规定的位置上”。具体的物料搬运设计在保证安全的前提下应考虑:尽量简化搬运作业，

26、减少搬运环节；尽量采用单元搬运；尽可能搬运到靠近下一使用地点；搬运前应安排下一工序；搬运路线尽可能为直线，以缩短距离；尽可能合理安排机械化和自动化搬运；尽可能采用高度与空间及重力搬运，以节约能源；安排好控制物料搬运的信息系统；尽量避免停止或储存时间过长，以节省资金；(3)便于运输，充分发挥运输工具的作用。大型的加工设备应尽可能布置在有桥式吊车的开间里，加工大型零件或长棒料的设备应布置在靠近车间入口处;(4)尽可能为工人创造安全、良好的工作环境，充分保证采光、照明、卫生、取暖、防尘、防污染等要求，设备的传动部分应有保护装置;(5)考虑工人的作业方便，设备及工作地之间应留有必要的工人走动、操作，放

27、置工具、图纸、工位器具的地方。多设备看管时，应使工人在设备与设备之间的走动距离最短;(6)充分合理地利用车间的面积。各开间内布置的生产线或工段的长度应相等，在一个开间内，可因地制宜地将设备排列成纵向的、横向的或斜角的，不要剩下不好利用的面积;(7)充分考虑机床的精度和工作特点，精加工设备尽可能布置在光线充足和振动影响小的地方。(8)考虑各种事故状态下的应急安全措施，并为今后发展和布置变更留有余地。生产车间设施布置的基本形式生产车间设施布置的基本形式见图2.1。具体内容如下:(1)产品原则布置产品原则布置也称为流水线布置或对象原则布置。当产品品种很少而生产数量又很大时，应按产品的加工工艺过程顺序

28、配置设备，形成流水线生产，这是大量生产中典型的设备布置方式。由于产品原则布置是按加工、装配工艺过程顺序配置各道工序所需设备、人员及物料，因此能最大限度地满足固定品种、产品的生产过程对空间和时间的客观要求，生产效率非常高，单件产品生产成本低，但生产适应性即柔性差，适用于少品种大量生产21。(2)工艺原则布置工艺原则布置也称为机群式布置。这种布置方式的特点就是把同种类型的设备和人员集中布置在一个地方，如车床工段、铣床工段等，就是分别把车床、铣床等集中布置在一个地万。这种布置方式便于调整设备和人员，容易适应产品的变化，生产系统的柔性大大增加。但是，当工件需要多种设备进行加工时，就不得不往返于各工序之

29、间，增加了产品的搬运次数与搬运距离，常常带来物料交叉搬运与逆向流动的问题.通常适用于单件生产。设备布置形式移动式布置固定式布置产品布置工艺布置成组布置单元布置柔性布置图2.1 设备布置基本模式(3)成组原则布置成组原则布置又称为混合原则布置。在产品品种较多，每种产品的产量又是中等的情况下，将工件按其外型与加工工艺的相似性进行编码分组，同组零件用相近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照工艺过程顺序组合布置成成组制造单元，整个生产系统由数个成组制造单元构成。这种布置方式既有流水线的生产效率，又有机群式布置的柔性，可以提高设备开动率，减少物流量及加工时间。成组原则布置

30、适用于多品种、中小批量的生产类型。(4)固定工位式布置产品固定工位式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。流动模式一个好的设施布置需要认真地进行流动规划，考虑物料、信息、人员流动的模式，使之有效合理。选择流动模式的一个重要考虑因素是入口(接受地点)和出口(发送地点)的位置。常常由于外部运输条件或者原有布置的限制，需要按照给定的出入口位置来规流动模式12。除了出入口位置外，还有场址或建筑物的轮廓尺寸、生产流程的特点和生产的长度、通道的位置等，也是规划流动时应考虑的因素。运输的方式及其机械化程度、存的

31、要求、发展的需要等，也对流动模式有不同程度的影响。基本流动模式有以下几种类型:(1)图为直线型，是最简单的流动模式，适用于入口和出口在相对位置，产过程短而且比较简单，或只有少量零部件和少数生产设备的情况；(2)图2.2b为L型，适用于现有设施或建筑物不允许直线流动的情况；(3)图为U型，适用于入口与出口在同一相对位置，或生产线比实际可的距离长的情况；(4)图2.2d为环型，适用于要求物流返回到起点的情况；(5)图2.2e为5型，适用于生产线比实际可安排的距高长，在一个经济的面安排较长的生产线的情况。直线型U型S型L型环型图2.2 基本流动模式实际的流动规划常常是上述5种基本流动模式的组合。一个

