数字化工厂布局仿真
随着经济的全球化，产品的竞争消除了国界，其复杂程度越来越高。产品更新换代加速以及客户化定制生产方式的形成，给企业提出了更高的要求，如缩短新产品上市和交货时间（T），提高产品质量（Q），降低生产成本（C），提供全方位的服务（S），即TQCS。计算机仿真技术的发展和虚拟现实技术的产生，使数字化工厂技术（DigitalFactory）逐渐成为一个新的研究热点。数字化工厂技术将传统的基于手工和经验的设计规划转变为基于计算机仿真和优化的精确可靠的规划设计，从而减少了工厂与工艺规划的时间，缩短了生产准备周期，优化了生产线配置，减少了工程更改量，降低了开发成本和投资风险。
1 数字化工厂技术
数字化工厂是以产品全生命周期的相关数据为基础，利用计算机仿真技术，根据虚拟制造原理，在虚拟环境中，对整个生产过程进行规划、仿真和优化的一种现代生产组织方式。在数字化工厂中，产品的加工制造、装配、测试、生产规划和物流管理等都可以得到模拟，这使得规划工程师、工艺工程师和工业工程师可以在一个虚拟的环境中对未来的过程进行预分析。数字化工厂的基本功能如图１所示。
图1数字化工厂的基本功能
2 基于DELMIA/QUEST的虚拟仿真技术应用
DELMIA/QUEST是用于对工艺流程的准确性和生产效率进行仿真分析的全三维数字环境。QUEST拥有强大的三维可视化功能和健全的导入／导出功能，可接收来自Auto CAD、Pro/E、UG、Catia、Creator等多种三维建模软件的模型，
因此在QUEST环境中还可以采用精准的三维模型来解决工厂的布局规划问题。本文以某厂采煤机４大关键零部件的机械加工车间为例进行仿真说明。
2.1 搭建车间三维布局模型
搭建车间三维布局模型需要搭建的虚拟物理模型包括厂房框架、机器设备、物流运输设备等，这里以Pro/E为例说明模型导入的技巧。Pro/E模型包含了过多的面片和数据，如果直接导入QUEST会导致运行困难，再者QUEST中的模型只要求外形尺寸精准即可，因此要对Pro／E模型进行简化处理，具体步骤如下：
(1)将建好的Pro /E（*.part.1）模型保存为*.wrl格式的文件，如果是装配体(*.asm.l)模型，最好先收缩包络简化后再保存为*.wrl格式文件。
(2)用Deep Exploration软件打开*.wrl格式文件，在此软件中按照面片的个数进行简化，直到模型大小合适为止，然后再保存成*.stl格式的文件，最后把导出的*.stl格式文档放到QUEST软件安装路径下的STL文件夹下即可。
为保证静态布局仿真的准确性，还必须要求所有模型按照二维图的位置摆放。先将Auto CAD图纸简化，删减与布局无关的信息，然后保存为*.dxf格式的文件，导入QUEST中作为三维模型摆放的标准；然后按照二维布局进行摆放，完成某采煤机机加车间数字化工厂的静态模型。
2.2车间布局仿真
通过对车间模型的观察分析，发现二维规划中存在以下问题：
(1)原二维图未充分考虑空间干涉，钻孔工作区4台Z3080摇臂钻床公用一个
工件缓冲区会产生空间不足的现象，建议将4台钻床的缓冲区分开，这样
不但会减少工件的物流运输成本，而且加工前后工件容易辨识且空间充
裕，便于进行6S管理。
(2)二维图中半龙门吊只考虑X、Y轴方向的工作范围，没有充分考虑Ｚ轴方
向的工作空间，在QUEST模型中可以直观地看出龙门镗铣床的高度已经
接近半龙门吊的高度，如果吊起工件的话，很可能会碰到昂贵的设备，
在此必须把半龙门吊换成高度更高的行车。
2.3生产线仿真优化
物流仿真模型还应包括各种设施的层次关系和它们之间的交互行为。QUEST内部逻辑事件是由SCL语言编写的。通过仿真运行，对仿真结果进行分析，发现喷丸、喷底漆工位以及热处理工位有明显的堵塞情况，此时堵塞工位的机器利用率、缓冲区等待零件数量以及物流工具的利用情况如表1所示。
表1堵塞工位的情况
由于喷丸线附近的空间很大，因此考虑在该区再建一条喷丸和喷底漆的生产线，形成两
条并行的生产线。热处理处没有足够的空间增加设备，所以此处只能更换热处理速度更快的设备，此时假设更换设备后此处的节拍和前工位的节拍一致。另外，从表１可以看出行车的利用率都很低，同一区域内的两个行车可以共用，可以在这３个区域内分别减少一个行车以减少投资。改进后再次仿真运行，两条喷丸、喷底漆工位的利用率都控制在50%左右，没有在制品堆积；热处理炉的利用率为76%，虽有在制品堆积，但有所减少；行车的利用率都在10%以内。图２和图３分别为关键工序的在制品个数优化前后对比以及４种产品的产能随时间的分布情况。图２、图３的统计数据表明：
①经过调整优化后，喷丸生产线和热处理工位的负荷得到了很大的缓解，机器利用率回归正常，基本没有在制品堵塞现象，有效地解除了该瓶颈对整体产能的影响；
②车间内设备的利用率整体上都有所提高，减少了资源的闲置和浪费；
③在多数关键工序的设备处，在制品量基本趋于合理，基本不影响大局；
④４种产品的成品个数随着生产时间的增加有规律地增长，并且成套配置合理，即摇臂壳体、行走壳体和牵引壳体的个数基本上是电控箱体的两倍。
图2关键工序在制品量优化前后对比
图3４种成品个数随时间分布
3小结
现代制造企业面临着诸如生产线规划、制造工艺规划、物流规划等方面问题的挑战，数字化工厂作为现代制造领域新的研究方向，提供了产品从设计规划到产品下线整个过程，是对整个项目各项性能评估分析的有效工具。但是数字化工
厂在国内的研究还有很多局限，与国外的差距还很大，另外数字化工厂是一个复杂而且庞大的系统，文中探讨的内容只是在基础应用层面上的沧海一粟，还有更
多的问题值得去探讨。
