某厂设施规划与布置设计

某厂设施规划与布置设计

第一章 绪论 第一节 研究的背景与意义 设施规划与设计（Facilities Planning Design）起源于早期制造业的工厂设计(Plant Design)，是工业工程的重要分支。随着社会的进步与技术的发展，设施规划与设计早已超越了制造业的工厂设计范畴， 形成了一门不但适用于各类生产型企业， 同样也适用于各种服务型企业的学科。总的来说， 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， 综合考虑相关因素， 进行分析、构思、规划、论证、设计， 作出全面安排， 使资源得到合理配置， 使系统能够有效运行， 以达到预期目标为它的研究内容。[8]

我国仅在1986至1990年“七五”期间，全社会固定资产投资，包括基本建设和技术改造的投资平均每年达到近4000亿元人民币，五年内总投入打到国民生产总值28%。目前，我们为减少经济危机的负面影响，积极扩大内需，其中一个重要的举措就是加大基础设置建设，投资总值已达数万亿元人民币以上。而且，我国正致力于实现经济增长方式的改变，重要的一个方面是经济增长要从主要依靠扩大建设规模转变到主要依靠对现有企业进行技术改造、改组和扩建。据统计，1984 年至1994 年，我国技术改造投入1元，产出2 元，创利税4～6 角，投资只相当于同样规模基本建设的40%， 而产出利税要比新建高一倍，建设周期要缩短一半时间。据国外统计，机械加工工厂的物料，在生产周期中用于加工的时间只占5% 左右，而处于储存、搬运或生产线上等待的时间约占95% 左右。在制造企业的总成本中，用于物料搬运的20%～50%，而优良的平面布置可以使物料搬运费用至少减少10% ～30%。可见，设施规划与设计的理论研究与

实际应用任重道远，因为设施规划与设计设计质量的优劣，在建设项目中对资源是否合理利用，设施运营后能否实现科学管理，能否发挥社会效益和经济效益，对最终实现投资效果起到了决定性和关键性的作用。[5] 虽然，设施规划与设计有着举足轻重的地位，但是在实际应用中，还存在很多的问题。例如，我国的很多企业中现场管理、生产系统等急需改进，设施布置中存在相当多的不合理现象，最初安放设备时随意性较强，各工件的加工顺序往返不定，也因此，物流路线混乱且有交叉现象，还会有回流现象出现，凡此种种不合理之处较多。其中问题最突出是中小型生产型企业。因此，本文就针对设施规划与设计中的布置设计部分进行研究，并结合华阳锡箔纸厂，探索设施规划理论在实际中的运用，希望总结出一种适合我国中小企业工厂布置设计的方法。 第二节 设施规划的发展历程与研究现状 一、国外发展及研究现状

20世纪六十年代，美国的理查德?缪瑟 (Richard Muther)提出了系统布置设计（System Layout Planning， SLP）方法，由于采用理性化的推理方法和系统化的规划设计方法，使设施规划设计向前迈进一大步。理查德?缪瑟在20世纪90年代针对日常处理最多的布置设计中的中小项目，提出了比原来SLP大为简化的SSLP。理查德?缪瑟还提出了系统搬运分析SHA ( SystemHan -dlingAnal ysis) ，工厂布置与搬运系统设计具有相互制约、相辅相成的关系，被称为是一对伙伴，SLP+SHA是两者相结合的方法。后来，李?科特蒙（Quarterman Lee）提出了在设施规划设计方法学上陈作Facplan的Quarterman Lee方法，是对Muther的SLP的进一步改进。Facplan不仅扩展和加强了SLP，还对设施规划提供了一种整体、广泛和全面的方法。 同时，随着计算机及其技术的飞速发展，计算机辅助设施规划（CAFD）应运而生，许多学者研究了各种设施布置的模型以及算法，推理更加合理，加上计算机绘图工作也可以自动完成。

