个人资料整理仅限学习使用第 2 章设施规划与布置设计学习目标知识点设施规划与设计的基本理论场址选择方法系统布置设计方法。难点系统布置设计方法的实际应用。要求熟练掌握的内容：场址选择方法中的成本因素和综合因素法系统布置设计的方法。了解理解的内容：设施规划与设计的基本理论。【开篇案例】某电瓶叉车总装厂总平面布置设计过程中，机械制造人员首先制定出加工制造工艺，叉车总的生产工艺过程可以分为零部件加工阶段总装阶段试车阶段成品储存阶段。同时确定由总厂负责完成重点零部件的加工及总装工作，主要包括变速器的加工与组装、抬升液压缸的加工、随车工具的制作、车体的加工及叉车总装工作。其他如转向器、驱动桥、液压回路及平衡重由协作厂负责制造，并需存放在总厂的标准件及半成品库中。为此，总厂设置了包括原材料库、机加工车间、总装车间等14 个作业单位 部门）。依照工艺过程，各个部门分别负责不同阶段的工作，由于在本章节主要讲述设施布置设计，故对本案例主要完成电瓶叉车总装厂的总体布置设计，在已经确定的空间场所内如何安排14 个作业单位是本案例要完成的。在后续的章节中随着知识点的叙述将对本案例的相应部分进行分析解决。思考 ：应用什么方法，在已确定的空间场所内安排14 个作业单元，使布置更优？2.1 设施规划与设计的基本理论设施规划与设计从“工厂设计”发展而来，重点探讨各类工业设施、服务设施的规划与设计概念、理论及方法，是工业工程学科的一个重要研究领域。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了许多手工设计、数学分析和图解技术。20 世纪 60 年代以来，又发展了计算机辅助工厂布置。在众多的布置方法中，物流处于重要地位，把寻求最佳物流作为解决布置问题的主要目标。由于各种工厂之间存在很大的差别，工厂设计一直没有形成系统的理论及知识体系，从事工厂设计的技术人员往往从经验出发，用简单的生产流程的观点实现工厂布置，使得设计结果难以满足生产要求，更难取得最佳的设计方案。随着研究的深入及系统工程、运筹学、计算机技术的发展应用，工厂布置的程序和方法，以1961 年 Richard缪瑟 最为著名，这是一种条理性很强，将物流分析与作业单位相互关系密切程度分析相结合、求得合理布置的技术。使工厂布置设计由定性阶段发展到定量阶段，自SLP 法诞生以来，设施规划设计人员不但把它应用于各种机械制造厂的设计中，而且不断发展应用到一些服务领域，如办公室的布置规划，连锁餐厅的布置规划，银行、超级市场等服务领域。2.1.1 设施规划与设计定义一个生产系统或者服务系统的建成，都要形成有形的固定资产，这种有形的固定资产称为设施。对于一精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 25 页个人资料整理仅限学习使用个工业设施或工厂，设施包括占用的土地、建筑物和构筑物、加工用的机器设备、固定的或移动的辅助设备，此外，还包括维修设施、动力设施、公用设施、办公服务设施等。对于一个服务设施，设施包括土地、建筑物、设备、公用设施、办公设施等。设施是一个投入产出生产服务系统的载体。为了达到生产服务系统的设计目标，实现尽可能大的经济效益与社会效益，载体必须具有合理的结构与运营机制。设施规划与设计学科直接的功能就是对一个生产系统或服务系统进行全面的、系统的规划和安排。设施规划与设计的对象是整个系统，不是其中的个别环节如某项工艺技术）。由于一个设施的有效运行不仅取决于有形的固定资产，同时还与技术、物料、市场、环境、人员、资金、法律、政策等因素密切相关；不仅要满足企业的要求，也要适应市场、社会和国民经济发展的需要。因此，设施规划与设计不仅涉及到有关领域的专业技术如土建），还涉及经济管理学科、社会政策法规等，是一门多学科相互交叉的边缘学科。从工程工程建设程序上讲，设施规划与设计贯穿从投资意向到工程竣工的全过程，这就形成了广义设施规划与设计。从相对窄的范围讲，设施规划与设计是为新建、改建或扩建的生产系统或服务系统，综合考虑相关因素，进行分析、构思、规划、论证、设计，全面合理配置资源，使系统能够有效运行，达到预期目标的一门学科。狭义设施规划与设计学科重点内容就是为生产或服务系统合理配置资源。随着工业工程的应用领域的进一步扩大，工厂设计的原则和方法逐步扩大到了非工业设施，如机场、医院、超级市场等各类社会服务设施。因此，“工厂设计”一词逐渐被“设施规划”或“设施规划与设计”所代替。设施规划与设计以企业生产系统的空间静态结构布局）为研究对象，从企业动态结构物流状况分析出发，探讨企业平面布置设计目标、设计原则，着重研究设计方法与设计程序步骤），使企业人力、财力、物力和物流、人流、信息流得到最合理、最经济、最有效的配置和安排，从根本上提高企业的生产效率，达到以最少的投入获得最大效益的目的。2.1.2 设施规划与设计的研究范围从工业工程角度考察，设施规划由场址选择和设施设计两部分组成。设施设计又分为布置设计、物料搬运系统设计、建筑设计、公用工程设计及信息通信设计五个相互关联的部分，如图2-1 所示。图 2-1 设施规划与设计组成l）场 厂）址选择。任何一个生产或服务系统不能脱离环境而单独存在。外界环境对生产或服务系统输入原材料、劳动力、能源、科技和社会因素；同时，生产或服务系统又对外界环境输出其产品、服务、废弃物等。因此生产系统或服务系统不断受外界环境影响而改变其活动；同时，生产或服务系统的活动结果又不断改变其周围环境。场址选择就是对可供选择的地区和具体位置的有关影响因素进行分析和评价，达到场址最优化。场址选择是一个通用的概念，适用于各种类型设施的规划与设计，对于工矿企业又常用厂址选择代替，有时对“场址”与“厂址”的细微差异不加区分。2）布置设计。布置设计就是对系统物流、人流、信息流进行分析，对建筑物、机器、设备、运输通道和场地作出有机的组合与合理配置，达到系统内部布置最优化。3）物料搬运系统设计。根据资料统计，产品制造费用的20一50是用于物料搬运的。因此，现代管理理论都非常注重物料搬运系统。物料搬运系统设计就是确定物料搬运方法，即确定搬运路线、搬运设备和搬运单元。在物料搬运系统设计中，物料搬运系统分析SHASystematic Handling Analysis ）是一种重要的设计分析方法，其分析方法、分析程序与系统布置设计SLP）非常相似。4）建筑设计。设施规划与设计中，需根据建筑物和构筑物的功能和空间的需要，满足安全、经济、适用、美观的要求，进行建筑和结构设计。建筑设计需要土木建筑各项专业知识。5）公用工程设计。生产或服务系统中的附属系统包括热力、煤气、电力、照明、给排水、采暖通风及精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 25 页个人资料整理仅限学习使用空调等系统，通过对这类公用设施进行系统、协调的设计，可为整个系统的高效运营提供可靠的保障。6）信息系统设计。对于工矿企业来说，各生产环节生产状况的信息反馈直接影响生产调度、管理，反映出企业管理的现代化水平。随着计算机技术的应用，信息网络系统的复杂程度也大幅提高，信息网络系统设计也就成为了设施设计中的一个组成部分。