第四章-物流分析与物料搬运系统设计0609

00:011物流工程与管理乔金友工程学院管理科学与工程系LogisticsEngineering&management管理科学与工程系00:012第四章物流分析与物料搬运系统设计第一节物料搬运系统设计概述第二节SHA的物流分析第三节SHA的物流搬运系统设计第四节物料搬运系统设计案例管理科学与工程系00:013一、三个设计要素在设计物料搬运系统时，首先考虑三个设计要素，即搬运对象、移动路线、搬运方法。第一节物料搬运系统设计概述管理科学与工程系00:014一、三个设计要素第一节物料搬运系统设计概述物料一般分如下七种:原料或材料；间接材料或办公用品；在制品；零配件；成品；残余物料；其他物料。1．搬运对象：物料(1)物料的定义。物料是指一般企业经营活动中，所投入的人力、财力、技术方法及管理才能之外的有形财物中，固定资产如机器设备以外的统称。第一个要素管理科学与工程系00:015(2)物料的分类特征按形态分为：固体、液体、气体按包装分：单件、包装件、散装按影响搬运特征分：实体特征、其他特征第一节物料搬运系统设计概述一、三个设计要素管理科学与工程系00:016第一节物料搬运系统设计概述一、三个设计要素①物料实体特征：集装的方式、单元货载大小（长、宽、高等），单元货载的形状、损坏风险等。②其他特征:数量（每批批量、总数据量等）时效（紧急性、季节性等）特殊控制（政府规定、厂内标准、经营政策等）管理科学与工程系00:017第一节物料搬运系统设计概述(3)物料的P—Q分析按照物料的数量和种类特征，将物料分类画出直方图，如图所示，列出搬运物料的分类汇总表，作为制定物料搬运方法的依据，亦即针对不同群组的物料，可能需用不同的搬运设备和方法。一、三个设计要素管理科学与工程系00:0182．移动路线(1)工作区域间移动因提供两部相同的机器不经济，零件须离开生产线到另一区域加工再回到生产线，则增加路线交叉和物料等候现象。因此，有关系的场所必须紧密相靠。第一节物料搬运系统设计概述一、三个设计要素第二个要素(2)验收与装运等活动地点通常是流程的开始或结束点，必须考虑与外界运输体系相关。或连接成验收与装运区域。使内部物流与外部物流相连通，整个系统流程将为封闭回路。管理科学与工程系00:0192．移动路线（3)水平方向流程装配线或主生产流程于厂区内如何布局等问题将决定水平方向的流程，主要考虑因素为设施实体结构以及进货和出货部门的位置等，如图所示。图4-1水平方向流程类型第一节物料搬运系统设计概述一、三个设计要素管理科学与工程系00:0110（3)水平方向流程。图4-1水平方向流程类型第一节物料搬运系统设计概述一、三个设计要素在窄小狭长建筑物中收纲和出货分别在两端时，直线流程将较合适；U型布局允许进出货部门都在建筑物的同侧；贺型布局允许同一组工作人员来执行进货和出货作业……管理科学与工程系00:0111(4)垂直方向流程配置升降设备或旋转输送带装置，有效利用空间。图4-2垂直方向流程配置第一节物料搬运系统设计概述一、三个设计要素(5)交叉运送(cross—traffic)交叉运送对工作流程造成潜在障碍，应尽量避免。管理科学与工程系00:01123．搬运方法加强对搬运设备的了解及资料收集以作为选择设备和分析搬运方法的基础。一个规划良好的物料搬运系统，按部就班的物料搬运规划程序（物料流程）是不可或缺的。物料流程问题注重搬运、储存及控制物料的方法。第一节物料搬运系统设计概述一、三个设计要素第三个要素管理科学与工程系00:0113二、以“5W1H”为变量的物料搬运程式第一节物料搬运系统设计概述（1）物料搬运程式。物料搬运程式如下所示：∑[何故(何物+何处+何时)]括号中的内容表示对于每一项移动，首先考虑“为何需要这个移动”，“何故”表示一项考虑先决条件，以简化物料搬运工作。而每项移动应依下列问题进行评估：此项移动可以删除吗?此项移动可以合并吗?此项移动可以简化吗?此项移动会因顺序改变而更方便吗?