《某工厂制造物流的分析与优化》

毕业论文题目某工厂制造物流的分析与优化学院机械工程学院专业工业工程班级工程0701学生孙涛学号20070407045指导教师曲一兵二一一年五月二十六日COMMENTQYB1所有的参考文献都应在论文中被引用到COMMENTQYB2右上角济南大学毕业论文11前言11研究的背景及国内外现状随着经济全球化以及现代信息技术的快速发展，现代物流行业已经发展成为新一轮竞争的热点，降低成本、提高生产效率和扩大销售额的空间已经越来越小，物流行业就成为了新的竞争优势来源。最近这些年来的生产实践就充分说明了物流研究，特别是制造物流与调度技术的研究，在企业加强管理、降低成本、提高效益、增强竞争力方面均具有不可替代的作用。目前，我国的大中小企业多数都还没有经过科学的规划与设计，尤其是一些物流量较大的机械加工企业，他们都普遍存在一些问题，例如，设施布置不完善，物流线路不佳，车间面积利用率不高，生产中存在普遍的严重浪费，等等一系列与物流相关的问题需要去解决。改革开放以来，制造业逐渐成为国民经济活动的主体产业，制造业物流业是物流业发展的需求基础和强大动力。在制造企业内部，即使一些企业已走在了物流行业的前列，并逐步向现代化物流管理迈进，但是，就总体水平而言，我国的制造业物流的运作与管理仍存在很多问题，制约了企业的进一步发展1。过去人们在研究生产制造活动时，主要关注一个又一个的制造加工过程，而忽视了将每一个制造加工过程串在一起的、并且又和每一个制造加工过程同时出现的物流活动。实际上，一个生产周期，物流活动所用的时间远多于实际加工的时间。因此，我们有必要深入研究一下制造型企业生产调度的功能，并提高对它的认识。国外对物流的研究开始于上世纪二十年代,时间比较长，并且已经形成了比较完整的体系，目前研究的重点主要集中整个供应链或物流链的管理和控制上。美国作为物流理念的发源地，其物流研究、设计和技术开发一直处于世界的前沿，有十分成熟的物流管理经验和发达的现代物流，其制造型企业十分重视生产物流能力的开发，物流理念在企业广为普及。据有关统计资料表明，美国自1955年以来，每年约有8的国民生产总值投资在新的工业设施上，并将其中40用在制造业上，达到每年2500亿美元以上的规模，因此，对于一个投资项目而言，资源利用是否合理，设施布置是否良好，工业设备是否先进，正式投产后的社效益怎样，设施规划与设计起着决定性的作用2。设施规划与设计被认为是整个建设工程的灵魂，是工程项目在建设过程中首先需要解决的问题。通过设施布置，可以提高生产力，大大降低企业的运行成本，并提高企业的运行效率，避免不必要的改扩建，提高企业对客户的服务能力，还能提高企业间合作的能力3。济南大学毕业设计212研究的内容及意义本文研究的主要内容就是设施布置，其中，设施布置即对设施的各种组成部分，如建筑物、构筑物、机器、设备、运输通道、场地等，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，使设施的布局科学合理，尽量减少投产后设施内的作业量，特别是物料搬运的工作量，并且方便操作和管理，提高设施的运作效果和作业效率进行这方面的研究可以大大提高企业的竞争优势。首先，工厂布置的好坏直接影响整个系统的物流、信息流、生产能力、生产率、生产成本及生产安全，优劣不同的工厂布置，在施工费用上可能差不太多，但对生产经营的影响会有很大的不同，因此，工厂的设施布置被认为是加速生产率提高的重要因素之一；其次，过去人们在研究生产制造活动时，主要关注一个又一个的制造加工过程，而忽视了将每一个制造加工过程串在一起的、并且又和每一个制造加工过程同时出现的物流活动。实际上，一个生产周期，物流活动所用的时间远多于实际加工的时间。因此，我们有必要深入研究一下制造型企业设施布置的方法，并提高对它的认识。13研究方法与目标采用SLP法进行设施布置，就是对各作业单位之间的相互关系做出分析，包括物流的和非物流的相互关系，经过综合，得出各作业单位综合相互关系表；然后，根据综合相互关系表指示的各作业单位的相互位置，绘制作业单位位置相关图；并且，将作业单位实际面积与位置图相结合，得出作业单位面积相关图通过修正，得出可行的布置方案；最后，通过评价选优，确定方案。通过本文的研究，我们希望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。其具体目标15包括使各台生产设备保持有机联系，从而减少浪费与不合理，并提高生产率。使物流均衡，减少生产线上的在制品停留时间，减少生产中间的库存。使生产设备能力和负荷均衡，以提高设备的利用率。减少生产线上的在制品数量、停留时间及搬运交叉现象，以减少搬运作业量，并确保安全。可以适当的提高生产的柔性，使之适应产品需求的变化、工艺和设备的更新及扩大生产能力的需要。在此基础上，结合某工厂的实际情况，使该企业的人力、物力、财力和人流、物流、信息流得到最合理最经济最有效的配置，追求整体效果最优化，与此同时使局部设施最优化。COMMENTQYB3论文引用标号要按顺序来，先引用的先标。不要跳。济南大学毕业论文2某工厂机加工车间存在的问题某工厂以生产试验机为主导，过去一直沿用老的生产模式，对物流问题认识不足，在车间的设施布置方面没有对减小物流量，降低物流成本给予充分的考虑。