【正文】 可以是 工段 或 班組 ，如車床工段；也可以是柔性制造單元 (FMS) 。 ? 工作中心由 工作站 (Workstation)組成。 ? 工作地布置 是整個布置的基礎(chǔ)，工作站面積大小和形狀對上面幾個層次的布置影響很大，一般通過人機(jī)工程、工作測量和機(jī)器本身的尺寸和輸入輸出要求來確定工作地的面積和其他要求。 ? 設(shè)施布置工作不但在 新設(shè)施設(shè)計 時要做，在原有設(shè)施重新 設(shè)計改造 時也需要。 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 23 設(shè)施布置設(shè)計要考慮的基本原則： ? 整體綜合原則 。 ? 移動距離最小原則 。 ? 流動性原則 。 ? 空間利用原則 。 ? 柔性原則 。 ? 安全原則 。 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 24 ? 最早的設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計是工廠設(shè)計 經(jīng)驗 的總結(jié)，難以滿足生產(chǎn)經(jīng)營的要求。（ 科學(xué) +藝術(shù)） ? 理查德 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 25 設(shè)施布置的 基本布置類型 ? 可按設(shè)施類別分為 生產(chǎn)設(shè)施 和 服務(wù)設(shè)施 兩大類，再來細(xì)分布置形式。 ? 它的加工對象位置固定，生產(chǎn)工人和設(shè)備都隨加工產(chǎn)品所在的某一位置而轉(zhuǎn)移。 ? 如工程建設(shè)、飛機(jī)廠、造船廠、重型機(jī)器廠等。 ? 因此 一般不采用固定式布置 ，即使采用，也盡量將大的加工對象先期分割，零部件標(biāo)準(zhǔn)化，盡可能分散在其他位置和車間批量生產(chǎn)，以降低生產(chǎn)組織管理難度。 ? 固定式布置是人類最早的生產(chǎn)布置形式，用于農(nóng)業(yè)種植、房屋建造、道路建設(shè)和采掘開礦等方面。 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 33 ? 產(chǎn)品原則布置 ? 產(chǎn)品原則布置 (Product Layout)，又稱 流水線布置（ Assembly Line Layout）或?qū)ο笤瓌t布置。 ? Ford首創(chuàng)流水線生產(chǎn)，受屠夫啟發(fā)。整個產(chǎn)品被分解成一系列標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)，由專門的人力及加工設(shè)備來完成。 ? 在服務(wù)系統(tǒng)中，服務(wù)對象的個性千差萬別，流水線布置的應(yīng)用相對較少。 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 39 產(chǎn)品原則布置的優(yōu)缺點 優(yōu)點： ?產(chǎn)品產(chǎn)出率高，單位產(chǎn)品成本低，專用設(shè)備投資也因產(chǎn)量大而攤??； ?每一產(chǎn)品都按自己的工藝流程布置設(shè)備，因此加工件經(jīng)過的 路程最直接、最短 ， 無用的停滯時間也最少 ； ?由于操作人員只做一種產(chǎn)品的一個工序， 效率高 且所需培訓(xùn) 少 ； ?生產(chǎn)管理和采購、庫存控制等工作也因變化少而相對簡單。 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 缺點： ? 要求較多的設(shè)備，而 設(shè)備的利用率相對較低 ； ? 對產(chǎn)品 種類 及 產(chǎn)量 變化、 設(shè)備故障 等情況的響應(yīng)較差； ? 線上工作重復(fù)單調(diào)乏味，缺乏提升機(jī)會，可能會導(dǎo)致工人的 心理問題 或職業(yè)傷害； ? 設(shè)備故障引起整個整個生產(chǎn)生停產(chǎn) ? 為了避免停產(chǎn)， 設(shè)備備用件的庫存可能比較大 ，維修保養(yǎng)費用高。 ? 將 功能相同 或相似的一組設(shè)施排布在一起。 ? 加工工藝需要這些設(shè)備的工件按工藝路線成批進(jìn)入這些班組。 ? 為了適應(yīng)多種加工對象及工藝路線， 需要采用可變運(yùn)輸路線的物料搬運(yùn)設(shè)備 ，如叉車、手推車等。 ?操作人員多樣化，提高人的興趣。 ?這種布置方式存在 在制品的數(shù)量較多的 缺點。 工藝原則布置的優(yōu)缺點 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 46 ? 工藝原則布置在服務(wù)業(yè)中也很常見，此時稱為 過程原則 布置。 ? 此外，汽車修理間、航空公司和公共圖書館都屬于這一類。 ? 例如一些機(jī)械工廠從大面上看是工藝原則布置，但不排除部分車間采用產(chǎn)品原則布置。 ? 工藝原則布置和產(chǎn)品原則布置代表了小批量生產(chǎn)到連續(xù)大模型生產(chǎn)的兩個極端。 ? 成組單元布置 ，系統(tǒng)既靈活又有效，單位生產(chǎn)成本低。 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 49 成組單元布置（ Group Layout） ? 