物流的課程設計指導書

1、工業(yè)工程專業(yè)設施規(guī)劃與物流分析課程設計指導書周蓉合肥工業(yè)大學工業(yè)工程教研室二00五年十二月目 錄第一章課程設計的目的和要求1第一節(jié)緒論1第二節(jié)課程設計目的和內容1第三節(jié)課程設計進度計劃2第四節(jié)課程設計的答辯和成績評定2第二章系統(tǒng)布置設計2第一節(jié)概述2第二節(jié)系統(tǒng)布置設計（SLP）模式2第三節(jié)基本要素分析2第四節(jié)物流分析2第五節(jié)作業(yè)單位相互關系分析2第六節(jié)工廠總平面布置2第三章課程設計題目與設計步驟和要求2第一節(jié)課程設計任務書2第二節(jié)課程設計的步驟2第三節(jié)制圖標準與設計說明書格式2參 考 文 獻2附錄A2附錄B2附錄C2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

2、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系統(tǒng)，獲得最佳的經濟效益和社會效益。工廠作為一個生產系統(tǒng)是由人員、設備、技術等多種因素所構成，整個系統(tǒng)的效益即總投入與總產出之比應盡可能達到最高水平。因此，工廠布置設計就是一項多因素、多目標的系統(tǒng)優(yōu)化設計課題。由于社會需要的多樣性，生產不同產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

3、的規(guī)劃設計方法，采用一套表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)課程設計目的和內容一、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廠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，學會由產品入手對工廠生產系統(tǒng)進行調研分析的方法。（2）通過

4、對某工廠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)知識分析和解決實際技術問題的能力。二、課程設計內容設施規(guī)劃與物流分析課程設計的主要目標是培養(yǎng)學生如何分析、發(fā)現現有生產廠布置方面存在的問題，并加以改善的工作能力，以及掌握完整的系統(tǒng)布置設計方法。為此，本課程設計包括兩個階段：一是現場調研階段；二是給定工廠布置設計階段。具體內容與工作量要求如下：1現場調研適當選擇一個小型工廠作為研究對象，該工廠的生產類型最好屬于多品種、中小

5、批量生產，其產品品種在510種，生產部門與主要輔助部門10個左右。完成下列工作：（1）產品調查分析產品構成，詳細列出工廠主要產品零、部件明細表。（2）生產工藝過程調查針對35種主要產品加工工藝過程繪制詳細工藝過程圖，并注明各工序間物料搬運量。（3）繪制各生產車間、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容的調查表。對于生產車間，主要調查產品、產量、設備類型與臺數、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

6、、占地面積大小等。當上述數據調查有困難時，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大小。（5）繪制工廠現有平面布置圖。（6）對現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，完成下列工作：（1）產品分析，產品-產量分析，確定生產類型。（2）生產工藝過程分析，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。（8）參考現場調研的情況，列出影響布置的修

7、正因素與實際限制條件。（9）產生三套布置方案。（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。3編寫課程設計說明書課程設計說明書是整個設計工作的總結，應包括現場調研報告以及工廠布置設計各個階段的工作內容。（1）現場調研報告應包括必要的圖表與文字說明，不少于3000字。（2）工廠布置設計說明書應包括各階段工作數據表格、各布置方案簡圖及文字說明，工作量不少于12000字，說明書為16開紙，用碳素墨水書寫。4圖樣工作量圖樣是工廠布置設計的階段成果與最終成果，包括：（1）作業(yè)單位位置相關圖相當于A1圖樣的坐標紙1張。（2）作業(yè)單位面積相關圖

8、相當于A1圖樣的坐標紙1張。（3）布置方案圖A1圖樣三套。注：上述圖樣均應上墨處理。第三節(jié)課程設計進度計劃本課程設計計劃用兩周時間完成，各階段進度計劃如下。一、現場調研1）產品調查 0.5天2）工藝過程調查 1天3）現有工廠平面布置狀況調查 1天4）編寫調研報告 1天二、工廠平面布置設計1）物流分析1.5天2）作業(yè)單位相互關系分析，物流與非物流相互關系合并1 天3）繪制作業(yè)單位位置相關圖1天4）繪制作業(yè)單位面積相關圖0.5天5）繪制布置方案圖1天6）編寫設計說明書1天7）準備答辯與答辯0.5天第四節(jié)課程設計的答辯和成績評定一、答辯學生按照設計任務書的規(guī)定要求，經過現場調研與布置設計兩個階段完成

