生产系统设计第一部分
生产与运作管理 第三版 陈荣秋 马士华 第1章 基本概念
1.1.3 生产运作管理的目标和内 容（续）
生产运作系统的运行，主要是讲在现行的生产 运作系统中，如何适应市场的变化，按用户的 需求，生产合格产品和提供满意服务。 生产运作系统的运行主要涉及生产运作计划、 组织与控制三个方面。
计划方面解决生产什么、生产多少和何时出产的问 题。 组织方面解决如何合理组织生产要素，使有限的资 源得到充分而合理的利用的问题。 控制方面解决如何保证按计划完成任务的问题，主 要包括接受订货控制、投料控制、生产进度控制、 库存控制和成本控制等。
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1.1.2 “生产”概念的发展(续）
典型社会组织的输入、转化和输出
社会组织 工厂 运输公司 修理站 医院 主要输入 原材料 产地的物资 损坏的机器 病人 转化的内容 加工制造 位移 修理 诊断与治疗 主要输出 产品 销地的物资 修复的机器 恢复健康的人
大学
咨询站
高中毕业生
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1.1.2 生产概念的发展（续）
后工业 (Post-industrial)社会
人们主要从事服务业。 服务是满足个性化需要的过程。 服务过程必须有单个顾客的特定输入。 信息成为关键资源。 生活质量由教育、保健和休闲来衡量。 主要活动是人们之间的交往。
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生产与运作管理
Production & Operations Management
华中科技大学管理学院 The School of Management，HUST 陈荣秋 马士华 Rongqiu Chen and Shihua Ma
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数字化生产管理系统设计手册
数字化生产管理系统设计手册数字化生产管理系统是一种利用先进的数字化技术，对生产过程进行实时监控、控制和分析的信息化系统。
本手册旨在指导设计数字化生产管理系统的过程及相关方面应该考虑的问题。
第一部分：系统设计框架及需求分析1.1 设计框架数字化生产管理系统的设计需要建立在以下三个核心逻辑框架上：1.1.1 生产过程监控框架此框架用于在生产环节的各个节点，收集各种生产数据，例如温度、压力、物料配比等，并通过传感器、计算机视觉等技术采集的数据，以及人工记录、手动输入等数据对生产物流进行实时监控。
1.1.2 生产计划管理框架此框架用于进行生产计划的编制、实时调整、执行监管，并且在产生产异常时，进行生产调度。
主要负责完成生产计划的合理性以及计划执行的合理性。
1.1.3 数据分析与预警框架此框架用于对已收集的大量数据进行分析，通过数据挖掘技术，提炼出关键指标，对生产过程进行预警、分析和改进。
主要负责完成生产数据的挖掘和数据分析，支持进行更加智能化的生产管理。
1.2 需求分析基于以上三个核心逻辑框架，数字化生产管理系统的需求分析应从以下三个方面展开：1.2.1 生产过程监控需求分析1）收集数据需求：对于生产环节中的各种数据进行收集，例如传感器、计算机视觉等，对生产物流进行实时监控。
2）数据处理需求：对于收集到的数据，需要进行有效的数据处理，例如数据清洗、数据分析、数据挖掘等，获取指标数据，为后续决策提供数据支持。
3）异常诊断需求：对生产过程中出现的异常情况进行异常诊断，例如对于异常温度、压力等情况进行诊断，并生成有效报告，支持异常处理。
1.2.2 生产计划管理需求分析1）计划编制需求：对生产计划进行编制，将不同生产环节进行合理的排布。
2）调度管理需求：对于生产过程中的各个节点进行调度管理，确保生产计划的正常执行。
3）异常处理需求：在生产过程中出现异常情况时，需要及时调整生产计划，并进行管理和处理。
1.2.3 数据分析与预警需求分析1）指标分析：根据生产过程中收集到的数据，分析各种指标数据，例如生产效率、产品质量等。
食品加工生产线自动化控制系统设计