而随着本行业的竞争的日益激烈，企业已进入一个微利时代，产品的成本和利润也变得非常透明,企业急需将物流提升到战略的高度来提高自身的竞争力。物流问题，不仅直接阻碍企业生产效率的提高，而且占用大量资金，成为企业发展的包袱。通过对该工厂的调研，发现其零件的机加工车间的物流状况及车间设施布置还存在许多问题，具体来说主要有以下几方面零件的机加工车间设备布置混乱，没有形成一定的布置形式，不适于企业目前的生产类型。物料搬运过程中，普遍存在往返交叉现象。车间在制品暂存地、废品废料存放地、工人工作地与休息室等安排需要重新调整。车间设备的布置不能满足车间生产工艺流程的要求。车间设备的布置很少考虑物流活动与生产工艺流程同步化，在制品的停滞、等待时间过长。车间设备的布置不符合合理的物流流向、物流距离短的要求。物流系统直接关系到生产系统效益，虽然物流过程不直接产生价值，但却直接关系到成本。尤其在物流系统运行过程中，管理与控制水平的高低直接关系到产品质量，仅注重加工质量，不注重物流质量，对生产系统危害很大，物流合理化可以降低物流费用，从而达到降低成本的目的。物流系统中物料的费用直接影响到企业资金周转速度。在一般加工企业中，物流时间占生产周期的90甚至95，而纯加工时间仅占5，企业的在制品和库存物料占用流动资金75以上17。物流系统分析可有效压缩物流系统时间占用及加速物料转化，从而加快企业资金周转速度，提高企业竞争能力。通过物流的合理化提高企业管理水平，物流系统牵涉到信息、运输、存货、仓储、物料搬运和包装等的集成，涉及企业内部的各个领域。在物流系统观的指导下，对物流环节的任何改善都会促进企业管理水平的提高，物流的高效、高质、准时搬运要求企业辅以相应的组织结构，提高物流系统的现代化管理水平，才能实现管理现代化。物流系统化可以创造顾客价值，使企业获得竞争优势，市场条件下的企业竞争日趋激烈。物流能力是对厂商能否在尽可能低的总成本下提供了竞争优势的顾客服务的一种相对的评价。良好的物流工作意味着适应情况变化的灵活性，按时完成任务，对操作的控制能力和连续工作的能力等特点，尤其是要对完善服务做出承诺，这是才企业获得并维持忠实顾客的关键。如果对车间的物流进行分析，并按科学的方法对车间的设备进行重新布置，就能使车间的工艺布置做到物流顺畅、运输路线最短、与车间外部的衔接最为合理，从而达到提高生产率、缩短生产周期和降低生产费用的目的17。济南大学毕业论文3系统布置设计的基本原理31系统设施布置的内容和原则系统设施布置包括两方面的内容即工厂的总体平面布置和车间布置。首先来说工厂的总体平面布置，它主要是解决工厂的各个组成部分，包括生产车间、辅助服务部门、动力站、办公服务区、仓库以及露天的作业场地等等，各种作业单位、运输线路以及绿化设施的相互位置。工厂的总体平面布置设计的原则15有满足生产要求，工艺流程合理。工厂的总体布局应满足生产要求，符合工艺过程，减少物流量，同时重视各部门之间的关系密切程度。适应工厂内外的运输要求，线路短捷顺直。工厂的总体平面布置要与工厂内部运输方式相适应。根据选定的运输方式、运输设备及技术要求等，合理地确定运输线路及与之有关的部门的位置。合理用地。工业企业建设中，在确保生产和安全的前提下，应尽量合理地节约建设用地，并适当预留发展用地。充分注意防火、防爆、防损与防噪声。安全生产必须是工厂布局首要考虑的问题。利用气候等的自然条件，减少环境污染。除此之外，我们还要充分考虑地形、地貌、地质等条件带来的影响，还要考虑建筑的空间组织和造型设计，以及一些对建筑施工有利的条件。上述设计原则涉及的层面比较多，它们之间往往存在相互矛盾的情况，我们应结合具体的条件，加以分别的考虑和分析，这样才能得到令人满意的布置方案。车间的布置设计要解决各生产工部、工段、服务辅助部门、储存设施等作业单位以及运输通道、设备、之间的相互位置。车间的布置设计的原则15有确定设备布置形式。根据车间的生产纲领，分析产品产量关系，确定生产类型是大量生产、成批生产还是单件生产，由此决定车间设备布置形式是采用流水线式、机群式还是程度单元式。满足工艺流程要求。车间布置应保证工艺流程顺畅、物料搬运方便，减少或避免往返交叉物流现象。实行定置管理，确保工作环境整洁、安全。车间布置时，除对主要生产设备安排适当位置外，还需对其他所有组成部分包括在制品暂存地、废品废料存放地、工人工作地、通道、辅助部门，如办公室、生活卫COMMENTQYB4图中字太大生设施等，安排出合理的位置，确保工作环境整洁及生产安全。选择适当的建筑形式。根据工艺流程要求及产品特点，配备适当等级的起重运输设备，进一步确定建筑物的高度、跨度及外形。除此之外，我们还应进一步注意采光、通风、照明、采暖、防尘与防噪声，我们还要能适应生产的变化，因此要使布置方案有适当的柔性。32设施布置的基本形式设施布置的基本形式如图31所示。移动式布置成组布置工艺原则布置（机群式布置）产品原则布置（流水线布置）固定式布置设施布置单元布置柔性布置图31设施布置的基本形式321产品原则布置产品布置原则也可以称为流水线布置或对象原则布置。当产品的品种很少而产生数量又很大时，应按产品的加工工艺过程顺序配置设备，形成流水线生产，这是大量生产中典型的设备布置方式。由于产品原则布置是按加工、装配工艺过程顺序配置各道工序所需的设备、人员及物料，因此能最大限度地满足固定品种、产品的生产过程对空间和时间的客观要求，生产效率非常高，单件产品生产成本低，但生产适应性即柔性比较差，适用于少品种大量生产。