物流与物流工程

1,单击此处编辑母版标题样式,1,单击此处编辑母版文本样式,1,第二级,1,第三级,第四级,#,重庆市现代物流生产力促进中心,物流工程学,-,系统布置设计,林云,博士,2,讲师简介,林 云 管理学博士,行业经历：,先后参与了中电投、重庆两路寸滩保税港区、重庆长安集团、重庆长安民生物流、重庆隆鑫物流、重庆港务物流集团、重柴动力、重庆商社、嘉陵集团、建设集团、重庆大江工业、江津长风、辽宁锦州市商业银行、广西花红药业、新疆石油管理局等,30,多家企业的管理项目，主要涉及战略管理、流程再造、现代物流、信息化等方面。目前于重庆市现代物流生产力促进中心从事现代物流管理研究。,主要内容,物流与设施规划,现代物流及其发展趋势,1,系统布置设计（,SLP,）,2,搬运系统设计,3,企业物流问题分析,4,4,问题提出,企业设施规划的基本内容,设施规划,系统布置设计,搬运系统设计,2.1,工厂布局设计概述,1,.,工厂布局的内容和原则,（,1,）工厂布局的内容,工厂总体平面布置,解决工厂各个组成部分，包括生产车间、辅助生产车间、仓库、动力站、办公室等各种作业单位和运输线路设施的相互关系，解决物料流向和流程、厂内外运输的连接。,车间布置,解决工作地、设备、通道、管线之间和相互位置，解决物料搬运的流程及运输方式。,（,2,）设施布置设计的总原则,整体综合原则,(,设计时应将设施布置有影响的所有因素都考虑进去，以达到优化的方案,),移动距离最小原则,流动性原则,(,设施布置应使在制品在生产过程中流动顺畅，消除无谓停滞，力求生产流程连续化,),空间利用原则,(,生产区域或储存区域的空间安排，都应力求充分有效地利用空间。,),柔性原则,(,应考虑各种因素变化可能带来的布置变更，以便于以后的扩展和调整,),安全原则,（,3,）工厂总体布置设计的要求,满足生产要求，工艺流程合理；,适应工厂内外运输要求，线路短捷顺直,；,合理用地；,充分注意防火、防爆、防损与防噪；,利用气候等自然条件，减少环境污染。,（,4,）车间布置设计的要求,确定设备布置的形式；,满足工艺流程要求,；,实行定置管理、确保工作环境整洁、安全；,选择适当的建筑形式。,2.2,生产设施布局形式,可按设施类别分为生产设施和服务设施两大类，再来细分布置形式。,生产设施的三种基本的布置形式：,固定式布置,产品原则布置,工艺原则布置,成组原则,1.,工厂布局的形式,（,1,）产品原则布置（流水线布置）,当产品品种少批量大时，应当按照产品的加工工艺过程顺序来配置设备，形成流水生产线或装配线。,图,1,产品原则布置示意图,图,2,汽车后桥加工生产线,图,3,汽车装配生产线,图,4,汽车焊接生产线,产品原则布置的基础,标准化及作业分工,。整个产品被分解成一系列标准化的作业，由专门的人力及加工设备来完成。,产品原则布置的优点,产品产出率高，单位产品成本低；,每一产品都按工艺流程布置设备，因此加工件经过的路程最直接、最短，无用的停滞时间也最少；,由于操作人员效率高且所需培训少；,生产管理和采购、库存控制等工作也相对简单。,产品原则布置的缺点,要求较多的设备，而设备的利用率相对较低；,对产品种类及产量变化、设备故障等情况的响应较差；,线上工作重复单调乏味，缺乏提升机会，可能会导致工人的心理问题或职业伤害；,为了避免停产，设备备用件的库存可能比较大。,（,2,）工艺布置原则（机群式）,把同类型的设备和人员集中布置在一个地方。,图,4,工艺原则布置示意图,图,5,钻削加工工段,图,5,车削加工工段,（,3,）固定式布置原则（项目布置）,主要是工程项目和大型产品生产采用的一种布置形式。,它的加工对象位置，生产工人和设备都随加工产品所在的某一位置而转移。如工程建设、飞机厂、造船厂、重型机器厂等。,图,6,固定式布置,固定式布置缺点：,场地空间有限；,不同的工作时期，物料和人员需求不一样，这给生产组织和管理带来较大困难；,物料需求量是动态的。