(理论讲解)生产设施布置与设计ppt课件

2024/5/71北京理工大学珠海学院 机械与车辆学院 冯利颖 场场(厂厂)址选择址选择设施设计设施设计设施规划设施规划与设计与设计工厂布置设计工厂布置设计物料搬运系统设计物料搬运系统设计建筑设计建筑设计公用工程设计公用工程设计信息系统设计信息系统设计设施规划设施规划总平面总平面车间布局车间布局2023/8/11北京理工大学珠海学院北京理工大学珠海学院 机械与机械与车辆车辆学院学院 冯冯利利工厂布局设计概述工厂布局设计概述1.工厂布局的内容和原则工厂布局的内容和原则（1 1）工厂布局的内容）工厂布局的内容）工厂布局的内容）工厂布局的内容p工厂总体平面布置工厂总体平面布置解决工厂各个组成部分，包括生产车间、辅助生产车间、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、办公室等各种作业单位和运输线路设施的仓库、动力站、办公室等各种作业单位和运输线路设施的相互关系，解决物料流向和流程、厂内外运输的连接。相互关系，解决物料流向和流程、厂内外运输的连接。p车间布置车间布置解决工作地、设备、通道、管线之间和相互位置，解决物解决工作地、设备、通道、管线之间和相互位置，解决物料搬运的流程及运输方式。料搬运的流程及运输方式。工厂布局工厂布局设计设计概述（概述（1）工厂布局的内容）工厂布局的内容系统布置设计系统布置设计 1.1.工厂布局设计的方法工厂布局设计的方法工厂布局设计的方法工厂布局设计的方法 （1 1）摆样法）摆样法）摆样法）摆样法（2 2）数学模型法）数学模型法）数学模型法）数学模型法（3 3）系统布置设计（）系统布置设计（）系统布置设计（）系统布置设计（SLPSLP）22系统布置设计（系统布置设计（系统布置设计（系统布置设计（SLPSLP）模式）模式）模式）模式准备原始资料准备原始资料 物流分析与作业单位相互关系分析物流分析与作业单位相互关系分析 绘制作业单位位置相关图绘制作业单位位置相关图 作业单位占地面积计算作业单位占地面积计算 绘制作业单位面积相关图绘制作业单位面积相关图 修正修正 方案评价与择优方案评价与择优 系系统统布置布置设计设计 1.工厂布局工厂布局设计设计的方法的方法（1）摆样摆样法法2 SLP程序模式程序模式选择选择分析分析寻优寻优输入数据（输入数据（P、Q、PQ、R、S、T）1、物流、物流2、作业单位的相、作业单位的相互关系互关系(非物流非物流)3、物流、物流作业单作业单位相互关系综合图位相互关系综合图4、必要面积、必要面积5、可用面积、可用面积6、面积相互关系图、面积相互关系图9、拟定几种布置方、拟定几种布置方案案10、评价、评价7、修正条件、修正条件8、实际制约、实际制约作业单位位置相关图作业单位位置相关图SLP程序模式程序模式选择选择分析分析寻优输寻优输入数据（入数据（P、Q、PQ、R、S、5(1)工艺过程图工艺过程图变速器的加工与组装变速器的加工与组装随车工具箱的加工随车工具箱的加工车体加工车体加工液压缸加工液压缸加工 SLP法求解法求解1、物流分析与物流相关表、物流分析与物流相关表 5(1)工工艺过艺过程程图图 以以电电瓶叉瓶叉车总车总装厂装厂为为例，例，说说明如何运用明如何运用6机加工机加工图图6-14变速器加工工艺过程变速器加工工艺过程（单位：（单位：t)废料废料原材料原材料热处理热处理标准件标准件0.310.2（0.30）0.0273145工艺过程分析：毛坯重工艺过程分析：毛坯重0.50，经退火处理的毛坯重，经退火处理的毛坯重0.20，机加工中需返回热处理，机加工中需返回热处理的为的为0.1由此可知，由此可知，1-4之间的物流之间的物流强度为强度为0.30.10.500.200.30.01变速器的加工与组装变速器的加工与组装6机加工机加工图图6-14 