物流工程(第2版)[伊俊敏][电子课件].ppt

1 第2章物流系统规划与分析 本章主要内容 生产系统与物流服务现代生产过程 生产系统与物流的关系 企业物流系统 生产物流系统分析基础纲领设计 产品设计 工艺过程设计 物料流动分析当量物流量 物料流动分析的内容和方法 从至表 物流相关图 系统规划设计与可行性研究工程设计概述 项目建议书 可形性研究 3 2 1生产系统与物流服务 企业的物流系统与生产系统在很大程度上是重复交叉的 物流贯穿于企业生产全过程 很多时候物流系统就是生产系统 对制造性企业 生产系统的设计 撇开专业的技术设计 就是物流系统的设计我们在探讨物流系统规划的时候 就是探讨生产系统和服务系统的规划 本书所讲的对物流系统的规划与布置也将围绕生产系统和服务系统来展开 4 2 1 1现代生产过程 生产过程是指以人 物 设备 资金以及传递的信息为资源 生产出具有实用价值的产品 提高产品附加价值的变换过程 广义与狭义之分生产Production与运作Operations狭义 加工 装配等物理变换和反应 合成等化学变化的制造过程 广义 供销 运输等时间变换 地点变换的服务过程 地点变换是将材料 零部件 产品等根据需求运送到指定地点 也就是通常所说的物流活动 例电路板装配工艺 PrintedCircuitBoardAssembly PCBA a 丝印锡膏 b 表面贴片 c 回流焊 d 探伤检测 e 手工插件 f 波峰焊 g 检测SMT SurfaceMountingTechnology 是指表面贴装技术 将IC 电阻等片状元件贴焊在PCB上 采用计算机控制 具有高密度 高精度 微型化的特点 是光机电一体化最尖端的应用领域 广泛应用于计算机主板 手机 数码相机 数字化装置 PLC 变频器等尖端产品的PCB装配工序 SMT后需要回流焊才能将元件固定在电路板上 6 2 1 2生产系统与物流的关系 生产一直是人类社会最基本 最重要的活动 生产过程就是把原材料等生产要素变成有形财富或产品的过程 生产系统包括工人 生产设备 物料搬运设备和其他辅助设备 生产系统的结构形成了工厂的静态空间结构 布置 它影响着生产过程 生产系统要完成由原材料到产品的转变过程 其目标在于使生产效率达到最高的程度 在转变过程中 原材料经过运输 储存 加工 装配形成产品 产品又经过储存 运输 最终到达用户手中 形成了生产过程的物流 7 生产物流是指伴随企业生产过程的物流活动 即按照工厂布局 产品生产过程和工艺流程的要求 实现原材料 配件 半成品等物料在工厂内部供应库与车间 车间与车间 工序与工序 车间与成品库之间流转的物流活动 对制造企业 可以说工艺是龙头 物流是支柱 生产物流负担运输 储存 物料搬运等任务 物流系统是生产制造各环节组成的有机整体的纽带 又是生产过程维持延续的基础 生产制造系统规模不断扩大 生产的柔性化水平和自动化水平日益提高 要求生产物流也要相应地发展 使之与现代制造系统相适应 8 生产物流重点 进行合理仓库布局 确定合理的库存量 配置设备与人员建立搬运作业流程 储存制度和适当的搬运路线 正确选定储存 搬运项目的信息搜集 汇总 统计 使用方法实现 适时 适量 高效 低耗 的生产目标 生产系统的设计要考虑 物流路径 合理化问题 而与生产物流优化直接密切相关的内容主要体现在车间设施布置 生产流程设计 工艺过程设计等环节上 对于工序间物流储存与搬运这两个物流环节而言 首先要研究合理性原则 然后才是具体形式的选择问题 因此 围绕生产物流优化为中心思想进行设计 有利于物流顺畅 生产高效的目标 9 生产系统设计与改善 企业里存在的很多问题 都涉及到物流和布置1 一线员工抱怨大部分时间都花在搬东西上了 生产管理人员抱怨从事专业搬运的人太少 而人力资源部和财务却认为那些只带来成本 不产生利润的搬运 储存应尽量消除 2 不知为何 再怎么采用先进设备 并加强管理控制 企业生产效率却无法得到提高 成本仍是居高不下 3 企业资金周转不力 该怎么办 4 明明零件加工的质量合格率已达到98 怎么一到装配线上合格的就只有60 了 5 我想改进生产线 可怎么改呀 这可是牵一发而动全身的事儿 6 你看我的生产线多忙碌 连插脚的地方都没有 10 2 1 3企业物流系统 企业的生产系统只是完成了产品的形质效用 要将产品送到消费者手中 实现产品的空间 时间和拥有效用 还要考虑销售和物流活动 企业物流中 除了生产物流 还有采购供应物流和销售物流 以及反向物流和废弃物物流 11 生产物流系统以外的这些物流活动的系统通称为服务物流系统 