系統(tǒng)化布置設計SLP剖析課件

第7講目錄CH4設施布置設計

4.1設施布置概述4.2系統(tǒng)化布置設計(SLP)4.3螺旋法求解4.4SLP的改進(FacPlan)第7講目錄CH4設施布置設計4.2系統(tǒng)化布置設計(SLP)工廠布置的方法和技術，一直是工業(yè)工程領域不斷探索的問題．自工業(yè)革命以來研究出了許多手工設計、數(shù)字分析和圖解技術，20世紀60年代以來，又發(fā)展了計算機輔助工廠布置。

在眾多的布置方法中，以R·繆瑟提出的系統(tǒng)布置設計SLP(SystematicLayoutPlanning）最為著名，應用十分普遍；這種方法不僅適用于工廠和生產系統(tǒng)設計，還可以用于醫(yī)院、學校，百貨商店、辦公樓等設施設計。4.2系統(tǒng)化布置設計(SLP)工廠布置的方法和技術，一直是一、階段結構系統(tǒng)布置設計采用四個階段進行，稱為“布置設計四階段”。Ⅰ確定位置:工廠的總體位置Ⅱ總體區(qū)分：初步規(guī)劃基本物流模式和總體布局Ⅲ詳細布置：確定各作業(yè)單位的具體位置Ⅳ實施：編制施工計劃，進行施工安裝階段時間一、階段結構系統(tǒng)布置設計采用四個階段進行，稱為“布置二、SLP程序模式選擇分析尋優(yōu)輸入數(shù)據(jù)（P、Q、P—Q、R、S、T）1、物流2、作業(yè)單位的相互關系(非物流)3、物流—作業(yè)單位相互關系綜合圖4、必要面積5、可用面積6、面積相互關系圖9、擬定幾種布置方案10、評價7、修正條件8、實際制約作業(yè)單位位置相關圖二、SLP程序模式選擇分析尋優(yōu)輸入數(shù)據(jù)（P、Q、P—Q、R、SLP程序模式選擇分析尋優(yōu)輸入數(shù)據(jù)（P、Q、P—Q、R、S、T）1、物流2、作業(yè)單位的相互關系3、物流—作業(yè)單位相互關系圖4、必要面積5、可用面積6、面積相互關系圖9、擬定幾種布置方案10、評價7、修正條件8、實際制約作業(yè)單位位置相關圖SLP程序模式選擇分析尋優(yōu)輸入數(shù)據(jù)（P、Q、P—Q、R、S、SLP詳解目錄4.2.1輸入數(shù)據(jù)(準備原始材料)4.2.2物流分析4.2.3作業(yè)單位相互關系分析4.2.4建立作業(yè)單位綜合相互關系表4.2.5作業(yè)單位位置相互關系分析4.2.6面積的確定4.2.7布置修正4.2.8布置方案的評價與選擇SLP詳解目錄4.2.1輸入數(shù)據(jù)(準備原始材料)4.2.1輸入數(shù)據(jù)(準備原始材料)輸入數(shù)據(jù)（P、Q、R、S、T）？影響布置設計的因素眾多，基本要素可以歸納為5項：P產品(或材料或服務)、Q數(shù)量、R生產路線(工藝過程)、S輔助服務部門、T時間(或時間安排)。五個要素分別回答以下問題：

P——Product生產什么？Q——Quantity生產多少？R——Routing怎么生產？S——Supportingservice用什么支持生產？T——Time何時生產？4.2.1輸入數(shù)據(jù)(準備原始材料)輸入數(shù)據(jù)（P、Q、R、S產品—產量（P—Q）分析產品產量分析是為了確定設施基本布置形式而采用的綜合分析方法，同時也是物料重要等級分類的方法。下圖是一種典型的“80——20原則”下的PQ分析結果QAGBCDEFP由該圖可知：A—D四種產品占總產量的80%，可考慮用產品原則布置，其余品種可考慮按工藝原則布置產品—產量（P—Q）分析產品產量分析是為了確定設施基本布I區(qū)為單一或少品種大批量產品，宜采用流水生產線的大生產方式和按產品原則布置IV區(qū)表示多品種小批量或單件生產，宜采用工藝原則布置II和III區(qū)的產品品種和批量均中等，宜采用成組技術布置產品品種數(shù)目P產量QIIIIIIIVI區(qū)為單一或少品種大批量產品，宜采用流水生產線的大生產方式4.2.2物流分析物流分析是設施布置設計的另一個基本分析，即工藝流程和物流路線的分析。分析的基本手段有工藝過程圖(作業(yè)程序圖)、多種產品工藝過程圖和從—至表等。分析的結果為:各作業(yè)單位間的物流強度等級和物流相互關系圖。4.2.2物流分析物流分析是設施布置設計的另一個基本分析，物流分析

