车间布局设计

车间布局设计（精选8篇）

车间布局设计 篇1

1 结构分厂车间工艺布局设计的历史背景和现实意义

2003年结构分厂从岛内搬迁到岛外灌口工业园,车间原有的布局按年产10000台的要求进行设计,近几年,随着装载机市场需求量的日益增长,公司的生产规模不断扩大,公司年销售量已增加到约30000台,原有的车间布局已远远无法满足产量日益增长的需求,原来的车间未进行细化规范,分为结构一、二、三车间,由于各车间功能不够明确,布局显的拥挤和杂乱,流程也显得不够畅通,产能不足,一些旧设备需要淘汰,新的设备需要添加等,因为布局不合理产生的问题日益突显,同时企业也在推进精益化生产模式,所以重新进行工艺布局势在必行。

合理的设备布局对于确保车间物流畅通,方便设备操作及提高场地面积使用率等都起着重要的作用,进而对降低生产成本,减轻工人劳动强度,提高生产率,提高零部件的加工质量,车间安全文明生产等具有现实意义。

2 理论框架及设计原则

车间的布局设计及调整过程由于涉及到产品、设备、产能、场地等诸多因素,涉及的面比较广,所以必须以先落实分析的基础数据为理论基础进行分析,然后确定基本的设计原则及框架才能让设计及规划顺利进行。

(1)方案设计阶段大体思路及原则:(1)理论分析为基础,理论与实际相结合;(2)落实规划按照先大后小原则(从产品到部件,从车间到工序,从工序到工位);(3)根据实际情况进行合理调整,提升作业效率、确保安全。

(2)车间平面布置的要求:(1)适合工厂的总图布置,与其他车间、公用工程系统运输系统等结合成一个有机的整体;(2)保证经济利益,尽量做到占地少、基建和安装费用少、生产成本底;(3)便于生产管理,物料运输、操作维修要方便;(4)生产安全,并妥当解决防火、防毒、防腐等问题,必须符合国家的有关规定和标准;(5)要考虑将来的扩建、增建和改建的余地。

(3)设备布置的原则:(1)尽量使产品通过各设备的加工路线最短。多设备看管时,工人在设备之间的行走最短。便于运输;(2)加工大型产品应布置在有吊车设备的车间里;(3)确保安全。给设备之间、设备与墙壁之间、柱子之间应有一定的距离。设备的传动部分要有必要的防护装置;(4)便于工人操作和工作地的布置;(5)充分利用车间的生产面积。在一个车间内,可因地制宜地将设备排成纵向或横向或斜角,不要剩下不好利用的面积;(6)注意环境保护,减少污染;(7)合理地选择工艺流程和设计指标;(8)合理考虑机械化、自动化装备水平。

3 车间版块及物流规划的分析及调整

3.1 各生产车间定位规划

按生产的产品结构分类:结构分厂结构件生产车间可规划分为前车架车间、后车架车间、动臂车间三大车间。由于每个车间可供使用的区域面积是有限的,分厂可以供布置的面积总共有9跨29160平方米,每跨面积尺寸为长180米×宽18米,根据结构件的结构特点和产品的类型,结合车间年产量和工艺流程等进行车间面积分配。

3.2 各车间制作部件确定原则及其占地初期规划

通过前期调研、结合零部件工位需求数量的计算,如果考虑使所有的零部件都自制,通过一期预排需要场地面积约40000平方米,那么现有车间29160平方米显然不足,因此在布局设计的过程中必须优先考虑总成件和关键部件布置,部分外型较大的部件也安排车间自制,其余车间无法布置的零部件必须安排外协制作。

3.3 整体物流规划

物流的规划设计与工艺路线走向十分密切,大原则为在允许的情况下,尽量保持工艺路线走向与物流走向同向设计以缩短物流距离及减少物流周转次数。布局设计方法从顺序上考虑是从总成到部件按工艺制作流程倒推的方式设计布局,先确保总成件的制作空间足够,再考虑关键部件的摆放,同时还要按工艺流程的走向设计,尽量使各部件之间的周转路线最短,操作最方便,工作效率最高,面积利用率最高;从物流路线上考虑,来料堆放尽量靠近备料车间,总成件靠近总装车间,这样一进一出的布局方式使物料周转路线最短,减少周转时间,提高工作效率。

3.4 根据机型进行大区域划分

以前车架车间布局为例,对布局的设计过程进行分析。根据各机型的日产量和车间的场地面积,经过反复的测算,对车间面积进一步细化,划分为:XG955和XG956前车架产品各一跨,XG953前车架和XG932前车架产品安排在同一跨,新产品预留一跨,总计四跨。

3.5 区域调整及整合

为了操作方便,提高作业效率,同种机型最好是集中安排在同一跨的里,这样布置工序间的物流路线较短较顺畅,例如955和956前车架由于日产量较多,在布局上就是按各自一跨设计,这样集中布局工艺流程顺畅便于周转;但由于场地有限,每种机型都独占一跨是不可能的,所以有部分不同的机型需要安排在同一跨里制作,如953前车架和932前车架由于这两种机型日产量相对较少,所以考虑到场地有限两种机型安排布在同一跨,对于在同跨里,不同机型的部件可以根据需要适当调整位置,合理穿插摆放,这样布的优点可以资源共享,车间场地利用率较高,缺点是流程稍微不畅。

3.6 区域内部细化调整

考虑设备的利用率,在加工能力可以满足的情况下,可以一台设备多种产品共用,如932和953的前铰接座机加工所用的设备都是镗床,根据计算953镗床产能有剩余,932镗床的设备能力和场地都不足,如果把932铰接座可以安排在953镗床上加工,就可以解决932设备和场地不足的问题,所以在布局时可以灵活地把该两种产品布在距离较近的位置,以便资源共享,合理的安排降低企业的设备投入,提高设备的稼动率;

4 典型实例分析及解决方案设计

4.1 整体框架分析

XG932前车架车间布局为例,按车间所提供的面积,根据计算XG932前车架在车间布局上只能安排制作前车架总成30D0058、前铰接座30D0068、左翼箱32D0026和右翼箱32D0025,其余部件由于场地有限只能安排外协制作。

4.2 工艺流程与物流分析

在设计布局时对每种机型每个零部件的结构组成和制作工艺流程必须要全面了解,这样才能设计出符合公司生产需要的布局图。下面分别简单介绍932自制产品的结构和工艺流程及物流分析和工位计算。XG932前车架总成制作工艺流程是:拼焊→焊接→冷却校正→镗孔刮面→钻孔攻牙,根据产能计算拼焊需要1个工位,焊接需要3个工位,冷却校正需要1个工位,镗孔刮面和钻孔需要2个工位。XG932前车架总成结构组成有:(1)转斗杆支座、(2)左翼箱、(3)右翼箱、(4)前铰接座、(5)分配阀支架、(6)左前转向耳座、(7)左前转向耳座、(8)前桥支撑梁和一些板件、管夹等组成。

4.3 区域调整

通过前期预排工位可得到以下布局(如图1)但由于实际情况限制,在中跨位置未开门实体墙且无法改造,且车架与953车架为同一出口,位置偏远,结合实际情况经过将工序内容进行反向的调整顺序的方法,形成以下整改方案(如图2),虽然物流方向存在与953车架物流方向不同的缺点,但也起到了分流的作用,同时也缩短了物流距离,减少了不必要的基建改造等工程量,在后期的实际使用中,也获得车间的一致好评。

5 总结

目前,前车架车间已基本按工艺布局图布置,动臂车间由于事业部间场地整体布局及实施进度差异(涉及挖机事业部结构车间未搬迁),只有局部按布局图布置,通过新的布局,使车间的生产更顺畅,摆放更整齐,车间的面貌大为改观,产能也得到提升,得到相关领导的肯定,也深受车间工人的喜爱。

摘要：车间布局是生产整流化的重要环节,是决定全局的关键,既要符合工艺要求,又要经济适用,要合理布局。车间布局直接影响到项目的建设投资,建设后的生产运行政策,设备维修和安全,本文笔者结合多年的经验,对车间布局设计进行了详细分析。

关键词：车间,布局设计,分析

参考文献

[1]机械加工工艺装备设计手册编委会.机械加工工艺装备设计手册[M].机械工业出版社,1998.

