第五章物流设施布置与设计

第三讲物流设施布置与设计一概述1.1制造系统与物流制造系统就是若干硬件的统一集合体，包括工人、生产设备、物流搬运设备和其它辅助设备等。制造系统的目标是生产有用的产品，满足市场要求，从而创造效益。现在生产管理理论提倡减少企业内部生产物流量，缩短储存时间，提高生产效率。具体途径包括：①科学规划工厂布局，建立顺畅的物流线路，实现工序集中，减少运输次数，缩短物流距离；②成组搬运，减少搬运次数；③确定最优的运输路线和运输速度，减少运输中的停顿、路线交叉和倒流现象。一概述1.2设施规划与设计的意义科学技术的发展推动制造也的进步。影响企业制造系统的瓶颈因素不是单一的生产设备因素，物流也是企业制造系统的影响因素之一。设施规划与设计以企业动态结构——物流状况分析出发，探讨企业平面布置设计目标、设计原则，着重研究设计方法和设计程序，使企业的人力、财力、物力和物流、人流、信息流得到最合理、最经济、最有效的配置和安排，从根本上提高企业的生产效率，达到以最少的投入获得最大效益的目的。一概述1.3设施规划与设计的研究范围设施规划与设计场（厂）址选择设施设计布置设计物料搬运系统设计建筑设计公用工程设计信息系统设计一概述1.4设施规划与设计的目标总目标：使人力、财力、物力和物流、人流、信息流得到最合理、最经济、最有效的配置和安排，从根本上提高企业的生产效率，达到以最少的投入获得最大效益的目的。——简化加工过程——有效地利用设备、空间、能源和人力资源——最大限度的减少物料搬运——缩短生产周期——力求投资最低——为职工提供方便、舒适、安全和符合职业卫生的条件一概述1.5设施规划与设计的原则——减少或消除不必要的作业——流动的观点贯穿规划设计的始终——运用系统的概念、系统分析的方法求系统的整体优化——重视人的因素，运用人机工程理论，进行综合设计，并考虑环境的条件，包括空间大小、通道配置、色彩、照明、湿度、温度、噪声等因素对人的工作效率和身心健康的影响。——从宏观到微观，再从微观到宏观的反复迭代、并行设计的过程。设施规划设计就是要综合考虑各种相关因素，对生产系统和服务系统进行分析、规划、设计，使系统资源得到合理的配置。一概述1.6设施规划与设计阶段结构一概述1.6设施规划与设计阶段结构二系统布置设计2.1系统布置设计（SLP）模式工厂布置基本设计原则——工厂总平面布置设计原则②适应工厂内外运输要求，线路短捷顺直③合理用地：根据运输、防火、安全、卫生、绿化等要求，合理确定通道宽度和各部门建筑物之间的距离，力求总体布局紧凑合理；在满足生产工艺要求的前提下，将联系密切的生产厂房进行合并，建成联合厂房。④充分注意防火、防爆、防震与防噪声⑤利用气候等自然条件，减少环境污染①满足生产要求，工艺流程合理；按功能（生产性质、卫生、防火与运输要求）将工厂划分为若干功能区段。——车间布置设计原则二系统布置设计2.1系统布置设计（SLP）模式车间布置设计原则——确定设备布置形式——满足工艺流程要求——实施定置管理，确保工作环境整洁、安全（6S认证）——选择适当的建筑形式——还注意采光、照明、通风、采暖、防尘、防噪声，并使布置具有适当的柔性，以适应生产的变化二系统布置设计2.1系统布置设计（SLP）模式系统布置设计基本要素：产品p、产量Q、生产路线R、辅助服务部门S、生产时间安排T。二系统布置设计2.1系统布置设计（SLP）模式工厂布置模型：二系统布置设计2.1系统布置设计（SLP）模式系统布置设计阶段结构：二系统布置设计系统布置设计SLP步骤：二系统布置设计2.2系统要素分析——产品P—产量Q分析两个步骤：①将各种产品、材料或有关生产项目分组归类；②统计或计算每一组或类的产品的数量。图中M为产品大批量生产类型，J为单件小批量生产类型，M、J之间为成批生产。二系统布置设计2.2系统要素分析产品P—产量Q分析二系统布置设计2.2系统要素分析产品组成分析：以产品为系统，将产品分解成部件、零件，进行分析，把外购、自制器件分开，编制加工、装配工艺。