Lập kế hoạch và sơ đồ nhà máy5.1 Mở đầu Sơ đồ mặt bằng nhà máy có ảnh hưởng đến toàn bộ hoạt động của một công ty bao gồm quá trình sản xuất, trang thiết bị, kho bãi, xuất hành và quản lý hành chính. Nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất lao động và tính kinh tế của hoạt động sản xuất, trạng thái tinh thần của nhân viên và có thể ảnh hưởng tới sức khỏe người lao động.

A production facility will be considered as a facility for processing pharmaceuticals or

food products or manufacturing engineering products or consumer goods. The facility must utilize real estate, equipment, materials and labour to generate profit for investors and, philosophically, to enrich the life of all associated with it.

Cơ sở hạ tầng và trang thiết bị phục vụ cho quá trình sản xuất được xem như là tiện nghi cho quá trình chế biến thuốc hoặc lương thực, thực phẩm hoặc chế tạo thiết bị hoặc sản phảm tiêu dùng. Cơ sở hạ tầng và trang thiết bị phải sử dụng đất đai, máy móc, vật tư và nhân công để tạo ra lợi nhuận từ vốn đầu tư, và tất nhiên nâng cao đời sống của các thành viên tham gia vào quá trình.

Layout planning involves knowledge of a wide range of technologies that will extend beyond those of individual planners and the full range of expertise may not exist in a production facility. Consultants can provide the expertise but guidance can be found in the published works listed in the References

Quy hoạch mặt bằng liên quan đến kiến thức của một loạt công nghệ mà sẽ mở rộng ra ngoài các nhà hoạch định cá nhân và phạm vi đầy đủ về chuyên môn có thể không cùng tồn tại trong một cơ sở sản xuất. Chuyên gia tư vấn có thể cung cấp các hướng dẫn chuyên môn, nhưng các hướng dẫn có thể được tìm thấy trong các tác phẩm được liệt kê trong mục Tài liệu tham khảo

The design methods presented here allow a layout plan to be quickly formulated. The methods rely upon a thorough understanding of factory operations gained from experience and a good understanding of the relationship between people and equipment. When such an understanding is not present a more rigorous approach is recommended. Muther1 published a formalized procedure in 1973 and Tompkins and White2 a more academic method in 1984, both valuable contributions to problems of layout planning.

Các phương pháp thiết kế trình bày ở đây cho phép một kế hoạch bố trí mặt bằng được hình thành một cách nhanh chóng. Các phương pháp dựa trên một sự hiểu biết thấu đáo về các hoạt động nhà máy sản xuất thu được từ kinh nghiệm và hiểu biết tốt về mối liên hệ giữa người và thiết bị. Trường hợp không có sự hiểu biết sâu về mối liên hệ này, đòi hỏi một cách tiếp cận vấn đề phức tạp hơn. Muther đã xuất bản một quy trình chính thức hóa vào năm 1973, Tompkins và White đưa ra một phương pháp có tính học thuật nhiều hơn vào năm 1984, cả hai đều có giá trị đóng góp cho các vấn đề quy hoạch bố trí mặt bằng.

The first step in any design is to identify the real need, and this is often the most difficult task. Without it, designs can be produced which do not satisfy the requirements and the end result is often unsatisfactory. It is essential to clearly define the objectives of the task and to re-confirm the objectives as time progresses. A useful aid is a value analysis at the end of the concept design stage. This assesses the design for value for money while meeting the defined project objectives. A good source document is A Study of Value Management and Quantity Surveying Practice, published by The Royal Institute of Chartered Surveyors.Bước đầu tiên trong thiết kế nào là xác định các nhu cầu thực sự, và điều này thường là nhiệm vụ khó khăn nhất. Nếu không có nó, thiết kế có thể không đáp ứng các yêu cầu và

kết quả cuối cùng thường không thoả đáng. Xác định rõ mục tiêu của nhiệm vụ và tái khẳng định các mục tiêu trong thời gian tiến triển là một điều tối cần thiết. Một trợ giúp hữu ích là phân tích giá trị vào cuối giai đoạn thiết kế ý tưởng. Nó đánh giá các thiết kế theo giá trị tài chính (tiền), trong cuộc họp xác định các mục tiêu dự án. Một tài liệu nguồn tốt là “Một nghiên cứu về giá trị Quản lý và Số lượng Khảo sát thực tiễn”, do Viện Hoàng gia xuất bản

A criterion of effective plant operation used to be efficient utilization of capital equipment. The main requirement is now recognized as short door-to-door times, not short floor-to-floor times. The prime need is therefore to achieve a plant layout which facilitates reception of raw materials and dispatch of finished goods in the shortest possible time with minimum capital tied up in work in progress (WIP). This involves access to the site, reception of goods vehicles, raw material goods storage and issue to production, procurement of component parts and subassemblies from sub-contractors, process technology and process routes, integrating the sub-contractors' supplies, finished goods storage and dispatch to the customer.

Tiêu chí đánh giá hiệu quả của hoạt động nhà máy thường là hiệu quả của việc sử dụng các thiết bị vốn. Yêu cầu chính hiện nay được công nhận là thời gian ngắn cửa-tới-cửa, chứ không phải thời gian ngắn tầng-tới-tầng. Do đó mục tiêu quan trọng nhất là đạt được một bố trí nhà máy sao cho việc tiếp nhận nguyên liệu, giao thành phẩm trong thời gian ngắn nhất với lượng vốn tối thiểu dành cho các sản phẩm bán thành phẩm trên dây chuyền. Điều này liên quan đến việc ra vào nhà máy, tiếp nhận hàng xe, lưu trữ hàng hóa nguyên vật liệu và cấp cho sản xuất, mua sắm chi tiết và phụ kiện từ nhà thầu phụ, công nghệ và tiến trình xử lí, kết hợp với việc cung cấp của các nhà thầu phụ, lưu kho thành phẩm và giao hàng.

5.2 Technological development and its effect upon plant layoutThere have been important world developments in the philosophy of factory operation

and they affect plant layouts.These developments, employed by companies now called World Class Manufacturers

(WCM),3 must be examined by the company management who are contemplating esta-blishing a new factory or expanding or reorganizing an existing plant.

Much of the new thinking on strategy has centred on Advanced Technology and the exploitation of the computer, but the following recommendations, requiring minimum investment in new plant, should be considered first:

5.2. Phát triển công nghệ và ảnh hưởng của nó tới mặt bằng nhà máy

Đã có những tiến bộ quan trọng trên toàn thế thế giới trong lý luận triết học về hoạt động nhà máy và chúng ảnh hưởng đến bố trí mặt bằng nhà máy. Những phát triển này, được sử dụng bởi các công ty hiện nay được coi là “nhà sản xuất đạt tiêu chuẩn quốc tế (WCM)”, phải được kiểm tra bởi các công ty quản lý. Các công ty này sẽ đưa ra dự tính xây dựng một nhà máy mới hay mở rộng, tổ chức lại một nhà máy hiện có.Phần lớn các suy nghĩ mới về chiến lược đã tập trung vào nâng cao công nghệ và khai thác máy tính, nhưng những kiến nghị sau đây, đòi hỏi phải đầu tư tối thiểu trong nhà máy mới, cần được xem xét đầu tiên:

1. Establish the operational priorities:Production to be sales driven;Make only what can be immediately sold;Make every part right first time.2. Reorganize production equipment:Consider process orientation but employ product-oriented flow when possible;Organize products into groups that require the same manufacturing equipment;Arrange equipment into product cells.3. Re-form the structure of production teams:Form accountability teams for each product;Bring staff functions onto the shop floor and into the teams, form quality circles and

establish total quality control (TQC).

1. Thiết lập các hoạt động ưu tiên: Sản xuất được bán hàng hướng; Hãy chỉ làm những gì có thể ngay lập tức bán ra; Làm mọi việc đúng đắn ngay lần đầu tiên.

2. Tổ chức lại sản xuất trang thiết bị:Hãy xem xét quá trình định hướng, nhưng sử dụng dòng sản phẩm định hướng khi có thể;Tổ chức các sản phẩm thành các dòng/nhóm có yêu cầu các thiết bị máy móc sản xuất giống nhauSắp xếp các thiết bị theo các nhóm sản phẩm.

3. Tái tạo thành cấu trúc của các đội sản xuất: Tổ chức sản xuất thành các đội chịu trách nhiệm từng sản phẩm; Định nghĩa quyền hạn/chức năng của nhân viên trong từng khu vực xưởng và vào các tổ sản xuất, thiết lập vòng tròn chất lượng và kiểm soát chất lượng toàn diện (TQC).các tuyến đường quá trình thứ hai, tích hợp cung cấp cho các nhà thầu phụ, thành phẩm lưu trữ và gửi cho khách hàng.