变变速器加工工速器加工工艺过艺过程程 （单单位：位：t)废废7图图6-15随车工具箱加工工艺过程随车工具箱加工工艺过程图图6-16车体加工工艺过程车体加工工艺过程1.20原材料原材料160.4废料废料101油漆油漆0.010.81（0.23）0.20原材料原材料0.051950.1废料废料机加工机加工0.150.08热处理热处理7图图6-15 随随车车工具箱加工工工具箱加工工艺过艺过程程图图6-16 工厂布局设计工厂布局设计机械与车辆学院机械与车辆学院液压缸加工液压缸加工工厂布局工厂布局设计设计 0.2图图1919 叉车生产工艺过程（叉车生产工艺过程（t t）0.2图图19 叉叉车车生生产产工工艺过艺过程（程（t）表表 叉车总装厂物流强度汇总表叉车总装厂物流强度汇总表 表表 叉叉车总车总装厂物流装厂物流强强度度汇总汇总表表 （2）物流强度等级）物流强度等级（2）物流）物流强强度等度等级级 表表 叉车总装厂物流强度等级表叉车总装厂物流强度等级表 表表 叉叉车总车总装厂物流装厂物流强强度等度等级级表表 （3）物流相关表）物流相关表（3）物流相关表）物流相关表 建立建立作业作业单位单位非物非物流关流关系表。系表。编号编号12345678 理由理由工作流程连续性工作流程连续性生产服务生产服务物料搬运物料搬运管理方便管理方便安全与污染安全与污染共用设备设施共用设备设施振动振动人员联系人员联系2、非物、非物流关系相互关系分析相互关系分析 建立作建立作业单业单位非物流关系表。位非物流关系表。编编号号 理由理由2、非物流关系相互关、非物流关系相互关 33作业单位综合相互关系的建立作业单位综合相互关系的建立作业单位综合相互关系的建立作业单位综合相互关系的建立p进行物流分析，求得作业单位物流相关表进行物流分析，求得作业单位物流相关表表表；p确定作业单位非物流关系表；确定作业单位非物流关系表；p确定物流与非物流相互关系的相对重要性；确定物流与非物流相互关系的相对重要性；p量化物流强度等级和非物流的密切程度等级；量化物流强度等级和非物流的密切程度等级；p计算量化的所有作业单位之间的综合相互关系。计算量化的所有作业单位之间的综合相互关系。p综合关系等级划分综合关系等级划分（任何一级物流相互关系与任何一级物流相互关系与任何一级物流相互关系与任何一级物流相互关系与X X级非物流级非物流级非物流级非物流相互关系等级合并时都不应超过相互关系等级合并时都不应超过相互关系等级合并时都不应超过相互关系等级合并时都不应超过OO级级级级）；p调整，建立综合相互关系表调整，建立综合相互关系表 3 作作业单业单位位综综合相互关系的建立合相互关系的建立 综合相互关系等级与划分比例综合相互关系等级与划分比例 综综合相互关系等合相互关系等级级与划分比例与划分比例 叉车总装厂作业单位叉车总装厂作业单位综合相互关系的建立综合相互关系的建立1）物流分析）物流分析叉叉车总车总装厂作装厂作业单业单位位1）物流分析）物流分析2）非物流分析）非物流分析2）非物流分析）非物流分析3）加权值的选取加权值的选取，取，取m：n1：14）综合相互关系计算）综合相互关系计算 3）加）加权值权值的的选选取，取取，取m：n1：1(理理论讲论讲解解)生生产设产设施布置与施布置与设计设计ppt课课件件任何一级物流相互关系与任何一级物流相互关系与任何一级物流相互关系与任何一级物流相互关系与X X级非物流相级非物流相级非物流相级非物流相互关系等级合并时都不应超过互关系等级合并时都不应超过互关系等级合并时都不应超过互关系等级合并时都不应超过OO级级级级任何一任何一级级物流相互关系与物流相互关系与X级级非物流相互关系等非物流相互关系等级级合并合并时时都不都不应应超超过过5）划分综合关系密级划分综合关系密级5）划分）划分综综合关系密合关系密级级4.