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第6章生产和服务设施布置生产和服务设施布置1华中科大管理学院陈荣秋马士华6.1 设备/设施布置决策6.1.1 影响企业生产单位构成的因素产品的结构与工艺特点企业的专业化与协作化水平企业的生产规模2华中科大管理学院陈荣秋马士华6.1.2 生产单位专业化原则和形式工艺专业化原则对多品种产品或服务，将完成相同工艺的设备组织到一起，按照工艺专业化特征建立生产单位，形成工艺专业化车间。即在同一个车间内，加工对象是多样的，工艺方法是同类的。n优点：对产品品种变化适应能力强、生产系统可靠性高、工艺管理方便。n缺点：加工路线长、运输量大、运输成本高、生产周期长、组织管理工作复杂、生产效率低。3华中科大管理学院陈荣秋马士华对象专业化原则按产品形成过程的要求组织设备，形成流水般的连续过程（Flow Line，流水线），即在同一个车间内，加工对象是同类的，工艺方法是多样的。（产品封闭在一个车间内完成全部加工过程，故也称封闭式车间）n优点：提高工作地的专业化程度，可以采用高效率的专用设备，提高工作效率，提高生产过程的连续性，缩短生产周期，减少运输费用，简化生产管理工作。n缺点：对产品品种变化的适应能力差。4华中科大管理学院陈荣秋马士华两种生产单位组成原则的优缺点比较：工艺原则 对象原则品种变化适应能力 强弱工艺管理较易较难生产效率较低较高生产周期较长较短在制品占用量较多较少车间之间往返运输较多较少车间之间协作联系较复杂较简单5华中科大管理学院陈荣秋马士华生产单位专业化类型的选择批量品种品种产量变化与生产单位专业化类型的关系对象专业化形式：大量生产对象专业化形式：批量生产成组生产单元工艺专业化形式6华中科大管理学院陈荣秋马士华 6.1.3 影响生产/服务设施布置决策的因素 厂房布置满足生产过程的要求，避免互相交叉和迂回运输，缩短生产周期，节省生产费用；生产联系和协作关系密切的单位应相互靠近布置；充分利用现有运输条件如公路、铁路、港口及供水、供电等公共设施；按照生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区；在考虑防火和卫生条件下，总平面布置应力求占地面积小；工厂布置应考虑有扩建的余地。7华中科大管理学院陈荣秋马士华6.1.4 几种典型布置形式物料流程形式可分为水平和垂直的流程形式n水平流程：所有的设备、设施都在同一个车间的同一层水平面上；n垂直流程：生产运作是在同一个多层楼房的不同楼层间周转。8华中科大管理学院陈荣秋马士华布置类型固定式布置 加工对象位置固定，生产工人和设备都随加工产品所在的某一位置而转移。产品工位器具零部件9华中科大管理学院陈荣秋马士华 按工艺过程布置 按照工艺专业化原则将同类机器集中在一起，完成相同工艺加工任务。LLLDDDDGG接收和转运LDG 车床组钻床组磨床组磨床钻床车床10华中科大管理学院陈荣秋马士华 按成组制造单元布置根据一定标准将结构和工艺相似的零件组成零件组，确定零件组的典型工艺流程，根据典型工艺流程选择设备和工人，组成生产单元。LDDGGLPGLL原材料成品库单元1单元2单元3GDL车床钻床磨床11华中科大管理学院陈荣秋马士华 按产品布置 按对象专业化原则布置机器和设备，常见的如流水生产线。加工设备加工设备12华中科大管理学院陈荣秋马士华流水线平面布置基本型：I型L型 U型 O型S型E型(U型)13华中科大管理学院陈荣秋马士华U形制造单元及生产线布置76543217654321入口出口入口出口工人的行走路线14华中科大管理学院陈荣秋马士华流水线工作地排列方式：单列式优点：安装、拆卸、上下料以及清除残料方便；缺点：占用面积较多。双列式对称排列交互排列优点：节省空间，可压缩流水线长度；缺点：维修、拆卸、清除残料不便。15华中科大管理学院陈荣秋马士华6.2 布置决策的定量分析6.2.1 作业相关图（生产活动相关图法）基本原理：将企业内各生产单位之间定性的相互关系用统一的代号表达并赋予相应的评定分，计算各单位所得到的评定分之和来作为平面布置的依据。