《設施規(guī)劃與物流分析課程設計》設計指導書

1、設施規(guī)劃與物流分析課程設計設計指導書四川師范大學商學院第一章 課程設計的目的和要求第一節(jié) 緒論設施規(guī)劃與物流分析是工業(yè)工程專業(yè)一門重要的主干專業(yè)課程。設施 規(guī)劃是工業(yè)工程學科中公認的重要研究領域和分支之一。設施規(guī)劃特別是 其中的工廠設計著重研究工廠總平面布置、車間布置及物料搬運等內(nèi)容， 其目標是通過對工廠各組成部分相互關系的分析，進行合理布置，得到高 效運行的生產(chǎn)系統(tǒng)，獲得最佳的經(jīng)濟效益和社會效益。由于社會需要的多樣性，生產(chǎn)不同產(chǎn)品工廠的模式必然存在著差異，這就給工廠布置設計帶來了難題。系統(tǒng)布置設計(SLP) 方法提供了一種以作業(yè)單位物流與非物流的相互關系分析為主線的規(guī)劃設計方法，采用一套 表

2、達力極強的圖例符號和簡明表格，通過一套條理清晰的設計程序進行工 廠布置設計。這種方法為設施設計人員與生產(chǎn)管理人員廣泛采用，實踐效 果良好。系統(tǒng)布置設計不是一種嚴密的設計理論，而是一套實踐性非常強 的設計模式和規(guī)范的設計程序。學習和掌握系統(tǒng)布置設計方法最有效的手 段就是直接參與設計工作。第二節(jié) 課程設計目的和要求一、課程設計的目的 設施規(guī)劃與物流分析課程設計是設施規(guī)劃與物流分析課程的重要實 踐性教學環(huán)節(jié)，是綜合運用所學專業(yè)知識，完成工廠布置設計工作而進行 的一次基本訓練。其目的是：1) 能正確運用工業(yè)工程基本原理及有關專業(yè)知識，學會由產(chǎn)品入手 對工廠生產(chǎn)系統(tǒng)進行調研分析的方法。2) 通過對某工廠

3、布置設計的實際操作，熟悉系統(tǒng)布置設計方法中的 各種圖例符號和表格，掌握系統(tǒng)布置設計方法的規(guī)范設計程序。3) 通過課程設計，培養(yǎng)學生學會如何編寫有關技術文件。4) 通過課程設計，初步樹立正確的設計思想，培養(yǎng)學生運用所學專 業(yè)知識分析和解實際技術問題的能力。學生通過設施規(guī)劃與物流分析課程的學習和生產(chǎn)實習，對設施的布 置、流水線布置的原理方法等有一定的了解后，將理論與實際結合起來， 運用所學的基礎知識和專業(yè)知識，解決實際問題，培養(yǎng)學生分析問題、解 決問題的能力，鍛煉學生實際動手能力，使學生得到全面發(fā)展。二、課程設計內(nèi)容概況根據(jù)設施規(guī)劃與物流分析課程設計的主要目標，本課程設計應該包括 以下兩個部分：一

4、是問題分析部分；二是給定工廠布置設計部分。具體內(nèi) 容如下：1、問題分析，完成下列工作：(1) 分析產(chǎn)品構成，明確主要產(chǎn)品零部件明細表。(2) 針對35種主要產(chǎn)品加工工藝過程繪制詳細工藝過程圖，并注明各工序間的物料搬運量。(3) 繪制各生產(chǎn)車間、倉儲部門之間的物料流程圖。(4) 作業(yè)單位調查，針對各種不同的部門編制相應內(nèi)容的調查表。對 于生產(chǎn)車間，主要調查產(chǎn)品，產(chǎn)量，設備類型與臺數(shù)、物料流動模式、建筑物結構型式與占地面積等； 對于職能管理部門主要調查職責、 人員構成、 設備配備、辦公室面積等；對于倉儲部門，應調查儲存物品，儲存方式、占地面積大小等；對于輔助服務部門，主要調查工作性質、功能、占地面

5、 積大小等。當上述數(shù)據(jù)調查有困難時，可以簡單地從工廠平面布置圖中直 接取得各部門的占地面積的大小。(5) 繪制工廠現(xiàn)有平面布置圖。(6) 對現(xiàn)有平面布置進行分析，找出不合理處，并提出改進意見。2、工廠布置設計，針對給定的工廠實例，結合問題分析階段的成果 完成下列工作：(1) 產(chǎn)品分析，產(chǎn)品產(chǎn)最分析，確定生產(chǎn)類型。(2) 生產(chǎn)工藝過程分析，繪制工藝過程圖。(3) 進行物流分析，得到物流相關表。(4) 進行作業(yè)單位相互關系分析，得到作業(yè)單位相互關系表。(5) 將作業(yè)單位物流相關表與非物流相互關系表加權合并，求出作業(yè) 單位綜合相互關系表。(6) 繪制作業(yè)單位位置相關圖。(7) 繪制作業(yè)單位面積相關圖

6、。(8) 參考現(xiàn)場調研的情況，列出影響布置的修正因素與實際限制條件。(9) 產(chǎn)生三套布置方案。(10) 布置方案的自我評價，從物流效率、工藝流程要求及生產(chǎn)變化的適應性等方面對各方案進行評價比較，得出最佳方案。 課程設計的答辯和成績評定，給指導教師和學生提供設計評價的依第三節(jié) 課程設計進度計劃本課程設計計劃用二周時間完成，進度計劃如下。1）物流關系與非物流關系分析 3 天；2 天；2）繪制作業(yè)單位位置相關圖和作業(yè)單位面積相關圖3）設計初始方案并優(yōu)化 2 天；4）編寫設計說明書及繪制 CAD圖3天。第四節(jié) 課程設計成績評定 課程設計成績按優(yōu)，良，中，及格和不及格記分。第二章 課程設計題目與設計步驟