These ideas, interestingly described by Goldratt and Cox,4 provide flexible production and cater for customer requirements. They have become known as Just In Time (JIT) manufacture, but are often overlooked by many who think that investment in computer-controlled equipment is the only way to go. The concept, simplify before you automate, can provide significant improvements in production and can point the way to later Advanced Manufacturing where:

Ý tưởng trên được mô tả một cách thú vị bởi Goldratt và Cox, đưa ra một mô hình sản xuất linh hoạt và phục vụ cho yêu cầu của khách hàng. Mô hình này được gọi là sản xuất đúng thời điểm (JIT), nhưng thường bị bỏ qua bởi nhiều người nghĩ rằng đầu tư thiết bị máy tính điều khiển là cách duy nhất để cải tiến. Quan niệm đơn giản hóa trước khi bạn tự động hóa, có thể cung cấp những cải tiến đáng kể trong sản xuất và có thể vạch ra con đường để sau đó nâng cao sản xuất ở đâu:

Equipment cells can be replaced by computer-coordinated machines - direct numerical control (DNC), flexible manufacturing systems (FMS), flexible manufacturing cells (FMC);

Warehousing automated to include computer-controlled storing and retrieval (AS/AR) and movement by automatic guided vehicles (AGV);

Whole manufacturing processes computer linked (CAM);

Computer-aided design (CAD);Sales and management computerized, leading to computer-integrated manufacture (CIM).The development of these technologies can be followed in the proceedings of the

professional institutions and the many magazines, some available free.You should define the state of technological awareness in the company and consider how

this affects the plant layout.Các thiết bị đơn lẻ có thể được thay thế bằng các cỗ máy kết nối, hoạt động đồng bộ

với nhau bằng máy tính - điều khiển số trực tiếp (DNC), hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS), các tế bào sản xuất linh hoạt (FMC); Nhà kho tự động bao gồm máy tính điều khiển lưu trữ và phục hồi (AS / AR) và việc vận chuyển vật tư được thực hiện bởi các phương tiện được điều khiển tự động Toàn bộ quy trình sản xuất đựoc liên kết với nhau bởi máy tính (CAM); Máy tính hỗ trợ thiết kế (CAD); Máy tính hóa việc bán hàng và quản lý, dẫn đến sản xuất tích hợp với máy tính (CIM). Sự phát triển của các công nghệ này có thể được tiến hành theo các bước/ nghi thức của các tổ chức chuyên nghiệp và nhiều tạp chí, một số miễn phí có sẵn. Bạn cần xác định mức độ của nhận thức về công nghệ trong công ty và xem xét nó ảnh hưởng thế nào đến việc bố trí mặt bằng nhà máy.

5.3 Layout planning conceptsDesigns are often executed by a process of analysis. The methods vary from the traditional

and well tried to experimental techniques. These include:A conventional plan drawing;Cardboard cut-outs depicting blocks of buildings pinned to an outline drawing of the

site;Three-dimensional scale models;Software calculation and simulation packages.

5.3 Các khái niệm/ tư tưởng về quy hoạch mặt bằng Thiết kế thường được thực hiện bởi một quá trình phân tích. Cách thức tiến hành có thể đến từ lý thuyết cổ điển hoặc các kĩ thuật thực nghiệm. Chúng bao gồm: Bản vẽ quy hoạch thông thường; Mô hình các tông mô tả các khối của các tòa nhà gắn với một phác thảo bản vẽ của khu vực nhà máy. Hình ảnh ba chiều thu nhỏ các mô hình; Phần mềm tính toán và các gói mô phỏng.

Proprietary systems are available employing Lego type blocks which can be constructed and placed on a base board to represent a three-dimensional visualization of the layout. Another system employs aluminum castings of the actual items of equipment and operatives. Cardboard cut-outs have been the most commonly used method, particularly with those who rarely plan layouts.

Các hệ thống sở hữu độc quyền/ tiềm lực tài chính mạnh sử dụng các khối Lego sẵn có, loại có thể được xây dựng và đặt trên một bảng nền để đại diện cho một hình ba chiều của sơ đồ mặt bằng. Các hệ thống còn lại sử dụng các khối nhôm đúc để mô tả các chi tiết thực tế của thiết bị và lao động. Các khối mô hình các tông là phương pháp thông dụng nhất, đặc biệt là với những người hiếm khi lập kế xây dựng quy hoạch mặt bằng.

The above methods allow proposed layouts to be visualized, analysed and altered. These methods are often a try-it-and-see process, and the associated analysis is rarely structured. The old saying that 'If it looks right, it is right' is often used to justify results, but it may be more true to say that if it looks right it is conventional, and the analysis method will rarely

produce something original. This applies, of course, to any design activity, whether it is a plant layout, a piece of machinery or a consumer product.

Các phương pháp trên giúp cho ý tưởng về quy hoạch mặt bằng trực quan hơn ,dễ phân tích và thay đổi hơn. Những phương pháp này thường là một quá trình mô phỏng và đánh giá, và các phân tích liên quan hiếm khi có cấu trúc. Các ý tưởng cũ nói rằng "Nếu nó có vẻ đúng, nó là đúng" thường được sử dụng để biện minh cho kết quả, nhưng sẽ chính xác hơn khi nói rằng “nếu nó có vẻ đúng thì nó thường đúng”, và phương pháp phân tích hiếm khi giữ nguyên ý tưởng ban đầu. Điều này tất nhiên được áp dụng với bất kỳ hoạt động thiết kế nào, cho dù đó là một bố trí nhà máy, là máy móc hoặc sản phẩm được người tiêu dùng.

Computer-aided methods are increasingly being used to assist design and a process of synthesis, described later, employs techniques to produce a design that will satisfy predetermined criteria. This produces a layout that can be subjected to critical review, and suggested changes to the layout can be examined for violation of the criteria.

The introduction of computers to many companies allows proprietary software to be used for layout design.5 Spreadsheet, mathematical modelling and computer-aided design (CAD) techniques are available and greatly assist the design process, and have added to the resources available to planners. However, the traditional scale models described above will still be useful to present the final result to management and shopfloor personnel.Phương pháp sử dụng máy tính ngày càng chiếm ưu thế để hỗ trợ thiết kế và là một quá trình tổng hợp – sẽ được mô tả sau, sử dụng kỹ thuật để tạo ra một thiết kế đáp ứng các tiêu chí xác định trước. Phương pháp này tạo ra một thiết kế có thể bị cân nhắc lại một cách thận trọng , và đề nghị thay đổi mặt bằng có thể được kiểm tra xem liệu có vi phạm các tiêu chí hay không. Việc máy tính ngày càng đựoc các công ty sử dụng phổ biến cho phép nhiều phần mềm độc quyền sẽ được sử dụng để thiết kế mặt bằng. Bảng tính, toán học mô hình và công nghệ máy tính hỗ trợ thiết kế (CAD) có sẵn và hỗ trợ đắc lực cho quá trình thiết kế, và bổ sung vào các nguồn lực sẵn có cho việc lập kế hoạch. Tuy nhiên, các mô hình thu nhỏ truyền thống mô tả ở trên vẫn sẽ hữu ích để trình bày các kết quả cuối cùng cho nhân viên quản lý và công nhân làm việc trên mặt bằng nhà xưởng

5.4 Plant data

5.4.1 Collection

The objective of the production process is to produce the right goods of the right quality and at the right price in order to generate a financial profit from the capital investment, but the plant layout fundamentally affects this objective.

The essential requirement for any design exercise is a thorough understanding of the working medium. For layouts this means collecting sufficient data to describe those characteristics of the company which affect the layout. Data collection is time consuming and difficult, and it requires the contribution of factory personnel from many departments.5.4 Dữ liệu về nhà máy5.4.1 Thu thập dữ liệuMục tiêu của quá trình sản xuất là tạo ra hàng hóa có chất lượng có giá thành hợp lý nhằm tạo ra lợi nhuận tài chính từ đầu tư vốn, nhưng cách bố trí mặt bằng cơ bản ảnh hưởng đến mục tiêu này.Các yêu cầu cần thiết cho bất kỳ nhiệm vụ thiết kế nào là một sự hiểu biết thấu đáo đối

với các phương tiện làm việc. Với việc bố trí mặt bằng, điều này có nghĩa là thu thập đủ dữ liệu để mô tả những đặc điểm của công ty mà ảnh hưởng đến mặt bằng. Thu thập dữ liệu việc đòi hỏi nhiều thời gian và khó khăn, và nó đòi hỏi sự đóng góp của nhân viên nhà máy từ nhiều phòng ban.

The data required includes:

1.The company organization structureAll departments, including maintenance This should be readily available from the

personnel department but may need to be updated.2.Number of employees in each department and shiftAdministration staffTechnical staffFactory workers directFactory workers indirect This and the next item will be obtained from the personnel department, but the actual working situation will probably need to be confirmed with the individual managers of the various process departments.Các dữ liệu cần thiết bao gồm:1. Cơ cấu tổ chức công tyTất cả các phòng ban, bao gồm cả bộ phận bảo dưỡng. Dữ liệu này luôn sẵn có từ bộ phận nhân sự, nhưng có thể cần phải được cập nhật.2. Số lượng nhân viên trong từng bộ phận và sự phân caNhân viên quản lý hành chínhNhân viên kỹ thuậtCông nhân trực tiếp trong nhà máyCông nhân gián tiếp. Dữ liệu này và mục kế tiếp sẽ được lấy từ các bộ phận nhân sự, nhưng tình hình công việc thực tế có thể cần phải được xác nhận với các nhà quản lý trực tiếp của mỗi phòng ban.

3. Hours and the arrangements for shift workingAdministration and technical staff on day shift. Difficulty is often experienced when workers are shared between departments. Some information will not be documented but since employees are generally paid for attendance hours these are meticulously recorded. Factory workers on each of the worked shifts Consider the arrangements for holidays Quantify work contracted to outside organizations Work contracted out is usually difficult to quantify. The accounts department will probably have records of the cost of such work and this can be employed to provide an indication of the significance of the work in relation to the operations within the company.

