第二章三設施規(guī)劃與設計第一頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四⑴Product（產(chǎn)品或服務）指規(guī)劃設計的對象所生產(chǎn)的商品、原材料、加工的零件和成品或提供服務的項目。這些資料由生產(chǎn)綱領（工廠的和車間的）和產(chǎn)品設計提供，包括項目、種類、型號、零件號、材料等。產(chǎn)品這一要素影響著設施的組成及其相互關系、設備的類型、物料搬運的方式等因素。第二頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四⑵Quantity（數(shù)量或產(chǎn)量）指所生產(chǎn)、供應或使用的商品量或服務的工作量。其資料也由生產(chǎn)綱領和產(chǎn)品設計提供，用件數(shù)、重量、體積或銷售的價值表示。數(shù)量這一要素影響著設施規(guī)模、設備數(shù)量、運輸量、建筑物面積等因素。第三頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四⑶Route（生產(chǎn)線路或工藝過程）這一要素是工藝過程設計的成果，可用設備表、工藝路線卡、工藝過程圖等表示。（工藝流程是指零件在生產(chǎn)過程中在整個工廠中移動路徑，可以描述生產(chǎn)過程中各工序之間的關系,也可描述全廠各部門間的工藝過程)它影響著各作業(yè)單位之間的關系、物料搬運路線、倉庫及堆放地的位置等因素。

第四頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四工具箱裝配程序圖流程圖例符號工藝過程圖第五頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四⑷Supportingservice（輔助部門）指公用、輔助、服務部門，包括工具、維修、動力、收貨、發(fā)運、鐵路專用線、辦公室、衛(wèi)生站、更衣室、食堂、廁所等，由有關專業(yè)設計人員提供。這些部門是生產(chǎn)的支持系統(tǒng)，在某種意義上加強了生產(chǎn)能力。有時，輔助服務部門的總面積大于生產(chǎn)部門所占的面積，所以必須給予足夠重視。

第六頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四⑸Time（時間安排）指在什么時候、用多長時間生產(chǎn)出產(chǎn)品，包括各工序的操作時間、更換的次數(shù)。在工藝過程設計中，根據(jù)時間因素可以求出設備的數(shù)量、需要的面積和人員，平衡各工序。這些都影響著倉儲、收貨、發(fā)運，以及輔助部門的配合等因素。

第七頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四系統(tǒng)布置分析的基本要素做好設施布置設計，要考慮眾多因素。按照理查德·繆瑟的觀點，影響布置設計最基本的要素是：

PTQRSProducts，系統(tǒng)中物料的種類，包括在制品、原材料和產(chǎn)成品Quantity，數(shù)量，指物料在單位時間流動的量，也指物料的總量

Routing，路線，包括工藝路線、生產(chǎn)流程、各工件的加工路線以及形成的物流路線

Service，公用設施、輔助部門及與周圍環(huán)境有關的非物流部門，如維修部門、搬運設備、信息傳遞的設備部門等Timing，時間安排和時間性因素

第八頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四產(chǎn)品－材料生產(chǎn)什么？P生產(chǎn)路線－工藝過程怎樣進行生產(chǎn)？R數(shù)量－產(chǎn)量每項產(chǎn)品要制造多少？Q時間－時間安排產(chǎn)品何時生產(chǎn)？T輔助服務部門用什么來支持生產(chǎn)？S為什么圖2-4解決布置問題的鑰匙(P、Q、R、S、T)這五個要素是建立有效的布置方案的關鍵，因此被形象地稱為解決布置問題的鑰匙。第九頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四⒉工藝布置Processlayout在很多設備安排中，最佳布置通常意味著妥善安置那些相互有大量運輸量的部門，使總的物流運輸管理費用最小。例如，應在熟練機工的近旁留工具箱的位置，目的是使他們在操作機器時所花輔助時間最少。下面用一個例子來說明。第十頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四對工藝布置的一般方法和提出某些獨特的問題，可用下面圖解的例子說明。假設我們需要安排一個玩具工廠的八個部門，(包括l一收發(fā)部；2一塑模和沖壓車間；3一金屑鑄造成形車間；4一縫紉；5一小型玩具裝配線；6一大型玩具裝配線；7一噴漆車間；8一機械裝配車間)，要使各部門間物料搬運費用最少。為了簡化，假定所有部門有相同的面積，譬如說40米×40米。建筑物寬80米，長160米。

