现代物流系统工程与技术第八章生产物流系统设施规划

第八章生产物流系统设施规划根据场址选择一章的基本理论，进行生产物流系统的布置设计与搬运设计讨论。2005.7第一节生产物流类型、生产物流系统特点一、生产物流类型根据产品在工作地生产的重复过程，将物料生产过程划分为：1．单件生产：一般造船厂、飞机制造厂等企业的生产。2．大量生产：汽车制造企业的生产。3．成批生产。从物料流向的角度分类，可把生产物流划分为：1．项目型生产物流：如住宅、厂房、公路、大坝、机场等的建造；飞机装配等。2．连续型生产物流：如汽车装配生产线。3．离散型生产物流：如机床制造。从物料流经的区域和功能角度分类，又可以把生产过程中的物流细分为：1.工厂间物流：大型企业、各专业厂间运输物流或独立工厂与材料、配件供应厂之间的物流。2.工序间物流：也称工位间物流、车间物流，即生产过程中车间内部和车间、仓库之间各工序、工位上的物流。二、生产物流系统的主要特点1．物料是按照产品的生产过程和工艺流程的要求流动的，物料在生产过程的各个环节处于连续流畅状态。2．物料在生产过程的各工艺阶段，保持一定比例以适应产品制造的要求。3．物料搬运装卸过程要安全可靠，尽可能减少环节，简化作业流程，在满足生产工艺的前提下，选择合适的搬运设备和容器。第二节生产物流系统的设计一、基本概念1．当量物流量物流强度又称物流量，是一定时间内物料的移动量，可以用重量、体积、托盘或货箱来表示。当量物流是指物流运动过程中一定时间内按规定标准修正、折算的物料搬运和运输量。其计算公式为。fqn2．玛格数玛格既不用重量，也不用体积或件数，而是以“可运性”作为衡量的基础。一个玛格相当于一件结构紧密、可以方便地拿在一只手中的物品。木块（约物料玛格基本值垫圈，孔径6mm1/150螺母，12mm×5mm1/50一包香烟1/2木块（约cm）1托盘荷载（1200cm×1200cm—低堆垛）38托盘荷载（1200cm×1200cm—中堆垛）44托盘荷载（1200cm×1200cm—高堆垛）48555cmcmcm3．物料活性系数物料活性系数是一种度量物料搬运难易程度的指标，一般将物料活性系数分为5个等级。系数等级01234物料状态堆在地面上集中、装在容器内垫起、可吊装装载、可近距离移动装车移动4．物料搬运的单元化与标准化（1）单元化可以缩短搬运时间、保持搬运的灵活性和作业的连贯性，便于搬运机械操作，减轻人力装卸，以提高生产作业率。（2）标准化有利于物流系统中各个环节的协调配合，在异地中转等作业时不用换装，提高通用性，减少搬运作业时间，减轻物品的散失、损坏。从而节约费用。①物流基础化模数。目前已基本认定600mm×400mm为物流基础模数尺寸。②物流模数。物流模数是指集装单元基础模数尺寸（即最小的集装尺寸）。40040040060060012006004001000物流基础模数尺寸与集装单元模数尺寸的配合关系二、生产物流系统的设计物流系统的设计包括系统布置设计与系统搬运设计两个过程：布置设计重点在于空间的合理规化，使得物流路线最短，在布置时位置合理，尽可能减少物流路线的交叉、迂回、往复现象。搬运设计是以布置设计为前提，根据所搬运物料的物理特征、数量以及搬运距离、速度频度等，确定合理搬运方法，选择合适的搬运设备，使搬运系统的综合指标达到最优。（一）生产物流系统的布置设计一般分四个阶段，即确定位置阶段、总体区划阶段、详细布置阶段和施工安装阶段。原始资料:P、Q、R、S、T及作业单位1.物流2.作业单位相互关系3.相互关系图解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9.评价方案X方案Z选出的最佳布置方案方案Y一般经过下列步骤：1.收集原始资料生产物流系统设计在布置设计阶段要考虑众多因素，其中最主要的因素是产品P（或材料或服务）、数量Q（或产量）、生产路线R（或工艺过程）、辅助服务部门S和时间T（或时间安排）。这5项基本要素是生产物流系统在设施规划布置阶段必不可少的基础资料。2.