[2]闻邦椿.机械设计手册[M].化学工业出版社,2010.

[3]赵如福.金属机械加工工艺人员手册[M].上海科学技术出版社,2006.

[4]蔡临宁.物流系统规划—建模及实例分析[M].北京机械工业出版社,2003.

网页版面布局设计的探讨 篇2

关键词：网页制作；版面；布局

中图分类号：TP393.092文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2010) 16-0000-01

Discussion on the Design of Web Page Layout

Zeng Linghui

(Wuhan Vocational College of Software&Engineering,Wuhan430205,China)

Abstract:Web layout design is the most important part of the concept and web production process in this paper,via case analysis,the basic elements of page layout;general steps of the design;and should make some principles presented and discussed.

Keywords:Web production;Forum;Layout

一、网页版面布局的基本要素

网页版面布局设计是整个网站构思过程中最重要的一部分，一个精美的网站，其网页版面布局一定是优秀的。文字和图片是网页的最基本元素，我们可以把网站看作是一份报纸或杂志来进行版面布局设计。

版面指的是用浏览器看到的一个完整的页面，由于浏览者遍布世界各地、所用电脑显示器的分辨率不尽相同，所以同一个页面会出现不同的显示效果。网页的局限就在于我们无法突破显示器的范围，而且浏览器也将占去一定的空间，因此、网页的尺寸比显示器的分辩率要小的多（见表一）。

布局就是以最合适的浏览方式将图片和文字排放在页面的不同位置，目的在于以纯美的页面效果吸引更多的访问者（当然页面的信息必须有价值）。

网页的第一屏属“黄金”区域，在版面布局时，要把网页的重要内容尽可能的放在第一屏。向下拖动网页是给网页增加更多内容的唯一方法，但经验告诉我们，除非你能肯定站点的内容能吸引大家拖动，即便如此，对于中小型站点，笔者认为首页的长度最多不宜超过2屏。

二、常规版面布局样式分析

网页版面布局，根据个人爱好及网页内容的不同，其版面布局千变万化。这里对两种得到公众认可的分栏式版面布局（见图1、2）作一分析介绍：

无论网页采用什么版式，对于一个正规的站点而言，网页中的一些基本内容是必不可少的，这些内容在页面中的位置多数情况下也是固定不变的。如LOGO（标志）一般位于页面左上角；Banner（横幅）置于图1所示右上方位置，有时在Banner之后布置Time，用来显示日历和时间（图2）；主导航菜单一般位于版面第二行的显著位置；分栏网页内容位于第三行页面中，布局的变化多样主要表现于此；版权信息（包括次链接及联系方式等）一般置于网页的最底部。

三、网页版面布局的方法和步骤

版面布局是一个创意的问题。作为网页设计者，在制作网页的时候，应该不时地把自己当作访问者，站在他们的角度评价网页是否符合一般的浏览习惯，界面样式是否有新意、吸引人。版面布局要比站点的整体创意容易、有规律的多，其一般步骤如下：

（一）草案。最初展现在我们面前的网页就好像一张白纸，它可以让我们任意挥洒设计才思，充分发挥你的想象力，将你想到的"景象"用铅笔粗略地画在一张白纸上（也可以用各种绘图软件做草案）。这属于创造阶段，不讲究细腻工整，不必考虑细节功能，只以粗陋的线条勾画出创意的轮廓即可。尽你的可能多画几张，反复比较优化，最后选定一个满意的作为继续创作的脚本。

（二）粗略布局。在草案的基础上，用网页制作软件將你确定需要放置的各个模块安排到页面上。在安排各模块时，我们必须遵循突出重点、平衡协调的原则。

（三）定案。将粗略布局精细化，具体化。

四、版面布局设计应遵循的一般原则

在版面布局过程中，我们应该遵循如下一般性原则：

（一）正常平衡。亦称“匀称”。多指左右、上下对照形式，主要强调秩序，能达到安定诚实、信赖的效果。

（二）异常平衡。即非对照形式，但也要平衡和韵律，当然都是不均整的，此种布局能达到强调性、不安性、高注目性的效果。

（三）对比。所谓对比，不仅利用色彩、色调等技巧来作表现，在内容上也可涉及古与今、新与旧等对比。

（四）空白。空白有两种作用，一方面对其他网站表示突出卓越，另一方面也表示网页品位的优越感，这种表现方法对体现网页的格调十分有效。

以上的设计原则，虽然枯燥，但是我们如果能领会并活用到页面布局里，效果就大不一样了。比如：

1.网页的白色背景太虚，则可以加些色块；

2.版面零散，可以用线条和符号串联；

3.左面文字过多，右面则可以插一张图片保持平衡；

4.表格太规矩，可以改用导角试试。

经过不断的尝试和推敲，你的网页一定会亮丽起来。

要提高版面布局设计水平，第一要多看：WWW上的网页数以亿计，各种版面布局样式美不胜收，我们要多看人家的成功之作；第二是模仿：模仿是初学者提高水平的捷径，当你上网浏览时，把那些你认为不错的站点收集起来，再用网页制作软件打开来仔细推敲，会有许多意想不到的收获。经过不断的尝试和吸取众家之长，你的网页版面布局水平就会大幅度提高。

参考文献：

[1]宋琳,董鲁平.网页制作技术[M].清华大学出版社,2000

车间布局设计 篇3

设备作为车间生产的基本单元, 车间布局设计其实就是针对车间中设备布置问题的设计, 车间设备布局的几点要素为:设备、空间、约束、目标。

设备:是车间布局的基本单元和主要研究对象。狭义上讲, 主要是机器和物料运送设备的布置;广义上讲, 包括生产机器、物料运送设备、人员工作布置及其它维持正常生产活动所必要的辅助设备等。

空间:是指布局对象所放置的区域, 它限定了布局对象所处的范围, 一般是指具有一定范围的二维或三维空间。

约束:是布局问题的最基本评判法则, 通常在车间布局的约束包括面积约束、形状约束、边界约束, 以及生产车间中不可移动物体产生的固定位置约束。

目标:布局问题作为优化问题, 目标优化是整个布局问题的关键。在车间布局问题中最通常的目标是整个车间的物流费用最低、运送时间最短, 其他目标还包括设备投资最小、空间利用率最大等, 但通常来说布局设计不可能涵盖所有目标, 一般是以某一主要目标为主, 其他目标要做相应的妥协。

2 新型的车间布局设计方法

美国下一代布局协会提出四类布局策略:分布式布局, 模块化布局, 可重组布局, 敏捷布局。分布式布局是将大的机群式单元分成小的子单元, 并将它们分布在整个车间。在高度动态的环境中, 这是一个非常有效的方法, 这样有助于从车间的不同位置进行访问, 从而可以改善物流。这种布局方式在生产需求波动较为频繁的环境中尤为实用, 容易快速组成单元, 而物理上又不用重新对资源进行重新布置。模块化布局则是将布局设计成基本布局模块的网状结构。它的前提是产品在一定时期内需求稳定。当产品需求发生变化时, 可以删除一些模块, 可以增加一些模块, 从而形成一个新的布局。可重组布局是在资源搬运方便, 易于布局的前提下实现的。它是一个多阶段的车间布局问题, 在每个生产阶段中, 求得物流费用和重构费用最低的车间布局。敏捷布局是将设计的目标定为周期短、在制品库存少、排队时间短、生产率高并以这些目标为出发点, 考虑运作性能的影响, 基于仿真的基础上进行布局设计。