1工藝過程圖(OperationProcessChart)

工藝過程圖就是把工藝路線卡和裝配程序圖匯總到—起而形成的一種流程圖。繪制過程先在圖的右上部從第—個裝配作業(yè)的主要組件開始，在垂直線上按工藝路線卡的作業(yè)順序用圓圈表示加工和裝配，用正方形表示檢驗．其它零部件，如果自制，分別用垂直線畫出其作業(yè)順序，如果外購，則分別用水平線進入裝配作業(yè)。物料形態(tài)表示符號

符號

行動類別

主要結果

操作

生產或完成

運輸

移動

檢驗

鑒定

停滯

干擾

儲存

保存

物流分析1工藝過程圖(OperationPro工藝過程圖可以用來詳細描述產品生產過程中各工序之間的關系，也可以描述全廠各部門之間的工藝流程。其重要作用是在分析工藝過程的基礎上，通過產品加工、組裝、檢驗等各加工階段及加工路線的分析，可以計算出每個工藝過程的各工序（作業(yè)單位）間的物流強度，從而為作業(yè)單位位置的確定找到基礎數(shù)據(jù)。1450.190.10.310.19廢料0.49（0.29）原材料機加工熱處理30.01標準件工藝過程分析：毛坯重0.49，經熱處理的毛坯重0.19，機加工中需返回熱處理的為0.1。由此可知，1——4之間的物流強度為0.3工藝過程圖可以用來詳細描述產品生產過程中各工序之間的關系，也系統(tǒng)化布置設計SLP剖析課件2.多種產品工藝過程圖企業(yè)生產的產品品種多，特別是只進行成形加工處理生產，而不考慮裝配時，可以采用多種產品工藝過程圖來分析確定其物料流。從該過程圖中可以看到平面布置的雛形。多種產品工藝過程圖是將所有零件或產品的工序都匯總在一張圖表上、通過分析、調整圖表上的工序，使彼此之間有最大物流量的工序盡量靠近，直至獲得最佳工藝安排順序。

2.多種產品工藝過程圖多種產品工藝過程表多種產品工藝過程表3、從至表(From—ToChart)從至表通常用以表示建筑物之間、部門之間或機器之間的物流量、物料搬運總量等。表上橫行和豎行的標題內，按同樣順序列出全部作業(yè)單位(建筑物、機器；部門)。將每個產品或零件在兩個作業(yè)單位之間的移動，分別用字母表示產品或零件，數(shù)字代表搬運總量，填入兩個作業(yè)單位橫行和豎行相交的方格內，注意，從圖表的左上角至右下角，劃一條對角線，零件前進記在右上方，退回記在左下方。如下圖：3、從至表(From—ToChart)系統(tǒng)化布置設計SLP剖析課件系統(tǒng)化布置設計SLP剖析課件作業(yè)單位物流相關表的繪制（1）劃分物流強度等級——由于直接分析大量物流數(shù)據(jù)比較困難，而且也沒必要，因此，SLP中將物流強度轉化為5個等級，分別用符號A、E、I、O、U表示。當產品品種少時用工藝過程圖進行物流分析；產品品種多時，用從至表或多產品工藝過程表對實際設施間的物流量進行統(tǒng)計。作業(yè)單位物流相關表的繪制(2)物流相關表工藝過程物流強度作業(yè)單位間物流物流強度分析物流相關表(2)物流相關表工藝過程系統(tǒng)化布置設計SLP剖析課件系統(tǒng)化布置設計SLP剖析課件系統(tǒng)化布置設計SLP剖析課件系統(tǒng)化布置設計SLP剖析課件4.2.3作業(yè)單位相互關系分析設施布置設計要根據(jù)部門之間在工藝流程或業(yè)務往來中的密切程度，決定相互位置。各部門（作業(yè)單位）之間存在著物流關系、非物流關系兩種關系。物流關系可以用物流強度來表示兩個作業(yè)單位之間的關系密切程度，非物流關系無法定量表示，只能通過定性分析加以區(qū)分。4.2.3作業(yè)單位相互關系分析設施布置設作業(yè)單位非物流相互關系表的構造：基本思路——根據(jù)經驗確定作業(yè)單位非物流相互關系密切程度后，利用與物流相關表相同的表格形式，建立非物流相互關系表。通?？梢詮囊韵聨讉€方面加以考慮：(1)工作流程(2)作業(yè)性質(3)使用設備情況(4)使用場地情況

