设施规划与物流系统第九章.ppt

第九章物流设施规划及其布置设计,源于早期制造业工厂设计。操作法工程、物料搬运、工厂布置，统称为“工厂设计”,设施规划,设施规划的发展历史,20世纪初（主要凭经验和感觉）分工理论引发“工厂设计”(三项内容？）操作法研究、工厂布置和物料搬运20世纪30年代“设施规划”取代“工厂设计”广泛采用运筹学、统计学和概率论20世纪60年代1961年Muther提出系统布置设计SLP（80年代引进国内）,设施规划的发展历史,20世纪70年代计算机辅助工厂布置CAL、成组技术CRAFT（位置配置法）、CORELAP（相互关系法）、PLANET（分析评价法）20世纪80年代计算机仿真研究柔性问题、专家系统、多目标优化20世纪90年代结合先进制造技术CIMS、JIT现在设施布置与物流系统的自动化、柔性化、信息化、网络化、绿色化、智能化,什么是设施：是指使工作便利的工具、环境或设备。什么是设施规划：是针对企业个体中的生产或服务系统的生产或转换活动，从投入到产出的全过程中，将人员、物料及所需的相关设备设施等做出最有效的组合与安排，并与其他相关设施协调，以期获得安全、效率与经济的操作，满足企业经营需求，同时能进一步对企业长期的组织功能和发展产生更积极的影响和效益。,设施规划,设施设计,设施位置选择（场址选择）,搬运系统设计,布置设计,信息系统设计,设施规划,建筑设计,公用工程设计,场址选择：是对可供选择的地区和具体位置的有关因素进行分析和评价，达到场址的最佳化。布置设计：是对建筑物、机器、设备、运输通道、场地，按照物流、人流、信息流的合理需要，作出有机组合和合理配置。建筑设计：是根据对建筑物和构筑物的功能和空间的需要，满足安全、经济、适用、美观有要求，进行建筑和结构设计。公用工程设计：是对热力、煤气、电力、照明、给水、排水、采暖通风、空调等公用设施进行系统、协调的设计。信息通信设计：是对信息通信的传输系统进行全面设计。,设施规划,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；系统的概念；重视人的因素；从宏观到微观，又从微观到宏观。（反复叠代及并行设计）,预规划,.确定方案,.总体规划,.详细规划,.规划实施,规划后,规划顺序,规划时间,设施规划与设计的阶段结构,计划开始,制定规划目标,收集基本资料,分析基本资料,设定规划条件,选址,设施与设备总体布置规划,整体布置规划方案,整体方案选择评价,局部规划与设计,局部方案选择评价,完成物流规划与设计过程,计划准备阶段,系统规划设计阶段,方案评估阶段,局部规划设计阶段,否,否,系统布置设计的目标,简化加工过程；有效地利用人员、设备、空间和能源；最大限度地减少物料搬运；缩短生产周期；力求投资最低；为职工提供方便、舒适、安全和职业卫生的条件。,设施选址,单一设施的场址选择就是根据确定的产品（或服务）、规模等目标为一个独立的设施选择最佳位置。复合设施的场址选择就是要为一个企业的若干个下属的工厂、货栈、销售点或服务中心，选择各自的位置，使这些设施的数目、规模和位置达到最佳化。,场址选择的任务,1.对场址缺乏充分的调查研究和勘察；2.不能客观地对待科学分析，凭主观意愿做出决定；3.选址工作过于仓促；4.忽视了不适合本设施的自然条件、市场条件、运输条件等因素；5.缺乏长远考虑，确定的场址限制了发展。,场址选择最常见的错误,主要原则：1.最低成本原则2.专业化分工协作原则3.分散与集中相结合原则4.重点开发原则5.