数字化工厂系统概念详解 在经济发展迅猛的今天，为了更加有效的改善管理体制，顺利的实施建筑生产施工过程，实现精益管理，数字化工厂这一新型管理模式呼之欲出，由于建筑产业现代化的推进，建筑构件的生产施工需求不断增强，越来越多的PC工厂出现在全国建筑业的市场上。如何有效的管理生产、保证建筑构件质量成为了业内普遍关注的问题。 沈阳卫德软件公司通过分析PC工厂的生产任务及数据、流程，从根本上了解PC工厂的基本需求，特为PC工厂定制了适应其生产运营需求的软件系统——数字化工厂管理系统，主要针对建筑构件生产材料从采购入库，再到生产，直至最后施工安装的一系列产业化流程进行合理配置与管理。 那么，数字化工厂具体是一个什么样的概念呢？ 数字化工厂，从系统结构上分析，主要包括以下六点： 1.生产控制数字化：生产制造执行系统MES，柔性制造系统FMS，在线控制与管理系统的集成； 2.设计研发数字化：计算机辅助生产，完善专业开发工具，缩短产品开发周期，提高产品开发效率； 3.物流产品数字化：二维码数据采集，RFID产品识别； 4.办公管理数字化：建立企业资源管理体系，完善供应链管理和客户关系管理，打通设计、生产、管理通道； 5.生产设备数字化：计算机辅助制造系统CAM，信息港系统建设，安置和基建的跟踪； 6.运营决策数字化：建立绩效评价体系，监控核心业务流程，实现可视化管理。 卫德软件公司的研发工程师认为建筑企业的数字化优势具体体现在以下两点：首先信息技术的发展，加速了知识的传递、加工和更新，提升了生产型建筑企业有效利用信息的能力，从而提高了企业的工作效率和生产能力，提升了企业的核心竞争能力。其次智能化技术的发展，提高了员工的满意度，提升了企业管理水平，提高了企业的工作效率，也影响到了企业的生产、运维、安全以及企业文化、企业形象等众多方面。
1）统一原则 在布局设计与改善时，必须将各工序的人、机、料、法四要素有机结合起来并保持充分的平衡。因为，四要素一旦没有统一协调好，作业容易割裂，会延长停滞时间，增加物料搬运的次数。 2）最短距离原则 在布局设计与改善时，必须要遵循移动距离、移动时间最小化，前提是保障合理的作业空间。因为移动距离越短，物料搬运所花费的费用和时间就越小。 3）人流、物流畅通原则 在进行设计与改善时，必须使物流畅通无阻。在设计时应注意：尽量避免倒流和交叉现象，否则会导致一系列意想不到的后果，如品质问题、管理难度问题、生产效率问题、安全问题等。 4）充分利用立体空间原则 随着地价的不断攀升，企业厂房投资成本也水涨船高，因此，如何充分利用立体空间就变得尤其重要，它直接影响到产品直接成本的高低。 5）安全满意原则 在进行设计与改善时，必须确保作业人员的作业既安全又轻松，因为只有这样才能减轻作业疲劳度。切记：过度材料的移动、旋转动作等可能会产生安全事故，每次抬升、卸下货物动作等也可能会产生安全事故。6）灵活机动原则 在进行设计与改善时，应尽可能做到适应变化、随机应变，如面对工序的增减、产能的增减能灵活对应。为了能达成灵活机动原则，在设计时需要将水、电、气集中统一布局，采用自上而下的接入方式，最大限度保障现场整洁，并保障未来现场变化的灵活性。设备尽量不固定基础而采用方便移动的装置。 7）经济产量及生产线平衡原则： 未达到一定的经济产量，布置一条流水线将造成资金浪费。各工序要平衡，按工时和节拍定员分工，达到连续流水作业。 8）舒适原则： 照明、通风、气温应适度，噪音、热气、制造粉尘、震动应隔离。 9）空间优化原则： 库存空间最小化，最大限度减少原材料和成品空间。最大限度地加快作业周转，快速连续移动，制程中仅存放合理数量的在制品。
数字化工厂 数字化工厂（DF）以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。 数字化工厂（DF）是指以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。是现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物，同时具有其鲜明的特征。它的出现给基础制造业注入了新的活力，主要作为沟通产品设计和产品制造之间的桥梁。[1] 1数字化工厂由来编辑 在设计部分，CAD 和 PDM系统的应用已相当普及；在生产部分，ERP等相关的信息系统也获得了相当的普及，但在解决“如何制造→工艺设计”这一关键环节上，大部分国内企业还没有实现有效的计算机辅助治理机制，“数字化工厂”技术与系统作为新型的制造系统，紧承着虚拟样机（VP）和虚拟制造（VM）的数字化辅助工程，提供了一个制造工艺信息平台，能够对整个制造过程进行设计规划，模拟仿真和治理，并将制造信息及时地与相关部分、供应商共享，从而实现虚拟制造和并行工程，保障生产的顺利进行。
“数字化工厂”规划系统通过同一的数据平台，通过具体的规划设计和验证预见所有的制造任务，在进步质量的同时减少设计时间，加速产品开发周期，消除浪费，减少为了完成某项任务所需的资源数目等，实现主机厂内部、生产线供给商、工装夹具供给商等的并行工程。 数字化工厂（DF）是企业数字化辅助工程新的发展阶段，包括产品开发数字化、生产准备数字化、制造数字化、管理数字化、营销数字化。除了要对产品开发过程进行建模与仿真外，还要根据产品的变化对生产系统的重组和运行进行仿真，使生产系统在投入运行前就了解系统的使用性能，分析其可靠性、经济性、质量、工期等，为生产过程优化和网络制造提供支持。 2数字化工厂内涵编辑 德国工程师协会定义：数字化工厂（DF）是由数字化模型、方法和工具构成的综合网络，包含仿真和3D/虚拟现实可视化，通过连续的没有中断的数据管理集成在一起。 数字化工厂（DF）集成了产品、过程和工厂模型数据库，通过先进的可视化、仿真和文档管理，以提高产品的质量和生产过程所涉及的质量和动态性能： ●提高盈利能力