3. Bố trí giờ và ca làm việcNhân viên khối hành chính và nhân viên kỹ thuật làm việc theo giờ hành chính. Theo kinh nghiệm, trở ngại lớn nhất là việc công nhân được chia sẻ giữa các phòng ban. Một số thông tin sẽ không được ghi lại nhưng vì nhân viên thường được trả công theo giờ làm việc thực tế nên dữ liệu này sẽ được tỉ mỉ ghi lại. Việc xác định số công nhân nhà máy trên mỗi ca làm việc, sắp xếp các ngày nghỉ cho công nhân, định lượng công việc ký hợp đồng, làm việc theo hợp đồng trong các tổ chức bên ngoài thường khó định lượng. Phòng kế toán có thể sẽ có hồ sơ của các chi phí của công việc đó và điều này có thể được sử dụng để cung cấp một chỉ số cho thấy tầm quan trọng của công việc liên quan đến các hoạt động trong công ty.

4. Process flow diagramDescription of the productsDescription of the processes Flow diagram showing process material flow, scrap and recycled material. Brief descriptions of the products are usually sufficient for the early stages of analysis of the company operation. The information will be amplified during the subsequent stages of the study.4. Sơ đồ mô tả quá trình hoạt độngMô tả sản phẩmSơ đồ mô tả quá trình hoạt động biểu diễn quá trình lưu chuyển vật liệu, phế liệu và vật liệu tái chế. Mô tả tóm tắt về các sản phẩm thường là đủ để đáp ứng cho giai đoạn đầu của việc phân tích hoạt động công ty. Thông tin sẽ được bổ sung, hoàn thiện trong các giai đoạn tiếp theo của nghiên cứu.5. Layout plans for all areas of the siteCalculate the covered areas for all process areas. Calculate the areas taken up by services such as the boiler house, fuel-storage farm, etc. Layout plans are often available but the areas devoted to the various activities in the plant will need to be dis-cussed with the individual area managers. The actual area in square meters will need to be estimated by scaling from the drawings and measurement on site. List the items of equipment on the site. Identify the location of the items on the layout plan. This information may exist. It will be needed for designing the layouts of the internals of the factory buildings and it is useful to initiate the quest for the information during the early stages of the project.5. Bố trí mặt bằng cho tất cả các khu vực của nhà máy Tính toán được diện tích chiếm dụng của tất cả các khu vực trong quy trình. Tính toán các diện tích chiếm bởi các khu vực dịch vụ như nhà lò hơi, nhiên liệu, bảo quản nông sản, vv. Kế hoạch bố trí thường có sẵn nhưng các khu vực dành cho các hoạt động khác nhau trong nhà máy sẽ cần phải được thảo luận với người quản lý trực tiếp khu vực. Diện tích thực tế trong mét vuông cần phải được ước tính bằng rộng từ các bản vẽ và đo lường trực tiếp tại hiện trường. Đưa ra danh sách các thiết bị trên mặt bằng. Xác định vị trí của các thiết bị đó trên mặt bằng thiết kế. Thông tin trên là cần thiết để thiết để bố trí sơ đồ mặt bằng bên trong của các tòa nhà và nó rất hữu ích trong giai đoạn đầu của dự án khi muốn bắt đầu tìm kiếm thông tin.6. Vehicle movementsThe types and numbers of vehicles moving around the site and vehicles arriving from outside the plant. Identify interdepartmental vehicle movements. It is useful to start with the records from the gatehouse, which will indicate the number of vehicles arriving at the plant each day. This will need to be confirmed with the plant manager who will know if abnormal conditions existed during the time for which the records are valid. Aim to establish average and maximum numbers.6. Sự di chuyển của các phương tiện vận tảiCác loại và số lượng các phương tiện di chuyển xung quanh nhà máy và các loại xe bên ngoài vào nhà máy. Xác định các phương tiện di chuyển giữa các khu vực bên trong nhà máy. Sẽ rất hữu ích nếu bắt đầu với các bản ghi từ các cổng nhà máy, cho biết số lượng xe vào nhà máy mỗi ngày. Điều này sẽ cần phải được xác nhận với người quản lý nhà máy, những người sẽ biết nếu điều kiện bất thường tồn tại trong thời gian mà các hồ sơ còn giá hợp lệ. Mục đích thiết lập được giá trị trung bình và tối đa.

7. Consumables

The quantities of main consumables used. Electricity, water and gas will be included in this item but of more importance to the plant layout are those items which occupy site space. Fuel oil is such an item, and it is important to establish whether the existing facilities, e.g. a fuel-storage farm, are sufficient for the planned operations in the factory.7. Sự tiêu thụSố lượng các nguyên nhiên liệu chính tiêu thụ hàng tháng. Điện, nước và khí đốt sẽ được đưa vào mục này, nhưng yếu tố quan trọng hơn ảnh hưởng đến bố trí mặt bằng là những mặt hàng đó chiếm không gian nhà máy. Nhiên liệu dầu là như một ví dụ, và điều quan trọng là xác định liệu các cơ sở hiện có, ví dụ: kho lưu trữ nhiên liệu có đủ đáp ứng cho các hoạt động dự kiến trong nhà máy.8. EffluentIt should be established whether the area allocated to effluent treatment is sufficient, whether the technology is up to date and determine what influence the findings will have upon the effluent treatment area and the whole plant layout.9. Site featuresSite features can be obtained by observation and ordnance maps may be available from the drawing office. The features that need to be recorded are listed in Section 5.7.2.8. Nước thảiNên xác định được diện tích đủ để chứa nguồn nước thải dù các công nghệ xử lý ngày càng hiện đại và xác định những yếu tố ảnh hưởng đến kết quả sẽ có sau khi các khu vực xử lý nước thải và toàn bộ sơ độ mặt bằng nhà máy hình thành.9. Sơ đồ giản lược đặc trưng của nhà máySơ đồ phác thảo của nhà máy có thể thu được bằng cách quan sát bản đồ và có thể có sẵn từ văn phòng vẽ. Danh sách chi tiết trong sơ đồ giản lược cần phải được ghi lại được liệt kê tại mục 5.7.2.10. Future plansIt might be assumed that if an examination of the plant layout is being carried out, the future plans, as they affect the site layout, will be known. This is not always the case, therefore management should be questioned at the beginning of the project. Particular attention should be paid to hazardous substances which may be used on the site, and the health and safety document6 should be consulted.10. Kế hoạch trong tương laiCó thể giả định rằng nếu thực hiện việc kiểm tra sơ đồ mặt bằng nhà máy, ta có thể biết được các kế hoạch trong tương lai ảnh hưởng thế nào đến sơ đồ mặt bằng. Điều này không phải lúc nào cũng chính xác, do đó quản lý nên được đặt câu hỏi khi bắt đầu dự án. Phải dành sự chú ý đặc biệt với các chất độc hại có thể được sử dụng trong nhà máy, và các tài liệu về sức khỏe và an toàn cần được tư vấn.Pareto, the Italian economist, observed that 85% of wealth is owned by 15% of the population, and it is sometimes stated that 15% of a company's products generate 85% of the turnover. Some workers have interpreted this to mean that 15% of the data will suffice, but Tompkins and White2 demonstrated that this is not always true, so data collectors should use their judgement regarding what is sufficient.The data needed to plan the site layout are shown in the form of a questionnaire in Figure 5.1.After the site layout has been determined the layout of equipment inside the buildings will need to be considered. Details of the individual items of equipment will be needed, and Figure 5.2 lists the required information in the form of a questionnaire.

The areas for administration and amenities will need to be identified and in some countries space will be required for accommodation and a mosque.Pareto, nhà kinh tế Ý, chỉ ra rằng 85% tài sản thuộc sở hữu của 15% dân số, và vài lần phát biểu rằng 15% sản phẩm của một công ty tạo nên 85% doanh thu. Một số công nhân đã diễn giải điều này có nghĩa là 15% dữ liệu sẽ đủ, nhưng Tompkins và White2 chứng minh rằng điều này không phải luôn luôn đúng, do đó, người thu thập dữ liệu nên sử dụng những dữ liệu theo quan điểm của họ là đủ.Các dữ liệu cần thiết để lập kế hoạch bố trí mặt bằng được hiển thị dưới dạng một bảng câu hỏi trong hình 5.1.Sau khi bố trí xong sơ đồ mặt bằng, sơ đồ các thiết bị bên trong tòa nhà sẽ cần phải được xem xét. Thông tin chi tiết của của thiết bị sẽ là cần thiết, và hình 5.2 liệt kê các thông tin cần thiết dưới hình thức một bảng câu hỏi.Các khu vực cho khối quản lý hành chính và tiện nghi cần phải được xác định và trong một số quốc gia, phải có không gian cho nhà ở và nhà thờ Hồi giáo.5.4.2 AnalysisThe collection and tabulation of data will provide an opportunity to become familiar with the company and will generate a good understanding of the operation of the plant. Much of the data will be needed to establish the models needed to size the various areas of the plant. For instance, hours worked should be analysed to identify shift work, direct and indirect effort, and the normal and overtime activity. Outside contractors may be employed, and this contribution will need to be determined, sometimes by visiting the contractor's facilities. When expansions are being planned it may be necessary to discuss the contributions which outside contractors make to the factory and assess the increase which they can accommodate.

