第一节 概述
一、简单生产过程与复杂生产过程
1.简单生产过程是指单一零件的加工过程或单一部件的
装配过程。它是由顺次的密切联系的上下工序所组成。
如下图
工序1
工序2
工序3
工序n
简单生产过程示意图
单一劳动对象
.复杂的生产过程：复杂的生产过程：
当机械制造企业的产品，不是由单一对象组成，
而是由许多零件与部件组成时，它的生产过程就
形成为复杂的生产过程。
复杂生产过程示意图
二、 生产过程的空间组织的目标和要求
1、目标：从空间组织中获得最大的效益。
（1）最短的路线 （2）最大的灵活性
（3）最有效的面积利用 （4）最良好的工作环境
（5）最合理的发展余地
2、要求：
（1）符合加工过程的要求
（2）靠近布置原则 密切联系的、同类性质的；尽可能紧凑。
（3）发展原则（适应生产变化的需要）
（4）有利于安全与健康
（5）充分利用外部环境的便利条件。
生产过程空间组织的内容
第二节、生产单位的组成及专业化原则
一、生产单位的组成
1、生产技术准备部门：负责产品、工艺、工装设计等
技术文件，并负责新产品试制。
2、基本生产部门：如准备车间 、加工车间 、装配车间。
3、辅助生产部门：辅助车间（工具、模具、机修）、动力部门。
4、生产服务部门：运输部门 、仓库 、试验与计量检验部门 。
5、附属生产与副业生产部门
二、影响生产单位组成的因素
1、产品结构和工艺特点
2、企业的生产专业化和协作水平
3、企业的生产规模
三、生产单位组成的专业化原则：
1、工艺专业化原则 是指按照不同的工艺性质分别建立工
艺 专业化的生产单位。
（1）特点：三“同”一“不同” 铸造车间、机加工车
间、 装配车间。
锻工车间
电镀车间
热处理
磨工车间
钻镗车间
铣工车间
车工车间
装配车间
1、工艺专业化原则
（2）优点
1）适应性强
2）便于充分利用设备和工人的工作时间
3）便于工艺管理
（3）缺点
1）工艺路线长、生产周期长、生产率低
2）在制品占用多
3）管理复杂
（4）适用于：
品种多产量少的产品生产或新产品研制。
2、对象专业化原则 把加工对象的全部或大部分工艺过程集
中在一个生产单位中，组成以产品或零件、部件、零件组为对象
的专业化生产单位。
（1）特点：三“不同”一“同” 。 齿轮车间、标准件车间、
发动机车间。
毛坯车间
轴类车间轴承连杆标准件车间箱体车间 齿轮车间
热处理
装配车间
2、对象专业化原则
形式：以产品或零部件为对象 发动机等
以同类零件为对象 轴承、齿轮等
（2）优点
1）缩短运输路线、提高连续性，
缩短周期，减少在制品；
2）专业化水平高，生产率高；
3）便于管理。
（3）缺点：
1）适应性差；
2）不便于工艺管理和工时利用。
2、对象专业化原则
（4）适用于：
产品结构和工艺相对成熟稳定的大量大批生产。
3、混合原则
四、专业化原则的应用
对象专业化设置生产单位的基本条件:
1.企业的专业方向已经确定
2.产品的结构\产量\品种较稳定
3.工种和设备比较齐全和配套
4.生产类型是大量大批或成批生产
工艺专业化设置生产单位的基本条件:
1.企业的专业方向尚未确定
2.生产的产品不稳定
3.专业化程度较低
4.生产类型是单件小批生产
第三节、工厂的平面布置
就是由原材料的接收到成品的制造完成和发运的全过程中，
将人员、设备和物料所需要的空间作最适当的分配和最有效的
组合，以便获得最大的生产经济效益。
工厂布置包括平面布置和立面布置，平面布置又分为
工厂总平面布置和车间平面布置
一、工厂总平面布置
（一）工厂总平面布置设计的任务
决定企业各基本生产车间、辅助生产车间、仓库、动力站、
办公室及其它单位在平面图上的相互位置和面积大小。
