设备布置的几种基本类型

究竟采取什么样的布置方式才是合适的呢？对于像汽车装配这样的流水生产线的布置，要满足什么先决条件呢？在进行新工厂的设计过程中，这些基本决策问题困扰着生产管理人员。的确，在这些问题上多花些功夫是完全必要的，因为他们此时所作出的决策直接关系到企业将来的命运，是成功还是失败？一幢外观崭新的厂房，如果采用了不合适的平面布置方式，势必会导致制造成本的增加，而恰当的布置方式会使企业的生产过程处于高效率运行状态。
　　一般而言，工厂平面布置可分为工艺专业化布置和产品专业化布置两种类型。在按工艺专业化布置的生产单位里，集中着同样类型的设备，例如，所有的车床和铣床各放在一起，检验工序和装配工序也都分别安排在一起，如图10—1所示。与此相应，图10—2显示的是按产品专业化原则布置的典型方式。产品专业化布置又称为对象原则，即平面布置的基本组织是由部件或产品决定的，机器设备按产品工艺路线的先后顺序排列。在图10—2中，即使制造部件A和B所需的机器设备是相同的，也都在不同的生产单位予以重复安排，这样可能会导致设备对任一个部件都不能充分利用。
　　图中显示的A、B两个部件成组地从一项工序转入另一项工序，等待加工时它们暂时存储于各工序的生产单位。
　　工艺专业化布置也常被称为按功能的布置或按工作地点的布置。这种布置方式常常用于同样的设备必须用来制造和装配各种不同的部件，或零部件和产品的设计没有稳定下来的情形。通常，每一种零部件的产量较低，即使总产量很大（如在飞机的零部件组装中），也无法实现可以适应许多种零部件的作业顺序。上述这些因素就是采用工艺专业化布置方式的一般条件，其主要的要求是灵活性：工艺路线的灵活性、零部件设计的灵活性以及产量的灵活性。
　　关于工厂的平面布置问题，存在着一些误解。有些人认为，工艺专业化
　　布置方式是低效率的生产者才使用的，而产品专业化布置方式是高效率生产者对采用的，这种看法是与事实不符的。如果考虑得不好，可能两种布置方式都会是低效率的；同样，两种布置方式又都可能是高效率的。问题的关键在于，所采取的布置方式是否与生产实际相适应？事实上，如果生产条件与上一段中所述的类似，那么工艺专业化布置方式就会比生产专业化布置更经济一些，这是因为按工艺专业化布置使设备具有较大的灵活性，从而可用于生产各种不同的零部件，这样设备的利用率就很高而设备的总投资却很低。在这种情况下，如果我们试图采用产品专业化布置的方式，那么用于制造特定零部件的专用设备只有很低的利用率，而且设备投资也需要很高，才能满足生产能力的要求。在工艺专业化布置方式中，如果一部机器出了故障，受到影响的仅是它所在的那项作业；然而在产品专业化布置中，故障会影响整个作业顺序，从而影响总的设备利用率。所以，如果产品的设计改变了，那么原有的布置方式也就应当重新予以考虑了。
　　如果产品专业化布置方式所要求的条件能够得以满足，那么采用这一方式同样可以降低制造成本，这些条件概括如下：
　　1.产量足够大，使设备具有合理的使用率；
　　2.较为稳定的产品需求；
　　3.产品的标准化；
　　4.零部件具有较好的互换性；
　　5.原料可以连续供应。使用产品专业化布置方式时，上述条件的每一条都应满足。关于其中的
　　第一条，产量达到多少算“足够大”并无统一标准，确定某一产品或零部件生产布置方式的盈亏平衡点产量需通过经济分析获得。合理的设备利用率是同高产量紧密相联系的，稳定的需求与产品标准也是相互联系的。产品的设计工艺改变时，可以靠调整生产线来与之适应（如汽车制造业），但不能过于频繁。要求零部件必须具有良好的互换性，才能使生产线无需做特殊的改装或调整。如果装配时零部件不具有互换性，工作流程就会出现被迫中断的现象。以上几项条件满足后，原料的连续供应就成为关键了，任何一项零部件或原材料缺乏供应时，都很可能会使整个生产过程陷于停顿。
　　产品的装配过程与制造过程比较而言，采用产品专业化布置方式的情形多些，稍加考虑就可以明白其原因。通常，机床在进行切削加工时是有固定的加工周期的，这使相继的各工序间不易做到协调一致，从而使设备的利用率较低而制造成本相对较高。而在手工装配工序中，由于整个工作可以分解为若干个较小的单元进行，因而易于取得协调。举例来说，如果工序10太短而工序16又太长，那么工序16的一部分（可能是拧紧一个螺丝）可以转到工序10去做。由于每一道工序中只用到很少的设备，因而设备的利用率问题可能就并不显得特别重要了。
　　有时候，采用产品专业化布置的方式并不成熟：采取这种布置方式时，
　　制造生产的盈亏平衡点产量的高低分布范围比装配生产要大得多。这里有个例子，一家工厂采用产品专业化布置方式来加工一个重要零件。但是，当用随机抽样法分析设备的利用率时，其结果令人惊讶地显示出仅为21％，这是明显地误用了布置方式，后来该工厂采取措施对工厂进行了重新布置。
　　当产品专业化布置所要求的条件能够得以满足时，采用这种方式能获得
　　显著的经济效益。由于加工对象是连续运动的，这样就加快了生产节奏；由于很少需要手工搬运，这样物料的运输成本就较低；由于物料不是整批运输，而且产品的制造周期缩短了，这样各工序上的存储量就较少，所以按产品专业化布置方式所需要的存储空间通常要比相当生产规模下按工艺专业化布置方式小一些，即使所需的设备数量多些，情况往往也还是如此。最后一点，采用产品专业化布置方式时，可以使管理工作大为简化，各生产单位在其所生产的产品品种的分工上非常明确而且稳定，因此，计算各生产单位的生产任务和协调各单位的生产工作方面都相对简单。
　　在实际中，纯粹只用工艺专业化布置或产品专业化布置方式是很少见的。最常见的是把两种方式结合在一起应用。我们常可以发现，在按工艺专业化布置的工厂里，条件允许的地方往往零散地存在着产品专业化布置。通常，装配工作是由按产品专业化布置的生产单位完成的，除非装配产品的重量和体积很大，例如机车、飞机和船舶，对于这些产品，一般采用固定位置组装的方式。对于一种产品需要制造出不同规格的情形，可以考虑采用混合型布置方式。由于作业顺序是相同的，故可以把机器按其功能分组，就像
　　按工艺专业化布置方式那样进行安排，然后再把分组后的机器按照与产品规格和型号相适应的方式和顺序加以布置。