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设施规划与物流分析毕业论文
摘要
随着国家宏观调控政策的逐步落实和生产要素成本的大幅上升,国内制造业企业之间的竞争日益激烈,降低车间的物流成本越来越成为众多企业关注的焦点。
运用科学合理的设施布置方法和技术,对车间设施进行科学合理的规划显得非常必要。
论文通过对蓬泰企业的拉丝车间现有厂房的物流分析,运用系统布置设计理论和设施规划方法等工程技术,对蓬泰公司拉丝车间新厂房进行合理的设施规划与物流系统设计,提出系统的设施布置方案,缩短企业现场的生产周期,降低车间物流成本。
论文旨在运用缪瑟的SLP（SystematicLayoutPlanning方法解决企业新厂房设施规划问题。
目的在于突破蓬泰企业在新厂房规划过程中完全依靠经验的做法,通过引入定量的设施规划方法对蓬泰公司的拉丝车间新厂房进行科学合理的规划。
关键字:
物流系统分析,设施规划,布置设计,SLP,工业工程,路线,方式
ABSTRACT
Withthegradualimplementationofthenationalmacroadjustment-and-controlpolicyandtherisingbyawidemarginofthecostofmanufacturingelements,aswellasthecompetitionbetweenthedomesticenterprisesofmanufacturingindustrybecomingfiercedaybyday,itisthereductionofthelogisticcostinworkshopsthatbecomesmoreandmoretheconcernsofmanyaenterprises.SoitisveryessentialfortheenterprisestousemethodandtechnologyofFacilitiesLayouttomakeascientificandreasonablefacilitiesplanning.
Regardingthelogisticanalysisoftheworkshopsofheavy-containerplantsinmanufacturingenterprisePengTai,thispaperwillapplyEngineeringTechnologieslikeSystematicLayoutPlanningTheory,FacilitiesPlanningmethodsetc.tomakeareasonablefacilitiesplanningandlogisticsystemdesignofthenewworkshopsofheavy-containerplantsmanufacturingenterprisePengTai,andtoproposeasystematicalFacilitiesLayoutPlanningsoastocurtailproductioncycleandreducelogisticcost.
ThispaperaimsatapplyingSLP（SystematicLayoutPlanningtheorytosolvetheactualproblemsofnewworkshopsinfacilitiesplanning.Inordertobreaktheexperience-orientedpracticeintheplanningofnewworkshopinenterprisesPengTai,itintroducesaquantitativefacilitiesplanningtomakeascientificandreasonableplanningfornewworkshopsinenterprisePengTai.
Keywords:
LogisticsSystemAnalysis,FacilitiesPlanning,LayoutDesign,SLP,IndustrialEngineering,Line,Way
1绪论（1
1.1选题背景（1
1.2国内外设施规划研究状况及发展趋势（1
1.3主要研究内容和意义（2
2蓬泰企业介绍（4
2.1蓬泰企业简介（4
2.2企业的核心价值观（4
2.3管理模式（4
3设施规划与物流分析理论概述（6
3.1设施规划的定义（6
3.2设施规划与设计的目标与原则（7
3.3设施规划与设计的阶段结构（8
3.4设施规划与设计的基本形式（10
3.5设施规划（布局设计方法（12
