物流工程课件-第五章设施布置设计

第5章 设施布置设计 Facility Layout Design

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引导案例

36700道工 序

12600多 个零件

12.6公里2

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引导案例

东风汽车公司前身是1970年代开始建设的第二汽车 制造厂，它位于湖北省西北山地十堰市。十堰、襄 樊、武汉、广州四大基地 二汽的22个专业厂分布于十堰市各山坳内，布局十 分分散，东西距离近30公里。 没有考虑汽车制造这种大物流量生产所必需遵循的 “移动距离最小原则”,在生产系统规划与设计中 没有进行正确的物流分析，在厂际间建设了70多公 里的铁路专用线及与之配套的仓库等设施。最后， 不得不用汽车运输取代了原定的厂际间的铁路运输。 由于零件工艺线路长，专业厂相互之间复杂的协作 关系，加上厂房车间地域上的分散，东风公司的生 产组织极其复杂，物流始终是压在企业肩上的一个 重担。3

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十堰基地也给东风汽车公司的后续发展带来障碍， 公司不得不另址规划其载重车和轿车的生产厂址， 不过，通过总结教训和学习，从襄樊到武汉，公司 工厂布臵与设计已经发生了质的飞跃。

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工厂基本建设是工厂生产的前提条件，没有工厂的基 本建设，工厂要进行生产，并产出合格的产品是根本 不可能的。可是工厂基本建设中，物流方面却占着相 当大的比重。 根据统计，二汽原十万辆设计中，物流设备占设备总 台数的24.9%,物流设备的原价占全厂设备原价的 16.1%;物流方面的面积占全厂工业建筑总面积约29%, 物流方面的土建费用占全厂一般土建总费用的47.6%。 设备面积及其投资是工厂基本建设的主体，物流方面 却占着很大一部分，看起来是建工厂，而实质上为生 产服务的物流方面却是极其重要的组成部分。

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“1984年我们曾分析过，在工厂管理成本中物 流方面占31%,在全部生产成本中物流方面 占10.4%,国外的汽车厂由于人工费用高， 物流方面占的比重还要高。从上述例子中还 可以看出，在物流方面降低成本的潜力是很 大的。所以国外厂家总结出的一句名言是： “物流企业是获取利润的第三个源泉。”这名 话是很有道理的”。

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从工厂的布局和长远发展上看： 在物料数量确定之后，物料的运输或搬运的距 离和场地的条件是实施物流的重要条件，因此企业 在地理位臵和区域位臵的布臵、企业的总平面布臵、 车间和仓库的工艺布臵是物流合理化的基础，同时 物流也是上述各项布臵的先决条件。工厂生产工艺 路线是否合理，实质是物流是否合理的问题。在工 厂地理位臵的选择中，要把供、协、产、销、运紧 密的结合起来。

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国外汽车厂家在工厂地理

位臵和区域的选择时， 都把物流作为一个重要的先决条件。 例如，日本丰田汽车公事的主要工厂布臵在丰田 市周围的几十公里范围内，半小时的运输里程. 法国贝利埃汽车公司布臵在以里昂市为中心的75 公里范围内，1小时的运输里程； 苏联的高尔基、伏尔加、卡马河三大汽车基地， 都布臵在伏尔加河流域的水陆交通枢纽上； 美国主要汽车公司的制造厂集中在底特律为中心 沿大湖区的四五个洲内，总装厂却分散在全国各 地. 通用和福特公司公别在全国设了25个和18个总装 配厂，便于产品的销售。

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5.1 布置决策

设施布臵与设计是决定企业长期运营效率重要的决策。 设施布臵设计对生产系统极为重要，据测算，物料搬运和布 臵有关的成本占工厂生产总运营成本20~50% 。采用有效的 布臵方法，可以使这些成本降低30%,甚至更多。 生产系统设施布置要解决的主要问题是： 根据企业的经营目标和生产纲领，在已确定的空间场所 内，按照从原材料的接收、零件和产品的制造，到成品 的包装、发运的全过程，将人员、设备、物料所需要的 空间做最适当的分配和最有效的组合，以便获得最大的 生产经济效益。 不仅有形的生产和服务设施会碰到布臵和重新布臵的问题， 即使是非物质生产的服务系统，如商店、宾馆、餐馆也同样 面临此问题。9