,（,4,）成组布置原则（混合布置）,成组技术,就是识别和利用产品零部件的相似性，将零件分类。一系列相似工艺要求的零件组成零件族。针对一个零件族的设备要求所形成的一系列机器，称作机器组（,制造单元）,。,成组原则布置可以认为是产品原则布置的缩影，是将工艺原则布置系统转化为接近产品原则布置系统。,成组原则布置的特点,加工时间较短、物流效率较高；,在制品较低、准备时间较短；,具有工艺原则布置的柔性。,图,7,板材加工,FMS,表 不同布置类型的特征,2.,工厂流动模式,工厂流动模式,：工厂（车间）内部物料和人员流动的方向，反映工厂（车间）的出口和入口的布置以及工厂面积。,图,9,基本流动模式,2.3,产品原则布置设计,流水线的设计包括：,技术设计,是指工艺路线、工艺规程的制订、专用设备的设计、设备改装设计、专用工具设计、运输传送装置的设计以及信号装置的设计等。,组织设计,是指流水线的节拍和生产速度的确定、设备需要量和负荷的计算、工序同期化设计、工人配备、生产对象运输传送方式的设计、流水线平面设计、流水线工作制度、服务组织和标准计划图表的制订等等。,1.,流水线的平面布置设计,（,1,）流水线平面布置设计原则,：,有利于工人操作方便；,在制品运动路线最短；,有利于流水线之间的自然衔接；,有利于生产面积的充分利用。,（,2,）流水线的布置模式,单列直线形流水线,双列直线形流水线,图,10,流水线单列和双列直线布置示意图,图,11,单列直线流水线布置,2.4,系统布置设计,1.,工厂布局设计的方法,（,1,）摆样法,（,2,）数学模型法,（,3,）系统布置设计（,SLP,）,2,系统布置设计（,SLP,）模式,准备原始资料,物流分析与作业单位相互关系分析,绘制作业单位位置相关图,作业单位占地面积计算,绘制作业单位面积相关图,修正,方案评价与择优,原始资料：,P,、,Q,、,R,、,S,、,T,及作业单位,1.,物流分析,2,作业单位相互关系,3.,相互关系图解,9,X,Z,4,所需面积,5,可用面积,6.,面积相关图解,7,修正因素,8,实际条件限制,方案,X,方案,Z,方案,Y,9,评价,选出的最佳布置方案,工厂布局的基本原始资料,产品和产量,P,、,Q,工艺过程,R,辅助服务部门,S,时间安排,T,2.5,物流分析技术,1,、工艺过程（流程）图,2,、多产品工艺过程表,3,、重组方法,4,、从至表,0.02,3,1,4,5,原材料,0.5,0.3,0.2,0.01,0.1,0.2,0.3,0.3,7,0.31,废料,图,15,变速器加工工艺过程（,t,）,1,、工艺过程图,工艺过程图描述产品生产过程中各工序之间的关系，或者是全厂各部门之间的工艺流程。,对大批量，少品种的情况。,1,9,5,原材料,0.2,0.23,0.1,0.1,废料,0.15,0.08,0.05,图,16,随车工具箱加工工艺过程（,t,）,2,1,4,10,标准件,原材料,0.01,0.4,0.81,1.2,废料,图,17,车体加工工艺过程（,t,）,1,4,5,原材料,0.35,0.15,0.2,废料,0.2,图,18,液压缸加工工艺过程（,t,）,0.2,图,19,叉车生产工艺过程（,t,）,2,、多产品工艺过程表,对较大批量，多品种的情况（,10,种），,将各产品的生产工艺流程汇总成表。,图,26,多种产品工艺过程表,3,、成组方法,对中小批量，品种达到数十品种的情况，,将各产品按产品结构与工艺过程相似性进行归类分组。对每一类产品采用工艺过程图进行物流分析，也可用多产品工艺过程表。,2,、作业单位相互关系图,（,1,）作业单位,是指工厂或服务中作布局设计时需要确定位置的单元。,总平面布局设计：厂房、车间、仓库等；,详细设计：机器、装配台、检验站等。