4系统布置设计（SLP理论概述（14
4.1系统布置设计的要素及阶段构成（14
4.2系统布置设计程序模式（16
5拉丝车间系统布置设计实践（18
5.1拉丝车间功能区域分析（18
5.2拉丝车间相关性分析（20
5.3拉丝车间布置规划（35
5.4方案的评价（43
6总结（48
参考文献（49
致谢（50
附录（51
1绪论
1.1选题背景
21世纪,随着中国现代化建设的发展,我国已经逐渐成为世界上的工业大国,据有关资料显示,世界上将近一半的工业产品都将在中国生产,中国渐渐成为世界的主要生产加工基地。
中国拥有许多优越的硬件设施和环境,但是,跟世界上一些发达国家相比,我国在生产率等诸多方面,还是有很大的差距。
虽然我国是一个工业大国,但是我们的生产力水平却达不到国际先进水平。
从事加工行业的人口数量众多,但是收入却不及发达国家一半。
尤其是在生产制造过程中,效率低,浪费多。
很多问题在加工制造业中日渐突出,影响生产率的因素越来越来多,其中就包括了车间厂房的布局不合理。
随着现代系统优化技术的发展和计算机辅助设计技术的应用,工厂布置设计已广泛地采用计算机辅助设计进行设施规划与布置。
由于影响设施布置的因素错综复杂,并且因素之间存在着相互影响,相互制约,大多数因素具有不确定性。
因此,在设施布置设计中常以物流分析作为主要内容,大多数计算机辅助布置设计软件也都是以物流为主线,采用定量分析与定性分析结合的方法分析布置方案,并将定性分析转化为定量分析,以充分发挥计算机擅长于分析问题的优点。
掌握与应用计算机辅助设施布置设计的方法和程序已成为必然要求。
本课题的背景项目是蓬泰企业拉丝车间的设施规划。
研究的方向主要是探讨工业工程中的SLP（SystematicLayoutPlanning,系统布置规划方法和思想在拉丝车间规划中的应用。
1.2国内外设施规划研究状况及发展趋势
随着世界生产力水平的飞速发展,越来越多的国家开始发现物流对于
提高生产力水平的作用,并将把提升现代物流的发展放在企业的战略性地位,因此物流又被称为利润来源的第三方。
能否做好现代物流的发展,关系着企业的生命力和竞争力。
近几年,各个国家的企业开始重视自身重点的发展。
而对于制造业而言,生产中的物流建设是其主要的重点发展对象,对于物流建设而言,物料搬运系统的分析与设计又是其首要重点,物料搬运系统的前提又必须先搞好设施规划即工厂的布局。
改革开放前国内的工厂设计单位注重设备的定量计算,而对于设备的布置,车间以及工厂的布置则以定性为主,即直接经验法和移植法。
但是随着改革开放后科学的发展,企业理念的不断提高,节约型社会的建设,如何才能高效节能的生产让人们不得不思考工厂布局的定量设计。
目前世界发达国家与地区,在工厂布置设计时,将产品物料从进厂到制造包装完毕出厂,按照一个“物”的流程运输进行考虑,即用物流技术,以定量方法得出答案,再进行综合比较,选出最优方案。
这种以物流设计解决工厂布局设计的方法就是“SLP+SHA”。
我国的设施规划的飞跃发展是从改革开放引进外资开始的,特别是到了21世纪初,国内很多企业转型重建时系统布置设计得到了大力的推广和发展,降低企业成本,有效的提高了企业的效益。
虽然我国的设施规划技术与世界上发达国家还是有一定差距,但是随着企业的共同努力,我国的设施规划水平将会逐渐与国际先进水平接轨。
1.3主要研究内容和意义
蓬泰企业的原有拉丝车间由于没有充分分析各作业单位之间的相互关系与强度,不能合理的对车间各生产单位规划布局,导致了拉丝车间布局不合理,物料摆放不合理,成品与半成品运输乱,生产效率低。
机器设备无法合理摆放,影响了工人作业的空间,对工作环境造成负面影响。
这就需要在新车间的建设过程中寻找科学的,高效的,简便的设施规划方法指
导新车间的布局规划。
系统布置设计方法提供了一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的规划方法,它不是一套严密的设计理论,而是一套实践性非常强的设计模式和规范的设计程序。
设施规划与分析是为新建,改建,扩建的生产系统或服务系统,综合考虑相关因数,进行分析规划,论证设计,使资源得到合理配置,系统法进行高效运行。
所以通过对拉丝车间的系统布置设计,改进了车间的布局,方便了物料的搬运,优化了机器的布置,使得拉丝车间生产裸线的能力得到提高,降低了成本,提高了企业的效益。
2蓬泰企业介绍
2.1蓬泰企业简介
山东蓬泰股份有限公司以山东蓬泰特种漆包线有限公司为核心企业,另辖山东烟台电材电器技术研究所、蓬莱市通信线缆厂等。
主导产品有:
特种漆包铜圆线,镀锡铜线以及镀锡铜包钢线等。