由此，决定了物料的流向和流程、厂内外的运输方式，以
及厂内运输系统。
（二）工厂总平面布置设计所需资料
1．基础资料
包括厂区的地形、地貌、面积、自然条件，交通运输条
件，地质、水文地质、社会经济等资料，以及建厂协议文件；
2．工厂的生产单位组成及专业化形式
3．生产系统图
该图简明地表示工厂的各组成部分的生产联系，以及生产
过程中原材料、毛坯、半成品、成品的流向，如后图
（三）工厂总平面布置设计中应考虑的因素
1．工厂的生产类型、生产规模、产品品种构成、厂内外
运输量和对运输的要求；
2．厂区的地形、地貌、地质、水文地质、气候等条件及运
输条件；
3．与工业区及城市规划的配合要求，动力供应、供水，排
水等条件；
4．施工条件、施工程序以及企业发展远景；
5．防火、安全以及环境保护的要求；
6．改建企业或扩建企业的原有厂区及原有的总平面布置。
（四）工厂总平面布置设计的基本原则
1．使物料运输路线尽可能短，减少交叉运输和往返运输，
以缩短生产周期，节约生产费用。
2．有密切生产联系的车间应靠近布置。
3．充分利用城市现有的运输条件，包括铁路、公路、水路、
港口等条件。
4．合理划分厂区。把同类性质的车间和建筑物布置在一个
区域内。
5．总平面布置应尽可能紧凑
6．工厂长远规划考虑将来有扩建、改建
7．工厂总平面布置应当和周围的环境协调
（五）工厂总平面布置设计的方法
物料流向图法
物料运量图法
作业相关图法
综合法
线形规划法
仿真法
（五）工厂总平面布置设计的方法
1、物料流向图法
物料流向图法，就是按照原材料，在制品以及其它物资在
生产过程的总流动方向来布置工厂的各个车间、仓库和其它
没施，并且绘制物料流向图，加以调整和改进。如后图
（五）工厂总平面布置设计的方法
2、物料运量图法
物料运量图法，就是根据各车间(仓库、站场)的物料运量
大小来进行工厂总平面布置。相互间运量大的车间应靠近布
置；反之，相互间运量小的车间可以布置得远一些。
为了清楚地表明各车间之间的运量，可以绘制物料运量从
至表。
物料运量表
至一
车
间
从一
车间
01 02 03 04 05 06
总
计
01
6 4 3 2
15
02 6 5 3
14
03
8 3 2 13
04
5 3
6 2 16
05
3
11 14
06
0
总
计
0 14 13 16 14 15
由上表得运量相关线图
（五）工厂总平面布置设计的方法
2、作业(活动)相关图法
作业相关图法，是通过图解，判明工厂各组成部分之间的
关系，然后根据关系的密切程度加以布置，得出较优的总平
面布置方案。这里所说的关系，是许多因素综合的结果。
一般用五个英文字母加上符号x表示关系的密切程度，
如表2-2，用数字表示关系密切程度的原因，如表 2-3
表2-2 关系密切程度分类及代号
代号
关系密切程
度
代号
关系密切程
度
A 绝对必要 O 普通的
E 特别重要 U 不重要
I 重要 X 不予考虑
表2-3 关系密切程度的原因
代号 关系密切程度的原因 代号
关系密切程
度的原因
1
使用共同的
记录 6
工作流程的
连续性
2 共用人员 7
做类似的工
作
3
共用地方 8
使用共同的
设备
4 人员接触 9 其他
5 文件接触
下面举出一个小型工厂的八个组成部分的作业相关图，
如图2-4
相关图法应用步骤
1）将图2-4表示的关系转移到一种方块图上去，
见图2-5未加整理的方块图。（注：方块中数字为工厂组成部分的代号
）
1. 接收与
发运处
2. 成品库 3. 工具车间 4. 修理车间
A-2
I-5、8
O-3、4
U-6、7
A-1、5
I-8
O-3、4
U-6、7
A-4、5