7、和要求第一節(jié) 課程設計任務書一、設計題目 液壓轉向器廠總平面布置設計。二、原始給定條件現(xiàn)有一叉車修理廠，占地面積為 16OOOM2,廠區(qū)南北長為200M東西 寬為80M所處地理位置如圖2-1所示。該廠職工人數(shù) 300人，計劃改建 成年產(chǎn) 6000 套液壓轉向器的生產(chǎn)廠，需要完成工廠總平面布置設計。1 、 液壓轉向器結構及有關參數(shù)液壓轉向器的基本結構如圖 2-2 所示，由 22 個零、組件構成，每個 零、組件的名稱、材料、單件重量及年需求量均列于表 2-1 中。2、作業(yè)單位劃分根據(jù)液壓轉向器結構及工藝特點， 液壓轉向器廠設立如表 2-2 所示 11 個工作單位，分別承擔原材料存儲、備料、熱處理、

8、加工與裝配、產(chǎn)品性 能試驗、生產(chǎn)管理與服務等各項生產(chǎn)任務。3、液壓轉向器生產(chǎn)工藝過程 由于液壓轉向器結構比較簡單，因此其生產(chǎn)工藝過程也很簡單，總的工藝過程可分為零、組件制作與外購，半成品暫存，組裝，性能實驗與成 品儲存等階段。（ 1 ）零、組件制作與外購液壓轉向器上的標準件、異形件如塑料 護蓋、鋁制標牌等都是采用外購、外協(xié)的方法獲得，入廠后，由半成品庫保存。其它零件由本廠自制，其工藝過程分別見表2-3至表2-15。表中各工序加工前工件重量為：該工序加工后工件重量/該工序材料利用率（2）標準件、外購件與半成品暫存生產(chǎn)出的零、組件經(jīng)車間內(nèi)檢驗合格后，送入半成品庫暫存。定期訂購的標準件和外協(xié)件均存放

9、在半成 品庫。4、自然氣象條件自然氣象等條件按學校附近條件加以考慮。圖表2-1 零件明細表2公待F建液壓轉向器號 計廠廠L北區(qū)圖工廠名稱：液壓轉向器廠共1頁產(chǎn)品名稱液壓轉向器產(chǎn)品代h年產(chǎn)量.F000（套）c第1頁mu r77;白制外兒 17 J 1厶序號零件名稱零件材料總計劃零件形狀尺寸單件重量（kg）說明代號購需求量圖號1連接塊組件V2060000.092前蓋VHT25060000.903X型密封圈V橡膠62000.044擋環(huán)V2060000.035滑環(huán)V2060000.036彈簧片V65Mn420000.017拔銷V65Mn62000.028聯(lián)動軸V4560000.279網(wǎng)體VHT2506

10、0007.0010閥芯V4560000.611閥套V2060000.5612隔盤V2060000.3213限位柱V4560000.0114定子V40Cr60001.2015轉子V4560000.6016后蓋V2060000.8017螺栓V45360000.0218O型密封圈V橡膠210000.0119限位螺栓V4560000.0220油堵V塑料280000.0121標牌V鋁60000.0122護蓋V塑料66000.01編制（日期）審核（日期）表2-2作業(yè)單位建筑物匯總表序號作業(yè)單位名稱用途建筑面積m結構型式備注1原材料庫儲存鋼材、鑄錠20X30露天2鑄造車間鑄造12X243熱處理車間熱處理12

11、X124機加工車間車、銑、鉆削18X365精密車間精鏜、磨削12X366標準件、半成品庫儲存外構件、半成品12X247組裝車間組裝轉向器12X368性能試驗室轉向器性能檢驗12X129成品庫成品儲存12X1210辦公、服務樓辦公室、食堂等80X6011設備維修車間機床維修12X24表2-3液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量（kg）計劃年產(chǎn)量（套）年總產(chǎn)量（kg）連接塊組件1200.096000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（）1原材料庫備料2機加工車間車、鏜、壓裝553半成品庫暫存表2-4液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量（kg）計劃年產(chǎn)量（套）年總

12、產(chǎn)量（kg）前蓋2HT2500.906000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（）1原材料庫準備鑄錠2鑄造車間鑄造603機加工車間粗鏜、鉆804精密車間精鏜955半成品庫暫存表2-5液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量（kg）計劃年產(chǎn)量（套）年總產(chǎn)量（kg）擋環(huán)4200.036000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（）1原材料庫備料2機加工車間車削403半成品庫暫存表2-6液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量(kg)計劃年產(chǎn)量(套)年總產(chǎn)量(kg)滑環(huán)5200.036000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料1利用率(%)1原材料庫備料2機加工車間車削40

13、3半成品庫暫存表2-7液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量(kg)計劃年產(chǎn)量(套)年總產(chǎn)量(kg)聯(lián)動器8450.276000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率()1原材料庫備料2機加工車間車、銑403精密車間精磨994半成品庫暫存表2-8液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量(kg)計劃年產(chǎn)量(套)年總產(chǎn)量(kg)閥體9HT2507.006000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率()1原材料庫準備鑄錠2鑄造車間鑄造603機加工車間粗銑、鏜704精密車間精鏜905半成品庫暫存表2-9液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量(kg)計劃年產(chǎn)量(套

14、)年總產(chǎn)量(kg)閥芯10450.66000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（）1原材料庫備料2機加工車間粗車、鉆、銃703熱處理車間熱處理4精密車間精磨995半成品庫暫存表2-10液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量（kg）計劃年產(chǎn)量（套）年總產(chǎn)量（kg）閥套11200.566000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（）1原材料庫備料2機加工車間車削803半成品庫暫存表2-11液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量（kg）計劃年產(chǎn)量（套）年總產(chǎn)量（kg）隔盤12200.326000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（）1原材料庫備料2機加工車間銃、

15、鉆803半成品庫暫存表2-12液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量（kg）計劃年產(chǎn)量（套）年總產(chǎn)量（kg）限位柱13450.016000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（）1原材料庫備料2機加工車間車鏜703熱處理車間熱處理4精密車間端磨995半成品庫暫存表2-13液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量（kg）計劃年產(chǎn)量（套）年總產(chǎn)量（kg）定子1440Cr1.206000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（）1原材料庫備料2熱處理車間退火3機加工車間車、鉆、插、銑504熱處理車間調質5精密車間研磨996半成品庫暫存表2-14液壓轉向器零件加工工藝過程表