建建 立立作作 业业单单 位位综综 合合相相 互互关关 系系表表4.4、作业单位相互位置关系图、作业单位相互位置关系图（平面方案的确定）（平面方案的确定）方法：方法：Muther线型图法（线型图法（SLP法）法）适合分离厂房的工厂总平面布置适合分离厂房的工厂总平面布置Tompkins关系表技术（联合厂房）关系表技术（联合厂房）在在SLP中，工厂总平面布置并不直接去考虑各作业单位的建中，工厂总平面布置并不直接去考虑各作业单位的建筑物占地面积及其外形几何形状，而是从各作业单位间相筑物占地面积及其外形几何形状，而是从各作业单位间相互关系密切程度出发，安排各作业单位之间的相对位置，互关系密切程度出发，安排各作业单位之间的相对位置，关系密级高的作业单位之间距离近，关系密级低的作业单关系密级高的作业单位之间距离近，关系密级低的作业单位之间距离远，由此形成位之间距离远，由此形成作业单位位置相关图作业单位位置相关图作业单位位置相关图作业单位位置相关图。4、作、作业单业单位相互位置关系位相互位置关系图图 方法：在方法：在SLP中，工厂中，工厂总总平面布置平面布置（1）Muther线型图法线型图法缪瑟提出的缪瑟提出的SLP中采用了线型图来中采用了线型图来“试错试错”生成平面布置图。生成平面布置图。作业单位综合接近程度作业单位综合接近程度作业单位综合接近程度作业单位综合接近程度等于该作业单位与其它所有作业单位等于该作业单位与其它所有作业单位之间量化的关系密级的综合。之间量化的关系密级的综合。分值越高分值越高，说明该作业单位越应靠近布置图的，说明该作业单位越应靠近布置图的中心位置中心位置，越，越低则越往边缘。低则越往边缘。（1）Muther线线型型图图法法缪缪瑟提出的瑟提出的SLP中采用了中采用了线线型型图图来来 （1）Muther线型图法线型图法缪瑟提出的缪瑟提出的SLP中采用了线型图来中采用了线型图来“试错试错”生成平面布置图。生成平面布置图。缪瑟的线型图法缪瑟的线型图法（1）Muther线线型型图图法法缪缪瑟提出的瑟提出的SLP中采用了中采用了线线型型图图来来 缪瑟的线型图法缪瑟提出的SLP中采用了线型图来“试错”生成平面布置图。它的方法是用4条平等线段表示两作业单位间的A级关系；三条平等线表示E级关系；两条I级；一条O级；U级不连线；X级用折线表示。首先将A、E级关系的作业单位放进布置图中，同一级别的用同一长度的线段表示，A级线段最短，取一个单位，E级的长度为A级的两倍，依次类推。随后，按同样的规则布置I级关系。若作业单位较多，线段混乱，可以不画O级关系，但X级必须画出。调整各部门的位置，以满足关系的亲疏程度。最后，将各个部门的面积放入布置图中，生成空间关系图。经过评价、修改，便获得最终布置。缪缪瑟的瑟的线线型型图图法法缪缪瑟提出的瑟提出的SLP中采用了中采用了线线型型图图来来“试错试错”生生 Muther线型图法步骤线型图法步骤1）计算作业单位综合接近程度表；）计算作业单位综合接近程度表；2）根据作业单位等级表示方式来绘制相关图。）根据作业单位等级表示方式来绘制相关图。首先处理相互关系密级为首先处理相互关系密级为A的作业单位对，并按综合接近程的作业单位对，并按综合接近程度顺序来布置。度顺序来布置。其次处理相互关系密级为其次处理相互关系密级为E的作业单位对。的作业单位对。Muther线线型型图图法步法步骤骤 第一步第一步第一步第一步A A级作业单位对级作业单位对级作业单位对级作业单位对A级关系级关系8-11、4-5、11-12，其接近程度排序为，其接近程度排序为8、4、11、12、5。将将8布置在中央，并处理布置在中央，并处理8-11作业单位对。作业单位对。811 第一步第一步A级级作作业单业单位位对对811 布置布置4，4-8，4-11为为I、O级。级。8114 布置布置4，4-8，4-11为为I、O级级。