9、設計任務，并經指導教師審核簽字同意后，在規(guī)定的時間內進行答辯。答辯小組由主考學?；蛑付▎挝唤M織，以指導教師為主，由講師、工程師以上職稱人員組成，總人數不少于3人。答辯時，學生自述主要設計內容1520min，然后回答答辯小組成員提出的問題。每位學生的答辯時間一般為3040min。二、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

10、儲、能源管理和辦公室布置等研究內容。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，一般受當地工業(yè)布局的限制及社會宏觀經濟的約束。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：當地的氣候、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、

11、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車間、物料儲運部門、管理部門和生產服務部門的建筑物、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容。3、物料搬運工廠內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

12、轉移更趨合理，減少物料和能源消耗，縮短物料流動周期，提高產品質量，節(jié)省勞動力，最終實現系統(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、經濟性、安全性和柔性。一家工廠就是一個復雜的生產系統(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，主要表現在：1）必須滿足生產工藝過程的需要（可行性）。2）減少物料搬運（經濟性）。3）減少設備投資（經濟性）。4）提高在制品的周轉率（經濟性）。5）充分利用現有空間（經濟性）。6）有效發(fā)揮人力及設備的生產能力（經濟性）。7）生產系統(tǒng)必須具備較大的加工范圍，適應多種產品的生產。當產品品種變化時，生產系統(tǒng)調整要簡便（柔性

13、）。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，在根據當地規(guī)劃要求確定適當的廠址位置的前提下，應根據下列原則進行工廠布置。1、工廠總平面布置設計原則（1）滿足生產要求，工藝流程合理工廠總體布局應滿足生產要求，符合工藝過程，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：1）按功能劃分廠區(qū)，即將工廠的各部門按生產性質、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

14、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。2）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）適應工廠內外運輸要求，線路短捷順直工廠總平面布置要與工廠內部運輸方式相適應。根據生產產品產量特點，可以采用鐵路運輸、道路運輸、帶式運輸或管道運輸等。根據選定的運輸方式、運輸設備及技術要求等，合理地確定運輸線路及與之有關的部門的位置。廠內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

15、內部運輸方式、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：1）根據運輸、防火、安全、衛(wèi)生、綠化等要求，合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。2）在滿足生產工藝要求的前提下，將聯(lián)系密切的生產廠房進行合并，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。3）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的防火、防爆間

16、距。振動會影響精密作業(yè)車間的生產，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，一可以采取隔音措施，降低噪聲源發(fā)出的噪聲級；二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)境污染生產中產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，必須了解當地全年各季節(jié)風向的分布和變化轉換規(guī)律，繪制成風象圖，找出全年占優(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

17、行西北風。散發(fā)有害煙霧或粉塵的車間，應頒在兩盛行風向間的最小風頻風向的上風側，如圖2-1所示。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。圖2-1 風向與污染源建筑物位置關系（6）充分利用地形、地貌、地質條件。（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車間的生產綱領，分析產品-產量關系，從而確定生產類型是大量生產、成批生產還是單件生產，由此決定車間設備布置形式是采用流

18、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)境整潔及生產安全。（4）選擇適當的建筑形式根據工藝流程要求及產品特點，配備適當等級的起重運輸設備，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）具備適當的柔性，適應生產的變化。四、工廠布置方法由于工廠

19、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驗，否則無論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訊息工期費用相差無幾，但兩者日后生產作業(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

20、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社會需要確定出某些待生產的產品及其產量以及確定廠址的前提下，完成工廠總平面布置和車間布置，提供布置方案的實施。產品及產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營決策人員根據某些社會因素、經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2-2所示，為了完成工廠總平面布置和車間布置，需要從產品P及產量Q出發(fā)，首先對產品組成進行分析，確定各零、部件生產類型，制定出各個

21、零部件的加工、裝配工藝流程；根據工藝流程各階段的特點劃分出生產車間，并根據生產需要設置必要的職能管理部門及附屬生產與生活服務部門。整個工廠就是由生產車間、職能管理部門、附屬生產及生活服務部門以及為使生產連續(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。在圖2-2所示的工廠設計過程中，基本給定條件（要素）為產品P及產量Q，涉及到了除平面布置設計以外的如制定加工、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)作來完成。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及生產時間安排T