所有物料是用標準尺寸柳條箱來運輸，用鏟車將柳條箱逐個裝上卡車（構成一個“裝載量”）鄰近部門之間運輸費用是搬動一個裝載量為1元，每隔一個部門增加1元，對角線之間允許移動，并認為是相鄰的。13572468第十一頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四步驟2決定布置費用12345678部門1發(fā)運與收貨175500604006075?部門2塑料鑄造與沖壓0100150180240270部門3金屬成形1788125198360部門4塑料熔合部門205050部門5小型玩具裝配0180187部門6大型玩具裝配374103部門7機械裝配7部門8噴漆小計：3474元13572468第十二頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四步驟3研究部門布置的變化，從而減少搬運費用我們將部門1與部門6的距離縮短一些。部門1部門3部門5部門7部門2部門6部門4部門8第十三頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四12345678部門1發(fā)運與收貨175500602006075部門2塑料鑄造與沖壓020015090240270部門3金屬成形1788125198360部門4塑料熔合部門205025部門5小型玩具裝配0180187部門6大型玩具裝配748206部門7機械裝配7部門8噴漆小計：3736元13572648第十四頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四理論上講，對于8個部門就有8?。?0320）個布置，其中至少存在一個最優(yōu)布置。部門5部門8部門6部門4部門3部門7部門2部門1部門3部門7部門2部門1部門5部門8部門6部門4第十五頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四12345678部門1發(fā)運與收貨1751500902004050部門2塑料鑄造與沖壓0100150908090部門3金屬成形518825099180部門4塑料熔合部門605050部門5小型玩具裝配0180187部門6大型玩具裝配374103部門7機械裝配7部門8噴漆理論最佳解小計：2849元第十六頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四假設我們在只考慮物料搬運費用的基礎上得到一個理論最佳布置方案但是我們發(fā)現(xiàn)，發(fā)運與收貨部門1是接近工廠的中心區(qū)；不合理，塑料熔合部門2緊接油漆部門8，這不安全；小型玩具裝配5與大型玩具裝配6是位于工廠的兩端，這將增加裝配工的行走時間，他們可能在同一天的不同時刻需在兩個部門工作。

?第十七頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四根據(jù)上述實際情況，經(jīng)綜合分析、調整，我們得到一個合理可行的布置方案

部門1部門6部門7部門3部門4部門2部門5部門8第十八頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四12345678部門1發(fā)運與收貨1751500602004075部門2塑料鑄造與沖壓0100759080180部門3金屬成形518825099180部門4塑料熔合部門405075部門5小型玩具裝配0180187部門6大型玩具裝配374206部門7機械裝配7部門8噴漆實際解小計：2967元第十九頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四基本假設也可能有問題：部門的規(guī)模不一定相等。（面積或形狀）對設備的安裝無約束。部門的出入口沒有限制。物料的搬運方法不可能完全一樣。如采用皮帶運輸機等。第二十頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四⒊產(chǎn)品布置Productlayout在工藝過程布置中，模式是高度可變的，而產(chǎn)品布置中，則是高度可預測的，因為它本身是產(chǎn)品制造過程的函數(shù)。所以，在一個產(chǎn)品布置系統(tǒng)內，其各部門的相對位置安排以及生產(chǎn)部門內的各部分的定位所出現(xiàn)的困難比工藝布置小。然而，在特殊情況下的產(chǎn)品布置如裝配線的布置，工廠設計人員將面臨著較復雜的問題——就是如何達到裝配線的均衡流動，使在裝配線上操作的工人停工時間最短。第二十一頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四流水線單列和雙列直線布置示意圖第二十二頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四面臨的兩個問題①在給定的周期時間內，求工作地點的最小數(shù)量——布置問題；②在已定的工作地點數(shù)量條件下，求最小的周期時間——編制進度表問題。

“裝配線”是由一些物料搬運設備連接起來的連續(xù)生產(chǎn)線?！肮ぷ鞯亍被蚍Q“工作站”通常是為完成給定工作量的特定的位置，裝配線是由多個工作站組成，在整個產(chǎn)品工藝流程中，每一個工作站對應完成各個工序的內容。

“周期時間”是指相鄰產(chǎn)品在裝配線上通過所需的時間。

第二十三頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四流水線生產(chǎn)平衡方法1．確定工作周期時間C。C=H/Q式中：H—每天生產(chǎn)時間；