它不仅存在于制造企业中 也存在于大多数服务性企业中 一个优秀的制造企业不能只提供生产 还要提供服务 甚至服务更重要 企业物流系统已经从生产系统延伸到服务系统 工 贸联想学IBM提供服务而不仅是产品服务物流系统 涵盖企业物流系统中除生产物流系统外的内容 包括采购供应物流系统和销售物流系统 12 企业物流的改善 总体物流战略 外包 供应商管理 第三方物流 信息系统 人才物流系统 供应 生产和销售的综合 规划和设计合理化系统化标准化物流的基础工作库存BOM数据库物流技术性工作 集装器具 物流设备 物流作业的改进IE 后三个方面投入少 但效果明显 13 2 2生产物流系统分析基础 不管是生产系统还是服务系统 它们的规划分析都必须有基本的信息和数据 规划设计人员 小组或团队要作大量的调查研究 要进行有效的物流分析 必须了解企业分散在不同部门 如营销部门 产品开发设计部门 制造部门 工艺部门等之中的各种产品 产量 工艺 路线等信息 比如说了解企业的生产纲领文件 产品结构文件 BillofMaterials BOM 工艺路线图 RouteChart 装配程序图 AssemblyChart 和工艺过程图 OperationsProcessChart 流程图 PrecedenceDiagrams 等 14 在形成一个新的设施规划前 下面这5个问题是必须要考虑清楚的 1 生产什么 2 产品如何生产 3 什么时候生产 4 每种产品生产多少 5 生产该产品的周期是多长 这5个问题分别由纲领设计 ProgramDesign 产品设计 ProductDesign 工艺过程设计 ProcessDesign 来回答 并提供有关资料 15 2 2 1纲领设计 纲领设计要规定产品方案 生产数量 建设规模 由可行性研究人员根据市场预测和企业战略规划提出 决策层批准 纲领设计对场址选择 工厂布置等都有直接影响 设施规划人员必须积极参与 有时 纲领设计要在对原有设施条件分析的基础之上进行就更需要设施规划人员的紧密配合 16 1 生产纲领的内容 生产纲领指的是在规定时期内 如年 制造的主要产品的品种 规格及数量 生产纲领决定着企业的专业方向 生产性质 规模等级 工厂组成和工艺技术要求 产品的生产纲领即产品的生产规模 亦就是产品的年产量一般要从众多的产品中选定设计的代表产品 选定代表产品主要考虑三个因素 代表产品与被代表产品应是同类产品 基本结构应尽可能相似 选定的代表产品应是该工业设施建成后数量较多的产品 同类产品中如果年产量相差不多时 应选中等尺寸者为代表产品 选定代表产品后需将被代表产品的数量折合为代表产品的当量数 以作为设计的依据 总生产纲领即为代表产品年产量加上被代表产品的折合年产量之和 17 2 生产能力分析 生产纲领是对设计生产能力作出的规定目标 在确定生产纲领时要对生产能力进行分析 生产系统的生产能力是指生产性的固定资产在一定时期内所能生产一定种类产品或服务的最大数量 设计生产能力 设计产能 是指一个新的生产系统 根据既定产品和工艺过程的特点和要求建设的厂房 建筑物 生产设备 运输装置等固定资产形成的综合生产能力 生产系统建成以后 经过一段时间的调试和试生产 进入稳定的运行期间 应该达到生产纲领规定的年产量 纲领设计应该在确定产品选型 市场调查和需求预测的基础上 分析经济规模的界限 确定最合理的生产规模 在确定最适宜的生产规模的同时 还应研究这种生产规模的可行性 18 3 生产纲领与生产类型 正确划分企业的生产类型对选择合理的生产组织形式 生产方式 管理方式 都有重要意义 按生产的成批性划分生产类型 是制造工业的工厂设计必须涉及的问题 而生产类型的划分既然取决于企业的产品品种 产量 也就取决于企业的生产纲领 按生产的成批性划分 有三种基本类型 1 大量生产 2 成批生产 3 单件生产 video 19 2 3 2产品设计 产品设计过程详细说明了产品的结构 尺寸 材料和包装等信息 产品设计是工艺过程设计的前提 而工艺过程设计是 龙头 1 产品设计的任务产品设计的内容 决定要生产什么产品 和每种要生产产品的详细设计 为使规划设计建立在可靠的基础之上 在设施规划工作开始之前必须结束产品设计 在进行设施规划和布置时 要求根据产品加工工艺的柔性来重视布置和设施规划的柔性 生产所需要的设备 外部的经济因素 现有的人力和物力资源 所面临的竞争 设备更新的快慢等问题都应该以假定的生产目标 在进行设施布置前确定下来 20 2 产品设计信息 对于一个设施规划来说 详细的操作说明书 图示说明 