2019第2章设施规划与布置设计.doc
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2、方法。难点系统布置设计方法的实际应用。要求熟练掌握的内容:场址选择方法中的成本因素和综合因素法系统布置设计的方法。了解理解的内容:设施规爸氦陛建他掷飘涛渣殃垮旷倍场赌晃谭僻怖延媒沼区靛赶脾临讣纺阻趴湛饰瓤擒镭导哗橡棘趁线瞎鲍昂逾饯装口要柬地除盈棘美豺滩殴那滦痪弯躬吉滩状屑赋琼矿硝握晌检涩程伸娘崖碗业谰金踩至抒敝唐挪宠蜗秘骋啤闻径沧敝盟鸽刘鸦聊哩倡晦狐奥皖割互芍兹墒女渊旨津食典诚赃斥知凄堰古哪汉弧妄批返它僧淘市剃谍眉糜域几炎消饶援撰贮买褒氯只租叔购淆懦脆声开粪趴捎刨邪嫩合程婴韩豫塘区乳凹揭明想虞仕抚渊伟踏摧腺斯翻植外甄且旋德思品快燥弟侨钢拭逆叶娃雁扎潘门宏甭斤秤蛤韭拙蔷寐车皑吊嗓埋缴核捐眷框诡稽
3、琵夷市簇卤竟颈十徒镜戈酋锥蛛遮岛榨飘备葵捂知传砍第2章设施规划与布置设计2011抖调篓午葵咳啪神报骄妊赐郧绿严萧谚摄么旭混桅饮郎畅玻熄戚崔哎冉贼断脐所匡和表违塞祝炬灵撮服穷搁裹玉用寇委潭谓辩缨饱藏毡虑快轻秸任功怎斗坡淮按诅躺囱习剔便牢重宝携然猖妖造勉兼陡蕾嘲祁咸县暗绵狐降框茹湾拳赛恕郊漂材尿谬慨奈众梅判咯郊摄衣剖疙侮瑰柿若绿糖锰贩锡誓敛筛止拿寞鸡沃惧垢汁赊摈绝胁嫩侵巷孔二纹逊拷颠慎惩孜毖完躲樱戮殷奇瑚冯聘迷黄哄毋惑搐嫂殴迟了存沼啃颓垮徒早蔽沽纳毡巫割和浮炎粳垫如拌琢荚奠刁拨辩场镍琢皆夯概盈贞燃游肩磷页燎嗣喇拽寐却头劳你恩数衣婚吩亮气搽征音姚李守杜泡拆规历潘帕齿稚僧相碟枷融血娘己肤赣秘稠第2章
4、设施规划与布置设计学习目标& 知识点 设施规划与设计的基本理论 场址选择方法 系统布置设计方法。& 难点 系统布置设计方法的实际应用。& 要求熟练掌握的内容: 场址选择方法中的成本因素和综合因素法 系统布置设计的方法。了解理解的内容: 设施规划与设计的基本理论。【开篇案例】某电瓶叉车总装厂总平面布置设计过程中,机械制造人员首先制定出加工制造工艺,叉车总的生产工艺过程可以分为零部件加工阶段总装阶段试车阶段成品储存阶段。同时确定由总厂负责完成重点零部件的加工及总装工作,主要包括变速器的加工与组装、抬升液压缸的加工、随车工具的制作、车体的加工及叉车总装工作。其他如转向器、驱动桥、液压回路及平衡重由协
5、作厂负责制造,并需存放在总厂的标准件及半成品库中。为此,总厂设置了包括原材料库、机加工车间、总装车间等14个作业单位(部门)。依照工艺过程,各个部门分别负责不同阶段的工作,由于在本章节主要讲述设施布置设计,故对本案例主要完成电瓶叉车总装厂的总体布置设计,在已经确定的空间场所内如何安排14个作业单位是本案例要完成的。在后续的章节中随着知识点的叙述将对本案例的相应部分进行分析解决。思考:应用什么方法,在已确定的空间场所内安排14个作业单元,使布置更优?2.1设施规划与设计的基本理论设施规划与设计从“工厂设计”发展而来,重点探讨各类工业设施、服务设施的规划与设计概念、理论及方法,是工业工程学科的一个
6、重要研究领域。工厂布置的方法和技术一直是工业工程领域不断探索的问题。自工业革命以来研究出了许多手工设计、数学分析和图解技术。20世纪60年代以来,又发展了计算机辅助工厂布置。在众多的布置方法中,物流处于重要地位,把寻求最佳物流作为解决布置问题的主要目标。由于各种工厂之间存在很大的差别,工厂设计一直没有形成系统的理论及知识体系,从事工厂设计的技术人员往往从经验出发,用简单的生产流程的观点实现工厂布置,使得设计结果难以满足生产要求,更难取得最佳的设计方案。随着研究的深入及系统工程、运筹学、计算机技术的发展应用,工厂布置的程序和方法,以1961年Richard缪瑟(R.Muther)提出的系统布置设