2.1.3 设施规划与设计的目标一个设施是一个有机的整体，由相互关联的子系统组成，因此必须以设施系统自身的目标作为整个规划设计活动的中心。设施规划总的目标是使人力、财力、物力和人流、物流、信息流得到最合理、最经济、最有效的配置和安排，即要确保规划的企业能以最小的投入获取最大的效益。不论是新设施的规划还是旧设施的再规划，典型的目标是：1）简化加工过程；2）有效地利用设备、空间、能源和人力资源；3）最大限度地减少物料搬运；4）缩短生产周期；5）力求投资最低；6）为职工提供方便、舒适、安全和职业卫生的条件。上述目标之间往往存在相互冲突，必须要用恰当的指标对每一个方案进行综合评价，达到总体目标的最优化。2.1.4 设施规划与设计的原则为了达到上述目标，现代设施规划与设计应遵循如下原则：1）减少或消除不必要的作业，这是提高企业生产率和降低消耗的最有效方法之一。只有在时间上缩短生产周期，空间上减少占地，物料上减少停留、搬运和库存，才能保证投入的资金最少，生产成本最低；2）以流动的观点作为设施规划的出发点，并贯穿在规划设计的始终。因为生产系统的有效运行依赖于人流、物流、信息流的合理化；3）运用系统的概念、系统分析的方法求得系统的整体优化；4）重视人的因素，运用人机工程理论，进行综合设计，并要考虑环境的条件。包括空间大小、通道配置、色彩、照明、温度、湿度、噪声等因素对人的工作效率和身心健康的影响；5）设施规划设计是从宏观到微观，又从微观到宏观的反复叠代，并行设计的过程。要先进行总体方案布置设计，再进行详细布置；而详细布置设计方案又要反馈到总体布置方案中，对总体方案进行修正。总之，设施规划与设计就是要综合考虑各种相关因素，对生产系统或服务系统进行分析、规划、设计，使系统资源得到合理的配置。2.1.5 设施规划与设计的阶段结构设施规划与设计工作贯穿工程工程发展周期中的前期可行性研究与设计阶段，因此，设施规划与设计必然也存在与时间有关的阶段结构。正如R.缪瑟 R.Muther ）所指出的设施规划与设计“有一个与时间有关的阶段结构”，并且各阶段是依次进行的；阶段与阶段之间应互相搭接；每个阶段应有详细进度；阶段中自然形成若干个审核点。图2-2 体现了这种阶段结构。这种结构形成了从整体到局部、从全局到细节、从设想到实际的设计次序。即前一阶段工作在较高层次上进行，而后一阶段工作以前阶段的工作成果为依据，在较低层次上进行；各阶段之间相互影响，交叉并行进行。因此，设施规划与设计必须按照“顺序交叉”方式进行工作。表2-1 列出了设施规划与设计阶段结构的成果和工作。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 25 页个人资料整理仅限学习使用图 2-2 设施规划与设计的阶段结构表 2-1 设施规划与设计阶段结构成果和工作阶段0 I II III IV V 名称预规划确定方案总体规划详细规划规划实施规划后成果确定目标分析并确定位置及其外部条件总体规划详细规划设施实施计划竣工试运转主要工作内容制定设施要求预测、估算生产能力及需求量确 定 设 施 要求、生产能力及需求量按 规 划 要求 总 体 规划 及 总 布置图按规划要求作详细规划及详细布置图制 定 进度 表 或网络图工 程 管 理 施 工 、 安装、试车及总结）财务工作财务平衡财务再论证财务总概算比较财务详细概算筹集投资投资2.2 生产和服务场址选择场址选择包括地区选择和地点选择，通常称为选点和定址。20 世纪末世界经济全球化的浪潮，以生产全球化、资本全球化和市场全球化为特征，跨国公司跨越国界的经济活动使设施的选址也超越了国界，可以在全球范围内选址。地区选择是对可能选择的国家或国内地区的选择，然后选择该地区内的合适具体地点。场址选择不是由设施规划人员单独完成的。它通过地区规划、地质勘探、气象、环保等部门及设施规划人员的共同合作，最后由决策部门作出决定。2.2.1 场址选择的意义生产或服务系统作为一个系统不能脱离环境而独立存在。外界环境对系统输入原材料、劳动力、能源、资金、科技和社会团素；同时，系统对外界环境输出其产品、服务、废弃物等。因此，生产系统不断受外界环境的影响而改变其活动；同时，生产系统的活动结果也不断改变其外界环境。场址选择为生产或服务系统确定了所接触的外界环境，影响着生产系统的各种输入和输出。合理的厂址选择有利于充分利用人力、物力和自然资源；有利于促进建厂地区的经济发展；有利于保护环境和生态平衡。因此，厂址选择的合理与否，直接影响工厂的基建投资、产品成本、发展前景、企业经济效益和国民经济效果。总之，厂址选择对社会生产力布局、城镇建设、企业投资、建设速度及建成后的生产经营都会产生深远的重大影响。设施场址选得好，不但可以缩短建设工期，降低造价，同时还会对当地的政治、经济、文化、环保等领域产生深远的影响。场址选择不好，就会给企业留下终生隐患。比如有的企业由于选址时对地质情况了解不够，而把工厂建在滑坡之上，以致建成后每年要花费大量资金进行滑坡处理；有的则导致原材料、燃料运输费用高昂；电力供应不足而不能连续生产等种种不良后果，最终导致企业经济效益低下，将会给企业带来致命的缺陷，给社会留下沉重的负担。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 25 页个人资料整理仅限学习使用2.2.2 影响场址选择的主要因素1. 地区选址考虑因素地区选择主要考虑宏观因素，由于制造业和服务业的设施考虑不一样，因此要充分考虑不同设施的不同性质和特点。一般而言，地区选择主要考虑以下因素：1）市场情况。不论是制造业还是服务业，设施的地理位置一定要与客户接近，越近越好。要考虑该地区的市场条件，对企业的产品和服务的需求情况、消费水平及与同类企业的竞争能力。要分析在相当长的时期内，企业是否有稳定的市场需求及未来市场的变化情况。2）社会环境。要考虑当地的法律规定、金融、税收政策等情况是否有利于投资。如当前国内很多地区大力开展招商引资活动，对金融税收等都有优惠的政策。在国外建厂时更应注意当地的政治环境是否稳定，是否邻近自由贸易区等。3）资源条件。要充分考虑该地区是否可使企业得到足够的资源。如原材料、水电、燃料、动力等。例如：发电厂、化工厂等需要大量的水；制药厂、电子厂需要高度纯净水；电解铝厂需要大量的电，最好接近电厂选址。除物料资源要求外，还应充分考虑人力，不同产品和生产方法对工人素质和技巧有不同的要求。劳动密集型企业对工人数量要求多而技术要求不高；但对技术密集型企业对工人技术等级有较高要求。4）基础设施。交通道路、邮电通信、动力、燃料管线等基础设施对建立工厂投资影响很大。还有土地征用、拆迁、平整等费用。对我国来说尽量选用不适合耕作的土地作为场址，而不去占用农业生产用地。5）配套供应。通常，制造业中的产品尤其是大型机电产品需要数量众多的零部件厂与之配套供应，因此，地区内是否有本企业所需要的各种配套件供应商，对及时供应各种零部件，支持精益生产，降低总成本都有重要意义。2地点选择要求在完成了地区选址后，就要在选定的地区内确定具体的建厂地点。地点选择应考虑的主要微观因素有：1）地形地貌条件。