车间布置原则：优良的车间布置设计，技术先进、经济合理、节省投资、操作维修方便、设备排列简洁、紧凑、整齐、美观。 1. 应符合生产工艺的要求 2. 应符合生产操作的要求 3. 应符合设备安装、检修的要求 4. 应符合厂房建筑的要求 5. 应符合节约建设投资的要求 6. 应符合安全、卫生和防腐蚀的要求 7. 应符合生产发展的要求 厂房建筑结构 常用结构型式有两种：排架结构框架结构 钢筋混凝土排架结构是由屋面梁或屋架、柱和基础组成，柱与屋架铰接，而与基础钢接。 这种结构是目前单层厂房结构的基本形式。跨度可超过30m，高度可达20—30m或更大，吊车吨位可达150t或更大。 框架结构是由横梁和立柱所组成。在多层房屋中，它们形成多层多跨框架。框架可以是等跨的或不等跨的，层高相等或不相等的。 框架可分为：现浇式装配式装配整体式 装配整体式框架，是将预制构件就位后再连成整体的框架。由于它兼有现浇式与装配式框架的一些优点，所以应用最为广泛。 按承重结构的材料，厂房结构可分为如下几种： (1)混合结构用砖柱承重，钢筋混凝土屋架或木屋架或轻钢屋架。 (2)钢筋混凝土结构全部承重构件都用钢筋混凝土制成构件。在发酵工厂应用十分普遍，一般主要车间都采用这类结构。 (3)钢结构厂房的柱、梁和屋架都由各种形状的型钢组合连接而成的结构物，主要用于大跨度建筑和高层建筑。 1.建筑物的视图 表达建筑物正面外形的主视图称为正立面图，侧视图称为左或右侧立面图。 将正立面图或侧立面图画成剖视图时，一般将垂直的剖切平面通过建筑物的门、窗。 这种立面上的剖视图称为剖面图。 建筑物的俯视图一般都画成剖视图，称为平面图。 2.绘制建筑图应注意的问题 (1)凡未被剖切的墙、墙垛、梁、柱和楼板等结构的轮廓，都用细实线画出； 被剖切后的剖面轮廓则用较粗的实线画出。 这些结构，以及门、窗、孔洞、楼梯等常见构件的规定画法，可见图5-2的立体图。需要时，可查阅《国家标准建筑制图》。 (2）厂房建筑图中的墙、柱或墙垛，一般用点划线画出它们的定位轴线并编号。 平面图上的纵向定位轴线，应按水平方向从左至右顺次用阿拉伯数字编号： 横向的定位轴线，则按垂直方向由下而上顺次用大写英文字母编号。 在立面图和剖面图上，一般只画出建筑物最外侧的墙或柱的定位轴线，并注写编号。 轴线编号一般排列在图面的下方和左方。 (3)建筑物各层楼、地面和其他构筑物相对于某一基准面的高度，称为“标高”。 标高数值以m为单位，一般标注至小数点以后第三位。 (4）基准面。例如某层的楼，地面，某标高为零，并标注为±0.000。
目录 一、主要内容简介 (2) 1、改善主要内容 (2) 2、制约因素 (2) 3、推进方法 (2) 二、改善方法运用 (3) 1、生产车间整理、整顿 (3) (1)整理： (3) (2) 整顿： (3) 2、人、机、料、法、环管理优化 (4) （1）对人员的管理——OJT (4) （2）对设备的管理——TPM (4) （3）对物料的管理 (4) （4）法、环管理 (5) 3、工序优化 (5) 4、设施布局优化 (6) 5、流程（排产、流水线设计）优化 (6) （1）排产设计 (7) （2）流水线设计 (9) 6、执行力的提升 (9) 三、各任务间的关系 (9) 四、管理上的其他问题 (10) 1、员工是“社会人”而非“经济人” (10) 2、建立责任制 (10) 3、改善推进注意事项 (10) 五、进度安排 (11) 六、总结 (11)
生产车间规划设计 一、主要内容简介 生产车间规划设计是从科学管理角度出发，对人员、物料、设备、能源、信息等所组成的集成系统，运用数学、运筹学和社会科学的专门知识和技术，结合工程分析与设计的原理和方法，对该系统进行Plan（计划）、Do（实施）、Check（检查）、Action（处置）。 1、改善主要内容 我认为今后生产车间改善主要内容如下： (1)生产车间5S，三定，目视化管理； (2)人、机、料、法、环管理优化； (3)工序优化； (4)设施布局优化； (5)流程优化［排产、加工方式（流水线）设计］； (6)执行力的提升； 2、制约因素 改善计划能否顺利进行取决于以下几个因素： (1) 目标正确、领导支持； (2) 管理制度健全、执行坚决； (3) 方法科学、操作人员支持； （4）管理上的科学； 3、推进方法 改进永无止境，坚持先易后难、逐步、全面的推动改进工作，由粗到细，由细到精，进而精益求精。
车间布置设计的要求和原则 1、要求 1）生产设备要按工艺流程的顺序配置，在保证生产要求、安全及环境卫生的前提下，尽量节省厂房面积与空间，减少各种管道的长度。2）保证车间尽可能充分利用自然采光与通风条件，使各个工作地点有良好的劳动条件。 3）保证车间内交通运输及管理方便。万一发生事故，人员能迅速安全地疏散。 4）厂房结构要紧凑简单，并为生产发展及技术革新等创造有利条件。 2、原则 1）各工序的设备布置要与主要流程顺序相一致，是生产线路成链状排列而无交叉迂回现象，并尽可能自流输送，力求管线最短。 2）注意改善操作条件，对劳动条件差的工段要充分考虑朝向、风向、门窗、排气、除尘及通风设施的安装位置。设备的操作面应迎着光线，使操作人员背光操作。 3）辅料制备车间应与适用设备靠近，但如液氯汽化、制漂等有污染和粉尘部分，应有墙与车间隔开，应有通风等必要的设施。 4）冬天无严重冰冻地区的工厂可考虑把不适宜在车间内布置的设施，布置在室外。高压容器等有爆炸危险的设备应布置在室外。并有安全报警和事故排空等安全措施。 5）设备布置在楼面还是布置在底层，要视楼面荷载及是否利用位差输送等因素而定。一般洗浆设备布在楼面，黑液槽及浆池布在底层。