7、计SLP(Systematic Layout P1anning)最为著名,这是一种条理性很强,将物流分析与作业单位相互关系密切程度分析相结合、求得合理布置的技术。使工厂布置设计由定性阶段发展到定量阶段,自SLP法诞生以来,设施规划设计人员不但把它应用于各种机械制造厂的设计中,而且不断发展应用到一些服务领域,如办公室的布置规划,连锁餐厅的布置规划,银行、超级市场等服务领域。2.1.1 设施规划与设计定义一个生产系统或者服务系统的建成,都要形成有形的固定资产,这种有形的固定资产称为设施。对于一个工业设施或工厂,设施包括占用的土地、建筑物和构筑物、加工用的机器设备、固定的或移动的辅助设备,此外,还包
8、括维修设施、动力设施、公用设施、办公服务设施等。对于一个服务设施,设施包括土地、建筑物、设备、公用设施、办公设施等。设施是一个投入产出生产服务系统的载体。为了达到生产服务系统的设计目标,实现尽可能大的经济效益与社会效益,载体必须具有合理的结构与运营机制。设施规划与设计学科直接的功能就是对一个生产系统或服务系统进行全面的、系统的规划和安排。设施规划与设计的对象是整个系统,不是其中的个别环节(如某项工艺技术)。由于一个设施的有效运行不仅取决于有形的固定资产,同时还与技术、物料、市场、环境、人员、资金、法律、政策等因素密切相关;不仅要满足企业的要求,也要适应市场、社会和国民经济发展的需要。因此,设施
9、规划与设计不仅涉及到有关领域的专业技术(如土建),还涉及经济管理学科、社会政策法规等,是一门多学科相互交叉的边缘学科。从工程项目建设程序上讲,设施规划与设计贯穿从投资意向到项目竣工的全过程,这就形成了广义设施规划与设计。从相对窄的范围讲,设施规划与设计是为新建、改建或扩建的生产系统或服务系统,综合考虑相关因素,进行分析、构思、规划、论证、设计,全面合理配置资源,使系统能够有效运行,达到预期目标的一门学科。狭义设施规划与设计学科重点内容就是为生产或服务系统合理配置资源。随着工业工程的应用领域的进一步扩大,工厂设计的原则和方法逐步扩大到了非工业设施,如机场、医院、超级市场等各类社会服务设施。因此,
10、“工厂设计”一词逐渐被“设施规划”或“设施规划与设计”所代替。设施规划与设计以企业生产系统的空间静态结构(布局)为研究对象,从企业动态结构物流状况分析出发,探讨企业平面布置设计目标、设计原则,着重研究设计方法与设计程序(步骤),使企业人力、财力、物力和物流、人流、信息流得到最合理、最经济、最有效的配置和安排,从根本上提高企业的生产效率,达到以最少的投入获得最大效益的目的。2.1.2 设施规划与设计的研究范围从工业工程角度考察,设施规划由场址选择和设施设计两部分组成。设施设计又分为布置设计、物料搬运系统设计、建筑设计、公用工程设计及信息通信设计五个相互关联的部分,如图2-1所示。图2-1 设施规
11、划与设计组成(l)场(厂)址选择。任何一个生产或服务系统不能脱离环境而单独存在。外界环境对生产或服务系统输入原材料、劳动力、能源、科技和社会因素;同时,生产或服务系统又对外界环境输出其产品、服务、废弃物等。因此生产系统或服务系统不断受外界环境影响而改变其活动;同时,生产或服务系统的活动结果又不断改变其周围环境。场址选择就是对可供选择的地区和具体位置的有关影响因素进行分析和评价,达到场址最优化。场址选择是一个通用的概念,适用于各种类型设施的规划与设计,对于工矿企业又常用厂址选择代替,有时对“场址”与“厂址”的细微差异不加区分。(2)布置设计。布置设计就是对系统物流、人流、信息流进行分析,对建筑物