16、產(chǎn)品名稱件號材料單件重量（kg）計劃年產(chǎn)量（套）年總產(chǎn)量（kg）轉子15450.606000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（）1原材料庫備料2熱處理車間正火3機加工車間車、銃、鉆704熱處理車間淬火5精密車間研磨996半成品庫暫存表2-15液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量（kg）計劃年產(chǎn)量（套）年總產(chǎn)量（kg）后蓋16200.806000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（）1原材料庫備料2機加工車間車、鉆803半成品庫暫存第二節(jié)課程設計的步驟良好的設計程序是工廠總平面布置設計成功的關鍵，可保證設計質量，減少設計中的反復。總平面布置設計步驟如下：一、建立方案前的

17、準備；1、整理資料形成產(chǎn)品零件明細表2、整理資料形成建筑物一覽表3、整理資料形成工藝表4、整理資料并作分析形成（含物流和非物流）相關表，并給出物流非物流比重二、問題分析；1、分析、繪制面積相關圖2、分析、繪制位置相關圖3、制作布置圖作業(yè)單位塊1、構建一個初始布置方案2、根據(jù)面積相關圖進行分析調整3、根據(jù)位置相關圖進行分析調整4、優(yōu)化布置圖，并依據(jù)位置相關土、計算結果和工藝的分析作調整四、圖形繪制；1、運用CAD軟件詳細繪制面積相關圖和位置相關圖2、運用CAD軟件詳細繪制布置圖（3個，需反映優(yōu)化過程）3、完成圖形輸出第三章 系統(tǒng)布置設計第一節(jié) 概 述一、工廠設計研究范圍 設施規(guī)劃與設計是一種對企

18、業(yè)的設備、物料以及人員所需空間進行合 理分配和有效組合的技術，其研究對象相當廣泛，不僅涉及到工礦企業(yè)， 還包括學校、醫(yī)院、商店等各行各業(yè)。就工廠設計而言，主要包括廠址選 擇，工廠平面布置， 物料搬運與倉儲、 能源管理和辦公室布置等研究內(nèi)容。1、廠址選擇 新建與擴建工廠時，首先要對未來的廠址進行選擇，一是要確定工廠 坐落的地區(qū)，二是要確定工廠在該地區(qū)的具體位置。關于地區(qū)的選擇，一般受當?shù)毓I(yè)布局的限制及社會宏觀經(jīng)濟的約 束。影響工廠位置的因素很多，可分為定量的成本因素和定性的非成本因素。重要的成本因素包括：運輸成本；原材料的供應成本；動力能 源和水的供應量及成本；：土地成本和建筑成本；勞動力資源

19、的供應 量、素質及成本；其他各類社會服務成本等。定性的非成本因素包括：當?shù)氐臍夂?、地理環(huán)境、政策法規(guī)、社會因 素及科技發(fā)展水平等。其中包括環(huán)境保護、防止污染等。建設新廠時，工廠的位置應盡量適應工廠未來發(fā)展的需要；對于改、 擴建工廠，應充分考慮原有廠房的利用。2、工廠布置工廠布置主要包括工廠總平面布置和車間布置兩個方面。 工廠總平面布置要對工廠的生產(chǎn)車間、物料儲運部門、管理部門和生 產(chǎn)服務部門的建筑物、場地和道路等，按照各部門之間相互關系的密切程 度做出合理的安排。車間布置主要是考慮工藝過程、物流量等因素，對機 器設備，運輸通道等做出合理的布局。工廠布置是工廠設計的核心內(nèi)容。3、物料搬運 工廠內(nèi)

20、的物料搬運涉及到全廠工藝過程、搬運作業(yè)、倉庫管理、信息 系統(tǒng)等各個方面，現(xiàn)代物料搬運的重要特征是把物料搬運過程中的所有環(huán) 節(jié)（包括運輸、裝卸，儲存，加工，裝配和包裝等 ） ，當作一個整體的物流 系統(tǒng)來考慮，并與工廠布置密切結合，使工廠物料流動與轉移更趨合理， 減少物料和能源消耗，縮短物料流動周期，提高產(chǎn)品質量，節(jié)省勞動力， 最終實現(xiàn)系統(tǒng)總體效益最優(yōu)化。二、工廠布置的目標任何一種系統(tǒng)的設計工作必須具備 4 個目標，即可行性、經(jīng)濟性、安 全性和柔性。一家工廠就是一個復雜的生產(chǎn)系統(tǒng)，因此，工廠設計當然應 追求這 4 個目標。對于工廠布置來說，主要表現(xiàn)在：（1）必須滿足生產(chǎn)工藝過程的需要 （可行性 ）

21、。（2）減少物料搬運 （經(jīng)濟性 ）。（3）減少設備投資 （經(jīng)濟性 ）。（4）提高在制品的周轉率 （經(jīng)濟性 ）。（5）充分利用現(xiàn)有空間 （經(jīng)濟性 ）。（6）有效發(fā)揮人力及設備的生產(chǎn)能力 （經(jīng)濟性 ）。（7）生產(chǎn)系統(tǒng)必須具備較大的加工范圍，適應多種產(chǎn)品的生產(chǎn)。當 產(chǎn)品品種變化時，生產(chǎn)系統(tǒng)調整要簡便（柔性） 。（8）維持良好的工作環(huán)境，確保操作人員舒適安全地工作（安全性 ）三、工廠布置的基本設計原則為了達到上述的工廠布置目標，在根據(jù)當?shù)匾?guī)劃要求確定適當?shù)膹S址 位置的前提下，應根據(jù)下列原則進行工廠布置。1、工廠總平面布置設計原則（ 1）滿足生產(chǎn)要求， 工藝流程合理。 工廠總體布局應滿足生產(chǎn)要求， 符合