6）相互联系的设备在保证正常运行、操作、维修、交通方便和安全条件下，尽可能靠近。 7）设备与墙柱之间的间距，无人通过最小500mm，有人通过最小800mm 8）泵与泵之间间距一般1000mm，泵组之间间距约1500mm。 9）设备的安装位置不应骑在建筑物的伸缩缝或沉降缝上。 10）发散有害物质、产生巨大噪音和高温的生产部分应同一般的生产部分适当的隔开，以免互相干扰。 11）要统一安排车间所有操作平台、各种管路、地沟、地坑及巨大的或震动大的设备基础，避免同厂房基础发生矛盾。 12）操作平台的宽度应大于500mm，平台向上距梁底或楼板的距离应大于2000mm，平台下若走人或有设备需检修，平台底部净高不应小于2000mm。 13）合理安排厂房的出入口，每个车间出入口不应少于2个，厂房大门的宽度应比所需通过的设备宽度大200mm左右，比满载的运输工具宽度要大600~1000mm，总的宽度不应小于2000~2500mm。14）要考虑必要的锥料面积。 15）遵守国家的有关劳动卫生及防火安全等方面的各项规定，《建筑设计防火规范》。 16）要考虑到厂房扩建的需要。 17）在满足生产工艺需要的同时，设备布置要尽量符合建筑结构标准化要求，18m以下，采用3m的倍数，18m以上采用6m的倍数，多
一、注意事项 1、合理设计进排风口位置和尺寸 利用室内外空气温度差所形成的热压作用和室外空气流动产生的风压形成自然通风，但风压作用受自然条件限制，具有多变性，无风时即无风压作用，因此不宜作为厂房自然通风的动力考虑。按照有关规定，在热加工厂房自然通风的设计计算中，仅考虑热压作用，风压作用只作为一项补充因素，不参与通风计算。热加工车间在生产过程中，散发大量的余热和灰尘等污浊气体，恶化了厂房内部环境，必须通过有效地组织厂房自然通风，迅速排除余热和污浊气体而改善内环境质量。当厂房高度和生产散热量为一定时，合理协调进、排气口面积，是提高厂房自然通风效果的关键所在。 在厂房自然通风设计中，必须合理协调进、排气口面积，力求进气口面积不小于或大于排气口面积，这应该是提高自然通风效果的极为重要和有效的技术措施。然而。在实际工程设计中，某些热加工主体厂房，由于缺乏精心的合理规划，造成公辅设施建筑和生活福利建筑，把主体厂房围得严严实实、水泄不通，使厂房失去了大片可开设进气口的宝贵位置，而厂房自然通风设计中。又未认真进行研究推敲，只是迁就于既定的建筑设计现状，不管合理与否，消极的拼命加大天窗面积，将天窗高度加大至8m左右，结果导致进气口面积不足排气口面积的1/3，使厂房自然通风模式形成极不合理的状况．虽然为厂房自然通风天窗增加了大量建设投资，却未获取应有的通风效果。 总之，厂房自然通风设计，绝对不能停留在只是根据既定的建筑布局，单纯的通过通风计算来决定天窗开口面积。可以说这只是消极的设计。积极的设计应该是认真地进行分析研究，反复试算、修改。合理协调进、排气口面积，力求以最低的经济投资，获取最佳的通风效果。具体而言，就是在进行厂房自然通风设计时，首先要在满足通风量需要的前提下，力求取得较低的中和面位置，即争取将进风口面积集中开设在下部作业区范围内。也就是说，要尽最大努力将堵靠在厂房侧墙部位的辅助建筑移位，为进风口让出宝贵的下部侧墙面。因某种原因实在搬不走的，则要将其下部架空，为主厂房留取进风口位置。这样做表面上看出也许要多花一些投资，但与提高厂房内环境质量相比是值得的。而且即使在经济上，最终也不见得多花钱。因为如果堵塞了厂房进气口，造成F1和F2的比例失调，中和面位置提高，势必显著降低排气压力而导致天窗面积大增，而抬高天窗所花费的投资，完全有可能高于辅助建筑下部架空的投资。 2、要想法克服进气短流问题 所谓进气短流，系指由进气口进入厂房内的新鲜空气，在未进入作业区范围之前，就已经被加热而上升至天窗排气口排出室外的现象。显而易见，这样的进
车间布局设计是工艺设计的重要组成部分，关系整个车间的命运。布局设置是从顾客需求开始，围绕作业员设计工序流动，最终的目的是使作业流程中的浪费和过载达到最小化、使车间透明化、消除经验式的管理弊端，使空间和劳动力得到最大限度的利用。 01 车间布局的依据 ①生产工艺流程图； ②物料衡算数据及物料性质、包括原料、半成品、成品、副产品的数量及性质；三废的数量及处理方法； ③设备资料，包括设备外形尺寸、重量。支撑形式、保温情况及其操作条件，设备一览表等； ④车间组织及定员资料； ⑤厂区总平面布置，包括本车间与其它生产车间、辅助车间、生活设施的相互联系，厂内人流物流的情况与数量； ⑥公用系统用量，供排水、供电、供热、冷冻、压缩空气、外管资料等有关布置方面的一些规范资料。 02 车间布局设计的原则与内容 1、原则 要求：技术先进、经济合理、节省投资、操作维修方便、设备排列简洁、紧凑、整齐、美观。 （1）车间布置应符合生产工艺要求的原则 （2）车间布置应符合生产操作要求的原则 ①每一个设备要考虑一定的位置；②设备布置应考虑为操作工人能管理多台设备或多种设备创造条件；③设备布置不宜过挤或过松，宜尽量对称紧凑，排列整齐，
充分利用空间；④要考虑相同设备或相似设备互相使用的可能性和方便性；⑤设备的自动测量仪表要集中控制，阀门控制集中，便于工人操作。 （3）车间布置应符合设备安装、检修要求的原则 ①根据设备大小及结构，考虑设备安装、检修及拆卸所需要的空间和面积； ②满足设备能顺利进出车间的要求； ③通过楼层的设备，楼面上要设置吊装空间； ④考虑设备的检修和拆卸以及运送所需要的起重运输设备。 （4）车间布置应符合厂房建筑要求的原则 ①凡笨重设备或运转时会产生很大振动的设备应布置在厂房的底层； ②有剧烈振动的设备，其操作台不得与建筑物的柱子、墙连在一起； ③设备布置时，要避开建筑的柱子以及主梁； ④厂房操作台要统一考虑； ⑤设备不应该布置在建筑物的沉降缝或伸缩缝处； ⑥在不严重影响工艺流程顺序的原则下，将较高设备尽量集中布置。 （5）车间布置应符合节约建设投资要求的原则 ①可露天或半露天的设备，尽量采用半露天或露天设计； ②厂房采用非高层化设计； ③工艺管道集中布置，减少管线投资和节约能耗； ④设备的操作面尽可能与通道安排在同一侧。