吸引外资合理投向原则,场址选择与工业生产力布局,地区选择：（1）社会和经济环境（2）资源条件（3）气候条件（4）运输条件（5）人力资源条件,场址选择考虑的因素,地点选择：（1）地形地貌条件（2）地质水文条件（3）运输联接条件（4）公共设施条件（5）环境条件（6）生活居住条件（7）特殊要求,场址选择考虑的因素,准备阶段,明确前期工作中对选址目标提出的要求,地区选择阶段,地点选择阶段,编制报告阶段,确定合适的地区,确定合适的地点,编制报告，提供审批,场址选择的步骤,场址选择的分析方法优缺点比较法,场址选择的分析方法加权因素法,因次分析法是把备选方案的经济因素（有形成本因素）和非经济因素（无形成本因素）同时加权并计算出优异性加以比较的方法。,R备选地点A的优异性/备选地点B的优异性(Q11/Q21)w1(Q12/Q22)w2(Q1j/Q2j)wj(Q1n/Q2n)wn式中R比较值；Q1j备选地点A的第j个成本因素值；Q2j备选地点B的第j个成本因素值；wj第j个成本因素的加权指数；n成本因素数。,场址选择的分析方法因次分析法,场址选择的分析方法因次分析法,适用于在生产费用中运输费用是很重要的因素，而且多种原材料由多个地点供应。目的在于使所选选场址位置离各个原材料供应点的距离乘以各点供应量之积的总和为最小。,场址选择的分析方法重心法,应用于一个公司设有多个工厂供应多个销售点（或仓库）的选址问题。目标在于使所有设施的生产运输总费用最小化。,场址选择的分析方法线性规划运输法,程序模式,1、物流,2、作业单位的相互关系,3、物流作业单位相互关系图,4、必要面积,5、可用面积,6、面积相互关系图,9、拟定几种布置方案,设施布置的内容,工厂总体布置设计车间布置设计,工厂总体布置设计,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、办公场所等作业单位相互位置；解决运输线路、管线、绿化及设施美化的相互位置；解决物料的流向和流程、厂内外运输联接及运输方式。,车间布置设计,解决各生产工段、辅助服务部门、储存设施等作业单位相互位置；解决工作、设备、通道、管线间的相互位置；解决物料搬运流程和运输方式。,“作业单位”（Activity)是设施的基本区划，可大至一个建筑物或一个车间，亦可小至一个出入口或一台机器如何划分，须看规划设计工作所处的阶段或层次。,设施布置的目标,总体目标：在已确定的空间场所内，将物流全过程的人员、设备、物料所需的空间做最适当的分配和最有效的组合。,设施布置的目标,具体目标：最好的工艺流程保证工艺流程畅通，生产时间短，生产连续。最少的物料搬运费用运输路线简化，避免往返和交叉。最有效地利用空间使建筑设备和单位制品的占有空间小。最好的柔性设施布置适应产品需求的变化、工艺和设备的更新。最舒适的作业环境保证安全，满足生理、心理要求。最便捷的管理使有密切关系或性质相近的作业单位布置在一个区域或靠近布置。,工厂总体布置的原则,总体布置要求符合工艺过程，物流路线短捷顺畅，重视各作业单位之间的关系密切程度内外协调道路便捷合理用地适应自然条件安全和环境保护,车间布置的原则,以车间生产纲领和生产类型为依据，确定车间的生产组织形式和设备布置的形式要求工艺流程通顺，物料搬运短捷方便，避免往返交叉根据工艺流程选择适当的建筑形式，采用适当的高度、跨度、柱距，配备适当等级的起重运输设备，充分利用建筑物的空间要对车间的所有组成部分，包括机床、工作位置、毛坯与零件存放地、检验试验用地、辅助部门、通道、公用管线、办公室、生活卫生设施等，合理区划和协调配置为工人创造安全、舒适的工作环境，使采光、照明、通风、采暖、防尘、防噪音等具有良好的条件，将工位器具设在合适的部件，便于工人完成作业具备适应生产变化的柔性,如何选取设施布置型式来适应市场变化,不同的生产类型,设施布置的基本型式,移动式布置,成组布置,工艺原则布置,产品原则布置,固定式布置,设施布置,产品原则布置,适合少品种大批量生产以机器设备、人员及物料按产品的加工或装配的工艺过程顺序布置，形成一定的生产线。