22、工藝過程，減少物流量，同時重視各部門之間的 - 關系密切程度。具 體布置模式有兩種： 按功能劃分廠區(qū)，即將工廠的各部門按生產(chǎn)性質、衛(wèi)生，防火與運輸要求的相似性，將工廠劃分為若干功能區(qū)段。如中、大型機械工廠 的廠區(qū)，可劃分為加工裝配區(qū)，備料（熱加工）區(qū)，動力區(qū)、倉庫設施區(qū) 及廠前區(qū)等。這種布置模式的優(yōu)點是各區(qū)域功能明確，相互干擾少，環(huán)境 條件好，但是，這種布置模式難以完全滿足工藝流程和物流合理化的要求。 采用系統(tǒng)布置設計模式，即按各部門之間物流與非物流相互關 系的密切程度進行系統(tǒng)布置，因此可以避免物料搬運的往返交叉，節(jié)省搬 運時間與費用。（2）適應工廠內(nèi)外運輸要求，線路短捷順直。工廠總平面布置要

23、與 工廠內(nèi)部運輸方式相適應。根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品產(chǎn)量特點，可以采用鐵路運輸、 道路運輸、帶式運輸或管道運輸?shù)?。根?jù)選定的運輸方式，運輸設備及技 術要求等，合理地確定運輸線路及與之有關部門的位置。廠內(nèi)道路承擔著物料運輸，人流輸送，消防通行的任務，還具有劃分 廠區(qū)的功能；道路系統(tǒng)的布局對廠區(qū)綠化、美化，排水設施布置，工程管 線鋪設，也有重大影響。工廠內(nèi)部運輸方式，道路布局等應與廠外運輸方式相適應，這也是工 廠總平面布置應給予重視的問題。（3）合理用地節(jié)約用地是我國的一項基本國策。工業(yè)企業(yè)建設中， 在確保生產(chǎn)和安全的前提下，應盡量合理地節(jié)約建設用地。在工廠總平面 布置時可以采取如下措施： 根據(jù)運輸、防火、安

24、全，衛(wèi)生、綠化等要求，臺理確定通道 寬度以及各部門建筑物之間的距離，力求總體布局緊湊合理。 在滿足生產(chǎn)工藝要求的前提下，將聯(lián)系密切的生產(chǎn)廠房進行 合并，建成聯(lián)合廠房。此外，可以采用多層建筑或適宜的建筑物外形。 適當預留發(fā)展用地。（ 4）充分注意防火、防爆、防振與防噪聲安全生產(chǎn)是工廠布局首先要考慮的問題，在某些危險部門之間應留出適當?shù)姆阑?、防爆間距。振動會影響精密作業(yè)車間的生產(chǎn)，因此精密車間必須遠離振源或采用 必要的隔振措施。如機械廠的精加工車間及計量部門應遠離鍛造車間或沖 壓車間。噪聲不僅影響工作，而且還會摧殘人的身體健康。因此，在工廠總平 面布置時要考慮防噪聲問題，一是可以采取隔音措施，降低

25、噪聲源發(fā)出的 噪聲級；二是可以采取使人員多的部門遠離噪聲源的方法。（ 5）利用風象、朝向的自然條件，減小環(huán)境污染生產(chǎn)中產(chǎn)生的有害煙霧和粉塵會嚴重影響工作人員的身體健康，并會造成環(huán)境污染。進行 工廠總平面布置前，必須了解當?shù)厝旮骷竟?jié)風向的分布和變化轉換規(guī) 律，繪制成風象圖，拽出全年占優(yōu)勢的盛行風向及最小風頻風向。如我國 北方大部分地區(qū)春，夏季盛行東南風，秋，冬季盛行西北風。散發(fā)有害煙 霧或粉塵的車間，應分布在兩盛行風向間的最小頻風向的上風側。另外，建筑物的朝向也是工廠總平面布置時應注意的問題，特別是對 日照、采光和自然通風要求較高的建筑物，更應注意這個問題。（6）充分利用地形、地貌、地質條件。

26、（7）考慮建筑群體的空間組織和造型，注意美學效果。（ 8）考慮建筑施工的便利條件。 上述設計原則涉及面非常廣，往往存在相互矛盾的情況，應結合具體 條件分別考慮。2、車間布置設計原則（ 1）確定設備布置形式根據(jù)車間的生產(chǎn)綱領，分析產(chǎn)品產(chǎn)量關系，從而確定生產(chǎn)類型是大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)還是單件生產(chǎn)，由此決定車 間設備布置形式是采用流水線式，成組單元式還是機群式。（ 2）滿足工藝流程要求車間布置應保證工藝流程順暢，物料搬運方便，減少或避免往返交叉物流現(xiàn)象。（ 3）實行定置管理，確保工作環(huán)境整潔，安全車間布置時，除對主要生產(chǎn)設備安排。適當位置外，還需對其它所有組成部分包括在制品暫 存地，廢品廢料存放地，檢

27、驗試驗用地、工人工作地，通道及輔助部門如 辦公室，生活衛(wèi)生設施等安排出合理的位置，確保工作環(huán)境整潔及生產(chǎn)安 全。（ 4）選擇適當?shù)慕ㄖ问礁鶕?jù)工藝流程要求及產(chǎn)品特點，配備適當?shù)燃壍钠鹬剡\輸設備，進一步確定建筑物高度、跨度、柱距及形狀。（5）采光、照明、通風，采暖、防塵、防噪聲。（6）具備適當?shù)娜嵝?，適應生產(chǎn)的變化。四、工廠布置方法 由于工廠布置中需要考慮的因素很多，其中很大一部分因素不能用定 量的方法表示，而且工廠布置又是多目標的，往往存在相互矛盾的要求。 因此，許多布置都依賴于設計人員的經(jīng)驗，否則無法確保布置成果的合理 性。而良好的布置設計與拙劣的布置設計之間的實際施工費用相差無幾， 但兩者

