设施布置的基本类型

设施布置的三种基本类型是产品原则布置、工艺原则布置和定位布置。产品原则布置最适合于重复性加工，即线性流程和连续流程；工艺原则布置适于间歇性加工，即作业流程；定位布置适用于体积大、重量重的加工对象，即项目流程；最后还有一种由以上三种类型混合而成的布置类型，即混合布置，适合于批量流程。

1.产品原则布置

产品原则布置的目的在于使大量产品或顾客顺利且迅速地通过生产运作系统。如果企业生产或提供的是一种或少数几种标准化水平极高的产品或服务，采用按产品或服务的技术加工要求来组织和排列设备是很合适的。在这种布置的生产运作系统中，工作被分解成一系列标准化的作业，由专门的按照产品或服务的加工路线或加工顺序排列的人员和设备去完成。由于每一加工对象都是同样的加工顺序，所以可以使用有固定路线的物料运输设备。因此，这种布置往往形成一条线，如图4-3所示。在制造业企业，这些线通常被称为生产线或装配线。而在服务业方面，也有将服务运作系统布置成一条线的，图4-4给出的是自助快餐馆布置，但这种布置的例子较少，原因是服务需求多变，客户化程度高以至于无法标准化。

产品原则布置的主要优点包括以下七点：

图4-4　自助餐馆服务线

（1）产量高。

（2）由于产量高，很高的专用设备费用由许多产品来分摊，因此单位费用低。

（3）由于各加工对象都按照相同的加工顺序流动，物料运输大大简化，单位物料运输费用低。

（4）工人和设备的利用率高。

（5）劳动专业化减少了培训费用和时间。

（6）工艺路线选择及进度安排都在系统的初步设计中被确定下来，大大简化了计划工作。

（7）会计、采购及库存控制都相当程序化。

产品原则布置的主要缺点包括以下五点：

（1）分工过细使得工作重复单调，工人几乎没有发展机会，而且可能导致情绪低落和由于连续的过度紧张造成的损伤。

（2）系统对产量变化以及产品或工艺设计变化的适应性差。

（3）个别设备出了故障或工人缺席率高对整个生产运作系统的影响极大。

（4）预防性维修、迅速修理的能力和备用件库存都是必不可少的。

（5）与个人产量相联系的激励计划是不可行的，因为这样会导致各个工人产量不一致，从而对系统中工作流的顺利进行产生不利影响。

在上述缺点中，柔性差的问题，可以通过合理地调整系统内部的布置，提高产品原则布置的生产或服务的柔性。U形生产线布置就是一个典型的例子，如图4-5所示。U形生产线的优点是明显的，即这种布置使生产线更紧凑，它通常要求的长度是直的生产线的一半；U形生产线上的工人是在一起的，所以有利于增进工人之间的交流和协同工作；工人不仅可以操作就近的设备，还可以操作对面的设备，因此，工作分派的弹性很大；如果物料进入工厂与制成品离开的是同一个地点，U形生产线可使物料运输量减至最小限度。

2.工艺原则布置

工艺原则布置的目的在于使设施系统能够满足多种产品加工或提供多种服务的需求。当企业加工或提供的产品或服务的品种较多，每种产品的产量都不是很大，各种产品的生产只能断断续续地进行时，采用工艺原则布置是有效的。在这种生产运作系统中，设备通常是按照其所具有的功能来布置，如制造业企业中的机加工车间，通常布置成钻、车、铣、磨等专门的部门，需要这些设备加工的物品按特定的顺序成批进入这些部门。在这种生产环境下，每种产品或者每组产品都具有不同的作业顺序。按照产品所要求的生产顺序，产品从一个生产部门转移到另一个生产部门，机器设备是根据所要进行的生产工艺类型来进行安排的。图4-6展示了电锯和电钻这两种产品的生产工艺。

图4-5　U形生产线

工艺原则布置的另一个例子是医院或诊所。病人不断地进入诊所，每个人都有自己的诊病要求，要求经过挂号、医生诊断、检查室（血检、尿检、B超、胃镜、心电图等）、收费、药房、护理室等。

图4-6　工艺原则布置下两组零件的生产工序

工艺原则布置的主要优点包括以下四点：

（1）系统能满足多样化（不同品种的产品和不同种类的服务）的工艺要求。

（2）系统受个别设备故障的影响不大。

（3）使用通用设备，设备费用较产品原则下的专用设备低，而且维修起来较为方便，费用也较低。

（4）可采用个人激励制度。

工艺原则布置的主要缺点包括以下七点：

（1）如果在制造系统中采用间歇性加工，在产品库存量会很大。

（2）要经常进行工艺路线选择及进度安排。

（3）设备利用率较低。

（4）物料运输慢、效率低，单位运输费用比产品原则布置的高。

（5）工作复杂化常常使监督跨度缩小，并导致监督费用较产品原则布置的高。

（6）对每一产品或顾客都需要分别对待（如工艺路线选择、进度安排、设备调整），而产量低又导致单位产品费用较高。

（7）会计、库存控制及采购比产品原则布置中的要复杂得多。

3.定位布置

由于重量、体积或其他一些因素使得移动产品不现实或难度极大，产品或加工对象需要停留在某个地方，此时，工人带着材料和设备向其移动并在该位置作业。定位布置广泛应用于耕种，消防，筑路，建房子，修大坝，钻探石油及船舶、飞机的制造等方面。与产品原则布置和工艺原则布置相比，定位布置所处理的是以单件或极小批量生产的产品，且产品是固定不动的。定位布置常常面临空间限制问题，因此，这种布置方式应该把注意力放在对材料和设备运送时间的控制上，以避免堵塞工作场地。在面临空间限制时，可以考虑的一个方法是，将尽量多的工作在远离现场的地方完成。

4.混合布置

混合布置是指企业同时存在两种或两种以上形式的布置。混合布置在现实中并不难找到，例如，医院基本上是工艺原则布置的，但病人医疗常采用定位布置，因为常需要护士、医生、药品和专门设备到达病房。再比如，工厂中的某些部分按照工艺原则布置，而另外一些部分则按照产品原则布置。混合布置经常被用于既有制造环节又有装配环节的工厂中，制造环节（利用原材料生产零部件）是工艺原则布置，而装配环节（利用零部件组装成最终产品）则是产品原则布置。

工艺原则布置和产品原则布置代表着从小批量到连续生产这一系列的两端。与产品原则布置相比，工艺原则布置更适于较宽系列的产品生产及服务提供的系统，更有利于满足顾客定制产品的需求。然而，工艺原则布置通常效率较低并且单位生产费用较高。一些采用工艺原则布置的企业正在采取改进措施以使系统具有产品原则布置的部分优点。一个理想的系统应富于柔性、高效率、单位生产费用低。单元制造、成组技术和柔性制造系统正是朝这一方向所做的努力。