I-8
O-1、2
U-6、7
A-3、5
I-8
O-1、2
U-6、7
5. 生产车间 6. 中 间 零 件
库
7. 餐间 8. 办公室
A-2、3、4
E-6、8
I-1
U-7
E-5
I-8
U-1、2、3、4
、7
O-8
U-1、2、3、4
、5、6
E-5
I-1、2、3、4
、6
O-7
相关图法应用步骤
2）把该方块图的各个方块切断开，根据关系的密切程度
和靠近的必要性重新在平面上排列。经过初步整理的方块
图如图2-6。
1. 接收与发运处 2. 成品库 4. 修理车间
A-2
I-5、8
O-3、4
U-6、7
A-1、5
I-8
O-3、4
U-6、7
A-3、5
I-8
O-1、2
U-6、7
6. 中间零件库 5. 生产车间 3. 工具车间
E-5
I-8
U-1、2、3、4、7
A-2、3、4
E-6、8
I-1
U-7
A-4、5
I-8
O-1、2
U-6、7
7. 餐间 8. 办公室
O-8
U-1、2、3、4、5、6
E-5
I-1、2、3、4、6
O-7
相关图法应用步骤
3）改变每个组成部分的面积大小，使之符合于实际需要
面积的比例，如图2-7面积成比例的工厂组成部分的位置 。
相关图法应用步骤
4）调整这种简单的方形面积的形状，并按照工厂的厂
区范围设计成通常的工厂总平面布置形式，如图2-8。
（五）工厂总平面布置设计的方法
4、综合法
就是综合运用物料流向图法、物料运量图法和作业
相关图法来进行工厂总平面布置设计。当物料运量不
大时以作业相关图法为主，适当考虑物料的流向和运
量；当物料运量很大时以物料运量图法为主，适当考
虑物料流向和工厂各组成部分的关系密切程度。
从系统的观点出发，综合应用各种有效方法进行工
厂总平面布置设计，称作系统的布置设计(SLP)，其步
骤如图2-9所示。
系统的布置设计(SLP)各步骤的基本内容：
（1）P-Q分析。
P指产品品种，Q指产量。进行P-Q分析的结果，可按
照Q递减次序排列产品，绘制P-Q图，如图2-10。利用该
图可以大致确定不同产量的产品采取何种布置方案(生产
线布置，机群式布置，或是成组生产单元式布置)。
图2-10 P-Q图
系统的布置设计(SLP)各步骤的基本内容：
（ 2 ） 物流分析。
这是分析各种产品(P)各为多大产量(Q)，通过哪些工艺
阶段和工序(R)，何时流动(T)。
（3）生产活动相互关系的分析。
这是在物料因素之外，考虑各种生产活动的相关性及其
对平面布置的影响。一般以作业(活动)相关图表示各单位的
关系。
（4）绘制物流一活动相关图。
根据前述的物流分析和生产活动相互关系的分析，决定
工厂各组成部分的相对位置，并绘制成图。
系统的布置设计(SLP)各步骤的基本内容：
（ 5）绘制面积相关图。
根据生产需要决定各组成部分的面积，进而考虑可能利
用的面积，绘制生产单位的面积相关图。
（6）设计布置方案。
以面积相关图为基础，考虑物料运输、储存设备和工厂
地区等条件和实际上的限制，调整布置。然后，再根据最
优化的评价标准(例如总运输费用为最小)，对两个相邻车间
或三个车间进行调换，给出几种方案。
（7）选择布置方案。
分析已设计方案的优点和缺点，综合各种方案进行评价，
选出最优布置方案。
二、车间的总体布置
进行车间平面布置设计时，首先安排车间的总体布置，
确定车间各组成部分的相互位置。应当使各基本生产工段
的相互配置符合工艺流向和顺序，辅助工段、生产服务部
门的布置，应有利于对生产工段提供服务，如图2—11
图2-11 机械加工装配车间平面布置示意图
（二）车间的设备布置
1、车间设备布置的原则
（1）按照生产过程的流向和工艺顺序布置设备，尽量使