,（,2,）作业单位相互关系图,图,20,作业单位相互关系图的基本原理,6,和,1,的关系,图,21,作业单位相互关系等级,图,22,工厂布局作业单位关系图实例,2.6 SLP,法求解,（,1,）物流强度等级,表,叉车总装厂物流强度汇总表,表,叉车总装厂物流强度等级表,（,2,）物流相关表,3,、作业单位相互关系分析,（,1,）作业单位相互关系的决定因素及相互关系等级的,划分,作业单位相互关系的决定因素,物流和工艺流程,作业性质相似；,使用相同的设备；,使用同一场所；,使用相同的文件档案；,使用系统的公用设施；,使用同一组人员；,工作联系频繁程度。,作业单位相互关系等级的划分,（,2,）作业单位综合相互关系表,1),作业单位非物流相互关系表,建立基准相互关系,分析作业单位非物流关系；,建立作业单位非物流关系表。,基准相互关系,建立作业单位非物流关系表。,编号,1,2,3,4,5,6,7,8,理由,工作流程连续性,生产服务,物料搬运,管理方便,安全与污染,共用设备设施,振动,人员联系,2),作业单位综合相互关系的建立,进行物流分析，求得作业单位物流相关表,表,；,确定作业单位非物流关系表；,确定物流与非物流相互关系的相对重要性；,量化物流强度等级和非物流的密切程度等级；,计算量化的所有作业单位之间的综合相互关系。,综合关系等级划分（,任何一级物流相互关系与,X,级非物流相互关系等级合并时都不应超过,O,级,）；,调整，建立综合相互关系表,综合相互关系等级与划分比例,例题,3,叉车总装厂作业单位,综合相互关系的建立,1,）物流分析,2,）非物流分析,3,）,加权值的选取,，取,m,：,n,1,：,1,4,）综合相互关系计算,任何一级物流相互关系与,X,级非物流相互关系等级合并时都不应超过,O,级,5,）,划分综合关系,密级,4.,建立作业单位综合相互关系表,3,、作业单位相互位置关系,图（,平面方案的确定）,方法：,Muther,线型图法（,SLP,法）,适合分离厂房的工厂总平面布置,Tompkins,关系表技术（联合厂房）,在,SLP,中，工厂总平面布置并不直接去考虑各作业单位的建筑物占地面积及其外形几何形状，而是从各作业单位间相互关系密切程度出发，安排各作业单位之间的相对位置，关系密级高的作业单位之间距离近，关系密级低的作业单位之间距离远，由此形成,作业单位位置相关图,。,（,1,）,Muther,线型图,法,缪瑟提出的,SLP,中采用了线型图来,“,试错,”,生成平面布置图。,作业单位综合接近程度,等于该作业单位与其它所有作业单位之间量化的关系密级的综合。,分值越高，说明该作业单位越应靠近布置图的中心位置，越低则越往边缘。,（,1,）,Muther,线型图法,缪瑟提出的,SLP,中采用了线型图来,“,试错,”,生成平面布置图。,Muther,线型图法步骤,1,）计算作业单位综合接近程度表；,2,）根据作业单位等级表示方式来绘制相关图。,首先处理相互关系密级为,A,的作业单位对，并按综合接近程度顺序来布置。,其次处理相互关系密级为,E,的作业单位对。,第一步,A,级作业单位对,A,级关系,8-11,、,4-5,、,11-12,，其接近程度排序为,8,、,4,、,11,、,12,、,5,。,将,8,布置在中央，并处理,8-11,作业单位对。,8,11,布置,4,，,4-8,，,4-11,为,I,、,O,级。,8,11,4,处理与,4,有关的,A,级有,4-5,。,8,11,4,5,处理,8,、,11,与,5,的关系，为,U,级。,处理,11,，,12,作业单位，,11-12,是,A,级关系,8,11,4,5,12,处理,12,作业单位与其它已布置单位。,第二步处理,E,级关系,E,级关系,1-4,、,1-5,、,1-6,、,2-10,、,3-8,、,4-7,、,5-9,、,7-8,、,8-10,，其接近程度顺序,8,、,4,、,1,、,7,、,3,、,9,、,5,、,10,、,2,、,6,首先处理与,8,的,E,级关系，,7-8,，,3-8,，,8-10,。