(5)監(jiān)督和管理(6)安全、衛(wèi)生(7)聯(lián)系頻繁程度（8）躁聲、振動(9)公用設施相同(10)文件信息往來情況作業(yè)單位非物流相互關系表的構造：（1）確定作業(yè)單位相互關系等級（2）列出作業(yè)單位相互關系密切理由（示例）（1）確定作業(yè)單位相互關系等級（2）列出作業(yè)單位相互關系密切（3）建立非物流作業(yè)單位相互關系表（示例）（3）建立非物流作業(yè)單位相互關系表（示例）系統(tǒng)化布置設計SLP剖析課件系統(tǒng)化布置設計SLP剖析課件4.2.4建立作業(yè)單位綜合相互關系表工廠中，作業(yè)單位之間物流相互關系與非物流相互關系往往并不一致，為了確定各作業(yè)單位之間綜合相互關系密切程度，須將兩個表進行合并。求出合成的相互關系——綜合作業(yè)相互關系，然后從各作業(yè)單位之間的綜合相互關系出發(fā)，實現(xiàn)各作業(yè)單位的合理布置。（1）確定物流（m）與非物流（n）相互關系的相對重要性（加權取值）——一般地m:n不應超過1：3或3：1，當比值大于3：1時，說明物流關系占主導地位，工廠布置時只需考慮物流相互關系的影響。（2）綜合相互關系計算——根據(jù)作業(yè)單位對之間物流與非物流關系等級的高低進行量化，并加權求和，求出綜合相互關系。（3）綜合相互關系的等級劃分——綜合計算得出的是量值，須經過等級劃分，才能建立與物流相互關系表相似的綜合相互關系表。4.2.4建立作業(yè)單位綜合相互關系表工廠中，作業(yè)單位之間物系統(tǒng)化布置設計SLP剖析課件示例：液壓轉向器作業(yè)單位綜合相互關系計算表示例中須計算55對作業(yè)單位，計算分數(shù)在1—8之間，由此得綜合相互等級劃分表如下：示例：液壓轉向器作業(yè)單位綜合相互關系計算表示例中須計算55對建立作業(yè)單位綜合相互關系表（示例）建立作業(yè)單位綜合相互關系表（示例）

P95:5-9P95:5-9系統(tǒng)化布置設計SLP剖析課件系統(tǒng)化布置設計SLP剖析課件系統(tǒng)化布置設計SLP剖析課件系統(tǒng)化布置設計SLP剖析課件

P97:5-11P97:5-114.2.5作業(yè)單位位置相互關系分析在SLP中，設施布置并不直接去考慮各作業(yè)單位的占地面積和幾何形狀，而是從作業(yè)單位間相互關系密切程度出發(fā)，安排各作業(yè)單位之間的相對位置，關系密切等級高的作業(yè)單位之間距離近，等級低的距離遠。問題：作業(yè)單位間必然會出現(xiàn)密切等級相同的作業(yè)單位對，這會給位置分析造成困難。怎么辦？引入綜合接近程度的概念——某一作業(yè)單位綜合接近程度等于該作業(yè)單位與其他所有作業(yè)單位間量化后的關系密切等級之和。綜合接近程度值的高低反映了該作業(yè)單位在布置圖中是應該處于中心位置還是處于邊緣位置。4.2.5作業(yè)單位位置相互關系分析在SLP中，

①、如何計算綜合接近程度：將作業(yè)單位綜合相互關系表變換成類似于從至表一樣的三角矩陣，然后量化關系等級。示例：液壓轉向器綜合接近程度排序表①、如何計算綜合接近程度：示例：液壓系統(tǒng)化布置設計SLP剖析課件系統(tǒng)化布置設計SLP剖析課件2、如何繪制作業(yè)單位位置相關圖：第一步——處理關系密級為A的作業(yè)單位對。按各作業(yè)單位綜合接近程度的高低排序，找出綜合接近程度最高的布置在中心位置；依次處理作業(yè)單位對。第二步——處理關系密級為E的作業(yè)對。

……

最后重點調整X級作業(yè)單位對的相互位置2、如何繪制作業(yè)單位位置相關圖：系統(tǒng)化布置設計SLP剖析課件系統(tǒng)化布置設計SLP剖析課件系統(tǒng)化布置設計SLP剖析課件由相互關系圖產生空間關系圖

(1)試錯法(2)關系表布局法(3)計算機化布置方法(第7章)由相互關系圖產生空間關系圖

(1)試錯法50(1)試錯法

Muther的SLP用線型圖來試錯生成空間關系。①線型圖表示法：A:4條平行線;E：3；I：2；

O：1；U：不表示；

X：用折線表示。②先將A、E級關系的部門放入布置圖；相同級別的關系用相同長度的線段表示。調整，使E級關系的線段長度約為A級關系的2倍。隨后，按同樣的規(guī)則布置I級關系。若部門較多，線段混亂，可以不必畫出O級關系。但X級必須表示。③調整各部門的位置，以滿足關系的親疏程度。最后，將各個部門的面積表示進布置圖中，生成空間關系圖。經過評價、修改，便獲得最終布置。50(1)試錯法