3 实际案例分析

某公司为满足因市场订单大量增加需要提升产能, 但又不能大量购置新加工设备和增加人员的需求, 准备对原生产车间的布局进行优化改造。计划投入新购置设备:液缸加工中心1台、2m×6m数控卧车1台、五面龙门铣1台;原有设备:普通卧车3台、数控卧车4台、双柱立车1台、单柱立车1台、数控双柱/单柱立车各1台、龙门铣床3台、卧式铣床2台、龙门刨床3台、落地镗床2台、卧式镗床2台、组合镗床1台、刨齿机4台、滚齿机4台、摇臂转床7台、外圆磨床1台。该车间需要重新规划的面积约为11088m2, 长、宽尺寸分别为168m、66m (见图1) 。因车间主体结构和运输道路布置已经成型, 从经济性和时间角度考虑已不能对其进行改动, 现需要考虑是对生产设备和起重设备进行重新布局以及在原有车间面积中腾出20%的空间做零件库。

考虑到该车间主要承担石油机械产品的零件加工, 其产品类型虽种类繁多但相对固定, 各种零件的体积和重量相差比较大等客观情况, 故采用产品原则布局和工艺原则布局相结合并兼有成组原则布局的模式对其进行优化设计。

通过以上设计原则将该车间设计为2主跨、1副跨和1零件库的厂房结构, 为方便车间各跨之内及车间和零件库之间的运输, 主跨和副跨之间及主跨和零件库之间用两辆30t电动平板车连接。主跨1建筑面积3864m2, 长、宽尺寸分别为168m、23m, 配置30/5t桥式吊车2台, 10t悬壁吊1台;主跨2建筑面积4200m2, 长、宽尺寸分别为168m、25m, 配置20/5t和15/3t桥式吊车各1台, 5t悬壁吊3台;副跨建筑面积1098m2, 长、宽尺寸分别为61m、18m, 配置10t桥式吊车1台, 2t悬壁吊1台;零件库建筑面积1926m2, 长、宽尺寸分别为107m、18m, 配置30/5t和15/3t桥式吊车各1台。该布局方案主要根据工件的尺寸、重量以及加工工序的长短, 确定了各跨零件的加工范围。重量、尺寸大, 加工工序在12序以上的零件放在主跨1;重量、尺寸中等, 加工工序在8-12序的零件放在主跨2;重量较轻、尺寸较小, 加工工序在8序以下的零件放在副跨。这样整个车间的起重设备就可以根据各跨生产零件的重量按需分配, 即节约了起重设备成本又提高了使用率。同时为提高运输效率, 增强纵横联系, 在各跨之间配置电动平板车, 使车间内物流调度更为便捷。

加工设备的布局上主要从三个方面进行考虑: (1) 主跨1的全部和主跨2的东边主要加工大中型零件且工序较长, 故考虑采用产品原则布局, 整个设备的布置按照零件的加工工艺流程顺序进行布置。 (2) 主跨2的西面主要负责零件的末序加工且加工时间较长, 所以采用了机群布局, 同类加工设备集中放置在一个区域。 (3) 副跨主要承担小型零件的加工任务, 工序短、数量大且产品单一, 因此采用成组原则布局, 以液缸加工中心为核心, 周围配以完成该零件所有加工序所需的不同类型机床。

4 结束语

文章通过简单介绍车间布局设计要素, 总结了现阶段比较流行的布局设计方法和思路, 并结合实际案例进行分析, 希望优化设计的车间布局能促进企业发展, 提升企业竞争力。

摘要：通过生产车间布局的优化设计, 从而高效率、低成本的生产出满足客户需求的产品, 是现代化制造企业所面临的重要问题之一。文章以石油机械生产企业车间布局为研究对象, 介绍了几种常见的布局设计方法, 以最优化的设计方案满足企业的需求。

关键词：车间布局,优化设计,设备

参考文献

[1]马玉敏, 陈炳森, 张为民.基于敏捷制造理念下的车间布局设计[J].组合机床与自动化加工技术, 2002 (4) .

车间布局设计 篇4

大量的理论和实践证明, 在大工程背景下的金工实习有利于学生的工程实践能力的培养, 建设好一个能满足理科、工科等学科专业学生进行工程素质、综合实践技能、科技创新训练的工程训练中心, 已成为高校办学的一项基本要求。

(一) 国内外研究概况

尽管各国的国情不同, 面临的问题不同, 以及各自的工业培训体制和运作机制有所差异, 但对工业培训的认识是相同的。

在对于布局研究上, Nee介绍了基于pc计算机辅助钣金工作的研究开发情况。高校金工实训中心与传统的某个工厂型操作不同, 金工实训中心存在量少但工艺齐全等特点。Sun等介绍了金工实训需要着重加强大学生工程实践能力训练, 需要从教与练中提高学生能力, 这也给本文提供很好思路:金工实训中心需要着重于教与练。

香港理工大学采用“教学工厂”模式, 提供门类齐全、内容广泛的培训课程, 让学生在模拟的工业环境中接受多元化的工业培训, 各学科视其特点及办学宗旨从中选择, 以造就未来的工程师。

目前, 国内多数理工科及综合性大学都非常重视工程训练工作, 一些院校通过各种渠道筹集资金已经或正在组建工程训练中心。

(二) 研究意义

传统的金工实习中心设施布置总是过多的强调实习车间物料运输路程较短, 即在一定的单位距离运输费用不变的情况下, 使得设备之间运输总费用较少。但是, 金工实习中心不像机械制造工厂, 不像生产流水线, 它的生产废物比较少, 物流搬运不频繁, 制成品产量少, 人员流通少, 这样传统的金工实习中心布置将不符合金工实习中心真正的需求。金工实习中心设备布置并不着重于大量流水线似的生产, 而是要将机器的生产性能演示给学生看, 并且金工实习中心机器与机器之间半成品、成品的搬运几乎为零。同时, 那些学习金工实习的同学大部分都是毫无生产操作经验的, 而由于时间的关系, 又不可能对每位进行金工实习的同学进行严格的操作和安全培训, 因而操作场所的安全性和作业场地的整洁干净对于学生进行金工实习学习很有帮助。本文就是要跳出传统的金工实训中心建设的思维, 以一种新的角度设计金工实训中心。

二、高校金工实训中心规划与车间布局设计的SLP布置模式

SLP的基本出发点是用量化的作业单位相互关系密级来评定各部门之间的相关程度, 因此采用系统布置设计法来进行平面布置的首要工作是对各作业单位之间的相互关系做出分析, 包括定量的物流相互关系及定性的非物流相互关系。采用专业的评价方法对各备选方案进行评价择优并对每个评价因素进行量化, 得分最多的布置方案就是最佳方案。

对于金工实训中心的布局而言, SLP是一种很好的布置方法。但是, 金工实训中心的布置不是简单地归结为一般的物流因素的布置, 它是一种更需侧重于非物流因素的, 更多考虑人性化的设施布置, 所以在使用SLP方法时要有所侧重。

将金工实习中心的P、Q、R、S、T, 即产品 (Product) 、数量 (Quantity) 、途程安排 (Routing) 、辅助服务 (Supporting service) 与时间 (Time) 作为基本要素, 以此为基础, 按照严密的程序和模式进行分析并最终得到相对合理的设施布置和布局方案。

按“教育部机械基础课程教学指导委员会金工课指组”的报告要求, 应保证铸、锻、压、焊、车、铣、磨、钳等基本工种齐全。根据实训内容, 本文把各种操作整合为以下的几个模块。

基础制造区:传统的金工技能, 包括车、刨、磨、等。

先进制造区:数控车、数控铣、线切割、电火花、加工中心、多轴加工和三维打印技术。

热工制造区:包括铸造、焊接。

辅助功能区:工具材料间、刃磨间、气站。

本文将选用比较普通的机床进行设备和人机比的确定, 结果汇总于表1中。

金工实训中心的SLP分析如下。

(一) 基本要素分析

1. P-Q分析

金工实习中心产品品种的多少和每种产品产量的高低决定了金工实习中心的生产类型, 进而影响设备的布置形式。金工实习中心生产产品种类多, 但产量少, 因此采用工艺原则布置 (也称为机群式布置) 。