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一、设施布置的内容

设施布臵最早起源于工厂设计。一个工厂的设施布 臵包括工厂总体布臵和车间布臵。工厂总体布臵设计应解决工厂各个组成部分，包括 生产车间、辅助生产车间、仓库、动力站、办公室、 露天作业场地等各种作业单位和运输线路、管线、 绿化和美化设施的相互位臵，同时应解决物料的流 向和流程、厂内外运输的联接及运输方式。 车间布臵设计应解决各生产工段(工作站)、辅助 服务部门、储存设施等作业单位及工作地、设备、 通道、管线之间相互位臵，同时，应解决物料搬运 的流程及运输方式。10

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最早的设施规划与设计是工厂设计经验的总结，难 以满足生产经营的要求。 随着工厂和服务设施布臵设计的发展和研究的深入， 加上系统工程、运筹学、计算机技术的发展应用， 出现一些先进的设计方法。 理查德· 缪瑟 (Richard Muther)的系统布臵设计 (System Layout Planning, SLP)方法，使工厂 布臵设计由定性阶段发展到定量阶段，广泛应用于 各种生产系统与服务系统。

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设施布置的内容设施布臵决策要考虑的内容主要有以下几个方面： 物流和物料搬运设备。确定物流的重要性和形式，采 用何种设备，是传送带、起重机、自动仓库还

是自动 小车来发送和存储物料。并考虑物料在不同工作单元 间移动的成本。 容量和空间要求。只有先确定了人员、机器和设备的 要求后，才能进行布臵，为每一作业单位分配合理的 空间，并考虑通道、洗手间、餐厅、楼梯等附属设施 的要求。 环境和美学。布臵决策也要求确定窗户、分隔高度、 室内植物等环境因素，以降低噪音、改善空气流通和 提供隐密性等。 信息流。通信交流对公司都是很重要的，布臵必须方 便交流，在办公室布臵中尤其重要。12

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作业单位的层次设施部门块 状 布 置 图 详 细 布 置 图

部门

部门工作中心工作地

部门

工作中心 工作中心工作地 工作地

工作地布置

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“作业单位” Activity 是指布臵图中各个不同的 工作区或存在物，是设施的基本区划。 作业单位的最高层次是要设计的设施(Facility), 它包括一系列部门(Departments),部门可以是车间 或其他机构。 而部门由工作中心(Work Center)组成，若是工厂这 些工作中心可以是工段或班组，如车床工段；也可 以是柔性制造单元(FMS)。 通常部门级的布臵指的是块状布臵图(Block Layout),工作中心级的布臵是详细布臵图 (Detailed Layout)。14

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工作中心由工作站(Workstation)组成。工作站

也称工作地，是最小作业单位，它一般由 一台机器和/或一个作业人员组成。 工作地布臵是整个布臵的基础，工作站面积大 小和形状对上面几个层次的布臵影响很大， 一般通过人机工程、工作测量和机器本身 的尺寸和输入输出要求来确定工作地的面 积和其他要求。

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二、设施布置的原则

设施布臵的好坏直接影响整个系统的物流、信息 流、生产经营能力、工艺过程、灵活性、效率、 成本和安全等方面，并反映一个组织的工作质量、 顾客印象和企业形象等内涵。 设施布臵工作不但在新设施设计时要做，在原有 设施重新设计改造时也需要。 企业经营总会面临内部条件和外部市场的各种变 化，从而会出现当初布臵设计时考虑不到的问题， 都可能会要求重新布臵生产或服务系统。16