Muther的SLP用線型圖來試錯生成空間51例：51例：52加工工藝從至表從至123451－40＋50150020－05040＋153015－004000－5050000－52加工工藝從至表從至123451－40＋50150020－53部門關系圖53部門關系圖545455空間關系圖55空間關系圖56(2)關系表布局法試錯法定量性不強，也不適合初學者。因而Tompkins提出關系表法。方法：1)轉化物流與作業(yè)單位相互關系圖為關系表。2)選擇A級關系最多的部門作為第一部門優(yōu)先進人布置。3)選擇與第一部門具有A級關系的部門作為第二部門進入布置。4)按照與第一二部門為從AA、AE、AI、A*的排列順序選擇第三部門。5)依次選擇直至結束o6)根據(jù)面積進行實際面積的布置。56(2)關系表布局法試錯法定量性不強，也不適合初學者。因而57關系表從至12345A21EI4，52，52，4O331，2U57關系表從至12345A21EI4，52，52，4O33158目錄58目錄4.2.6面積的確定在實際的設施布置設計過程中，常因受到現(xiàn)有廠房或可利用土地面積與形狀的限制等，不得不把需要的面積與可利用的面積結合起來考慮，因而面積的設定方法有下列幾種：1、計算法：按照設備和作業(yè)所需的面積，加上輔助設施、材料存儲、維修、通道以及人員等所需面積得到該單位的總面積。2、標準面積法：采用某種工業(yè)標準求得所需的面積。3、概略布置法應用模板或設備模型進行布置并確定面積。4、比率趨向預測法：將過去各個時期每臺設備、每個工時或每個單位的面積作為基礎，按未來產量和人員的發(fā)展預測要求，按比例擴大來設定面積。4.2.6面積的確定在實際的設施布置設計過程中，面積的確定一般來說，需要的面積常常受到實際條件的限制，必須進行適當?shù)恼{整，使之與可用面積相適應。調整的方式，可以是壓縮某些不很重要的面積、也可以進行新的組合。此外，做面積相關圖時需考慮流動模式的選擇。面積的確定一般來說，需要的面積常常受到實際4.2.7布置修正所謂修正條件，是指諸如運輸方式、貯存設備、場地環(huán)境、人的要求、廠房特性、輔助設施和管理控制等具體因素。它們的重要程度各不相同，但都以獨特的方式影響布置設計方案。在進行布置設計時，需要加以考慮。用適當?shù)姆椒ǜ鶕?jù)現(xiàn)有廠房的實際條件使部門面積結合，同時結合修正條件對各部門的位置、形狀等進行調整，可以形成幾個理想的、理論的塊狀布置(Blocklayout)方案。例：精密車間應遠離鍛造車間鑄造車間應處在背風之處4.2.7布置修正所謂修正條件，是4.2.8布置方案的評價與選擇布置方案的評價常常從經濟因素和非經濟因索兩個方面進行，經濟評價可以采用費用對比法等，非經濟因素評價可以采用優(yōu)缺點比較法和加權因素法等。4.2.8布置方案的評價與選擇布置4.2.8布置方案的評價與選擇1、非經濟因素評價每個布置方案都有一些不能用費用精確地衡量的非經濟因素，常見的有：(1)是否易于將來發(fā)展(2)工藝過程的適應性(3)靈活性(4)物流的效率(5)物流搬運的效率(6)儲存的效率(7)空間利用率(8)輔助服務部門的綜合效率(9)工作條件(10)安全性(11)是否易于管理(12)產品質量(13)維修(14)設備利用率

(15)是否滿足需求能力(16)是否適應公司的組織機構

(17)人流(18)外觀(19)自然條件的利用(20)環(huán)境保護4.2.8布置方案的評價與選擇1、非經濟因素評價布置方案的評分示例：布置方案的評分示例：2、經濟因素評價：對于各種布置方案，可以通過工程經濟分析，評價其節(jié)省費用、投資額及投資回報期等，作為比較選擇的基準。至于比較哪些指標最好，沒有統(tǒng)一的標準，需要具體情況具體分析。2、經濟因素評價：66舉例1：某機械廠的設施布置設有3種零件A、B、C，其工藝路徑及日產量如表1所示（1－5：分別表示5個部門）部門12345面積m22040406020表2：5個部門所需廠房面積如何布置？66舉例1：某機械廠的設施布置設有3種零