这些软件包括 FactoryCAD、FactoryPLAN、STORM、SPIRAL、FactoryFLOW、FactoryOPT、ARENA、PROMODEL等。其中由美国Cimreehnologies Corporation公司开发的Factory Programs是迄今为止被广泛认同的设施布置软件。[3] 二、国内发展及研究现状

中国在二十世纪五六十年代开始搞工厂设计，方法较为原始，以经验设计为主。80年代以后，中国引进日本的物流管理方法和美国的以理查德?缪瑟为代表的系统布置规划与物料搬运技术，收效显著。90年代初，工业工程作为正式的学科已在中国出现，设施规划与物流技术更为人们所重视。国际交流也日趋频繁，日本、美国、加拿大等国家的专家都相继到中国访问。1994年10月在上海召开了现代物流技术与装备国际学术会议，其中有关物流系统规划方面的17篇论文涉及的内容有系统规划、物流与布置设计、物料搬运合理化、物料搬运管理等，有力地推动了我国物流技术与设施规划的发展。

我国建国初期的工厂设计一直沿用前苏联的设计方法，即注重设备选择的定量运算，对设备的布置以及整个车间和厂区的布置则以定性布置为主。这种方法在当时起到了积极作用。但是，随着科技的发展，人类对土地保护的重视，新建或改建一个工厂仍完全按此粗放型布局已越来越不适应我国经济发展的需要。为进一步促进我国物流技术的发展，中国机械工程学会从1994年开始举办现代物流技术与装备国际会议，2003年我国又成功举办首届工业企业物流论坛，重点关注中国汽车、钢铁、石化企业物流，深入探索我国工业企业物流理论发展。 目前，我国的设计规划部门也在学习国外先进理论，结合物流技术，以定量的方法来得出最佳方案，再进行综合比较，对工厂进行布置设计。其中以SLP最有代表性，众多学者纷纷探讨SLP理论在各种类型企业的应用，例如:刘旺盛等[6]探讨SLP法的改进；陈国全探讨SLP法在化工厂总平面布置中的应用[8]；琚科昌等探讨SLP在流程型制造企业物流设施布局分析方法及应用[14]；李诗珍等对SLP思想的配送中心布置设计研究

[15]；黄欧龙等运用SLP 方法布置地下物流系统配送中心等等[17]。

第三节 本文研究的主要内容和技术路线 本文主要在研究设施规划理论的基础上，对华阳锡箔纸厂进行研究分析，提出改进意见，整篇论文包括5章。

第一章是绪论，介绍本论文研究的背景、意义、内容、技术路线。第二章阐述设施规划相关概念，包括设施规划与设计的发展历程、定义、内容、意义、基本形式等，介绍程序分析、流程分析、物料搬运、要素分析、物流线路分析、物流强度与当量物流强度的概念。第三章阐述设施规划与布置设计的方法与操作步骤，包括设施布置的一般性步骤，以及SLP，SSLP，SHA等方法的具体操作步骤。第四章是实际设计部分，也是论文的重点，在本章里将SSLP的六大步骤，结合到华阳锡箔纸厂的实际情况进行研究，得出改进方案，然后对方案进行评价。第五章是总结。

图1-1 论文研究的技术路线 第二章 设施规划与设计理论研究 第一节 设施规划与设计的发展历程 二战前，早期的工业工程课程将方法研究、物流搬运和工厂布置三方面内容合成一门课程，称为“工厂布置设计”。其中工厂布置方面的内容主要采用定性分析方法和经验设计。显然，这种方法缺乏科学性，但是，大量实践的数据也能够在一定程度上反映客观事实。 二战后，随着工业工程学科的发展，方法上逐渐由定性向定量转变，试用范围也由制造业扩大到其他工业和服务业，课程的名称也由原来的“工厂布置设计”改为“设施规划设计”。20世纪六十年代，理查德?缪瑟 (Richard Muther)的系统布置设计（System Layout Planning， SLP）方法，由于采用理性化的推理方法和系统化的规划设计方法，使设施规划设计向前迈进一大步。但是这一方法的推理还比较粗略，系统化工作内容也比较繁琐。