22、，這樣就形成了單純的工廠布置模型，如圖2-3所示。在R.Muther提出的系統(tǒng)布置設計（SLP）中，把產品P、產量Q、生產路線R、輔助服務部門S及生產時間安排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。 圖2-2 工廠設計過程 圖2-3 工廠布置模型1產品P產品P是指待布置工廠將生產的商品、原材料或者加工的零件和成品等。這些資料由生產綱領和產品設計提供，包括項目、品種類型、材料、產品特性等。產品這一要素影響著生產系統(tǒng)的組成及其各作業(yè)單位間的相互關系、生產設備的類型、物料搬運方式等。2產量Q產量指所生產的產品的數量，也由生產綱領和產品設計提供，可用件數、重量、體積等來表示。產

23、量Q這一要素影響著生產系統(tǒng)的規(guī)模、設備的數量、運輸量、建筑物面積的大小等。3生產路線R為了完成產品的加工，必須制定加工工藝流程，形成生產路線，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車間、職能管理部門、輔助生產部門、生活服務部門及倉儲部門等；可以把除生產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)單位構成生產系統(tǒng)的生產支持系統(tǒng)部分，在某種意義上加強了生

24、產能力。有時，輔助服務部門的占地總面積接近甚至大于生產車間所占面積，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候、用多少時間生產出產品，包括各工序的操作時間、更換批量的次數。在工藝過程設計中，根據時間因素確定生產所需各類設備的數量、占地面積的大小和操作人員數量，來平衡各工序的生產時間。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

25、細布置及實施4個階段，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品、計劃生產能力，參考同類工廠確定待建工廠的規(guī)模，從待選的新地區(qū)或現有工廠中確定出可供利用的廠址。2總體區(qū)劃（階段II）總體區(qū)劃又叫區(qū)域劃分，就是在已確定的廠址上規(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（階段

26、III）詳細布置一般是指一個作業(yè)單位內部機器及設備的布置。在詳細布置階段，要根據每臺設備、生產單元及公用、服務單元的相互關系，確定出各自的位置。4實施（階段IV）在完成詳細布置設計后，經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個階段按如圖2-4所示的順序交叉進行。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和占地面積；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，數據資料逐步齊全，從而能發(fā)現前期設計中存在的問題

27、，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IV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II和階段III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）兩項內容。 圖2-4 工廠布置的階段結構 圖2-5 SLP設計程序模式在系統(tǒng)布置設計階段II和階段III，采用相同的設計步驟系統(tǒng)布置設計SLP程序，如圖2-5所示。在SLP程序中，一般經過下列步驟：（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產品P、產量Q、生產工藝過程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

28、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

29、關系時，可以采用簡單加權的方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

30、只是一個原始布置圖，還需要根據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，得出數個有價值的可行方案。（7）方案評價與擇優(yōu)針對得到的數個方案，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、產品P-產量Q分析企業(yè)生產的產品品種的多少及每種產品產量的高低，決定了工廠的生產類型，進而影響著工廠設備的布置形式，如表2-1所示。表中列出了大量生產、成批生產及單件生產情況下的生產特點及

31、設備布置類型。表2-1生產類型特點生產類型條件大量生產（流水線生產）成批生產單件生產需求條件品種品種較少，產品的品種、規(guī)格一般由企業(yè)自己決定品種較多，產品品種、規(guī)格由企業(yè)或用戶決定品種繁多，產品品種、規(guī)格多由用戶決定，產品功能有某些特殊要求質量質量變動少，要求有互換性質量要求穩(wěn)定，但每批質量可以改進每種產品都要求有自己的規(guī)格和質量標準產量產量大，可以根據國家計劃或市場要求預測，預先確定銷售（出產）量產量較小，可以分批輪番生產，可以根據市場預測和訂貨確定出產量產量小，由顧客訂貨時確定產量技術特點設備多采用專用設備部分采用專用設備采用通用設備工藝裝備專用工藝裝備部分專用工藝裝備通用工藝裝備工序能力

32、通過更換程序能夠生產多種規(guī)格產品，各工序能力要平衡通過更換程序，能夠生產許多品種，主要工序能力要平衡通過更換程序，能夠生產許多品種，各工序能力不需要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、零件工序和操作要求標準化對規(guī)格化、通用化零件要求標準化對規(guī)格化、通用化零件要求標準化生產管理特點設備布置產品原則（對象原則）混合原則（成組原則）工藝原則勞動分工分工較細一定分工粗略分工工人技術水平專業(yè)操作專業(yè)操作多工序多面手計劃安排精確比較細致粗略，臨時派工庫存用庫存成品調節(jié)產量用在制品調節(jié)生產用庫存原材料、零部件調節(jié)生產維修、保養(yǎng)采用強制的或預防修

