设施规划的重要性系统化厂房布置SLP课件.ppt

1、-1-设施规划与物流分析设施规划与物流分析管工系管工系 曾敏刚曾敏刚l第一章第一章 设施规划与物流分析的绪论设施规划与物流分析的绪论 l第二章第二章 物流网络规划与场址选择物流网络规划与场址选择l第三章第三章 设施布置设计设施布置设计l第四章第四章 系统化布置与物流分析方法系统化布置与物流分析方法l第五章第五章 仓储系统设计仓储系统设计l第六章第六章 物料搬运系统设计物料搬运系统设计l第七章第七章 物料搬运设备的选择物料搬运设备的选择l第八章第八章 物流分析案例物流分析案例设施规划与物流分析设施规划与物流分析目录目录系统化厂房布置-3-Question 设施规划的概念？设施规划的概念？设施规划

2、的发展历史？设施规划的发展历史？设施规划的总趋势？设施规划的总趋势？设施规划设施规划的的目标？目标？设施规划设施规划的重要性的重要性？系统化厂房布置系统化厂房布置SLP？练习：下列三图应分别采用何种布置型式练习：下列三图应分别采用何种布置型式见见P131QQPPPQ系统化厂房布置-5-设施规划的概念 什么是设施：什么是设施：是指使工作便利的工具、环境或设备。是指使工作便利的工具、环境或设备。什么是设施规划：什么是设施规划：是综合考虑相关因素，对生产系统或服务系统是综合考虑相关因素，对生产系统或服务系统进行分析、构思、规划、论证、设计，作出全进行分析、构思、规划、论证、设计，作出全面安排，使资源

3、得到合理配置，使系统能够有面安排，使资源得到合理配置，使系统能够有效运行，以达到预期目标。效运行，以达到预期目标。系统化厂房布置-6-设施规划的发展历史 2020世纪初世纪初（主要凭经验和感觉）（主要凭经验和感觉）分工理论引发分工理论引发“工厂工厂设计设计”(”(三项内容？三项内容？）操作法研究、工厂布置和物料搬运操作法研究、工厂布置和物料搬运 2020世纪世纪3030年代年代“设施规划设施规划”取代取代“工厂设计工厂设计”广广泛采用运筹学、统计学和概率论泛采用运筹学、统计学和概率论 2020世纪世纪6060年代年代19611961年年 Muther Muther 提出系统布置设计提出系统布置

4、设计SLPSLP（8080年代引进国内）年代引进国内）系统化厂房布置-7-设施规划的发展历史 2020世纪世纪7070年代年代计算机辅助工厂布置计算机辅助工厂布置CALCAL、成组成组技术技术CRAFTCRAFT（位置配置法）、位置配置法）、CORELAPCORELAP（相互关相互关系法）、系法）、PLANETPLANET（分析评价法）分析评价法）2020世纪世纪8080年代年代计算机仿真计算机仿真研究柔性问题、研究柔性问题、专家系统、多目标优化专家系统、多目标优化 2020世纪世纪9090年代年代结合先进制造技术结合先进制造技术CIMSCIMS、JITJIT 现在现在设施布置与物流系统的自动

5、化、柔性化、设施布置与物流系统的自动化、柔性化、信息化、网络化、绿色化、智能化信息化、网络化、绿色化、智能化系统化厂房布置-8-设施规划的总趋势设施规划的总趋势 一方面继续发展一方面继续发展MutherMuther的系统布置设计的系统布置设计SLPSLP；另一方面，构建更完整的布置模型，结合人工另一方面，构建更完整的布置模型，结合人工智能技术，提出更好的智能技术，提出更好的算法算法，开发通用的计算，开发通用的计算机辅助工厂布置软件。机辅助工厂布置软件。系统化厂房布置-9-设施规划设施规划的的目标目标 改善物料搬運、控制、內部管理改善物料搬運、控制、內部管理 有效有效运用运用人力、人力、设备设备