食品加工生产线自动化控制系统设计第一章：引言随着工业自动化的不断深入发展，自动化控制系统已经在许多领域得到广泛的应用。
食品加工生产线自动化控制系统是其中之一，其在提高生产效率、质量稳定性和安全性等方面具有很大的优势。
该系统可以帮助企业节省大量的人力和物力成本，并且可以降低生产过程中的风险和错误率。
本文就食品加工生产线自动化控制系统设计进行探讨。
第二章：食品加工生产线自动化控制系统分类食品加工生产线自动化控制系统大致可分为以下几类：1. 前段生产自动化控制系统：自动完成蔬菜、肉类等食材的清洗、切块、研磨、混合等准备工作。
2. 食品加工自动化控制系统：用于完成烘焙、蒸煮、烧烤、炸制、冷却等加工工序，可以实现多种工艺配方，保证生产线的稳定性和一致性。
3. 后段生产自动化控制系统：主要用于完成包装、称重、贴标、封口等工序，确保产品的质量卫生和生产的效率。
本文主要讨论第2种食品加工自动化控制系统的设计。
第三章：自动化控制系统的组成食品加工自动化控制系统由以下几个部分组成：1.电气控制系统：主要包括自动控制设备、电力配电系统和电缆线缆等，其中，自动控制设备是核心，它能根据预设的程序和信号，自动实现生产过程中的各项控制操作。
2. 控制装置：根据生产的流程和工艺要求，对生产过程中所涉及的机械元件、传送带、输送带等进行自动控制，并可以对温度、压力、流量等重要参数进行采集和监控。
3. 传感器：主要负责采集压力、温度、重量、速度等生产关键参数的信息，并将其传递给控制装置。
4. 执行机构：能够自动完成机械元件的启停、升降、输送带的运转和成品包装等工艺要求，以实现生产线上的自动化生产。
5. 人机界面：主要是指触摸屏、显示屏、键盘等设备，它们负责控制系统的显示、输入、操作和信息输出。
第四章：使用PLC进行自动化控制系统的设计PLC（Programmable Logic Controller）是一种通用现场可编程控制器。
主要用于自动化领域中的执行控制、序列控制、计时计数、数据处理等，广泛应用于各种工业控制系统中。
船舶生产设计第一章船舶生产设计概论
2. 现代造船模式特点： （1）区域造船的空间组织：区域造船法就是用成组技术 & 系统工程的原
理，将整条船按空间划分区域，在一个施工区域内完成“中间产品”经过不 断组合高一级的中间产品最终组合成一条整船。
以中间产品为导向的作业单元通过定场地、定任务、定人员、定设备、定 标准等可形成一个封闭的，自主管理的作业单元；因而可以最大限度将中间 产品外扩，形成企业内的中间产品成品化，企业外的中间产品商品化组织生 产作业。
现代造船模式的生产流程示意图
B. 现代造船模式的设计方式 一. 传统船舶设计方式 1.传统的船舶设计分为，方案设计、技术设计和施工设计三个阶段。方案设
计、技术设计是船舶产品的设计，反映了船舶完工后的最终状态；施工设 计是为船厂提供制造、安装、调试用的施工图纸和工艺文件，是为现场生 产服务的。
2.传统的船舶设计基本上属于产品的设计，它只是设计“船舶产品”而不是 “船舶生产”，如：船体，没有必要的工艺装备和工艺要求，没有详细表 示出结构及零件的制造，安装顺序，施工方法、工艺要领和施工中必需的 各种数据；舾装，只表示设备与系统的原理，布置、要求及安装的最后状 态，没有设备与系统制造，安装的阶段、程序、方法与实验要求等。
方法很难统一为一种标准模式）。
2. 造船模式经历了4个发展阶段（按造船技术的发展水平）： 第一阶段：按功能 / 系统组织生产的造船模式。 特点：
（1） 船体按结构功能 / 系统，舾装按使用功能 / 系统进行船舶设计和组织 生产；
（2）产品的作业任务分解和分解后的组合，以船舶设计的功能/系统为基准， 由各专业工种以功能系统为导向，先在船台（或船坞等）上按单件作业方 式组装船体，然后在舾装码头按单件作业方式组装完成全部船舶舾装（大 部分如此 小部分如主机等大设备需在船台或船坞安装—小船分段或整造 就是例子）。
生产与运作管理 第五章 生产系统设计.ppt
5.3.5 选址的方法
–量本利分析法 –分级加权评分法
量本利分析法
选址方案都有一定的固定成本和变动成本 可用于多个选址方案的比较
量本利分析法(续）
收入