2. R分析

对于我们金工实习的单件小批量生产, 设备按照其类型和功能集中布置, 已获得较高的适应性, 工厂生产车间的划分也是以此为基础实现的。下面通过几方面来进行分析。

(1) 产品组成分析

金工实习中心的产品将是以演示成品为主, 在老师的指导下每个同学自己加工一两件成品, 这些成品都是自己加工的。

(2) 工艺过程分析

产品的工艺过程和产品的类型有很大关系, 不同的产品类型在加工工艺上也有很大区别, 由于金工实习中心的产品比较单一, 所以可以一次性有指导老师完成。

3. 作业单位的划分

像所有的企业车间一样, 金工实习中心是由多个生产车间, 职能管理部门, 仓储部门和其他辅助部门组成的, 通常这些各级组成统称为作业单位。

(1) 生产车间

生产车间将直接承担着金工实习中心的教学任务, 金工实习中心的核心所在, 学生们在这里将所学到的知识现场完成。

(2) 仓储部门

这个部门与一般的企业有很大的不同, 金工实习中心的成品少, 原料少, 所以这个部门仅需要能够存放一些基本的物品就可以了。

(3) 辅助服务部门

金工实习中心的辅助部门可以包括辅助生产部门 (如工具、机修车间) , 学生服务部门 (负责学校每个学院的金工实习安排) , 其他服务部门 (如及车库、传达室等)

(4) 职能管理部门

职能部门负责协调和控制工作在布置和设计中, 必须给各职能部门办公室流出面积, 一般考虑办公室人员的多少, 办公用具, 如写字台、文件柜等因素, 估算出办公室的占地大小。

(二) 作业单位相互关系分析

作业单位相互关系分析是SLP将PQRST各种要素综合后转变成平面布局的重要技术。对于金工实习中心来说, 减少物流因素的作用将增加非物流因素对布局的影响, 因此在金工实习中心的布置过程中更重要的是分析好非物流因素的影响。

1. 物流关系分析

在物流关系中, 上文分析过金工实训中心的物流量很少, 金工实习中心中各个车间并没有很大的物流流动, 每个车间都独立的完成自己的任务, 在这一步骤的设施布局中不需要太过考虑物流因素, 所以这一部分只要在最后综合考虑布局关系。

2. 非物流关系分析

金工实习中心的非物流关系将是一个重要的影响因素, 应当考虑其他因素对各个作业单位的影响。

根据muther的系统化布置设计方法的基准相互关系划分, 进行车间的非物流分析, 得出作业单位非物流相关图, 见图1。

图中共有作业对C27=21。

作业单位相互关系理由如下。

(1) 生产服务。

(2) 作业性质的相似。

(3) 管理方便。

(4) 人员联系。

(5) 环境卫生。

(6) 噪声、振动、烟尘、易燃易爆危险品的影响。

(7) 共用设备及辅助动力源。实际作业单位理由见表2。

(三) 平面布局设计

1. 位置相关图

根据作业单元间综合相互关系表中的数据, 计算每个作业单元与其它作业单元间量化之后的综合相互关系等级的总和, 即作业单元综合接近程度。将综合接近程度按照数值的大小进行排序, 绘制综合接近程度排序表, 综合接近程度值高的作业单元说明与其它作业单元的联系更加密切, 在布置时应把该作业单元布置在中央。

为了更加方便的做出单位综合接近程度排序表, 首先为每一个车间标序:1-大厅, 2-办公区, 3-基础制造区, 4-辅助功能区, 5-轮机区, 6-先进制造区, 7-热工制造区。

作业单位综合接近程度排序表如表3。

根据综合接近程度排序表, 按照综合相互关系级别高低按顺序先后确定不同级别作业单元的位置, 从表3的排序第一, 而同一级别的作业单元按综合接近程度的分值高低顺序来进行布置, 绘制作业单元位置相关图 (见图2) , 其中连线的数目表示作业单位之间的关系密切程度。

2. 面积相关图

金工实习中心平面设计在分析的基础上, 确定各部门之间的相对位置关系。金工实习工厂的设备尺寸将直接影响面积相关图, 由于金工实训中心的设备主要集中在基础制造区和先进制造区, 因此首先来看看基础制造区和先进制造区主要设备 (见表1) 。

在此还需设置弹性尺寸, 金工实训是需要学生操控的, 所以周围得有学生占地 (关于人的占地面积, 本文假定一个人站立的时候, 人与人之间保持比较舒适的距离, 以此概念推算, 应该是0.6×0.6=0.36平方米的范围比较合适) 。接下来讨论每一台单位设备所占的面积 (人数参照表1) 见表5。

其中, 1~9属于基础制造区, 设备总共占面积343.6m2。10~16属于先进制造区, 设备总共占面积77.8m2。

经过以上基础制造区和先进制造区设备面积的大致计算, 根据面积的比例关系, 本文设计一个总面积约2000平米的实训中心, 先分好每个区域的面积:大厅200m2、办公区100m2、基础制造区600m2、辅助功能区100㎡、轮机区200㎡、先进制造区300m2、热工制造区300m2。

设计方案绘制的面积平面图见图3。

三、总结

该设计方案从一个新的角度应用SLP方法, 并且解决了不同于企业注重物流因素的设施布局的方案, 新设计方案在方便性、空间利用率、工作环境安全与舒适性、管理的方便性、布置方案的可扩展性等方面的改进进行了更大努力的尝试。应该根据金工实训的实际情况, 在合理的配置专业、学生、机器、批次等的情况下, 在金工实习中心的建设中综合运用设施规划、人因工学、物流规划、线性规划等来处理金工实习中心的布置设计, 力图使得金工实训中心满足学校教学的需求。

摘要：高校的金工实训中心设计不同于企业工厂的车间布局设计, 怎样才能设计出一座建设费用较低而又符合现实需求的金工实训中心是目前的一大研究课题。文章利用SLP方法, 以非物流关系为重点进行高校的金工实训中心的布局设计。

车间合理布局在电钻车间的应用 篇5

传统的车间布局被许多世界性的难题所困扰。诸如自然资源日渐匮乏, 区域贸易不平衡, 用户需求不断变化和市场竞争日趋激励。每个企业都需要重新审视自己的生产布局, 使车间布局合理化, 提高自己的快速反应能力, 降低成本, 才能满足用户需求和环境的变化, 取得最大限度的经济效益和社会效益。企业只有以最好的质量, 最低的价格, 最快的交货期和最佳的服务, 提供客户化的产品, 才能赢得市场。

二、车间合理布局的概述

(一) 车间合理布局的内涵

车间的合理布局是指按照一定的原则, 在设备和车间实体空间、面积的约束下, 对车间内各组成单元、工作地以及生产设备进行合理的布置, 使它们之间的生产配合关系最优, 并且改良物料的运送, 使整个车间的运作最优化。

(二) 车间布局的设计

车间布局的设计包括局部布局设计和系统布局设计, 而在传统上将局部车间布局分为三种基本类型:产品原则布局、工艺原则布局和单元原则布局;系统布局设计主要是系统布置设计法。

1、产品原则布局。

产品原则布局适合于大批量重复性加工的制造系统;少品种大批量生产在标准化较高的产品加工中, 使用这一布置方式。它们使用重复性的加工方式, 工作被分解为一系列标准化的作业, 由专门的人力和机器完成。系统仅涉及一种或少数几种相似的加工对象, 由于加工对象按照同样的加工顺序, 所以可以使用固定路线的物料运输设备, 从而使加工过程形成一种类似于流水线的工作方式。在制造业中, 这种工作方式称为生产线或装配线。生产线上的工作单元紧密地连接在一起, 这种布置方式使得人力和机器得到充分利用, 降低了设备费用, 同时由于加工对象的移动很快使得在制品数量极少。生产线的常用布置方式除了直线性的布置方式外, 还有U形、S形等, 便于工人操作, 也能有效减少物料的运输量 (见图1) 。