5.4.2 Phân tích Việc thu thập, lập bảng dữ liệu là cơ hội để làm quen với công ty và sẽ tạo ra một sự hiểu biết tốt về các hoạt động của nhà máy. Phần lớn dữ liệu cần có để thiết lập các mô hình các khu vực khác nhau của nhà máy. Ví dụ, giờ làm việc nên được phân tích để xác định việc ca kíp làm việc, công việc trực tiếp và gián tiếp, làm việc bình thường và thêm giờ. Các nhà thầu bên ngoài có thể được sử dụng, và sự đóng góp này cần phải được xác định, đôi khi bằng cách đi thăm các cơ sở của nhà thầu. Khi có kế hoạch mở rộng quy mô nhà máy, cần thảo luận về những đóng góp mà nhà thầu bên ngoài làm cho nhà máy và đánh giá năng lực đáp ứng của nhà thầu

5.5 Process/site layout modellingSite and factory layout designs are needed when new installations are being planned or changes to existing facilities are investigated. New layouts are examined when increased efficiency is being sought and when plant managers are planning expansions to the existing installations. There is also a need for plant managers to anticipate the changing requirements of both site and plant over future years.When a new installation is being planned the site requirements will be predetermined, but when future expansions are being investigated a model for sizing is invaluable.5.5 Mô hình hóa sơ đồ mặt bằng/ quy trìnhThiết kế mặt bằng nhà máy là cần thiết khi tiến hành đánh giá việc xây dựng mới hoặc thay đổi hạ tầng, cơ sở vật chất. Sơ đồ mới được xem xét khi nhà máy muốn tăng hiệu quả sản xuất hoặc khi ban lãnh đạo có kế hoạch mở rộng quy mô cho cơ sở hiện có. Ngoài ra các nhà quản lý nhà máy cần phải dự đoán các yêu cầu thay đổi của nhà máy trong tương lai.Khi lên kế hoạch xây dựng, lắp đặt mới thiết bị/nhà xưởng phải xác định trước các yêu

cầu đối với mặt bằng, nhưng một mô hình thu nhỏ mô tả sơ đồ mặt bằng sẽ là vô giá khi lập kế hoạch mở rộng quy mô trong tương lai.5.5.1 Computer modellingThe use of computer models to assist in plant layout decisions can often be helpful, but a clear understanding of what they can and cannot do is needed. Used blindly, they can lead to solutions which are, in some sense, optimal but which have little practical merit.In discussing the benefits and limitations of modelling we distinguish between three types:Optimizing calculations for plant layout;Flowsheet models for sizing the individual items of equipment;Simulation models for understanding the interaction between different manufacturing units.

5.5.1 Mô hình máy tínhViệc sử dụng các mô hình máy tính để trợ giúp trong các quyết định bố trí mặt bằng nhà máy thường rất hữu ích, nhưng cần xác định được điều gì có thể thực hiện được, điều gì không thể. Nếu lạm dụng mô hình máy tính, có thể dẫn đến các giải pháp tối ưu nhưng có ít có giá trị thực tế.Trong thảo luận về những lợi ích và hạn chế của mô hình, chúng tôi phân biệt giữa ba loại:Tính toán tối ưu hóa sơ đồ mặt bằngMô hình kích thước các thiết bị riêng lẻ trong sơ đồ quá trình sản xuấtMô hình giả định cung cấp thông tin về sự tương tác giữa các đơn vị sản xuất khác nhau.5.5.1.1 Optimizing plant layoutsHistorically, modelling techniques have had little impact on the problem of designing plant layouts. This has been for two reasons. First, the calculations are difficult, and second, practical constraints and considerations essential to the decision are often ignored.To understand the mathematics, consider a large empty space into which a number of production units are to be placed, and assume that the major variable to be optimized is the cost of transporting materials between them. If the manufacturing process is essentially a flow-line operation, then the order in which units should be placed is clear (from the point of view of transport costs), and the problem is simply to fit them into the space available. In a job-shop, where materials are flowing between many or all the production units, the decision is more difficult. All the potential combinations of units and locations could be enumerated on a computer and the resultant cost of each option obtained. The number of combinations quickly becomes large, however, and more sophisticated methods, such as branch-and-bound techniques, are required for complex problems. Alternatively, the location of subsets of plant, within which the layout is assumed to be fixed, could be optimized.Solutions of this nature ignore practical considerations of noise, hazardous areas, etc.

unless these are specifically entered as constraints. Furthermore, if the site is geometrically complex, then additional detail will need to be included in the problem formulation.

5.5.1.1 Tối ưu hóa sơ đồ mặt bằng nhà máyTrong lịch sử, kỹ thuật mô hình hóa chỉ tác động nhỏ tới các vấn đề của thiết kế bố trí mặt bằng nhà máy. Điều này có hai lý do. Trước tiên, các phép tính khó khăn, và thứ

hai, những khó khăn trong thực tế và những cân nhắc cần thiết để quyết định thường bị bỏ qua.Để hiểu được thuật toán, ta hãy xem xét một không gian trong đó đặt một số đơn vị sản xuất, và giả định rằng biến chính cần tối ưu là chi phí vận chuyển vật liệu giữa chúng. Nếu quá trình sản xuất cơ bản chỉ là một hoạt động flow-line, và yêu cầu các đơn vị sản xuất phải được đặt trong cơ sở một cách rõ ràng (từ quan điểm của chi phí vận chuyển), vấn đề đơn giản chỉ là sắp xếp chúng vào không gian có sẵn. Trong một xưởng sản xuất, nơi mà nguyên vật liệu được trung chuyển giữa nhiều hoặc tất cả các đơn vị sản xuất, quyết định sẽ khó khăn hơn. Máy tính sẽ liệt kê ra tất cả các phương án bố trí và đưa ra chi phí cho mỗi phương án. Số lượng phương án sẽ nhiều, tuy nhiên, các phương pháp phức tạp hơn, chẳng hạn như kỹ thuật phân nhánh – giới hạn, sẽ được dùng để giải các bài toán phức tạp. Ngoài ra, vị trí của các khu vực nhỏ trong nhà máy, với một sơ đồ mặt bằng đã có, có thể được tối ưu hóa.Phương pháp này bỏ qua sự ảnh hưởng của tiếng ồn, khu vực nguy hiểm trong thực tế,

trừ khi các giới hạn được đưa vào trong bài toán. Hơn nữa, nếu mặt bằng có hình dáng hình học phức tạp, các chi tiết bổ sung cần được tính đến trong các giải pháp.

5.5.1.2 Flowsheet models for plant sizingThe consistent sizing (i.e. balancing the capacities) of the equipment which is to make

up a plant is obviously of importance in the overall design. Models used for this type of decision are usually an extension of the manual calculations that a designer would normally make.

They are based on a network of activities (or machines) with flows of materials

between them. Relationships between the activities are expressed in terms of yields or unit consumptions and, for a given output of finished products, the required output from each of the other activities can be calculated.

The complexity of the plant and the type and number of sensitivity tests to be carried out will determine whether a formal model or a simple calculation is needed.

5.5.1.2 Mô hình sơ đồ quá trình sản xuất cho việc tính toán quy mô nhà máy Xác định kích thước thích hợp (nghĩa là cân đối với năng lực sản xuất) của thiết bị lắp

đặt trong nhà máy có vai trò rất quan trọng trong thiết kế tổng thể. Mô hình được sử dụng cho loại quyết định này thường là một phần mở rộng của các tính toán thủ công và thường được thực hiện bởi một nhà thiết kế.

Mô hình tính toán này dựa trên tập hợp liên kết của các hoạt động (hoặc máy móc) với dòng lưu chuyển của vật liệu giữa chúng. Mối quan hệ giữa các hoạt động được thể hiện trong giới hạn của quy mô sản xuất hoặc sự tiêu thụ đơn vị tiêu dùng và, cho một đầu ra cho sản phẩm hoàn thành, sản lượng yêu cầu từ một trong các hoạt động khác có thể được tính toán. Sự phức tạp của các nhà máy cùng với loại và số lượng các bài kiểm tra độ nhạy cảm sẽ được thực hiện để quyết định liệu một mô hình chính thức hay tính toán đơn giản là cần thiết.

Flowsheet models assume that activities operate at a constant rate. This is an important limitation, and may be an oversimplification. To overcome this, simulation techniques can be employed.These models, however, can be useful if estimates are to be made of operating costs. By assigning fixed and variable costs to each activity, average and marginal unit costs at each stage of the process can be easily calculated, which will assist in decisions

regarding pricing policies or whether to buy in components and materials or make them on site. ATPLAN12 is an example of a network-based model of this type.Mô hình sơ đồ quá trình sản xuất giả định rằng các hoạt động diễn ra ở một tốc độ

không đổi. Đây là một hạn chế quan trọng, và có thể là một sự đơn giản. Để khắc phục điều này, các kỹ thuật mô phỏng có thể được sử dụng.Những mô hình này, tuy nhiên, có thể hữu ích nếu chi phí hoạt động được đánh giá. Bằng cách chỉ định các chi phí cố định và chi phí biến đổi đến từng hoạt động, chi phí trung bình và chi phí giới hạn ở từng giai đoạn của quá trình này có thể dễ dàng tính, điều này sẽ hỗ trợ cho các quyết định liên quan đến chính sách giá cả hay mua các chi tiết và vật liệu hoặc tự chế tạo chúng trong nhà máy. ATPLAN12 là một ví dụ của một mô hình dựa trên mạng loại này.

