5.1 生产系统设计
- 一、二级、第五章第一节 生产物流系统设计
一、二级、第五章第一节 生产物流系统设计
一、生产物流系统特点（Y）
物料是按照加工的工艺过程在流动，其路线是由加工的工艺流程来决定的，不能任意变动
零件的生产是连续、有节奏、按比例地进行的，所以物流系统也必须连续、有节奏、按比例进行
物流搬运装卸过程要求安全可靠，已加工好的成品或半成品在运输过程中不能随意碰撞、堆压，要按照一定的要求搬运，一定的方式存储，否则将损坏零件的精度、降低产品的质量
二、生产物流系统设计原则（X）
1. 物料搬运的路程最短
- 物料是被加工的对象
- 新建厂规划时，合理布置各车间和各单位之间的位置
- 尽量避免迂回搬运、往返搬运、倒流搬运
- 尽量提高搬运批量及减少装卸次数
尽量做到库存合理
- 满足生产和用户需要的前提下，尽量压缩库存量、减少中间半成品存储；
- 最好是前一道工序加工的半成品量，刚好下一道工序需要量
选择合理的搬运设备
- 根据物料的性质、形状、物流量的大小及距离，采用恰当的搬运设备及方法
三、生产物流规划要解决的主要问题
1.厂区规划
- 根据厂外交通运输情况、厂区的地形面积、产品种类及工艺过程；
- 合理地布置各车间、各仓库以及非生产设施之间的位置，使物流合理，便于生产，降低运输费用。
2.工位配置
- 车间内合理布置各工位的位置，使工件搬运的工作量最小
⚠️「注意事项」：厂区规划+工位配置————物流流动路线————物料搬运费
3.合理库存空间确定
- 根据企业生产需求，对于需要外购的原材料、零部件进行库存计划，在此基础上确定厂区内原材料和零部件仓库的形式和库容；
- 根据企业生产节拍，合理规划车间、工位的在制品库存
- 进而合理确定车间、工位的库存空间
4.搬运设备的选择
- 物流路线决定以后，重要的问题是选择合适的搬运设备；
- 这些设备应能适应被搬运物料的性质、重量、形状、尺寸及物流量
- 既要使设备的固定投资少，又要使其营运费用小
四、生产物流系统分析方法（X）
1.外部衔接分析
- 对已确定系统边界的物流系统，研究物流输入与输出系统的情况，
- 包括
- 物料输入输出工厂系统的方式（运输车辆、装载容器、路线入口）；
- 频率；
- 输入输出系统的条件（时间、道路以及工厂周围环境）
- 以统计图来表达
2.输入因素P\Q\R\S\T
（1）产品或材料或服务 P
- 定义
- 系统所生产的商品、原材料、加工的零件、成品或提供的服务的项目
- 提供
- 由生产纲领（工厂和车间）和产品设计
- 包括
- 项目、种类、型号、零件号、材料
- 影响
- 设施的组成及其相互关系
- 设备的类型
- 物料搬运的方式
（2）数量或产量 Q
定义
- 所生产、供应或使用的商品量或服务的工作量
提供
- 生产统计和产品设计
包括
- 件数、重量、体积或销售的价值
影响
- 设施规模
- 设备数量
- 运输量
- 建筑物面积
（3）生产路线或工艺过程 R
- 定义
- 是工艺过程设计的成果
- 可用如下表示
- 设备表
- 工艺路线卡
- 工艺过程图
- 影响
- 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
（4） 辅助服务部门 S
定义
- 公用、辅助、服务部门，包括工具、维修、动力、收货、发运、铁路专用线、卫生站、更衣室、食堂、厕所。
提供
- 由专业设计人员提供
要点
- 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
- 辅助服务部门的总面积大于生产部门所占面积，必须重视
（5） 时间或时间安排 T
- 定义
- 是指什么时候，用多长时间生产出产品
- 包括
- 各工序操作时间
- 更换批量的批数
- 要点
- 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
五、设施布置决策依据（X）
1.系统应达到的目标
- 存储费用、劳动力、闲置设备和保管费用保持在一定水平之下，达到预期的产量和利润。
2.系统对产品和服务的需求
- 需求量的预测对布置决策的“目标确定”有着重要意义
- 关心当前与未来的需求量水平以及产品品种搭配
- 不同类型的市场产品，在布置决策上会有明显区别
3.加工过程的要求
- 是所选择布置类型的主要约束条件
4.建筑物或场所有效空间
- 一般约束在建筑物的实际范围以内
5.系统各部门之间物流和人流的大小
- 系统目标、用户需要、加工过程、空间有效利用率、物流大小确定后
- 把上述因素转变为需要容量和有效容量的数量估算
- 需要容量
- 必须满足目前需要的生产能力和满足经过一段时间后的生产能力
- 有效容量
- 通过重新布置现有设施而获得的生产能力，或是通过布置新的设施而获得的生产能力（预算限度内）
六、设施布置的目标（X）
1.符合工艺过程要求。
- 尽量使生产对象流通顺畅，避免工序间的往返交错，使设备投资最小，生产周期最短