产品原型的说明都是十分重要的信息 这些信息包括 爆炸装配图 ExplodedAssemblyDrawing 零件图 ComponentPartDrawing 零件明细表 PartsList 物料清单 产品结构文件 BOM 等 21 爆炸装配图 ExplodedAssemblyDrawing 22 2 3 3工艺过程设计 工艺过程设计决定产品将怎样生产 零件是自制还是外购 采用什么工艺和设备 需要多长时间 是工厂物流系统设计和工厂布置的重要依据 1 自制或外购决策 要综合考虑经济 市场 工艺 采购 运输 人力资源等因素 2 工艺分析与选择CAPP 工艺路线卡3 工艺流程分析 主要是分析把原材料变成成品的加工装配流程 23 工具箱装配程序图 流程图例符号 24 2 3物料流动分析MaterialFlow 物料流动分析 MaterialFlowAnalysis 简称为物流分析 是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 根据系统类型的不同 流动的对象可以是物料 即生产与物流系统的原材料 零部件 在制品 成品和各种工装夹模具等 也可以是人员 信息等对象 当物料移动是工艺过程的主要部分时 物流分析就是工厂布置设计的核心工作 也是物料搬运分析的开始 零部件物流是该部件在工厂内移动时所走过的路线 物流分析不仅要考虑每个零部件在工厂内的路线 还要遵循两个最小和两个避免的原则 两个最小原则 经过距离最小和物流成本最小 两个避免原则 避免迂回和避免十字交叉 物流分析有助于设计人员选择最有效的机器设备 设施 工作单元和部门的安排布局 同时还有助于改进生产过程 在物流分析时要验证工艺路线是否正确 合理 检查是否可以取消 合并 改变顺序或位置 因此正确合理的设施布置不仅能提高生产效率和工作效率 也是节约物流费用从而降低产品或服务成本的重大措施 既然物流分析要确定物料移动的强度和数量 我们就先看一下物流量的衡量 26 2 3 1当量物流量 当比较不同性质的物料搬运状况时 各种物料的物流强度大小应酌情考虑物料搬运的困难程度 采用当量物流量和玛格数等来计量 1 当量物流量物流强度也称物流量 是指一定时间内通过两个物流节点间的物料数量 在一个给定的物流系统中 物料从几何形状到物化状态都有很大差别 其可运性或搬运的难易程序相差很大 简单地用重量作为物流量计算单位并不合理 必须有一个标准 才能进行比较 分析和运算 当量物流量是指物流运动过程中一定时间内按规定标准修正 折算的搬运和运输量 这种修正与折算充分考虑了物料在搬运或运输过程中实际消耗的搬运和运输能量等因素 27 2 玛格数 Magnitude 玛格数来源于美国 是一种不太成熟的当量物流量计算方法 用来衡量物料搬运难易程度 一个玛格数的物料是 可以方便地拿在一只手中 相当密实 结构紧凑 具有可堆垛性 不易受损坏 相当清洁 坚固和稳定 1Mag 一块经过粗加工的10in3大小的木块 应用玛格数时 需将系统中所有的物料换算成玛格数 玛格数基本值还要按松密程度或密度 B 形状 C 损伤危险性 D 情况 E 和价值因素 F 等参数来修正有五种 这些参数取值一般在0 4之间 最后玛格数的计算公式为 M A A B C D E F 4 两包香烟大小 28 2 3 2物料流动分析的内容与方法 物料流动分析包括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 针对不同的生产类型 应采用不同的物料流动分析方法 工艺流程图 多产品工艺过程表 成组技术 从至表 不同的分析方法应用于不同的生产类型 其目的是为了工作方便 在物流分析时 应根据具体情况选择恰当的分析方法 用得最多 29 2 3 3从至表 从至表是矩阵式的 通常用来表示建筑物之间 部门之间或机器之间的物流量 它适用于多产品或多零件时的情况 如果计入作业单位之间的距离 还可以表示作业单位之间的物料搬运总量 即物流强度 从至表的画法是 在从至表上横行和竖列的标题栏内 按同样顺序列出全部作业单位 将每个产品或零件在两个作业单位之间的移动 分别用字母代表产品或零件 数字代表搬运总量 填入两个作业单位横行和竖列相交的方格内 从表的左上角到右下角 画一条对角线 零件前进记在右上方 退回记在左下方 30 例2 2 设有三个产品A B C 制造它们涉及到的8个作业单位 分别是原料 锯床 车床 钻床 铣床 检验 包装和成品 以1 8代替 三个产品的工艺线路和每天运量如下表所示 产品号 每天搬运托盘数 工艺路线 A 