6、、空間、能源、空間、能源 最少的最少的设备设备投資投資 易於易於实施维护作业实施维护作业 提供員工安全的工作提供員工安全的工作环境与环境与工作滿足工作滿足系统化厂房布置-10-设施规划设施规划的重要性的重要性 改善空間大改善空間大:物料搬運成本可降低物料搬運成本可降低10%30%，15年來生產力可提升三倍年來生產力可提升三倍 員工安全員工安全与卫生与卫生的的考虑考虑 节约节约能源的能源的设计设计 防火、安全、殘障福利法防火、安全、殘障福利法FD设施布置方法一览表设施布置方法一览表布置方法和技术布置方法和技术年代年代主要特点和使用条件主要特点和使用条件流程图、样片排列等经验判断方法流程图、样片排

7、列等经验判断方法50年代年代直观、简便、易行直观、简便、易行关于设施间物料流动顺序和数量的各关于设施间物料流动顺序和数量的各种数学分析方法。如属于最优化及其种数学分析方法。如属于最优化及其搜索算法的二次分派算法（搜索算法的二次分派算法（QAP，1957）及相应的计算机软件及相应的计算机软件CRAFT（1964）和和CORELAP（1967）50年代中年代中期到期到60年年代初、中代初、中期期适用于设施数目不太多的情况适用于设施数目不太多的情况系统布置规划方法（系统布置规划方法（SLP）60年代年代至今至今该方法属于系统仿真技术，要求把影响布置的该方法属于系统仿真技术，要求把影响布置的因素尽可能

8、量化，在离散状态下组合寻优。适因素尽可能量化，在离散状态下组合寻优。适用于设施数目不超过用于设施数目不超过15个的情况。其突出特点个的情况。其突出特点是具有方法论意义是具有方法论意义人机交互式决策支持方法人机交互式决策支持方法80年代年代至今至今按决策者意图靠计算机系统支持决策，按决策者意图靠计算机系统支持决策，能进行预测判断；借助于模糊集理论，能进行预测判断；借助于模糊集理论，采用图论方法等采用图论方法等设计数据集成和设计模型集成的理想设计数据集成和设计模型集成的理想实验环境方法（综合决策环境方法）实验环境方法（综合决策环境方法）90年代年代至今至今 (1911年年MCG-INES)是对纯粹

9、计算机程序支持的改进方法是对纯粹计算机程序支持的改进方法系统化厂房布置系统化厂房布置SLP 工厂布置的方法和技术，一直是工业工程工厂布置的方法和技术，一直是工业工程领域不断探索的问题自工业革命以来研究出领域不断探索的问题自工业革命以来研究出了许多手工设计、数字分析和图解技术，了许多手工设计、数字分析和图解技术，60年年代以来，又发展了计算机辅助工厂布置，在众代以来，又发展了计算机辅助工厂布置，在众多的布置方法中，以多的布置方法中，以R缪瑟提出的系统布置设缪瑟提出的系统布置设计计SLP(Systematic Layout Planning）最为著最为著名，应用十分普遍；这种方法不仅适用于工厂名，

10、应用十分普遍；这种方法不仅适用于工厂和生产系统设计，还可以用于医院、学校，百和生产系统设计，还可以用于医院、学校，百货商店、办公楼等设施设计。货商店、办公楼等设施设计。一、阶段结构一、阶段结构 系统布置设计采用四个阶段进行，称为系统布置设计采用四个阶段进行，称为“布置设计布置设计四阶段四阶段”。确定位置确定位置:工厂的总体位置工厂的总体位置总体区分：初步规划基本物流模式和总体布局总体区分：初步规划基本物流模式和总体布局详细布置：确定各作业单位的具体位置详细布置：确定各作业单位的具体位置实施：编制施工计划，进行施工安装实施：编制施工计划，进行施工安装阶阶段段时间时间二、程序模式二、程序模式输入数

11、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3、物流、物流作业单作业单 位相互关系图位相互关系图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7、修正条件、修正条件8、实际制约、实际制约分析分析寻优寻优选择选择10、评价、评价二、程序模式二、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3、物流、物流作业单作业单 位相互关系图位相互关系图4、必要面积、必要面积5、可用面积、可用面积6、面

