设备布置在生产中的运用

0 引言 

　　设备是指人们在劳动过程中用以改变或影响劳动对象（如材料）的物质手段。机器、机械、锅炉等等都称为设备。随着科学技术的不断发展，设备的机械化、精密化、自动化程度越来越高，特别是数控设备的运用，更是为企业带来加速发展的支持和动力。一个生产企业的设备布置是根据其生产的产品工艺、种类、规模等方面来考量的，因此设备的布局对提高企业的生产效率和经济效益有着重要的影响。

 一般设备布置类型有以下五种方式： 

　　1 工艺原则布置（或叫功能布置） 

　　在生产中，将相似的设备或者功能放在一起的生产方式就是工艺原则布置。例如将车床放在一起，将冲压机床一起放在别的地方。就像医院一样，就是采取工艺原则布置的一个典型的代表，各个科室内都只能完成特定的医疗服务项目。在工厂，被加工的零件，在工艺流程中，由一个地方到另一个地方，每一个地方都进行各自的工艺。 

　　工艺原则布置是最常见的一种布置方法，在具有相似工艺流程的生产应用较广泛，使得类似工艺流程的工作部门的相对位置得到优化。 

　　2 产品原则布置（也称装配线布置） 

　　根据产品制造工艺的步骤来设置工作设备的生产方式就是产品原则布置。在实际上，每一种产品的加工线路都是直线的，比如制鞋、化工设备生产都是这种按照产品原则布置的。 

　　两种设备布置的区别就是因为工作的流程路线不同，工艺原则布置的物流路线变化比较多，所以物料会多次在生产期内被远送到同一加工车间。而在产品原则布置中，设备和车间是为产品线服务的，采用相同的设备避免了物料的多次运送，整个生产流程是直线型。只有当给定产品或零件的批量远大于所生产的产品或零件的种类时，采用产品布置原则才有意义。 

　　3 成组技术（单元式）布置 

　　成组技术布置是将不同的设备组成加工中心（工作单元）来对形状和工艺相似的零件进行加工。成组技术布置和工艺原则布置的相似点是加工中心用来完成特定的工艺过程，加工中心生产的产品种类有限（成组技术有时指的是零件分类编码系统）。 

　　成组技术布置是将不同的设备分成单元来生产具有相似形状和工艺要求的产品。成组技术布置现在被广泛用于金属加工、计算机芯片制造和装配作业。 

　　4 定位布置方式 

　　定位布置中，产品（由于体积或重量庞大）停留在一个地方，生产设备移到要加工的产品处而不是产品移到设备处，造船厂、建筑工地都是这种布置方式的实例。 

　　5 混合布置方式 

　　许多制造厂都将布置类型结合起来。比如，某一楼层采用工艺原则布置，另一楼层采用产品原则布置。我们会经常发现总体上是按产品原则布置的工厂，在加工阶段采用工艺原则布置，在部装和总装阶段采用产品原则布置。 