生产对象在加工过程中成直线流动，路线最短，将倒流减
少到最小限度。
（2）注意运输方便，充分发挥运输工具的作用。例如加
工大型零件及长棒料的机床设备应布置得靠近车间的入口
处，大型零件加工设备应集中布置在有桥式起重机的开间
里。
（3）合理布置工作地，保证生产安全，并尽可能为工人
创造良好的工作环境。使采光、照明、通风、取暖、防暑，
防尘、防噪音、卫生等条件良好，工具，图纸，工位器具
等都放在合适的地方，便于工人完成作业。
（二）车间的设备布置
1、车间设备布置的原则
（4）考虑多机床看管时工人作业的方便。
（5） 合理利用车间生产面积。各开间内布置的生产线
或工段的面积应相等，避免剩下不好利用的面积，正确规
定机床、墙壁、柱子、过道之间的距离。
（6）注意维护机床精度，照顾机床工作特点。如精加
工机床应布置在光线最好和受振动影响最小的地点。
（二）车间的设备布置
2、车间设备布置的方式
（1）按机床类型布置。
同类机床布置在一起。如按车床组、铣床组、磨床组等分区进行
布置。
（2）按工艺流程布置。
按照某种零件(或零件组)的加工顺序来排列各种不同的机床设备，
从而形成一定的生产线。
（二）车间的设备布置
3、车间设备布置的技术
常常采用模拟的方法，即用缩小了的机床设备模板(或模型)在车间
平面图上(或车间厂房建筑模型内)进行试验布置。
（1）设备布置草图。这是一种研究工艺过程和物料流向的预备性
布置。
（2）模板布置。先用塑料或厚纸板制成各种机床设备，工作台、
工具箱、运输装置等的模板，其平面轮廓与实物相似，其比例和平面
图一致
（3）模型布置。先用塑料或木料做成机床设备等的模型，其外形
轮廓与实物相似，比例一致。
（二）车间的设备布置
4、车间设备布置的数学方法
在设计车间的设备平面布置时，必须重视物料的运输路线和运量。
应力求在制品总运输路程最短或总运量最小，即：
或
式中 L——各种在制品运输路线之和(米)；
——第i种在制品运输路程(米)；
W——各种在制品运量之和(公斤米)；
——第i种在制品运输批的重量(公斤)；
n——在制品种数。
（二）车间的设备布置
4、车间设备布置的数学方法
（1）从至表——试验法
（2）设备单行布置的线性规划方法
（3）设备双行布置的试验改进法
（4）设备组布置的块状区划作图法
（5）计算机化的设备布置规划法
（二）车间的设备布置
4、车间设备布置的数学方法
（1）从至表——试验法
当进行多品种小批量生产时，由于各加工对象的工艺路线不同，当进行多品种小批量生产时，由于各加工对象的工艺路线不同，
要在物流方向不完全一致时，布置生产设置的平面位置就需要寻求要在物流方向不完全一致时，布置生产设置的平面位置就需要寻求
总运费最低的方案。即使总运费最低的方案。即使
最小。最小。
式中式中
di di————某一加工对象的运输距离。某一加工对象的运输距离。
wi wi————某一加工对的运输量。某一加工对的运输量。
hi hi————某一加工对象的运输费用率。某一加工对象的运输费用率。
下面举一例来说明从至表一试验法的操作过程和原理。下面举一例来说明从至表一试验法的操作过程和原理。
（二）车间的设备布置
4、车间设备布置的数学方法
（1）从至表——试验法
例题：例题：
某一车间内有某一车间内有1010个组成部分。共加工个组成部分。共加工1717种零件。各零种零件。各零
件的工艺路线如图件的工艺路线如图2-122-12所示。所示。
（二）车间的设备布置
（1）从至表——试验法
图2-12 零件的综合工艺路线图
检验台
锯床
内圆磨床
压床
磨床
镗床
钻床
车床
铣床
17毛坯库