12、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、实际制约系统布置设计程序模式系统布置设计程序模式三、设施布置设计的要素分析三、设施布置设计的要素分析输入数据（输入数据（P、Q、R、S、T）？）？影响布置设计的因素众多，基本要素可以影响布置设计的因素众多，基本要素可以归纳为归纳为5 5项：项：P P产品产品(或材料或服务或材料或服务)、Q Q数量、数量、R R生产路线生产路线(工艺过程工艺过程)、S S助服务部门、助服务部门、T T时时间间(或时间安排或时间安排)。五个要素分别回答以下问题：五个要素分别回答以下问题：P PPr

13、oduct Product 生产什么？生产什么？Q QQuantity Quantity 生产多少？生产多少？R RRouting Routing 怎么生产？怎么生产？S SSupporting serviceSupporting service用什么支持生产？用什么支持生产？T TTime Time 何时生产？何时生产？五要素对设施布置的影响五要素对设施布置的影响1 1、P P产品或材料或服务（产品或材料或服务（ProductionProduction）指规划设计的对象所生产的产品、原材料、加指规划设计的对象所生产的产品、原材料、加工的零部件或提供服务的项目。包括原材料、工的零部件或提供服务

14、的项目。包括原材料、进厂物料、工序间储备、产品、辅助材料、废进厂物料、工序间储备、产品、辅助材料、废品、废料、切屑、包装材料等。产品这一要素品、废料、切屑、包装材料等。产品这一要素影响着设施的组成及其相互关系、设备的类型、影响着设施的组成及其相互关系、设备的类型、物料搬运的方式等。物料搬运的方式等。2 2、Q Q数量或产量数量或产量(Quantity)Quantity)指所生产、供应或使用的材料或产品的指所生产、供应或使用的材料或产品的数量或服务的工作量。这一要素影响着数量或服务的工作量。这一要素影响着设施规模、设备数量、运输量、建筑物设施规模、设备数量、运输量、建筑物面积等。面积等。3 3、

15、R R生产路线或工艺过程生产路线或工艺过程(Routing)Routing)指根据所生产的产品品种、数量等设计出的工艺流程、指根据所生产的产品品种、数量等设计出的工艺流程、物流路线、工序顺序等，可以用设备表、工艺路线卡、物流路线、工序顺序等，可以用设备表、工艺路线卡、工艺过程图等表示。它影响着各作业单位之间的关系、工艺过程图等表示。它影响着各作业单位之间的关系、物料搬运路线、仓库及堆放地的位置等。物料搬运路线、仓库及堆放地的位置等。4 4、S S辅助服务部门辅助服务部门(Supporting Service)Supporting Service)指保证生产正常运行的辅助服务性活动、设施以及服务

16、的指保证生产正常运行的辅助服务性活动、设施以及服务的人员。包括道路、生活设施、消防设施、照明、采暖通人员。包括道路、生活设施、消防设施、照明、采暖通风、办公室、生产管理，质量控制及废物处理等；它是风、办公室、生产管理，质量控制及废物处理等；它是生产的支持系统，从某种意义上来说对生产系统的正常生产的支持系统，从某种意义上来说对生产系统的正常运行起着举足轻重的作用。运行起着举足轻重的作用。5 5、T T时间或时间安排时间或时间安排(Time)Time)指在什么时候、用多长的时间生产出产品，包括作业、指在什么时候、用多长的时间生产出产品，包括作业、工序、流动、周转等标准时间。这些因素决定着设备的工序

17、、流动、周转等标准时间。这些因素决定着设备的数量、需要的面积和入员、工序的平衡安排等。数量、需要的面积和入员、工序的平衡安排等。3、产品产品产量（产量（PQ）分析分析 产品产量分析是为了确定设施基本布置形式而采用的综合产品产量分析是为了确定设施基本布置形式而采用的综合分析方法，同时也是物料重要等级分类的方法。分析方法，同时也是物料重要等级分类的方法。下图是一种典型的下图是一种典型的“82原则原则”下的下的PQ分析结果。分析结果。QAGBCDEFPPQ分析图分析图由该图可知：由该图可知：AD四种产品占总产量的四种产品占总产量的80%，可考虑用产品，可考虑用产品原则布置，其余品种原则布置，其余品种