,处理,7,与,8,、,4,、,11,、,12,、,5,的关系,E,、,E,、,I,、,U,、,U,8,11,4,5,12,7,处理,3,与,8,为,E,级,8,11,4,5,12,7,3,处理,3,与图中作业单位关系，,3-7,是,I,级关系,处理作业单位,4,，,1-4,，,4-7,为,E,级，,考虑,1,与其它作业单位关系，,1,与,3,、,4,、,5,都为,E,。,12,10,7,5,4,8,11,3,1,处理作业单位,4,与图中作业单位关系，,4,与,11,为,0,级。,处理作业单位,6,，,6-1,是,E,级，与其它图中作业单位关系，,6-4,为,O,级。,12,10,7,5,4,8,11,3,1,6,处理作业单位,2,，,2-10,是,E,级，与其它图中作业单位关系，,2-5,，,2-6,为,X,级,2-1,，,2-3,为,I,级。,2,12,10,7,5,4,8,11,3,1,6,以此类推处理其它单位（等级）。,（,2,）,Tompkins,关系表技术,Tompkins,介绍了一种关系表技术，逻辑条理较强，它的主要步骤如下：,先将,综合关系相关图,转化为,关系工作表,(Relationship Worksheet),将每个作业单位制作出一个相同面积的拼块,分析得到,拼块图,(Dimensionless Block Diagram),在拼块图上作流程分析,(Flow Analysis),将拼块图转化为,面积图,。,例题,4,下面结合某小型工具箱制造厂的例子讲述这种方法。已知该厂各作业单位相关图已确定如下图所示，试作出它的布置。,图,25,作业单位综合关系相关图,1,）关系工作表,是对相关图的进一步总结，它每行列出一个作业单位，,AEIOUX,各成一列，将与之形成,AEIOUX,各级关系的其他单位分列在各列之中，如一列中有多种关系，以逗号隔开。完成的关系表如表所示，其中最重要的是,A,、,E,和,X,列。,作业单位,A E I O U X,1.,制造,2,6,3,10 9,11,13,14 4,5,12 7,8,2.,焊接,1,3,6 5,9,10,12,13 4,7,8,11,14,3.,油漆,2,4,1 6 9,12,13 5,7,8,10,11,14,4.,组装,3,7,6,8 9,12,13,14 1,5 2,10,11,5.,收货区,6 14 1,2,4,9,12,13 3,7,10,11,8,6.,暂存区,1,5,4 2,3,14 9 8,10,11,12,13,7,7.,仓库,4,8,14 1,2,3,5,9,10,11,12,13,6,8.,发货区,7 4 14 9,12,13 1,2,3,6,10,11,5,9.,休息室,12 13,14 1,4 2,3,5,6,8,10,11 7,10.,维修,11 1 2,9 3,4,5,6,7,8,12,13,14,11.,工具室,10 2 9,14 2,3,4,5,6,7,8,12,13,12.,更衣室,9 13 4 1,2,3,5,8 6,7,10,11,14,13.,餐厅,9,12,14 1,4 2,3,5,8 6,7,10,11,14.,办公室,9,13 1,4,5,6,8 7,11 2,3,10,12,2,）无面积拼块图,对每一个作业单位作一个同样大小的方块，称为,无面积拼块,。,在拼块上，将作业单位代号写在正中央，名称写在代号上面，,“,X=,”,写在代号下面；四个角分别放置与之成,A,、,E,、,I,、,O,级关系的，,U,级关系不用考虑。,图,26,无面积拼块示例,2,6,3,10,A,E,制造,1,X,=,无,I,O,9,11,13,14 4,5,12,图,26,无面积拼块示例,3,）无面积拼块布置,摆放时，先找出关系最重要的，即,A,最多的，若,A,级数量相同，再比较,E,的。将此块先放于中央位置。,摆放规则是,：,A,级关系要边靠边放，,E,级关系至少角靠角，,X,级关系不能靠边也不能靠角。