32、好的设施布置需要认真进行流动规划，使之有效合理。工艺过程设计含义工艺过程设计是指按产品设计要求，安排或规划出由原材料加工出产品所需要的一系列加工步骤和设备、工装需求的过程。它把产品的结构数据转换为面向制造的指令性数据，其任务是确定产品的制造工艺及其相应的后勤支持过程。其结果在于，一方面反馈给产品设计，用以改进产品设计，另一方面作为生产实施的依据，所以它是生产技术准备工作的第一步，也是连接产品设计与产品制造的桥梁。工艺过程设计的内容及程序由于工艺过程设计是为被加工零件选择合理的加工方法和加工顺序，以便能按设计要求生产出合格的成品零件，所以其主要内容包括:(l)选择加工方法及采用的机床、刀具和其他

33、工装设备等；(2)安排合理的加工顺序；(3)选择基准，确定加工余量和毛坯，计算工序尺寸和公差；(4)选择合理的切削用量；(5)计算时间定额和加工成本；(6)编制包合上述所有资料的工艺文件。上述内容也可用流程图的形式表示，如图2.3所示:工艺过程设计的程序包括:(1)产品图纸的工艺分析和审查这是保证产品结构工艺性的重要措施。包括产品结构、工艺标准、零件尺寸、产品材料等方面的审查。(2)拟订工艺方案这是工艺计划的总纲。包括确定产品制造过程中的加工方法、安排工艺路线、明确工艺装备选用的系数等等。(3)编制工艺规程这是具体指导员工，进行加工、制造、操作的主要依据文件。它对组织生产、保证产品质量、提高生

34、产率、降低成本、缩短生产周期及改善劳动条件等都有直接影响。包括确定物料加工方法和顺序、产品装配与零部件加工的技术条件、工艺装备、选择设备及设备的调整方法、切削范围等等。零件图决定加工毛坯的材料和尺寸选择机床制定加工工艺选定加工条件计算加工时间选择加工设备决定加工工作内的操作顺序图2.3 工艺过程设计的内容之流程图(4)工艺装备的设计与制造这是贯彻工艺流程，保证加工质量，提高生产效率的基础。通常，产品都要通过如上过程的工艺设计，对于不同的企业，因其规模、企业性质等的不同，工艺过程的具体设计可能有所不同，但内容大同小异。实际上从物流角度看，在工艺设计过程中产生的许多重要的工艺文件，对指导企业制造系

35、统和物料供应系统的调度有着直接影响。比如产品工艺的过程信息、变化信息、质量信层、都将全部表达到生产物流系统的结构上，从而影响到生产物流系统的工艺设备、物流路线、工艺联接性、稳定性和变化特性等方面。所以工艺过程设计的好坏是能否保证生产物流得以顺畅实现的关键。2.4系统布置设计模式(SLP)系统布置设计基本要素一般讲，工厂布置设计就是根据社会需要确定出某些待生产的产品及其产量以及确定厂址的前提下，完成工厂总平面布置和车间布置，提供布置方案的实施。产品及产量由决策部门在设计纲领中做出规定;厂址的确定主要由经营决策人员根据某些社会因素、经济因素及自然条件做出决策;建厂工作则主要由土建施工人员来完成。与

36、设施布置设计人员之间相关的任务是总平面布置和车间布置。如图2.4所示，为了完成工厂总平面布置和车间布置，需要从产品P及产量Q出发，首先对产品组成进行分析，确定各零件生产类型，制定出各个零部件的加工、装配工艺流程:根据工艺流程各阶段的特点划分出生产车间等。然后由工厂布置设计人员来完成工厂总平面布置及车间布置。定量约束条件制定工艺路线R作业单位划分S制定作业计划T产品P产量Q布置设计方法布置方案定性约束条件图2.4 工厂总平面设计过程为了突出平面布置设计，可把平面布置设计前各个阶段工作的结果作为给定要素来处理，包括工艺流程R，辅助服务部门S及生产时间安排T，这样就形成了单纯的工厂布置模型，如图2.