场址要有适宜建厂的地形和必要的场地面积，要充分合理地利用地形。地形力求平坦略有坡度，可以减少士石方工程，又便于地面排水。2）地质条件。选择场址时，应对场址及其周围区域的地质情况进行调查和勘探，分析获得资料，查明场址区域的不良地质条件，对拟选场址的区域稳定性和工程地质条件作出评价。使地质条件满足建筑设计要求，如避开强烈地震区、滑坡地区和泥石流地区。3）运输联接条件。场址应便于原材料、燃料、产品、废料的运输。铁路运输时考虑靠近铁路和车站，水路运输时考虑靠近码头等。4）风向。场址应位于住宅区下风向，以免厂内排出废气烟尘及噪声影响住宅区居民。同时场址又不宜建在现有或拟建工厂的下风向，以免受其吹来烟尘影响。窝风的盆地会使烟尘不易消散，从而影响本厂卫生。5）供排水条件。供水水源要满足工厂既定规模用水量的要求。并满足水温、水质要求。在选择场址时，要考虑工业废水和场地雨水的排除方案。6）特殊要求。具有特殊要求的设施，应根据其特性选择合适的地点。如机场应选择在平坦开阔，周围没有高层建筑和山丘的地方。船舶制造必须在沿海和沿江的地方。以上列出的是场址选择时需要考虑的一些重要因素，设施规划人员应根据设施的具体特点，具体问题具体分析，因地制宜，不能生搬硬套。3. 影响设施选址的经济因素和非经济因素影响设施选址的因索很多，有些因素可以进行定量分析，并用货币的形式加以反映，称为经济因素，亦称为成本因素。有些因素只能是定性的非经济因素，亦称为非成本因素，非成本因素与成本无直接关系，但能间接影响产品的成本和企业的未来发展。这些因素分类见表2-2，可作为场址选择的评价指标。表 2-2 设施选址的成本因素和非成本因素成本因素非成本因素1）原料供应及成本1）地区政府政策2）动力、能源的供应及成本2）政治环境3）水资源及其供应3）环境保护要求4）劳动力成本4）气候和地理环境5）产品运输成本5）文化习俗6）零配件运输成本6）城市规划和社区情况7）建筑和土地成本7）发展机会8）税率、利率和保险8）同一地区竞争对手9）资本市场和流动资金9）地区的教育服务10）各类服务及维修成本10）供应合作环境2.2.3 场址选择方法精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 25 页个人资料整理仅限学习使用在我国场址选择长期以来一直采用定性的经验分析方法，这些方法很大程度上依赖于设计者个人的经验与直觉，使得在决策时，有些重要因素被忽视，给企业带来难以弥补的损失。目前国内外形成了基于成本因素和综合因素评价的两类方法。1成本因素法 在 N 点 B、C 两方案生产成本相同，该点产量为QN，则 (2-2 结论：以生产成本最低为标准，当产量Q 低于 2.31万件时选A 场址为佳，产量Q 介与 2.31到 9.23 万件之间时选B 方案成本最低，当Q 大于 9.23139 万件时，选择C 场址。，n 个配送中心、仓库或原材料供应点 Wj，现欲确定工厂位置，使从工厂到各处的运输费用为最小。W4W3W2W1P0图2-3 重心法选址坐标图YX0P0到各处总费用为 2-3）2-4）式中为工厂P0到 Wj 的每单位物流量单位距离所需的运输费用分别对求偏导，令偏导数为零。 2-5）由此可求和的解为2-6）公式 2-6）中含有，而是的函数，此处要用迭代法求解，计算步骤如下： 给出初始位置，代入公式 2-3），计算； 初始位置代入公式 2-4），计算；代入公式 2-6），计算改进位置； 改进位置代入公式 2-3），计算；比 较和， 若， 重 复 步 骤 ， 反 复 迭 代 ， 直 到， 求 出 最 优 解。由上述求解过程可知，该问题适合用计算机编程求解。通过研究发现对于用式2-7）作为最佳场址坐标与用计算机迭代求解结果相差不大。 1800 B (70， 70 1400 C (15， 18 1500 D (68， 32 700 解：根据公式2-7）有说明：场址的选择涉及多方面的因素，不可能通过简单的数学计算确定场址。重心法优点是按运输费用精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 25 页个人资料整理仅限学习使用最小原则选址，对候选位置没有限制，具有较大的灵活性。缺点也是灵活性大，而实际计算出的场址不一定是合理的地点，如计算出的位置已有建筑物或有河流经过。此外，重心法采用直线距离，这在大多数情况下是不合理的。为此，实际距离不是直线距离的可在运输费率中加以修正。故重心法求出的解比较粗糙，实际意义在于为选址人员提供一定的参考。3）线性规划法运输问题对于多个工厂供应多个需求点的问题，通常线性规划方法求解更为方便，此问题转化为运筹学问题中的经典问题运输问题。其目的也是使生产运输费用最小。一般模型为2-8）式中 m工厂数量；n销售点数量；产品单位运输费用；从工厂i 运到销售点j 的数量；销售点j 需求量；工厂 i 供应量；对于运输问题可以用单纯形法进行求解，因为运输问题具有结构上的特殊性，应用表上作业法进行求解。步骤是先用最小费用法、西北角法或最大差额法确定初始方案；然后用闭回路法和对偶位势法进行最优性检验；若非最优，最后用闭回路法进行调整直到最优为止。具体方法见运筹学相关书籍。4）启发式方法服务系统经常面临在一个地区建多少服务点的问题，该问题比较复杂，可以通过启发式方法求解，通过例题加以说明。例 2-3 某公司拟在某市建立两家连锁超市，该市共有四个区，记为甲、乙、丙、丁。假定各区人口均匀分布，各区可能光临各个超市的人数相对权重及距离见表2-5 所示，问题是两家超市设立在哪两个区使得各区居民到超市购物最方便即总距离成本最低。表 2-5 四个区人口、距离和相对权重甲乙丙丁人口 /千人人口相对权重甲0 11 8 12 10 1.1 乙11 0 10 7 8 1.4 丙8 10 0 9 20 0.7 丁12 7 9 0 12 1.0 解：按以下步骤进行 由表 2-5 构造权重人口距离表2-6，例如从甲区到乙区为11 10 1.1=121； 表 2-6 中按列相加，挑选出最低成本所在列为超市第一候选地址，本列中为丙，见表2-7；表 2-6 权重人口距离表甲乙丙丁甲0 121 88 132 乙123.2 0 112 78.4 丙112 140 0 126 至从至从精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 25 页个人资料整理仅限学习使用丁114 84 108 0 表 2-7 按列相加选择甲乙丙丁甲0 121 88 132 乙123.2 0 112 78.4 丙112 140 0 126 丁114 84 108 0 349.2 345 308 336.4 表 2-8 按列相加选择甲乙丁甲0 88 88 乙112 0 78.4 丙0 0 0 丁108 84 0 220 172 166.4 表 2-9 按列相加选择甲乙甲0 88 乙78.4 0 丙0 0 丁0 0 78.4 88 对每一行比较除零以外至已确定地址的成本，若成本高于已确定地址成本则修改为已确定地址成本，若成本低于已确定地址成本则保留，删除已确定地址，见表2-8，表 2-9；重复步，可选出最后一个超市地址。