5.5.1.3 Simulation modelsSimulation models aim to replicate the workings and logic of a real system by using

statistical descriptions of the activities involved. For example, a line may run at an average rate of 1000 units per hour. If we assume that this is always the case, we lose the understanding of what happens when, say, there is a breakdown or a halt for routine maintenance. The effect of such a delay may be amplified (or absorbed) when we consider the effect on downstream units.

A simulation model has 'entities' (e.g. machines, materials, people, etc.) and 'activities' (e.g. processing, transporting, etc.). It also has a description of the logic governing each activity. For example, a processing activity can only start when a certain quantity of working material is available, a person to run the machine and an empty conveyor to take away the product. Once an activity has started, a time to completion is calculated, often using a sample from a statistical distribution.

5.5.1.3 Mô hình mô phỏngMô hình mô phỏng nhằm mục đích giả lập các hoạt động và logic của một hệ thống

thực bằng cách sử dụng các mô tả thống kê của các hoạt động liên quan. Ví dụ, một dây chuyền có thể chạy với tốc độ trung bình là 1000 đơn vị sản phẩm / giờ. Nếu chúng ta giả định rằng tốc độ này không đổi, chúng ta sẽ bỏ qua các khả năng có thể xảy ra như hỏng hóc hoặc bảo trì máy móc định kì. Sự chậm trễ gây ra bởi các tình huống như vậy có thể được khuếch đại (hoặc giảm nhẹ) khi chúng ta xem xét tác động tới các khâu ở cuối quá trình. Một mô hình mô phỏng có 'thực thể' (ví dụ như máy móc, vật liệu, con người, vv) và 'hoạt động' (ví dụ như chế biến, vận chuyển, vv.) Nó cũng có một mô tả về quản lý lôgic từng hoạt động. Ví dụ, một hoạt động gia công chỉ có thể bắt đầu khi có sẵn một số lượng nhất định của vật liệu, một người để chạy máy và băng tải trống để vận chuyển các sản phẩm. Khi một hoạt động bắt đầu, thường sử dụng một mẫu từ một phân bố thống kê để tính toán thời gian hoàn thành.

The model is started and continues to run over time, obeying the logical rules that have been set up. Results are then extracted concerning throughputs, delays, etc.

It is clear that simulation models can replicate a complex production system. They can be used to indicate the level of shared resources needed by the operation (e.g. forklift trucks or operators), the speed of lines, sizes of vessels or storage tanks, etc.

A number of packages are available for quickly building simulation models. HOCUS13 and SEEWHY14 are two major UK systems. They allow graphical displays to be used to show, for example, the movement of men and materials between machines. This can be useful for understanding the way in which the operation is reacting to particular adverse circumstances and can assist in designing methods of avoiding them (for example, by building in redundancy).

Mô hình được bắt đầu và tiếp tục chạy theo thời gian, tuân thủ các quy tắc hợp lý đã được thiết lập. Kết quả thu được liên quan đến năng lực sản xuất, sự chậm trễ, vvRõ ràng là mô hình mô phỏng có thể tái tạo một hệ thống sản xuất phức tạp. Chúng có thể được dùng để chỉ mức độ tài nguyên chia sẻ cần thiết cho hoạt động (ví dụ như xe nâng hàng hoặc người điều khiển), tốc độ của dây chuyền, kích thước của phương tiện, bể chứa, vv Một số gói phần mềm cho phép xây dựng mô hình mô phỏng một cách nhanh chóng. HOCUS13 và SEEWHY14 hai hệ thống lớn của Anh. Chúng cho phép hiển thị đồ họa được sử dụng để hiển thị, ví dụ, sự chuyển động của người và nguyên vật liệu giữa các thiết bị. Điều này có thể hữu ích cho việc đánh giá chiều hướng phản ứng của hoạt động với hoàn cảnh bất lợi cụ thể và có thể hỗ trợ các phương pháp thiết kế để tránh các trường hợp đó (ví dụ như xây dựng thừa).

Simulation models can be expensive to build and the results obtained need to be analysed with care because they are statistical in nature. For example, two runs of the model may give different results - just as the performance on two real days in a factory can vary. Sufficiently large samples need to be taken therefore for a proper understanding of the performance of the plant.

Mô hình mô phỏng có thể tốn kém để xây dựng và kết quả thu được cần phải được phân tích cẩn thận, vì chúng là thống kê trong tự nhiên. Ví dụ, việc chạy mô hình có thể cho kết quả khác nhau - cũng giống như việc thực hiện trên hai ngày thực tế trong một nhà máy có thể khác nhau. Số lượng mẫu thử phải đủ lớn để có một sự hiểu biết đúng đắn đối với hoạt động của nhà máy.

5.5.2 Model constructionA simple model can be produced using the areas required for the various site activities

for different scenarios. These might include redistribution of a company's manufacturing facilities, changes in the market demand, or simply increased factory output.

Constructing the model is an area where innovative effort is needed to maximize the validity of the model. The model will vary from industry to industry, but a simple one can start with a relationship between the number of employee hours and the output produced in each discrete activity area on the site, e.g.

5.5.2 Xây dựng mô hìnhMột mô hình đơn giản có thể được sản xuất bằng cách sử dụng các khu vực cần thiết

cho các hoạt động khác nhau cho các kịch bản khác nhau. Đây có thể bao gồm việc phân phối lại trang thiết bị của của một công ty, thay đổi trong nhu cầu thị trường, hoặc đơn giản là tăng sản lượng nhà máy. Xây dựng mô hình là một lĩnh vực mà nỗ lực sáng tạo là cần thiết để tối đa hóa giá trị của mô hình. Các mô hình có thể thay đổi từ công nghiệp sang công nghiệp, nhưng một trong những cách đơn giản là bắt đầu mối quan hệ giữa số giờ lao động và sản lượng sản xuất trong từng lĩnh vực hoạt động riêng biệt trong khu vực nhà máy.

Activity area Output Manning hoursRaw material Tonnage/volume No. and shift no.store handledProcess areas Output tonnage No. and shift no.

or volumeFinished goods Tonnage/volume No. and shift no.store handledMaintenance Specific area No. and shift no.

output

Service facilities, electrical sub-station, water treatment, fuel storage, etc. will depend upon process parameters, mainly tonnage or volume handled, and may need to be assessed from the summation of the individual activity areas, but it will be affected by technology when improved techniques are being introduced.

Office accommodation will depend upon the factory manning and the car parking facilities upon the total manning during the day shift.

Phương tiện dịch vụ, trạm điện phụ, xử lý nước, kho nhiên liệu, vv sẽ phụ thuộc vào các thông số quá trình, chủ yếu là trọng tải hoặc khối lượng xử lý, và có thể cần phải được đánh giá từ các tổng kết của các lĩnh vực hoạt động riêng, nhưng nó sẽ bị ảnh hưởng bởi công nghệ khi các kỹ thuật cải tiến đang được áp dụng. Sức chứa của văn phòng sẽ phụ thuộc vào số lao động nhà máy và sức chứa của khu vực đỗ xe phụ thuộc vào tổng số lao động trong ca hành chính.

5.5.3 Model for changeThe recent introduction of inexpensive desk-top computers has allowed their extensive

use throughout many companies. The standard spreadsheet packages which accompany these machines enables the above data to be laid out in an interactive way, so that 'what if situations can be explored at the planning stage and the implications of, for example, market trends in the food industry, to be examined over the long term for its effect on the plant layout. The model may include a factor to take into account improvements in technology and working practices in both the office and factory.

In determining the area required for increased production the relationship between the output and the area may not be linear, and needs to be examined in some detail. When the output required exceeds the maximum output of a process line then increased shift working may be considered. Alternatively, a second process line may be needed.

5.5.3 Mô hình cho sự thay đổi Các mô hình được giới thiệu gần đây được áp dụng cho nhiều công ty do giá thành và có thể chạy trên máy tính cá nhân. Các gói bảng tính tiêu chuẩn đi kèm với những máy này có thể cho phép các dữ liệu ở trên đưa ra một cách tương tác, vì vậy tình huống giả định có thể được khám phá ở giai đoạn lập kế hoạch và các hệ quả liên quan, ví dụ, với xu hướng thị trường trong ngành công nghiệp thực phẩm, các hiệu ứng của nó đối với cách bố trí mặt bằng nhà máy được xem xét trong thời gian dài hạn. Mô hình có thể bao gồm một yếu tố đưa vào nhằm cải tiến hệ thống kế toán trong công nghệ cũng như lao động tại văn phòng và phân xưởng. Khi xác định diện tích cần thiết để tăng sản lượng, mối quan hệ giữa số lượng sản phẩm đầu ra và diện tích có thể không tuyến tính, và cần phải được xem xét cụ thể. Khi đầu ra yêu cầu vượt quá sản lượng tối đa của một dây chuyền, việc tăng số ca làm việc có thể được xem xét. Ngoài ra, việc xây dựng một dây chuyền thứ hai có thể cần thiết.

The model for the maintenance requirements of a large metallurgical plant was recently constructed by relating the man hours to the production output, but the relationship was not linear, and a more sophisticated model was needed to examine the site requirements for different output tonnages.