利润
TC2
TC1
FC1 FC2
0 盈亏平衡点 Vo
V1
V2 产（销）量
评分法
全面比较不同选址方案，是一个多目标或多准 则的决策问题
5.2 生产能力概述
假定产品的计算
首先，计算假定产品的台时定额：
–tpj＝(50×20+100×30+125×40+25×80)÷300
=36.67(台时) 然后，将各产品的计划产量折算成假定产品产量
–A：50×20/36.67= 27 –B：100×30/36.67=82 –C：125×40/36.67= 136 –D ：25×80/36.67 = 55
4
2
6
5
联系簇
相对关系布置法
第三步，考虑其他“A”关系部门，如能加在主 联系簇上就尽量加上去，否则画出了分离的子 联系簇。本例中，所有的部门都能加到主联系 簇上去。
单元1
L
D
D
G
L 车床
原
单元2
材
L
G
料
单元3
L
L
G
P
成组生产单元布置示意图
成 D 钻床
品 库
G
磨床
5.4.4 几种典型的布置
形式（续）
按C形制造单元布置
机器2
机器3
机器1
机器4
入口 出口
机器6
机器5
C形制造单元布置示意图
5.4.4 几种典型的布置
第一章 CIMS概述
生产组织模式的转变
小而全——大而全——全球协作化生产 传统制造模式（橄榄型） 现代制造模式（哑铃型）
CIMS三要素
CIMS三要素
三要素之间的关系
利用计算机、自动化技术、 制造技术及信息技术等来达 到预期的经营目标
市场被迅速分割，产品的生命周期缩短 市场全球化，竞争国际化 客户要求多样化 计算机技术和网络技术的迅速发展
CIMS产生的背景和基础
CIMS产生的背景和基础
20世纪末制造业的重大变化
市场全球化，竞争空前加剧 微电子为基础的信息技术高速发展 竞争要求制造业：
加快新产品开发和上市时间 提高质量 降低成本 完善售前/售后服务 有益于环境
CAM子系统
经营管理分系统
以MRPII为核心，从制造资源出发，考虑了 企业进行决策的战略层、中短期生产计划编 制的战术层以及车间作业计划与生产活动控 制的操作层。
其功能覆盖：市场销售，物料供应，各级生 产计划与控制，财务管理，成本、库存管理 等部分的活动，是以经营生产计划、主生产 计划、物料需求计划、能力需求计划、车间 作业计划、车间调度与控制为主题形成的闭 环系统。
是CIMS的中枢，指挥和控制各部门有条不紊 地工作。
经营管理分系统
制造自动化分系统
制造自动化系统是在计算机的控制与调度下， 按照NC代码将一个毛坯加工成合格的零件， 在装配成部件以至产品，并将制造现场信息 实时地反馈到相应部门。
生成：
车间作业计划，进行优化调度与控制，生成工件、 刀具、夹具需求计划，进行系统状态监控和故障 诊断处理，完成数据采集及评估等。
制造业智能化生产管理系统设计方案
制造业智能化生产管理系统设计方案第一章绪论 (3)1.1 研究背景与意义 (3)1.2 系统设计目标 (3)第二章制造业智能化生产管理概述 (4)2.1 智能化生产管理的概念 (4)2.2 智能化生产管理的关键技术 (4)2.3 智能化生产管理的优势 (4)第三章系统需求分析 (5)3.1 功能需求 (5)3.1.1 基本功能需求 (5)3.1.2 扩展功能需求 (6)3.2 功能需求 (6)3.2.1 响应时间 (6)3.2.2 数据处理能力 (6)3.2.3 系统稳定性 (6)3.2.4 系统兼容性 (6)3.3 可靠性需求 (6)3.3.1 数据安全性 (6)3.3.2 系统恢复能力 (6)3.3.3 系统抗干扰能力 (6)3.3.4 系统可维护性 (7)第四章系统设计总体方案 (7)4.1 系统架构设计 (7)4.2 系统模块划分 (7)4.3 系统集成与交互 (8)第五章数据采集与处理 (8)5.1 数据采集方式 (8)5.2 数据处理方法 (8)5.3 数据存储与管理 (9)第六章生产调度与优化 (9)6.1 生产计划制定 (9)6.2 生产调度策略 (10)6.3 生产过程优化 (10)第七章质量管理与追溯 (11)7.1 质量检测方法 (11)7.1.1 概述 (11)7.1.2 常用质量检测方法 (11)7.1.3 智能化生产管理系统中的质量检测 (11)7.2 质量追溯系统 (11)7.2.1 概述 (12)7.2.2 质量追溯系统的组成 (12)7.2.3 智能化生产管理系统中的质量追溯 (12)7.3 质量改进与优化 (12)7.3.1 概述 (12)7.3.2 质量改进方法 (12)7.3.3 智能化生产管理系统中的质量改进与优化 (13)第八章设备维护与管理 (13)8.1 设备运行监控 (13)8.1.1 数据采集 (13)8.1.2 状态监测 (13)8.1.3 故障诊断 (13)8.2 设备维护策略 (13)8.2.1 预防性维护 (13)8.2.2 反应性维护 (14)8.2.3 预测性维护 (14)8.3 设备功能优化 (14)8.3.1 设备选型 (14)8.3.2 参数调整 (14)8.3.3 智能控制 (14)8.3.4 节能减排 (14)第九章仓储物流管理 (14)9.1 仓库管理策略 (14)9.1.1 仓库布局优化 (14)9.1.2 仓库物料管理 (14)9.1.3 仓库安全管理 (15)9.2 物流配送优化 (15)9.2.1 物流配送路线优化 (15)9.2.2 配送车辆管理 (15)9.2.3 配送人员管理 (15)9.3 仓储物流信息化 (16)9.3.1 信息管理系统构建 (16)9.3.2 信息安全与数据保护 (16)9.3.3 信息共享与协同办公 (16)第十章系统实施与评估 (16)10.1 系统开发与实施 (16)10.1.1 确定开发团队与分工 (16)10.1.2 系统需求分析与设计 (16)10.1.3 系统开发与集成 (16)10.1.4 系统部署与培训 (17)10.2 系统测试与验收 (17)10.2.1 单元测试 (17)10.2.2 集成测试 (17)10.2.3 系统测试 (17)10.2.4 验收测试 (17)10.3 系统运行与维护评估 (17)10.3.1 系统运行监控 (17)10.3.2 系统维护与升级 (17)10.3.3 用户满意度调查 (18)10.3.4 成效评估 (18)第一章绪论1.1 研究背景与意义科技的快速发展，我国制造业正面临着转型升级的压力。
系统布置设计-SLP
系统布置设计(SLP)1.0 厂址选择1.1新建与扩建工厂时,首先要对未来的厂址进行选择.一是确定工厂坐落的地区;二是确定工厂的具体位置;1.2关于地区的选择,一般受当地工业布局的限制及社会宏观经济的约束.1.3 影响工厂位置的因素很多,可分为定量的成本因素和定性的非成本因素.定量的成本因素:1> 运输成本;2> 原材料的供应成本;3> 动力能源与水的供应量及成本;4> 土地成本与建筑成本;5> 劳动力资源的供应量﹑素质及成本;6> 其它各类社会服务成本;定性的非成本因素:1> 当地的气候;2> 地理环境;3> 政策法规;4> 社会因素;5> 科学发展水平等;其中包括:环境保护,防止污染;新建厂房位置应尽量适应工厂未来的发展;对于改建,扩建厂房应充分考虑原有厂房的利用.2.0 工厂布置2.1 工厂布置包括:工厂总平面布置和车间布置两各方面;2.2 工厂的总平面布置要针对生产车间,物料运输部门,管理部门和生产服务部门的建筑物,场地和道路等,按照个部门之间相互关系的密切度做出合理的安排;2.3 车间布置主要是考虑工艺过程和物流量等因素,对机器设备,运输信道等作出合理的布局.3.0 物料搬运3.1 涉及到全厂的工艺过程,搬运作业,仓库管理,信息系统等各方面.3.2 现代物料搬运包括: 运输,装卸,储存,加工,装配和包装;3.3 作为一个整体物流系统来考虑,并与工厂布置密切结合,施工厂物料流动与转移更趋合理,减少物料和能源消耗,缩短物料流动周期,提高产品质量,节省劳动力,最终实现整体效益最优划!4.0 工厂布置的目标: 可行性, 经济性, 安全性和柔性;4.1 必须满足生产工艺过程的需要(可行性);4.2 减少物料搬运(经济性);4.3 减少设备投资(经济性);4.4 提高在制品的周转率(经济性);4.5 充分利用现有空间(经济性);4.6 有效发挥人力及设备的生产能力(经济性);4.7 生产系统必须具备较大的加工范围,适应多种产品的生产.