选择超市的顺序为丙、丁、甲、乙。2. 综合因素法设施选址受到诸多因素的影响，比如经济因素和非经济因素。经济因素可以用货币的量来表示，而非经济因素要通过一定的方法进行量化，称为综合因素评价法。常用有加权因素法和因次分析法。1）加权因素法对非经济因素进行量化一般采用加权因素法，按下列步骤进行： 列出场址选择考虑的各种因素； 确定因素权重； 对各因素就每个备选场址进行评级，共分为五级；用五个元音字母A、E、I、O、U 表示。各个级别分别对应不同的分数。A=4、 E=3、I=2、O=1、 U=0； 计算各因素权重与备选场址对各因素评级分数乘积之和，分数最高者为最佳场址方案。例 2-4 某一设施选址有K、L、M 三个备选方案，选定的影响因素有五个，权重及评定等级见表2-10，确定场址方案。表 2-10 加权因素法选择场址举例。至从至从至从精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 25 页个人资料整理仅限学习使用序号因素权重K L M 位置8 A/32 A/32 I/16 面积6 A/24 A/24 U/0 地形3 E/9 A/12 I/6 地质条件10 A/40 E/30 I/20 运输条件5 E/15 I/10 I/10 合计120 108 52 从表中可以看出来应该选择得分最高的K 作为场址，应用此方法的关键是因素的确定和权重的确定。2）因次分析法因次分析法是将经济因素成本因素）和非经济因素非成本因素）按照相对重要度统一起来。设经济因素和非经济因素相对重要程度之比为m:n，且有 m+n=1。 确定经济因素重要性因子，其大小受各项成本影响，其计算式表示为2-9）式中第 i 选址方案总成本；备选场址方案数目；此处取成本的倒数进行比较，是为了和非经济因素相统一。因为非经济因素越重要其指标越大。而经济因素成本越高，经济性越差。所以取倒数进行比较，计算结果大者经济性好。 确定非经济因素重要性因子第一，确定各个非经济因素相对权重；第二，确定单一非经济因素对于不同候选场址的重要性。即就单一因素将被选场址两两比较，令较好的比重值为1，较差的比重值为0。将各方案的比重除以所有方案所得比重之和，得到单一因素相对于不同场址的重要性因子，用公式表示为 式中非经济因素相对权重 将经济因素的重要性因子和非经济因素的重要性因子按重要程度叠加，得到该场址的重要性指标，计算公式为 为例，它的好坏直接影响整个系统的物流、信息流、生产能力、生产率、生产成本以及生产安全。优劣不同的工厂布置，在施工费用上可能相差无几，但对生产运营的影响会有很大不同。正由于优良的平面布置可以使物料搬运费用减少 10 30，因此在美国，工厂平面布置被认为是提高生产率的决定因素之一。建设一个全新的工厂或其他设施，设计人员可以按照自己的构思，运用有效方法，为工厂每个组成单元和设备找到合适的位置。但更多的设计工作是对原有设施的再布置，其原因是为了改变产品设计，改进工艺方法，扩大生产能力，增加新产品，降低成本，改进管理。由于受原有场地面积和形状的限制，或者受建筑物墙、柱、门、窗、基础、管线的限制，其难度要大于新设施的布置。设施布置设计是通过对系统物流、人流、信息流进行分析，对建筑物、机器、设备、运输通道和场地做出有机的组合与合理配置，达到系统内部布置最优化。2.3.1 设施布置设计概述1. 设施布置设计的含义和内容设施布置与设计是指根据企业的经营目标和生产纲领，在已确定的空间场所内，从原材料的接收、零件和产品的制造、成品的包装、发运等全过程，力争将人员、设备和物料所需要的空间做最适当的分配和最有效的组合，以获得最大的经济效益。设施布置包括工厂总体布置和车间布置。工厂总体布置设计应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、露天作业场地等各种作业单位和运输线路、管线、绿化及美化设施的相互位置，同时应解决物料的流向和流程、厂内外运输的连接及运输方式。车间布置设计应解决各生产工段、辅助服务部门、储存设施等作业单位及工作地、设备、通道、管线之间的相互位置，同时应解决物料搬运的流程及运输方式。2设施布置设计的原则在根据当地规划要求和工厂生产需要确定适当的厂址位置的前提下，应按下列原则进行工厂布置。1）符合工艺过程的要求尽量使生产对象流动顺畅，避免工序间的往返交错，使设备投资最小周期最短。，使建筑物内部设备的占有空间和单位制品的占有空间最小。3）物料搬运费用最少要便于物料的输入和产品、废料等物料运输路线短捷，尽量避免运输的往返和交叉。4）保持生产和安排的柔性使之适应产品需求的变化、工艺和设备的更新及扩大生产能力的需要。5）适应组织结构的合理化和管理的方便使有密切关系或性质相近的作业单位布置在一个区域并就近布置，甚至合并在同一个建筑物内。1）工艺原则布置Process Layout）又称机群布置或功能布置，见图2-4。是一种将相似设备或功能相近设备集中布置的布置形式，比如按车床组、磨床组等分区。被加工的零件，根据预先设定好的流程顺序，从一个地方转移到另一个地方，每项操作都由适宜的机器完成。这种布置形式通常适用于单件生产及多品种小批量生产模式。医院是采用工艺原则布置的典型例子。工艺原则布置的优缺点如表2-12 所示。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 25 页个人资料整理仅限学习使用图 2-4 工艺原则布置图表 2-12 工艺原则布置的优缺点优点缺点机器利用率高，可减少设备数量由于流程较长，搬运路线不确定，运费高设备和人员柔性程度高，更改产品和数量方便生产计划与控制较复杂，要求员工素质的提高操作人员作业多样化，有利于提高工作兴趣和职业满足感库存量相对较大2）产品原则布置Product Layout ）也称装配线布置、流水线布置或对象原则布置，见图2-5。是一种根据产品制造的步骤安排设备或工作过程的方式。产品流程是一条从原料投入到成品完工为止的连续线。固定制造某种部件或某种产品的封闭车间，其设备、人员按加工或装配的工艺过程顺序布置，形成一定的生产线。适用于少品种、大批量生产方式，这是大量生产中典型的设备布置方式。产品原则布置的优缺点如表2-13 所示。图 2-5 产品原则布置示意图表 2-13 产品原则布置的优缺点优点缺点由于布置符合工艺过程，物流畅通设备发生故障时引起整个生产线中断由于上下工序衔接，存放量少产品设计变化将引起布置的重大调整物料搬运工作量少生产线速度取决于最慢的机器可做到作业专业化，对工人技能要求不高，易于培训生产线有的机器负荷不满，造成相对投资较大生产计划简单，易于控制生产线重复作业，工人易产生厌倦可使用专用设备和机械化、自动化搬运方法维修和保养费用高3）固定工位布置Fixed Layout ）适用于大型设备如飞机、轮船）的制造过程，产品固定在一个固定位置上，所需设备、人员、物料均围绕产品布置，这种布置方式在一般场合很少应用，飞机制造厂、造船厂、建筑工地等是这种布置方式的实例。