设备布置

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一笔画的整体工厂布置




工厂布置的基本做法是打破各个隔离的生 产线的界限，进行集中布置。 具体步骤如下： ⑴将机群式布置改为流程式布置； ⑵采用U形生产线； ⑶将长屋形变成大通铺形； ⑷整体上呈一笔画布置。
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⑴将机群式布置改为流程式布置


将原来依据不同工艺形成的“离岛式”或“鸟 笼式”的水平布置生产线，改为以不同产品的 加工顺序所需要的机器设备的垂直布置。 同时，尽可能设立更多的生产线，每一条生产 线的产量虽然较少，但是每一个产品在每一条 生产线上都能很快地加工完，使得流程时间缩 短，此即“细流而快”的原理，也更能满足多 样少量、交货期短的市场需求。
1 1
2 3 4 5 2 3 4 5
大通铺式生产线


为了将生产线“大通铺化”，将必须减 少各个生产线的在制品数量，减少堆积 的空间，这样才能在一个有限的空间内 容纳更多的生产线。 物料的供应方式也要改成一组或一套的 方式，采用逐组逐套的供料方式，以避 免由于物料过多供应造成空间狭小、作 业人员行动不便的不良后果。
4 车 床
2、孤岛型布置




操作人员可以操作多台不同类设备，即一人多工序操 作。 这种布置以多能工的存在为前提，产品也能够在各设 备之间顺畅、连续地流转，每个作业人员的步行时间 也较短。 但是单元与单元之间会被相互隔离，当产量变化时不 便调整作业员操作台数，作业人员进行作业再分配也 比较困难，作业员之间也不便相互帮助，很难做到少 人化、柔性较差。 这种布置同样不利于物流和人流顺畅。 如下图所示。
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2、设备流动化


在生产现场会发现有许多设备由各种各 样的螺栓固定在一个地点上，有的甚至 用混凝土固定在地面上，尤其是一些大 型的设备更是如此。 其根本原因是仍受传统观念的束缚，认 为设备越大、效率越高，而未考虑到大 型设备不容易挪动的不便。
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设备流动化



生产设备如果无办法移动的话，也就没 有弹性可言，自然就失去了改进布置的 可能性以及应对市场变化的能力。 因此，设备的流动化重点就是要做到小 型化。 小型设备便于移动，生产线上的小型设 备也能随着市场需求量的变动而随时增 减、组合变动。
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设备流动化



有些工厂的水、电、气等线路通过预埋在地下 管线引到地面某一位置，也造成设备的安装位 置受到限制，无法任意变动。 要消除这种限制，首先要摈弃中央式的设施， 而改用能随设备一起移动的个别分离式的设施。 此外，设备管线的接头也要像家庭中的电器一 样，只要将插头拔下即可搬到别的地方，又可 插上电源后立即使用。
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一笔画的整体工厂布置
4 5 6 4 5 6 7 8 9 7 3 2 8 9 1 3 2 1
成品
9
9
8
7 8 7
6 6
原料
1 1 9
2 3 4 5 2 3 4 5
成品
9
8
7 8 7
6 6
原料
1 1
2 3 4 5 2 3 4 5
成品
原料
二、设备不合理布置

为了便于实施流程化生产，在设备布置 时要避免“鸟笼型”、“孤岛型”和 “直线型”这几种不合理的设备布置方 式。
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“细流而快”与“粗流而慢”



与“细流而快”相反， “粗流而慢”就 不符合精益生产的原则。 如果生产线少的话，每一条线的量就多了， 流速就慢下来，就是“粗流而慢”了。 这种情况就无法满足市场的需求，同时也 容易隐藏问题。
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⑵采用U形生产线


流程式的布置只是强调将设备依据制程 加工顺序布置，其方式有许多种，一般 都以一字排开的方式布置，这些布置缺 乏对U形生产线布置的认识。 为了实现弹性生产，应尽量采用U形生产 线。
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U型线的特征


⑷步行距离最短，每位作业员操作的多 工序形成圆形，每一道工序与最后一道 工序相邻。 ⑸U形线按照逆时针布置，以方便作业员 在生产线内移动部件时使用右手做各项 活动。
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U型线的变化



在实际生产中，可根据生产场地、设备 以及资源的可利用情况，将生产线设计 成C形、L形、S形、M形、V形等结构。 需要注意的是：为了使U形布置能够有效 实施，前提条件是员工的多能工化。 为此，对员工的作业训练以及标准化作 业是非常重要的。
9
2、U型生产线布置