公司以科技推动生产发展为宗旨,以市场需求为导向,积极开发高、精、简产品,收到了良好的经济效益和社会效益,企业先后被命名为山东省重点高新技术企业、明星企业、守合同重信用企业、AAA级信用企业等多种荣誉称号。
企业自1985年以来,就致力于特种漆包线系列产品的研制开发工作,该项目分别列入国家“星火计划”和“火炬计划”,并荣获金奖,有五种新产品填补了国家空白,质量达到了日本和美国同类产品水平,在国内居领先地位。
目前,企业正发挥自身优势,加大技术研发力度,广泛招商引资,扩大生产规模,增加市场的覆盖面,积极探索新的经济增长点,努力实现称为中国一流的特种漆包线产品供应商的企业目标。
2.2企业的核心价值观
1团结协作。
坚信团结就是力量,坚持以团队协作,群体作战的作风去努力实现成功的原则。
2追求卓越。
从工作的每一个细节做起,使每一个工作环节力求规范、完美,依靠点点滴滴,锲而不舍的艰苦追求,努力使蓬泰成为同行业领先,受人尊重的企业。
3为客户创造价值。
我们所做的一切都是为了满足客户的需求。
是否为客户创造价值是衡量我们工作成败的准则。
2.3管理模式
OEC为英文OverallEveryControlandClear的缩写。
即针对每项工作全方位、每人、每天、每件事进行控制清理。
也可表示为:
日事日必,日清日高。
1OEC管理法的要求:
个人与企业共命运,有良好的职业道德观,较完善的个人综合素质,强烈的工作责任心。
2OEC管理的效果:
人人有事做,事事有人管,科学地计划安排工作,每日总结及计划明天工作,工作状况了如指掌,每日轻松愉快工作。
3OEC管理最终到达的目的:
提高工作效率,增加工作的紧迫感,使自己的工作能力逐步有效的提升。
4OEC工作核心点:
市场是企业生存的命脉,而市场瞬息万变,我们要不断的调整自己的位置,不断地提高自身素养及工作质量,有效的管理自己的工作,以便适应市场的变化。
“5S”管理法的延伸,即:
整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全、节约。
造就一个具有安全,舒适,明亮的工作环境,和谐融洽的管理氛围。
具体要求:
多领会,常实施,循序渐进,持之以恒,不断规范自己的日常行为,每位员工必将尝到企业制度化理想的喜悦。
1整理。
区分要与不要的东西,必要的物品留下来,不必要的物品彻底清除。
2整顿。
必要的东西依规定定位、定方法、摆放整齐,标示明确。
3清扫。
清除工作现场内的脏污及死角,并防止污染的再次发生。
4清洁。
将上述3S实施的做法给予制度化、规范化,维持其整理、清扫的成果,随时保持洁净。
5素养。
人人依规定行事,养成良好习惯;遵守公司规则,人人追求美誉度。
3设施规划与物流分析理论概述
3.1设施规划的定义
设施是指一个企业所拥有的有形资产,包括实体建筑（入仓库、物流中心、仓储中心、厂房、超市等、机器设备（如加工设备、搬运设备、运输设备等、物品物料（如原材料、半成品等和工作人员（管理人员、生产人员、服务人员等四个部分。
规划是指如何将一个系统中的资产做最有效的分配、安排、使系统达到最佳的绩效表现,包含下列内容:
1它是针对组织营运的未来目标而制定的执行计划,期望达到最佳化的表现。
2在规划的实行考虑上,不只是考虑静态的系统安排,更需要提供系统可随时应变的弹性能力。
3它必须和组织结构充分且完成的结合,并配合专业人员负责此项工作,以便将规划内容付诸实施时能持续追踪改进,达到最佳的绩效表现。
设施规划是在可持续发展战略思想的指导下,根据企业经营战略,针对生产或服务系统中的各项生产环节或转换活动,从投入到产出的全部过程中,将人员、物料、及相关设备、设施等,进行最有效的组合、规划与协调,使得生产或服务系统能够更安全、高效与经济的运作,进而满足企业经营需求,实现企业的可持续发展。
因此,制造设施的规划设计包含下列含义:
1对于各种设施设备与人员的数量需求寻得以最佳组合,以达到最恰当的生产结构。
2分析各种活动的关系,以求得各活动空间可能的相关位置。
3分析物料的接受、制造、储存、出货等整体过程,安排其流程、路径与时序,以期获得良好的物料搬运及人员流通成效。
4调整个活动位置与空间,以使人员、物料、机器等获得最有效经济的关系位置与操作方法。
5通过各项设施的妥善安排与规划,不仅减少对环境的负面影响,且能对长期的环境与组织发展有更积极的影响和效益。
对于一个建设项目,资源利用是否合理,工厂布局是否得当,工艺设备是否先进适用,能否取得好的投资效果,能否发挥企业的竞技效益和社会效益,使系统资源得到合理的配置。
3.2设施规划与设计的目标与原则