文件产品品种变化时生产系统调整要简便(柔性);4.8 维持良好的工作环境,确保工作人员舒适安全的工作(安全性);5.0工厂布置的基本设计原则5.1工厂总平面布置设计原则5.1.1满足生产要求,工艺流程合理,减少物流量,同时重视个部门之间的密切度. 具体布置有两种:1>按功能划分厂区. 将工厂的各部门按生产的性质,卫生,防火与运输要求的相似性,将工厂划分成若干段. 其优点:各厂区间功能明确,相互干涉少,环境条件好,但是,这种布置模式难已满足工艺流程和物流合理化的要求.5.1.2 采用系统布置设计模式. 即按各部门之间的物流与非物流相互关系的密切度进行系统布置,因此可以避免物料搬运往返交叉,节约搬运时间与费用.5.2 适应工厂内外运输要求,线路短捷顺直. 工厂布置要与厂内部运输搬运方式箱适应.5.3 合理用地. 节约用地是我国的一项基本国策.5.3.1 根据运输,防火,安全,卫生,绿化等要求,合理确定信道宽度以及各部门建筑物之间的距离,力求总体布局合理紧凑.5.3.2 在满足生产工艺要求的前提下,将联系紧密的生产厂房进行合并,建成联合厂房.此外,可以采用多层建筑或是营建住屋外形.5.3.3 适当预留发展用地.5.3.4 充分注意防火,防爆,防震与防噪.1>安全生产是工厂布置重要问题,在某些危险部门之间应留出适当的防火,防爆距离;2>精密车间应远离震源;3>噪声不仅影响工作,还危害人们的身体健康; 采取隔音措施,降低噪声源的噪音级; 使人员多的部门远离噪声源;5.3.5 利用风向,朝向等自然条件,降低环境污染.5.3.6 充分利用地形,地貌,地质条件.5.3.7 考虑建筑群体的空间组织和造型,注意美学效果.5.3.8 考虑建筑施工的便利条件.6.0车间布置的设计原则6.1 确定设备布置形式. 根据车间的生产纲领,分析产品-产量关系,从而确定生产类型是大量生产,成批生产还是单件生产,由此决定车间设备布置形式是采用流水线式,成组单元式,还是机群式.6.2 满足工艺流程要求. 车间布置保证工艺流程顺畅,物料搬运方便,减少或避免往返交叉物流现象.6.3 施行定置管理,确保工作环境整洁,安全. 车间布置时,除对主要生产设备安排在适当位置外,还需对其它所组成部分包括在制品暂存地,废料存放地,检验试验用地,工人工作用地,信道及辅助部门如:办公室,生活卫生设施等安排出合理位置,确保工作环境整洁及生产安全.6.4 选择适当的建筑形式. 根据工艺流程要求及产品特点,配备适当等级的起重运输设备,进一步确定建筑物的高度,跨度,柱距以及形状.6.5 采光,照明,通风,采暖,防尘,防噪声.6.6 具备适当的柔性,适应生产的变化.7.0 系统布置设计(SLP)模式7.1 系统布置设计的四个阶段:确定位置总体规划详细布置实施7.2系统布置设计的步騆:7.2.1 准备原始资料(P,Q,R,S,T). 同时利用ECRS四大原则进行分析;7.2.2 物流分析与作业单位相互关系分析.7.2.3 绘制作业单位位置图. 根据物料相关表与作业单位相互关系表,考虑每对作业单位相互关系等级的高低,等出两个作业单位相对位置关系.7.2.4 作业单位占地面积计算. 各作业单位所需面积与设备,人员,信道及辅助装置有关,计算出的面积应与可用面积相适应.7.2.5 绘制作业面积相关图. 把作业占地面积加到作业单位位置相关图上即可.7.2.6 修正. 需要考虑的修正因素包括:物料搬运方式,操作方式,储存周期等;同时还需要考虑实际限制条件,如成本,安全和职工倾向等方面是否允许.7.2.7 方案评价与选优.8.0 产品P--产量Q分析8.1 设备布置形式8.1.1 产品原则布置(product layout). 使用于少品种,大量生产类型.8.1.2 工艺原则布置(process layout). 使用于单件生产类型.8.1.3 成组原则布置(group layout). 使用于多品种,中小批量生产类型.8.1.4 固定工位式布置(fixed product layout). 使用于大型设备生产类型.8.2 产品P—产量Q分析分为两个步騆8.2.1 将各种产品,材料和有关的生产项目分组归类.8.2.2 统计和计算每一组或一类产品的产量.8.3 产品P—产量Q分析分表8.3.1 单一产品P—产量Q分析分表(见下表)单一产品P—产量Q分析分表8.3.2 多种产品P—产量Q分析分表(见下表).