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从至表试验性方法优化车间设备布置

更新时间:2025-01-07 工作计划 版权反馈
【摘要】:“从至表”是一种试验性的用于设备布置的方法。表2—7初始零件从至表第三步:分析和改进初始的零件从至表,求得较优的工作地(设备)可行布置方案。因此,最佳的设备排列应该是使从至表中从至数越大的设备,排列在越靠近对角线的位置上。

(一)车间设备布置的形式

1.工艺布置

(1)工艺布置的特点。工艺布置也称按机床类型布置或工艺专业化布置。它是将设备按功能进行分类,把同一类型的设备和工作地集中进行布置以实现一定的工艺功能。例如,把车床、磨床、铣床分别集中组成车床组、磨床组和铣床组等。在按这种形式布置的基本生产单位内(车间、工段或班组),集中了相同类型的机器设备和同工种的工人,对需生产的各种零部件,进行相同工艺方法的加工。每一个基本生产单位只能完成产品生产全过程中的部分工艺阶段或部分工序的加工任务。

(2)工艺布置的优缺点。工艺布置的优点是非常灵活,能较好地适应市场需求多变的状况;设备和工人的负荷率相对较高,部分设备停歇不会影响全过程的生产。缺点是其生产管理工作相对困难复杂,在制品的运输距离较长,对工人的技术水平要求也较高。其主要优缺点的比较见表2—6。

表2—6 两种布置形式的优缺点比较

(3)工艺布置的适用条件。如果企业的专业方向未定,生产的产品不稳定,专业化程度较低,生产类型属于多品种、单件小批生产或成批生产,而且同类型设备又较多的企业,则采用工艺布置较为有利。

2.产品布置

(1)产品布置的特点。产品布置也称按工艺流程布置或对象专业化布置。它是按某种产品(或零部件)的加工顺序来排列各种不同的机床设备或工作地,其最典型的例子就是流水线。在产品布置的生产单位内,集中了为制造某种产品(或零部件)所需的各种不同类型的生产设备和不同工种的工人,对其所负责的产品(或零部件)进行不同工艺方法的加工。每个生产单位基本上能独立完成该种产品(或零部件)的全部或大部分工艺过程,不用跨越其他的生产单位。如汽车制造厂的发动机车间、底盘车间,机床厂的轴承车间、变速箱车间等。

(2)产品布置的优缺点。产品布置的优点是产品加工的运输路线短、生产周期短;生产过程连续性强,生产效率高;管理工作相对简单,在制品的占用较少及对工人的技术要求不高。但产品布置的最大缺点是适应性差,设备利用率也相对较低。两种布置的优缺点比较,亦见表2—6。

(3)产品布置的适用条件。如果企业的专业方向已经确定,产品结构、产量、品种比较稳定,工种和设备比较齐全配套,生产类型属于大量大批生产,生产的自动化程度较高,则采用产品布置的形式是适宜的。如在汽车、食品等加工行业中常能见到。

在企业的实际工作中,上述两种布置形式,往往是结合起来应用的,即兼有两种布置形式的优点,而避免其缺点。例如,有些大型的或需要隔离起来的设备,如热处理、电镀、锻压机等就采用工艺布置的形式,而对大量生产的零部件就采用产品布置的形式。

此外,有些企业还采用一种成组布置的形式,就是按照成组技术的原理,把设备和工作地按照一定的零件族(组)的工艺要求进行布置以实现一定零件族(组)的加工。这种布置方式融合了产品布置和工艺布置的优点,既有一定的连续性,又有较高的柔性。

(二)车间设备布置的原则与方法

1.车间设备布置的原则

进行车间设备布置应遵循的主要原则有:

第一,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距离最短。

第二,便于运输。 力工大型产品的设备应布置在有桥式吊车的车间里。加工长形棒料的设备尽可能布置在车间的入口处。

第三,确保安全。各设备之间,设备与墙壁、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。

第四,充分考虑机床的精度和工作特点,精加工设备尽可能布置在光线充足和振动影响小的地方。(www.xing528.com)

第五,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列成纵向的、横向的或斜角的,不要剩下不好利用的面积。

2.车间设备布置的方法

车间设备布置的方法有许多,下面仅介绍一种最常用的方法——“从至表”法。

“从至表”是一种试验性的用于设备布置的方法。它是根据各种零件在各工作地和设备上加工的顺序,编制零件从某工作地(设备)至另一工作地(设备)的移动次数的汇总表,经有限次试验性改进,求得近似最优的设备布置方案。下面结合一例子来说明其步骤。

【例】 某机械加工车间有8台设备,另有毛坯库和检验台各一个,共10个工作地。各工作地之间依次间隔均为一个单位距离。该车间负责17种零件的加工任务,每一种零件都由毛坯库出发,经设备加工后检验入库。求最优设备布置方案。

第一步:首先根据每一种零件的工艺方案绘制出综合工艺路线图,如图2—5所示。图中圆圈内的数字表示加工工序号,箭线表示零件在各工序间移动的方向。

图2-5 综合工艺路线图

第二步:根据零件的综合工艺路线图编制零件从至表。从至表是按工作地数(n)作的一个n×n矩阵,表中直列为起始的工作地,横行为终至的工作地。对角线的右上方表示按箭头方向前进的移动次数,对角线的左下方,表示按箭头方向后退的移动次数。在表的每一格填入从某工作地(设备)至另一工作地(设备)的零件移动次数。假设按图2—5所示的综合工艺路线图的顺序来排列工作地(设备),我们可得初始零件从至表,如表2—7所示。

表2—7 初始零件从至表

第三步:分析和改进初始的零件从至表,求得较优的工作地(设备)可行布置方案。从从至表的构成我们可知,从至表中的数据距对角线的格数就是工作地(设备)之间的距离单位数。我们在从至表对角线的两侧作平行于对角线,穿过各从至数的斜线。如果将所有斜线按距离对角线远近依次编号[i=1,2,3,…,(n-1)],编号为i的斜线穿过的从至数为J,则设备在这种排列下,零件总的移动距离为L=∑ij。如表2—7初始从至表中对角线右上方第一条斜线i=1,表示从各工作地(设备)至斜线经过的各工作地(设备)之间的距离均为1个单位;i=2则表示距离均为2个单位……从而可以求出总的零件移动距离。初始排列的工作地(设备)L我们列在表2—9中。

通过以上分析可知,斜线与对角线越靠近,表明移动距离越短。因此,最佳的设备排列应该是使从至表中从至数越大的设备,排列在越靠近对角线的位置上。依据这一原则,则可通过多次调整,找出较优的排列顺序来。对本例来说,改进后的最终零件从至表如表2—8所示。

表2—8 最终零件从至表

第四步:计算改进前后零件移动的总距离,即把改进后的零件移动总距离L1列在表2—9中。通过计算比较可知,改进后的总的零件移动距离减少了44个单位距离,占原总距离数的21.7%,设备布置的优化程度大大提高了。

表2—9 总的零件移动距离计算表

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