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、物力和人流、物信息流得到最合理、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取最大的效益。
不论是新设施的规划还是旧设施的在规划,典型的目标是:
1有效地利用空间、设备、人员和能源;
2最大限度地减少物料搬运;
3简化作业流程;
4缩短生产周期;
5力求投资最低;
6为职工提供方便、舒适、安全和卫生的工作环境。
上述目标互相之间往往存在冲突,必须要用恰当的指标对每一个方案进行综合评价,达到总体目标的最大化。
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,并且贯穿在设施规划的始终。
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。
用系统分析的方法求得系统的整体优化。
4重视人的因数,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、噪声等因数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迭代、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数,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。
3.3设施规划与设计的阶段结构
如表3.1所示,设施规划与设计工作贯穿工程项目发展周期中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。
正如缪瑟所指出的那样,设施规划与设计“有一个与时间有关的阶段结构”,并且各阶段是一次进行的;阶段与阶段之间应相互搭接;每个阶段应有详细进度;阶段中自然形成若干个审核点。
图3.1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。
即前一段工作在较高层次上进行,而后一阶段工作以前一段的工作为依据,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3.1设施规划与设计阶段结构
图3.1设施规划与设计阶段结构
3.4设施规划与设计的基本形式
设施布置的目标不同,设施布置的形式和原则也不同,通常设施布置形式受工作流程形式的限制,其布置原则主要有工艺原则布置、产品原则布置和定位布置三种基本类型及成组技术布置混合类型。
1工艺原则布置。
工艺原则布置又称机群布置或功能布置,是一种最常用的布置方法,通常将相似设备、类似工艺流程的工作部门、作业单位、人员或功能集中布置在一个地方的布置形式,比如按车床组、磨床组等分区。
被加工的零件,根据预先设定好的流程顺序,从一个地方转移到另一个地方,每项操作都有适宜的机器完成。
它通常使用与单件生产或多品种小批量生产模式。
医院是采用工艺原则布置的典型例子。
工艺原则布置的优缺点如表3.2所示。
表3.2工艺原则布置优缺点
2产品原则布置。
产品原则布置也称装配线布置,是一种根据产品制造的步骤安排设备或工作过程的方式。
产品流程是一条从原料投入到成品完成为止的连续线。
产品原则布置与工艺原则布置之间明显不同的特征是工件流程的模式。
固定制造某种部件或某种产品的封闭车间,其设备、人员按加工或装配的工艺过程顺序布置,形成一定的生产线,适用于少品种、
大批量生产方式。
产品原则布置的优缺点如表3.3所示。
表3.3产品原则布置的优缺点
3固定工位布置。
固定工位布置适用于大型设备的制造过程,产品固定在一个固定位置上,所需设备、人员、物料均围绕产品布置,这种布置方式在一般场合很少应用。
与工艺原则和产品原则相比,定位布置的特点是具有相对较少的产品数量。
4成组技术布置。
成组技术布置又称单元式布置,它是将不通的机器分成不同的单元,组成加工中心（工作单元,来加工具有相似形状和工艺要求的产品。
同时将设备成组布置,即把使用频率高的机器群按工艺过程顺序布置,组合成成组制造单元,整个生产系统有数个成组制造单元构成。
成组技术布置个和工艺原则布置的相似点是加工中心来完成特定的工艺过程,加工中心完成的品种有限,适、中小批量生产用于多种产品。
成组技术布置的优缺点如表3.4所示。
表3.4成组技术布置的优缺点
3.5设施规划（布局设计方法
设施规划与设计的核心是工厂布局,必须首先进行。
布局设计也是物流系统设计分析的重要一环,它既受到生产物流系统其他设计环节的影响,也对生产中物流系统的其他设计环节产生影响。