多种产品P—产量Q分析分表9.0 工艺过程R分析生产类型划分9.1 产品组成分析.产品明晰表9.2 工艺过程设计.零件分组表机器加工过程卡9.3设备选择9.3.1 可行性.9.3.2 经济性.9.3.3 可维护性.设备数量=10.0作业单位的划分10.1 生产车间负荷率*成品率*(1-故障率)*工作时间单件工时计划产量设备明细表生产单位占地面积计算表10.2 仓储部门仓库单位占地面积计算表10.3 辅助服务部门包括辅助生产部门(工具,机修车间),生活服务部门(食堂),其它(车库,传达室);后勤部门占地面积计算表10.4 职能管理部门办公室占地面积计算表11.0 物流分析11.1 据资料统计分析,产品制造费用的20%~50%使用于物料搬运的,有效的布置大约能减少搬运费用的30%左右.在满足工艺的前提下,减少物料搬运工作量是工厂布置设计的最重要目标之一.11.2物流分析的方法. 党务料移动是工艺过程的主要部分时,物流分析就是工厂布置设计的核心问题.11.2.1 工艺过程图. 用于大批量,少品种生产工厂的分析.工艺过程图图例见下页;11.2.2 多种产品工艺过程表. 在多种产品10种左右,批量较大时使用.见多种产品工艺过程表;多种产品工艺过程表1多种产品工艺过程表2W11.2.3 成组方法. 产品达到数十种时,若生产为中,小批量生产的分析.11.2.4 从至表. 品种少,产量小时的分析.从至表单位: t11.3 物流强度. 物料分析包括物料移动的顺序和物流量两个方面.11.4 工艺过程图.权值D JK 的确定4进入下道工序 旁路退回进入下道工序最不理想-2物流顺流程度W: W jk 为上下两个工序之间的物流强度.物料流程顺流程度最大,物流倒流最小,工序排列最佳.作业单位建筑物会总表11.5 作业单位最佳顺序的求解. 可以用线性规划等数学方法求解,也可用以下方法人工近似求解最佳顺序.11.5.1 按照各产品的物流强度的大小顺序,在多种产品工艺过程表中由左到右排列产品工艺过程.对于零件加工生产来说,可以用生产周期内产品产量与零件重量的乘积作为物料强度.11.5.2 从各产品工艺过程图中选取下一道工序,若为第一道工序,安排位多种产品工艺过程表中第一道工序行.11.5.3 重复11.5.2, 直止结束.11.5.4 调整顺序,得到最佳顺序.12.0 物流分析和物流相关表12.1 物流强度等级.物流强度划分等级表物流强度会总表物流强度分析表原始物流相关表作业单位物流相关表13.0 作业单位相互关系分析13.1 作业单位密切度的典型影响因素;13.1.1 物流;13.1.2 工作流程;13.1.3 作业性相似;13.1.4 使用相同设备;13.1.5 使用同意场地;13.1.6 使用相同的文件档案;13.1.7 使用相同的公用设备;13.1.8 使用同一组人员;13.1.9 工作联系频繁程度;13.1.10 监督和管理方法;13.1.11 噪声,震动,烟尘,易燃,易爆危险品的影响;13.1.12 服务的频繁和紧急程度等方面;13.2 作业单位相互关系等级相对应”基准相互关系”14.0 工厂总平面布置14.1绘制作业单位相关图的步騆:14.1.1 从作业相互关系表中求得各作业单位对的综合接近程度,并按其高低将作业单位排序;14.1.2 选择单位距离长度,并规定A级的作业单位距离为一个单位距离长度;E级的作业单位距离为两个单位距离长度,依次类推;14.1.3 将分数最高的作业单位A,摆放在中心位置;14.1.4 依次将作业单位布置倒图中;14.1.5 检查,修改作业单位;14.2 作业单位工作性质符号14.3 关系密级标示方式14.4 基本流动模式:直线型, L型, U型, 环型, S型五种;15.0 物料搬运系统的基本形式16.0 道路布置应满足意下条件:16.1 道路布置应满足工艺﹑物料搬运要求,力求简洁﹑安全﹑联系方便;16.2 道路系统应适应公用管线﹑绿化灯要求;符合<厂矿道路设计规范>级数要求;16.3 满足生产﹑安全﹑卫生﹑防火以及其它特殊要求;16.4 避免货运线路与人流线路交叉,避免公路与铁路交叉;16.5 厂内道路系统一般采用整交和环型布置,交叉路口转弯处的视距不应小于30m;17.0 道路布置形式:17.1 环状式布置,使个部门之间联系比较方便,变于分区.