设施规划与物流第一章 PPT课件

物流工程与设施设计 朱耀祥等主编 ghan11 本门课程的主要内容及时间安排 第一章导论 3学时 第二章物流 供应链基础 7学时 第三章系统化设施布置规划方法 9学时 第四章设施选址及其评价 4学时 第五章生产线物流设备与仓储设备 2学时 第六章物料搬运的原则与系统 5学时 第七章仓储 库存及其系统 4学时 第八章现代布置设计与改善 7学时 ghan11 第一章导论 3学时 ghan11 1 1设施规划的概念和意义 1 1 1 1设施规划的含义及目标设施 是一种有形的固定资产 在 设施 内 人 物料 机器集合在一起为了实现一个规定的目标 产品或服务 2001年美国出版的 Maynard工业工程手册 对设施的定义 设施是运作 作业 能力的物理表达 2002年美国生产与库存控制学会 APKS 将设施定义为 设施是物理工厂 配送中心 服务中心和其他的设备 1 1 1设施规划的含义及目标 1 1设施规划的概念和意义 ghan11 1 1设施规划的概念和意义 对工业设施或制造业 设施就是指所占用的土地 各种建筑物 各种生产和辅助设备 各类公用设施等 当投入为原材料 各种辅助材料及配件时 产出各种产品投入市场 设施规划对象 整个制造系统或服务系统设施规划目的 是使设施得到优化布置 支持系统实现有效的运营 以便在经济合理投入时获得期望的产出 规划是指宏观的考虑和描述 而设计则指细致和慎密的安排 ghan11 设施规划 设计 应该达到以下目标 1 产品单位成本最低2 优化质量使顾客满意3 有效利用人力 设备 空间和能源4 为雇员提供方便 安全 舒适的环境5 保证生产开工日期6 易於实施维护作业 1 1设施规划的概念和意义 ghan11 设施布置水平的高低和规划设计能否实现科学管理 能否发挥社会效益和经济效益 对最终实现投资效果质量的优劣 在建设项目中对资源是否合理利用 设施运营后起到了决定性和关键性的作用 1 1 2设施规划的意义和作用 1 1设施规划的概念和意义 ghan11 1 工作范围在工业工程学科的范围内 其主要任务是场址选择和部分设施设计 如图1 1所示 1 1 3设施规划的工作范围和工作组织 1 1设施规划的概念和意义 ghan11 2 工作组织组织机构就经营管理特点而言 有工程咨询公司 工程公司和设计事务所三种基本类型 工程咨询公司 顾问性机构 工程公司 可为业主按 交钥匙 的方式进行总承包 设计事务所 从事工程设计和工程监理的专业性机构 1 1设施规划的概念和意义 ghan11 1 2设施规划的原始信息和数据准备 本节讨论的是从制造部门以外的数据和信息 1 市场部门的信息 2 产品设计的数据 3 及管理层的政策 1 2设施规划的原始信息和数据准备 ghan11 1 2设施规划的原始信息和数据准备 1 产品的销售价格产品价格要由销售 生产和财务部门共同来决策 同时工业工程部门应该协同研究成本数据 2 市场对产品的容量 生产纲领 对工业设施布置来说 每天要求生产的产品件数是一项重要的指标 工厂的生产率就据此进行计算 1 2 1市场部门的信息 ghan11 3 季节性季节性是十分重要的问题 要在在制品成本和生产能力成本之间作出平衡 以决定何时开始生产以及每天生产多少商品 其目的是使总成本最低 生产与库存控制政策对设施布置有很大影响 4 配件或备件的市场供应情况备件不仅需要额外的库存 还需要储存和销售的服务面积 这在工厂布置时一定要考虑在内 1 2设施规划的原始信息和数据准备 ghan11 1 产品设计产品设计包含生产什么产品和每种产品的详细设计及文件 当有了规定的产品后 就能作出较好的工业设施设计 2 生产纲领与工艺过程 1 生产纲领产品的生产规模将决定此工业设施规模的大小 产品的生产规模亦就是产品的生产纲领即年产量 1 2 2产品设计和工艺过程的数据 1 2设施规划的原始信息和数据准备 ghan11 选定代表产品要考虑的因索 1 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 2 代表产品应是该工业设施建成后生产数量较多的产品 3 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 1 2设施规划的原始信息和数据准备 ghan11 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Q