4）成组技术布置Group Layout ）在产品品种较多、每种产品的产量又是中等程度的情况下，将工件按其外形与加工工艺的相似性进行编码分组，同组零件用相似的工艺过程进行加工，同时将设备成组布置，即把使用频率高的机器群按工艺过程顺序布置，组成成组制造单元，整个生产系统由数个成组制造单元构成。这种成组原则布置方式适用于多品种、中小批量生产。成组技术布置见图2-6，其优缺点如表2-15 所示。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 25 页个人资料整理仅限学习使用图 2-6 成组技术布置示意图表 2-14 成组技术布置的优缺点优点缺点由于产品成组，设备利用率高需要较高的生产控制水平以平衡各单元之间的生产流程流程通畅，运输距离较短，搬运量少若单元间流程不平衡，需中间储存，增加了物料搬运有利于发挥班组合作精神，有利于扩大员工的作业技能班组成员需掌握所有作业技能4设施布置的基本流动模式对于生产、储运部门来说，物料一般沿通道流动，而设备一般也是沿通道两侧布置的，通道的形式决定了物料、人员的流动模式。选择车间内部流动模式的一个重要因素是车间入口和出口的位置。常常由于外部运输条件或原有布置的限制，需要按照给定的出、入口位置来规划流动模式。此外，流动模式还受生产工艺流程、生产线长度、场地、建筑物外形、物料搬运方式与设备、储存要求等方面的影响。基本流动模式有如图 2-7 所示的五种。（a) 直线形（e）S形(c)U形(b) L形图 2-7 基本流动模式(d)环形1）直线形直线形是最简单的一种流动模式，入口与出口位置相对，建筑物只有一跨，外形为长方形，设备沿通道两侧布置。2） L 形适用于现有设施或建筑物不允许直线流动的情况，设备布置与直线形相似，入口与出口分别处于建筑物两相邻侧面。3） U 形适用于入口与出口在建筑物同一侧面的情况，生产线长度基本上相当于建筑物长度的两倍，一般建筑物为两跨，外形近似于正方形。4）环形适用于要求物料返回到起点的情况。5） S形 在固定面积上，可以安排较长的生产线。实际流动模式常常是由五种基本流动模式组合而成的。新建工厂时可以根据生产流程要求及各作业单位之间物流关系选择流动模式，进而确定建筑物的外形及其尺寸。5设施布置设计方法设施布置是设施规划与设计的核心，必须首先进行。布局设计方法可分为：1）摆样法。它是最早的布局方法，利用二维平面比例模拟方法，按一定比例制成的样片在同一比例的平面图上表示设施系统的组成、设施、机器或活动，通过相关分析，调整样片位置可得较好的布置方案。这种方法适用于较简单的布局设计。2）数学模型法。运用运筹学、系统工程中的模型优化技术如线性规划、随机规划、多目标规划、运输问题、排队论等）研究最优布局方案，为工业工程师提供数学模型，以提高系统布置的精确性和效率。但精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 25 页个人资料整理仅限学习使用是用数学模型解决布局问题存在两大困难。首先，当问题的条件过于复杂时，简化的数学模型很难得出符合实际要求的准确结果；其次，布局设计最终希望得到布局图，但用数学模型得不到。利用数学模型和一些系统布局软件结合起来是解决布局问题的一种好方法。3）图解法。它产生于20 世纪 50 年代，有螺线规划法、简化布置规划法及运输行程图等。其优点在于将摆样法与数学模型结合起来，但在实践上，现在较少使用它们。4）系统布置设计SLP 1系统布置设计(SLP 要素及阶段在 SLP 方法中， Richard缪瑟将研究工厂布置问题的依据和切入点归纳为五个基本要素，抓住这些就是解决布置问题的“钥匙”。五个基本要素是：P 产品 (材料 ； Q 数量 (产量 ； R 生产路线 (工艺过程顺序；S辅助部门 (包括服务部门；T 时间 (时间安排 。1）基本要素 产品 P 是指待布置工厂将生产的商品、原材料或者加工的零件和成品等。这些资料由生产纲领(工厂的和车间的和产品设计提供，包括工程、种类、型号、零件号、材料、产品特征等。产品这一要素影响着设施的组成及其各作业单位间相互关系、生产设备的类型、物料搬运的方式等方面。 指所生产、供应或使用的商品量或服务的工作量。其资料由生产纲领和产品设计提供，用件数、重量、体积或销售的价值表示。数量这一要素影响着设施规模、设备数量、运输量、建筑物面积等因素。 这一要素是工艺过程设计的成果，可用工艺路线卡、工艺过程图、设备表等表示。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方面。 在实施系统布置工作以前，必须就生产系统的组成情况有一个总体的规划，可以大体上分为生产车间、职能管理部门、辅助生产部门、生活服务部门及仓储部门等。可以把除生产车间以外的所有作业单位统称为辅助服务部门S，包括工具、维修、动力、收货、发运、铁路专用路线、办公室、食堂、厕所等，由有关专业设计人员提供。这些部门是生产的支持系统，在某种意义上加强了生产能力。有时，辅助服务部门的总面积大于生产部门所占的面积，布置设计时必须给予足够重视。 指在什么时候、用多长时间生产出产品，包括各工序的操作时间、更换批量的次数。在工艺过程设计中，根据时间因素可以求出设备的数量、需要的面积和人员，平衡各工序的生产能力。P、Q 两个基本要素是一切其他特征或条件的基础。只有在对上述各要素进行充分调查研究并取得全面、准确的各项原始数据的基础上，通过绘制各种表格、数学和图形模型，有条理地细致分析和计算，才能最终求得工程布置的最佳方案。2）阶段结构整个系统布置设计采取四个阶段进行，称为“布置设计四阶段”，如图2-8 所示。系统布置设计是一种逻辑性强、条理清楚的布置设计方法，分为确定位置、总体区划、详细布置及施工安装四个阶段，在总体区划和详细布置两个阶段采用相同的设计程序。阶段 I确定位置不论是工厂的总体布置，还是车间的布置，都必须先确定所要布置的相应位置。阶段 II总体区划总体区划又叫区域划分，就是在已确定的厂址上规划出一个总体布局。在阶段II，应首先明确各生产车间、职能管理部门、辅助服务部门及仓储部门等作业单位的工作任务与功能，确定其总体占地面积及外形尺寸。在确定了各作业单位之间的相互关系后，把基本物流模式和区域划分结合起来进行布置。阶段详细布置详细布置一般是指一个作业单位内部机器及设备的布置。在详细布置阶段，要根精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 25 页个人资料整理仅限学习使用据每台设备、生产单元及公用、服务单元的相互关系确定出各自的位置。阶段IV施工安装在完成详细布置设计以后，经上级批准后，可以进行施工设计，需绘制大量的详细施工安装图和编制拆迁、施工安装计划，必须按计划进行土建施工、机器、设备及辅助装置的搬迁、安装施工工作。在系统布置设计四个阶段中，阶段I 与阶段IV 应由其他专业技术人员负责，系统布置设计人员应积极参与。