Mechanical wear is a feature which is significant among the causes of machinery failure and the James Clayton Lecture delivered to the Institution of Mechanical Engi-neers in 1981 discussed friction and wear and identified tribological losses as 45-50% of all maintenance costs in metallurgical plants. This suggested that mechanical transmission of energy could be investigated to obtain the relationship between production output and the maintenance requirements.

The model equation produced was:H2 = Hix K x sfpjpl

whereH2 = Future man hours, Hi = Current man hours, K = Technology or practices factor,

P2 = Future production output, P1 = Current production output.This produces a global requirement chart and a chart showing the discrete,

departmental requirements in Figure 5.3.New plants and expanding plants rarely produce maximum output on start-up. In large

capital plants it may need many months for staff training and equipment commissioning before output is sufficient to need maximum manning. The technology factor K in the above equation can be used to reflect this. In Figure 5.3(a) a technology factor of 0.9 has been used.

It is important to test models, and in the above case, figures were obtained for other plants and the validity of the model confirmed.Các mô hình cho các yêu cầu bảo trì của một nhà máy luyện kim lớn gần đây đã được xây dựng bằng mối liên hệ giữa giờ lao động và sản lượng sản xuất, nhưng mối quan hệ này không tuyến tính, và một mô hình phức tạp hơn là cần thiết để kiểm tra các yêu cầu đối với nhà máy khi sản lượng đầu ra thay đổi. Ăn mòn cơ học là một tính chất có vai trò đáng kể trong số các nguyên nhân gây ra hỏng hóc máy móc và “Bài giảng James Clayton” giao cho Viện kĩ sư Cơ khí năm 1981 thảo luận về ma sát và sự ăn mòn cơ học và xác định tổn hao ma sát chiếm 45-50% của tất cả các chi phí bảo trì trong các nhà máy luyện kim. Điều này cho thấy năng lượng cho việc vận chuyển cơ khí cần được tính toán để có được những mối quan hệ giữa sản lượng sản xuất và các yêu cầu bảo dưỡng. Phương trình mô hình sản xuất là:

H2 = Hix K x sfpjplTrong đó:

H2 = giờ lao động trong tương lai, H1 = giờ lao động hiện tại, K = Công nghệ hoặc yếu tố thực hành, P2 = sản lượng sản xuất trong tương lai, P1 = sản lượng sản xuất hiện tại. Công thức trên tạo ra một biểu đồ yêu cầu cho toàn bộ nhà máy và một biểu đồ cho thấy, các yêu cầu riêng biệt của bộ trong hình 5.3. Các nhà máy mới và nhà máy mở rộng sản xuất hiếm khi sản xuất với sản lượng tối đa so với công suất lắp đặt. Trong các nhà máy có vốn đầu tư lớn có thể cần nhiều tháng để đào tạo nhân viên và lắp đặt trang thiết bị trước khi đạt được sản lượng đầu ra đủ để cần lượng nhân viên tối đa. Các yếu tố công nghệ K trong phương trình trên có thể được sử dụng để phản ánh điều này. Trong hình 5.3 (a), yếu tố công nghệ có giá trị bằng 0,9. Điều quan trọng là phải kiểm tra mô hình, và trong trường hợp trên, con số thu được cho các nhà máy khác và giá trị của mô hình đã được khẳng định.

5.5.4 Determination of factory areasWhen existing factories are being examined the floor areas occupied by the various

items of equipment can be measured on site during the data-collection period. It is important to consider and include the equipment outline (maximum travels), space for maintenance activity, operator movement and the handling of material and workpieces. In many cases the space needed for handling exceeds that required accommodate the operative part of the equipment. Aisle space is also needed for through-shop movement.

When planning new installations, manufacturers' catalogues may be the only information source of equipment data, but they rarely indicate the space needed outside the equipment outline. This requires careful consideration from an experienced facility planner to establish realistic space requirements.5.5.4 Xác định các khu vực nhà máy Khi tiến hành kiểm tra các nhà máy đang tồ tại, diện tích mặt bằng chiếm dụng bởi thiết

bị có thể đo được trong khu vực nhà máy trong thời gian thu thập dữ liệu. Điều quan trọng là phải xem xét và tính đến cả sơ đồ bố trí thiết bị, không gian cho hoạt động bảo trì, sự di chuyển trong quá trình thao tác và xử lý các vật liệu, vật dụng. Trong nhiều trường hợp không gian cần thiết để xử lý vượt quá yêu cầu thích ứng của tính năng hoạt động của thiết bị. Không gian lối đi cho việc di chuyển trong nhà máy cũng cần tính đến. Khi lập kế hoạch lắp đặt mới, các danh mục từ nhà chế tạo có thể là nguồn thông tin duy nhất của dữ liệu thiết bị, nhưng chúng hiếm khi chỉ ra những không gian cần thiết bên ngoài các phác thảo thiết bị. Điều này đòi hỏi xem xét cẩn thận từ người lập kế hoạch có kinh nghiệm về thiếtbị máy móc để thiết lập yêu cầu không gian thực tế.

In the absence of reliable information and during the preliminary planning stage (feasibility studies, etc.) the following occupancy values can be employed:

ActivityOccupancy

(m2/person)

Service industries15-30

Manufacturing20-35

Machine tool shop20

Electrical/plastics25

Mechanical fitting27

Pottery/glass35

Transport30-65

Cars/mobiles33

Locos 37

Wagon shop55

Lorries65

Distributive trades (average)-80

These values will change with the future move towards unmanned factories.

Trong trường hợp không có thông tin đáng tin cậy và trong giai đoạn lập kế hoạch sơ bộ (nghiên cứu khả thi, vv) các giá trị sau đây có thể được sử dụng khi tính toán diện tích chiếm dụng. Các giá trị này sẽ thay đổi trong tương lai khi các nhà máy được vận hành tự động.

Dividing the areas established in Section 5.5.3 by these occupancy values will give building areas. Bay widths can be established for each type of building and dividing the areas by this width will establish a building length which can be arranged into a convenient building block shape.

Phân chia các khu vực được thành lập tại mục 5.5.3 bằng các giá trị này sẽ cung cấp diện tích công trình xây dựng. Chiều rộng của gian nhà có thể được thiết lập cho từng loại tòa nhà và sự phân chia các khu vực bởi kích thước này sẽ thiết lập chiều dài xây dựng để có thể sắp xếp thành một tòa nhà có hình khối thích hợp.

5.6 Design synthesis5.6.1 Plant activities and intercommunicationsIn 1973 Richard Muther1 published a method of analysing the interrelationships of

activities within industrial plants, and the method allows a high degree of detail to be examined. The method proposed here is similar in that a relationship grid is constructed, but this technique employs the power of the modern desk-top computer to rapidly examine alternative layouts to obtain best solutions.

The design synthesis starts by listing the activities or areas in the plant and indicating the access which each activity needs to the other activities. The access may be required for internal process, traffic, people movement or plant services. Rather than go into the detail of examining all interrelationships for all of the above requirements, the experienced layout planner can decide which requirement predominates and employ it to produce quick results. The method allows inexperienced planners to iteratively examine the implications of changing requirements as the project proceeds and plant knowledge increases.

5.6 Tổng hợp thiết kế 5.6.1 Các hoạt động trong nhà máy và mối liên hệ giữa chúng

Năm 1973 Richard Muther1 công bố một phương pháp phân tích mối tương quan của các hoạt động trong các nhà máy công nghiệp, và phương pháp cho phép kiểm tra được các hoạt động chi tiết. Phương pháp này tương tự như việc xây dựng một mạng lưới các mối quan hệ, kỹ thuật này sử dụng sức mạnh của máy tính bàn hiện đại nhanh chóng so sánh các sơ đồ bố trí mặt bằng khác nhau để có được giải pháp tốt nhất. Việc tổng hợp thiết kế bắt đầu bằng cách liệt kê các hoạt động hoặc các khu vực trong nhà máy và chỉ ra hoạt động nào cần truy cập đến các hoạt động khác. Sự truy cập có thể được yêu cầu cho quá trình nội bộ, giao thông, di chuyển của mọi người, dịch vụ trong nhà máy. Thay vì đi vào chi tiết kiểm tra tất cả các mối quan hệ cho tất cả các yêu cầu trên, các nhà quy hoạch có kinh nghiệm có thể quyết định rằng yêu cầu nào chiếm ưu thế và sử dụng nó để tạo ra kết quả nhanh chóng. Phương pháp này cho phép các nhà lập kế hoạch chưa có nhiều kinh nghiệm lặp đi lặp lại việc kiểm tra ảnh hưởng của việc thay đổi yêu cầu như là số tiền thu được của dự án và làm tăng kiến thức về nhà máy

Table 5.1 shows the construction of a typical activity chart using one of many computer spreadsheet packages. The cross (+) identifies an activity in the plant and stars (*) in the vertical lines denote where access to other activities is needed or an interrelationship exists. A wide scattering of the stars away from the diagonal line of

crosses indicates large distances between the activities and thus large communicating distances.

A feature of PC spreadsheets is that the position of rows or columns can be changed at the touch of a key, so the sequence of the rows of activities can be rapidly altered, and the position of the columns varied to preserve the diagonal pattern of crosses. This exercise can be executed a number of times to reduce the scatter of the stars away from the diagonal line and reduce the communicating distances between the activities. This has been carried out, and the result is shown in Table 5.2, where it can be seen that the stars are clustered more closely around the diagonal line. The list now shows the activities arranged in a preferred order of sequence.