Q Qx式中 Q 折合为代表产品的年产量 Qx 被代表产品的产量 折合系数 1 2 3 1 2设施规划的原始信息和数据准备 ghan11 1为重量折合系数 可用下式计算Wx 被代表产品的单台重量 W 代表产品的单台重量 2为成批性折合系数 批量大每台所需劳动量小 21 见下表 1 2设施规划的原始信息和数据准备 表1 1成批性折合系数 ghan11 3为复杂性系数 复杂性包括两方面内容 制造精度的差别 精度越高 3越大 指产品结构复杂程度的差别 越复杂 3越大 此系数一般根据产品设计师的经验来决定 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 1 2设施规划的原始信息和数据准备 ghan11 2 工艺过程设施的布置在很大程度上取决于零件制造工艺和产品的装配工艺过程 因此 最重要的数据就来源于自制零件的工艺和产品的装配 零件制造工艺的数据来自工艺路线卡 工序卡 下表为产品电磁阀中组合骨架零件加工工艺路线卡 表1 2组合骨架零件加工工艺卡 1 2设施规划的原始信息和数据准备 ghan11 工艺流程图更直观反映出生产流程的详细情况 下图为标准符号绘制的组合骨架工艺流程图 1 2设施规划的原始信息和数据准备 ghan11 装配过程卡上表示出产品的装配顺序 来自装配卡的各种数据正是设施设计人员工作的基本依据 1 2设施规划的原始信息和数据准备 ghan11 公司最高管理层是从公司总体经营战略来看待设施规划设计的 因此任何一项新的设施都必须服从公司的经营战略 在设施项目实施前要做前期工作 其目的是对设施项目的目标和必要性作研究论证 然后作出决策 以下就影响设施设计的主要政策因素进行讨论 1 2 3管理层的策略 1 2设施规划的原始信息和数据准备 ghan11 1 2 3 1可行性研究可行性研究是设施规划的前提 是公司最高管理层对该项设施规划战略意图的体现 可行性研究主要解决以下5个方面主要的问题 技术上是否可行 经济上能否盈利 需要多少人力物力资源 需要多长时间建设 资金多少及如何筹集 1 2设施规划的原始信息和数据准备 ghan11 具体来说可行性研究报告应有以下10方面内容 1 背景 意义 依据及投资必要性 2 市场销售预测及生产规模 3 资源 原材料及公用设施支持的可能性 4 建厂条件及厂址方案 5 生产流程及实现方案 6 环境保护及污物处理 7 企业组织 人员需求及培训 8 实施进度 9 投资 资金筹措回收期 10 社会效益和经济效果的评价 1 2设施规划的原始信息和数据准备 ghan11 1 2 3 2库存管理策略采用准时制管理 JIT 就要减少库存即减少仓库空间 这将影响到布置设计 1 2 3 3投资策略投资策略主要体现在投资回收期上 投资是成本 回收是收益 通常制造业的工厂其回收期为3 5年 而服务业的项目回收期较短 一般为1 3年 1 2 3 4 自制或采购 的决策1 2 3 5开工日期1 2 3 6公司的组织和规模以及未来的发展 1 2设施规划的原始信息和数据准备 ghan11 1 3设施布置类型和工业设施布置的传统 工厂总体布局主要由生产过程所决定 就工业设施的布置来说 在美国统称为工厂平面设计或工厂布置 包含了两方面的内容 即工厂总平面图和车间内机器 设备或设施的实际布置 我国已在1996年公布了全国性的行业规范 机械工厂总平面及运输设计规范 可作为指导性文件 1 3 1工业设施的传统布置类型 ghan11 1 3 1 1工厂总平面图设计工厂总平面图的目标是 根据企业经营的目标 在已确定的空间场所内 通过将工人 物料 机器和辅助设施等生产要素的合理安排 找到一个高效 经济 安全并使职工满意的 从厂房 车间到各种补助设施的布置方案 从而生产出市场上有竞争力 成本较低并能获利的产品 工厂总平面图布置的主要原则为 1 必须符合城市规划 符合环保卫生消防符各项规定 同时能与原有交通运输系统联接 1 3设施布置类型和工业设施布置的传统 ghan11 2 必须节约用地 布置必须紧凑 3 应该和建厂地点的周边自然条件相适应 4 符合生产和工艺流程 使物流路线短捷 5 按照生产 辅助 公用设施 行政管理等不同功能的部门进行分区以便于管理 1 3 1 2车间或工场的机器设备布置车间或工场的布置也就是机器或设备的布置 是直接影响产品的生产率 质量 成本 安全以及生产管理的有效性的重大问题 常用的7种典型布置方式 1 