8114 处理与处理与4有关的有关的A级有级有4-5。81145处理处理8、11与与5的关系，为的关系，为U级。级。处处理与理与4有关的有关的A级级有有4-5。81145处处理理8、11与与5的关的关 处理处理11，12作业单位，作业单位，11-12是是A级关系级关系8114512处理处理12作业单位与其它已布置单位。作业单位与其它已布置单位。处处理理11，12作作业单业单位，位，11-12是是A级级关系关系8114512 第二步处理第二步处理第二步处理第二步处理E E级关系级关系级关系级关系E级关系级关系1-4、1-5、1-6、2-10、3-8、4-7、5-9、7-8、8-10，其接近程度顺序，其接近程度顺序8、4、1、7、3、9、5、10、2、6首先处理与首先处理与8的的E级关系，级关系，7-8，3-8，8-10。处理处理7与与8、4、11、12、5的关系的关系E、E、I、U、U81145127 第二步第二步处处理理E级级关系关系81145127 处理处理3与与8为为E级级811451273处理处理3与图中作业单位关系，与图中作业单位关系，3-7是是I级关系级关系 处处理理3与与8为为E级级811451273处处理理3与与图图中作中作业单业单位关系位关系 381145127 381145127 处理处理10与与8为为E级级81145127310处理处理10与图中作业单位关系，与图中作业单位关系，10-5是是X级关系级关系 处处理理10与与8为为E级级81145127310处处理理10与与图图中作中作业业 81145127310处理作业单位处理作业单位4，1-4，4-7为为E级，处理作业单位级，处理作业单位4与图中作业单位关系，与图中作业单位关系，4与与11为为0级。级。81145127310处处理作理作业单业单位位4，1-4，4-7为为E级级 处理作业单位处理作业单位1，1与与4、5都为都为E。考虑考虑1与其它作业单位关系。与其它作业单位关系。121075481131以此类推处理其它单位（等级）。以此类推处理其它单位（等级）。处处理作理作业单业单位位1，1与与4、5都都为为E。121075481131 5、作业单位面积相关图、作业单位面积相关图 在面积相关图主要考虑在面积相关图主要考虑两个问题两个问题两个问题两个问题：一是将各作业单位面积需求汇总，根据场地的要求，确定一是将各作业单位面积需求汇总，根据场地的要求，确定建筑的基本形状；建筑的基本形状；二是在此形状上按各作业单位的面积需求进行分配，结合二是在此形状上按各作业单位的面积需求进行分配，结合上面布置图，作出有面积的块状布置图。上面布置图，作出有面积的块状布置图。5、作、作业单业单位面位面积积相关相关图图 在面在面积积相关相关图图主要考主要考虑虑两个两个问题问题：（1）面积的确定）面积的确定 1）计算法）计算法根据每台设备和作业所需的面积，加上辅助设施、材料储根据每台设备和作业所需的面积，加上辅助设施、材料储存、维修、通道以及人员所需的面积存、维修、通道以及人员所需的面积。2）概略布置法）概略布置法 利用设备的样片或模型进行概略布置。利用设备的样片或模型进行概略布置。3）指标趋势及延伸法）指标趋势及延伸法 将过去某一时期每台设备、每个公式计算的面积指标化成将过去某一时期每台设备、每个公式计算的面积指标化成曲线，延伸预测未来的面积指标。曲线，延伸预测未来的面积指标。（1）面）面积积的确定的确定 1）计计算法算法（2）作业单位厂房平面设计）作业单位厂房平面设计1）根据实际需求确定厂房平面形式；）根据实际需求确定厂房平面形式；2）防火、消防安全设计；）防火、消防安全设计；3）根据生产要求、生产者心理和生理要求，结合当地的气）根据生产要求、生产者心理和生理要求，结合当地的气候进行采光、通风设计。候进行采光、通风设计。