2016．04．29 SMT生产车间规划事项
目录 1. 基本概述 1.1车间现状 (3) 1.2 预留产能可扩展空间要求 (3) 2.车间布局 2.1细节要求 (4) 2.2 车间布局 (5) 3.工作条件 (6) 3.1电源 (6) 3.2供电线缆 (7) 3.3 电气控制箱 (7) 3.4气路配置 (7) 3.4气管 (7) 3.5压缩空气 (7) 4.安装条件 (8) 4.1温度 (8) 4.2湿度 (8) 4.3空气 (8) 5. 地面条件 (9) 5.1地面强度 (9) 5.2 地面材料 (9) 6.费用 (10)
1.基本概述 1.1车间现状 生产中心一楼车间长度是44米，宽度为27米，总面积为1152平方米（不包含工装治具房），目前厂车前间面地为普通的水磨石地面，且没有建立起防静电系统，无法满足SMT 车间的防静电要求，车间预留两个接地端子，后续可以建立SMT 车间的静电防护系统。车间内无调空和加湿设备，无法满足SMT 车间对温湿间控度制的要求。目前2条线备用车间电力充足，够满车足车间内所有设备的电力需求。车间进入部分规划为后续的线边仓库，实现物料的快速配送。 1.2预留产能可扩展空间要求 车间前期规划两条全自动化生产线，设备的尺寸示意图如图所示： 生产设备最大的宽度为1.6M ，总长度为18米，依据SMT 标准的配置，如图所示： 现有设备缺少SPI 及AOI ，需预留相应的空间为4米，总设备的长度需保证在24米内，随着公司的快速发张，且现有的SMT 贴片机无法满足现有的产能，预留两条可扩展的SMT 生产线。 5.6M 1.6M 1.5M 1.5M
车间布置的基本原则与程序 摘要：介绍了车间布置的内容、依据、方法步骤、平立面布置规则、设备布置规则Abstract:Introduced the content,basis,method,progress of plant arrangement and the regulation of level elevation arrangement,equipment arrangement 前言 在化工工程的初步设计或施工图设计中，当工厂总图、工艺流程图、物料衡算、热量衡算、设备选型及其主要尺寸确定后，就可以开始进行车间厂房和车间设备布置设计工作。车间布置设计是否合理，事关重大，它将直接影响整个项目的总投资及操作、安装、检修是否方便，甚至还会影响整个车间的安全以及车间的各项技术经济指标的完成情况。在进行布置设计时，要全盘统筹考虑，合理安排布局，才能完成既符合生产要求，又经济合理的布置设计。 一、车间布置设计的内容 车间布置设计分初步设计和施工图设计两个阶段，初步设计阶段只是初步确定厂房的尺寸、高度，完成主要设备的布置工作，还不能达到施工、操作的要求。 车间布置设计包括车间厂房布置设计和车间设备布置设计两部分。 （一）、车间布置设计的依据 1．标准、规范和规定 车间布置设计所要遵循的标准有很多，以下只列出所遵循的主要标准、规范及规定的名称，详细内容可参见文献[1]第一章内容。 GB 50016—2006 建筑设计防火规范 GB 50160—2008 石油化工企业设计防火规范 GBZ 1—2002 工业企业设计卫生标准 GBJ 87—1985 工业企业噪声控制设计规范 GB 12348—1990 工业企业界噪声标准
如何做好工厂及车间的布局规划？ A新建—全新建厂规划 B现成—现成厂房规划 C原地—原地大幅优化 服装企业近几年的趋势是从沿海向内地及国外迁移，原有老厂也按新的生产模式改建。在新建或改建厂房时，如何实现更合理的规划？规划要适应缝制类生产5年~10年的发展，能包含自动流水线、自动设备、物联网等在生产系统的布局，符合工业4.0的扩展架构，能适应未来的柔性快速生产。 一、新工厂规划的方法
二、现有厂房升级的方案 总体规划产能—工厂规划总纲，做什么产品，做多大的量，决定着规划规模，是工厂规划永远的第一手需求资料： 1、产品BOM料表—了解产品的构成，从产成品向前梳理 垂直整合策略—确认零部件自制的程度，对自制零部件生产需作车间规划，对于外购与外协件需确定仓储需求，而往往自制零件的车间规划比总装还要复杂 2、订单批量关系—“品-量”与“批-量”的分析，是大批量生产模式还是小批量定制化的生产，生产模式将不同 2、生产工艺流程—确认生产工艺，规划作业单元 3、工艺环境条件—确定特殊区域环境防护 4、生产作业工时—作为资源测算重要参数，需确认 5、物料包装规范—用于制定物料仓库的存储方式 6、成品包装规范—用于制定成品仓库的存储方式 7、辅助配套需求—用于配套设施规划需求收集 8、优化建议汇集—客户自身提出的当前困惑、存在问题、规划建议或在期望在新厂中实现的想法。
三、工厂规划功能区划Step1-整体规划原则 Step2-资源配置测算 Step3-人车物流动线 Step4-厂区模块划分 Step5-建筑轮廓设定 Step6-精益优化方案 Step7-立体物流动线 Step8-楼层功能定位 Step9-建筑参数测算 Step10-参观路径规划 Step11-整体区划方案 Step12-建筑设计需求
