工业工程导论第7章设施规划、设计与物料搬运

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1、第7章设施规划、设计与物料搬运本次课基本要求：1了解设施规划与物流的基本概念、研究的意义等；2掌握SPIF的主要内容和相互关系；3掌握工厂布局设计的原则、设施规划的布局方法、掌握工厂布局工作过程。7.1概述1.基本概念（1）物料：原材料、各种制品和辅助物资的总称。（2）设施：指物理工厂、配送中心、服务中心及其相关装备。（3）设施规划:设计或确定怎样具体地把一个工厂建造出来，使之运行或生产。工业设施规划人员的工作是为一个企业有效实现其产品的设计、制造与分发，提出所必须的工厂面积、建筑物、机器和设备。设施规划与设计是为新建、扩建或改建的生产系统或服务系统，

2、综合考虑相关因素，对分析、构想、规划、论证、设计作出全面的安排，在对生产或服务设施作出科学布局的基础上，使资源得到合理配置，系统能够有效运行，达到预期的各种目标。（4）物流：又称“物料流动”或“技术生产”，是物料的运动与变换过程。（5）物流的含义：物流是包含物质材料的废弃与还原，连续供给需要的主体，克服时间与空间距离的活动。具体有：运输、保管、包装、装卸搬运、流通加工等物资经济活动和有关信息。（6）物流分类：工厂外部：社会上的物资、商品供应与调配，国际上称为物资分配或物流学或后勤工程，属于宏观物流，也称社会物流。工厂内部：原材料、在制品、成品的流动过程

3、。称为微观物流，也称企业或工厂物流。（7）物料搬运：物流系统中的重要环节，它由物料搬运和物料装卸两部分组成。（8）设施布局：设施规划中的一个核心问题。设施布局是否优秀在很大程度上受到企业物流是否合理的左右。2.项目建议书和可行性研究项目建议书需经过可行性研究，即对项目进行全面的技术经济论证，避免投资决策失误。可行性研究报告需具备以下十项内容：总论。需求预测和生产规模。资源和公用设施。厂址方案。设计方案。环境保护。企业组织、人员定额。建设进度。投资金额及其筹措。社会及经济效益。3.规划与设计的完整规划模式系统化工业设施系统规划SPIF(Systemati

4、cPlanningofIndustrialFacilities)将设施规划分为五个子规划：工厂布局规划；物料搬运规划；通信规划；公用设施规划；建筑规划。完成规划的五个阶段：调查、分析、综合、修正及评价。7.2工厂布局设计的原则、方法和过程1.工厂布局设计的原则系统性。系统搬运量最小。尽量减少物流的迂回流动与倒流。尽量利用高度、空间和重力运输。物流、价值流与信息流应作为一个整体设计。布局设计中应考虑人员、物料、设备的安全性和信息流的准确性。规划与设计时应为今后发展和布局的变更留有余地。2.设施规划的布局方法（1）摆样法--利用二维平面比例模拟法。适用于比

5、较简单的布局设计，对复杂系统不能十分准确，而且花费时间较多。（2）数学模型法。利用运筹学、系统工程中的模型优化技术研究最优布局方案，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。该方法存在的问题：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。布局设计最终希望得到布局图，但用数学模型得不到。举例：设系统中已有m个设施，准备加入n个新设施，且定义：Xj(j=1,2…n)：为第j个新设施位置；Pi(i=1,2…m)：为第i个已有设施位置；Vjk：为第j个和第k个新设施间单位距离流动费用与一定时间内j、k设施间往返次数的乘积；W

6、ji：第j个新设施也第i个已存设施间单位距离流动费用与一定时间内j、i设施间往返次数的乘积；d(Xj,Pi)：新设施j与已存设施i之间的距离；d(Xj,Xk)：新设施j、k之间的距离。则有线性规划问题目标函数：（3）图解法。图解法产生于20世纪50年代，有螺旋规划法、简化布置规划法及运输行程图法等。优点：将摆样法与数学模型法结合起来，但现在在实际中应用较少。（4）系统布置设计法（SLP法）Muther除提出了SPIF法，还对于工厂布局等五个子系统提出了一套统一化系统化的规划设计方法，即系统布局的SLP法。这是当前工厂布局设计的主流方法。3.基本原始资料

7、工厂布局是设施规划与设计的核心。工厂布局需要的资料有：产品和产量（ProductandQuantity）：影响设施的组成及其相互关系、选用设备的类型、物料搬运的方式等。工艺过程（Route）：对生产单位的物流系统组成、物料搬运路线、仓库位置等有重要影响。辅助服务部门（Service）：指支持生产运行的各服务部门，如工具领取和维修部门、动力部门、各公共设施管理部门等。时间安排（Time）：生产周期、投产的批量与批次、各种操作时间定额标准等。4.工厂布局的SLP(SystemLayoutPlanning)和工作过程（1）工厂布局的工作步聚（2）工厂布局的S

8、LP(SystemLayoutPlanning)Muther将工厂布局设计分为四个阶段：确定位