管理科学与工程系00:0114设计者需要主要考虑六个变量，这六个变量就是工业工程中的5W1H。“Why”提示设计者全面评价环境，正确确定设计目标。“What”是关于移动什么物料的问题(特性和数量)。“Where什么地方”和“When什么时候”是关于搬运路线的。第一节物料搬运系统设计概述二、以“5W1H”为变量的物料搬运程式管理科学与工程系00:0115问题“Who(which)谁（哪个）”和“How如何”是关于搬运方法(包含设备)的。以“5W1H”为变量的物料搬运程式涵盖了物料搬运系统的三大要素:搬运对象、搬运路线、搬运方法和物料搬运系统设计的前提：环境、目标。如图4-3所示：第一节物料搬运系统设计概述二、以“5W1H”为变量的物料搬运程式管理科学与工程系00:0116∑[何故(何物+何处+何时)]管理科学与工程系00:0117（2）用法说明1)是借助于英文中的六个疑问词：why、what、where、when、how、who，设计一连串的问题以质疑物料搬运系统设计者的设计理念是否合理或是否有其他更好的方法存在，以期找出设计缺陷，改善系统绩效。第一节物料搬运系统设计概述二、以“5W1H”为变量的物料搬运程式2)物料搬运程式以何故(why)起始，质疑设计方案中对于搬运对象(what)、移动方式(where、when)和搬运方法(how、who)等三要素是否已有合适处理与深入考虑，而此三要素的选择与内涵则构成物料搬运系统的主要内容。管理科学与工程系00:01183)以后利用“何故”的问法是要从已有的内容中区分出哪些是必须具备的，哪些是可以被修正的。例如“何物”及“何故”的综合应用可以指出被搬运的正确物料为何；“何处”、“何时”及“何故”的综合应用可以确知正确的移动路线、移动时间；“如何”、“何人”及“何故”的综合应用可以协助建立正确的搬运方法；“何者”及“何故”的综合应用则可以评估挑选较好的设计方案。第一节物料搬运系统设计概述二、以“5W1H”为变量的物料搬运程式（2）用法说明管理科学与工程系00:0119（3）六个疑问词的常见问题1）何故(why)：为何需要搬运？为何要如此操作？为何要依照此种顺序进行操作？为何物料要这样接收？为何物料要这样运送？“为何物料要这样包装？第一节物料搬运系统设计概述二、以“5W1H”为变量的物料搬运程式2）何物(what)：要移动的对象是什么?其特征、生产量、不同零件的数目、作业层次数目等为何？需要何种资料，资料如何取得？系统所规划的范围是什么？是否需要机械化／自动化设备？是否需要人工控制?管理科学与工程系00:0120（3）六个疑问词的常见问题3）何处(where)：何处应该储放物料？何处需要物料搬运？何处有物料搬运的问题存在？何处应该使用物料搬运设备？何处在未来会发生变化？何处的操作可以删减、合并、简化?第一节物料搬运系统设计概述二、以“5W1H”为变量的物料搬运程式4）何时(when)：物料何时需要移动？何时需要实施自动化？何时要整理物料？何时要删减作业？何时要扩充系统容量?管理科学与工程系00:01215）如何(how)：物料如何移动？如何分析物料搬运问题？如何取得主要人员的赞同？如何去学习更多有关物料搬运的知识？如何应付意外情况?6）何人(who)：何人要搬运物料？何人参与系统的设计？何人将评估系统？何人要安装系统？何人稽查系统？委托何人来承造设备？过去何人曾面临相同问题？何种设备可以考虑选用？何种物料需及时控制？何种方案较佳？何种标准被用来评估设计方案?第一节物料搬运系统设计概述二、以“5W1H”为变量的物料搬运程式（3）六个疑问词的常见问题管理科学与工程系00:0122（4）简要小结。5WHI在应用中的要点：1)Why将应该做的与已做的分开。2)What和Why明确搬运的正确物料。3)Where、When和Why确定必须执行的移动。4)How和Why确立使用的正确方法。5)Who和Why谁能作出更好的设计。