Q—每天在H時間內要求的產(chǎn)量；

C—周期時間。2．確定最少工作站（工作地點）數(shù)目K，K=t/C式中：K—最少工作站數(shù)；

t—完成作業(yè)所需時間總量。工作站的作業(yè)分配問題要用到矩陣解法，將結合下面的例子來講述這一過程。第二十四頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四例現(xiàn)擬在傳送帶上組裝某部件。該部件每天需組裝369臺，每天的生產(chǎn)時間480min。裝配順序及裝配時間如下表。根據(jù)周期時間和作業(yè)順序限制，求工作站數(shù)最少情況下的平衡流動及裝配線效率。第二十五頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四作業(yè)作業(yè)時間緊前工序說明150s--吊運箱體、定位2251裝入齒輪3202放入前浮動膜片4302放入后膜片5253,4安裝后蓋6255安裝前蓋7126擰緊螺栓、螺母8146擰緊螺栓、螺母9207,8裝連接盤第二十六頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四解共4步(1)畫出其先后次序圖和先后次序矩陣表。依照裝配程序表的要求可以畫出先后次序圖。圖中圓圈為作業(yè)，箭頭為操作順序。第二十七頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四裝配先后次序矩陣表1234567891234567890+1-1領先+1+1+1+1+1+1+1+1延后-10+1+1+1+1+1+1+1-1-100+1+1+1+1+1-1-100+1+1+1+1+1-1-1-1-10+1+1+1+1-1-1-1-1-10+1+1+1-1-1-1-1-1-10+10-1-1-1-1-1-10+10-1-1-1-1-1-10-1-1第二十八頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四(2)完成位置權值計算1234567891234567890+1-1+1+1+1+1+1+1+10+1+1+1+1+1+1+1-1-100+1+1+1+1+1-1-100+1+1+1+1+1-1-1-1-10+1+1+1+1-1-1-1-1-10+1+1+1-1-1-1-1-1-10+10-1-1-1-1-1-10+10-1-1-1-1-1-10-1-1Ti秒502520302525121420pwa2211711161269671323420141225253020255020ti位置權值pwa為該單元及所有帶+1單元時間之和位置權值矩陣表第二十九頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四(3)確定周期時間和最少工作站數(shù)將已知的數(shù)據(jù)（該部件每天需組裝369臺，每天的生產(chǎn)時間480min）代入得周期時間：C=H/Q=480*60/369=78秒用下式計算滿足周期時何要求的最少工作站數(shù)：K=t/C=(50＋25＋20＋30＋25＋25＋12＋14＋20)/78=2.83≈3故最少需3個工作站。第三十頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四(4)分配工作站的作業(yè)，平衡裝配線工作站K112223333單元時間ti秒502520302525121420裝配線平衡表123456789單元i2211711161269671323420位置權值pwa--1223,45667,8緊前單元工作站時間Σti秒507550307525513971平衡延遲秒283284835327397遞減順序按位置權值遞減的次序，在滿足先后次序限制的條件下，指派盡可能多的單元至一工作站，直至接近該站的周期時間。=周期時間(78秒)-工作站時間第三十一頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四裝配線效率裝配線效率=完成作業(yè)所需時間總和/（實際工作站總數(shù)*時間周期）=第三十二頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四課堂練習J型手推車要在一個傳送帶上組裝，每天需生產(chǎn)D＝500輛，每天的生產(chǎn)時間為p=420min。下表列出了手推車的組裝步驟及其時間，請根據(jù)周期時間和作業(yè)次序的限制，求工作地點數(shù)量最少的平衡方式。J型手推車裝配步驟與時間如下表：第三十三頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四任務完成時間(秒)任務說明緊前工序A45安裝后軸支架，將4個螺母緊固—B11插入后軸AC9擰緊后軸支架，將其緊固在絲桿上BD50安裝前軸支架，將4個螺母緊固—E15擰緊前軸裝配螺釘DF12安裝1#后車輪，緊固輪殼軸承蓋CG12安裝2#后車輪，緊固輪殼軸承蓋CH12安裝1#前車輪，緊固輪殼軸承蓋EI12安裝1#前車輪，緊固輪殼軸承蓋EJ8裝配手推車手把FGHIK9緊固螺栓與螺母J195完成作業(yè)所需要時間總量為第三十四頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四解:步驟1畫出網(wǎng)絡圖1254811109367ABCGFJKDEHI第三十五頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四步驟2確定周期時間每天需求量：500輛每天工作時間：420分鐘每輛車所需工作時間：195秒第三十六頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四步驟3計算工作地數(shù)量計算出的理論工作地數(shù)量是3.87，但工作地點數(shù)必須是整數(shù)，此外，由于前后關系的限制以及試圖合并全部動作在每個工作地點內的問題，使實際工作地點數(shù)比理論上算出的要多。

第三十七頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四步驟4確定平衡生產(chǎn)線的規(guī)則首先分配后續(xù)工作較多的任務首先分配操作時間最長的任務任務后續(xù)任務數(shù)量AB，DC，EF，G，H，IJK6542101254811109367ABCGFJKDEHI第三十八頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四步驟5分配各工作地的任務首先按照規(guī)則一分配，優(yōu)先分配后續(xù)任務較多的任務然后按照規(guī)則二分配。計算