37、5所示。在系统布置设计(SLP)中，把产品P、产量Q、生产路线R、辅助服务部门S及生产时间安排T作为给定的基本要素(原始资料)，成为布置设计工作的基本出发点。(1)产品P产品P是指待布置工厂将生产的商品，原材料或加工的零件和成品等。这些资料由生产纲领和产品设计提供，包括项目、品种类型、材料、产品特性等。产品这一要素影响生产系统的组成及其各作业单位间的相互关系、生产设备的类型、搬运方式等。产 品P产 量Q生产路线R辅助部门S时 间T定量约束条件定性约束条件布置设计方法布置方法图2.5 工厂布置模型(2)产量Q产量指所生产的产品的数量，也出生产纲领和产品设计提供，可用件数、重量、体积等来表示。产量

38、Q这一要素影响着生产系统的规模、设备的效量、运输量里、建筑物面积的大小等。(3)生产路线R为了完成产品的加工，必须制定加工工艺流程，形成生产路线，可用工艺过程表、工艺过程图、设备表等表示。它影响着各作业单位之间的关系，物料搬运路线，仓库位置及堆放地的位置等。(4)辅助服务部门S在实施系统布置工作之前，必须对生产系统的组成情况有一个总统的规划，可以大体上分为生产车间、智能管理部门、辅助生产部门、生活服务部门及仓储部门等;可以把除生产车间以外的所有作业单位统称为辅助服务部门s，包括工具、维修、动力、收获、发运、铁路专用路线、办公室、食堂等。这些作业单位工程生产系统的生产支持系统部分，在某种意义上加

39、强了生产能力。有时，辅助服务部门的占地总面积接近甚至大于生产车间的占地面积，所以布置设计时应该给予足够重视。(5)时间T时间要素是指在什么时候、用多少时间生产出产品，包括各工序的操作时间，更换批量的次数。在工艺过程设计中，根据时间因素确定生产所需各类设备的数量，占地面积的大小和操作人员数量，来平衡各工序的生产时间。这些数据资料可以在设计过程中用以估算设备的数量、需要的面积和人员、各生产单位之间的平衡等。有了以上P、Q、R、S、T等五方面的原始资料，就能着手布局设计。系统布置设计步骤任何一种系统设计过程都是反复达代、逐步细化的寻求最优解的过程，工厂布置设计更是如此。设计步骤的正确与否往往是工厂布

40、置设计能否成功的关键，系统布置设计SLP模式就是一种人们广为采用的、成功的设计方法。系统布置设计是一种逻辑性强、条理清楚的布置设计方法，分为确定位置、总体区详细布置及实施四个阶段，在总体区划和详细布置两个阶段采用相同的SLP设计程序划(1)确定位置在新建、扩建或改建工厂或车间时，首先应确定出新厂房坐落的地区位置。在这个阶段中，首先要明确，待建工厂的产品、计划生产能力，参考同类工厂确定待建工厂的规模，从待选的新地区或现有工厂中确定出可供利用的厂址。(2)总体区划总体区划又叫做区域划分，就是在已确定的厂址上规划出一个总体布局。此阶段中，首先应明确各生产车间、职能管理部门、辅助服务部门及仓储部门等作

41、业单位的工作任务与功能，确定其总体占地面积及外型尺寸。在确定了各作业单位之间的相互关系后，把基本物流模式和区域划分结合起来进行布置。(3)详细布置详细布置一般是指一个作业单位内部机器及设备的布置。在详细布置阶段，要根据每台设备、生产单元及公用服务单元的相互关系，确定出各自的位置。(4)实施在完成详细布置设计后，经过上级批袱份以进行施工设计，绘制大量的详细安装图，编制搬迁、安装计划，按计划进行机器设备及辅助装置的搬迁、安装施工工作。在系统布置设计过程中，上述4个阶段按图2.6所示的顺序交叉进行。在确定位置阶段，就必须大体确定各主要部门的外型尺寸，以便确定工厂总体的形状和占地面积。阶段确定位置总体

