1、生產系統規劃設計實習報告班級：工業 0702成員：尹博 韓發生 閆林自行車管材車間設施布局優化方案一、項目背景隨著我國經濟的發展，越來越多的百姓開始擁有私家車，從而， 日益嚴重的交通問題和環境污染問題給城市的管理和發展帶來巨大 的壓力。同時，奧運的綠色、人文、科技之理念亦開始風行中國。為 避開交通堵塞之困擾以及控制城市空氣質量， 自行車作為一種最平民 化的交通工具，因其輕便、廉價、環保而重新引起人們了的關注，日 益受到人們的青睞。A自行車有限公司，目光敏銳，順應潮流，抓住 機會，這幾年取得了長足的進展。但是由于車間的現有設施布置是建 廠初期規劃設計的，隨著生產規模的提高，新加工設備的逐步增加，

2、 原有的布置已經不能滿足新的產量要求， 車內物料倒流，無效裝卸次 數增加，在制品數量和停留時間增加等物流混亂現象日趨嚴重，雖然設備加工能力增加，而生產能力卻沒有得到相應的提高。一般地，對 新建的企業車間要進行設施布置設計，或者，由于市場競爭需求等原 因導致的產品變化、生產綱領的變化以及設備更新改造等， 使原有的 生產工藝與設施布置方案不能夠滿足生產和物流的需要，也會涉及到 對原設施進行重新布置設計。據統計，在一些發達國家，每年有四分 之一的生產或服務面積要重新布局。一個良好的布置設計應使物料搬 運的成本最低，使人員走動的距離最短，從而使生產效率最高。據機 械制造業的典型調查資料，按其工藝過程，

3、零件在機器設備上的加工 時間只占生產過程全部時間的 10%20%,其余時間消耗在物料搬 運、等待等過程中。車間內生產物流的低效率、高成本和生產流水 線、加工設備的高效率之間的矛盾，導致了車間整體生產效率不高、 生產成本不低。針對這一在機械制造業存在的狀況， 我們進行車間設 施布置設計時，在物流因素和非物流因素方面，有必要重點考慮生產 物流的因素，以更好地收到提高生產效率、降低生產成本的效果。設 施布置設計最早使用的是擺樣法，現在有圖解法、數學模型法、系統 布置設計法和計算機輔助布置法等。我們在優先考慮生產物流的前提 下，應用SLP對A自行車公司機加工車間重新進行設施布置設計。二、企業實際分析A

4、自行車有限公司是我國的傳統自行車企業，為了提高生產率，提高收益他們引進一套新的設備，應用到車間以后，效果并不明顯。引 進設備前的產量是12萬量，新設備投產后他們的年產量是12.7萬量， 增加很少，提高的產量不到10%調查小組深入到該企業的各個車間，對各個車間進行詳細的調研。1.整臺自行車的生產流程分析，找出制約產量提升的主要車間，整臺自行車的生產流程圖如下所示：由上面的生產流程圖我們不能看出車架處理車間是整個流程 的第一個車間而且也是關鍵車間，它對整個自行車的生產起著決定性 的作用，而且它生產的車架是一輛自行車的關鍵部分， 也是最核心的 部分，其它車間生產的配件都是圍繞車架展開的。 所以我們得

5、出制約 整個公司產量提升的車間就是車架生產車間。2.車架生產車間（管材車間）的現場調查對該車間現場調查發現該車間存在很多問題， 諸如物料搬運混亂, 機床閑置，工作位擁護，機床人員操作不當等。三、應用魚骨圖找出問題已經發現該車間存在如此多的問題，為對該車間的所有各方面的問題有個全面的認識，首先應用魚骨圖（如下圖）對這些問題進行分析產量低效率低？人，機，料，方法，和環境五個方面直接或間接地導致了這個車間效率的低下。機床操作人員對機器不熟悉等問題不是主要問題，可以通過強化培訓等進行改善。所以我們不難看出其主要的問題是物料頻繁搬運，設備閑置，數量配合不合理，擺放混亂和工作位擁擠。四、對管材車間應用SL

6、P1、車間工藝分析該車間主要是針對自行車中的上管，下管，座管，平叉，立叉等（如左圖）部件的制作加工，其加工工序有切管，從沖銑弧口，去毛 刺，打扁鉆孔等，其加工工藝流程圖如下所示創晦聯FW 10工工芒簾用匪（WTJtL1茜養握陽按照該車間加工和處理事務的特點，我們把管材車間分為12個基 本作業單位，分別是：鋼管暫存、切管、打扁、銑弧口、沖弧口、鉆 孔、去毛刺、檢驗、磨銑刀、半成品庫、工具房、車間辦公室。2、車間原始布置由工廠的原始資料，得該車間的原始布置方案如下所示:該布置的優點是空間利用率高，但是存在著擺放混亂，工作位 擁擠，設備分配不均，工作站分配，物料頻繁搬運和設備閑置等嚴重 的問題。3、