3设施布置类型和工业设施布置的传统 ghan11 将同一类的设备布置在一起 如下图所示 在制造业内广泛用于单件小批生产方式 优点 1 设备数量较少 2 可采用通用设备 3 柔性较高 4 投资较少 5 作业多样性缺点 1 搬运路线长 不稳定 2 生产计划与控制较困难 3 库存量相对较大 4 生产周期长 5 需要较高的技术等级 按工艺布置 1 3设施布置类型和工业设施布置的传统 ghan11 图6 3工艺原则布置示意图 图6 3工艺原则布置示意图 1 3设施布置类型和工业设施布置的传统 ghan11 设备完全按照产品及其零部件的生产工艺过程来排列 主要用于较少品种产品的大批大量生产 优点 1 物流畅顺 2 存放量少 3 生产周期短 4 物料搬运量少 5 对工人的技能要求不高 易于培训 6 生产计划简单 易于控制 7 可使用专用设备和机械化 自动化搬运方法 缺点 1 一台设备发生故障 整个生产线中断 2 柔性差 3 生产线速度取决于最慢的机器 4 相对投资大 有的设备负荷不满 5 工人工作单调 6 维修和保养费用高 实际中工艺布置和按产品布置是混合使用的 按产品布置 1 3设施布置类型和工业设施布置的传统 ghan11 1 3设施布置类型和工业设施布置的传统 ghan11 固定布置的形式如下图所示 这种布置方式在制造业中主要用于大型或特大型产品的生产 这类产品很大很重不易移动 定位布置 1 3设施布置类型和工业设施布置的传统 ghan11 按成组技术的相似性原则 将中小批量的产品及零部件根据其工艺分成不同的工艺族 然后按照不同的工艺族来布置设备 这种布置方式称为成组单元或制造单元 制造单元的布置形式 介于机群式布置与工艺原则布置之间 适用于中小批量生产 下图是成组技术布置的示意图 按成组生产原则布置 1 3设施布置类型和工业设施布置的传统 ghan11 图3 12是成组技术布置举例 成组技术布置可以通过以下三个步骤实现 将零件分类 识别零件组的物流类型 将机器和工艺分组 组成工作单元 成组技术布置的优缺点如表3 16所示 表3 16成组技术布置得有缺点 1 3设施布置类型和工业设施布置的传统 ghan11 零售服务业布置的目的是使店铺单位面积的净收益达到最大 同时还要考虑其他许多人性化因素 服务场景有三个组成部分 环境条件 空间布置及其功能性 徽牌 标志和装饰品 6 办公室布置 办公室布置越来越倾向于开放式办公室 员工的工作空间仅用低层分隔墙隔开 零售服务业布置 办公室布置 1 3设施布置类型和工业设施布置的传统 ghan11 U形多工序生产线适合于多品种中小批量的生产 符合当代生产模式的需要 U形布置时 工人容易掌握从毛坯到成品的全工艺过程 合理安排作业程序后可以减少工人各种多余的动作 便于工人多工序 多机床 操作 便于对生产线的全面管理 下图为U形布置示意图 U形布置 1 3设施布置类型和工业设施布置的传统 ghan11 1 寻找同类或相似工厂作为样板2 根据目标设计数个方案3 利用经验数据或指标决定各部门面积4 通过方案评比决定优选方案5 绘制标准的总平面布置图和详细车间布置设计图 1 3 2工业设施布置的传统设计方法 1 3设施布置类型和工业设施布置的传统 ghan11 1 4 设施规划与物流 课程的发展过程 设施规划设计 是本专业的一们核心专业课程 二次世界大战前 方法研究 物料搬运和工厂布置为一门课程 称为 工厂布置设计 二战后 方法上向定量转变 工作领域上扩大到其他工业和服务业 课程名称改为 设施规划设计 上世纪80年代以来出现了各种商品化的设施布置软件包 又使设施规划设计跃上一个新的台阶 1 4 1课程发展的三个阶段 ghan11 设施布置问题可分为 服务系统布置问题 制造系统布置问题 仓库布置问题和非传统布置问题四类 1 4 2 1服务系统布置问题一个服务系统的布置设计 必须知道设施的位置或实体的数量 它们每一种大体上占有的面积 设施之间的交互作用 任一设施或一对设施间的特殊限制 1 4 2设施布置问题的类型 1 4 设施规划与物流 课程的发展过程 ghan11 一个新的服务系统 需要通过提出以下一些问题来判断布置的根据是否正确 1 现有的公司或系统其空间是否过大 2 现有的空间是否过于昂贵 3 建筑物是否在合适的位置 4 一个新的布置如何影响组织和服务 5 办公室的工作过于集中还是分散 6 办公室的结构能支持工作规划否 7 布置和公司的形象合调吗 1 4 设施规划与物流 课程的