布局设计方法主要有以下几种:
1摆样法。
它是最早的布局方法。
利用二维平面比例模拟方法,按一定比例制成的样片在同一比例的平面图上表示设施系统的组成、设施、机器或活动。
通过相关分析,调整样片位置可得到较好的布置方案。
这种方法使用于较简单的布局设计,对复杂的系统该法就不能十分准确,而且花费时间较多。
2数学模型法。
运用运筹学、系统工程中的模型优化技术（如线性规划、随机规划、多目标规划、运输问题、排队论等研究最优布局方案,为工业工程师提供数学模型,以提高系统布置的精确性和效率。
但是用数学模型解决布局问题存在两大困难。
首先,当问题的条件过于复杂时,简化的数学模型很难得出符合实际要求的准确结果;其次,布局设计最终希望得到布局图,但用数学模型得不到。
利用数学模型和CAD相结合的系统
布局软件是解决布局问题的一种好方法。
3图解法。
它产生于20世纪50年代,有螺线规划法、简化布置规划法及运输行程图等。
其优点在于将摆样法与数学模型法结合起来,但在实践上现在较少应用。
4系统布置设计（SLP法。
它是关于工厂布局等五个子系统提出的一套统一化系统化的规划设计方法,也是当前工厂布局设计应用最为广泛的一种方法。
SLP法是1961年美国专家缪斯提出的关于工厂布置方法的经典理论,是一种条理性实践性强、条理清楚的布置设计方法,提供一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的规划师设计方法,采用一套表道理极强的图例符号和简明表格,通过一套条理清晰的设计程序进行工厂布置设施设计。
4系统布置设计（SLP理论概述
4.1系统布置设计的要素及阶段构成
影响系统布置设计的因素有很多,按照缪瑟的观点,影响布置设计的最基本的要素是:
1P,是指待布置工厂将生产的商品、原材料或者加工的零件和成品等。
这些材料由生产纲领（工厂的和车间的和产品设计提供,包括项目、种类、型号、零件号、材料、产品特性等。
2Q,是指所生产、提供或使用的商品量或服务的工作量。
其资料由生产纲领和产品设计提供,用件数、重量、体积或销售的价值表示。
3R,是指生产流程和工艺过程或服务过程等。
这一要素是工艺过程设计的成果,可用工艺路线卡、工艺过程图、设备表等表示。
4S,是指辅助于生产或服务的辅助部门。
通常可以把除生产车间以外的所有作业单位统称为辅助服务部门,包括工具、维修、动力、收货、发运、办公室、食堂等,由有关专业设计人员提供。
这些部门是生产系统的支持系统,在某些意义上加强了生产能力。
5T,是指在什么时候,用多长时间生产出产品,包括各工序的操作时间、更换批量的次数。
在工艺过程设计中,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。
其中P,Q是两个基本要数,是一切其他特征或条件的基础。
在进行设计不置时,必须在充分调查研究并取得全面、准确的以上各要素原始数据的基础上,才能进行系统布置。
系统布置设计是一种逻辑性很强、条理清楚的布置设计方法,它分为确定位置、总体规划、详细布置和安装四个阶段,在总体区划和详细布置
两个阶段采用相同的SLP设计程序如图4.1所示。
阶段Ⅰ:
确定位置
在这个阶段中,要首先明确和模拟建立工厂的产品及其计划生产能力,参考同类工厂确定拟建工厂的规模,从待选的新地区或旧有厂房中确定出可供利用的厂址。
阶段Ⅱ:
总体区划
总体区划又叫做区域划分,就是在已经确定的厂址上规划出一个总体布局。
在这个阶段,应首先明确各生产车间、职能管理部门、辅助服务部门及仓储部门等作业单位的工作任务与功能,确定其总体占地面积及外形尺寸,在确定了各作业单位之间的相互关系后,把基本物流模式和区域划分结合起来进行布置。
阶段Ⅲ:
详细设计
详细布置一般是指一个作业单位内部机器及设备的布置。
在这个阶段,要根据每台设备、生产单元及公用、服务单元的相互关系确定出各自的位置。
阶段Ⅳ:
施工安装
在完成详细布置设计以后,经上级批准后,可以进行施工设计,需绘制大量的详细施工安装图和编制搬迁、施工安装计划。
必须按计划进行土建施工、机器、设备及辅助装置的搬迁、安装施工工作。
设计时间
图4.1系统布置阶段结构
这四个阶段顺序交叉,每个阶段的成果都要经过上级批准。
在阶段Ⅱ总体区划确定之前,就需要在某些作业单位内进行阶段的详细布置。
即使总体区划已被批准,当详细布置完成以后,仍然可能在一定限度内对它做出调整。
各阶段所需要的材料,随着阶段的进展而逐步加深。
需要强调,阶段Ⅱ总体区划是布置设计中最
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