Bảng 5.1 cho thấy việc xây dựng một biểu đồ hoạt động tiêu biểu sử dụng một trong nhiều các gói bảng tính máy tính. Dấu (+) đánh dấu một hoạt động trong nhà máy và dấu sao (*) trong cột đứng biểu thị nơi truy cập vào các hoạt động khác là cần thiết hay một mối quan hệ qua lại tồn tại. Một phân bố rộng các dấu sao theo đường chéo của dấu cộng cho thấy khoảng cách lớn giữa các hoạt động và do đó khoảng cách giao tiếp lớn.Một tính năng của bảng tính PC là vị trí của các hàng hoặc cột có thể thay đổi at the touch of a key, vì vậy trình tự của các hàng hoạt động có thể được nhanh chóng thay đổi, và vị trí của các cột khác nhau biến đổi để giữ các mô hình đường chéo của các dấu cộng. Bài toán này có thể được thực hiện một số lần để giảm phân tán của các dấu sao trên đường chéo và giảm khoảng cách giao tiếp giữa các hoạt động. Điều này đã được thực hiện, và kết quả được hiển thị trong bảng 5.2, nơi nó có thể thấy rằng các dấu sao được nhóm chặt chẽ hơn trên đường chéo. Danh sách này hiện nay cho thấy các hoạt động sắp xếp theo một thứ tự ưu tiên của chuỗi.

5.6.2 Location criteria and boundary groupsThere may be reasons why individual activities cannot be located near to those which

are adjacent in the determined sequential list, so design criteria are needed to determine which activities are compatible and can be near, and which are incompatible and cannot.

Particular plants will have characteristics which will determine the importance of particular criteria, but typical criteria will include the following:

1. The hazardous nature of the activity;2. The ease of access to the entry gate which the activity needs;3. The amount of dirt and potential contamination that the activity would generate;4. The amount of noise and potential disturbance which the activity will normally

generate. 5.6.2 Tiêu chuẩn lựa chọn địa điểm, các nhóm ranh giới Có lí do để các hoạt động độc lập không thể được đặt gần những hoạt động liền kề nhau trong danh sách thứ tự xác định, do đó, tiêu chuẩn thiết kế xác định các hoạt động tương thích và có thể hoạt động gần nhau về mặt không gian, cũng như các hoạt động không tương thích không có khả năng đặt gần các hoạt động khác. Mỗi nhà máy cụ thể sẽ có những nét đặc trưng xác định tầm quan trọng của tiêu chí cụ thể, nhưng tiêu chí điển hình sẽ bao gồm:1. Tính chất nguy hại của hoạt động;2. Khả năng dễ dàng truy cập cổng ra vào của các hoạt động có yêu cầu 3. Lượng bụi bẩn và ô nhiễm tiềm năng mà các hoạt động sẽ tạo ra;4. Lượng nhiễu tiếng ồn mà các hoạt động bình thường sẽ tạo ra.

Each of the listed plant activities can be assessed for each of the chosen criteria and a star rating determined for each assessment. An experienced engineer will find that a qualitative assessment is sufficient, but quantitative measurements can be used if necessary. The results of this exercise are shown in Figure 5.4.

For each of the criteria a two-star rating difference between an activity and an adjacent activity is taken to indicate incompatibility. Activities that are hazardous, dirty, noisy or needing good access to the entry/exit gate are consequently rated with many stars. In the site layout they should not be located near other activities with fewer stars because they could adversely affect that activity. However, an activity that is not critical and has a low star rating may be located next to an activity with many stars.

Boundary maps can be drawn around groups of stars which are compatible and horizontal lines drawn through the incompatibility points to show groups of compatible activities on the right-hand side of the chart Figure 5.4. Mỗi hoạt động nhà máy được liệt kê có thể được đánh giá cho từng tiêu chí lựa chọn và từng đánh giá sẽ được chấm điểm. Một kỹ sư giàu kinh nghiệm sẽ thấy rằng một đánh giá có chất lượng là đủ, nhưng các phép đo định lượng có thể được sử dụng nếu cần thiết. Các kết quả của bài tập này được thể hiện trong hình 5.4. Đối với mỗi tiêu chuẩn, sự khác biệt hai sao về điểm đánh giá giữa một hoạt động và hoạt động liền kề chỉ ra sự không tương thích. Các hoạt động nguy hại, dơ bẩn, ồn ào hoặc yêu cầu sự truy cập tốt cửa ra vào thường được chấm nhiều điểm sao. Trong cách bố trí mặt bằng nhà máy không nên đặt chúng gần các hoạt động có ít điểm sao hơn bởi vì có thể ảnh hưởng bất lợi đến hoạt động đó. Tuy nhiên, một hoạt động không phải là quan trọng và có một đánh giá sao thấp có thể được đặt bên cạnh một hoạt động với nhiều ngôi sao. Bản đồ ranh giới có thể được rút ra xung quanh các nhóm của các ngôi sao đó là những đường nằm ngang tương thích và rút ra thông qua những điểm không tương thích để hiển thị các nhóm hoạt động tương thích trên bên phải của biểu đồ hình 5.4.

5.7 Site layout realization5.7.1 Process and traffic flowsTraffic and material movement is a major consideration, and should be arranged so that

cross flows are minimized and the potential for congestion and accidents reduced. Much useful information on both the analysis and practice of movements is contained in the References.

Using the example of a transportation maintenance facility, Figure 5.7 shows that a counter-clockwise rotation of the traffic flow could achieve minimum crossing and give a graduation of decreasing traffic density in the counter-clockwise direction as vehicles are diverted off the main stream (Figure 5.8).

Figure 5.7 Ideal traffic or material flowThe circulation diagram indicates that, in a left-hand drive environment, activities with

a high traffic density should be located on the right-hand side of the traffic circulation diagram and the activities with low traffic on the left-hand side.

5.7 Thực hiện bố trí mặt bằng nhà máy 5.7.1 Quá trình di chuyển và sự phân luồng của các phương tiện vận tải. Sự di chuyển của vật liệu và các phương tiện giao thông là một yếu tố quan trọng, và nên được sắp xếp sao cho sự xung đột được giảm thiểu cũng như giảm khả năng tắc nghẽn và tai nạn. Nhiều thông tin hữu ích về phân tích + thực hành về vấn đề này có trong Tài liệu tham khảo.Sử dụng ví dụ về một cơ sở bảo dưỡng vận chuyển, hình 5.7 cho thấy một vòng quay ngược chiều kim đồng hồ của dòng giao thông có thể đạt được sự xung đột tối thiểu và đưa ra một mức độ giảm mật độ giao thông theo hướng ngược chiều kim đồng hồ khi xe được chuyển hướng ra khỏi dòng chính (hình 5,8).

 Hình 5.7 dòng nguyên liệu, giao thông lý tưởng

Sơ đồ lưu thông chỉ ra rằng, trong môi trường lái xe phía bên trái, các khu vực hoạt động với mật độ giao thông cao nên được đặt ở phía bên phải của biểu đồ lưu thông giao thông và các hoạt động với mật độ thấp ở phía bên tay trái.

5.7.2 Site constraintsThe real design must consider design criteria derived from the physical constraints of

the chosen site and the current operating procedures. In this exercise the site must be examined to list the features of the site which will affect the plant layout. These will include the contour of the site and the location of the following:

Main highways and access to the site areaThe main and other gates to the plantFactories near the boundary of the plantDomestic dwellings near the boundaryNatural features such as streamsEffluent routesPrevailing wind directions.These can be drawn onto a plan of the site area, which does not show the existing or

any proposed arrangement of the plant layout (Figure 5.10).The site constraints must be considered for their effect upon the design and the

practicality of implementing the design. When the plans are for an existing plant, the implementation must consider the minimum disturbance to the everyday functioning of the existing plant. These limitations can be listed as follows:

1. The location of the gate;2. The existing buildings which have been found, during the structural survey, to be

structurally sound and will be retained;3. The logistics of erecting new buildings and rearranging the plant with minimum

disturbance to the plant functions;4. The requirement to allow for future expansion of the production and subsequent

activities in the plant.As an example, the synthesized design takes all these limitations into account in the

following ways:1. The gate is taken as a starting point for realization of the layout and high traffic

densities are placed near to it;2. The structural survey dictates which of the existing buildings will be replaced;

5.7.2 Những hạn chế của mặt bằng Các thiết kế thực sự phải xem xét tiêu chuẩn thiết kế bắt nguồn từ những hạn chế vật lý của mặt bằng và quy trình hoạt động hiện tại. Trong bài toán này mặt bằng phải được kiểm tra để đưa ra danh sách các đặc tính của mặt bằng ảnh hưởng đến việc bố trí , xây dựng nhà máy. Danh sách sẽ bao gồm các đường bao của mặt bằng và vị trí của những khu vực sau đây:1. Đường giao thông chính và lối vào khu vực nhà máy 2. Các cửa chính và cửa phụ ra vào nhà máy3. Các nhà máy gần ranh giới của nhà máy4. Các tòa nhà bên trong nhà máy ở vị trí gần ranh giới5. Các đặc điểm tự nhiên như sông suối6. Các dòng nước thải 7. Hướng gió thịnh hành.