,2,6 3,10,1,1,3,2,1,5 4,6,比较,E,级,2,6 3,10,1,1,3,2,1,5 4,6,11 1,10,2,4,3,比较新加入块的,A,级,2,6 3,10,1,1,3,2,1,5 4,6,11 1,10,2,4,3,6,5,3,7 6,8,4,10,11,比较新加入块的,A,级,4,8,7,7 4,8,2,6 3,10,1,1,3,2,1,5 4,6,11 1,10,2,4,3,6,5,10,11,3,7 6,8,4,2,6 3,10,1,1,3,2,1,5 4,6,11 1,10,2,4,3,6,5,10,11,3,7 6,8,4,4,8,7,7 4,8,12 13,14,9,9 13,12,比较其它级,9,12,14,13,13,9,14,多种方案,5,6,2,1,3,4,9,12,14,13,10,8,7,11,5,2,6,1,11,10,12,9,14,13,3,4,8,7,2,1,3,4,10,9,11,13,6,5,8,7,12,14,4,1,7,8,10,11,13,14,6,5,2,3,12,9,图,26,完成后的,4,种方案,a,b,c,d,5,6,2,1,3,4,9,12,14,13,10,8,7,11,评价方法：,如果,A,级的没有靠近，则罚,2,分；,X,级的边靠边也罚,2,分；,A,级的只角靠角，,罚,1,分；,X,级角靠角，,E,级没有角靠角也罚,1,分。,a,4,和,6,两个,E,级罚,2,分,特点：,因为,A,级关系边靠边，在完全空时有四种选择，所以最后的布置图有多种方案。,比线型图方法试错的次数要少得多，而且不存在线条的长短问题，更容易操作。,4,）物流流程分析,有一个明确的物流流程：,即,收货,(5),原料库,(6),制造,(1),焊接,(2),油漆,(3),装配,(4),成品库,(7),发货,(8),。,5,6,2,1,3,4,9,12,14,13,10,8,7,11,5,2,6,1,11,10,12,9,14,13,3,4,8,7,a,b,2,1,3,4,10,9,11,13,6,5,8,7,12,14,4,1,7,8,10,11,13,14,6,5,2,3,12,9,c,d,4,、作业单位面积相关图,在面积相关图主要考虑,两个问题,：,一是将各作业单位面积需求汇总，根据场地的要求，确定建筑的基本形状；,二是在此形状上按各作业单位的面积需求进行分配，结合上面布置图，作出有面积的块状布置图。,（,1,）面积的确定,1,）计算法,根据每台设备和作业所需的面积，加上辅助设施、材料储存、维修、通道以及人员所需的面积,。,2,）概略布置法,利用设备的样片或模型进行概略布置。,3,）指标趋势及延伸法,将过去某一时期每台设备、每个公式计算的面积指标化成曲线，延伸预测未来的面积指标。,（,2,）作业单位厂房平面设计,1,）根据实际需求确定厂房平面形式；,2,）防火、消防安全设计；,3,）根据生产要求、生产者心理和生理要求，结合当地的气候进行采光、通风设计。,4,）根据车间生产性质，可以进行厂房合并。,（,3,）辅助服务部门布置设计,1,）工厂辅助服务部门设施有：,工厂出入口；,行政管理部门；,生活服务设施；,检测与技术部门；,交通服务设施；,社会服务设施。,2,）工厂辅助服务部门具体设计原则：,工厂管理服务设施应面向城市主干道，便于社会联系；,工厂服务部门的建筑平面和空间应相对集中，灵活、合理,布置，以便人员、信息联系；,建筑形式、色调应符合城市规划要求，与邻近建筑协调；,应妥善处理与周围道路、停车场、广场、绿化设施设计；,面向社会的产品展销、维修部门应有直接对外的入口和,对厂内的内门；,应做到人流物流分开。,例题,5,（,4,）作业单位面积相关图的确定,图,27,面积需求表,总需求为,1800,平方米，按长宽比为,1:2,得厂房尺寸为,3060,米。以,66=36,平方米为基本单元格，则总共有,50,个单元格，各作业单位圆整后的单元格数如表中,“,单元格数,”,列。 这样，面积块状布置就是在此,50,个格子上分配各作业单位。