目录 一、设计题目：减速器工厂的规划设计 (1) 1、设计目的 (1) 2、设计内容 (1) 3、设计步骤 (16) 4、设计报告 (16) 二、减速器工厂的规划设计 (18) 1、需要采集的信息 (18) 2、加工设备数量 (26) 3、工厂布局和车间布局 (37) 4、工厂布局 (40) 5、物流分析 (43) 6、工厂每年的运营成本 (45) 三、课程设计心得体会 (46)
一、设计题目：减速器工厂的规划设计 1、设计目的 1）掌握设计制造工厂设施布局的方法。 2）掌握运用设施布局规划设计相关软件进行工厂布局设计的方法。 3）了解工厂搬运设施和设备以及相关参数的选择方法。 2、设计内容 利用后面给出的产品、成本、加工设备尺寸和工艺卡片等数据，设计和评估发动机减速器制造加工厂。设计时，需要考虑所有可能的因素，如布局图、机器数量、工人数量、物料搬运的方法和设备、缓存区大小、运作策略和公司未来增长情况（公司预计在未来 3 年每年增长 8%）。减速器加工厂的项目数据如下。 1）产品 发动机减速器是工业上用于减少电机转速、提高扭矩的设备。减速器通常由轴承、齿轮组和箱体构 成，图 1 和图 2 分别为二级减速器和三级减速器的产品结构图。减速器物料清单如图3 所示。 低速 轴 低 速齿 轮 高 速小齿 轮 第二 中速小齿 轮 第二 中速齿 轮 高速小齿 轮
入 高 速 齿 低 速 轴 输 入 高 速 齿 轮 第 一 中 速 小 齿 轮 第 一 中 速 轴 低 速 齿 轮 第 一 中 速 小 齿 轮 一 中 速 轴 图 1 二级减速器结构图 图 2 三级减速器结构图
《数控实训场地、设备布局说明书》 设计题目：数控实训场地、设备布局设计 院（系）：机械工程学院 专业：数控技术 班级：0 8 数控 3 0 4 学号：2 0 0 8 1 0 3 3 4 1 9 设计人：秦巍 指导老师：唐新民 日期：2010.12.1—2011.3.4
目录 (1) 前言 (2) 车间设计布局指导书………………………………………...第页毕业设计（论文）说明书…………………………………… 参考文献……………………………………………………… 毕业设计总结及体会……………………………………………. 机床设备………………………………………………………….. 建筑场地图………………………………………………………. 设备型号及平面图………………………………………………..
通过3年专业的学习数控技术，即将毕业踏入社会时，学校还要给予我们最后一项考核来检验我们3年以来学习的综合知识。 ——毕业设计毕业设计主要是用来考核我们在大学3年以来所学的一个综合测试，它是教学计划中综合性、探索性和实践性较强的教学环节，是对生学业水平和研究能力的综合检验，也是学生在校期间，运用所学的知识和获得的分析问题、解决问题的能力，进行理论与实际相结合的最后一次重要的训练，是提高学生分析问题和解决问题的重要途径，是实现培养目标、保证人才培养质量的重要保证。 在完全的过程中，可以得到很多方面的提高： （1）首先，在其过程中运用所学的知识来获取分析问题能力、解决问题能力、及其自我的动手能力。
（2）然后，通过专业的学习加以利用，理论跟实际结合； （3）最后，达到一个自我提升的的目的。 毕业论文（设计）的目的在于总结学生在校期间的学习成果，培养学生具有综合性、创造性地运用所学知识和技能解决较为复杂问题的能力，并使学生受到科学研究工作各个环节的实际锻炼，具有从事科学研究工作的初步能力。 说明书具有以下几个特点： （1）充分体现了设计人员的创新意识、个人能力，及专业知识的掌握; （2）主要以课本知识与专业手册和理论的联系，并加强理论与实践的结合; （3）设计图一定要做到通俗易懂，让阅读者一看就懂你的设计内容等等方面; （4）培养学生的独立思考问题、解决问题及独立工作的能力，为毕业走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。
新工厂的精益布局方式 与传统的“以资产为核心”的布局方式截然相反，精益工厂布局从顾客开始，然后围绕作业员工来设计工序流动。资产为核心的布局方式先从设备、工装开始，最后再考虑工序的流动。 精益布局的目标是为了使作业流程中的浪费和过载最小化，同时增强现场的目视沟通。以下是评估和设计精益工厂布局的常用工具: 价值流图分析–观察整体的材料和信息流动，理解其内在的关联。 办公布局"意大利面图"–画出员工移动的路线来识别无效的移动。 关系矩阵–识别流程和资源之间的内部顾客和供应商关系从而确定适当的位置。 物流评估–理解在不同顾客需求下工厂中的材料和人力的交通繁忙度。 生产准备流程(3P)–重新评估现存的生产设备，或按照精益流程原则设计新的生产线。 新工厂的布局，应该减少或消除产品和物料的大量搬动时间。此外，若把供料(组装)工序，具体放置在生产线的物料被消耗在下游产品上的装配点上，将会减少搬动和等候时间。 应该为新企业进行一种纸上模拟仿真，将工厂布置成精益结构。用创制一张大纸布局的办法，来开始资源的布局，表明了新精益生产线的所占面积。让团队参与时，所用纸张越大越好。标记出所有不能搬动的物体(“界标”)，如电源地沟、房间立柱、排水沟、大型的搬动费用昂贵的设备和其他永久性的建筑结构等。对于每一种确定的资源装备，按照图纸设定比例，准备好同比例尺寸的纸样。 从最靠近顾客的点(通常是发货点)开始向上游工作，把算出的资源装备的纸样，顺着混合产品的流程图进行布局。对可以使搬动量最小，以及使产品从一个工位到另一个工位的流动最佳化的所有想法，要加以检验。对所有用于产品生产的辅助性夹具、支架和小车，都要制作相应比例的纸样，虽然它们本身并不是资源装备。