28、日后生產(chǎn)作業(yè)的效率、質量、成本與安全卻有極大的不同。如何確 保工廠布置合理、延長布置方案的使用壽命周期，是工廠布置設計人員長 期以來一直探索的課題。美國 R.Muther 提出的系統(tǒng)布置設計 SLP 法提供了一整套具有清晰條 理性和嚴密邏輯性的分析方法。 SLP 法采用作業(yè)單位間關系密級與相互關 系表、圖來研究各種因素對布置設計的影響，使布置設計由定性階段發(fā)展 到了定量階段， 受到廣大設計人員的歡迎， 在許多領域都得到了廣泛應用。 第二節(jié) 系統(tǒng)布置設計 （SLP） 模式一、系統(tǒng)布置設計基本要素 一般講，工廠布置設計就是在根據(jù)社會需要確定出某些待生產(chǎn)的產(chǎn)品 及其產(chǎn)量以及確定廠址的前提下，完成工廠

29、總平面布置和車間布置，提供 布置方案的實施。產(chǎn)品及產(chǎn)量由決策部門在設計綱領中作出規(guī)定；廠址的確定主要由經(jīng) 營決策人員根據(jù)某些社會因素，經(jīng)濟因素及自然條件做出決策；建廠工作 則主要由土建施工人員來完成，與設施布置設計人員直接相關的任務是總 平面布置和車間布置。如圖3-1所示，為了完成工廠總平面布置和車間布置，需要從產(chǎn)品戶 及產(chǎn)量Q出發(fā)，首先對產(chǎn)品組成進行分析，確定各零、部件生產(chǎn)類型，制 定出各個零部件的加工、裝配工藝流程；根據(jù)工藝流程各階段的特點劃分 出生產(chǎn)車間，并根據(jù)生產(chǎn)需要設置必要的職能管理部門及附屬生產(chǎn)與生活 服務部門。整個工廠就是由生產(chǎn)車間、職能管理部門、附屬生產(chǎn)及生活服 務部門以及為使

30、生產(chǎn)連續(xù)進行而：設置的倉儲部門這幾類作業(yè)單位所構 成。然后，由工廠布置設計人員來完成工廠總平面布置及車間布置。制定工藝洛 線量作業(yè)單位劃分Sr1約1束定線量布置設計:亍法巳匚衛(wèi) 匚口 產(chǎn)產(chǎn)圖3-1所示的工廠 設計過程中，基本 給定條件（要素）一圖置方案1工廠設計過為產(chǎn)品P及產(chǎn)量Q,涉及到了除平面布置設計以外的如制定TTTn加工，裝配工藝過程等多種專業(yè)技術問 題，要求多種專業(yè)技術人員配合協(xié)作來完定性約束條成圖3 -2 工廠布置為了突出平面布置設計，可把平面布置 前各階段工作的結果作為給定要素來處理, 包括工藝流程R,輔助服務部門S及生產(chǎn)時 間安排T,這樣就形成了單純的工廠布置模 型，如圖3-2所

31、示在R. Muther提出的系統(tǒng)布置設計（SLP）中，把產(chǎn)品P，產(chǎn)量Q生產(chǎn) 路線R、輔助服務部門S及生產(chǎn)時間安排T作為給定的基本要素（原始資 料），成為布置設計工作的基本出發(fā)點。1、產(chǎn)品 P 是指待布置工廠將生產(chǎn)的商品，原材料或者加工的零件和 成品等。這些資料由生產(chǎn)綱領和產(chǎn)品設計提供，包括項目。品種類型，材 料、產(chǎn)品特性等。產(chǎn)品這一要素影響著生產(chǎn)系統(tǒng)的組成及其各作業(yè)單位間 的相互關系、生產(chǎn)設備的類型，物料搬運方式等。2、產(chǎn)量 Q 產(chǎn)量指所生產(chǎn)的產(chǎn)品的數(shù)量，也由生產(chǎn)綱領和產(chǎn)品設計提供，可用件數(shù)，重量、體積等來表示。產(chǎn)量 Q這一要素影響著生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)模，設備 的數(shù)量、運輸量、建筑物面積的大小等。3

32、、生產(chǎn)路線 R 為了完成產(chǎn)品的加工，必須制定加工工藝流程，形成生產(chǎn)路線，可用工藝過程表 （ 卡） 、工藝過程圖、設備表等表示，它影響著各作業(yè)單位之間 的關系、物料搬運路線、倉庫及堆放地的位置等。4、輔助服務部門 S 在實施系統(tǒng)布置工作以前，必須對生產(chǎn)系統(tǒng)的組成情況有一個總體的規(guī)劃，可以大體上分為生產(chǎn)車間、職能管理部門、輔助生產(chǎn)部門，生活服 務部門及倉儲部門等；可以把除生產(chǎn)車間以外的所有作業(yè)單位統(tǒng)稱為輔助 服務部門S,包括工具，維修、動力、收貨、發(fā)運、鐵路專用路線、辦公 室、食堂等，這些作業(yè)單位構成生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)支持系統(tǒng)部分，在某種意 義上加強了生產(chǎn)能力。有時，輔助服務部門的占地總面積接近甚至大

33、于生 產(chǎn)車間所占面積，所以布置設計時應給予足夠的重視。5、時間 T 時間要素是指在什么時侯，用多少時間生產(chǎn)出產(chǎn)品，包括各工序的操作時間，更換批量的次數(shù)。在工藝過程設計中，根據(jù)時間因素確定生產(chǎn)所 需各類設備的數(shù)量，占地面積的大小和操作人員數(shù)量，來平衡各工序的生 產(chǎn)時間。二、系統(tǒng)布置設計模式 任何一種系統(tǒng)設計過程都是反復迭代，逐步細化的尋求最優(yōu)解的過 程，工廠布置設計更是如此設計步驟的正確與否往往是工廠布置設計能 否成功的關鍵，系統(tǒng)布置設計 SLP模式就是一種人們廣為采用的、成功的 設計方法。系統(tǒng)布置設計是一種邏輯性強、條理清楚的布置設計方法，分為確定 位置、總體區(qū)劃、詳細布置及實施 4 個階段，