33、理保養(yǎng)制度采用預防修理保養(yǎng)制度關鍵設備采用計劃維修制，一般設備可采用事故維修生產周期短較短長勞動生產率高較高低成本低中高生產適應性差較差強機械制造業(yè)設備布置的基本形式一般如圖2-6所示，按產品在制造過程中的位置是否變化分為產品移動式和產品固定式兩大類。產品移動式布置又可分為產品原則布置、工藝原則布置及成組原則布置三種形式。圖2-6 設備布置基本形式每一種設備布置形式各有特點，分別適應不同的生產類型：（1）產品原則布置（Product Layout）產品原則布置也稱為流水線布置或對象原則布置。當產品品種很少而生產數量又很大時，應按產品的加工工藝過程順序配置設備，形成流水生產線，這是大量生產中典型

34、的設備布置方式。由于產品原則布置是按產品的加工、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品的生產過程對空間和時間的客觀要求，生產效率非常高，單件產品生產成本低，但生產適應性即柔性差，適用于少品種大量生產。（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。這種布置方式便于調整設備和人員，容易適應產品的變化，生產系統(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

35、不往返于各工序之間，增加了產品搬運次數與搬運距離，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。（3）成組原則布置（Group Layout）成組原則布置又稱為混合原則布置。在產品品種較多、每種產品的產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，整個生產系統(tǒng)由數個成組制造單元構成。這種布置方式既有流水線的生產效率，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、中小批量的生產類型?，F代成組

36、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。 圖2-8 P-Q曲線 圖2-7 產品產量與設備布置的關系（4）固定工位式布置（Fixed Product Layout）產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。產品固定在一個固定位置上，所需設備、人員、物料均圍繞產品布置，這種布置方式在一般場合很少應用。綜上所述，產品品種的多少、產量的高低直接決定了設備布置的形式，圖2-7直觀反映了產品-產量與設備布置形式的關系。因此，只有對產品-產量關系進行深入分析，才能產生恰當的設備布置方式。隨著社會的進步，社會需求正向著多樣化發(fā)展。因而，工廠的生產類型也趨向多品種、中小

37、批量方向發(fā)展，只生產單一品種產品的工廠不再具有競爭力。對于一個工廠來說，不同的產品的生產也是不均衡的，往往30%的產品品種占去70%產量，而30%的產量卻分散在70%的產品品種中。準確地把握產品-產量的關系是工廠布置的基礎。一般，產品P-產量Q分析分為兩個步驟，即1）將各種產品、材料或有關生產項目分組歸類；2）統(tǒng)計或計算每一組或類的產品的數量。需要說明的是產量的計算單位應該反映出生產過程的重復性，如件數、重量或體積等。表2-2零件-數量分析表工廠名稱：共頁第頁產 品 信 息生 產 計 劃產品名稱與說明本年度產量成品狀態(tài)（易碎、易變形、危險品）預計明年產量單位單件重量預計5年內總產量形 狀 尺

38、寸資料來源：備注：毛坯制作方式單件重量形狀尺寸零件容器毛坯： 成品：編制（日期）審核（日期）在產品P-產量Q分析過程中，根據產品是零件、單一設備還是多種產品，分別采用表2-2、表2-3或表2-4來統(tǒng)計產品品種與產量。然后，將產品P-產量Q的關系繪制成P-Q曲線，如圖2-8所示。繪制曲線時，所有產品均按產量遞減順序排列。在圖2-8中，M區(qū)的產品適用于采用大量生產類型；J區(qū)屬于單件小批生產類型；介于M區(qū)與J區(qū)之間的產品生產類型為成批生產。對于不同類型的產品，生產類型的劃分是有區(qū)別的，表2-5列出了不同類型產品生產類型分類數據，可供實際工作中參考。通過P-Q曲線或查閱表2-5，得出工廠生產的每件產品

39、應采取的生產類型，進而決定設備布置方式。二、工藝過程R分析如前所述，不同的生產類型應采取不同的設備布置形式。對于大量生產，多采用專用設備及專用工裝，按工藝過程順序排列設備，形成高效的流水生產線；對于單件小批生產，設備按其類型及功能集中布置，以獲得高的適應性，工廠生產車間的劃分也是在此基礎上實現的；對于成批生產，特別是按成組方式組織生產的情況，設備布置相當復雜，與產品生產工藝過程零部件加工、裝配工藝過程密切相關。此外，工廠生產的產品多數情況下都是經網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車間來完成。也就是說，工藝過程決定了生產車間的劃分狀況，其他輔助服務部門的