Có thể xây dựng được bản đồ của mặt bằng từ những đặc tính trên, mà không thể hiện tình trạng hiện có hoặc bất kỳ đề xuất sắp xếp bố trí mặt bằng nhà máy (Hình 5.10). Ảnh hưởng của các mặt hạn chế này tới thiết kế và thực tiễn của việc hoàn thiện thiết kế cần được xem xét. Khi lập kế hoạch cho một nhà máy đang hoạt động, phải xem xét việc thực hiện để giảm thiểu những xáo trộn các hoạt động hàng ngày của nhà máy hiện có. Những hạn chế này có thể được liệt kê như sau:1. Vị trí của các cửa ra vào;2. Các tòa nhà đã được xây dựng, trong quá trình khảo sát cấu trúc, sẽ được giữ lại;3. Hậu cần phục vụ cho việc xây dựng các tòa nhà mới và sắp xếp lại nhà máy với ảnh hưởng tối thiểu tới hoạt động nhà máy4. Các yêu cầu cho phép mở rộng sản xuất trong tương lai và các hoạt động tiếp theo trong nhà máy.5.7.3 Ease of expansionLayout planners normally have to consider that activities within the site may change in the future. The changes may be the result of increased product demand or the introduction of new product lines. They may be predicted from the model designed in Section 5.5.2 or allowance for unpredictable changes may be needed.The dilemma facing the planner is between designing the layout with minimum distance between buildings and allocating free space between buildings to accommodate future process units. Often the problem becomes one of providing a single building for economy or multiple separate buildings for ease of expansion.The solution may be a policy decision, but this decision will be assisted by the results of the internal layout configurations, which may indicate how simply or otherwise expansion can be accommodated.5.7.3 Dễ mở rộngNhà thiết kế mặt bằng thường phải xem xét các hoạt động của nhà máy có thể thay đổi trong tương lai. Những thay đổi có thể là kết quả của nhu cầu sản phẩm tăng hoặc giới thiệu những dòng sản phẩm mới. Chúng có thể được dự báo từ mô hình thiết kế theo mục 5.5.2 hoặc dung sai cho những thay đổi không thể dự đoán có thể là cần thiết. Vấn đề mà các nhà quy hoạch phải đối mặt là quyết định lựa chọn giữa thiết kế bố trí với khoảng cách tối thiểu giữa các tòa nhà và bố trí không gian trống giữa các tòa nhà để phù hợp với sự mở rộng trong tương lai. Khi mục tiêu tiết kiệm chi phí được đặt lên hàng đầu, 1 tòa nhà duy nhất sẽ được xây dựng. Khi mục tiêu mở rộng dễ dàng được đặt lên hàng đầu, phương án nhiều tòa nhà được lựa chọn. Giải pháp có thể là một quyết định chính sách, nhưng quyết định này sẽ được hỗ trợ bởi sơ đồ mặt bằng bên trong nhà máy, mà có thể chỉ ra việc mở rộng có thể thực hiện một cách dễ dàng hay nói cách khác có thể được đáp ứng.5.7.4 Options Management usually wish to see alternatives to a particular design in order to say that the alternatives have been considered. Unique design solutions are rare, consequently the layout planner will normally be able to interpret the results of the finding of the study to show alternative possibilities. Each alternative option should be accompanied by a critique listing the advantages and disadvantages.5.7.4 Nhiều lựa chọn Quản lý thường mong muốn có nhiều lựa chọn cho một thiết kế mặt bằng. Giải pháp thiết kế độc nhất là rất hiếm, do đó các nhà quy hoạch thông thường sẽ trình bày kết quả thiết kế mặt bằng với các lựa chọn có thể thay thế. Mỗi giải pháp phải được kèm theo một danh sách đánh giá những ưu, nhược điểm.

5.8 Internal layouts of buildings Material, traffic and people are involved, and the constraints on internal layouts will be different to those for site layouts but will not affect the design process. The constraints will include organization of the factory work tasks, which may involve trade practices and the type of organization adopted for the control of the process

5.8 Bố trí mặt bằng bên trong các tòa nhà Vật liệu, phương tiện vận chuyển và con người đều được tính đến, và các hạn chế của sơ đồ mặt bằng bên trong tòa nhà sẽ khác với những hạn chế của toàn bộ mặt bằng nhà máy nhưng sẽ không ảnh hưởng đến quá trình thiết kế. Những hạn chế bên trong tòa nhà sẽ bao gồm cách thức tổ chức hoạt động bên trong nhà máy, có thể liên quan đến thao tác, hoạt động sản xuất và các loại hình tổ chức để kiểm soát quá trình. 5.8.1 Process flows and performance indicators The same method as described above can be employed to plan the layout of factory building interiors. Establishing the interior activities and characteristics of the activities must, however, derive from a thorough understanding of the products and processes.The management of production is well described by Hill,7 but the prime consideration is product flow, and all features of the layout must assist flow. There are some indicators which can be used to measure the quality of the production facilities, and these can be employed to demonstrate the viability of the proposed new layout. 5.8.1 Sơ đồ quá trình sản xuất và các thông số chỉ tiêu Các phương pháp tương tự như mô tả ở trên có thể được sử dụng để lập kế hoạch bố trí sơ đồ bên trong nhà máy. Thiết lập các hoạt động bên trong và xác định đặc điểm của các hoạt động là công việc bắt buộc nhưng phải dựa trên sự hiểu biết thấu đáo về các sản phẩm và quy trình. Việc quản lý sản xuất cũng được mô tả bởi Hill, nhưng vấn đề cốt yếu cần được xem xét là sơ đồ quá trình sản xuất, và mọi sự sắp xếp, bố trí trong mặt bằng phải hỗ trợ cho dòng chảy sản xuất. Có một số chỉ số được dùng để đánh giá chất lượng của các cơ sở sản xuất, và chúng có thể được sử dụng để chứng minh tính khả thi của thiết kế mặt bằng.

5.8.1.1 Performance indicators The relative importance of each indicator will vary according to the type, quantity, end quality, variety and value of the product and the capital cost, flexibility and required utilization level of the plant. There are three variables which will serve most industrial processes: 5.8.1.1 Các thông số chỉ tiêu Tầm quan trọng tương đối của mỗi chỉ số sẽ thay đổi theo loại, số lượng, chất lượng, sự đa dạng và giá trị của sản phẩm và vốn đầu tư, tính linh hoạt và mức độ sử dụng của nhà máy. Ba thông số hay được dùng nhất để đánh giá chỉ tiêu cho quá trình công nghiệp:

1. The stock value. The value of the stores stock represents a significant investment for many manufacturers and financing the work in progress can also represent a significant cost. It is a useful indicator of the financial health of a company and is a prime target for cuts in the drive for increased economic efficiency. Section 5.2 highlighted this.

1. Giá trị tồn kho. Giá trị tồn kho có thể đại diện cho vốn đầu tư của nhiều nhà sản xuất và giá trị của bán thành phẩm cũng có thể đại diện đáng kể cho chi phí. Đây là một chỉ số

hữu ích phản ánh tình trạng tài chính công ty và là một mục tiêu chính cho việc cắt giảm để nâng cao hiệu quả kinh tế. Phần 5.2 nhấn mạnh vấn đề này. 2. The cycle time. This represents the maximum time interval between the start of a single operation on a product on a particular flow line and the start of the same operation on the next product on the same flow line. The cycle time is calculated by dividing the target production volume (annual or monthly) by the working time (hours, minutes or seconds) and then adjusting for the reject rate and the percentage of lost time (downtime). If every operation is conducted within the cycle time then the steady-state functioning of the flow line will produce the required production rate. The number of sequential process operations multiplied by the cycle time is the actual process time. 2. Thời gian chu trình Là khoảng thời gian tối đa từ lúc bắt đầu của một thao tác đơn lẻ tác động vào một sản phẩm đến lúc bắt đầu của cùng thao tác đó tác động vào sản phẩm kế tiếp trên cùng 1 dây chuyền cụ thể. Thời gian chu trình được tính bằng cách lấy mục tiêu sản lượng sản xuất trong 1 năm hoặc 1 tháng chia cho tổng thời gian làm việc – trong công thức này phải tính đến cả tỉ lệ sai hỏng và thời gian lãng phí (thời gian ngừng máy). Nếu mối hoạt động sản xuất đều được tiến hành trong thời gian chu trình thì sự hoạt động ổn định của dây chuyền sẽ tạo ra sản lượng sản phẩm theo yêu cầu.3. The door-to-door time. This represents the total elapsed time from the delivery of the raw materials or com-ponent parts to the despatch of the finished product. This figure can be adjusted to control the value of the stock of materials, parts, work-in-progress (WIP) and finished goods in the process. The gross excess stock carried can be found by dividing the door-to-door time by the actual process time and multiplying the result by the stock value. The difference between the gross and the net excess stock values will depend on individual circumstances. Reducing these figures to a minimum requires strategies for purchasing, stock-level monitoring and process control.3. Tổng thời gian tạo ra sản phẩm Thời gian từ lúc mua nguyên liệu thô hoặc chi tiết tới lúc xuất thành phẩm. Con số này có thể được điều chỉnh để kiểm soát giá trị tồn kho của nguyên vật liệu, chi tiết, bán thành phẩm và thành phẩm trong quy trình.