34、在總體區(qū)劃和詳細布置兩個 階段采用相同的SLP設計程序。1、確定位置（階段I ） 在新建、擴建或改建工廠或車間時，首先應確定出新廠房坐落的地區(qū)位置。在這個階段中，首先要明確待建工廠的產(chǎn)品、計劃生產(chǎn)能力，參考 同類工廠確定待建工廠的規(guī)模，從待選的新地區(qū)或現(xiàn)有工廠中確定出可供 利用的廠址。2、總體區(qū)劃（階段U ） o 總體區(qū)劃又叫區(qū)域劃分，就是在巳確定的廠址上規(guī)劃出一個總體布局。此階段中，首先應明確各生產(chǎn)車間，職能管理部門、輔助服務部門及 倉儲部門等作業(yè)單位的工作任務與功能，確定其總體占地面積及外形尺 寸。在確定了各作業(yè)單位之間的相互關系后，把基本物流模式和區(qū)域劃分 結合起來進行布置。3、詳細布置

35、（階段川）詳細布置一般是指一個作業(yè)單位內(nèi)部機器及設備的布置。在詳細布置階段，要根據(jù)每臺設備、生產(chǎn)單元及公用、服務單元的相 互關系，確定出各自的位置。4、實施（階段W ） 在完成詳細布置設計后，經(jīng)上級批準可以進行施工設計，繪制大量的詳細安裝圖，編制搬遷，安裝計劃，按計劃進行機器設備及輔助裝置的搬遷、安裝施工工作。在系統(tǒng)布置設計過程中，上述 4 個階段的順序交叉進行。在確定位置 階段，就必須大體確定各主要部門的外形尺寸，以便確定工廠總體形狀柑 占地面積；在總 體區(qū)劃階段，就有必要對某些影響重大的作業(yè)單位進行 較詳細的布置。整個設計過程中，隨著階段的進展，數(shù)據(jù)資料逐步齊全， 從而能發(fā)現(xiàn)前期設計中存在

36、的問題，通過調整修正，逐步細化完善設計。在系統(tǒng)布置設計4個階段中，階段I與階段W由其它專業(yè)人員負責， 系統(tǒng)布置設計人員應積極參與；階段U和階段川由系統(tǒng)布置設計人員來完 成。因此，可以說工廠布置包括工廠總平面布置（總體區(qū)劃 ）及車間布置或車間平面布置 （ 詳細布置 ）兩項內(nèi)容。在系統(tǒng)布置設計階段U和階段川，采用相同的設計步驟一一系統(tǒng)布置 設計SLP程序。在SLP程序中，一般經(jīng)過下列步驟：（1）準備原始資料 在系統(tǒng)布置設計開始時，首先必須明確給出基 本要素一一產(chǎn)品P,產(chǎn)量Q生產(chǎn)工藝過程R、輔助服務部門S及時間安排 T 等這些原始資料，同時也需要對作業(yè)單位的劃分情況進行分析，通過分 解與合并，得到最

37、佳的作業(yè)單位劃分狀況。所有這些均作為系統(tǒng)布置設計 的原始資料。（2） 物流分析與作業(yè)單位相互關系分析針對某些以生產(chǎn)流程為主 的工廠，物料移動是工藝過程的主要部分時，如一般的機械制造廠，物流 分析是布置設計中最重要的方面；對某些輔助服務部門或某些物流量較小 的工廠，各作業(yè)單位之間的相互關系 （ 非物流聯(lián)系 ）：對布置設計就顯得更 重要；介于上述兩者之間的情況，則需要綜合考慮作業(yè)單位之間物流與非 物流的相互關系。物流分析的結果可以用物流強度等級及物流相關表來表示。非物流的 作業(yè)單位間的相互關系可以用關系密級及相互關系表來表示。在需要綜合 考慮作業(yè)單位間物流與非物流的相互關系時，可以采用簡單加權的方

38、法將物流相關表及作業(yè)單位間相互關系表綜合成綜合相互關系表。（3） 繪制作業(yè)單位位置相關圖根據(jù)物流相關表與作業(yè)單位相互關 系表，考慮每對作業(yè)單位間相互關系等級的高低，決定兩作業(yè)單位相對位置的遠近，得出各作業(yè)單位之間的相對位置關系，有些資料上也稱之為拓 樸關系。這時并未考慮各作業(yè)單位具體的占地面積，從而得到的僅是作業(yè) 單位位置相關圖。（4） 作業(yè)單位占地面積計算各作業(yè)單位所需占地面積與設備、人員、通道及輔助裝置等有關，計算出的面積應與可用面積相適應。，（5） 繪制作業(yè)單位面積相關圖把各作業(yè)單位占地面積附加到作業(yè) 單位位置相關圖上，就形成了作業(yè)單位面積相關圖。（6）修正作業(yè)單位面積相關圖只是一個原始

39、布置圖，還需要根據(jù)其 它因素進行調整與修正。此時需要考慮的修正因素包括物料搬運方式、操 作方式、儲存周期等，同時還需要考慮實際限制條件，如成本、安全和職 工傾向等方面是否允許?？紤]了各種修正因素與實際限制條件后，對面積圖進行調整，得出數(shù) 個有價值的可行方案。（7） 方案評價與擇優(yōu) 針對得到的數(shù)個方案，需要進行費用及其他 因素評價。通過對各方案的比較評價，選出或修正設計方案，得到布置方 案圖。第三節(jié)基本要素分析一、產(chǎn)品P產(chǎn)量Q分析企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品品種的多少及每種產(chǎn)品產(chǎn)量的高低，決定了工廠的生 產(chǎn)類型，進而影響著工廠設備的布置形式。如表31所示，表中列出了大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)及單件生產(chǎn)情況不的生產(chǎn)特點

40、及設備布置類型。表3 1生產(chǎn)類型特點大量生產(chǎn)（流水線成批生產(chǎn)單件生產(chǎn)生產(chǎn)）品種品種較少，產(chǎn)品的品種較多，產(chǎn)品品種較多，產(chǎn)品品需品種，規(guī)格一般企品種、規(guī)格由企種、規(guī)格多由用戶求業(yè)自己決定業(yè)或用戶決定決定，產(chǎn)品功能有條某些特殊要求件質量質量變動少，要求質量要求穩(wěn)疋，每種產(chǎn)品都要求有有互換性但每批質量可自己的規(guī)格和質量以改進標準產(chǎn)量產(chǎn)量大，可以根據(jù)產(chǎn)量較小，可以產(chǎn)量小，由顧客訂國家計劃或市場分批輪番生產(chǎn)，貨時確疋產(chǎn)里需求預測，預先確可以根據(jù)市場定銷售（出產(chǎn)）量預測和訂貨確定出產(chǎn)量技設備多采用專用設備部分采用專用采用通用設備術設備特工藝裝專用工藝裝備部分專用工藝通用工藝裝備占八、備裝備工序能通過更換程