二系统布置设计2.2系统要素分析工艺过程设计与分析：一个产品由不同的零部件组成，不同种的零件加工工艺过程不一样。加工工艺过程设计需要考虑零件类型、使用场合、尺寸大小、行为公差、尺寸精度、表面粗糙度等要求，以及可行的加工设备和方法。。二系统布置设计2.3作业单位S的划分任何一个企业都是由多个生产车间、职能管理部门、仓储部门及其他辅助服务部门组成的，企业的各组成部分统称为作业单位。每一个作业单位又可以细分成更小一级的作业单元。——生产车间——仓储部门：原材料、生产辅料、半成品、成品、零备件等——辅助服务部门：工具修理车间、生活服务部门、传达室、车库等——职能管理部门：生产、技术、质检、人事、供销等，负责生产协调与控制工作。二系统布置设计2.4物流分析确定物料在生产过程中每个必要的工序之间移动的最有效顺序及其移动的强度和数量。①物流强度：反映工序或作业单位之间相互关系密切强度的基本衡量标准。把一定周期内的物料移动量称为物流强度。用重量、体积、托盘或货箱作为计量单位。②工艺过程图：用来描述产品生产过程中各工序之间的关系，也用来描述全厂各部门之间的工艺流程。各工艺用形象的符号表示。二系统布置设计2.4物流分析示例叉车生产工艺过程图:二系统布置设计2.4物流分析③物流强度与物流相关表：采用SLP法进行工厂布置时，不必关心各作业单位之间具体的物流强度,通过划分等级的方法，研究物流状况。物流相关表，分别用符号A、E、I、O、U表示物流强度逐渐减小，以简洁明了的形式表示工厂总体物流状况。二系统布置设计2.4物流分析④物流相关表：以简洁明了的形式表示各作业单位之间的物流相互关系。二系统布置设计2.4物流分析进行工厂布置时，物流相关表中物流强度等级高的作业之间的距离应尽量缩小，即彼此相互靠近，而物流强度等级低的作业单位之间的距离可以适当加大。二系统布置设计2.5作业单位相互关系分析——作业单位相互关系的决定因素及相互关系等级的划分P、Q、R是物流分析的基础，P、Q、S则是作业单位相互关系分析的基础，同时T对物流分析与作业单位相互关系分析都有影响。作业单位相互关系分析要考虑的几个方面：物流；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；使用相同的公用设施；使用同一组人员；工作联系频繁程度；监督和管理方便；噪声、振动、烟尘、易燃易爆危害品的影响；服务的频繁和紧急程度。二系统布置设计2.5作业单位相互关系分析——作业单位基准相互关系表二系统布置设计2.5作业单位相互关系分析——作业单位相互关系表二系统布置设计2.5作业单位相互关系分析——作业单位相互关系表二系统布置设计2.6作业单位相互关系分析——作业单位综合相互关系：将作业单位间的物流的相互关系与非物流的相互关系进行合并，求出合成的相互关系——综合相互关系，然后以此为出发点，实现各作业单位的合理布置。——作业单位综合相互关系表建立步骤：⑴进行物流分析，求得作业单位物流相关表；⑵确定作业单位间非物流相互关系影响因素与等级，求作业单位相互关系表；⑶确定物流与非物流相互关系的相对重要性（两者的相对重要性的比值为1:3~3:1；⑷量化物流强度等级和非物流的密切程度等级；⑸计算量化的所有作业单位之间综合相互关系；⑹综合相互关系等级划分；⑺经过调整，建立综合相互关系表（A—加权值选取，B—综合相互关系计算，C—划分关系等级，D—建立作业单位综合相互关系表）。二系统布置设计2.6作业单位相互关系分析二系统布置设计2.6作业单位相互关系分析二系统布置设计2.6作业单位相互关系分析二系统布置设计2.6作业单位相互关系分析二系统布置设计2.7作业单位位置相关图在SLP中，工厂的总平面布置并不直接去考虑发作业单位的建筑物占地面积及其外形几何形状，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。