7、作業單位相互關系分析作業單位間相互關系的影響因素與企業的性質有很大的關系。作 業單位間相互關系密切程度的典型影響因素， 一般可以考慮：物流; 工作流程；作業性質相似；工作聯系頻繁程度；監督和管理 方便；噪聲、振動、煙塵、易燃易爆危險品的影響；服務的頻繁 和緊急程度使用相同場地、共用設施；使用相同設備；使用相 同文件檔案等。每個項目中重點考慮的因素不應超過 8到10個，這 里只考慮5個。管材車間的基本作業單位之間有物流聯系和非物流聯 系，據對原有車間的有關資料分析，影響車間生產效率提高的主要原沖呱口鉆扎1.1代碼A雜代必題E特別重要10-般VX代碼理山1人的疋動鈿搬運g匸具嫌運15噪卿粉小因是物

8、流混亂等物流問題，因此，在確定作業單位相互關系時，重點 考慮物流因素的影響。然后，應用相關分析的基本原理，把基本作業 單位之間的密切程度分為6個等級，然后分別判斷每兩個作業單位之 間的聯系的密切程度，列出作業對作業單位相關圖如下所示：其中，作業單位相互關系密切程度的評價，可以有布置 人員根據物流計算、個人經驗，或與有關單位負責人討論后進行判斷； 也可以把相互關系統計表發給個作業單位負責人填寫； 或者由有關負 責人開會討論決定由布置設計人員記錄匯總。 在評價作業單位相互關系時，首先應制定出一套“基準相互關系”， 其它作業單位之間的相 互關系，通過對照“基準相互關系”來確定。4、作業單位面積的確定

9、前面已經對各個作業單位之間的相互關系進行了分析，但是要對各作業單位的位置進行安排，繪制作業單位位置相關圖（也稱關系連 線圖），還必須確定各作業單位的面積，常用的方法有：計算法、標準面積發、概略布置法、指標趨勢延伸法、轉換法等。首先，根據企業提供的數據，在設備類型確定后，設計生產能力和單臺設備生產能力，計算出各類設備的臺數如下：設備數量計劃產量負荷率X成.品率乂（故障率）天工件時間 單件時河式中，計劃產量為計劃周期內的計劃產量，如件 /班或件/日等； 單件工時為設備生產一件工件所需時間；工作時間是計劃周期內的開 機時間?？紤]負荷率、成品率及故障率后計算出所需的設備數量，將 采用同一設備完成的工序

10、所需的設備數量累加后， 得出實際所需的設 備數量。設備臺數切管機車床銑床沖床打磨機鉆床磨床12144572其次，再按上面提到的方法確定面積。這里應用計算法（估算法） 計算出每個作業單位的占地面積。 估算時主要考慮的因素有，機器設 備所需的面積（機械設備占有的那部分面積空間， 可以從機器設備樣 本和產品目錄中得到）、設備的臺數、工作人數、臨時存放面積、工 作活動空間等。最后結合車間的具體形狀以及總的可用面積加以調整， 得出各作業單位的面積（如下表），同時，對一些加工環境和條件有 特殊要求的作業單位也須以考慮，以便在有必要時對作業單位相互關 系圖作出局部調整，并最終在設施布置時給以體現。序號作業單

11、位設備（臺）面積(itf)特殊要求供水排水壓縮空氣特殊通風直通車間大門12鋼管臨時堆放切管切管機1車床210080III34打編銃弧口沖床1 (2)銑床14 (17)151505沖弧口沖床3 (4)3067鉆孔去毛刺鉆床7 （8）打磨機57050IIII8檢驗25III9磨銃刀工具磨床22010半成品庫120II11工具房6012車間辦公室80合計800說明：1、設備欄括號中為原始數據；2、特殊要求欄：I絕對必要II 特別重要III 重要按車間物流配送的一般配置情況，且由作業單位面積表，各部分的作業單位的面積有一定的比值關系，若5就為單位面積，則各作業單位的單位面積數如下：各作業單位的面積相關

12、表序號398571161221104單位面積(m2)345610121416162024305、畫出作業單位間關系連線圖根據上述作業單位相互關系圖和作業單位面積表，畫出作業單位 間關系連線圖。該圖能直觀和形象的反映出各個作業單位之間的關系 密切程度，該圖是下面進行設施初步布置的重要依據。 因每兩個工序 之間都存在著聯系，但是聯系的密切程度不一樣，則畫得作業單位間 關系連線圖(如下)，其中粗線表示 A級，中粗線表示E級，細線表 示I級，點畫線表示0級，虛線表示X級，其中U級不表示。6初步布置方案根據各個工序之間的相關關系、相互影響和交互程度、作業單位 間關系連線圖、作業單位面積及特殊要求表和車間