42、区别详细布置实施时间图2.6 工厂布置的阶段结构图在系统布置设计明第二和第三阶段，采用相同的设计步骤一一系统布置设计SLP程序如图2.7所示。该方法提出了作业单位相互关系密级表示法，使布置设计由定性阶段发展到定阶段。在缪瑟提出的系统布置设计(SLP)中，正是把产品P、产量Q、生产路线R、辅助服务部门S及生产时间安排T作为给定的基本要素(原始资料)，作为布置设计工作的基本出发点。在SLP程序中，一般经过下列步骤:(1)准备原始资料(2)物流分析与作业单位相互关系分析针对某些以生产流程为主的工厂，物料移动是工艺过程的主要部分时，物流分析是置设计中最重要的方面。物流分析的结果可以用物流强度等级及物流

43、相关表来表示。物流的作业单位间的相互关系可以用关系密级及相互关系表来表示。在需要综合考虑作业单位间物流与非物流的相互关系时可以采用简单加权法将物流相关表及作业单位间相互关系表综合成综合相互关系表【28】。(3)绘制作业单位位置相关图根据物流相关表，考虑每对作业单位间相互关系等级的高低，决定两作业单位相对位置的远近，得出各作业单位之间的相对位置关系。(4)方案评价与择优针对得到的数个方案，需要进行费用及其他因素评价。通过对各方案的比较评价，修正设计方案，得到布置方案图。基本要素分析产品产量分析企业生产的产品品种的多少及每种六品产量的高低，决定了工厂的生产类型，进而影响着工厂设备的布置形式，如表2

44、.1所示。表2.1中列出了大量生产、成批生产及单件生产情况下的生产特点及设备布置类型。生产类型大量生产（流水线）成批生产单件生产需求条件品种产品较少，产品的规格一般由企业决定产品较多，产品的规格由企业决定品种繁多，产品品种规格多由用户决定，产品功能有某种特殊功能质量质量变动小，要求有互换性质量要求稳定，但每批质量可以改进每种产品都要求有自己的规格和质量标准产量产量大，可以根据国家计划成市场要求预测，预先确定销售量产量很小，可以分批轮番生产可以根据市场预测和订货确定产量产量小，由顾客订货时确定产量技术特点设备多采用专用设备部分采用专用设备采用通用设备工艺装备采用专用工艺装备部分采用专用工艺装备采

45、用通用工艺装备工序能力通过更换程序能够生产多种规格产品各工序能力要平衡通过更换程序能够生产许多规格产品主要工序能力要平衡通过更换程序能够生产多种规格产品各工序能力不需要平衡运输使用传送带使用卡车，吊车使用吊车，手推车零件互换性互换选配部分钳工修配钳工修配标准化原材料、零件工序和操作要求标准化对规格化，通用零件要求标准化对规格化，通用零件要求标准化生产管理特点设备布置产品原则（对象原则）混合原则（成组原则）工艺原则劳动分工分工较细一定分工粗略分工工人技术水平专业操作专业操作多工序多面手安排计划精确比较细致粗略，临时派工库存用库存品调节产量用在制品调节生产用库存原材料，原部件调节生产维修保养采用强

46、制或预防修理保养制度采用修理保养制度关键设备采用计划维修制，一般设备可采用事故维修生产周期短较短长劳动生产率高较高低成本低中高生产适应性差较差强柔性差较差强安全隐患较大较大较小产量与设备布置形式的关系。(l)流水型即产品原则布置，适于产量大、种类少的产品;(2)GT型即成组原则布置，适于产量中等、种类多的产品;(3)机群型即工艺原则布置，适于产量少、种类多的产品;封产品固定型即固定工位式布置，适于大型设备的固定安装。因此，只有对产品一产量进行深入分析，才能产生恰当的设备布置方式。一般，产品一产量分析分为两个步骤:(1)将各种产品，材料或有关生产项目分组归类;(2)统计或计算每一组或类的产品的数量。流水型在P一Q分析过程中，先统计出产品品种与产量。然后将P一Q关系绘制成P一Q曲线，如图2.9所示。在图中M区的产品适用于采用大量生产类型;J区属于单件小批量生产类型;介于M去和J区之间的产品生产类型为成批生产。图2.8 产量与设备布置关系产量GT型机群型产品固定性种类：少量：大种类：多量：中种类：多量：少种类：少量