2.最有效地利用空间。
- 使场地利用达到适当的建筑占地系数
3.物料搬运费用最少。
- 便于物料的输入，使产品、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
- 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，以方便管理
6.为职工提供方便、安全、舒适的作业环境
- 使环境合乎生理，心理要求，为提高生产效率和保证职工身心健康创造条件
七、设施布置的基本形式（X）
1.工作流程
（1）工艺原则布置（机群布置、功能布置）
- 定义
- 将相似设备或功能集中布置在一个地方的布置形式
- 按车床组、磨床组分区
- 适用于
- 多品种、小批量
- 医院
（2）产品原则（装配线布置）
- 定义
- 根据产品制造的步骤安排设备或工作方式。
- 产品流程是一条从原料投入到产品完工位置的连续线
- 适用于
- 少品种、大批量
（3）定位布置
- 定义
- 产品（由于体积或重量庞大）停留在一个位置上，设备人员、材料都围绕产品转
- 飞机制造厂、造船厂、建筑工地
（4）成组技术布置
- 定义
- 将不同的机器组成加工中心（工作单元），对形状和工艺相似的零件进行加工。
- 成组技术布置和工艺原则布置相似点都是有特定的工艺过程。
- 加工中心完成的品种有限
- 适用于
- 中小批量生产
2.生产系统功能
（1）存储布置
- 在仓库或储藏室内安排各组成部分的相对位置
- 只起储存功能，不对产品进行加工或服务
（2）销售布置
- 对组成部分的布置只考虑便于产品的销售而不考虑生产
- 零售商店、超级商场、展览会及顾客阅览室
（3） 工程项目布置
- 对组成部分作一次性排列
- 开发建筑、拦河坝、公路
- 有固定设备，且随着项目的进展，地点经常变动
八、布置的定量分析（X）
1. 布置分析的基本要素
- 产品（或材料或服务）
- 数量（或产量）
- 生产路线（或工艺工程）
- 辅助服务部门
- 时间（或时间安排
2.工艺原则布置
3.产品原则布置
- 产品原则布置与工艺原则布置明显的不同特性是工件流程的模式
- 工艺原则布置中，物流线路可变性强
- 产品原则布置中，设备和车间服务于专门的产品线
4.定位布置
- 特点是具有相对较少的产品数量
- 定位布置中，按照作业的级别安排顺序相当普遍
- 按照物料的技术优先性安排物料
5.成组技术布置
- 广泛应用于金属加工、计算机芯片制造和装配作业
- 三个步骤：
- 将零件分类
- 识别零件组的物流类型
- 将机器和工艺分组，组成两个工作单元
6.。系统布置设计（SLP）
九、系统布置设计（X）
- 有时车间之间的流量实际上不可能得到
- 有时不易提示的定性因素对布置决策起着决定性作用
- SLP是一种条理性强、将物流分析与作业单位关系密切程度分析相结合求的合理布置的技术
十、物料搬运方法及选择原则（X）
1.物料搬运方法（物料搬运路线、搬运设备和搬运单元的结合）
（1）搬运路线分类和选择
a.直达型
- 各种物料从起点到终点经过的路线最短
- 当物流量大、距离短（中等）
- 适合于有一定的特殊性而时间又较紧迫的情况
b.渠道型
- 物料在预定路线上移动，与来自不同地点的其他物料一起运到同一个终点；
- 物流量中等或少量而距离中等或较长时
- 当布置不规则而又分散时
c.中心型
- 各种物料从起点移动到一个分拣中心或分发中心，再运往终点
- 物流量小而距离中等或较近
- 当厂区外基本方整且管理水平较高时
⚠️「注意事项」如果物流量大且距离又长，说明布置不合理。
（2） 搬运设备选择原则
a.根据距离与物流量的大小，确定设备类别
b.根据设备的技术指标和物料特点选择设备规模及型号
（3）搬运单元
- 物料搬运时的基本装载方式
- 散装或用车箱、罐装
- 单件采用单件包装、集装器具
- 根据物料特点和设备选择运输与搬运单元
2.物料搬运20条原则
十一、物料搬运设备及器具选择应考虑的因素（Y）
1.搬运设备选择的基本思路
（1）明确问题性质
- 弄清楚是否确实需要进行搬运步骤
（2）应有长远考虑
- 制定设备选择计划时应该有长远发展眼光
（3）牢记系统化的概念
- 所选用的设备应在整个生产系统的总目标下发挥作用，不应只局限于工厂某一角落
（4）简化原则
- 没有充分理由，不要盲目追求不必要的高级设备
（5）选择合适的规格型号
- 应尽量采用标准产品，而不采用价格比较昂贵的非标准设备
（6）应考虑多方案比较
- 不要局限于用一种设备与搬运方法来完成某项搬运工作，应想到可能会有更好、更低廉的设备与搬运方法。
2.搬运设备选择应考虑的因素
（1）设备的技术性能
（2）设备的可靠性
（3）工作环境的配合和适应性
（4）经济因素
- 投资水平
- 投资回收期
- 性能价格比
（5）可操作性和使用性
（6）能耗因素
（7）备件及维修因素
（8）与物料适配程度
（9）物料的运动方式
以上