13、實際使用面積、形狀及門、水、氣等位置，設計出不同的設施布局作為初步布置方案。 在本步驟中，要特別注意將各工序間物流量大的作業單位靠近，以使物流順暢和避免產生不合理搬運，同時，要充分考慮相關作業單位的 特殊要求。初步布置方案一般以塊狀區劃面積相互關系圖表達。按照 以上原則和方法，將這些限制設施布置的約束條件和各種修正因素考 慮在內，常?？傻玫綌捣N不同的方案?，F在作出管材車間初步布置的 三個方案如下所示：由口7、設施布置優化的方案評價方案出來以后，要對以上各個方案進行定量化的評價，以得出最優的方案。常用的評價方法有：分級加權法、因次分析法、費用對比 法等。我們現在采用費用對比法，用該法進行設施優化

14、分析與設計的原理是系統內設施間物流費用最小化。設給定平面系統有n個設施,每兩個設施i、j之間的物流量為Fij(i 、j=1,2,n)距離為Dij 則兩設施之間的物料搬運量如式(1)所示。Wij=刀 FijDij令系統的物料搬運量W則：W壬刀 Wij=刀刀 FijDij (i、j=1,2,n)若C為以設施i至U設施j的單位搬運費用為CWCWE刀 CWij=EE CijFijDij (i、j=1,2,n)當平面設施布置位置改變時，則有CW 二刀刀 CW ij=刀刀 CijFijD,ij(i、j=1,2,n)若CW若將設施每調整一次，則有一個可行方案，這樣最佳設計方案CWp為CWp=mi n(CW1

15、,CW2； CWn)應用上述分析方法對方案 A進行分析，每個設施之間的距離和物 流量如下表所示，各種方案的單位搬運費用都是相等的，所以只計算 Wij即可：方案A路徑2距離m(Dij)物流量Kg (fij)及等級路徑距離m (Dij)物流量Kg CFij)L 211.230/A4f 9仁5E2 32.915/E8 JH/E247.515/EL孑3.313.5/E54.814/E2.7G5/E3-43.8is/i7-HO2.9n/E461.515/E8105.813/EL74.815/EVA=EEW ij =EEF ij D =1108.2路徑距離fm物流童/Kg1-211. 4302f王2152

16、-45 91525431434氏3154-* 6a 2154-*74. 3154T& 6157. 3149. 813. 5九b13. 5no1仁4138-* 102. 713同理WC=1307.4WB=1360顯然A的物料搬運量最低，所以初步選定方案 A。再對每個方案的優缺點進行詳細的分析如下所示原始方案優點1、空間利用充分缺點1、生產線粘結現象嚴重2、物流倒流多3、安全性差4、可擴展性差方案A優點1、工序間的連續性和固定性兼顧良好2、整個物流流程順暢自然3、柔性大、安全性高4、耗用資金較少缺點1、自然光線利用程度稍弱方案B優點1、人流的合理程度高2、擴能可能性大3、整體路線順暢缺點1

17、、工人作業環境稍差2、浪費無用空間較多方案C優點1、柔性好2、半成品堆放方便3、自然光線利用充分缺點1、物流路線交叉稍多2、人因考慮不夠可以發現方案A的優點明顯多于其它兩個方案和原始方案， 而且 符合我們的物料搬運量最小的原則，所以選定A方案作為管材車間的 布置方案。8.對選定方案進行詳細布置對選定的方案A進行詳細布置，包括機床等設備、工作臺、工具 柜、物料架等，同時，要考慮工件放置區、物流通道、人行通道、水 電氣安裝位置等因素。下圖為詳細布置方案示意圖。口 舗myg口 ttl J 疳占孔 Q ©®乍問：4址攵林.口 口內増二I蘇狀口口 口-17 -六、效果分析通過對該車間

18、設施重新布置前后的設備、人員、生產能力等進行對比分析可知，由于理順了加工過程中工序間的物流關系， 車間內生 產物流得到明顯改善，物流效率提高，使得單臺加工設備的利用率得 到相應提高，車間整體生產效率也隨之提高，下表所示為改善效果。類別切管機車床銃床沖床打磨機鉆床磨床機床操作人搬運工人倉管人員生產效率生產能力（臺）改善前12144523511573%127000改善后1 2 112 222910485%227000增減00-3-20-10-6-1-1 12% 100000按目前的市場價格，一臺銑床38000元，一臺沖床16500元，一臺鉆 床10000元，所以一次可節約成本157000元。由于人員的減少而節 約的成本為180000元。生產一個車架的時間由2分鐘提高到85秒, 這樣就大大提高了效率，年生產能力增加100000輛，產量增