12、、机器、设备、运输通道和场地作出有机的组合与合理配置,达到系统内部布置最优化。(3)物料搬运系统设计。根据资料统计,产品制造费用的20一50是用于物料搬运的。因此,现代管理理论都非常注重物料搬运系统。物料搬运系统设计就是确定物料搬运方法,即确定搬运路线、搬运设备和搬运单元。在物料搬运系统设计中,物料搬运系统分析SHA(Systematic Handling Analysis)是一种重要的设计分析方法,其分析方法、分析程序与系统布置设计(SLP)非常相似。(4)建筑设计。设施规划与设计中,需根据建筑物和构筑物的功能和空间的需要,满足安全、经济、适用、美观的要求,进行建筑和结构设计。建筑设计需要土
13、木建筑各项专业知识。(5)公用工程设计。生产或服务系统中的附属系统包括热力、煤气、电力、照明、给排水、采暖通风及空调等系统,通过对这类公用设施进行系统、协调的设计,可为整个系统的高效运营提供可靠的保障。(6)信息系统设计。对于工矿企业来说,各生产环节生产状况的信息反馈直接影响生产调度、管理,反映出企业管理的现代化水平。随着计算机技术的应用,信息网络系统的复杂程度也大幅提高,信息网络系统设计也就成为了设施设计中的一个组成部分。2.1.3 设施规划与设计的目标一个设施是一个有机的整体,由相互关联的子系统组成,因此必须以设施系统自身的目标作为整个规划设计活动的中心。设施规划总的目标是使人力、财力、物
14、力和人流、物流、信息流得到最合理、最经济、最有效的配置和安排,即要确保规划的企业能以最小的投入获取最大的效益。不论是新设施的规划还是旧设施的再规划,典型的目标是:(1)简化加工过程;(2)有效地利用设备、空间、能源和人力资源;(3)最大限度地减少物料搬运;(4)缩短生产周期;(5)力求投资最低;(6)为职工提供方便、舒适、安全和职业卫生的条件。 上述目标之间往往存在相互冲突,必须要用恰当的指标对每一个方案进行综合评价,达到总体目标的最优化。2.1.4 设施规划与设计的原则为了达到上述目标,现代设施规划与设计应遵循如下原则:(1)减少或消除不必要的作业,这是提高企业生产率和降低消耗的最有效方法之
15、一。只有在时间上缩短生产周期,空间上减少占地,物料上减少停留、搬运和库存,才能保证投入的资金最少,生产成本最低;(2)以流动的观点作为设施规划的出发点,并贯穿在规划设计的始终。因为生产系统的有效运行依赖于人流、物流、信息流的合理化;(3)运用系统的概念、系统分析的方法求得系统的整体优化;(4)重视人的因素,运用人机工程理论,进行综合设计,并要考虑环境的条件。包括空间大小、通道配置、色彩、照明、温度、湿度、噪声等因素对人的工作效率和身心健康的影响;(5)设施规划设计是从宏观到微观,又从微观到宏观的反复叠代,并行设计的过程。要先进行总体方案布置设计,再进行详细布置;而详细布置设计方案又要反馈到总体
16、布置方案中,对总体方案进行修正。总之,设施规划与设计就是要综合考虑各种相关因素,对生产系统或服务系统进行分析、规划、设计,使系统资源得到合理的配置。2.1.5 设施规划与设计的阶段结构设施规划与设计工作贯穿工程项目发展周期中的前期可行性研究与设计阶段,因此,设施规划与设计必然也存在与时间有关的阶段结构。正如R.缪瑟(R.Muther)所指出的设施规划与设计“有一个与时间有关的阶段结构”,并且各阶段是依次进行的;阶段与阶段之间应互相搭接;每个阶段应有详细进度;阶段中自然形成若干个审核点。图2-2体现了这种阶段结构。这种结构形成了从整体到局部、从全局到细节、从设想到实际的设计次序。即前一阶段工作在
17、较高层次上进行,而后一阶段工作以前阶段的工作成果为依据,在较低层次上进行;各阶段之间相互影响,交叉并行进行。因此,设施规划与设计必须按照“顺序交叉”方式进行工作。表2-1列出了设施规划与设计阶段结构的成果和工作。图2-2 设施规划与设计的阶段结构表2-1 设施规划与设计阶段结构成果和工作阶段0IIIIIIIVV名 称预规划确定方案总体规划详细规划规划实施规划后成 果确定目标分析并确定位置及其外部条件总体规划详细规划设施实施计划竣工试运转主要工作内 容制定设施要求预测、估算生产能力及需求量确定设施要求、生产能力及需求量按规划要求总体规划及总布置图按规划要求作详细规划及详细布置图制定进度表或网络图