阶段II 和阶段由系统布置设计人员来完成，因此，常说工厂布置包括工厂总平面布置总体区划）及车间布置或车间平面布置 模式 (程序 系统布置设计(SLP程序如图2-9 所示原始资料： P、Q、R、S、T及作业单位可利用面积所需面积位置相关图作业单位相互关系物流方案 X评价实际条件限制修正因素面积相关图方案 Z方案 Y图2-9 系统布置设计 (SLP)程序1）准备原始资料在系统布置设计开始时，首先必须明确给出基本要素P、Q、R、S、T 等这些原始资料，对作业单位进行分析，通过分解与合并，得到最佳的作业单位划分状况。2）物流分析与作业单位相互关系分析对某些以生产流程为主的工厂，物料移动是工艺过程的主要部分时；对某些辅助服务部门或某些物流量小的工厂来说，各作业单位之间的相互关系非物流联系）对布置设计就显得更重要了；介于上述两者之间的情况，则需要综合考虑作业单位之间物流与非物流相互关系。物流分析的结果可以用物流强度等级及物流相关表来表示。非物流的作业单位间的相互关系可以用量化的关系等级及相互关系表表示。在需要综合考虑作业单位间物流与非物流的相互关系时，可以采用简单加权的方法将物流相关表及作业单位间相互关系表合并成综合相互关系表。3）绘制作业单位位置相关图根据物流相关表与作业单位相互关系表，考虑每对作业单位间相互关系等级的高或低，决定两作业单位相对位置的远或近，得出各作业单位之间的相对位置关系，这时并未考虑各作业单位具体的占地面积，得到的仅是作业单位相对位置。4）绘制面积相关图计算各作业单位所需占地面积与设备、人员、通道及辅助装置等，计算出的面积应与可用面积相适应。把各作业单位占地面积附加到作业单位位置相关图上就形成了作业单位面积相关图。5）修正与调整面积相关图只是一个原始布置，还要根据其他因素进行调整与修正。此时需要考虑的修正因素包括物料搬运方式、操作方式等，同时还需要考虑实际限制条件如成本、安全和职工倾向等方面是否允许。考虑了各种修正因素与实际限制条件以后，对面积图进行调整，得出数个有价值的可行工厂布置方案。6）评价与择优对得到的数个方案，需要进行技术、费用及其他修正因素修正评价，选出布置方案图。从上述说明可以看出，系统布置设计SLP）是一种采用严密的系统分析手段及规范的系统设计步骤的布置设计方法，具有很强的实践性。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 25 页个人资料整理仅限学习使用3基本要素分析1） 产品 P产量Q 分析产品品种的多少及每种产品产量的高低，决定了工厂的生产类型，直接影响工厂的总体布局及生产设备的布置形式。在新建、改建、扩建企业时，首先要确定企业未来生产的产品及其生产纲领，必须对企业的未来产品与产量关系生产类型进行深入分析，进一步优化设计制造系统和确定其最优的工艺过程，这是工厂布置设计的前提。产品 P产量Q 分析分为两个步骤：第一，将各种产品、材料或有关生产工程分组归类；第二，统计或计算每一组或类的产品数量。需要说明的是，产量的计算单位应该反映出生产过程的重复性，如件数、重量或体积等。绘制曲线时，按产量递减顺序排列所有产品。通过P Q 分析，决定采用何种原则产品、工艺、成组或固定原则布置）进行布置。在图2-10 中 M 区的产品属于大量生产类型，按产品原则布置；J 区属于单件小批生产类型，按工艺原则布置；而介于M 区与J 区之间的产品生产类型为成批生产，适宜采用两者结合的成组原则布置。图 2-10 产品 产量分析 是指布置图中各个不同的工作区或存在物，是设施的基本区划。该术语可以是某个厂区的一个建筑物、一个车间、一个重要出入口；也可以是一个车间的一台机器、一个办公室、一个部门。作业单位可大可小、可分可合，究竟怎么划分，要看规划设计工作所处的阶段或层次。对于现有设施，可以使用原有组成部分的名称划分作业单位或进行新的划分。对于新的工程，规划设计人员要逐个确定所有的作业单位，这对于布置设计的顺利进行十分必要。任何一个企业都是由多个生产车间、职能管理部门、仓储部门及其他辅助服务部门组成的，把企业的各级组成部门统称为作业单位。每一个作业单位又可以细分成更小一级的作业单位，如生产车间可以细分成几个工段，每个工段又是由几个加工中心或生产单元构成，那么生产单元就是更小一级的作业单位。在进行工厂总平面布置时，作业单位是指车间、科室一级的部门一般划分为四类：1）生产车间生产车间也称为生产部门，直接承担着企业的加工、装配生产任务，是将原材料转化为产品的部门。生产部门是企业的基本组成部分。一般根据产品的制造工艺过程的各个阶段划分生产车间。例如，机械制造厂住住设置备料车间、机加工车间和总装车间。一般还把机加工车间按工件种类及加工工艺流程的相似性分解成某些零件加工车间，如箱体车间、轴加工车间、齿轮加工车间等，这些车间分别担负某一类零件的加工任务，一般这些零件采用相似的工艺及相同的设备进行加工。装配车间可以分为部件装配和总装两部分，负责把零部件组装成产品的工作。此外，根据生产性质不同，将热处理、铸造、锻造、焊接等热加工部门独立划分为热处理车间、铸造车间、锻造车间和焊接车间。2）仓储部门仓储部门包括原材料仓库、标准件与外购件库、半成品中间仓库及成品库等，仓库是企业生产连续进行的保证。由于库存不但占用企业的空间，更重要的是占用企业大量的流动资金，因此现代企业生产都把减少库存作为经营管理方面追求的目标。3）辅助服务部门辅助服务部门一般可分为辅助生产部门如工具机修车间）、生活服务部门如食堂）及其他服务部门如车库、传达室）等。4）职能管理部门职能管理部门包括生产、技术、质检、人事、供销等各个部门，负责生产协调与控制等工作。对于大中型企业来说，职能管理机构常常是非常庞大的。一般工厂的办公室都集中安排在同一个多层办公楼内，这样有利于减小占地面积且方便人员联系。在工厂布置设计过程中，生产车间的地位容易受到人们的重视，往往忽视其他部门的重要性，而这些部门恰恰是生产系统的保障。这些部门布置的好坏直接影响全厂的人流、信息流的顺畅程度，因此在系统布置设计中，所有部门都将得到应有的考虑。在引导案例中，电瓶叉车生产厂根据生产工艺过程需要，划分出14 个作业单位，具体作业单位见表2-15 表 2-15 电瓶叉车厂作业单位汇总表序号作业单位名称用途建筑面积m2跨距备注1 原材料库存储原材料72 36 12 2 油料库存储油漆油料36 36 12 3 标准件外购件库存储标准件外购品48 36 12 露天4 机加工车间零件切削加工72 36 18 5 热处理车间零件热处理90 30 30 露天6 焊接车间焊接车身90 30 30 7 变速器车间组装变速器72 36 18 8 总装车间总装18096 24 9 工具车间制造随车工具箱60 24 12 10 油漆车间车身喷漆48 30 30 11 试车车间试车48 48 24 12 成品库存储叉车成品10050 13 办公服务楼办公室、生活服务30060 14 车库车库、停车场80 60 4物流分析产品制造费用的20%50%是用作物料搬运的，有效的布置大约能减少搬运费用的30%左右。工厂布置的优劣不仅直接影响着整个生产系统的运转，而且通过对物料搬运成本的影响，成为决定产品生产成本高低的关键因素之。即在满足生产工艺流程的前提下，减少物料搬运工作量是工厂布置设计中最为重要的目标之一。