,5,6,2,1,3,4,9,12,14,13,10,8,7,11,5 5 6 1 1 1 1 7 7 7,2 1 1 1 1 1 10 7 7 7,2 3 3 3 3 3 11 7 7 8,2 3 3 3 4 4 4 7 7 7,9 12 13 13 14 14 14 14 14 14,5,6,2,1,3,4,9,12,14,13,10,8,7,11,5 5 6 1 1 1 1 1 10 11,2 2 2 1 1 1 1 7 7 7,3 3 3 3 4 4 7 7 7 8,3 3 3 3 4 7 7 7 7 7,9 12 13 13 14 14 14 14 14 14,需要的面积受到实际可能或其他因素的限制，因此必须对所需面积进行适当调整，使之既符合建筑物的整体外形，又符合各作业单位面积的需要。压缩一些不必要的面积，也可进行新的组合。,5.,收货,2.,焊接,3.,油漆,6.,暂存区,1.,制造,11.,工具,10.,维修,7.,仓库,8.,发货,4.,组装,14.,办公室,例题,6,以叉车为例，来说明。,（,4,）作业单位面积相关图的绘制,1,）选择合适的比例。,2,）将作业单位位置相关图放大到坐标纸。,3,）按综合接近程度值的大小顺序，由大到小依次将各单位布置到图上。,4,）调整和修正，得到作业单位面积相关图。,图,28,叉车总装厂作业单位面积相关图,（,5,）作业单位面积相关图的调整,1,）修正因素,物料搬运方法,(,物料搬运设备种类、搬运系统模式以及运输单元,),；,建筑特征；,道路。,2,）实际条件限制,给定厂区面积的大小；,建设成本；,厂区现有的建筑物的利用；,政策法规等方面。,图,29,叉车总装厂总平面布置图（一）,图,30,叉车总装厂总平面布置图（二）,图,31,叉车总装厂总平面布置图（三）,5,、方案评价与选择,技术评价,技术先进性,物流状况（物流距离分析）,（,1,）单项指标比较评价法,经济评价,财务评价,财务内部收益率、投资回收期和固定资产借贷偿还期,国民经济评价,经济内部收益率、经济净现值和净现值率,不确定性分析,盈亏平衡分析、敏感性分析和概率分析,优缺点比较法,（,2,）综合指标比较评价法,序号 因素 重要性 序号 因素 重要性,1,初次投资,16,安全性,2,年经营费,17,潜在事故的危险性,3,投资收益率,18,影响产品质量的程度,4,投资回收期,19,设备的可得性,5,对生产波动的适应性,20,外购件的可得性,6,调整生产得柔性,21,与外部运输的配合,7,发展的可能性,22,与外部公用设施的结合,8,工艺过程的合理性,23,经营销售的有利性,9,物料搬运的合理性,24,自然条件的适应性,10,机械自动化程度,25,环境保护条件,11,控制检查的便利程度,26,职工劳动保护条件,12,辅助服务的适应性,27,对施工安装投产进度的影响,13,维修的方便程度,28,施工安装对现有生产的影响,14,空间利用程度,29,熟练工人的可得性,15,需要储存得物流、外购件数量,30,公共关系效果,优缺点比较表,方案优缺点评价,项目名称：,方案编号：,方案简要说明：,结论。,评价人：,评价日期：,优点 缺点,加权因素比较法,可以把提供比较的各项因素进行综合比较，合理地确定各个因素的权数和客观地对每个方案的各个因素打分。,程序是：,1,）明确要评价的方案。,2,）选定考虑的因素并准备评分表。,3,）确定每个因素的相对重要性。,4,）给每个方案每个因素评分。,5,）计算加权分。,（,2,）综合指标比较评价法,最常用的评价因素：,1,）适应性和通用性。,2,）物流效率。,3,）物料运输效率。,4,）储存效率。,5,）场地利用率。,6,）辅助部门的综合效率。,7,）工作环境和员工满意程度。,8,）安全管理。,9,）产品质量,10,）设备利用率。,11,）与企业的长远发展规划相协调性,2.7,详细布置,对工厂设施和设备进行详细的布置。,思考题,1,、 工厂生产设施布局的几种形式，它们各自有哪些特点？,2,、 设施布置设计的流程？,