321工艺原则布置工艺原则布置也可以称为机群式布置。这种布置方式的特点就是把同种类型的设备和人员集中布置在一个地方，如磨床工段、车床工段等，就是分别把磨床、车床等集中布置在一个地方。这种布置方法便于对设备和人员进行调整，这样更容易适应产品的变化，生产系统的柔性就大大增加了。但是，如果工件需要很多设备加工时，就要往返与各工序之间，这在一定程度上增加了产品的搬运次数与搬运的距离，这样就带来了物料交叉搬运与逆向流动的问题，因此，济南大学毕业论文工艺原则布置通常适用于单件生产或多品种小批量生产模式。323成组原则布置成组原则布置也可称其为混合原则布置。在产品品种较多，而每种产品的产量又都是中等的情况时，将工件按其外型与加工工艺的相似性进行编码分组，同组零件用近似的工艺过程进行加工。同时，将设备成组布置，即是把使用频率高的机器群按照工艺过程顺序组合布置成成组制造单元，整个生产系统是由数个成组制造单元构成。这种布置方式既有流水线的生产效率，又有机群式布置的柔性，还可以提高设备的开动率，少物流量及加工时间。成组原则布置适用于多品种、中小批量的生产类型。324固定工位式布置所有的工序都是在原材料（在加工或处理情况下）或主要部件（在装配情况下）固定在一个地方的情况下完成的。它适用于大型设备的制造过程，产品固定在一个固定的位置上，所需的设备、人员、物料等均围绕产品产品进行布置，这种布置方式一般场合很少应用，只在飞机、轮船等大型设备的制造中使用。33系统布置设计的基本要素及阶段根据SLP模式的观点，影响系统设施布置的最基本的要素包括P产品（PRODUCT，材料或服务）；Q数量（QUANTITY，产量）；R生产路线（ROUTING，工艺过程顺序）；S辅助服务（SERVICES）；T时间（TIME，时间安排），如图32所示。这五项基本要素是系统布置设计的条件，也是必不可少的基本资料。所有的布置设计问题都应当以此为依据，这些基本要素就是解决系统布置设计问题的“钥匙”。图32系统布置问题的基本要素331基本要素（1）P（产品、材料或服务）。是指需要布置的工厂所生产的产品，原材料，加工或处理过的零件、成品和所提供的服务，可以用项目、种类、型号、材料类别、零件号、产品特征等来表示。产品的这一要素直接影响设施的组成及各作业单位之间的相互关系、生产设备的类型、物料搬运的方式等方面。（2）Q（数量或产量）。是指工厂所生产、提供或使用的商品量或服务的工作量，可用件数、重量、体积或销售的价值表示，在本文中，将使用零件的质量来表示数量这一要素。数量这一要素影响设施的规模、设备的数量、运输量、运输工具、建筑面积等因素。（3）R（生产路线或工艺过程顺序）。是指工艺过程，这包括设备、工序和它们的先后顺序，可以用工序、工艺过程图等表示。生产路线这一要素影响各作业单位之间位置的相互关系以及物料搬运的路线等方面的问题。（4）S（辅助服务部门）。是指公用的、附属的及有关的作业单位或职能部门，在布置中必须设置这些部门才能有效的开展各项工作。辅助服务部门包括各种辅助工具、维修、动力室、收货区、发运区，铁路专用线路及车间内的办公室等。这些服务部门有效的支持的生产系统的运转，在某种意义上还加强了生产能力。在一些情况下，辅助服务部门的占地面积要大于生产部门所占的面积，因此，在进行布置设计时应当对这一要素给予足够的重视。（5）T（时间或时间安排）。产品的生产需要多长时间，以及在什么时候生产出来或正在设计的布置将在什么时候付诸实现。根据时间因素我们往往可以计算出设备的数量、需要的面积和人员安排，以及平衡各工序。济南大学毕业论文概括来说，五个要素分别回答以下问题PPRODUCT生产什么QQUANTITY生产多少RROUTING怎么生产SSUPPORTINGSERVICE用什么支持生产TTIME何时生产在这五个基本元素中，P、Q更为重要，是一切其他特征或条件的基础，在进行布置设计之前，要充分调查研究并取得全面、准确的各项原始资料，以确保所用数据的可靠性。332阶段结构系统布置设计是一种条理清晰、逻辑性很强的布置设计方法。每一个布置设计项目从开始确定任务到最后实际安装都要经过布置设计的四个阶段，这四个阶段也是设计过程中需要一一解决的四个问题。如图33所示。I确定位置II总体区划III详细布置IV安装规划时间规划阶段图33系统布置设计阶段结构阶段确定位置。确定要进行布置的地区位置，不论是工厂的总体布置，还是车间的布置，都必须先确定所要布置的相应位置。阶段总体区划。在布置的区域内确定一个总体布局。要把基本物流模式和区域划分结合起来进行布置，同时确定各主要作业单位、部门或区域的大小、相互关系和外形，初步规划基本物流模式和总体布局。阶段详细布置。确定各个作业单位及设备的详细具体的位置，公用及服务部门的布置也包括在内，进而确定各作业单位的具体位置。阶段安装。在完成详细布置设计以后，经上级批准后，可以进行施工设计，需要绘制大量的详细施工安装图和编制搬迁、施工安装计划。必须按计划进行土建施工和机器、设备及辅助装置的搬迁、安装工作，即编制施工计划，进行施工安装。在进行设施布置设计的过程中，这四个阶段是按顺序进行的，但考虑每个阶段时最好按照如图33所示的那样交叉进行，因为每个阶段之间是有相互联系的。在确定位置阶段就必须大体确定各主要部门的外形尺寸，以便确定工厂总体形状和占地面积。