41、序能通過更換程序，通過更換程序，能力夠生產(chǎn)多種規(guī)格能夠生產(chǎn)許多夠生產(chǎn)許多品種，產(chǎn)品，各工序能力品種，主要工序各工序能力不需要要平衡能力要平衡平衡運輸使用傳送帶使用卡車、吊車使用吊車、手推車零件互換性互換選配部分鉗工修配鉗工修配標準化原材料、零件工序對規(guī)格化，通用對規(guī)格化、通用化和操作要求標準化零件要求標零件要求標準化化準化生設備布產(chǎn)品原則（對象原混合原則（成組工藝原則產(chǎn)置則）原則）管勞動分分工較細定分工粗略分工理工特工人技專業(yè)操作專業(yè)操作多工多面手占八、術水平序計劃安精確比較細致粗略，臨時派工排庫存用庫存成品調節(jié)用在制品調節(jié)用庫存原材料、零產(chǎn)里生產(chǎn)部件調節(jié)生產(chǎn)維修、保采用強制的或預采用預防修理

42、關鍵設備采用計劃養(yǎng)防修理保養(yǎng)制度保養(yǎng)制度維修制，一般設備可采用事故維修生產(chǎn)周短較短長期勞動生高較咼低產(chǎn)率成本低中高生產(chǎn)適應性差較差強機械制造業(yè)設備布置的基本形式般如圖3 3所示，按產(chǎn)品在制造過程中的位置是否變化分為產(chǎn)品移動式和產(chǎn)品固定式兩大類。產(chǎn)品移動式 布置又可分為產(chǎn)品原則布置、工藝原則布置及成組原則布置三種形式。產(chǎn)品布置(流水線布置)設備布置形式一移動式布置工藝布置(機群式布置)成組布置-單元布置L柔性布置固定式布置圖3 - 3設備布置基本每一種設備布置 各有特點，分別適應不 生產(chǎn)類型：(1)產(chǎn)品原則布(Product Layout)產(chǎn)品原則布置也稱為流水線布置或對象原則布置。當產(chǎn)品品種很

43、少而生產(chǎn)數(shù)量又很大時，應按產(chǎn)品的加工工藝過程順序配置設備，形成流水生產(chǎn)線,這是大量生產(chǎn)中典型的設備布置方式。由于產(chǎn)品原則布置是按產(chǎn)品的加工、 裝配工藝過程順序配置各道工序所需設備，人員及物料，因此能最大限度 地滿足固定品種產(chǎn)品的生產(chǎn)過程對空間和時向的客觀要求，生產(chǎn)效率非常 高，單件產(chǎn)品生產(chǎn)成本低，但生產(chǎn)適應性即柔性差，適用于少品種大量生 產(chǎn)。(2)工藝原則布置(Process Layout)工藝原則布置也稱為機群式布置。這種布置形式的特點就是把同種類型的設備和人員集中布置在一個 地方，如車床工段，銑床工段、刨床工段及磨床工段，就是分別把車床， 銑床、刨床和磨床集中布置在一個地方。這種布置方式便

44、于調整設備和人 員，容易適應產(chǎn)品的變化，生產(chǎn)系統(tǒng)的柔性大大增加。但是，當工件需要 多種設備進行加工時，就不得不往返于各工序之間，增加了產(chǎn)品搬運次數(shù) 與搬運距離，常常帶來物料交叉搬運與逆向流動的問題。這種布置形式通 常適用于單件生產(chǎn)。（ 3）成組原則布置 （Group Layout） 成組原則布置又稱為混合原則 布置。在產(chǎn)品品種較多，每種產(chǎn)品的產(chǎn)量又是中等程度的情況下，將工件 按其外形與加工工藝的相似性進行編碼分組，同組零件用相近的工藝過程 進行加工。同時，將設備成組布置，即把使用頻率高的機器群按工藝過程 順序組合布置成成組制造單元，整個生產(chǎn)系統(tǒng)由數(shù)個成組制造單元構成。 這種布置方式既有流水線的

45、生產(chǎn)效率，又有機群式布置的柔性，可以提高 設備開動率，減少物流量及加工時間，成組原則布置適用于多品種、中小 批量的生產(chǎn)類型?，F(xiàn)代成組原則布置包括柔性制造單元（FMC）和柔性制造系統(tǒng)（FMS）兩種方式。（4）固定工位式布置 （Fixed Product Layout） 產(chǎn)品固定工位式布 置適用于大型設備如飛機、 輪船的制造過程。 產(chǎn)品固定在一個固定位置上， 所需設備、人員、物料均圍繞產(chǎn)品布置，這種布置方式在一般場合很少應 用。綜上所述， 產(chǎn)品品種的多少、 產(chǎn)量的高低直接決定了設備布置的形式， 圖 2-6 直觀反映了產(chǎn)品產(chǎn)量與設備布置形式的關系。因此，只有對產(chǎn)品 產(chǎn)量關系進行深入分析，才能產(chǎn)生恰當

46、的設備布置方式。隨著社會的進步，社會需求正向著多樣化發(fā)展。因而，工廠的生產(chǎn)類 型也趨向多品種、中小批量方向發(fā)展，只生產(chǎn)單品種產(chǎn)品的工廠不再 具有競爭力。對于一個工廠來說，不同的產(chǎn)品的生產(chǎn)也是不均衡的，往往 30%的產(chǎn)品品種占去 70%的產(chǎn)量，而 30%的產(chǎn)量卻分散在 70%的產(chǎn)品品種中。 準確地把握產(chǎn)品產(chǎn)量的關系是工廠布置的基礎。一般，產(chǎn)品P產(chǎn)量Q分析分為兩個步驟，即1）將各種產(chǎn)品、材料或 有關生產(chǎn)項目分組歸類； 2）統(tǒng)計或計算每一組或類的產(chǎn)品的數(shù)量。需要 說明的是產(chǎn)量的計算單位應該反映出生產(chǎn)過程的重復性，如件數(shù)、重量或 體積等。二、工藝過程 R 分析如前所述，不同的生產(chǎn)類型應采取不同的設備布

