流程分析的车间内部设施布置设计
来源:磁铁 http://www.magnet-n.com
第一章 引言
第一节 设施规划的意义和作用 20世纪是全球工业化的世纪,伴随着工业化的发展设施规划的作用越来越重大,特别是二次大战以后世界各国为了弥补战争的损失,都投入了大量的资金来新建和重建工业。我国在建国后的50年中,也在工业化道路上取得了突飞猛进的成就。以美国为例,自1955年以来每年有8%的国民生产总值(GNP)花费在新的工业设施的建设上 ,其中约有40%左右用于制造业设施的建设,估计每年达到2500亿美元的投资。20世纪80年代以后受到信息技术的推动,各类服务业设施的发展速度又大大的超过了制造业。根据2001年美国统计,用于这些项目的投资达2万3000亿美元。我国仅在1986至1990年“七五”期间,全社会固定资产投资,包括基本建设和技术改造的投资平均每年达到近4000亿元人民币,五年内总投入达到国民生产总值的28%。目前我国每年项目投资已多达万亿元人民币以上。50年来的实践证明,在我国被广泛的称为工程设计中的相当一部分是设施规划设计,其水平的高低和规划设计质量的优劣,在建设项目中对资源是否合理利用,设施运营后能否实现科学管理,能否发挥社会效益和经济效益,对最终实现投资效果起到了决定性和关键性的作用。由此可见设施规划的重要性。
第二节 设施规划的发展历程及在我国的发展现状 设施规划设计的发展历程可以分为三个阶段: 二战前,设施规划主要用在制造也中,主要采用定性分析方法和经验设计。当然这种方法缺乏科学性,但经过大量实践的数据也反映一定程度的客观情况,根据经验新设计的工厂在较短
时间内比较符合实际情况。 二战后,方法逐渐由定性向定量转变,工作领域也由重点在制造业扩大到其他工业和服务业,设计对象向非工业设施扩大。20世纪60年代以后由Richard.Muther 倡导的系统化设施布置规划(SLP)方法,由于采用理性化的推理方法和系统化的规划设计方法,使设施规划设计前进了一大步,但这一方法的推理还比较粗略,系统化工作内容比较烦琐。随着计算机技术和信息技术的发展,80年代以来许多学者研究了各种设施布置的模型及算法,推理更加细致合理,加上CAD技术使绘图工作也可自动完成,出现了各种商品化的设施布置软件就,使设施规划设计又前进了一大步。
从我国目前来看,系统化设计和计算机辅助设施设计软件(Computer Aided Facility Design简称 CAFD)应用尚不普遍,经验加指标设计法在设施规划中还占有优势。除了主观原因外,还有系统化设计尚不习惯,相关设计软件还存在较多的不足和缺点,还需要对模型、算法以及CAFD软件作进一步研究改进和提高,更需要接个我国国情才能满足设施规划设计实际工作的要求。
第三节 选题的意义
我选择这个题目的背景是全球工业的大环境下,制造业、服务业和其他工业等对设施规划的迫切需求。我从久达公司(一个小型民营企业)的设施规划设计的整个过程中,得到了一些实用性的东西。力求做到由点及面,从一个侧面了解我国中小制造企业设施规划中存在的问题,寻求我国中小制造企业设施规划的有效方法。
第二章 设施规划概论 第一节 设施规划理论 一、设施规划的含义和目标
“设施”通常被广泛认为是一种有型的固定资产,在“设施”内,人、物料、机器集合在一起为了实现一个规定的目标,
最典型的就是制造一种实实在在的产品或提供某种服务。[1] 2002年美国生产与库存控制学会(APICS)将设施定义为:“设施是物理工厂、配料中心、服务中心和其他的设备” 。
2001年美国出版的《Maynard工业工程手册》第五版对设施的定义非常简洁,即:“设施是运作能力的物理表达” 。
总之设施规划在不同的书籍和不同文献中都有不同的表达,但他们有共同之处。一是设施规划的对象是整个制造系统或服务系统而非其中一个环节;二是设施规划的目的是优化布置。所以设施规划可以解释为:是为新建或改建的制造系统或服务系统,综合考虑各种因素,做出分析、规划、设计,使资源合理配置、系统建成后能有效运营达到各种预期的目标。 设施规划应该达到的目标[2]:
符合生产、服务和工艺或服务过程要求 最有效利用空间 物料搬运费用最少
为雇员提供方便、安全、舒适的环境 保证生产灵活性
适应管理方便 二、设施规划的工作范围和工作组织 就工业工程学科的范围来说,设施规划的主要包括场址选择和部分设施设计。设施设计通常包括布置设计(也称布局设计)、物流(物料搬运)系统设计、建筑设计、共用工程设计、信息系统设计等5大部分。我的论文写的是其中的一个分支——布置设计。
世界各国设施规划设计的工作组织各有差异,工作组织与各国工程建设管理体制密切相关。设施规划设计经常是工程设计的一部分,而工程设计是工程咨询活动的一个组成部分,常与工程的项目管理或工程的总承包联系在一起。因此很少有只承担工程设计的机构。具有工程设计业务的机构的类型多种多样,如有属于大公司大企业的;也有隶属于政府的或独立设置的;也有私人独资的、股份制的;有综合性的、也有专业性的。这些组织机构按经营管理特点可分为:工程咨询公司、工程公司
和设计事物所三种基本类型。 工程咨询公司
公司能为工程全过程提供工程咨询服务的顾问性机构,既能为顾主在项目建设前从事调查研究、分析论证、提出各种可行方案供其选择,又能为以后的工程设计、项目管理、施工监管、直到竣工验收,甚至为交工后的职工培训、管理咨询等提供服务。
工程公司
工程公司是拥有资金和各种人力资源、施工设备和富有工程建设经验的公司。为业主从立项开始,包括可行性研究、工程设计、设备和材料采购、项目管理、试车指导人员培训等作总承包,也可对其中某项工作进行单项承包。 设计事务所
设计事务所是由注册建筑师和工程师组成,从事工程设计和工程监管的专业性机构,其中较多的是建筑师事务所。也有从事土木、结构、暖通、空调、电器、给排水等专业的实际事务所,一般规模都比较小。
第二节 流程概述 一、 流程的概念
就制造也而言,所谓流程简单的说就是成品在实现过程中原材料、半成品在各机台之间的流动。 二、程序分析
程序分析是从宏观的角度出发,对整个生产过程进行全面的观察记录和整体分析。流程分析以现行的工艺程序为基础,采用专用的图表和符号对其进行详细的观察、记录,应用5W1H技术和ECRS四大原则进行分析,最后通过改进,提出合理的工艺流程和车间平面布置与物料搬运路线。 1.流程分析
流程分析是通过绘制流程程序图来实现的。流程程序图由操作
(○)、检验(□)、搬运(→)、等待或暂存(D)、贮存(▽)5种符号构成。此图比工艺程序图详尽复杂,因而常对 每一零件(或产品)单独作图,对其搬运、贮存、检验、暂存、操作都可进行独立研究。
此种图表将5种符号按照发生的顺序用直线见符号连接起来,而表头部分则应有工作部别、工作名称、现行方法与建议方法及最后统计。绘制此图时须注意[1]:P56 表上记述的内容必须是直接观察所的 表上应提供尽可能全面的信息,所有的图表都应该具备有关信息,其表头应包括:
产品、物料或设备的名称,附上图号或编号。 所记录的流动程序,应明确说明起点与终点及该方法是现行的还是建议的。
进行操作的地点(部门、工厂、工地等)。 图表查阅号、总叶数、页号。
记录者、审定人的姓名,记录日期 距离时间的总计,人工成本,材料成本,以便对新旧进行比较。 2.线路图分析
线路图是以作业现场为对象,对现场布置及物料和作业的实际流通路线进行分析,常与物流程序图配合使用,以达到改进现场布置和移动路线、缩短搬运距离的目的。路线图依比例尺绘制工厂的简图或车间平面布置,将机器工作台等相互位置绘制于图上并将流程程序图上所有的动作,以线条或符号表示。特别是材料与人员的流通路线,要按照流程程序记录的次序和方向用直线或虚线表示,各项动作发生的位置则用符号或数字表示。流通的方向一般以箭头表示。线路图主要用于“搬运”或“移动”。
第三章 工业设施布置的方法
第一节 设施布置类型和工业设施布置的方法 一、传统工业设施布置的类型