在总体区划阶段就有必要对某些影响重大的作业单位进行较为详细的布置。在整个设计过程中，随着阶段的进行，数据资料会越来越齐全，这样我们就能发现前面阶段设计中出现的问题和某些错误，进而进行调整修正，逐步完善设计。在这需要着重强调的是，总体趋化阶段是整个设施布置设计过程中最重要的阶段。34系统布置设计SLP的设计步骤工厂布置的程序和方法中，以缪瑟的系统布置设计SLP最为著名，并被普遍使用。这种方法的条理性非常强，是根据物流分析后得出的各作业单位之间关系的密切程度，求得工厂的合理布置方案。一般以下列三个基础为依据相互关系所布置的各对象之间所要求或需要的相对密切程度；面积所布置的各对象的量、种类、形状；调整把所布置的各对象排列到合乎现实的最佳地步。济南大学毕业论文原始资料P、Q、R、S、T及作业单位1物流2作业单位相互关系3相互关系图解4所需面积4可用面积6面积相关图解方案X方案Z9评价方案Y选出的最佳布置方案7修正因素8实际条件限制图34系统布置设计程序图系统布置设计模式如图34所示。其具体步骤如下341原始数据、资料的统计与处理在进行正式的系统布置设计开始之前，我们必须明确给出的基本要素，包括产品P、数量Q、工艺过程顺序R、辅助服务部门S及时间T等基本资料，图33中产品、数量、生产路线及设备、辅助服务部门和时间安排都是基本的原始资料的分析，主要是产品产量分析（PQ分析），同时还要结合其他原始资料进行分析。另外，我们需要通过对工艺过程的分析大致确定作业单位的划分情况。这些均为系统布置前需要准备的数据与资料。342物流分析与作业单位关系分析在图33所示的模式中，方框1主要指物流分析，现在的很多工业设施是以流程为主的，在这样的工业设施中，物料移动是工艺过程的主要部分，就像一般的机械制造厂，因此，物流分析一般是布置设计中最重要的方面；而模式中的方框2主要是指作业单位相互关系，相互关系的密切程度与作业单位间的物料移动及物流量有关，而在一些辅助服务部门或一些物流量较小的工厂中，各作业单位之间的相互关系对布置设计就显得更为重要了，这里的相互关系指的是各作业单位间的非物流关系。对于一些介于上述两种情况的工厂来说，就需要综合考虑作业单位之间物流与非物流之间的相互关系。物流关系的分析结果可以用物流强度等级以及物流相关表来表示。而非物流关系的作业单位之间的相互关系也可以用与物流关系相似的经过量化的关系密级以及相互关系表来表示。在综合考虑作业单位之间物流与非物流的相互关系时，我们可以确定物流与非物流相互关系的相对重要性，用加权值来综合考虑相互关系，以此得到作业单位综合相互关系表。343作业单位位置相关图的绘制根据已求出的物流相关表与作业单位相互关系表，考虑每对作业单位间相互关系等级的高低，以此来决定两作业单位相对位置的远近，关系密切程度高的作业单位之间距离近，关系密切程度低的作业单位之间距离远，进而得出个作业单位之间的相互位置关系。由于未考虑各作业单位的占地面积，这时得到的仅仅是作业单位的相对位置，称为位置相关图。344作业单位面积相关图的绘制在确定了生产作业单位和辅助服务作业单位以后，即可进行面积的计算，各作业单位的占地面积与其设备、通道、人员及其他辅助设施有关，计算出的面积应与可用面积相适应。将每个作业单位按面积用适当的形状和比例在作业单位位置相关图上进行配置，这样就形成了作业单位面积相关图。此时的作业单位面积相关图仅仅只是一个原始的布置图，我们还需要根据其他的因素进行调整与修正。这些因素包括，搬运方法、仓库设施、建筑特征、公用和辅助部门，以及人员方面的要求、厂址条件或周围情况，还有详细布置时作业单位的形状。通过考虑多方面因素的影响与限制，对面积图进行调整，形成众多的布置方案，抛弃其中不切实际的想法，将可行方案绘制成平面布置图。345方案评价与选择针对得到的数个方案，进行技术、费用及其他因素的评价，通过各方案的比较评价，选出或修正设计方案，得到布置方案图，提请主管部门审查和批准。4运用SLP来解决问题41确定设施布置的形式要确定设施布置的基本形式就需要先进行产品产量分析（PQ分析），产品产量分析就是通过对企业生产的产品品种的多少及每种产品产量的高低来决定工厂的生产类型，以次确定设施基本布置形式而采用的综合分析方法，同时也是物料重要等级分类的方法15。产品品种数目P产量QIIIIIIIV图41产品产量分析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置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而由附录表1的模拟生产计划及表2的产品零件列表可知，该工厂的生产类型为多品种小批量生产，这种生产类型适合采用工艺原则布置的形式，它也可以称为机群式布置，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。这种布置原则的优点是机器利用率高，可减少设备数量设备和人员柔性程度高，更改产品和数量方便操作人员作业多样化，有利于提高工作兴趣和职业满足感其缺点是由于流程较长，搬运路线不确定，运费高生产计划与控制较复杂,要求员工素质的提高库存量相对较大选好设施布置形式后，我们可以根据所选的工艺原则来进行作业单位的划分，我们可以将机加工车间分成车床、钻床、镗床、磨床、铣床、刨插床共六个工段，其中由于齿轮加工仅有一种工件的加工需要，所以我们将齿轮加工机床放在了与其有工艺流程关系的钻床工段，即为钻床、齿轮加工工段，另外，还有原材料库、组装车间和成品库，因此我们需要进行布置设计的作业单位共九个，其详细划分情况详见附录表3。