将关系密切程度分为六个等级代号 密切程度评定分A 绝对重要 6E 特别重要 5I 重要 4O 一般 3U 不重要 2X 不予考虑 116华中科大管理学院陈荣秋马士华列出导致不同程度关系的原因代号关系密切原因1 使用共同的原始记录2 共用人员3 共用场地4 人员接触频繁5 文件交换频繁6 工作流程连续7 做类似的工作8 共用设备9 其它17华中科大管理学院陈荣秋马士华第一步：绘制生产活动相关图 E1,3A6O5单位1单位2单位3关系密切程度代号原因代号第二步：根据生产活动相关图，绘制密切程度积分 统计方块图；第三步：根据方块图中每个单位的积分情况和靠近 的必要性（关系密切程度），将各单位在平面上 进行排列。18华中科大管理学院陈荣秋马士华1原材料库2成品库3毛坯车间4机加车间5装配车间6中间零件库7职工食堂8厂办公楼 I3,7O6O6A6I6UI4,5UO6A6UUI4,5III4,54,54,5O5UUO4UUIIE666AA66E1,3密切程度 得分1.原材料库A5I2,6,8O3,4U7合计 612 6 2262.成品库A5I1,8O4U3,6,7合计 6 8 3 6233.毛坯车间A5E4I 6,8O1U2,7合计 6 5 8 3 426其它单位得分：4-27，5-36，6-24，7-15，8-2519华中科大管理学院陈荣秋马士华5.装配车间（36）8.办公大楼（25）7.食堂（15）1.原材料库（26）3.毛坯车间（26）4.机加工车间（27）6.中间零件库（24）2.成品库（23）20华中科大管理学院陈荣秋马士华进行工厂布置的常识与惯例厂门位置选择NS正门首选南门EW正门次选东门便门（运输门）便门（运输门）21华中科大管理学院陈荣秋马士华厂区道路安排回字型井字型(田字型、棋盘型)丰字型(鱼骨型)22华中科大管理学院陈荣秋马士华风向及环境NSE W冬季主流风向夏季主流 风向地区变电站配电间23华中科大管理学院陈荣秋马士华6.2.2 从至表法（从至表试验法）思想用从-至表列出不同部门、机器或设施之间的相对位置，以对角线元素为基准计算各工作地之间的相对距离，从而找出整个单位或生产单元物料总运量最小的布置方案。应用于多品种、小批量生产车间内设备（工作地）布置。24华中科大管理学院陈荣秋马士华步骤：第一步：根据已作的设备初步布置，绘制零件加工的工艺路线图；第二步：根据零件工艺路线图绘制初始零件从至表，计算初始零件从至表上零件移动总距离；第三步：改进初始零件从至表，将大数目尽量调近对角线（将相互间搬运量多的设备调剂到相邻位置）；第四步：计算调整后的零件从至表上零件移动总距离，并选择移动总距离最小的方案。25华中科大管理学院陈荣秋马士华8.内圆磨床从至1.毛坯库2.铣床3.车床4.钻床5.镗床6.磨床7.压床9.锯床10.检验台1.毛坯库2.铣床3.车床4.钻床5.镗床6.磨床7.压床8.内圆磨9.锯床10检验台28142121116132142613111111 8 7 6 4 3 2 1 1 2 3 6 7前进方向 178后退方向25前后合计 20326华中科大管理学院陈荣秋马士华 1.毛坯库2.车床3.钻床4.铣床5.压床6.检验台7.锯床8.镗床9.内圆磨床10.磨床1.毛坯库2.车床3.钻床4.铣床5.压床6检验台7.锯床8.镗床9.内圆磨10磨床82421633124111161111112112前进方向 123 后退方向38 前后合计 161从至27华中科大管理学院陈荣秋马士华6.3 装配线平衡6.3.1流水生产线概念流水生产线：劳动对象按一定的工艺过程，顺序地通过各个工作地，并按统一的节拍完成工序的生产组织形式。现代流水线的创造者：亨利 福特 1913年首创生产标准化和移动装配法。流水线共同的基本特征：1、工作地专业化程度高；2、生产具有明显的节奏性；3、工艺过程封闭：工作地链式排列；4、生产连续程度高：各工作地能力协调。28华中科大管理学院陈荣秋马士华流水线分类1、按生产对象是否移动分：（1）移动流水线：对象动，人不动；（2）固定流水线：对象不动，人动。2、按生产对象数目分：（1）单对象（品种）流水线；（2）多对象（品种）流水线。3、按生产过程连续程度分：（1）连续流水线：投入产出无明显间断；（2）间断流水线：对象在工序间不能连续移动。29华中科大管理学院陈荣秋马士华4、按流水线节奏性分：（1）强制节拍流水线；（2）自由节拍流水线；（3）粗略节拍流水线。5、按流水线机械化程度分：（1）手工流水线；（2）机械化流水线；（3）自动线。