40、設置也大多受生產工藝過程的影響。產品的工藝過程是由產品的組成、零件的形狀與加工精度要求、裝配要求、現有加工設備與加工方法等因素決定的，必須在深入了解產品組成、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產品組成分析在機械制造業(yè)中，產品大多是機器設備，這樣的產品組成是很復雜的，一般由多個零、部件構成一個產品，因此，產品生產的工藝過程也是因其組成的不同而千變萬化。表2-3單一產品-數量分析表工廠名稱：共頁第頁產 品 信 息生 產 計 劃產品名稱與說明本年度產量成品狀態(tài)（易碎、易變形、危險品）預計明年產量單位單件重量預計5年內總產量形 狀 尺 寸資料來源：產品包裝主 要 部 件序號部件名稱

41、代 號材 料狀 態(tài)形狀尺寸單位重量編制（日期）審核（日期）表2-4多種產品-數量分析表工廠名稱：共頁第頁產品序號產品名稱規(guī)格型號成品狀態(tài)形狀尺寸單位重量計 劃 產 量本年明年今后5年產量比率產量比率產量比率編制（日期）審核（日期）表2-5生產類型劃分產品類型年產量（件）大量生產成批生產單件生產大 批中 批小 批重型零件>100030010001003005100<5中型零件>5000500500020050010200<10輕型零件>500005000500005005000100500<100對于每一種產品，都應由產品裝配圖出發(fā)，按加工、裝配過程的相反順序

42、，對產品進行分解。完整的產品可以按其功能結構分解成數個部件（或組件），每個部（組）件又是由多個零件組合而成；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，只有需要自制的零、部件才需要編制加工、裝配工藝過程。以某廠生產的電瓶叉車為例，來說明產品組成的分析過程。圖2-9所示為叉車外形簡圖，叉車的構成可以用圖2-10表示。為了以后分析方便，在這里給出了叉車各個組成部分的重量。經過產品組成分析，得到零件明細表，如表2-6所示。表中包括零件名稱、代號、件數、圖號、自制或外購等內容。如果工廠生產類型為多品種成批生產，為能方便地編制成組工藝過程，還應采用類似表2-7所示的格式，根據零件外形、尺寸的

43、相似性及加工工藝的相似性，對不同產品的零件進行分組歸類。2工藝過程設計產品的工藝過程與產品的類型密切相關，不同的產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。 圖2-9 電瓶叉車圖 圖2-10 叉車的構成以機械制造業(yè)為例，一種產品由不同的零部件組成，不同種類的零件加工工藝過程又不相同。如軸類零件的加工工藝過程通常采用鍛-粗車-精車-磨削；齒輪類零件通常采用鍛-車-制齒-磨齒的工藝過程；箱體類零件一般采用鑄造或焊接-銑或刨-鏜孔等加工工序。在各類零件加工過程中，還需要適時安排時效處理、熱處理及檢驗等工序。一般，零件的加工工藝過程設計需要考慮零件類型、使用場合、尺寸

44、大小、形位公差、尺寸精度、表面粗糙度要求等因素，以及現有可行的加工設備與加工方法。制定出工藝過程后，需填寫工藝路線卡，也稱工藝過程卡（表），如表2-8所示。其中，需要注明每道工序名稱、設備、標準作業(yè)時間及計算產量等。對于每一個需要自制的零件都需要編制上述工藝過程卡，對于采用成組技術的同組零件件，采用同一種典型綜合工藝過程來派生出各自的工藝過程，關于成組技術方面的內容請參閱有關資料。表2-6零件明細表工廠名稱：共頁產品名稱產品代號計劃年產量第頁序號零件名稱零件代號自制外購材料總計劃需求量零件圖號形狀尺寸單件重量說 明編制（日期）審核（日期）表2-7零件分組表工廠名稱：共頁組 名組 號主要生產車間第頁序號零件名稱零件代號材料總計劃需求量零件圖號形狀尺寸最高加工精度說明編制（日期）審核（日期）表2-8機械加工過程卡（表）廠 名機械加工過程卡片產品名稱及型號零件名稱零件圖號材料名 稱毛坯種類零件重量單位：毛重第 頁牌 號尺寸凈重共 頁性 能每料件數每臺件數每批件數工序號工序內容加工車間設備名稱及型號工藝裝備名稱及編號工人技術等級時間定額（min）夾具刀具量具單件準備-終結更改內容編制抄寫校對審核批準工藝過程卡適于描述車間內零件的加工工藝過程。對于全廠內