42物流分析421物流分析方法及内容（R分析）物流分析的基础是生产路线。物流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。一个有效的工艺流程指的是物料在工艺过程内按顺序一直不断地向前移动直至完成，中间没有过多的迂回或倒流15。当物料的移动是工艺过程的主要部分时，物流分析就成为了布置设计的重要部分。而物流分析的方法是随着生产产品的产量和品种的不同而有所不同，具体的分析方法有对于一种或少量标准化产品或项目，采用“工艺过程图标”或类似的流程图表对于数种产品或物品，如果不包括装配或拆卸，可采用“多种工艺过程图表”对于许多产品或物品，可将它们组成合理的组或选择代表产品、项目，并按上述方法进行分析对于大量多样化的产品或物品，我们宜采用“从至表”每种分析方法都有其特点，它们适合于不同的产品产量分析。1工艺过程图表运用标准符号绘制的工艺过程图表可直观地反映出生产的详细情况，此时，进行物流分析只需要在工艺过程图上注明各道工序之间的物流量，就可以清楚的表示出产品在生产过程中的物料搬运情况。2多种产品工艺过程图表多种产品工艺过程图是将所有零件或产品和工序都汇总在一张图表上。图标的左边列出各种零件所要经过的工序，右边列出各种零件，在其下方将每个零件的工艺过程按预先确定的工序进行绘制。用这种图表并列出各种零件的路线，这种方法可以迅速的比较各零件的物流途径。为了使布置方案达到物料顺序流动，并尽可能的减少物料的逆流，我们可以调整图表上的工序，是使它们之间存在最大物流量的工序尽可能的接近，也可以说是适当的调整图表上的水平的工序，使之获得最佳的顺序。3成组方法当产品数达到3050种时，就有必要采用成组方法，即按产品结构与工艺过程的相似性进行归类分组，然后对每一类产品采用工艺流程图的方法进行物流分析，也可以用多种产品工艺过程图表来表示各组产品的生产工艺过程，进而做进一步的物流分析。如果不能分组的话，我们也可以选出或是随机抽取代表产品进行分析。4从至表当产品、零件或物料的数量比较多时，我们通常可以采用一张方阵图表来表示各作业单位之间的物料移动方向和物流量。从至表是一个方阵表格，以一定的顺序按行排列物料移动的起始作业单位，再以相同的顺序按列排列物料移动的终止作业单位，而在行列相交的方格中记录从起始作业单位到终止作业单位的物料搬运的总和，有时也可以用物料分类的代号来表示。如果物料都是沿着作业单位排列顺序正向移动，即没有倒流现象时，从至表中就只有上三角方阵中有数据，这是一种理想状态。如果存在倒流现象时，倒流的物流量就会出现在从至表的下三角方阵的格子里，此时，从至表中任意两个作业单位之间的物流量等于正向物流量与逆向物流量之和。从至表可以一目了然地进行作业单位之间的物流状况的分析。如上所述，PQ关系决定了不同的生产类型。而不同的生产类型对应不同的物流分析方法，但是它们的最终目的都是为了物流分析的方便，因此，在进行物流分析时，应根据具体情况选择合适的分析方法。根据该工厂的实际情况，我们选择使用从至表的方法进行物流分析，为方便对物流量的统计计算，我们首先对产品零件进行分类，其具体的分类情况详见附录表4，然后我们统一确定物料类别的换算质量，这样在计算时会比较简便，详情见附录表14。然后再根据每个零件的工艺过程来统计出每个零件在加工，直到入库时所要经过的各个作业单位，另外，我们在计算物流量时是以一年时间的产量来计算的，每个零件的工艺路线及物料类别和数量的详情见附录表513。在具体计算各作业单位间的物流量时，将每对作业单位之间的当量物流量进行累加，用物料分类的换算质量乘以一年的产量即得到这个零件在这对作业单位之间的一年的物流量，再把其他具有相同作业单位对的物流量累加起来，就得到了作业单位对的物流强度，正向物流量与逆向物流量分开统计，得到的零件的物流量从至表，见附录表15，由于其单位使用的是KG，所以数值较大，不利于后边的计算，所以我们以T我单位得到附录表16，其中不足1T的忽略不计。将正向物流量与逆向物流量相加得到各个作业单位间的总物流量，见附录表17。这样就完成了对作业单位间的物流量的初步统计。422物流相关表物流分析包括确定物料移动的顺序与移动量两方面的内容。如果说通过工艺流程分析能够正确地确定出各作业单位之间的相互关系，那么，各作业单位之间的物料移动量就反映出了作业单位之间的相互关系的密切程度，这也是一个基本的衡量标准15。物流强度就是一定时间周期内的物料移动量，由于在直接分析大量物流数据时比较困难，而且也没有必要，在采用SLP法进行布置设计时，不必考虑各作业单位之间的具体物流强度，而是通过划分等级的方法来研究物流状况。在SLP中将物流强度转化成五个等级，分别用符号A、E、I、O、U来表示，其物流强度逐渐减小，分别对应着超高物流强度、特高物流强度、较大物流强度、一般物流强度和可忽略搬运五种物流强度。物流路线的强度等级应按物流线路比例或承担的物流量比例来确定，可参考附录表19。