18、可考虑按工艺原则布可考虑按工艺原则布置置系统布置规划系统布置规划SLP分析阶段分析阶段1.产品品种产量分析（产品品种产量分析（PQ分析）分析）I I区区 为单一或少品种大批量产品，宜为单一或少品种大批量产品，宜采用流水生产线的大生产方式和按产采用流水生产线的大生产方式和按产品原则布置品原则布置 IVIV区区 表示多品种小批量或单件生产，表示多品种小批量或单件生产，宜采用工艺原则布置宜采用工艺原则布置 IIII和和IIIIII区区 的产品品种和批量均中的产品品种和批量均中等，宜采用成组技术布置等，宜采用成组技术布置产品品种数目产品品种数目P产产量量QIIIIIIIVFD设施布置方法设施布置方法l

19、图表法平面布置技术图表法平面布置技术l计算机辅助平面布置计算机辅助平面布置图表法平面布置技术图表法平面布置技术l螺旋法螺旋法l路程图法路程图法l关系图法（关系图法（SLPSLP）举例：某车间的设施布置举例：某车间的设施布置 已知部门面积和已知部门面积和加工工艺从至表加工工艺从至表，如何布置，如何布置。如何布置？如何布置？部门部门部门功能部门功能面积面积m2A接收接收12000B铣切铣切8000C冲压冲压6000D螺丝车螺丝车12000E装配装配8000F电镀电镀12000G发运发运12000分别用以下方法：分别用以下方法：l螺旋法螺旋法l路程图法路程图法l关系图法（关系图法（SLPSLP）加工

20、工艺从至表加工工艺从至表从至从至ABCDEFGA451525105B302515C510D2035E6535F52565G计算机辅助平面布置计算机辅助平面布置lCRAFTCRAFT（改进型算法）改进型算法）lCORELAPCORELAP（构建型算法）构建型算法）举例：某机械厂的设施布置举例：某机械厂的设施布置 已知部门关系图（已知部门关系图（16：分别表示：分别表示5个部门），个部门），如何分配到分布为如左图如何分配到分布为如左图23的的6个位置中去。个位置中去。如何布置？如何布置？作业单位名称 1 2 3 4 5 O A X U X A A U I E 6 X A O A A 某机械厂的设施

21、布置某机械厂的设施布置 已知部门关系图（已知部门关系图（16：分别表示：分别表示5个部门），个部门），如何分配到分布为如左图如何分配到分布为如左图23的的6个位置中去。个位置中去。布置结果！布置结果！126354举例：某机械厂的设施布置举例：某机械厂的设施布置 设有设有3种零件种零件A、B、C，其工艺路径及日产量其工艺路径及日产量如表如表1所示（所示（15：分别表示：分别表示5个部门）个部门）序号 工艺路线 日产量/个 单件质量/吨 A 1-2-5 20 2 B 1-2-4-5 50 1 C 1-3-2-5 30 0.5 部门部门12345面积面积m22040406020 表表2：5个部门所需

22、厂房面积个部门所需厂房面积如何布置？如何布置？加工工艺从至表加工工艺从至表从至从至1234514050 150020050401530150040005050000物物流流强强度度等等级级划划分分表表 物流强度等级 符号 物流路线比例（%）承担物流量比例（%）超高物流强度 A（4）10 40 特高物流强度 E（3）20 30 较大物流强度 I（2）30 20 一般物流强度 O（1）40 10 可忽略搬运 U（0）系统化厂房布置-31-物流量等级划分（物流量等级划分（用符号用符号A、E、I、O、U表示）表示）A：80100 吨吨 1 2E：6080吨吨 无无I：4060吨吨 2 4、2 5O：040吨吨 3-2、45U：0吨吨 1-4、1-5、3-4、3-5 物流强度分析表（由从至表得出）物流强度分析表（由从至表得出）部门关系图部门关系图 作业单位名称 1 2 3 4 5 I U U I U O A U I O 关系表关系表从至从至12345A2EI4，52，52，4O331，2U线性关系图线性关系图51243空间关系图空间关系图51243部门部门12345面积面积m22040406020 由表由表2知知：5个部门所需厂房面积个部门所需厂房面积如何改进如何改进？最终布置图最终布置图331224454面积面积 20 m2