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 25 页个人资料整理仅限学习使用1）物流分析方法1）工艺过程图在大批量生产中，产品品种很少，用标准符号绘制的工艺过程图直观地反映出工厂生产的详细情况，此时，进行物流分析只需在工艺过程图上注明各道工序之间的物流量，就可以清楚地表现出工厂生产过程中的物料搬运情况。另外，对于某些规模较小的工厂，不论产量如何，只要产品比较单一，都可以用工艺过程图进行物流分析。在工厂设计中，应该按工艺过程符号表2-16 中的符号及图2-12 所示图例绘制工艺过程图。表 2-16 工艺过程表示符号编号符号名称符号意义1 加工表示对生产对象进行加工、装配、合成、分解、包装、处理等2 搬运表示对生产对象进行搬运、运输、输送等；或工作人员工作位置的变化3 数量检验表示对生产对象进行数量检验质量检验表示对生产对象进行质量检验4 停放表示生产对象在工作地附近的临时停放5 储存表示生产对象在保管地有计划的存放6 流程线表示工艺过程图中工序间的顺序连接7 分区表示在工艺过程图对管理区域的划分8 省略表示对工艺过程图作部分省略42外购件或外购物料符号和号码时间 /每件说明(a)(d)(c)(b)图2-12 工艺过程图绘制图例12345(e)12(f)418498t/天14废料(g)(a)- 水平线表示物料送入工艺过程，垂直线表示工艺过程的先后顺序；(b)- 路线交叉时，水平线让路；(c)- 典型工艺过程图解；(d)- 绘装配图时以最大的部件或操作最多的部件从图纸的右上角开始绘制；(e)- 表示愤慨和重新合并的交错路线；(f)-物料返回进行再加工；(g)- 包括实产、损耗或废料的物料流程；以 引 导 案 例 中电瓶叉车总装厂为例，说明如何运用工艺过程图来进行物流分析的方法与步骤。依照工艺过程，各个部门分别负责不同阶段的工作，由于要对电瓶叉车总装进行总体布置设计，只需要了解部门与部门之间的联系，因此，只将工艺过程划分到部门级的工艺阶段。 变速器的加工与组装。变速器由箱体、轴类零件、齿轮类零件及其他杂件和标准件等组成。变速器的制作工艺过程分为零件制作、组装两个阶段。轴类及齿轮类零件经过备料、退火、粗加工、热处理、精加工等工序，箱体毛坯由协作厂制作，经机加工车间加工送变速器组装车间；杂件的制作经备料、机加工两个阶段。整个变速器成品重0.31t，其中标准件0.01t，箱体、齿轮、轴及杂件总重0.3t，加工过程中金属利用率 60%，即毛坯总重为0.30/0.60=0.50t ，其中需经退火处理的毛坯重量为0.20t，机加工中需返回热处理车间再进行热处理的为0.1t，整个机加工过程中金属切除率为40%，则产生的铁屑等废料重约0.50 40%=0.2t 。变速器加工工艺过程如图2-13 所示。 随车工具箱的加工。随车工具箱共重0.1t，其中一部分经备料、退火、粗加工、热处理、精加工等工艺流程完成加工，而另一部分只进行简单的冲压加工即可。随车工具箱加工工艺过程如图2-14 所示。 车体加工。车体为焊接件，经备料、焊接、喷漆完成加工。车体加工工艺过程加图2-15 所示。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 25 页个人资料整理仅限学习使用 液庄缸加工。液压缸经备料、退火、粗加工、热处理、精加工等工序完成加工。液压缸加工工艺过程如图 2-16 所示。将上述机加工阶段、总装、试车、成品贮存阶段工艺流程绘制在一起，就得到了叉车生产厂全部工艺过程图如2-17 所示，该图清楚表现了叉车生产的全过程及各作业单位之间的物流情况，为进一步进行深入的物流分析奠定了基础。图 2-14 随车工具箱加工工艺过程（单位：t）40.331570.10.500.200.02（ 0.3 ）0.310.20.30.01标准件原材料90.05150.080.20.15废料（ 0.23 ）0.10.1原材料61.2010.2废料0.010.400.81原材料102油漆图 2-15 车体加工工艺过程（单位：t）40.210.35废料0.150.2原材料5图 2-16 液压缸加工工艺过程（单位：t）图 2-13 变速器加工工艺过程（单位：t）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 25 页个人资料整理仅限学习使用40.331570.10.500.200.02（0.3）0.310.20.30.01标准件原材料90.05150.080.20.15废料（0.23）0.10.1原材料61.2010.2废料0.010.400.81原材料102油漆40.210.35废料0.150.2原材料532外协件机油1.810.060.01811123.33.24图2-17 叉车生产工艺过程图，将各产品的生产工艺流程汇总在一张表上，就形成了多种产品工艺过程表，在这张表上各产品工艺路线并列给出，可以反映出各个产品的物流路径。为了在布置上达到物料顺序移动，尽可能减少倒流，通过调整图表上的工序，使有最大物流量的工序尽量靠近，直到获得最佳的顺序，见表2-17。表 2-17 多种产品工艺过程表零件或产品A B C D E F 剪切1 1 1 1 1 开槽口2 2 2 1 3 3 回火3 4 2 2 2 冲孔3 3 4 4 弯曲4 4 3 5 修整5 5 4 等于正向物流量与逆向倒流）物流量之和。运用从至表可以一目了然地进行作业单位之间的物流分析。如上所述，不同的分析方法应用于不同的生产类型，其目的是为了工作方便，在物流分析时，应根据具体情况选择恰当的分析方法。2）物流相关表1）物流强度等级根据工艺过程图，可以计算出作业单位之间的物流量的大小，直接分析大量物流数据比较困难且没有必要，在采用SLP 法进行工厂布置时，不必关心各作业单位之间具体的物流量，而是通过划分等级的方法来研究物流状况，SLP 中将物流强度转化成五个等级，分别用符号A、E、I、O、U 来表示，符号表示的含义及划分依据参考表2-19。表 2-19 物流强度等级比例划分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A4 ）10 40 特高物流强度E3）20 30 较大物流强度I2）30 20 一般物流强度O1）40 10 可忽略搬运U0 ）以引导案例中电瓶叉车总装厂为例，讨论物流强度等级划分的具体步骤：首先根据工艺过程图2-17 统计作业单位对之间正反物流量之和，并按物流强度大小排序，然后根据表2-19 划分出物流强度等级。见表2-20。表 2-20 叉车总装厂物流强度等级划分表序号作业单位对物流路线物流强度物流等级1 11-12 3.3 A 2 8-11 3.24 A 3 3-8 1.82 E 4 1-6 1.2 E 5 4-5 1.15 E 6 8-10 0.81 E 7 6-10 0.8 E 8 1-5 0.7 E 9 5-9 0.31 I 10 7-8 0.31 I 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 25 页个人资料整理仅限学习使用11 1-4 0.3 I 12 4-7 0.3 I 13 4-8 0.2 O 14 8-9 0.1 O 15 2-11 0.06 O 16 1-9 0.06 O 17 2-10 0.01 O 18 3-7 0.01 O 为了能够简单明了地表示所有作业单位之间的物流相互关系，仿照从至表结构，构造一种作业单位之间物流相互关系表，称之为原始物流相关表，如表2-21 所示。