我们先根据作业单位对之间的物流量大小进行排序，附录表18是按物流量大小顺序排列的物流量表，根据附录表19来划分物流路线的强度等级，序号13的三条物流线路承担的物流量比例为36，划分为A级；序号49的六条物流线路承担的物流量比例为33，划分为E级；序号1016的七条物流线路承担的物流量比例为21，划分为I级；序号1726的十条物流线路承担的物流量比例为12，划分为O级；其余的划分为U级。列表见附录表20。在上述基础上，当从至表中不区分物料移动的起始与终止作业单位，且在行与列的相交方格中添加作业单位之间的总物流强度等级时，由于行作业单位与列作业单位排列顺序相同，所以得到的是右上三角矩阵表格和左下三角矩阵表格对称的方阵表格，除掉多余的左下三角矩阵表格，将右三角矩阵表格变形，就得到了SLP中的物流相关表，物流相关表表示了作业单位之间的物流相互关系。根据附录表20及上述的方法可以做出某工厂的作业单位物流相关表，见附录表21。43作业单位相互关系分析对于一般的布置设计，当物流状况对企业的生产有重大影响时，物流分析就是系统设施布置的主要依据，但是在有些企业，物流分析对企业的生产并没有很大的影响，或者除此之外还有其他非物流因素的影响，这时的布置设计就不能只依赖物流分析，而是需要进行作业单位之间的非物流关系分析。因此，我们在分析作业单位相互关系时，应当对不同的情况区别对待。例如，当没有辅助服务部门，即不需要考虑非物流因素时，只需物流分析就可以确定作业单位之间的相互关系；当没有重大物流时，就不需要考虑进行物流分析，可直接运用“相互关系图”。而大部分情况是把生产作业单位和辅助服务部门的非物流关系相互关系分析和物流分析结合在一张相互关系图上。431作业单位相互关系的决定因素及相关关系等级的划分作业单位之间的相互关系的影响跟每个企业的性质有很大的关系，不同的企业，作业单位之间的相互关系影响也是不同的。对于该工厂的具体情况，作业单位间相互关系密切程度的典型影响因素主要考虑一下几个方面（1）物流；（2）使用相同的设备；（3）监督和管理；（4）联系频繁；（5）使用同样的公共设施。确定了作业单位之间的相互关系密切程度的影响因素之后，就可以给出个作业单位之间的关系密切程度等级，在SLP中作业单位之间的相互关系密切等级划分为A、E、I、O、U、X六个等级，如表41所示。表41作业单位间相互关系等级及理由字母等级关系含义编码理由A绝对必要靠近1都有许多大型的工件需要加工，可能要使用同样的搬运设备E特别重要2均为机加工车间，方便监督管理I重要3两者物流联系频繁O一般密切程度4避免大量运输车辆的拥堵U不重要X不希望靠近432作业单位间相互关系表作业单位间相互关系密切程度的评价可以由布置设计人员根据物流计算、个人经验或与有关作业单位负责人讨论后进行判断，也可以把相互关系统计成表格发给各作业单位负责人填写，或者由有关负责人开会讨论决定，由布置设计人员记录汇总。由于条件限制，本文将根据本人对作业单位的分析来判断作业单位之间相互关系的密切程度。然后我们利用与物流相关表相同的表格形式建立作业单位间相互关系表，表中的每个菱形框格填入相应的两个作业单位之间的相互关系密切程度等级，左半部用密切等级符号来表示密切的程度，右半部用数字表示确定密切程度等级的理由，其理由如表41所示，根据这些我们可以得出该工厂的作业单位非物流相互关系表，详见附录表22。44作业单位间综合相互关系分析该工厂中，各作业单位之间既有物流联系也有非物流的联系，两作业单位之间的相互关系也应该既包括物流关系也包括非物流关系，因此在SLP中，我们应当把作业单位之间物流的相互关系与非物流的相互关系进行合并，即求出合成的相互关系综合相互关系15。要合并物流与非物流关系，就要确定两种关系的相对重要性，可以采用加权值的方法来综合考虑综合相互关系。对于该工厂，将物流与非物流的相互关系的相对重要性的比值确定为MN151，对应A、E、I、O、U、X的分值取4、3、2、1、0、1，经过对物流与非物流的相互关系等级分值加权平均得到综合相关表，见附录表23。45作业单位位置相关图完成作业单位综合相互关系表后，便可以绘制作业单位位置相关图，也就是使用图例、符号、数字、颜色表示各个作业单位之间的相互关系。绘制时，先不考虑各作业单位的建筑物的占地面积及其外形几何形状，而是仅考虑各作业单位之间的相互关系密切程度，来安排各作业单位之间的相对位置，即根据综合相互关系的级别高低按照A、E、I、O、U、X级别顺序先后确定不同等级作业单位的位置。关系密切程度高的作业单位之间距离更近，反之，则更远，这样即可做出作业单位位置相互关系图。对于该工厂来说，作业单位的数量比较多，中间会有很多作业单位间的综合关系级别相等，这样绘制起作业单位位置相关图的先后顺序就会有很多困难，因此我们需要计算出各作业单位的综合接近程度，所谓综合接近程度就是指某单位与其他单位综合相互关系级别分值之和15。该工厂的作业单位综合接近程度排序表可见附录表24。绘制作业单位位置相关图的要求为按图幅大小，选择单位距离长度，并规定关系密级为A级的作业单位对之间距离为一个单位距离长度，E级为两个单位距离长度，并以次类推；在作业单位位置相关图中，用号码表示作业单位；用不同的连线类型表示作业单位之间的关系等级。详见附录表25。按照一般情况应当首先处理综合关系密级为A的作业单位对，但是在本文中，A级关系的作业单位对只有89，且9与其他作业单位之间均没有关系，而8与其他的作业单位之间的关系等级最高为I级，所以在本文中，先处理密度等级为E的作业单位对，而将89放在后面考虑。