适应于场地比较宽阔.17.2 党条件限制不能使用环状布置时,采用尽端式布置,道路行到某个地点就终止了,这时在道路的端头应设置回车场,以便车辆掉头.以下是回车场的布置形式:17.3 混合式布置,就是灵活使用以上两种模式,使用于各种类型工厂;18.0 根据<厂矿道路设计规范>有下表厂内汽车道路主要技术标准电瓶车道主要技术指针厂内道路到相邻建筑物/构筑物的最小距离几种建筑物的噪声防护间距树木与相邻建筑物/构筑物之间的距离一般地区明沟至建筑物距离我国部分地区建筑朝向实例1.0 加权值的设定表明企业注重那一方面,当物流因素并不明显大于其它因素时m:n=1:1;2.0 综合相互关系的计算2.1作业单位对的计算P=[N(N-1)]/22.2非物流作业单位相互关系图非物流作业单位相互关系图2.3综合相互关系等级与划分比例综合相互关系等级与划分比例2.4作业单位之间综合关系计算表作业单位之间综合关系计算表3.0 划分关系密级4.0 建立作业单位综合相互关系表。
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第一章生产系统设计
本章要点
1、了解生产系统设计布局内容，理清生产设计中布局、物流及搬运系统的关系。
2、掌握生产系统布局方法并进行仿真
3、掌握双标法对生产系统物料搬运进行规划，并进行仿真验证
通过案例的学习我们将完成以下任务：
,建立物流路径
,设置物料搬运能力
,设置加工能力（时间、批次、产
品）
:缓存区的设定
,设备故障模拟
,网络节点距离选择
本章内容
2.理论知识点
2.1生产系统布局设计
生产系统布局是指在一定的生产环境下，制造系统设计人员根据生产目标确定制造系统中各设备布局形式和位置。
生产系统布局设计要解决各生产工部、工段、服务辅助部门、储存设施等作业单位及工作地、设备、通道、管线之间的相互位置。
合理的生产系统布局可以使生产系统的资源进行有效的组合，实现资源配置的最优化，对提高生产系统的运作效率具有重要的意义。
2.1.1 一般生产系统布局的类型
生产车间设备布局设计是将加工设备、物料输送设备、工作单元和通道走廊等布局实体合理地放置在一个有限的生产车间内的过程。
按照不同的分类标准，存在不同的布局形式，常见的布局类型见图1-1
图1-1车间布局的基本类型
222基于设备位置关系的布局类型
基于设备位置之间的关系，布局类型分为产品布局、工艺布局、固定位置 布局和单元布局。
其图见1-2到1-5，它们之间的对比如表1-2所示：
OO □I °n O O
纟拎性冇」'=' (w) *
V 型布局(b) +
单齐布局
參行布局」 直线型布局门 环形布局卜
网状布局」
图1-4按湿合工艺捺削分,
\-r IH 二可二科一=
ffi t-3疑工艺慌则布置分
图1-5按组咸单元布芝产品布局，又称为生产线布局，见图2-2，是指在固定制造某种部件或产品的封闭车间，设施按加工或装配的工艺顺序放置形成生产线。
工艺布局，又称为功能布局。
功能布局是将所有相同类型的资源放置于同一区域的一种布局形式，如图2-3。
工艺布局根据资源的功能特征对其进行分组，当产品品种多而生产批量小时，工艺布局将能提供最大的制造柔性。
固定位置布局适用于大型产品（如轮船、飞机、宇宙舱等）的建造和装配，工人和制造设施沿着产品移动。
和工艺布局相对应的是单元布局，见图2-5单元布局是将车间内的设施划分成若干个制造单元，以单元为基本单位组织生产。
在单元布局中，一组设施完成相似零件的加工，单元是专门针对一组特定的零件族设计的，柔性较差。
混合布局见图2-4是指在车间内，并非只有单一的布局形式存在，而是存在产品布局、工艺布局和固定位置布局并存的一种布局形式。
这种布局形式发挥多种布局形式的优点，避免各自的缺点。
2.2生产系统布局方法
2.2.1作业相关图法
它是根据企业各个部门之间的活动关系+密切程度来布置其相互位置
首先将关系密切程度划分为A、E、I、O U、X等六个等级，然后列出导致不同程度关系的原因，利用关系密切程度分类表和关系密切原因表，将待布置的部门一一确定出相互关系，根据相互关系重要程度，按重要等级高的部门相邻布置的原则，安排出最合理的布置方案。