2、工艺原则布局。

适合于多品种小批量生产, 用于加工涉及较多工艺要求的产品, 这类布置以完成相似活动的加工单元为特征。工艺原则布置将同一加工类型的机器布置在一起, 需要这些操作的加工对象按各自加工顺序依次流经各个加工单元, 不同产品代表着完全不同的加工工艺要求和操作顺序, 同时由多用途设备保证加工的柔性。这种布置方式通常适用于多品种小批量的加工方式, 但增加了加工过程中的物流 (见图2) 。

3、单元原则布局。

在单元制造中将机器依据零件加工工艺分组, 形成一个制造单元, 每个单元对应一组工艺相似的零件的加工。每个单元内部设备的布置其实是产品原则布置的缩影。在单元内部可能是有传送装置连接的流水线方式, 或者其他类型的传送装置按加工顺序连接的设备。而成组技术 (GT) 是单元制造的基础, 它将零件按工艺特征分组。单元布置方式在一定程度上是基本布置类型的混合体, 也是车间加工过程中涉及到的主要布置类型 (见图3) 。

4、系统布置设计法 (SLP) 。

SLP方法的依据和切入点是P、Q、R、S、T, 其被称为“设施规划工程师的字母”。采用SLP进行总平面布置的首要工作是对各作业单位之间的相互关系做出分析, 包括物流和非物流的相互关系, 综合得到作业单位相互关系表。然后根据相互关系表中作业单位之间相互关系的密切程度, 决定各作业单位之间距离的远近, 安排各作业单位的位置, 绘制作业单位相关图, 将各作业单位实际占地面积与作业单位位置相关图结合起来形成作业单位面积相关图;通过作业单位面积相关图的修正和调整得到数个可行的布置方案;然后采用一定的评价方法对各方案进行评价选出最优方案 (见图4) 。

三、电钻车间的概述

所研究的电转车间生产产品的多样性, 决定了它在车间布局中, 需要针对不同的产品要实施不同的设施布置方案。针对户外用品, 如割草机等比较大型的产品需要应用产品原则布置;针对专用电动工具, 如电钻、电锯等比较小型的产品宜, 运用工艺原则布置;附属部件, 因为产品不大, 并且需要应用到成组技术, 宜运用单元布置原则。综合来说, 研究对象的车间布局方法是以工艺原则为主导, 结合产品原则及单元布置的组合布局方法。

四、车间布局设计方法在电钻车间布局中的应用

(一) 系统布局

利用SLP法可知:在电钻车间, 所有的设施的摆放必须围绕电钻的生产为核心, 一切可能不需要的东西都要剔除, 留下剩余的都是与生产电钻最直接相关的设施。图5和图6是同一个电钻车间按不同的思想方法设计的布局图。图5是照搬老厂电钻车间的布局方法;图6是基于JIT新思想而在新工业园实施的全新的布局方法。

新的车间布局相比原来的车间布局具有如下优点:单件流, 解决了物流问题;布局更合理, 省去了搬运的浪费;节省面积, 利润上升;模块化更明显;设计更美观;U型Cell生产线可以实现工作地兼管, 可以有效地减少残次品的数量;并且能够防止流水线机械化, 体现了人文关怀。

经过这项车间合理化布局的改善, 电钻车间的生产能力得到了提升, 实际生产能力达到40多万套, 该生产能力是车间改善前的1.25-1.5倍。

(二) 各作业区的局部布局

各作业区的局部布局是将一个实体车间拆分成若干生产线单元, 并独自完成改善, 最后汇总成整个车间布局的进一步合理化改善。这样可以通过单元生产线的布局改进, 进而改善整个车间的物流状况、设施布置。

本文将详细分析一个电钻车间的生产线改善, 以AEG产品为例, 由12名工人在12个工位生产。其改善前的生产线布局状况如图7所示。

通过图7, 对工序和工位的分析, 我们发现这条生产线上存在可以改进的地方。在此, 是针对一AEG的具体产品, 则产品原则布局忽略, 利用工艺原则和单元原则, 首先通过如下措施予以改善或解决:对所有工位的物料摆放及动作标准化;将C4工位的插导线于开关制移到C1工位, C1工位的啤偏心轴移至C2工位;将C4工位的插开关制于马达端子移至C3工位;将C5工位插电源线白色端子于马达移至C4工位;C6工位盖机壳移至C5工位, C6工位打完所有机壳螺丝, 这样消除C7工位的瓶颈;C9工位增加装主机于彩盒的操作内容, 从而减少P2工位的操作内容;P1工位工作内容不够, 且为加工工位, 阻碍P2工位从C9工位取主机, 可以考虑将其移至C1工位前为包装工位做辅助工作 (如折天地盖) (见图8) 。接着, 我们对生产线的物供应进行合理化的调整。

通过Flexsim软件对合理化布局的仿真可以知道:改善后合理化生产线布局图经过重新合理化的编排生产线上各工序的工作内容和工作位置之后, 同样的12名工人在相同的情况下, 每小时的产量由原来的84pcs/h增加到现在的100pcs/h;各个工位也进行了合理化分配, 这样使得物流更加顺畅。对比改善前后的生产线布局状况, 可以发现通过对工序进行重新划分, 生产线进行重排可以使得车间的物流、局部布局更加合理化, 而且合理化车间能带来更高的效益。

五、结束语

利用系统布局和局部布局对电钻车间的布局进行了改善, 使车间的生产能力明显提高, 改进了生产配合关系, 改良了物料的运送, 整个车间的运作更加有序, 起到非常明显的经济效果。

摘要：文章针对电钻车间的特点, 采用系统布置设计法 (SLP) 对电钻车间进行系统的布局设计改善, 发现改善后生产能力显著提高;采用产品原则、工艺原则、单元原则进行了局部布局设计改善, 通过分析某一具体的产品改善前后的实测时间, 发现其产量明显提高。这说明电钻车间的布局改善是合理的。

关键词：车间,布局,电钻车间一、引言

参考文献

[1]、张树武.工业工程导论[M].中国标准出版社, 1995.

车间布局设计 篇6

无菌药品按生产工艺的不同可分为最终灭菌产品和非最终灭菌产品,后者由于半成品不能采用任何形式的最终灭菌工艺去除微生物,所以需要采用无菌生产工艺进行生产。

常规非最终灭菌小容量注射剂分装车间流程如下:原辅料分别经过浓配、过滤、稀配、除菌过滤等工序,等待分装;检验合格的包装材料(西林瓶或安瓿瓶)经理瓶、洗瓶、烘瓶(灭菌)传至灌装间,灌装操作在A级层流保护下进行;对于冻干粉针产品,灌装完成后先进行半加塞,再冷冻干燥,产品在A级层流下进出冻干机,以保证产品质量,冻干后进行全压塞轧盖,轧盖工序完成后,即完成整个分装过程。对于小容量水针注射剂产品,灌装完成后无需冻干,直接进行轧盖或封口操作,完成整个分装过程。

灌装工序是分装车间的核心工序,目前多采用洗、烘、灌联动线进行洗瓶,经隧道烘箱灭菌后,在A级层流下自动灌装,整个生产传输过程均在密闭环境下进行,以减少污染保证产品质量。分装车间是诸多制药企业重要的生产车间之一,科学、合理的车间设计是避免出现生产质量风险的基本前提,是生产出合格产品的重要保障。

1 2010版GMP对非最终灭菌产品生产环境的相关要求

2010版GMP对非最终灭菌产品的生产环境洁净度级别要求如下:

(1)B级背景下的A级:处于未完全密封状态下产品的操作和转运,如产品灌装(或灌封)、分装、压塞、轧盖等;灌装前无法除菌过滤的药液或产品的配制;直接接触药品的包装材料、器具灭菌后的装配以及处于未完全密封状态下的转运和存放;无菌原料药的粉碎、过筛、混合、分装。

(2)B级:处于未完全密封状态下的产品置于完全密封容器内的转运;直接接触药品的包装材料、器具灭菌后处于密闭容器内的转运和存放。

(3)C级:灌装前可除菌过滤的药液或产品的配制;产品的过滤。

(4)D级:直接接触药品的包装材料、器具的最终清洗、装配或包装、灭菌。

在非最终灭菌生产工艺中,可进行除菌过滤的液体产品通常经过无菌过滤以去除微生物,包装材料等经过灭菌后分别进行灌装、封口或半加塞。对于非最终灭菌产品,由于产品分装后不再做进一步灭菌处理,因此,必须对整个生产过程及其操作环境条件进行严格控制,以保证产品不被微生物污染。

2非最终 灭菌产品分装车间的工艺布局设计要点

2.1 无菌生产核心区的设计

非最终灭菌小容量注射剂分装车间的核心区主要包括:产品灌装区域、产品或容器在无菌区内暴露的区域、灭菌后容器的传出、组装区域等,对核心区的设计应注意以下方面:

2.1.1 对污染源的控制

分装车间生产核心区的污染源主要来自工艺设备、进入无菌区的器具、人员及其操作过程等,污染源的主要类型分为尘埃粒子污染及微生物污染。

人员作为最大污染源之一,需经穿无菌服、气锁后进入无菌环境;核心区域宜单独设置回更,使人员进、出通道分开;充分考虑人员生产、清洁方式和日常维护等因素,进行合适的空间设计,同时也要考虑对操作人员及环境的保护;设置门禁系统等措施,限制非灌装区人员进、出,在硬件上保证对核心生产区的污染风险的控制。

2.1.2 对气流方向、压差的控制

2010版GMP要求,无菌生产核心区的空气洁净度等级为A级,背景为B级,A级单向流的空气速度必须在0.36~0.54 m/s范围内。良好的气流方向有助于满足环境的温湿度要求和洁净度要求,保证有效的净化能力。由于灌装区域送、回风风量大,设计时应留有足够的回风面积,合理布置送风口、回风口位置。洁净区内相同洁净度级别的不同功能房间之间应保持适当的压差梯度,对相邻洁净房间进行压差控制,以保证合理的气流组织,保证其无菌生产环境。

2.2 轧盖操作区的设计

传统轧盖操作通常会产生铝屑及一些非活性金属颗粒,可能带来污染产品及环境的风险,轧盖区的设计应保证轧盖过程不会对环境及产品造成污染,一是通过改进工艺设备减少风险,二是对轧盖区的设计加以优化。

2010版GMP规定,轧盖应在B级背景下的A级环境下进行;根据已压塞产品的密封性、轧盖设备的设计、铝盖的特性等因素,轧盖操作可选择在C级或D级背景下的A级送风环境中进行。

按照要求,轧盖应作为无菌工艺使用无菌铝盖,即轧盖操作在B+A环境下进行,保证轧盖前空气的无菌性;或作为洁净工艺在无菌区域外进行,并同时保证西林瓶从灌装至轧盖全程处于A级空气保护中,降低污染风险。

除此之外,还需注意如下几点:轧盖操作区与灌装操作区应分开,设置单独的轧盖操作室;轧盖操作区宜设置独立的人员进出通道;轧盖操作区应采用独立排风装置,相对负压,确保轧盖操作不会对洁净区其他区域产生不利影响。

2.3 密闭操作系统的采用

由于手动操作会造成许多风险和不确定性,采用洗灌封设备、限制进出隔离系统及隔离操作器实现密闭自动化的生产已成为一种发展趋势。2010版GMP提出,高污染风险的操作宜在隔离操作器中完成。借助隔离屏障系统,将操作人员和产品分隔开来,一方面提高产品生产过程的无菌性保证,另一方面实现对操作人员的保护。

冻干半成品的转移宜考虑采用自动装载进、卸料系统,该系统通常分为固定式、移动式和混合式3种方式,采用该系统可使核心区全部实现自动化操作,减少A级区内操作人员的干预,降低药品受到污染的概率,更好地保证无菌要求。

2.4 其他方面的设计

分装区作为高风险区及耗能较大的生产区,在满足生产操作及日常维护的前提下,尽量将B级区、A级区最小化;配液罐尽量靠近灌装设备,使物料管线最短;合理设置人员更衣路径,满足规范要求,不宜过于复杂;合理设计物流通道,防止产品/物料交叉;单独设置废弃物出口,防止干净物料与废气物料交叉。

3非最终 灭菌产品分装车间布局模式的对比应用分析

3.1 U字型布局

冻干粉针产品分装车间主要由洗烘、灌装、冻干、轧盖4个生产单元构成,各生产单元洁净级别各不相同,每个生产区相对独立,将各生产单元按工艺流程布置成U字型,如图1所示,以灌装和冻干为中心,灌装冻干室布置在车间的物料廊侧,便于大设备安装和参观。灌装冻干室、灭后间等区域设置在车间中心位置,符合GMP对洁净分区位置的要求。

冻干车间U字型布局方式越来越普遍,这种布局的优点:(1)洗、烘、灌设备呈L型布置,一是相对减少洁净区面积,二是便于设备检修,设备检修时不用进入高级别洁净区,有效降低了污染风险;(2)可以更好满足人员对于先进、自动化生产设备的参观需求;(3)适合模块化设计,一个模块即一个独立冻干车间,适合多品种产品生产,根据产能需求在一个厂房内复制多个生产模块;(4)主人流、主物流走廊分开设置,主人流从南侧进、出,主物流从北侧进、出,避免人、物交叉。

3.2 I字型布局模式

3.2.1 冻干粉针车间I字型布局

冻干车间I字型布局如图2所示,这种布局模式将整条生产线拉长,一定程度增大了洁净区的使用面积;物流流向分南北两侧进、出,人员流向主要从西侧进、出,人、物流交叉可以避免;整个模块呈不规则形状,浪费生产面积,不利于同层进行多个模块复制。

3.2.2 水针车间I字型布局

相比而言,小容量水针注射剂分装车间更适合这种布局方式,如图3所示,I字型模式布局紧凑,节省空间,最大限度减少洁净区面积,节约车间运行成本;人员入口集中在北侧,物料走廊设置在西侧,内包材从西北侧入,产品从西南侧出,整体人、物无交叉;洗、烘、灌联动设备呈直线型,房间靠近走廊,便于参观;此布局适合同层内布置2个独立生产模块。

4 结语

非最终灭菌产品对无菌生产工艺、环境控制的无菌保证水平要求很高,分装作为高风险操作,对分装车间的设计应严格按照规范要求进行,最大限度降低产品污染风险。本文结合以往项目设计经验,以2010版GMP要求为依据,对非最终灭菌产品分装车间的设计发表了一些观点,与大家探讨。

摘要：以2010版GMP要求为依据,探讨了非最终灭菌产品分装车间的设计要点,并以非最终灭菌小容量水针注射剂产品和冻干粉针注射剂产品为例,对不同形式分装车间的平面布局进行了对比分析。

车间布局设计 篇7

关键词：物流强度,物流分析,系统设施布置

在制造业中, 通常物料搬运和运输的成本约占制造业总成本的20% ～ 50%, 工厂布局设计主要是确定工厂的生产部门、辅助部门和管理部门的位置。一个良好的设施布置设计可以使物料搬运的成本降低, 较好地发挥经济效益和社会效益。本文针对CVT公司设施布置的现状, 运用系统化设施布置规划 (SLP) 的理论优化各个车间或部门之间的相对位置, 从而减少各车间或部门之间不必要的搬运浪费。提高企业物流率, 最终降低企业成本。

