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第三章 系统化设施布置规划方法 合肥工业大学 工业工程教研室 周 蓉 本章主要内容 3.1 决定设施布置需要的详细数据 良好的布置设计，应使物料搬运的成本最低，使人员走动最短，从而提高办事效率。通常，物料搬运和运输的成本约占制造业总成本的20%～50%，许多工伤事故来源于物料搬运。良好的布置设计必须符合实际情况，有比较完备和详细的数据。 设施之间相互流动的物流频率 设施的形状和大小尺寸 有效的楼层面积和空间 设施位置受限制的条件 设施之间要求相互靠近或远离 有了基本数据后，就可以作初步的布置。 3.1.1 流动模式 设施布置设计开始就要决定通过系统的原材料、零部件、在制品的总体流动模式。选定流动模式的一个重要因素是入口和出口的位置。外部运输条件、原有布置、场址、建筑物特征、生产流程特点、生产线长度、通道位置等都对流动模式的选择有重要影响。 总体流动模式 是指产品从原材料转换到半成品（制造阶段），再到成品（装配阶段）的从始至终的流动模式。 基本的流动模式 直线形 L 形 U 形 环形 S 形 基本的流动模式 直线形 基本的流动模式 L形 基本的流动模式 U形 基本的流动模式 S形 可能的流动模式 3.1.2 生产流程卡 （简单了解） 生产流程卡，有时也称布置规划卡。记录从收原材料开始到发货装运全过程的各阶段的操作。卡中用标准符号表示相应的操作，并包括每一操作的时间定额、加工批量、物料搬运方式。卡上可增加内容：操作人员、工作部门、所需物料搬运设备的类型和数量等。 我国尚未使用这类工艺文件。 在工艺过程卡的基础上，补充增加上述内容，而生成生产流程卡。 3.1.3 流动数据 定性流动数据 由于多方面原因（信息尚未计算机化、没有人力去收集数据等），造成搜集布置设计需要的定量数据的困难性。因此，设施设计人员必须想出可代替的办法，用定性数据代替定量数据工作。方法就是，采用Muther在1973年提出的主观性评价的作业单位关系图法。 量化流动数据 将流动进行量化可以说明每对设施之间相互影响的程度。有重要相互影响的设施比影响不大者应该靠得更近一些。 常用量化形式：运输行程频率(Frequency of Trips)、行程频率矩阵。表示在一定时间内，物料搬运的行程数或人的行程数。（P71） 3.1.4 距离的计算 因为设施有不同的形状，因此通常用设施中心的距离来表示设施间的距离。但实际上很多情况并非如此简单。如，AGV搬运物料时是沿着通道运行的，于是通道距离是和的计量数据；悬挂式垂直移动的物料搬运装置，则以直线计量距离较好。 尽管如此，通常都还是以设施中心的距离作为计量标准。在实际运作中，有4种不同的距离计量标准。 4种距离计量标准 几何法 几何法测量设施中心直线距离，易于处理和建模，最为常用。 平方法 与几何法相比，靠近的设施被赋予的权重更大。概念用的虽少，但在位置问题中多有应用。 4种距离计量标准 过道距离 与其他一切距离计量方法不同，因为物料搬运设备沿着过道或走廊行走的实际距离。 4种距离计量标准 邻接距离（靠在一起） 指明两个设施是否邻接，是否紧挨在一起。给邻接赋值为1，不邻接赋值为0。缺点是不能区分各种非邻接设施之间的区别，相距多少都是一样。 3.1.5 定量化评价布置方案问题 评价布置的各种方案，需要有评价布置的各种标准，定性的或定量的。这里先讨论定量的方法及其存在的问题。 普遍常用的定量标准，实际上是搬运成本最小，即 ——在设施 j、k之间运送单位物料载荷经过单位距离的成本 ——在设施 j、k之间的载货或行程数 ——在设施 j、k之间的距离 3.1.6 数据的提取与产生 方法的步骤 获得基本数据和提取相关数据 产生要求格式的数据 分配原始数据并获反馈、产生数据文件 3.1.6.1 获得基本数据和提取相关数据 通常，制造布置问题需要的大多数基本数据都是现成的，可从生产部门经理、工厂主管（车间主任）、工艺工程师等处搜集，有些也从MIS系统中获取。 每个零件的名称、编号和代码 每台机器设备的名称、编号和代码 每个零件的工艺过程 每个零件的生产量 机器设备尺寸和占有的空间 每对设施间搬运单位物料载荷的成本 有关位置限制和邻接的信息 其他一些定性信息 3.1.6.2 产生要求格式的数据 提取的各种数据，为便于计算机处理，通常写成矩阵形式，即行程频率矩阵。 先构造零件工艺路线矩阵，表明加工此零件所需机器设备机器工艺先后顺序。 对所有机器指定一个唯一的代码。如果有多组零件要在同一型号机器上加工，而这一型号的机器又有多台，则对每一台都要给一编号，如3a、3b表示机器 3 有两台。设计人员必须知道给定