例：汽车总装线移动的、单对象的、连续的、强制节拍的、机械化流水线。30华中科大管理学院陈荣秋马士华组织流水线的必要条件1、产品结构和工艺相对稳定；2、产品产量足够大；3、原材料、零部件标准化；4、工艺过程能划分为简单工序，且各工序作业时间大致相等或成整数倍比例关系（工序同期化）。31华中科大管理学院陈荣秋马士华6.3.2 装配线平衡的定义与原因装配线平衡定义 又称工序同期化，对于装配流水线，在给定流水线的节拍后，通过采取一系列组织技术措施来调整各工序的时间，使之与节拍相等或为节拍的整数倍，求出装配线所需工序的工作地数量和用工人数最少的方案。装配线平衡的原因n时间资源浪费n忙闲不均，引起矛盾n人力资源浪费32华中科大管理学院陈荣秋马士华装配线（手工流水线）工序同期化的主要措施：（1）适当分解、合并或重新组合工序；（2）合理调配力量；（3）采用高效率工具；（4）改进工艺方法。机械加工流水线工序同期化的主要措施：（1）采用高效新设备，或改造、改装旧设备，提高设备生产效率；（2）采用高效专用工装；（3）改进工作地布置；（4）改变加工方法；（5）提高工人技术熟练程度。33华中科大管理学院陈荣秋马士华装配线（流水线）节拍rn是指流水线上顺序出产两件相同制品的时间间隔 r 流水线节拍；F0计划期制度工作时间；时间利用系数；N 计划期产品产量。34华中科大管理学院陈荣秋马士华例：生产大纲中规定A部件的目标年产量为20000件，允许的工艺废品率为2%，生产A部件的流水线准备安排两班制，每周5个工作日，时间利用系数取95%，求生产A部件流水线的平均节拍。解：35华中科大管理学院陈荣秋马士华6.3.3 装配线平衡的方法与步骤以适当的方式将装配线上若干个相邻工序合并成一个大工序（又称工作地），并使这些大工序的作业时间接近或等于装配线的节拍（或节拍的整数倍）。步骤确定装配流水线节拍 计算装配线上需要的最少工作地数 36华中科大管理学院陈荣秋马士华组织工作地，按以下条件向工作地分配作业元素：u保证各工序之间的先后顺序；u每个工作地分配到的作业元素作业时间之和不能大于节拍；u各工作地的作业时间应尽量接近或等于节拍（或节拍的整数倍）；u工作地数目尽量少。37华中科大管理学院陈荣秋马士华计算工作地时间损失系数,平滑系数 L时间损失系数SI 平滑系数Tei每个工作地分配到的作业时间之和Temax工作地作业时间的最大值S 工作地数38华中科大管理学院陈荣秋马士华6.3.4 装配线平衡举例例：启明公司开发出一种款式新颖的三轮童车，试销结果表明深受顾客欢迎。公司决定建立一条装配流水线，大批量生产这种三轮童车。现需要对这条装配线进行组织设计，装配线平衡过程如下。39华中科大管理学院陈荣秋马士华A1A2S1A3A4A5S213245678910前轮装在车架上车架右轮左轮前轮挡泥板前叉套管和定位螺丝车把橡胶手柄车座将后轮装在车架上将车把装在套管中将车座装在车架上完工检验图1：童车装配工艺示意图40华中科大管理学院陈荣秋马士华1234567891011121314151617182119200101810151710181015170181115181212918图2：三轮童车装配作业先后顺序41华中科大管理学院陈荣秋马士华装配作业的分解和节拍的确定 由生产计划和工作班次，三轮童车装配线的节拍为：r=20 秒/件计算最小工作地数 Smin=253/20=12.65=13组织工作地 根据装配作业顺序图，用试算法进行工作地重新划分，共划分出15个工作地。42华中科大管理学院陈荣秋马士华计算装配线的时间损失系数和平滑系数 43华中科大管理学院陈荣秋马士华三轮童车装配线工作地重新布置方案 1124671345899 10121314151510110101810151710181015170181115181212918044华中科大管理学院陈荣秋马士华第6章 思考题：1、分析比较工艺专业化和对象专业化两种生产单位组成原则的利弊，说明两种专业化形式在企业实际工作中的适用条件。2、简述用生产活动相关图法进行厂区布置的基本步骤和作法。3、简述用从至表试验法进行设备布置的基本步骤和作法。4、为什么要进行装配线平衡？简述装配线平衡的基本方法。45华中科大管理学院陈荣秋马士华
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