　　随着国际化市场竞争日益激烈，为了赢得市场，车间设计前期不公要求着眼于制造出一流的产品，还要对车间功能的发展有充分地评价。因此，在车间设计前期，设计人员除了必须考虑产品的制造成本，设备的使用效率外，合理选择加工设备，优化设备布局，高效组织并协调各生产要素，也是降低产品的制造成本、提高生产效率的基础。对于制造企业来说，车间是企业的关键生产单元，也是企业的物化中心，它不仅是制造计划的具体执行者，也是制造信息的反馈者，更是大量制造实时信息的集散地，因此车间系统在整个制造系统中起到的作用越来越重要。车间级的工艺流程、资源管理、物流控制、生产过程管理及车间敏捷性等系统中最重要的几个环节，也必然成了车间系统设计中需要综合衡量考究的重点。一个工厂车间的设计，涉及的面是相当广泛的，在设计过程中应遵照当前利益与长远利益相结合，局部利益与整体利益相结合，外部条件和内部条件相结合，定量分析与定性分析相结合的原则。在车间设计初期，对总体布局及规划要有比较清楚的认识，明确设备与工艺、设备与生产计划的关系，设备布置须保证工艺流程的合理运行；同时要兼顾物流关系的合理配置，组织好物流、人流、信息流；确保物料运行畅通无阻并且距离最短，避免交叉往返。同时要充分考虑车间重构的可能性，在满足现阶段生产的前提下，使车间具有随着生产发展的需要而快速响应的能力，为以后的发展留下空间。对物流储存要加强物质需求预测，努力减少库存，加速库存周转。通过物流节拍与生产节拍相协调，平衡生产力和物流，使在制品的库存极小化。其实要整个生产过程中均需要保证“安全第一”，只有这样的车间设备布置，才能保证工人的操作安全，为职工提供方便、舒适、安全的生产环境。针对设备布置方案，我就谈谈在实际工作中的一些理解和认识。由于我所在的单位是一个科研性质的单位，产品生产种类多且批量小，同时享受国家事业性拔款进行生产加工，因此建设初期在设备布置上采用的是“大而全、同类聚”（按车、铣、刨、磨分类）的布局模式。在产品种类多，批量少的情况下，采用传统的机群式设备布置方式将相同类型的机床排列在一起，零件按批投料、按批在工序间移动，工艺路线复杂，运输距离长，增加了很多不必要的运输流转时间。同时由于零件种类多，机床经常改变加工对象，设备和工艺装备的频繁调整减少了机床实际加工时间，延长了产品生产周期，从而造成效率低下。随着国有事业单位发展改革，我院对科研和生产进行剥离，让生产单位面向市场求生存找发展。通过对市场的考察和调研，在利用单位自有的联轴器专利技术组建了一个联轴器生产车间，主要生产国标通用联轴器及金属线簧联轴器（专利）等产品。工艺设计与车间作业计划是制造系统中的两个重要环节，实现二者的优化运行具有很大的实际意义。为了解决工艺设计与车间作业计划在实际运行时存在的诸多问题，在对车间设备布局的初期，我们首先考虑了该系列产品的大部分零件外形都是以圆形为主，而且生产工艺主要是以车、镗、磨、钻等工序为主，几乎工艺路线都一样；同时考虑装配与生产的衔接需要，因此采用了“工艺原则布置”与“产品原则布置”相结合，将车床、铣床、立式加工中心、镗床、磨床、电加工机床及钻床按产品生产工艺流程集中摆放。

 　　除大型、重型设备外，在满足设备使用性能要求的前提下，通过将设备直接安放在厂房定置区域内并用砖和水泥进行固定，尽量在安装过程中减少需要地基预埋情况的出现，便于在生产过程中可以随时调整设备位置。按照工艺流程布置，将相同设备摆放在一起，物料的流动直接从一台机床到另一台机床，不需要迂回，既便于管理又可将物料搬运工作简化，并将运送工作量降低至最低。同时由于生产工人编制在生产单元流水线上，工序的专业化程度高，可以大大提高工人的技术熟练程度；又因新老产品之间在设计上和工艺上的继承性，有可能使生产技术保持相对的稳定性，减少了人为因素对加工质量的影响。经过在实际生产中运用，现在这种布局的生产模式减少了制品和物料的搬运，缩短了生产准备时间，也加强了各工种人员之间的交流，对于各工序间产品质量的提高有了促进作用。经过我们对零件周转时间的粗步统计测算，目前这种布局的生产模式比原分散布局模式周转时间减少30%，产量从原来200台/每月增加到280～300台/每月，生产效率提高40%～50%；同时车间的产值大幅增加，职工的经济效也有显著增长。其实对一个好的车间设备布置评价准则就是： 

　　①直线流动型； 

　　②回溯最少； 

　　③生产时间可预先估计； 

　　④在制品少； 

　　⑤开放的工厂车间，每个人都可以看到工厂里发生的情况； 

　　⑥瓶颈操作可被控制； 

　　⑦工作地之间距离较近； 

　　⑧物料的搬运和储存有序； 

　　⑨没有不必要的物料搬运； 

　　⑩易于根据条件的变化进行调查。 

　　当前社会发展迅猛，市场瞬息万变，企业要适应适应市场快速变化求得生存就必须注重企业生产设备的布置，要做到设备不落地生根、不寄人篱下、不离群索居；管线统一编排有序，这样便于设备根据生产任务调整；设备出入口的一致化，可以节约空间，减少作业人员来回周转，使工序过程流畅；同时还要求作业面力求狭窄，减少设备操作者工作时占用的地方，还可节省操作时的走动时间。这样生产线的布置就会有弹性，能适应市场的变化，同时又避免了过多的零件周转和不必要的人员消耗等情况的发生。因此设备科学的布置，对提高企业生产效益，增强企业的竞争力是很有必要的。