,产品原则示意图,优点：1、由于布置符合工艺过程，物流畅通2、由于上下工序衔接，存放量少3、物料搬运工作量少4、可做到作业专业化，对工人技能要求不高，易于培训5、生产计划简单，易于控制6、可使用专用设备和机械化、自动化搬运方法7、生产周期短,产品原则布置优缺点,缺点：1、设备发生故障时引起整个生产线中断2、产品设计变化将引起布置的重大调整3、生产线速度取决于最慢的机器4、生产线有的机器负荷不满，造成相对投资较大5、生产线重复作业，工人易产生厌倦6、维修和保养费用高,工艺布置原则,适合多品种小批量生产根据工艺特点，把同种类型的一群设备和人员集中布置在一个地方。各类机床间也有一定的顺序安排，通常按照大多数零件的加工路线来排列。,工艺原则示意图,工艺布置原则,工艺原则布置优缺点,优点：1、机器利用率高，可减少设备数量2、设备和人员柔性程度高，更改产品和数量方便3、操作人员作业多样化，有利于提高工作兴趣和职业满足感4、可采用通用设备5、设备投资相对较少,缺点：1、由于流程较长，搬运路线不确定，运费高2、生产计划与控制较复杂，要求员工素质的提高3、库存量相对较大4、生产周期5、由于操作人员从事多种作业，需要较高的技术等级,成组布置原则,适合持续改善生产模式把完成一组相似零件的所有或极大部分加工工序的多种机床组成机器群，以此为一个单元，再在其周围配置其他必要设备一种布置形式。,成组布置原则,成组原则示意图,成组原则布置优缺点,优点：1、由于产品成组，设备利用率高2、流程通畅，运输距离较短，搬运量少3、有利于发挥班组合作精神4、有利于扩大员工的作业技能5、兼有产品原则布置和工艺布置的优点,缺点：1、需要较高的生产控制水平以平衡各单元之间的生产流程2、若单元间流程不平衡，需中间储存，增加了物料搬运3、班组成员需掌握所有作业技能4、减少了使用专用设备的机会5、兼有产品原则布置和工艺原则布置的缺点,固定工位式布置,适用于大型的不易移动的产品。是以原材料或主要部件固定在一定位置的布置形式。生产时所需的设备、人员、材料等都服从于工件的固定工位。,固定工位布置的优缺点,优点：1.物料移动少2.当采用班组方式时，可提高作业连续性3.提高质量，因为班组可以完成全部作业4.高度柔性，可适应产品和产量的变化,缺点：1.人员和设备的移动增加2.设备需要重复配备3.需要较高的工人技能4.会增加面积和工序间储存5.生产计划需要加强控制和协调,流动模式,选择流动模式的一个重要考虑因素是入口（接受地点）和出口（发送地点）的位置。其它：场址或建筑物的轮廓尺寸、生产流程的特点和生产线的长度、通道的设置、运输方式及其机械化程度、储存的要求、发展的需要等。,直线形生产过程短且简单L形绕开一定的建筑物或设施U形出入口在同一相对位置环形出入口在同一点S型较大面积内安排较长的生产线,流动模式,系统布置设施（SLP）,系统布置设计采取四个阶段进行，称为“布置设计四阶段”阶段确定位置阶段总体区划阶段详细布置阶段施工安装,确定位置:工厂的总体位置,总体区分：初步规划基本物流模式和总体布局,详细布置：确定各作业单位的具体位置,实施：编制施工计划，进行施工安装,物料分类及产品产量分析,把相同或相似性质的物料归并成类，可大大简化物流分析。可依次采用两种分类方法：方法一：按物料的基本形态进行分类固体成箱液体成桶气体成瓶方法二：按影响物料可运性的物理特征进行分类，包括：外形尺寸、重量、形状、损坏可能性、状态（热、湿、粘、脏）、数量、时限性（季节性、突发性）,产品品种产量分析（PQ分析）,I区为单一或少品种大批量产品，宜采用流水生产线的大生产方式和按产品原则布IV区表示多品种小批量或单件生产，宜采用工艺原则布置II和III区的产品品种和批量均中等，宜采用成组技术布置,物流分析,物流分析是设施布置设计的另一个基本分析，即工艺流程和物流路线的分析。