4）根据车间生产性质，可以进行厂房合并。）根据车间生产性质，可以进行厂房合并。（2）作）作业单业单位厂房平面位厂房平面设计设计1）根据）根据实际实际需求确定厂房平面形式需求确定厂房平面形式（3）辅助服务部门布置设计）辅助服务部门布置设计 1）工厂辅助服务部门设施有：）工厂辅助服务部门设施有：p工厂出入口；工厂出入口；p行政管理部门；行政管理部门；p生活服务设施；生活服务设施；p检测与技术部门；检测与技术部门；p交通服务设施；交通服务设施；p社会服务设施。社会服务设施。（3）辅辅助服助服务务部部门门布置布置设计设计 1）工厂）工厂辅辅助服助服务务部部门设门设施有：施有：2）工厂辅助服务部门具体设计原则：）工厂辅助服务部门具体设计原则：p工厂管理服务设施应面向城市主干道，便于社会联系；工厂管理服务设施应面向城市主干道，便于社会联系；p工厂服务部门的建筑平面和空间应相对集中，灵活、合理工厂服务部门的建筑平面和空间应相对集中，灵活、合理 布置，以便人员、信息联系；布置，以便人员、信息联系；p建筑形式、色调应符合城市规划要求，与邻近建筑协调；建筑形式、色调应符合城市规划要求，与邻近建筑协调；p应妥善处理与周围道路、停车场、广场、绿化设施设计；应妥善处理与周围道路、停车场、广场、绿化设施设计；p面向社会的产品展销、维修部门应有直接对外的入口和面向社会的产品展销、维修部门应有直接对外的入口和 对厂内的内门；对厂内的内门；p应做到人流物流分开。应做到人流物流分开。2）工厂）工厂辅辅助服助服务务部部门门具体具体设计设计原原则则：例题例题例题例题6 6以叉车为例，来说明。以叉车为例，来说明。（4）作业单位面积相关图的绘制）作业单位面积相关图的绘制1）选择合适的比例。）选择合适的比例。2）将作业单位位置相关图放大到坐标纸。）将作业单位位置相关图放大到坐标纸。3）按综合接近程度值的大小顺序，由大到小依次将各单位布）按综合接近程度值的大小顺序，由大到小依次将各单位布置到图上。置到图上。4）调整和修正，得到作业单位面积相关图。）调整和修正，得到作业单位面积相关图。例例题题6（4）作）作业单业单位面位面积积相关相关图图的的绘绘制制1）选择选择合适的比例。合适的比例。图图28 28 叉车总装厂作业单位面积相关图叉车总装厂作业单位面积相关图 图图28 叉叉车总车总装厂作装厂作业单业单位面位面积积相关相关图图（5）作业单位面积相关图的调整）作业单位面积相关图的调整1）修正因素）修正因素p物料搬运方法物料搬运方法(物料搬运设备种类、搬运系统模式以及运输物料搬运设备种类、搬运系统模式以及运输单元单元)；p建筑特征；建筑特征；p道路。道路。（5）作）作业单业单位面位面积积相关相关图图的的调调整整1）修正因素）修正因素 2）实际条件限制）实际条件限制p给定厂区面积的大小；给定厂区面积的大小；p建设成本；建设成本；p厂区现有的建筑物的利用；厂区现有的建筑物的利用；p政策法规等方面。政策法规等方面。2）实际实际条件限制条件限制 图图29 29 叉车总装厂总平面布置图（一）叉车总装厂总平面布置图（一）图图29 叉叉车总车总装厂装厂总总平面布置平面布置图图（一）（一）图图30 30 叉车总装厂总平面布置图（二）叉车总装厂总平面布置图（二）图图30 叉叉车总车总装厂装厂总总平面布置平面布置图图（二）（二）图图31 31 叉车总装厂总平面布置图（三）叉车总装厂总平面布置图（三）图图31 叉叉车总车总装厂装厂总总平面布置平面布置图图（三）（三）6、方案评价与选择、方案评价与选择 技术评价技术评价技术评价技术评价p技术先进性技术先进性p物流状况（物流距离分析）物流状况（物流距离分析）（1）单项指标比较评价法）单项指标比较评价法经济评价经济评价经济评价经济评价p财务评价财务评价 