U型布置就是依逆时针方向按照加工顺序 来排列生产线，使得生产流程的出口和 入口尽可能靠近，因类似英文字母U，所 以称之为U型生产线。 它有凹形、圆形、M型等变化形式。 U生产线是有弹性生产线布置。
10
典型U型线
成品 14
13
12
11
10
9
8
7 6
பைடு நூலகம்
材料
1
2
3
4
5
11
U 型 线 特 征
4 5 6 O 3 4 3 5 6 O
2
1 I
2
1 I
出口 入口 需求量高人员多
出口 入口 需求量低人员少
三不原则




要做到生产弹性化，应注意布置的“三不” 原则： ⑴多数设备不永久固定布置，即设备要便于 移动，适应需求变化的调整； ⑵设备不依附其它设施布置，即避免设备一 定要依附其它设备才能运转； ⑶设备不单独隔离布置，如果设备、生产线 单独隔离，就不能与整个生产流程衔接，影 响生产的流畅性。
原料 1
4
4
5 5
16
需求量为1000件时
成品 9 9 8 7
8 2
2
7 3
3
6
6
1
原料 1
4
4
5 5
需求量为1500件时
成品 9 9 8 8 7 7 6 6
1
原料 1
2
2
3
3
4
4
5
5
U型线的特征



⑵在U形线中，入口（第一道工序）与出 口（最后一道工序）由同一个操作员来 操作，便于控制生产线节奏，控制生产 的标准数量。 进料与出货都有一名员工操作，便于质 量检验与控制。 ⑶便于相互协作，易于提高整条生产线 的效率。
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设备设计或选用原则

1、设备小型化； 2、设备流动化； 3、设备柔性化； 4、设备作业切换快； 5、设备自动化； 6、设备入口与出口一致； 7、设备的操作界面有利于人体操作； 8、设备无附加价值动作或行程尽量减少。
1、设备小型化



小型设备具有如下特点：可以节省空间；设备 之间距离靠近，可以减少作业人员走动的距离， 也会减少在制品摆放的空间。 小型化设备增强了设备的可移动性，当流程变 化或试验新的产品时，把它们移动到另外的地 方更容易。 设备小型化，价钱也就更便宜，这样可以进一 步扩大生产线，同时由于小型设备的稳定性高， 可以减少维修的等待时间。
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3、设备柔性化




设备的柔性化是指当被加工对象或加工数量变 化时，设备不用更换，仍可满足加工要求。 产品有一定的寿命周期，品种规格也很多，因 此，使设备满足不同产品的加工需求就成为设 备设计的关键。 当产品变化时，只要改变设备的附属机构就可 以满足要求。 另外，在产能上要保留适当的余地以应对数量 的增减。
5
1、弹性生产形态


所谓弹性，主要是指人员配置的弹性化以 及生产的品种及数量的弹性化。 合适的设备布置是实现流程化生产的基础。 设备布置要实现物流、人流和信息流顺畅， 减少作业人员走动距离，方便一人多工序 操作，同时要适应产量变化，以便人员作 业再分配，实现弹性作业人员制、实现少 人化。
6
弹性生产布置
1、鸟笼型布置



一般呈三角形或四角形布局，作业人员 可以操作多台同类设备，每个作用人员 的步行路线也较短，但人员被设备包围。 这种布置不利于物流和人流顺畅，并且 不便调整作业人员操作台数，柔性较差。 如下图所示。
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鸟笼形布置
钻床 1 2 3 车 2 床 3 车床 三角形布置 四角形布置 车床 1
第三节
设备布置和设计
1
一、设备合理布置


设备的布置一般有两种方式： ⑴、按机群式布置； ⑵、按产品原则布置。
2
按机群式布置


按机群式布置是最简单的设备布置，适合 于传统的批量生产。 一个作业员操作一种类型的设备，作业员 容易熟悉作业，可以一人一机操作，当作 业人员有较多等待时，可以考虑一人多机 操作，即一人操作两台以上的相同设备， 这称为“一人多机台”操作。
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U形生产线产量与人员配置表
作业 安排 客户 需求/件 产品 每日可用 总周期/s 时间/s 生产 节拍/s 操作人员 配置/人
A
B C
500
1000 1500
60
60 60
30000
30000 30000
60
30 20
1 2 3
15
需求量为500件时
成品 9 9 8 7
8 2
2
7 3
3
6
6
1
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大通铺式生产线


把几条加工不同零部件的U形生产线合并 成一条生产线，称为组合U型生产线。 这样不仅能依据各个生产线的产距时间 作适当的作业分配，又可将各个生产线 需要的零头人员数，再整合成一个人员 的作业量，而达到少人化的目的。
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⑷整体上呈一笔画布置



在形成大通铺化之后，就可以朝整体流 程化努力。 整个工厂内仅有1人有零头数作业，各个 不同产距时间的生产线将连成一体，形 成一个总体的U形生产线，整个工厂将形 成一笔画的布置。 如下图所示。