图1-7部门相关关系图
222从至表法
从至表是指物料从一个工作地到另一个工作地移动次数的汇总表，表中的 列为起始工序，行为终止工序，表中的对角线上方表示前进方向的移动次数， 对角线下方表示后退方向的移动次数。
从至表法就是以从至表为基础，在确定 设备位置的前提下，以表中的对角线元素为基准计算物料在工作地之间的移动 距离，从而找出物料总运量最小的布置方案。
使用从至表法的基本步骤为： 第一步；编制零件综合工艺路线图 第二步：按照工艺路线图编制零件从至表 第三步：调整从至表，使移动次数多的靠近对角线 第四步：绘制改进后的从至表
第五步：计算改进后的零件移动距离以验证方案
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例：某车间设备的初始排列方案及其承担加工四种零件的加工线路如下表2-3
所示。
根据该图绘制出初始从至表。
假定表中相邻两个设备之间距离相等，均为一个长度单位，试确定车间各生产设备之间的最佳布置。
所谓从至表就是指零件从一个工作地到另一个工作地搬运次数的汇总表。
表的列为起始工序，行为终止工序，对角线右上方数字表示按箭头前进的搬运次数之和，对角线左下方数字表示按箭头后退的搬运次数之和。
在从至表中，格子越靠近对角线，说明格子中所填从至数的运输距离越短；反之则越长。
因此，在从至数一定（受产品工艺路线约束）的条件下，最优排列方案应能使较大的从至数向对角线靠拢，而较小的从至数则向从至表的左下角和右上角疏散。
据此将初始从至表逐次调整，最后得到改进的从至表。
比较改进前后的两个从至表，将工作地距离相等的各次数按对角线方向相
加，再乘以离开对角线的格数，就可以求出全部零件在工作地之间的移动距离计算结果如表2-6 :
从表中可知，经过改进后得到的设备排列方案，零件的移动距离减少了
（52-36=16）个单位，使物料的总运量相应减少，提高了经济效益。
本例所采用的从至表形式，使用与所加工零件的数量和重量差别不大的情况，否则，应对从至表中各从至数分别按不同零件的数量和重量给予修正。
3.仿真建模一般步骤
建模与仿真流程
图1-8 felxsim 仿真过程流程图
1、 确定仿真目标，拟定问题和研究计划。
这一阶段的任务是明确规定车间 仿真的目的，边界和组成部分，以及衡量仿真结果的目标。
2、 收集和整理数据，仿真中需要输入大量数据，它们的正确性直接影响仿 真输出结果的正确性。
调研所期望获取的资料一般包括：
结构参数:结构参数是描述车间结构的物理或几何参数。
例如车间平面布局、 设备组成、物品形状、尺寸等静态参数。
工艺参数:工艺参数是车间零件的工艺流程，各流程之间的逻辑关系等。
动态参数:动态参数是描述生产过程中动态变化的一些参数。
如运输机的加 速度和速度，出入车间的时间间隔、运输车的装卸时间等。
逻辑参数:逻辑参数描述生产过程中各种流程和作业之间的逻辑关系。
状态变量:状态变量是描述状态变化的变量。
如设备的工作状态是闲还是忙, 缓冲区货物队列是空还是满。
输入输出变量：仿真的输入变量分为确定性变量和随机变量。
输出变量是根 据仿真的目标设定的，仿真目标不同，输出变量也不同。
3、 建立车间布局模型，根据系统机构和作业策略，分析车间各组成部分的 状态变量和参数之间的数学逻辑关系，在此基础上建立车间布局模型。
4、建立车间仿真模型，根据车间布局模型、收集的数据建立仿真模型。
仿 真模型要求
f
收集和支 据
整理数 f 料
1
F
建立系统模型
J 人
调试程丿 证序、验 老型
模型是否可靠
:计算机仿真运行
分析仿真结果
建立文件、实施决
策
能够真实的反映系统的实际情况。
5、验证模型。
对仿真模型进一步的修改完善，如参数的合理化设置，逻辑策略是否正确反映现实系统的本质等。
6、仿真运行。
对所研究的系统进行大量的仿真运行，以获得丰富的仿真输出资料。
7、分析仿真结果。
从系统优化角度考虑问题，分析影响系统的关键因素，并提出改善措施。
8、建立文件，实施决策。
把经过验证和考核的仿真模型以及相应的输入、输出资料，建立文件供管理决策者付诸实施。