企业设施布局优化问题研究 联系客服

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沈阳理工大学学士学位论文

1.3.2 研究内容

①针对制造企业的特点,提出分层次布局优化的方法,并对结构体系和方法体系进行了研究。

②设施布局评价指标体系研究,对已有的设施布局评价指标体系进行研究,分析布局优化的特点以及现阶段制造企业的特点,提出了设施布局优化评价指标体系;

③分析制造型企业的生产系统的各个层次设施布局模型,提出适合各个层次的模型和方法并对构建的方法进行研究;

④仿真评价研究,通过对优化前后的生产系统进行建模仿真,通过仿真结果对优化效果进行分析。

1.3.3 论文研究思路和总体构架

本文开头部分对课题提出的背景、发展及研究现状进行阐述,并进一步引出设施布局优化方法研究的必要性、研究目的和意义。第二部分介绍了设施布局方法的相关理论和方法流程。第三部分介绍了该课题研究的制造企业设施布局现状,并分析了现行设施布局方法中的问题,并提出了优化方法的总体思路、规划、技术路线等。第四部分在第二部分、第三部分的基础提出了层次化设施布局优化方法,并对该方法的各个流程进行详细的设计。第五部分进行了方法的应用研究。最后对该方法取得的效果进行仿真评价。

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2 设施规划与布局基本方法与理论

2.1 SLP方法

系统布置设计(Systematic layout planning,简称 SLP)是美国布置设计权威之一的理查德·缪瑟在总结了大量工厂布置设计经验的基础上,提供的一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的设施规划方法。这种方法在布置设计领域获得极其广泛的运用。它是一种条理性很强、物流分析与作业单位关系密切程度分析相结合、求得合理布置的技术,在布置设计领域获得了极其广泛的应用。 2.1.1 SLP 方法的基本要素

在 R.Muther 提出的系统布置设计(SLP)中,把产品 Product、产量 Quantity、生产路线 Route、辅助服务部门 Serve 及生产时间安排 Time 等作为给定的基本要素或者原始资料来处理,这样就形成了单纯工厂布置模型

① 产品 Product

是指待布置工厂将要生产的品种、原材料或加工的零件和成品等。具体包括品名、品种类型、材料、特性等,主要由生产纲领提供,它影响着生产系统的组成及其各作业单位间的相互关系、生产设备的类型、物料搬运方式等。

② 产量 Quantity

是指所生产的产品的数量,可用件数、重量、体积等来表示。它影响着生产系统的规模、设备的数量、运输量、建筑面积的大小等。

③ 生产路线 Route 为了完成产品的加工,生产满足质量要求的合格产品,必须制定的工艺路线或工艺规程,它影响着物料搬运路线、仓库、堆放地的位置以及各作业单位之间的关系等。

④辅助服务部门 Serve

生产系统的组成大体上可以分为基本生产车间、辅助生产车间、后勤服务、职能管理部门、科室部处、生活服务部门及仓储部门等。可以把为了保证基本生产车间和辅助生产车间正常运行所必须的工具、维修、动力、管理部门、停车场、绿化带以及后勤保障部门等统称为辅助服务部门 S,其占地总面积有时甚至大于生产车间所占面积,所以布置设计时应给予足够的重视。

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⑤时间 Time

时间是指在什么时候、用多少时间生产出产品。在工艺过程设计中,根据时间因素确定生产所需各类设备的数量、占地面积的大小和操作人员数量。 2.1.2 系统布置设计模式

任何一种系统设计过程都是反复迭代、逐步细化的寻求最优解的过程,工厂布置设计更是如此。设计步骤的正确与否往往是工厂布置设计能否成功的关键,系统布置设计 SLP 模式就是一种人们广为采用的、成功的设计方法。

①设计阶段的划分

系统布置设计是一种逻辑性强、条理清楚的布置设计方法,整个设计过程大体可划分为确定位置、总体区划、详细布置及实施 4 个阶段[4]。

1)确定位置(阶段Ⅰ)

在新建、扩建或改建工厂或车间时,首先应确定出新厂房坐落的地区位置。在这个阶段中,首先要明确待建工厂的产品、计划生产能力,参考同类工厂确定待建工厂的规模,从待选的新地区或现有工厂中确定可供利用的厂址。

总体区划(阶段Ⅱ)

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。 此阶段中,首先应明确各生产车间、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。

3)详细布置(阶段Ⅲ)

详细布置一般是指一个作业单位内机器及设备的布置。在详细布置阶段,要根据每台设备、生产单元及公用、服务单元的相互关系,确定出各自的位置。

4)实施(阶段Ⅳ)

在完成详细布置设计后,经上级批准可以进行施工设计,绘制大量的详细安装图,编制搬迁、安装计划,按计划进行机器设备及辅助装置的搬迁、安装施工工作。 在系统布置设计过程中,上述 4 个阶段按如图 2.2 所示的顺序交叉进行。在确定位置阶段,就必须大体确定各主要部门的外形尺寸,以便确定工厂总体形状和占地面积;在总体区划阶段,就有必要对某些影响重大的作业单位进行较详细的布置。整个设计过程中,随着阶段的进展,数据资料逐步齐全,能发现前期设计中存在的问题,通过调整修正,逐步细化完善。 在系统布置设计 4 个

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阶段中,阶段Ⅰ与阶段Ⅳ由其它专业人员负责,系统布置设计人员应积极参与;阶段Ⅱ和阶段Ⅲ由系统布置设计人员完成。因此,可以说工厂布置设计包括工厂总平面布置(总体区划)设计及车间布置或车间平面布置(详细布置)设计两项主要内容。 2.1.3 SLP法步骤

在 SLP 方法的步骤如下:

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——产品 P、产量 Q、生产工艺过程 R、辅助服务部门 S 及时间安排 T 等这些原始资料,同时也需要对作业单位的划分情况进行分析,通过分解与合并,得到最佳的作业单位划分状况。所有这些均作为系统布置设计的原始资料。

② 物流分析与作业单位相互关系分析。针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,如一般的机械制造厂,物流分析是布置设计中最重要的方面;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(非物流关系)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密级及相互关系表来表示。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综合成综合相互关系表。

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,有些资料上也称之为拓扑关系。这时并未考虑各作业单位具体的占地面积,从而得到的仅是作业单位相对位置,称为位置相关图。

④作业单位占地面积计算。各作业单位所需占地面积与设备、人员、通道及辅助装置等有关,计算出的面积应与可用面积相适应。

⑤绘制作业单位面积相关图。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。

⑥修正。作业单位面积相关图只是一个原始布置图,还需要根据其它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、存储周

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