综合接近度：某一作业单位的综合接近度等于该作业单位与其他所有作业单位之间量化后的关系密级的总和。为了计算各作业单位的综合接近程度，把作业单位综合相互关系表，变换成右上三角矩阵与左下三角矩阵表格对称的方阵表格，然后量化关系密级，并按行或列累加关系密级分值，其结果就是某一作业单位的综合接近程度。二系统布置设计2.7作业单位位置相关图二系统布置设计2.7作业单位位置相关图综合接近度分值越高，说明该作业单位越应该靠近布置图的中心位置，综合接近度分值越低说明该作业单位越应该处于布置图的边缘位置，处于中央区域的作业单位应该优先布置，即依据SLP思想，首先根据综合相互关系级别高低按A、E、I、O、U级别顺序先后确定不同级别作业单位位置，而同一级别的作业单位按接近程度分值高低顺序来进行布置。二系统布置设计2.7作业单位位置相关图在作业单位位置相关图中，采用号码来表示作业单位，如下表中，用符号来表示作业单位的工作性质与功能，可以用表中推荐的颜色来绘制作业单位，表示作业单位的工作性质，以使图形更直观。二系统布置设计2.7作业单位位置相关图作业单位之间的相互联系用相互之间的连线类型来表示，连线多表示作业单位相对位置应该彼此接近，而波浪线可以形象化的理解为弹簧，将连线两端的作业单位彼此推开。同样可以用推荐的颜色来绘制连线，来表示作业单位之间的关系密级，以使图形更直观。二系统布置设计2.7作业单位位置相关图绘制作业单位位置相关图的过程是一个逐步求精的过程，整个过程要条理性清，系统性强，一般按以下步骤：①从作业单位综合相互关系表出发，求出各作业单位的综合接近程度，并按其高低将作业单位排序；②按图幅大小，选择单位距离长度，并规定：关系密级为A级作业单位对之间距离为一个单位距离长，E级为两个单位距离长，依次类推；③作业单位综合相互关系表中，取出关系密级为A级的作业单位对，并将所涉及到的作业单位按综合接近程度分值高低排序，得到作业单位序列Ak1，Ak2，…，AKn，其中下标为综合接近程度排序符号，且有k1＜k2＜…＜kn；④将综合接近程度分值最高的作业单位Ak1布置在布置图的中心位置；⑤按Ak1，Ak2，…，AKn依次顺序把这些作业单位布置到图中；⑥按E、I、O、U、X、XX关系密集顺序选择当前处理的关系等级，假设为F；⑦从作业单位综合相互关系表中，取出当前处理的关系密级F涉及到的作业单位对，并将所涉及的作业单位对按综合接近程度分值高低排序，得到作业单位序列Ak1，Ak2，…，AKn；⑧检查Ak1，Ak2，…，AKn是否已在布置图中出现，若出现，则要进一步查看作业单位位置是否合理，若不合理，则需要修改原有位置，然后从序列中删除已出现的作业单位，得到需要布置的作业单位序列Ak1’，Ak2’，…，AKn’；⑨将Ak1’，Ak2’，…，AKn’顺序依次把作业单位布置到图中；⑩若F为XX，则布置完毕，得到结果，否则取F为下一个关系密级，重复⑦~⑩。MAXPKK/MAXPKK/MAXPKK/二系统布置设计2.7作业单位位置相关图案例——电瓶叉车总装厂二系统布置设计2.7作业单位位置相关图案例——电瓶叉车总装厂二系统布置设计2.8作业单位面积相关图——基本流动形式：物料一般按通道流动，而设备一般也是沿通道两侧布置，通道的形式决定了人流、人流的流动模式。二系统布置设计2.8作业单位面积相关图——绘制步骤：(1)选择适当的比例。(2)将作业单位位置相关图布置在坐标纸上。(3)按综合接近程度分值大小顺序，由大到小依次把各作业单位布置到图上。(4)经过数次调整与重绘，得到作业单位面积相关图。——作业单位面积相关图的调整(1)修正因素：物料搬运方法，建筑特征，道路，公用管线布置，厂区绿化布置，场地条件与环境。(2)实际条件限制二系统布置设计2.8作业单位面积相关图：示例二系统布置设计2.8作业单位面积相关图：物料搬运的基本形式二系统布置设计2.9工厂总平面布置图的绘制示例三方案的评价与选择3.1概述单项指标比较评价：经济比较评价、技术水平比较评价综合指