物流分析与作业单位相互关系分析（1）物流分析1）工艺过程图对生产中批量大，品种少的物流系统，采用标准符号绘制工艺过程图，可以直观的反映出企业生产的详细情况。常用的图例符号如下表所示。物料流程图例符号办公室或规划面积，建筑特征工艺过程图表符号及作用说明作业单位及区域的扩充符号颜色区别黑白图纹操作运输储存停滞检验成形或处理加工区装配，部件装配拆卸与运输有关的作业单位/区域储存作业单位/区域停放或暂存区域检验，测试，检查区域服务及辅助作业单位/区域绿红桔黄桔黄桔黄蓝蓝棕（灰）铸件钢板4t10t车0～40～10～50～20～30～6下料9t3t10.5t1t0.3t0.7t2t3.3t切削切削螺栓装配切削切边成形边角料7t9t钻0.5t标注物流强度的工艺过程图2）从至表当分析的产品或零件非常多时，用从至表来表示部门之间或机器之间的物流强度。至从ZXYWVUS合计ZAC104C108212XC60A288348YB28AB6593WC50A288338VABC192192UABC550550S合计3）多种产品工艺过程图4）成组分析法。当产品品种较多时，可按产品结构与工艺的相似性进行分组归类，绘制物流种类P－物流量Q图。根据每一种产品Pi（i=1,2,…,n）及其对应的产量Qi，画出由直方图表示的P-Q图。p1p2p4p3ABCPQpn（2）作业单位相互关系分析部门1部门2部门3部门4部门5部门6部门7部门8AEUIAOAIEU3.绘制作业单位位置相关图在系统布置阶段，从各作业单位之间相互关系密切程度出发，安排各作业单位间的相对位置。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，形成作业单位位置相关图。4.作业单位面积计算各作业单位所需占地面积与设备、人员、通道及辅助装置有关，计算出的面积应与可用面积相适应。计算过程中，要考虑到布置设计中道路的布局形式、道路至相邻建筑物的最小距离问题、建筑物之间距离问题及车辆运输道路的技术指标等。5.绘制作业单位面积相关图作业单位面积相关图就是把各作业单位的占地面积与空间几何形状，按照适当的绘图比例，布置到作业单位位置相关图上。形成作业单位面积相关图。在作图过程中，建筑物的柱距、梁距等建筑物的绘制，要根据标准的序列值进行，对于生产、运输部门来讲，要考虑物料、人员的流动通道。6.作业单位面积相关图的修正作业单位面积相关图是一个原始布置图，还需要根据其他因素进行调整和修正。进行面积相关图的调整修正时，通常要考虑厂址条件或周围环境情况（地面坡度、主导风向、铁路、道路的出入口、对周围的污染、振动、噪声等）、搬运设施和方法、仓库设施、公用及辅助部门等方面的内容。7.方案评价（1）加权因素法。在评价布置方案时，对非经济因素影响常用的评价方法是加权因素法。一些影响系统布置设计常见的非经济因素，见下表所示。物流系统加权评价非经济因素表序号因素重要性序号因素重要性1是否易于将来发展10安全设施及管理2工艺过程的适应性11产品的质量3设施布置是否灵活可变12设备利用率4物流效率13与企业发展规划协调程度5物料搬运效率14环境保护与自然条件利用6储存的效率15外观美观7空间利用率16其它8辅助部门的综合效率179工作环境及员工的满意度18例：某车间布置设计，共4种方案：A—仓库与车间布局分散；B—车间布局完整、集中；C—辅助服务部门集中；D—布局不完全集中。从例子中可以看到，D方案分值最高。序号考虑因素权数各方案的等级及分数ABCD1辅助服务是否分散10U/0I/20I/20E/302管理是否容易6O/6A/24E-/15E-/153扩建的可能性5O-/3I/10O/5O/54物流及搬运是否经济10O/10U/0I/20E/305灵活性9O/9E/27I/18E/276投资大小8O-/4O/8I/16E/247设备利用率5A/20O/5U/0O-/3合计529494134（2）费用对比法。当各个方案都已证明是合理的情况下，就要从经济上进行费用的比较。（二）生产物流系统设施布置的基本形式（1）固定式布置。