成組單元布置 在制造業(yè)中又稱 單元制造 （ Cellular Manufacturing），是一種較為先進(jìn)的布置方法。 ? 成組技術(shù) 正是適應(yīng)這種需要而發(fā)展起來的。一系列相似工藝要求的零件組成零件族。這些機(jī)器組即 制造單元 。 ? 相比于工藝布置，由于 經(jīng)過分組 ，其加工時間較短、物流效率較高、在制品較低、準(zhǔn)備時間較短，同時又具有工藝原則布置的柔性特點，因而是一種具有發(fā)展?jié)摿Φ牟贾梅绞健? ? 在成組生產(chǎn)單元里配備了成套的生產(chǎn)設(shè)備和工藝裝備以及相關(guān)工種的工人，以便能在單元里封閉地完成這些零件的全部工藝過程。 ? 盡管 成組原則 布置概念來自于制造業(yè)，但是其思想對服務(wù)業(yè)也同樣存在。 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 ? 右圖顯示了 HP公司 Greely分部的一個裝配單元布置， U形安排顯著提高了可視性和工人之間的互動與幫助。 ? 從工作站到工作站間的物料流動是通過看板來指揮的，只要一個工作站出現(xiàn)問題，就可以用紅黃燈來停止生產(chǎn)或警告。 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 57 布置類型比較 高 低 低 工 藝原則布 置 高 產(chǎn)品變 化 產(chǎn) 量 固定 式 布 置 產(chǎn)品 原則布 置 成組 原則 布 置 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 58 流水線平衡與設(shè)計 ? 流水線已在世界各國廣泛應(yīng)用，并且在內(nèi)容和形式上不斷地創(chuàng)新。 – 流水線平衡：問題描述、基本方法、韓 伯方法、進(jìn)一步探討 – 流水線設(shè)計：平面布置、搬運(yùn)設(shè)備、傳送帶與式作站布置類型、傳送帶速度計算、示例。 ? 先進(jìn)合理的期量標(biāo)準(zhǔn)是流水線設(shè)計和運(yùn)行的基本保障。 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 節(jié)拍 Takt time ? 指流水生產(chǎn)一件產(chǎn)品所需的時間，即一天的工作時間除以一天要生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量。 ? 生產(chǎn)節(jié)拍實際是一種目標(biāo)時間，是隨需求數(shù)量和需求期的有效工作時間變化而變化的，是人為制定的。 – 節(jié)拍 = 每日有效工作時間 / 計劃每日產(chǎn)量 ? 年產(chǎn) 6萬臺發(fā)動機(jī)的節(jié)拍？ 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 ? 考慮稼動率和合格率 ? 節(jié)拍 = 每日有效工作時間 生產(chǎn)線稼動率 ? 計劃每日產(chǎn)量 247。而通常把流水線中生產(chǎn)節(jié)拍最慢的環(huán)節(jié)叫做“瓶頸”（ Bottleneck），瓶頸限制了流水線的產(chǎn)出速度。 ? 周期時間是可以測量的，它可以小于、大于或等于節(jié)拍時間。 ? 周期時間是生產(chǎn)效率的指標(biāo)，比較穩(wěn)定，它受一定時期的設(shè)備加工能力、勞動力配置情況、工藝方法等因素影響，只能通過管理和技術(shù)改進(jìn)才能縮短。指示圖表根據(jù)節(jié)拍和工序時間定額來確定。 ? 標(biāo)準(zhǔn)是盡可能地將相關(guān)操作步驟尤其是關(guān)鍵控制點進(jìn)行細(xì)化、量化和優(yōu)化。 工具 名稱 : / TO O L N A M E作業(yè)指導(dǎo)書 作業(yè)名稱 / W O RK N A M E :S TAND AR D O P E R ATI O N P R O CE DU R E 貼附 L CD 前蓋 RUB B E R注意事項 RE M A RK1 . 脫去保護(hù)衣 .2 . 用手彈動兩次前蓋卡勾檢查是否能正?；貜棧瑏K檢查卡勾有無變形和異色3 . 檢查 L CD 前蓋圈示處螺絲無漏鎖 ， 並貼下面 5 個 ( 如圖 ) Ru b b er ( 凸 ) ， 貼附Ru b b er 后需用手按一下 ， 防止有浮貼 ， 貼附不緊密等現(xiàn)象 .基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 2．流水線分類 ? 福特流水線與 T型車 ? 流水線發(fā)明百年來給生產(chǎn)效率帶來了巨大的提高，世界各國廣泛采用，也產(chǎn)生了各種各樣的流水線。 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 分類標(biāo)志 對象移動方式 對象數(shù)目 對象輪換方式 連續(xù)程度 節(jié)奏性 機(jī)械化程度 連續(xù)流水線 間斷流水線 自動流水線 手工流水線 機(jī)械化流水線 粗略節(jié)拍流水線 自由節(jié)拍流水線 強(qiáng)制節(jié)拍流水線 固定流水線 移動流水線 流水線 Assembly line 單一對象流水線 多對象流水線 可變流水線 不變流水線 成組流水線 Better 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 流水線平衡 ? 