47、置形式。對于大量生 產(chǎn)，多采用專用設備及專用工藝裝備，按工藝過程順序排列設備，形成高 效的流水生產(chǎn)線；對于單件小批生產(chǎn)，設備按其類型及功能集中布置，以 獲得向的適應性，工廠生產(chǎn)車間的劃分也是在此基礎上實現(xiàn)的；對于成批 生產(chǎn)，特別是按成組方式組織生產(chǎn)的情況，設備布置相當復雜，與產(chǎn)品生 產(chǎn)工藝過程一零部件加工、裝配工藝過程密切相關。此外，工廠生產(chǎn)的產(chǎn) 品多數(shù)情況下都是經(jīng)網(wǎng)絡狀的多條工藝過程制造出來的，各條工藝過程往 往互不相干，因此常由不同的生產(chǎn)車間來完成。也就是說，工藝過程決定 了生產(chǎn)車間的劃分狀況，其他輔助服務部門的設置也大多受生產(chǎn)工藝過程 的影響。產(chǎn)品的工藝過程是由產(chǎn)品的組成、零件的形狀與加

48、工精度要求、裝配 要求、現(xiàn)有加工設備與加工方法等因素決定的， 必須在深入了解產(chǎn)品組成、 各部分加工要求后，才能制定出切實可行的加工工藝過程。1、產(chǎn)品組成分析在機械制造業(yè)中， 產(chǎn)品大多是機器設備， 這樣的產(chǎn)品組成是很復雜的， 一般由多個零部 件構成一個產(chǎn)品，因此，產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝過程也是因其組成的不同而千變?nèi)f化。對于每一種產(chǎn)品，都應由產(chǎn)品裝配圖出發(fā)，按加工、裝配過程的相反順序， 對產(chǎn)品進行 分解。完整的產(chǎn)品可以按其功能結構分解成數(shù)個部件（或組件） ，每個部（組）件又是由多 個零件組成； 有些零件可能需要自制， 而另一些零件甚至部件可能直接外購， 只有需要的零 部件才需要編制加工、裝配工藝過程。2、

49、工藝過程設計產(chǎn)品的工藝過程與產(chǎn)品的類型密切相關， 不同的產(chǎn)品其工藝過程存在著極大的差別， 因 此，工藝過程的設計需要由專業(yè)技術人員來完成。制定出工藝過程后， 需填寫工藝路線卡， 其中需要注明每道工序名稱、 設備、標準作業(yè)時間及計算產(chǎn)量等。3、設備選擇在制定工藝過程時， 必須選擇加工設備。 設備的類型及功能對工藝過程有很大影響， 如 加工中心可以將分散在多臺通機床上的加工工序集中在一起， 大大簡化了工藝過程。 設備選 擇是建廠工作中極其重要的一個組成部分， 而且設備又是企業(yè)的一項長期投資， 受到企業(yè)的 普遍重視。設備選擇一般應考慮以下因素：（ 1）可行性 所選擇的設備必須滿足生產(chǎn)需要。根據(jù)工藝過

50、程設計要 以確定出工廠所需設備的加工范圍、加工精度等級及生產(chǎn)能力要求，這些 都是設備選擇的基本要求。在東路這些基本要求的前提下，適當考慮生產(chǎn) 發(fā)展的需要選定設備型號及規(guī)格。（ 2）經(jīng)濟性 在東路生產(chǎn)需要的前提下，經(jīng)濟性是設備選擇的一個重 要因素，應在適當考慮技術發(fā)展趨勢下，以較低資金投入，購買一定性能 的設備，以減少設備投資。（ 3）可維護性 企業(yè)使用的設備具有較低的故障率，一旦出了故障， 應能盡快發(fā)現(xiàn)故障原因，并進行維修。另外，設備的生產(chǎn)廠家應能提供完 善的技術服務。設備類型確定后，應按下式計算所需同設備數(shù)據(jù)，即 上式中，計劃產(chǎn)量為計劃周期內(nèi)計劃產(chǎn)量，如件 / 班或件 / 日等；單件 工時為

51、設備生產(chǎn)一件工件所需時間；工作時間是計劃周期內(nèi)開機時間?？?慮負荷率、成品率及故障率后計算出所需設備數(shù)量，將所有采用同一設備 寫成的工序所需設備數(shù)量累加后，得出實際所需設備數(shù)量。三、作業(yè)單位的劃分 任何一個企業(yè)都是由多個生產(chǎn)車間、職能管理部門、倉儲部門及其他輔助服務部門組 成的，通常把企業(yè)的各級組成統(tǒng)稱為作業(yè)單位。 每一個作業(yè)單位又可以細分成更小一級的作 業(yè)單位， 如生產(chǎn)車間可細分成數(shù)個工段， 每個工段又是由多個加工中心或生產(chǎn)單元構成， 那 么生產(chǎn)單元就是更小一級的作業(yè)單位。 在進行工廠總平面布置時， 作業(yè)單位是指轉眼間、 科 室一級的部門。一個好的企業(yè)應該有一個良好的組織結構，每個作業(yè)單位承擔著明確 的任務， 作業(yè)單位之間既相互獨立又相互聯(lián)系， 共同為企業(yè)整體利益服務。1、生產(chǎn)車間生產(chǎn)車間也稱為生產(chǎn)部門， 直接承擔著企業(yè)的加工、 裝配生產(chǎn)任務， 是將原材料轉化為 產(chǎn)品的部門。生產(chǎn)車間是企業(yè)的基本組成部分。采用 SLP 法進行工廠總平面