1 2 5 6 3 5 4 6 7 8 8 B 1 4 3 5 6 7 8 3 C 1 2 3 4 5 6 7 8 5 31 To 1 2 3 4 5 6 7 8 1 原料 2 锯床 3 车床 4 钻床 5 铣床 6 检验 7 包装 8 成品 8 From 20 36 44 30 18 10 12 28 36 22 10 18 16 24 10 22 30 8 18 30 38 26 38 46 12 20 8 各作业单位距离见下表 试作出物流分析 注意因为两向距离一致 故左下角表数据省略 距离从至表 32 解 先按工艺线路画出产品运量从至表 To 1 2 3 4 5 6 7 8 1 原料 2 锯床 3 车床 4 钻床 5 铣床 6 检验 7 包装 8 成品 A8 C5 A8 A8 A8 A8 A8 A8 A8 A8 B3 B3 B3 AB11 B3 AB11 B3 AB11 B3 AB11 AC13 From C5 C5 C5 C5 ABC16 C5 ABC16 C5 ABC16 产品号 每天搬运托盘数 工艺路线 A 1 2 5 6 3 5 4 6 7 8 8 B 1 4 3 5 6 7 8 3 C 1 2 3 4 5 6 7 8 5 1 2 33 有了距离从至表和产品运量从至表 以相应格子的运量乘以距离便得物流强度 见下表 物流强度从至表 To 1 2 3 4 5 6 7 8 1 原料 2 锯床 3 车床 4 钻床 5 铣床 6 检验 7 包装 8 成品 From 108 0 60 288 104 80 264 188 40 144 80 252 416 64 192 48 128 合计 212 348 344 232 128 合计 2016 0 480 272 592 560 192 128 8 AC13 104 34 2 3 4物流相关图 算出物流强度表之后 先分级 再做物流相关图 从表中按路线将物流强度从大到小列出 见下图 再将同一作业单位对的物流强度合并 如表中 3 4的80和4 3的48合并得3 4为128 5 4的64和4 5的40合并得5 4为104 并后 重排大小 xls 35 再按作业单位对的强度划分等级 物流强度等级划分采用著名的A E I O U等级 AEIO比例如下图 U级比例只给无物流的作业单位对 有物流的作业单位对一般不考虑 36 物流相关图 其中U级关系没标出 2 4系统规划设计与可行性研究 系统规划设计需要经过系统分析 系统设计 方案评价和方案实施与维护等阶段 经过系统分析与设计将企业意向变为具体要实施的工程项目 设施建设作为工程项目 新建或改扩建设施工作必须经过工程设计阶段 38 2 4 1工程设计概述 工程设计阶段是我国项目建设必不可少的 设计工作必须依据委托设计任务书进行 设计任务书中阐明拟建工程项目的意义和目的 明确规定工程项目的建设规模 产品方案 车间组成 原材料及燃料供应 产品销售 主要协作关系 综合利用 环境保护 厂址范围 建设进度 建设投资以及设计分工等内容 工程设计一般分为初步设计 或扩大初步设计 和施工图设计两个设计阶段 也可分为初步设计 技术设计和施工图设计三个设计阶段 初步设计内容 原始资料收集 总平面布置 竖向布置 厂内绿化布置 厂内外运输和编制概算 工厂总平面布置是对工厂范围内的建筑物 构筑物 露天堆场 运输线路 管线 绿化及美化设施等作全面合理的相互配置 并综合利用环境条件 创造符合工厂生产特性的统一的建筑群体 初步确定厂内运输道路 管线布置情况 绿化环保和综合利用设施的布置情况 并做出必要的布置方案评价与比较 施工图设计只能由有专业资质的建筑设计院和工程咨询公司出具 目的是为建设施工设计有关技术图纸 主要内容包括 总平面布置图 场地平整图及土方计算图 场地排雨水图和管线综合图等 总平面布置图简称总图 主要包括建筑物和除排水 挡土墙以外的构筑物以及铁路 道路等的定位及标高 绘出施工坐标网及测量坐标网 绘出建筑 构 物柱 墙及风向频率玫瑰图等 初步设计和施工图设计 40 2 4 2项目建议书 项目建议书是我国基本建设项目生命周期的最初阶段 是作为国家选择建设项目的依据 项目批准后即为立项 它由部门 地区或现有企业 根据国家经济发展的长远规划 经济建设的方针政策 企业的发展规划 在调查研究 收集资料 踏勘建设地点 初步分析投资效果的基础上进行编制 项目建议书从总体上 宏观上对项目做出初步选择 主要是分析建设的必要性 条件是否具备 是否值得投入资金 人力和物力 这是初步的可行性研究 项目建议书主要内容