流水線規(guī)劃設(shè)計的核心是流水線平衡。 ? （ Assembly Line Balancing， ALB） 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 68 ?流水線平衡 ? 流水的平衡要根據(jù)產(chǎn)品 設(shè)定工作站數(shù)目 再 將各工作單元分配到工作站 ，并使各工作站分配的工作量大致平衡，而每個操作工人在工作站上完成指定工作單元的工作。 ? 要想使裝配線合理高效，裝配線的平衡問題是一個關(guān)鍵問題。 ? 為此需要 確定生產(chǎn)周期時間 和 確定最少工作站 （或工作地點） 數(shù)目 ，然后是 工作站作業(yè)分配問題 。作業(yè)是最小的獨立工作單元，對一項作業(yè) j，都有一個作業(yè)時間 tj。 ? 可行的平衡方案要滿足先后次序約束。 ? 流水線 100%平衡時，所有工作站的周期時間都等于流水線周期時間 C。對工作站 k，它的空閑時間為 C－ t (Sk )。 ? 為組合優(yōu)化問題，難以求解，常用啟發(fā)式算法 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 ? 生產(chǎn)周期時間和最少工作站（或工作地點）數(shù)目，接下來才是按不同方法確定工作站的作業(yè)分配。 ? 完成工作站分配后，要計算流水線效率（也稱為平衡率）。下圖是該手推車的裝配網(wǎng)絡(luò)圖，請根據(jù)周期時間和作業(yè)次序限制，求使工作地數(shù)量最小的平衡方式。 ? 計算滿足節(jié)拍要求的最少工作站理論值（取不少于計算值的最小整數(shù)） K0 = tsum /C = (45+11+9+50+15+12+12+12+12+8+9)／ = 195／ = ≈4 ? 下面先按直觀方法進(jìn)行工作站作業(yè)分配。 – B、 C、 G、 F則可組合為一個工作站， – 同理 E、 I、 H、 J也可組合為一個工作站 – 最后剩下 K單獨一個， – 共需五個工作站，流水線的效率 E1 =195／ (5 ) =77%。 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 ? 此時可以確定一些作業(yè)分配規(guī)則，減少隨機(jī)分配性，增強(qiáng)對不同問題的適應(yīng)性。本例按規(guī)則⑴得到的結(jié)果是： – 工作站 1： D(50) – 工作站 2： A(45) – 工作站 3： E(15)、 H(12)、 I(12)、 B(11) – 工作站 4： C(9)、 F(12)、 G(12)、 J(8)、 K(9) ? 當(dāng)然并列的作業(yè)或路線可不管先后，但串列的則要先滿足先后時序要求。 ? 這些直觀方法或簡單規(guī)則的進(jìn)一步總結(jié)就是通常的啟發(fā)式算法（ Heuristic）。 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 75 3．韓格遜 伯尼法 ? 也稱位置加權(quán)法或矩陣法。 ? 例現(xiàn)擬在傳送帶上組裝某部件。裝配順序及裝配時間如下表。 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 76 作業(yè) 作業(yè)時間 緊前工序 說明 1 50s 吊運(yùn)箱體、定位 2 25 1 裝入齒輪 3 20 2 放入前浮動膜片 4 30 2 放入后膜片 5 25 3,4 安裝后蓋 6 25 5 安裝前蓋 7 12 6 擰緊螺栓、螺母 8 14 6 擰緊螺栓、螺母 9 20 7,8 裝連接盤 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 77 解 共 4步 (1) 確定周期時間和最少工作站數(shù) 將已知的數(shù)據(jù)（ 該部件每天需組裝 369臺，每天的生產(chǎn)時間 480min） 代入得周期時間： C=H/Q=480*60/369=78 秒 用下式計算滿足周期時何要求的最少工作站數(shù)： K= t/C=(50＋ 25＋ 20 ＋ 30＋ 25＋ 25＋ 12＋ 14＋ 20)/78 =≈3 故最少需 3個工作站。 依照裝配程序表的要求可以畫出先后次序圖。 5 6 3 4 1 2 9 7 8 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 79 裝配先后次序矩陣表 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 +1 1 領(lǐng)先 +1 5 6 3 4 1 2 9 7 8 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 延后 1 0 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 1 1 0 0 +1 +1 +1 +1 +1 1 1 0 0 +1 +1 +1 +1 +1 1 1 1 1 0 +1 +1 +1 +1 1 1 1 1 1 0 +1 +1 +1 1 1 1 1 1 1 0 +1 0 1 1 1 1 1 1 0 +1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 基礎(chǔ)工業(yè)工程 設(shè)施規(guī)劃 80 (3) 完成位置權(quán)值計算 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1