绘制作业单位位置相关图的具体步骤如下（1）E级作业单位对涉及3、4、5、6、7，共五个作业单位，其中4的综合接近程度最高，可将其布置在中心位置，而3、5、6、7均与4的距离为两个单位的距离，而35、36、56、57、67均为I级关系，它们之间的距离为三个单位，这样就初步确定了3、4、5、6、7的大体位置；（2）处理8的位置，8与3、与5的距离为三个单位的距离，与2、4、6均为一个单位的距离；（3）处理2的位置，2与3、5的距离为三个单位的距离，与4、6、7、8的距离为四个单位；（4）处理1的位置，1与7的距离为三个单位，与2、3、4、6的距离是四个单位；（5）最后处理9，只与8有A级关系，距离为一个单位。这样连接之后可得到图42。图42该工厂作业单位位置相关图46作业单位面积相关图461面积相互关系图解首先进行各作业单位的面积计算，主要有以下几种方法（1）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的面积得到该单位的总面积；（2）标准面积法采用某种工业标准求得所需的面积。（3）概略布置法应用模板或设备模型进行布置并确定面积；（4）比率趋向预测法将过去各个时期每台设备、每个工时或每个单位的面积作为基础，按未来产量和人员的发展预测要求，按比例扩大来设定面积。在本文中采用计算法来进行面积的计算，将机床所占的面积、操作所需面积、物料存放所占面积以及通道面积和休息区的面积加起来便得到了每个作业单位的总面积，如下表42。表42各作业单位的面积长度/M序号123456789面积16201616816252681681612258162020根据已经确定的物流和作业单位相互关系以及确定的面积，可以利用面积相互关系图做出作业单位面积相关图，即把每个作业单位按面积用适当的形状和比例在图上进行配置。选取比例尺为11000，绘制作业单位面积相关图如下图43。图43作业单位面积相关图462调整修正作业单位面积相关图是直接从作业单位位置相关图演化而来的，因此还要进行调整修正才能得到可行的布置方案，进行修正调整时是根据修正因素和实际条件限制两方面内容来考虑的，其中修正因素包括（1）物料搬运方法；（2）建筑特征；（3）道路；（4）公用管线布置；（5）厂区绿化布置；（6）场地条件与环境。而实际条件限制主要包括（1）成本；（2）给定面积；（3）现有条件；（4）政策法规。1原材料库8组装车间9成品库2车床工段5磨床工段6铣床工段7刨插床工段3钻床、齿轮加工工段4镗床工段正门侧门图44方案一9成品库8组装车间3钻床、齿轮加工工段2车床工段4镗床工段5磨床工段6铣床工段7刨插床工段1原材料库正门侧门图45方案二绿化带作业区比例尺1500图例门经过调整修正得到两种布置方案方案一如图44，方案二如图45。47评价与选择对于两种方案的评价与选择本文采用了加权因素法来进行，加权因素法是指把布置方案的各种影响因素（定性、定量），划分成不同等级，并赋予每一个等级一个分值，以此表示该因素对布置方案的满足程度，同时，根据不同因素对布置方案的影响重要程度设立加权值，计算出布置方案的评分值，根据评分值的高低评价方案的优劣。其步骤为（1）评价因素的确定根据设施选择的基本要求列出所要考虑的因素；（2）确定加权值按照各因素的相对重要程度，规定相应的权数；（3）评价因素评价等级确定对这两个备选方案进行审查，等级划分为A、E、I、O、U，等级分值分别为4、3、2、1、0。（4）评价结果把每个因素中各方案的排队等级分数乘以该因素的权数，所得分数放在每个小方格的右下方，再把每个方案的分数相加，得出总分数就表明了这两个备选方案相互比较时的优劣程度，其具体的情况见表43；（5）最佳方案的确定由表的分析可知，方案一比较好。表43加权因素法计算表各方案的等级及分数序号考虑因素权数方案一方案二1易于将来的发展2E/6I/42与公司的长远规划相协调3E/9I/63布置的灵活性2I/4A/84物流的效率4I/8E/125物料搬运的效率4E/12I/86空间利用率2E/6I/47与公司的组织机构相适应3E/6O/38自然条件或环境的利用1O/1I/2合计52475结论与展望51结论本文首先提出了该工厂在设施布置方面存在的问题，后又介绍了系统设施布置（SLP）的基本原理，包括设施布置的内容与原则、基本形式、基本要素和阶段以及布置设计的步骤。本课题针对该企业在设施布置中只根据企业需要，而不考虑物流状况的情况，采用系统布置设计的方法，从准备原始资料、进行物流分析与作业单位相互关系分析，到绘制作业单位位置相关图及面积相关图，进而设计出了两种不同的方案，并对这两种方案进行了评价与选择，最终确定了布置方案。通过前几章中的理论分析与实际的设施布置设计，以及最后的布置方案表明（1）在机加工车间设施布置的研究中，通过采用SLP设施布置模式，使车间的设施布置更加的科学、合理；（2）新的设施布置方案改变了以前企业在进行设施布置时不考虑物流状况的情况，根据工艺过程划分作业单位，这样既可以提高机器利用率、减少设备数量，还可使设备和人员的柔性程度更高，方便更改产品和数量；（3）通过采用加权因素法定量的计算、分析，对这两种方案进行全面的评价与选择，更科学、准确的确定最优方案，也为方案的最终决策提供了可靠的依据；（4）通过本课题的研究，将原本分散的各种加工设备根据它们的物流关系合理的布置在厂区内，这样既满足了各零件加工工艺的要求，还保证了车间物流的合理性。