财务内部收益率、投资回收期和固定资产借贷偿还期财务内部收益率、投资回收期和固定资产借贷偿还期p国民经济评价国民经济评价经济内部收益率、经济净现值和净现值率经济内部收益率、经济净现值和净现值率 p不确定性分析不确定性分析盈亏平衡分析、敏感性分析和概率分析盈亏平衡分析、敏感性分析和概率分析6、方案、方案评评价与价与选择选择 技技术评术评价（价（1）单项单项指指标标比比较评较评价法价法经济评经济评 p优缺点比较法优缺点比较法（2）综合指标比较评价法）综合指标比较评价法序号序号 因素因素 重要性重要性 序号序号 因因素素 重要性重要性 1 初次投资初次投资 16 安全性安全性 2 年经营费年经营费 17 潜在事故的危潜在事故的危险性险性 3 投资收益率投资收益率 18 影响产品质量的影响产品质量的程度程度 4 投资回收期投资回收期 19 设备的可得性设备的可得性 5 对生产波动的适应性对生产波动的适应性 20 外购件的可得性外购件的可得性 6 调整生产得柔性调整生产得柔性 21 与外部运输的配合与外部运输的配合 7 发展的可能性发展的可能性 22 与外部公用设施与外部公用设施的结合的结合 8 工艺过程的合理性工艺过程的合理性 23 经营销售的有利性经营销售的有利性 9 物料搬运的合理性物料搬运的合理性 24 自然条件的适应性自然条件的适应性 10 机械自动化程度机械自动化程度 25 环境保护条件环境保护条件 11 控制检查的便利程度控制检查的便利程度 26 职工劳动保护条件职工劳动保护条件 12 辅助服务的适应性辅助服务的适应性 27 对施工安装投产进度对施工安装投产进度的影响的影响 13 维修的方便程度维修的方便程度 28 施工安装对现有生施工安装对现有生产的影响产的影响 14 空间利用程度空间利用程度 29 熟练工人的可得熟练工人的可得性性 15 需要储存得物流、外购件数量需要储存得物流、外购件数量 30 公共关系效果公共关系效果 优优缺点比缺点比较较法法（2）综综合指合指标标比比较评较评价法序号价法序号 优缺点比较表优缺点比较表 方案优缺点评价方案优缺点评价项目名称：项目名称：方案编号：方案编号：方案简要说明：方案简要说明：结论。结论。评价人：评价人：评价日期：评价日期：优点优点 缺点缺点 优优缺点比缺点比较较表表 方案方案优优缺点缺点评评价价 p加权因素比较法加权因素比较法 可以把提供比较的各项因素进行综合比较，合理地确定各个因可以把提供比较的各项因素进行综合比较，合理地确定各个因素的权数和客观地对每个方案的各个因素打分。素的权数和客观地对每个方案的各个因素打分。程序是：程序是：1）明确要评价的方案。）明确要评价的方案。2）选定考虑的因素并准备评分表。）选定考虑的因素并准备评分表。3）确定每个因素的相对重要性。）确定每个因素的相对重要性。4）给每个方案每个因素评分。）给每个方案每个因素评分。5）计算加权分。）计算加权分。（2）综合指标比较评价法）综合指标比较评价法 加加权权因素比因素比较较法法（2）综综合指合指标标比比较评较评价法价法 p最常用的评价因素：最常用的评价因素：1）适应性和通用性。）适应性和通用性。2）物流效率。）物流效率。3）物料运输效率。）物料运输效率。4）储存效率。）储存效率。5）场地利用率。）场地利用率。6）辅助部门的综合效率。）辅助部门的综合效率。7）工作环境和员工满意程度。）工作环境和员工满意程度。8）安全管理。）安全管理。9）产品质量）产品质量10）设备利用率。）设备利用率。11）与企业的长远发展规划相协调性）与企业的长远发展规划相协调性 最常用的最常用的评评价因素：价因素：续：详细车间布局布置续：详细车间布局布置 对工厂设施和设备进行详细的布置。对工厂设施和设备进行详细的布置。续续：详细车间详细车间布局布置布局布置 对对工厂工厂设设施和施和设备进设备进行行详细详细的布置。的布置。THANK YOU!THANK YOU!