一、系统布置设计 (SLP) 模式

1961年美国的缪瑟提出的系统设施布局的方法简称SLP。该方法提出了作业单位相互关系密集表示法, 使布置设计由定性阶段发展到定量阶段。在缪瑟提出的SLP中, 正式把产品P、产量Q、生产路线R、辅助服务部门S及生产时间安排T作为给定的基本要素, 作为布局设计工作的基本出发点。系统布置设计程序如图1所示。

二、系统布置设计 (SLP) 在CVT公司的应用

随着能源与环境的压力增加, 清洁可再生的新能源近年受到普遍重视。在各类绿色能源中, 风能是前景潜力巨大的可再生能源之一, 风力发电技术相对比较成熟, 并且最具有大规模商业开发条件。CVT公司从事风力发电以及工业通用变流器的研发、生产和制造。

(一) PQ产品分析。

本文中结合历史产能, 综合考虑工艺矩阵、物流搬运难易程度以及对利润的贡献得出各产品的加权综合月运输量, 如表1。

(二) 物流分析。

物流分析包括确定物料在生产过程中每个必须的工序之间移动的最有效顺序及其移动的强度和数量。结合CVT公司商品生产类型的, 所有产品的生产过程汇总成多种产品的工艺过程表。

(三) 物流强度分析。

把一定时间周期内的物流对象的移动量作为物流强度。本文结合CVT公司变流器生产过程各零部件装配、运输过程中的月度搬运质量为物流强度。SLP将物流强度分为A、E、I、O和U来表示。 算出物流强度表之后, 分级作物流相关图。从表1中按路线将物流强度从大到小列出, 见图2, 再将同一作业单位对的物流强度合并, 最后划分物流等级如表2。

(四) 非物流强度分析。

在系统布置设计中, 各作业单元的非物流关系是通过作业单位相互关系分析来反映和实现的。在一般情况下, 相关程度高的区域在布置时应紧邻或接近, 而相关程度低的区域则不宜接近。在规划过程中应由规划设计者根据使用单位或企业经营者的意见, 进行综合的分析和判断。结合CVT公司的实际情况, 比如水冷系统不能靠近电气设备、测试区或装配区尽量集中等因素, 可以得到非物流相互关系表。

(五) 作业单位综合相互关系分析。

首先确定物流与非物流关系的比重。本文中分析CVT变流器实际生产情况, 选取m:n=1:1。然后将物流强度等级和非物流强度等级的密切程度等级量化。取A=4, E=3, I=2, O=1, U=0, X=-1。根据TRij值递减将综合关系分析为A、E、I、O、U和X六个等级, 各级对应的单元数符合一定的比例, 最后确定各等级数量, 汇总后如表3和4。

(六) 作业单元位置确定。

物流中心总平面布置是从各作业单位间的综合关系密切程度出发, 安排个作业间综合关系密切程度出发, 安排各作业之间的相对位置, 关系密切高的作业距离近, 反之亦然。本文采纳Tompkins的关系表法分析解决CVT变流器装配的布置问题。它的主要步骤如下: 先将综合关系相关图转化为关系工作表, 如表5;将每个作业单位制作出一个相同面积的拼块;分析得到拼块图在拼块图上作流程分析;将拼块图转;化为面积图。

对每一个作业单位作一个同样大小的方块, 称为无面积拼块。 在拼块上, 将作业单位代号写在正中央, 名称写在代号上面, “X=”写在代号下面;四个角分别放置与之成A、E、I、O级关系的, U级关系不用考虑。实例如图3。

摆放时, 先找出关系最重要的, 即A最多的, 若A级数量相同, 再比较E的。将此块先放于中央位置。摆放规则是:A级关系要边靠边放, E级关系至少角靠角, X级关系不能靠边也不能靠角。 依次按照此方法综合评价比较CVT流水线各布置得到图4方案。

三、结语

随着生产方式的变革, 不增加设备或少量增加基础上车间重构, 以期提高生产效率, 加快企业生产节奏, 快速应对市场需求, 已经成为很多企业迫在眉睫的事情。本文在利用SLP 方法科学地研究了CVT公司变流器装配工厂的实际需求, 并提出了解决方案。

参考文献

[1].任建标.生产与预测管理[M].北京:电子工业出版社, 2006

[2].方庆琯, 王转.现代物流设施与规划[M].北京:机械工业出版社, 2012

[3].理查德·蔡司等.运营管理[M].北京:机械工业出版社, 2007

[4].李娟, SLP在物流中心总体布局规划中的应用[J].现代经济 (现代物业下半月刊) , 2009

车间布局设计 篇8

设施布局的好坏直接关系到整个企业系统的人流、物流、信息流的合理流向, 以及生产能力和生产安全。优劣不同的设施布局, 在施工费用上可能相差无几, 但对生产运营的影响会有很大不同。据统计, 物料搬运费用占总生产成本的20%-50%, 而优良的设施布局与物料搬运设计可以节省10%-30%的生产成本, 并可提高生产效率。因此在美国, 设施布局被认为是加速生产率提高的决定因素之一。在我国, 设施布局设计也越来越受到企业的重视, 现在很多大型企业都建有工业工程部, 其中一项重要的工作就是对设施布局的研究。以上这些都说明设施布局研究的重要性。

制造系统车间设备布局问题是布局问题的一个重要分支, 车间设备布局对于提高车间生产效率、节省人力物力资源等方面有重要的意义。制造系统设备布局从广义上讲, 布局对象包括机器与工作人员位置、物料搬运设备、缓存区位置及生产活动的安排等。狭义的制造系统设备布局设计指车间的设备布局, 在满足必要约束的前提下, 将设备合理地摆放在车间平面中, 达到某种最优指标的设计活动。本文主要研究狭义的制造系统设备布局, 即车间的设备布局。本文以系统科学的理论与方法为指导, 综合运用设施规划理论、遗传算法等相关理论, 结合现代计算机技术, 对A企业的车间设备布局的实际情况进行应用探讨。

二、A公司机械制造车间介绍

A公司是我国军工配套企业, 具有五十多年的发展历史。由于原有生产模式偏重于为科研开发新产品而服务, 所以原有产品生产大多属于多品种小批量生产类型。近年来, 随着市场需求增加, 生产模式由多品种小批量改为多品种批量生产, 已经由其工艺部门完成了零件的工艺设计。目前主要有14类设备完成对11种零件的加工, 具体设备台数见表1。

多种零件要进行批量生产, 原来的机群式布局已经不能满足生产需求, 企业必须对设备布局进行重新调整, 完成批量生产的转型。而且要求优化过程中尽量不增加成本, 即在现有的条件下对整个生产系统的设备进行重新布局, 达到批量生产要求。机床序号对照表和工艺规程见表2和表3。

根据零件工艺规程结合物流分析方法, 我们选择从至表来建立机床之间物流量从至表。行表示物料移动的源, 称为从;列表示物料移动的目的地, 称为至;单元内数字表示两种设备之间物流量, 见表4。

三、设备布局优化原则

传统的设备布局设计方法根据预先给定设备的长度、宽度和设备间的距离, 主要根据物流强度, 求出各个设备的布局位置。然后将加工设备、物料运输设备以及各种辅助设备放置在一个有限的生产空间内, 目标函数是使物料搬运总费用最小。这种方法只考虑了设备布局的定量要求, 没有考虑定性方面的因素, 也不能很好地反映影响空间布局的其他因素, 如墙、柱子、楼梯、门窗和空调器等固定物。最终所得到的设备布局位置实际上只能作为一种参考, 而不能作为物理布局的真实结果。基于此, 我们考虑从两个方面进行解决。首先以定量指标为主, 采用遗传算法, 确定设备制造单元的划分;然后以定性指标为主, 根据实际条件的限制和制约对设备布局进行调整和修正, 然后采用仿真技术, 直观反映以确定设备的具体布局位置和方向。