一定要为所需物料的搬动留出容纳的空间，例如自动装卸车的通道和大型的物料集装箱。要把工位设计得紧凑些，但是对操作人员，要尽可能符合人机工程学的要求。 最佳生产线的设计必须不受当前遗留的工作流的限制。头脑里要考虑到“界标”，布局时应该在没有障碍的为理想的生产线准备干净的空地上。最佳的布局可能会建议横穿一条现有的通道。通道并不是一种界标!要牢记OSHA(职业安全与卫生条例)的规定，以及环境与安全性的考虑，最佳精益方案的车间场地布局，应该优先于先前任何主观武断的阻塞性布置。 如果钱不成问题，就可搬动任何东西和每一样东西。作为一个实际问题，有一些物件的搬动，也许是太昂贵而负担不起的。对于某些搬动来说，从投资的回收看来，搬动到新的地方就不能认为是正确的。具体的实例包括：安装在经过特别工程设计的混凝土底座上的重型车床、污秽而危险的工序、需要特殊通风或维护要求的EPA(工程实践修正)工序，或吵闹的工序等。应该将实用而价格恰当的办法，推荐给最后的生产线设计，以便使精益生产管理方法的作用达到最大限度，并且显得通情达理。 在结束布局时，所有这些问题都应该考虑到。在完成时，团队的全体成员，都必须同意新的生产线的设计。程序指导委员会还必须对新的精益生产线的布局，给予批准和签字。然后，应该把采用资源装备的纸样所进行的纸张布局，转变为一张正式的企业布置图，这通常要由生产或设备工程师，使用CAD 系统来进行。根据最后的布局，必须制订安装生产线的设备计划。这通常涉及风道的设置和电线的布线、钳工桌的重新搬动，以及和索具公司和其他承包人签合同等。如果新的布局需要生产关停一段时间，也必须对关停和重新布局制订计划。 工场规划布局较为复杂，没有统一的模式，还是要看我们的具体情况，以下思路仅供参考： 1：基本思路（以流水线、或形成一个流生产型态为例子） 1）确定厂房的平面图（尺寸）； 2）产品的工艺流程图、生产线布置图、生产单元布置图、周转库（店铺）布置图、成品库布置图、原料库等（布置图均核算占用面积）；
6S车间规划布局文件资料1 实用标准文案 精彩文档规划布局 目录 一、规划与实施的原则 （一）时间距离最短原则(1) （二）物流畅通原则(1) （三）适变性原则(1) （四）布局标识(1) （五）现场平面图的绘制(2) （六）责任区域的划分(2) （七）注意事项(2) 二、生产现场布局改善 （一）现场布置原则(2) （二）现场改善方法(3) （三）现场布局分析改善(3) （四）现场流程分析改善(4)
（五）现场设备分析改善(4) （六）现场时间分析改善(5) （七）现场动作分析改善(5) （八）现场物流分析改善(5) （九）现场搬运分析改善(6) 一、规划与实施的原则 （一）时间距离最短原则 1.搬运最少； 2.步行距离最短； 3.中间没有停滞等待； 4.立体空间充分利用，不浪费。 （二）物流畅通原则 1.物流流向是直线型或圆圈型，无逆向和来回穿插流动； 2.人、机、料、法、环5个要素处在有效控制之中，作业方便顺畅； 3.通道及作业现场无障碍物； 4.尽量减少工序中间库存点； 5.各工序生产平稳均衡，无过量堆积。
（三）适变性原则 1.预留足够的空间应对未来一年的发展； 2.货架、棚、工作台留有改造的余地，以适应不同的生产方式； 3.专用的、特许的机械设备尽量通用化、统一化； 4.设备应小型化、模块化和通用化； 5.机器设备故障时，有足够的备品保证维修； 6.门、通道的设计考虑新设备的搬运，并有摆放场所； 7.有足够的灾害防护措施； 8.有通畅的逃生路线。 （四)布局标识 1.采用不同色的油漆、胶带、地板砖或栅栏划分区域； 2.通道最低宽度：人行道1.0米以上； 3.单向车道：最大车宽+0.8米； 4.双向车道：最大车宽×2+1.0米； 5.一般颜色区分（绿色：通行道/良品；绿线：固定永久装置；黄线：临时/移 动装置；白线：作业区；红线：不良区/不良品）。
附录二 附录二 燕山大学 本科毕业论文--文献综述 课题名称：SLP在J厂生产车间应用研究学院（系）：经济管理学院 年级专业： 09工业工程 学生姓名：王惠民 指导教师：王艳亮 完成日期：2013年3月25日 II
一、课题国内外研究现状 随着市场需求的不断变化，企业需要不断调整生产任务。有的企业产品种类繁多、调整频繁，而生产过程中的设备、物流系统已难以满足实际生产要求，那些采用传统机群布局的生产车间或落后的生产形式都面临着改造。许多机械加工企业通常非常重视生产工艺知识，而对设备布局、物流搬运系统(包括工件、工艺装备)的设计则局限于经验水平，没有从专业理论或科学角度进行系统设计，从而制约了生产效率的提高[1]。车间布局对于生产效率、制造成本和产品品质都有着至关重要的影响。研究表明，大约有20％～50％的加工费用用于物料运输，而合理的设备布局至少能节约10％～30％的物料运输费用[2]。因此，对生产车间系统及其设备的布局研究具有重要的意义。 （一）国内现状 对于车间布局研究，西方发达国家明显领先。1961年，美国的缪斯提出了代表性的系统布置设计（SLP）理论，其中提到并建立了第一类理想的块状布局模型、动态布局等；由Venkatadri在1999年提出的分型布局，是利用分形几何中的自相似性概念而形成的一种布局方法，通过将车间分形成单元形式，允许了单元间物料流动和机械共享，综合工艺布置和产品布置的优点。随着成组技术，分型单元，可重组系统的成熟，Mckebdall提出的蚁群算法有效解决动态布局问题等等，在很大程度上解决了因为设备布局等问题带来的低效率，高耗费等问题[3]-[5],M. Adel提出用一种遗传算法解决制造业中设施布局设计问题，实现运转成本最小化，他考虑了各种物质流生产环境模式的流水车间布局、流程线布局(单线)与产品布局，多行布局、半圆形、循环布局[6]。 （二）国外现状 国内的研究，虽然远远落后于国外，最近却也呈现出一些先进的研究。黄太兵等人的大规模定制车间的布局概述，对车间出现的大规模定制情况进行了针对性研究,提出了三种适合大规模定制车间布局的类型（子生产型、C 型和花瓣形布局）；李志华等人提出的单向环形设备布局设计，将建模与虚 1 1