合计342019181715141312117654321
零件号
机床
①① ①① ①① ①①
②②
③③
④④
⑤⑤
⑥⑥
②② ②②
③③ ③③
④④
④④
④④
⑤⑤
②②
③③
⑤⑤
⑥⑥
①①
②②
③③
④④
⑤⑤
⑥⑥
⑦⑦
⑧⑧
⑨⑨
⑩⑩
①①
③③
②②
④④
①①
⑥⑥
②②
③③
④④
⑤⑤
①① ①①
②②
③③
②②
③③
①①
③③
②②
①①
②②
③③
④④
①①
⑤⑤
②②
③③
④④
①①
②②
④④
③③
①①
②②
③③
①①
③③
②②
①①
③③
②②
①①
③③
②②
（二）车间的设备布置
表表2-4 2-4 初始零件从至表初始零件从至表
至
从
1
毛
坯
库
2
铣
床
3
车
床
4
钻
床
5
镗
床
6
磨
床
7
压
床
8
内
圆
磨
床
9
锯
床
10
检
验
台
合
计
1毛坯库 2 8 1 4 2 17
2铣床 1 2 1 1 1 6
3车床 3 6 1 3 13
4钻床 1 2 1 4 8
5镗床 1 1
6磨床 1 2 3
7压床 6 6
8内圆磨床 1 1
9锯床 1 1 1 3
10检验台
合计 6 13 8 1 3 6 1 3 17 58
（二）车间的设备布置
表表2-4 2-4 初始零件从至表初始零件从至表
至
从
1
毛
坯
库
2
铣
床
3
车
床
4
钻
床
5
镗
床
6
磨
床
7
压
床
8
内
圆
磨
床
9
锯
床
10
检
验
台
合
计
1毛坯库 2 8 1 4 2 17
2铣床 1 2 1 1 1 6
3车床 3 6 1 3 13
4钻床 1 2 1 4 8
5镗床 1 1
6磨床 1 2 3
7压床 6 6
8内圆磨床 1 1
9锯床 1 1 1 3
10检验台
合计 6 13 8 1 3 6 1 3 17 58
（二）车间的设备布置
表表2-5 2-5 零件运输总距离计算表零件运输总距离计算表
次别 前进 后退
第一次
格数×对角线上各次数之和
1×(2+1+6)=9
2×(8+2+1)=22
3×(1+2+6)=27
4×(1+1+1+2)=20
5×0=0
6×(4+4)=48
7×(1+3)=28
8×(2+1)=24
格数×对角线下各次数之和
1×(3+1)=4
2×1=2
3×(1+1)=6
4×0=0
5×0=0
6×1=6
7×1=7
8×0=0
小计 178 小计 25
零件移动总距离 178+25=203(单位距离)
（二）车间的设备布置
尝试改进尝试改进
(1) (1) 改进方向改进方向。我们注意到在费用表达式中运量。我们注意到在费用表达式中运量((运输运输
次数次数))和费用率是不变的。因此改进方向是通过改变排和费用率是不变的。因此改进方向是通过改变排
列减少运输距离。列减少运输距离。
(2) (2) 改进操作改进操作。通过改变排列使表中运输次数大的数。通过改变排列使表中运输次数大的数
字尽量调近对角线。因为愈靠近对角线的格位里，运字尽量调近对角线。因为愈靠近对角线的格位里，运
输距离就愈短。输距离就愈短。
（二）车间的设备布置
表表2-6 2-6 改进的初始零件从至表改进的初始零件从至表
至
从
1
毛
坯
库
2
车
床
3
钻
床
4
铣
床
5
压
床
6
检
验
台
7
锯
床
8
磨
床
9
镗
床
10
内
圆
磨
床
合
计
1毛坯库 8 2 4 2 1 17
2车床 6 3 3 1 13
3钻床 1 2 4 1 8
4铣床 1 2 1 1 1 6
5压床 6 6
6检验台
7锯床 1 1 1 3
8磨床 1 2 3
9镗床 1 1
10内圆磨床 1 1
合计 13 8 6 6 17 3 3 1 1 58