在这个表中不区分物料移动的起始与终止作业单位，在行与列的相交方格中填入行作业单位与列作业单位间的物流强度等级，因为行作业单位与列作业单位排列顺序相同，所以得到的是右上三角矩阵表格与左下三角短阵表格对称的方阵表格，除掉多余的左下三角矩阵表格，将右上三角矩阵变形，就得到了SLP 中著名的物流相关表，见表2-22。进行工厂布置时，从物流系统优化的角度讲，物流相关表中物流强度等级高的作业单位之间的距离应尽量缩小，即彼此相互接近，而物流强度等级低的作业单位之间的距离可以适当加大。3）作业单位相互关系分析对于布置设计，当物流状况对企业的生产有重大影响时，物流分析就是工厂布置的重要依据，但是物流分析并不是唯一的依据，当物流对生产影响不大或没有固定的物流时，工厂布置就不能依赖于物流分析，需要进行作业单位间非物流关系分析。下面几种就属于非物流因素的情况：一些电子或宝石工厂，需要运输的物料很少，物流相对不很重要；有的工厂物料主要用管道输送。在这种情况下，其他因素可能要比物流因素更重要。辅助设施与生产部门之间常常没有物流关系，必须考虑其间的密切关系。例如维修间、办公室、更衣室与生产区域之间没有物流关系，但必须考虑到它们与生产区域都有一定的密切关系。表 2-21 叉车总装厂原始物流相关表 叉车总装厂原始物流相关表作业单位序号作业单位序号作业单位名称标准件外购件库原材料库油料库机加工车间热处理车间焊接车间变速器车间总装车间工具车间油漆车间试车车间成品库办公服务楼车库12345678910111213141234567891011121314原材料库油料库标准件、外购件库机加工车间热处理车间焊接车间变速器车间总装车间工具车间油漆车间试车车间成品库办公服务楼车库UUIEEUUOUUUUUUUUUUUUOOUUUUUUUOEUUUUUUUUEUIOUUUUUUUUEUUUIUUUUUUUUUUUUEUUUUUUOIUUIUUUUUUUEOUUIOEAUUOUUUIUUOUUUUUOUUUEUEUUUUUOUUUUUAUUAUUUUUUUUUUUAUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUIEE表 2-22 作业单位物流相关表精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 25 页个人资料整理仅限学习使用序号1234567891011121314作业单位名称油料库标准件、外购件库机加工车间热处理车间焊接车间变速器车间总装车间工具车间油漆车间试车车间成品库办公服务楼车库原材料库UUUIEUUEUUUUUUEUIUUEUOUUUEUAUUUUUOUUUUUUUOUOUAUUUUUUUUUUUUUUUUUUIOUUOEUIUUUUUUUUUUUUUUUUUUU 电瓶叉车总装厂作业单位物流相关表在纯服务性设施中，如办公室、维修间内，常常没有真正的或固定的物流以确定它们之间的关系，要采用其他通用规则，而不是物流。在某些特殊情况下，工艺过程不是布置设计的唯一依据。例如，重大件的搬运要考虑运入运出的条件，不能完全按工艺原则布置；有的工序属于产生污染或有危害的作业，需要远离精密加工和装配区域，也不能以物流为主要考虑因素。1）作业单位相互关系的决定因素及等级划分在 SLP 中，产品P、产量 Q、工艺过程R、辅助服务部门S及时间安排T 是影响工厂布置的基本要素，P、Q 和 R 是物流分析的基础，P、Q 和 S则是作业单位相互关系分析的基础，同时T 对物流分析与作业单位相互关系分析都有影响。作业单位间相互关系的影响因素与企业的性质有很大关系，不同的企业，作业单位的设置是不一样的，作业单位间相互关系的影响因素也是不一样的。作业单位间相互关系密切程度的典型影响因素一般可以考虑以下方面：物流；工艺流程；作业性质相似；使用相同的设备；使用同一场所；使用相同的文件档案；使用相同的公用设施；使用同一组人员；工作联系频繁程度；监督和管理方便；错误 !噪声、振动、烟尘、易燃易爆危险品的影响；错误 !服务的频繁和紧急程度。据理查德缪瑟在SLP 中建议，每个工程中重点考虑的因素不应超过8-10 个。确定了作业单位间相互关系密切程度的影响因素以后，就可以给出各作业单位间的关系密切程度等级，在SLP 中作业单位间相互关系密切程度等级划分为A、E、I、O、U、X 六个等级，其含义及比例如表2-23 所示。表 2-23 作业单位间相互关系等级符号含义说明比例 % A 绝对重要25 E 特别重要310 I 重要515 O 一般密切程度1025 U 不重要4380 X 负的密切程度不希望接近，酌情而定2）作业单位间相互关系表作业单位间相互关系密切程度的评价，可以由布置设计人员根据物流计算、个人经验或与有关作业单位负责人讨论后进行判断，也可以把相互关系统计表格发给各作业单位负责人填写，或者由有关负责人开会讨论决定，由布置设计人员记录汇总。作业单位间相互关系分析的结果最后要经主管人员批推。在评价作业单位间相互关系时，首先应制定出一套“基准相互关系”，其他作业单位之间的相互关系通过对照“基准相互关系”来确定。表2-24 给出的基准相互关系可供实际工作中参考。确定了各作业单位间相互关系密切程度以后，利用与物流相关表相同的表格形式建立作业单位间相互关系表，表中的每一个菱形框格填入相应的两个作业单位之间的相互关系密切程度等级，上半部用密切程度等级符号表示密切程度，下半部用数字表示确定密切程度等级的理由。针对叉车总装厂，选择如表2-25 所示作业单位相互关系影响因索。在此基础上建立如表2-26 所示的各作业单位相互关系表。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页，共 25 页个人资料整理仅限学习使用表 2-24 基准相互关系字母一对作业单位关系密切程度的理由A 钢材库和剪切区域最后检查和包装清理和油漆搬运物料的数量类似的搬运同题损坏没有包装的物品包装完毕以前检查单不明确使用相同的人员、公用设施、管理方式和相同形式的建筑物E 接待和参观者停车处金属精加工和焊接维修和部件装配方便、安全搬运物料的数量和形状服务的频繁和紧急程度I 剪切区和冲压机部件装配和总装配保管室和财会部门搬运物料的数量搬运物料的体积、共用相同的人员报表运送、安全、方便O 维修和接收废品回收和工具室收发室和厂办公室产品的运送共用相同的设备联系频繁程度U 维修和自助食堂焊接和外构件仓库技术部门和发运辅助服务不重要接触不多不常联系X 焊接和油漆焚化炉和主要办公室冲压车间和工具车间灰尘、火灾烟尘、臭味、灰尘外观、震动表 2-25 叉车总装厂作业单位相互关系理由精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页，共 25 页