可见，将物流分析方法应用于设施布置设计中，可以大大提高劳动生产率，并降低生产成本，给企业带来较高的经济效益。通过对车间设施进行了重新布局，提高了物流效率，并在工作环境安全性、空间利用率、布置方案的可扩展性、管理的方便性等方面也有所改善。对于制造业而言，由于其复杂的加工工艺过程，企业内部设施的布置设计对生产物流成本影响较大，因此运用SLP即系统布置设计方法优化企业设施布局，是提高物流的顺畅性，降低生产成本、提高效益的有效途径。52展望在未来数年内，不合理的物流现状仍将是制约我国制造企业发展的一大瓶颈，用系统布置设计来解决厂内的物流问题也显出了它的很多不足。我们在用系统布置设计来解决优化问题时，都是先将问题加以简化再进行求解，即模型的建立都是在一定的假设前提下完成的，所以求出来的最优解有一定的局限性，并不一定更接近真实条件，也就更不一定更有意义。现在，随着信息技术的高速发展和计算机的大规模普及，我们可以用计算机来辅助完成系统设施布置，这样可以建立更加真实的模型，进而求出的结果也就更能真实的达到系统布置设计最优化的目的。总之，系统布置设计的未来发展的总方向就是根据现实的情况构建更为完整、真实的设施布置模型，利用最新的计算机技术来辅助设计，以开发出更为合理、更为卓越的研究方法，更好的完成系统布置设计的最优化。参考文献1浦永平，彭喜玲，王建华，陶珠厂内物流整合与精益生产推进路径之研究J物流技术，20041250522邓少灵，李克勤基于01整数规划的企业生产物流设施布置优化研究J物流科技，2009,32638403李毅基于精益生产JX仓储设备公司厂区设施优化研究D上海同济大学机械工程学院，20084马彤兵，马可基于精益生产的车间设施规划改善设计J组合机床与自动化加工技术，2005111101125盛茜基于精益生产思想的厂房设施规划与布局研究D上海上海交通大学，20096王晓艳基于精益物流的制造企业生产物流系统优化研究以安徽省为例J物流技术，2009,2891101127康杰基于生产线特性的精益生产控制策略研究J西南大学学报（自然科学版），2007,2951331368董建峰金象减速机新厂区设施规划设计与研究D江苏江苏大学，20099陈瑶精益供应物流整合优化研究D上海同济大学经济与管理学院，200810徐迪精益生产下高效现场物流系统的构建与实践D上海上海交通大学，200611付梅成精益生产在企业厂内物流改进中的应用研究J中国新技术新产品，2008117212高祥斌美的商用空调公司精益生产物流的优化研究D北京北京交通大学，200813高举红，白马鹏，齐二石填料生产线精益生产的整合方案研究J工业工程，2004,74495314李加忠硬盘装配车间精益设施规划D上海上海交通大学，200915胡正华，王涛，庄长远设施规划与设计M北京科学出版社，200616马昌谱，严宗光基于SLP的装配车间生产系统分析与优化J物流工程与管理，2009,31（7）474917张可欣导体车间设施布置设计与优化D辽宁沈阳工业大学，200618向号，李明，严兴全基于SLP的生产车间物流优化设计J煤矿机械，2007,2812283019ROBERTOLVAREZ,ROQUECALVO,MARTAMPEA,ROSARIODOMINGOREDESIGNINGANASSEMBLYLINETHROUGHLEANMANUFACTURINGTOOLSINTJADVMANUFTECHNOL20094394995820LNPATTANAIK,BPSHARMAIMPLEMENTINGLEANMANUFACTURINGWITHCELLULARLAYOUTACASESTUDYINTJADVMANUFTECHNOL200942772779致谢时光飞逝，四年的本科学习即将结束，回首这四年来的学习和生活，此刻的我感慨良多，在感慨之余也充满了感激。在论文完成之际，向多年来众多在学习和生活上给予我帮助和支持的人表示感谢。首先要感谢我的导师曲一兵老师。曲老师严谨踏实的治学态度、开拓进取的科研精神、积极忘我的工作态度、集思广益的治学之风给我留下了深刻的印象，并令我终生受益，本文就是在曲一兵老师指导、帮助下完成的，期间凝结了导师的辛勤汗水。在此，深深地表示感谢。另外，还要感谢我的班主任马玉珍老师和济南大学的所有任课老师，在这几年的学习过程中，他们不惜牺牲个人的周末休息时间来给我们上课，风雨不误，使我们学习到了宝贵的知识，在生活上像对自己的孩子一样关心和帮助我们。感谢机械工程学院工程0701全体同学及各位好友在学习和生活上给予我的热情帮助和关心，与他们缔结的深厚友谊和共渡的美好时光，将是我一生最珍贵的记忆。十多年的求学生涯走到今天，我的父母和长辈一直在默默地支持我，感谢他们无怨无悔的付出和这么多年来的关心与支持，使我有信心和毅力完成学业。最后，向百忙之中评阅本文的各位老师表示衷心的感谢。2011年5月附录表1模拟生产计划产品型号1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年产WE300A510551001010551010850WE6000100100100100505500WE600D202020102010201025030202050WAW2000