工作地按加工产品的要求固定布置，生产时所需要的设备、人员、材料等服从于工件的固定工位。车床铣床磨床焊接涂漆装配仓库（2）按产品原则布置。指将不同类型的机器、设施按产品的加工顺序和路线要求，布置成流水生产线或装配线形式。通常有直线型、L型、O型、S型、U型。各种加工设备流水线各种加工设备（3）按工艺过程布置。是将具有相同功能的同类设备集中在一起，完成相同工艺的加工任务。这种布置适用于产品具有多品种、小批量的生产方式。车床组铣床组磨镗钻组其它（4）按成组制造单元布置。根据一定的标准，将结构和工艺相似的零件分成零件组，确定出零件组的典型工艺流程，然后配置适应各组加工工艺的设施，形成“成组生产单元”。成品库原材料（三）系统的布置设计实例一个叉车总装厂占地面积120000平方米，厂区东西长约500米，宽约280米，年产各种叉车约3000台，主要设施如下表所示，其作业单位分别负责完成重要零、部件的加工及总装工作。作业单位建筑物汇总表序号作业单位名称用途建筑面积（m×m）结构形式（m）备注1原材料库存储原材料72×36跨距122油料库存储油漆、油料36×36跨距123标准、外购件库储标准件、半成品48×36跨距124切削工车间零件切削加工72×36跨距185热处理车间零件热处理90×30跨距306焊接车间车身焊接90×30跨距307变速器车间变速器组装72×36跨距188总装车间总装180×96跨距249工具车间随车工具箱制造60×24跨距1210油漆车间车身喷漆48×30跨距3011试车车间试车48×48跨距2412成品库存储叉车成品100×50露天13办公、服务楼办公、生活服务300×6014车库车库、停车场80×60露天1.构成叉车的物料分类及重量总装体各部件零、部件重量（T）叉车行走系统电瓶、电机0.2变速器0.3转向桥、驱动桥等0.8液压抬升机构抬升机构0.3液压缸0.2泵及液压回路0.2车体0.8平衡重0.3随车工具箱0.1其它液压油0.06塑料制品0.01油漆0.01标准件0.022.绘制工艺过程图标准件原材料135470.010.190.49(0.29)0.10.190.31废料(单位:t)59原材料10.20.15(0.23)0.080.10.1废料(单位:t)变速器工艺过程图随车工具箱工艺过程图61012油漆原材料0.011.20.400.81(单位:t)废料541原材料0.350.150.2(单位:t)废料0.2(0.55)车体工艺过程图液压缸工艺过程图原材料废料标准件原材料废料原材料废料原材料外协件废料油漆机油叉车总装厂全厂工艺过程图3.物流强度等级划分，编制物流相关图物流强度等级划分表物流强度等级符号物流路线比例（％）承担物流量比例（％）超高物流强度A1040特高物流强度E2030较大物流强度I3020一般物流强度O4010可忽略物流强度U物流强度汇总表序号作业单位对（路线）物流强度序号作业单位对（路线）物流强度11－40.3104－80.221－30.69115－90.3131－61.2126－100.842－100.01137－30.3152－110.06148－90.163－70.01158－100.8173－81.82168－113.2484－51.141711－123.394－70.3序号作业单位对（路线）物流强度1234物流强度等级111－12A28－11A33－8E41－6E54－5E68－10E76－10E81－5E95－9I107－8I111－4I124－7I134－8O148－9O152－11O162－10O173－7O物流强度分析表UUUUUUUUUUUUUUUUUUUU序号作业单位名称原材料库油料库标准、外构件库机加工车间热处理车间焊接车间变速器车间总装车间工具车间油漆车间试车车间IUUEUUUU成品库办公服务楼车库UUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUAUUUUUUUUAOUUUUOEEOIIUOEUU