分析的基本手段有工艺过程图(作业程序图)、多种产品工艺过程图、从至表和物料流程图等。,物流分析,工艺过程图(OperationProcessChart)工艺过程图就是把工艺路线卡和装配程序图汇总到起而形成的一种流程图。绘制过程先在图的右上部从第个装配作业的主要组件开始，在垂直线上按工艺路线卡的作业顺序用圆圈表示加工和装配，用正方形表示检验其它零部件，如果自制，分别用垂直线画出其作业顺序，如果外购，则分别用水平线进入装配作业。,铸件,标注物流量的工艺过程图,车,钻,下料,成形,切边,装配,切屑,切屑,切屑,边角料,螺栓,钢板,t,0.7t,3.3t,0.3t,3t,10t,9t,1t,9t,7t,2t,10.5t,物流分析,多种产品工艺过程图多种产品工艺过程图是将所有零件或产品的工序都汇总在一张图表上、通过分析、调整图表上的工序，使彼此之间有最大物流量的工序尽量靠近，直至获得最佳工艺安排顺序。,1,1,1,1,1,1,2,2,2,2,2,2,3,3,3,3,3,3,4,4,4,4,4,4,5,5,5,物流分析,从至表(FromToChart)从至表通常用以表示建筑物之间、部门之间或机器之间的物流量、物料搬运总量等。表上横行和竖行的标题内，按同样顺序列出全部作业单位(建筑物、机器；部门)。,物流强度等级划分,SLP中将物流强度转化为5个等级，分别用符号A、E、I、O、U表示。,作业单位相互关系分析,相互关系图（RelationshipChart）是一种图表，简称相关图。大部分情况下可以把生产作业单位和辅助服务部门的非物流相互关系分析和物流分析结合在一张“相互关系图”上。作业单位相互关系分析，是对作业单位之间关系的密切程度进行评价。,作业单位相互关系分析,确定相互关系等级的理由，最多不超过8或10条，一般有以下几个方面：(1)工作流程(2)作业性质(3)使用设备情况(4)使用场地情况(5)监督和管理(6)安全、卫生(7)联系频繁程度（8）躁声、振动、烟尘等(9)公用设施情况(10)文件信息往来情况(11)人员情况到(12)服务频繁和紧急程度(13)物流,（1）确定作业单位相互关系等级,（2）列出作业单位相互关系密切理由（示例）,（3）建立非物流作业单位相互关系表（示例）,作业单位相互关系分析,企业实际中，作业单位之间物流相互关系与非物流相互关系往往并不一致，为了确定各作业单位之间综合相互关系密切程度，须将两者进行合并。求出合成的相互关系综合作业相互关系，然后从各作业单位之间的综合相互关系出发，实现各作业单位的合理布置。,（1）确定物流（m）与非物流（n）相互关系的相对重要性（加权取值）一般地m:n不应超过1：3或3：1，当比值大于3：1时，说明物流关系占主导地位，工厂布置时只需考虑物流相互关系的影响。（2）综合相互关系计算根据作业单位对之间物流与非物流关系等级的高低进行量化，并加权求和，求出综合相互关系。（3）综合相互关系的等级划分综合计算得出的是量值，须经过等级划分，才能建立与物流相互关系表相似的综合相互关系表。,作业单位相互关系分析,示例中须计算55对作业单位，计算分数在18之间，由此得综合相互等级划分表如下：,建立作业单位综合相互关系表,物流与作业单位相互关系图解,物流与作业单位相互关系图（MaterialFlowandActivityRelationshipDiagram）绘制时可以不考虑作业单位所需的面积，各作业单位之间的密切程度用线条多少对应元音字母的等级符号予以表示。,面积的确定,确定面积的方法有以下几种：计算法：按照设备和作业所需的面积，加上辅助设施、材料存储、维修、通道以及人员等所需面积得到该单位的总面积。转换法：标准面积法：采用某种工业标准求得所需的面积。