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1、生产设施规划与布局设计1设施布局概述设施布局是指在一个给定的设施范围内，对多个经济活动单元进行位置安排。所谓经济活动单元，是指需要占据空间的任何实体，也包括人。设施布局有以下几类。1)固定式布置(Fix．PositionLayout)，根据体积或者质量将产品固定在一个位置上，设备、人员、材料都围绕着产品分布，如飞机制造厂、造船厂等。其优点在于物料移动较少，高度柔性。不足之处是人员设备的移动将相对增加，设备需要重复配备，对工人技能要求高等。2)产品原则布置(ProductLayout)，根据产品的制造步
2、骤安排各组成部分。从理论上看，流程是一条从原料投入到成品产出的连续线。固定制造某种部件或某种产品的封闭车间，其设备、人员按加工或生产的工艺过程顺序布置，形成一定的生产线，适合品种少、批量大的生产方式。3)工艺原则布置(ProcessLayout)，是将同类设备和人员集中布置在一个地方的布置形式。工艺原则将功能相同或相似的一组设施布置在一起，故又称为机群式布置。工件按工艺路线成批进入这些班组，不同的产品需要不同的工艺路线。4)成组原则布置(GroupLayout)，应用成组技术进行设施布置，成组技术就是
3、识别和利用产品零部件的相似性。一系列相似工艺要求的零件组成零件族。针对一个零件族的设备要求形成机器组，这些机器组形成制造单元。成组原则布置介于产品布置和工艺布置之间，适应于中小批量生产。生产系统布局一般说来，生产系统布局有3种类型。以产品为中心的布局形式这种类型的布局以产品的生产顺序作为布局时的主要参照。即将生产过程从材料到成品进行详细分类,然后根据这种分类选用设备,再将其按工艺顺序组成流水生产线。整车组装、食品加工等多采用这种布局形式。它的优点为:设备相对简单,组织生产方便,半成品传输费用低,生产
4、效率较高。而其主要局限性首先在于灵活性不够。如果产品有变,则整个布局也需作相应的改变。其次,由于所有设备必须同步运行,其中任何一台机器出现故障,都会导致整个生产线停产,因此对设备的可靠性要求较高。再次,这种布局下的生产形式往往由于分工过细,不易发挥人的主观能动性。显然,这种布局适合于大批量、少品种的生产过程。以工艺过程为中心的布局形式这种布局形式根据设备的功能分类,将功能相同或相似的设备归类、配置在一起。它的最大优点是灵活多变，不受产品限制,可大量使用通用设备，同时设备利用周期较长,它的缺点包括：半成
5、品传输费用较高；生产工艺较为复杂,难以控制；主产周期较长,因而生产效率较低；半成品积压多,因而成本高。这种布局形式适合于小批量、多品种的生产过程。小批量的作坊式工厂多采用这种布局。成组布局形式成组布局形式既不以产品为中心,也不以工艺过程为中心。而是将二者结合起来,按照相同或相似产品或零件所要求的工艺进行合理划分。然后以这种划分为基础,将不同的机器设备编组，形成一个针对某类零件或产品的、相对独立的工作单元。每一个单元可以有不同的机器设备、工艺规划和控制过程。这种布局具有很多优点。首先,由于各个单元可以
6、相对独立地组织生产,因此可以通过单元的优化来达到整个系统的优化控制。如此优化较易实现,质量也易保证,而且较易调动人的积极性。其次，这种布局使得生产系统较为灵活多变并且,较之第二种布局，其效益大为提高。显而易见,这种布局是前面两种形式的结合与改进,适合于中大批量、多品种的生产过程,是目前实现精益敏捷制造方式的主要手段,可以预料,今后一段时期内,现代工厂的布局将以此为主要发展方向。但是,要实现这种布局形式，将会对规划、控制和人员素质提出更高的要求,初期投资也会更高些。最初的设施布置设计主要是凭经验和感觉。
7、但到了50年代,布置设计从传统的只涉及较小系统发展到大而复杂的系统设计,凭经验已难以胜任。于是,在综合各学科发展的基础上,一方面,布置设计中运用起系统工程的概念和系统分析的方法,在1961年由美国的缪瑟提出了极具代表性的系统布置设计(SLP)理论;另一方面,60年代以来以JM摩尔等为代表的一批设施规划与设计学者,较为系统地研究应用计算机技术进行平面布置及其优化的问题,并产生了许多用高级语言写成的平面布置程序,如用于新建设施的CORELAP、ALDEP程序和用于改建布置的COFAD、CRAFT程序,形成
8、了计算机辅助设施布置(CAL)方法。缪瑟的系统布置设计(SLP)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,因此在布置设计领域获得极其广泛的运用。国内在80年代以后引进了这一理论,收效非常显著。而计算机辅助设施布置方法利用计算机的强大功能,帮助人们解决设施布置的复杂任务,为生产系统的设施新建和重新布置提供强有力的支持和帮助,节省了大量人力和财力,尤其是对大型项目和频繁的重新布置。50年代以后，工厂设计无论在范畴上还是方