第一节物料搬运系统设计概述二、以“5W1H”为变量的物料搬运程式管理科学与工程系00:0123三、物料搬运系统设计的新思维第一节物料搬运系统设计概述1.基于知识的物料搬运系统设计物料搬运设备、搬运实践经验、实际制造经验（尤其是物料搬运系统设计应体现的精益生产与快速响应制造方面的经验）、系统分析技术以及实现物料搬运原则的方法等各项知识，组成了物料搬运系统设计人员的知识库。这些知识包括两类：一类是直观清晰的知识；另一类是教育处机信息处理知识，如仿真、信息管理系统等。管理科学与工程系00:0124三、物料搬运系统设计的新思维第一节物料搬运系统设计概述2.全寿命周期工程观点物料搬运系统设计被认为是一次性工程。但在敏捷制造和况争制造环境下的物料搬运系统必须要有可重组的能力。这种情况下物料搬运系统设计和再设计可看作是重复的过程。因而，全寿命周期工程LCE（Life-CycleEngineering)的概念应运而生。实施LCE需要：①完善的知识库；②应用知识的系统分析和设计工具的更加紧密的集成；③努力不断升级和完善的LCE系统。管理科学与工程系00:0125三、物料搬运系统设计的新思维第一节物料搬运系统设计概述3.和布局设计的一致性设施计划是生产设备、物料搬运设备、辅助装置、工作地和在制品库存等共同组成的优化配置或空间规划。因此布局设计和物料搬运系统应作为一个统一活动来完成。4.信息技术／信息系统(IT／IS)方面正确设计依赖于信息。多品种制造工厂，可以充分利用看板，但复杂制造和配送系统如果没有有效的的信息系统，很难设想如何有效地控制物料的运动。管理科学与工程系00:0126四、物料搬运系统设计框架由于不可能开发出适用于任何情况的通用物料搬运设计系统，只能提出一个物料搬运系统设计的框架，这个框架企图达到以下目的。1)鼓励物料搬运系统设计者从一个基本观点看问题(通过物料搬运程式)。2)引导设计者认识物料搬运是作为设施中一项物流功能的现代观点。3)强调知识的重要性，为了有效设计物料搬运系统，提出开发管理这些知识的方法。第一节物料搬运系统设计概述4)引入全寿命周期工程（LCE）概念，认识物料搬运系统设计中IT／IS的重要性。5)计算机化的可能性问题。管理科学与工程系00:0127第一节物料搬运系统设计概述图4.4SHA流程示意图管理科学与工程系00:0128物料搬运系统分析SHA(SystemHandlingAnalysis)，物料搬运包括物料、产品、元件或物品的移动、运输或重新安放。通常需要设备、容器和一个包括人员组成的搬运系统。所以物料搬运的基本要素是物料、移动及方法。SHA也是一个系统化、条理化、合乎逻辑顺序、对任何物料搬运项目都适用的方法。这是和SLP相似的系统分析和设计方法。第二节SHA的物流分析管理科学与工程系00:0129SHA方法分析过程可参考图4-4。分析过程分为四个阶段，即外部衔接、总体搬运方案、详细搬运方案和实施；以及施工安装和生产运行。第二节SHA的物流分析一、物流搬运系统的分析过程图4.4SHA流程示意图管理科学与工程系00:0130每个阶段的工作内容如下：第一阶段：外部衔接，确定位置。搞清对象系统(工厂)物料的输入、输出方式及频率等。使内外衔接能够互相协调，以利于确定设施的具体布置地点。这里设施可以是设备作业单位、活动区域等。第二节SHA的物流分析一、物流搬运系统的分析过程第二阶段：总体搬运方案与总体区划设计。制定布置区域的基本物流模式、作业单位、部门或区域的相互关系及外形，制定区域间物料搬运方案，确定移动系统、设备型号、运输单元或容器第三阶段：详细搬运方案与详细布置设计。确定每台机器、设备、通道、仓库或服务设计的位置；确定各工作地点之间的移动系统、设备和容器，以及对每项移动的分析，完成详细的物料搬运系统设计。第四阶段：实施、施工安装及生产运行。管理科学与工程系00:0131图4.4SHA流程示意图管理科学与工程系00:0132第一和第四阶段不属于物料搬运分析设计人员的任务，所以SHA主要完成第二、第三两个阶段的工作。