四、运用遗传算法进行制造单元的设计

遗传算法的适应度函数是求目标函数的最大值, 对于制造单元来说, 如果按遗传算法流程进行计算, 最后将会把所有的设备都划分一个单元。所以对遗传算法的流程进行改进见图1, 按照改进后的遗传算法流程将会得到预期的结果。

表5是根据遗传算法得到的制造元的设计结果, 结合实际情况根据零件的工艺流程和所需要的机器设备进行调整, 将单元2中的M10调整到单元1, 将单元3中的M6调整到单元2, 调整后的制造元设计结果见表6。

经过每个单元的零件的工艺流程见图2制造单元系统模型, 在图中详细表示了三个单元内零件的工艺流程, 用不同的线型来区分, 如零件F, 用细实线表示分别经过M1—M3—M4—M12—M13。

五、基于Flexsim的仿真

(一) 仿真流程

(二) 仿真目标

根据企业需求在现有条件下将多品种小批量转换为多品种大批量的生产改造目的为本次仿真的目标。

(三) 数据收集

企业收集的各零件的工序加工时间见表7, 机床序号括号内数字是加工时间, 时间单位以分钟计算。

(四) 建立生产系统仿真模型

系统模型是对系统的一种模型化描述。仿真人员通过系统模型了解仿真对象, 是理解性或认识性的模型。模型实体设计如下表8所示。

仿真模型是在系统模型的基础上, 进一步构造可供计算机运行的模型, 也有人称建立仿真模型为二次建模。仿真模型与系统模型相同的是, 针对同一个系统, 仿真模型所表达的系统特征与系统模型应该是一致的。所不同的是, 仿真模型是将系统模型规范化和数字化的过程。系统模型的建立只是仿真过程的第一步, 在FLEXSIM仿真软件中建立生产系统的仿真模型。

模型必须包括现实系统中的主要因素, 为兼顾到现实性和易处理性还要对模型进行简化, 模型假设如下:每个工序所需的工人数量充足, 不会出现因无工人操作而导致的生产停顿;忽略工序间的零部件搬运时间, 认为从上一道工序到下一到工序是顺序进行的, 如不需等待则直接进入。建立仿真模型如图4。

本文仿真的目的是充分利用现有设备而不增加设备的基础上提高生产能力达到批量生产。在本模型设计思路中, 先按单元排布设备, 然后根据仿真数据确定设备数量。设计三个单元入口Source, 分别定义为Source1、Source2和Source3, 十一个单元出口Sink, 分别定义为SinkA、SinkB一直到SinkK, 分别接收不同的零件。按图2的系统模型为每个单元拖入发生器、暂存区、机床和吸收器, 每个单元中暂存区命名为Queueij, i表示单元数, j表示第i个单元的第j台机器。然后根据流程关系和逻辑性进行连接, 输入数据建立仿真模型见图5-3。在模型中共有14类机床, 分别用不同的颜色来显示, 如绿色代表M1, 红色代表M2, 其他机床代表颜色见模型中显示。

(五) 模型运行与分析

模型建立、赋予参数后, 就可以进行编译, 编译通过后就可以运行了, 本文中模型运行后到达仿真结束时间后的三维立体图见上图5。

1.从总体上观察流程是否顺畅从仿真结果的三维立体图可以直观观察到, 在暂存区Queue15、Queue22和Queue33中有许多等待加工的零件。具体数据获得通过选择Stats中Standard Reports输出关于Queue的Excel表, 主要包括的参数有输入、输出、最小和最大容量, 见表9暂存区状态表。

从表9中可以看出Queue15、Queue22和Queue33等待加工零件最大容量是538, 491和179件, 说明流程是不顺畅的。

通过选择Stats中Standard Reports输出关于Source及Sink的Excel表, 主要包括的参数有输入、输出, 见表10发生器和吸收器输入输出报告表。

从表中可以看出在仿真结束时间7400.492358时, 系统的三个Source输出的总数为与到达Sink的数量是不一致的, 说明流程不顺畅系统中还存在一定的瓶颈。

2.设备状态分析。在前面的分析中流程不顺畅, 认为系统中存在瓶颈因素的制约。通过选择Stats中Standard Reports输出设备状态表见表11:

从表中可以看出在仿真结束时间7400.492时, 系统的三个设备M12、M72和M5的加工时间为100%, “瓶颈”就是系统中相对繁忙的元素, 我们可以确定模型中的瓶颈是M12、M72和M5。

(六) 模型优化

1.模型优化方案确定。消除瓶颈的方法有很多, 如用效率更高的设备替换现有设备、优化零件的工艺流程或者增加瓶颈点处的设备。企业的实际情况是为充分利用现有的设备而不增加设备投资, 故优化方案定为在瓶颈点处增加原有的同种设备。经过几次增加瓶颈设备运行后, 通过观察统计数据最后确定增加设备的方案确定如下:在单元一中, 将设备M12增加三台, 重新编号为M12a、M12b、M12c和M12d;将设备M13增加一台, 重新编号为M13a和M13b;在单元二中, 将设备M7增加二台, 重新编号为M7a、M7b、M7c;将设备M6增加一台, 重新编号为M6a和M6b;将设备M8增加一台, 重新编号为M8a和M8b;将设备M11增加一台, 重新编号为M11a和M11b;将设备M14增加一台, 重新编号为M14a和M14b;在单元三中, 将设备M5增加一台, 重新编号为M5a和M5b。优化后仿真模型如图6。

2.优化后模型的运行结果。我们以30天为观察时间, 仿真时间为30*8*60=14400, 预热时间为200, 仿真结束时间14600, 在14601.6时刻结束时, 运行模型的三维立体图见图7。

3.从总体上看流程是否顺畅。从图7上可以观察到, 在仿真结束时, 只有暂存区Queue21、Queue31和Queue35有少量的待加工零件, 流程比较顺畅没有出现堵塞现象。优化后的发生器和吸收器输入输出报告表见表12。从表中可以看出, 进入单元一的数量是1038, 经过单元一加工后被SinkB、SinkC和SinkF吸收的数量为1038。进入单元二的数量是1385, 经过单元二加工后被SinkD、SinkG、SinkH和SinkK吸收的数量为1385。进入单元三的数量是1384, 经过单元三加工后被SinkA、SinkE、SinkI和SinkJ吸收的数量为1374。由此可以看出进入系统和流出系统的零件数量基本持平, 流程顺畅。

4.设备状态分析。选择Stats中Standard Reports输出关于设备的Excel表, 主要包括的参数是设备的空闲和加工时间的比率如表13, 从表中可以看出在仿真结束时间14601.600时, 各设备的加工和空闲所占的比率。从表中可以看出, 设备利用率大部分在70%以上, 只有部分设备如M3、M4、M10利用率较低, 原因是经过该设备的零件加工总时间较少, 且本道工序不能再进行优化, 这三台设备必须保留。M121和M131利用率超过90%, 容易形成新的瓶颈, 解决的办法是可以利用空闲时间较长的M111。

5.优化后生产能力估算。本文研究一年内的生产产量和设备利用情况, 没有指定的仿真结束事件, 属于稳态仿真, 即不受起始状态影响的系统特性。对系统建立仿真模型后, 由随机数发生器产生的随机变量驱动仿真模型运行, 所以一次仿真的结果是产生了系统的一次随机样本, 对系统的描述并不精确, 应该用若干次重复运行的仿真结果来估计。为使得到的数据精确, 取运行5次后的数据见表14。

通过观察上表数据可以看到11种零件在30*8*60分钟内的产量在333到362之间。按现行法律规定扣除节假日后工作的天数为250天, 企业现行工作制度每天8小时一班制计算, 一年内的工作时间为250*8*60分钟, 预计年生产能力在2775到3016之间, 达到了批量生产的要求。

6.优化前后比较。应用遗传算法对制造单元进行划分后, 再利用FLEXSIM仿真技术对其进行仿真, 根据上述运行结果将优化前后的对比情况总结见表15。

六、结论