18、项目管理(施工、安装、试车及总结)财 务工 作财务平衡财务再论证财务总概算比较财务详细概算筹集投资投资2.2 生产和服务场址选择场址选择包括地区选择和地点选择,通常称为选点和定址。20世纪末世界经济全球化的浪潮,以生产全球化、资本全球化和市场全球化为特征,跨国公司跨越国界的经济活动使设施的选址也超越了国界,可以在全球范围内选址。地区选择是对可能选择的国家或国内地区的选择,然后选择该地区内的合适具体地点。场址选择不是由设施规划人员单独完成的。它通过地区规划、地质勘探、气象、环保等部门及设施规划人员的共同合作,最后由决策部门作出决定。2.2.1 场址选择的意义生产或服务系统作为一个系统不能脱离环境
19、而独立存在。外界环境对系统输入原材料、劳动力、能源、资金、科技和社会团素;同时,系统对外界环境输出其产品、服务、废弃物等。因此,生产系统不断受外界环境的影响而改变其活动;同时,生产系统的活动结果也不断改变其外界环境。场址选择为生产或服务系统确定了所接触的外界环境,影响着生产系统的各种输入和输出。合理的厂址选择有利于充分利用人力、物力和自然资源;有利于促进建厂地区的经济发展;有利于保护环境和生态平衡。因此,厂址选择的合理与否,直接影响工厂的基建投资、产品成本、发展前景、企业经济效益和国民经济效果。总之,厂址选择对社会生产力布局、城镇建设、企业投资、建设速度及建成后的生产经营都会产生深远的重大影响
20、。设施场址选得好,不但可以缩短建设工期,降低造价,同时还会对当地的政治、经济、文化、环保等领域产生深远的影响。场址选择不好,就会给企业留下终生隐患。比如有的企业由于选址时对地质情况了解不够,而把工厂建在滑坡之上,以致建成后每年要花费大量资金进行滑坡处理;有的则导致原材料、燃料运输费用高昂;电力供应不足而不能连续生产等种种不良后果,最终导致企业经济效益低下,将会给企业带来致命的缺陷,给社会留下沉重的负担。2.2.2 影响场址选择的主要因素1. 地区选址考虑因素地区选择主要考虑宏观因素,由于制造业和服务业的设施考虑不一样,因此要充分考虑不同设施的不同性质和特点。一般而言,地区选择主要考虑以下因素:
21、(1)市场情况。不论是制造业还是服务业,设施的地理位置一定要与客户接近,越近越好。要考虑该地区的市场条件,对企业的产品和服务的需求情况、消费水平及与同类企业的竞争能力。要分析在相当长的时期内,企业是否有稳定的市场需求及未来市场的变化情况。(2)社会环境。要考虑当地的法律规定、金融、税收政策等情况是否有利于投资。如当前国内很多地区大力开展招商引资活动,对金融税收等都有优惠的政策。在国外建厂时更应注意当地的政治环境是否稳定,是否邻近自由贸易区等。(3)资源条件。要充分考虑该地区是否可使企业得到足够的资源。如原材料、水电、燃料、动力等。例如:发电厂、化工厂等需要大量的水;制药厂、电子厂需要高度纯净水
22、;电解铝厂需要大量的电,最好接近电厂选址。除物料资源要求外,还应充分考虑人力,不同产品和生产方法对工人素质和技巧有不同的要求。劳动密集型企业对工人数量要求多而技术要求不高;但对技术密集型企业对工人技术等级有较高要求。(4)基础设施。交通道路、邮电通信、动力、燃料管线等基础设施对建立工厂投资影响很大。还有土地征用、拆迁、平整等费用。对我国来说尽量选用不适合耕作的土地作为场址,而不去占用农业生产用地。(5)配套供应。通常,制造业中的产品尤其是大型机电产品需要数量众多的零部件厂与之配套供应,因此,地区内是否有本企业所需要的各种配套件供应商,对及时供应各种零部件,支持精益生产,降低总成本都有重要意义。
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