数字化工厂信息系统结构研究 作者：庄亚明 数字化工厂是以制造产品的企业为核心，由核心企业以及与之相关联的成员构成的动态联盟，通过数字化工厂信息系统有效地管理和利用联盟的数字化信息和数字化信息流，实现成员之间的高度协同工作和资源共享，为客户提供满意的产品。本文基于数字化工厂的基础应用平台采用系统交互与集成方法，通过对数字化工厂信息系统的组成及其已有技术基础的分析，演绎数字化工厂信息系统的实现设想与结构，抽取数字化工厂信息系统公共服务。 1 数字化工厂信息系统及其特征 数字化工厂最重要的原料是关于产品和市场的信息啦)，信息经过各种数字化处理后，成为其决策及行动的知识方案。其运作模式可以概括为产品开发过程数字化、产品制造过程数字化、产品本身数字化、产品销售过程数字化、技术支持与服务过程数字化、经营决策过程数字化、信息与知识数字化及其信息与知识共享。 数字化工厂信息系统是数字化工厂产生、处理、传递、储存和利用数字化信息的系统和工具。通过它控制数字化工厂的信息和信息流，进而达到控制、管理、利用物流和资金流以及协同工作的目的。并且，数字化工厂的每个过程和功能领域都需要其信息系统支持。 (1)从应用角度来看，在产品设计过程和功能领域中，需要CAD、CAPP、CAM、DFX和PDM 等分、子系统。在产品制造过程和功能领域中，需要经营计划、主生产计划、车间作业计划、库存控制、制造设备自动化控制等分、子系统，此外还应该有质量控制系统。在销售服务过程和功能领域中，需要客户关系管理。在经营决策过程和功能领域中，需要决策支持系统，以及其他日常事务处理系统和工具。在资源供应过程和功能领域中，需要有供应链管理和人力资源管理等系统。在财务核算与控制过程和功能领域中，需要财务核算与控制系统。其他公共系统和工具，如电子邮件、字处理、电子会议等。 (2)从支持应用的支撑系统角度来看，需要支持这些系统的平台和工具，如操作系统、通讯网络、各种数据库管理系统等等。 2 数字化工厂信息系统的实现设想 为了满足数字化工厂对信息交换／共享和协同工作的要求，数字化工厂的信息系统必定需要信息交互和系统集成。数字化工厂成员信息系统之间的信息交互和集成可以有两种方法：点对点的交互与集成方法和基于基础应用平台(或称为基础集成框架)的交互与集成方法。前者应用广泛，后者则是目前研究和开发的热点。 由于实现信息交互和系统集成方法是在需要进行信息交互和集成的系统内部和系统之间的交互点，使用特定的通讯设施和编程技术开发接口，这就是点对点信息交互和系统集成(如图1所示)。点对点方法提供了一种在部门级解决方案或应用程序家族之间实现信息自动交换的手段。
数字化工厂信息系统结构研究 数字化工厂是以制造产品的企业为核心，由核心企业以及与之相关联的成员构成的动态联盟，通过数字化工厂信息系统有效地管理和利用联盟的数字化信息和数字化信息流，实现成员之间的高度协同工作和资源共享，为客户提供满意的产品。本文基于数字化工厂的基础应用平台采用系统交互与集成方法，通过对数字化工厂信息系统的组成及其已有技术基础的分析，演绎数字化工厂信息系统的实现设想与结构，抽取数字化工厂信息系统公共服务。 1 数字化工厂信息系统及其特征 数字化工厂最重要的原料是关于产品和市场的信息啦)，信息经过各种数字化处理后，成为其决策及行动的知识方案。其运作模式可以概括为产品开发过程数字化、产品制造过程数字化、产品本身数字化、产品销售过程数字化、技术支持与服务过程数字化、经营决策过程数字化、信息与知识数字化及其信息与知识共享。 数字化工厂信息系统是数字化工厂产生、处理、传递、储存和利用数字化信息的系统和工具。通过它控制数字化工厂的信息和信息流，进而达到控制、管理、利用物流和资金流以及协同工作的目的。并且，数字化工厂的每个过程和功能领域都需要其信息系统支持。 (1)从应用角度来看，在产品设计过程和功能领域中，需要CAD、CAPP、CAM、DFX和PDM 等分、子系统。在产品制造过程和功能领域中，需要经营计划、主生产计划、车间作业计划、库存控制、制造设备自动化控制等分、子系统，此外还应该有质量控制系统。在销售服务过程和功能领域中，需要客户关系管理。在经营决策过程和功能领域中，需要决策支持系统，以及其他日常事务处理系统和工具。在资源供应过程和功能领域中，需要有供应链管理和人力资源管理等系统。在财务核算与控制过程和功能领域中，需要财务核算与控制系统。其他公共系统和工具，如电子邮件、字处理、电子会议等。 (2)从支持应用的支撑系统角度来看，需要支持这些系统的平台和工具，如操作系统、通讯网络、各种数据库管理系统等等。 2 数字化工厂信息系统的实现设想 为了满足数字化工厂对信息交换／共享和协同工作的要求，数字化工厂的信息系统必定需要信息交互和系统集成。数字化工厂成员信息系统之间的信息交互和集成可以有两种方法：点对点的交互与集成方法和基于基础应用平台(或称为基础集成框架)的交互与集成方法。前者应用广泛，后者则是目前研究和开发的热点。 由于实现信息交互和系统集成方法是在需要进行信息交互和集成的系统内部和系统之间的交互点，使用特定的通讯设施和编程技术开发接口，这就是点对点信息交互和系统集成(如图1所示)。点对点方法提供了一种在部门级解决方案或应用程序家族之间实现信息自动交换的手段。