工程科技物流规划及布置设计课件

1、物流设施规划及动态布置设计 物流工程 沈翱20113083第1页，共73页。物流设施规划及其设计布置是站在物流网络角度来看待与物流系统有关的设施布局问题，除了之前讲述的如何优化选址以外，还包括物流据点设施内部的相关有形资产如何优化与配置以提高设施内部物流作业效率的问题。第2页，共73页。所涉及的知识点设施规划与设计的含义系统布置设计基本要素系统布置设计SLP（流程）模式物流分析的工具与方法设施系统平面布置技术物流设施布置方案的评价方法难点物流分析的工具与方法设施系统平面布置技术物流设施布置方案的评价方法第3页，共73页。第一节 物流设施规划设计的含义及程序设施规划与设计物流系统规划设计物流活动

2、物流及相关设施制造生产领域商贸流通领域物流行业领域物流系统规划设计与各经济领域设施的相关性第4页，共73页。物流设施规划设计的内容物流设施规划与设计设施内部布置规划设计设施平面布局规划设施建筑设计搬运系统设计公用工程规划设计设施场址选择第5页，共73页。设施规划设计的原则1.减少或消除不必要的作业2.以流动的观点作为设施规划的出发点3.追求系统的整体优化4.重视人的因素5.反复叠代及并行设计第6页，共73页。设施规划与设计的阶段与程序规划时间0预规划1确定方案2总体规划3详细规划4规划实施5规划后设施规划与设计阶段结构第7页，共73页。物流设施的构成构成构成建筑角度作业区域厂房设施厂房周边设施

3、辅助作业区域设施作业部门角度车间、工场、货场职能管理部门辅助作业及生活服务部门第8页，共73页。一.系统布置设计的要求简化加工或作业过程；有效地利用设备、空间、能源和人力资源；最大限度地减少物料搬运；缩短生产作业周期；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。第二节 设施系统布置设计要素与模式第9页，共73页。二、系统布置设计基本要素1、工厂系统布置设计基本要素将产品P、产量Q、生产路线R、作业单位部门划分S及生产时间安排T称为系统布置的基本要素。第10页，共73页。二、系统布置设计基本要素2、物流中心的规划与系统布置要素物流中心的规划除了必须先了解是属于哪一种物流中心类型外，

4、还要注意物流中心的规划与系统布置要素分析。订单（Entry）、商品的种类（Item）、商品的数量或库存量（Quantity），物流路径（Route），服务（Service）水平或内部服务单位划分，交货时间（Time）、物流配送成本（Cost）等，简称为 E、I、Q、R、S、T、C。第11页，共73页。三系统布置设计SLP（流程）模式原始资料：P.Q.R.S.T(或E.I.Q.R.S.T.C)4.所需面积5.可用面积6.场地面积、空间关系图7.修正因素8.实际条件限制方案X方案Z方案Y9评价选出最佳布置方案1.物流分析（物料流程分析）2.作业单位相互关系分析3.综合相互关系图解（作业单位相互关系

5、图）第12页，共73页。第三节 物流设施布置规划的分析方法与技术 一、物流分析的基础1、计算物流量当量物流量是按照规定标准修正和折算的运输量。例如载重10t的卡车，当运输10t钢材时，10t钢材的当量重量为10t；而运输2t塑料制品时，则2t塑料制品的当量重量为10t。2、对物料进行分类在实际工作中物料通常按可运性的物理特征进行分类，依据是外形尺寸、重量、形状、损坏可能性、状态、数量、时限等七种主要因素。其归类方法主要是绘制P-Q图，进行ABC分析。（1）绘制PQ图。其中P代表物料种类，Q当量物流量。（2）对图进行ABC分类。第13页，共73页。P1P2P3P4Pn-1PnPQABCP-Q图P

6、1P2P3P4QPABCPn-1Pn第14页，共73页。二、物流分析的工具与方法物流分析的基本原则是做到两个最小和两个避免，即经过距离和发生的物流成本最小，避免迂回和避免十字交叉。通过物流分析将帮助我们正确地排列和布置机器设备、工作站和各部门，同时也改进了设施物流过程。常用的物流分析的工具与方法有:工艺流程图多产品工艺过程物流连线图从至表物流相关表第15页，共73页。1、工艺流程图在大量生产中，产品品种很少，用标准符号绘制必要的工艺过程图直观地反映出工厂生产的详细情况，此时，进行物流分析只需在工艺过程图上注明各道工序之间的物流量，就可以清楚地表现出工厂生产过程中的物料搬运情况。 1238564

7、9原材料1原材料2符 号名称说 明操作表示工艺过程中主要步骤，操作中要对物料作物理或化学变革检查表示对物料品质或数量的检查运输表示物料由一处移向另一处D停留表示在事件顺序中的等待，如工序间的在制品积压储存表示受控制的储存，如保持生产连续性的库存第16页，共73页。2、多产品工艺过程图在品种多且批量较大的情况下，将各种产品的生产工艺流程汇总在一张表上，就形成多种产品工艺过程表。第17页，共73页。3、物流连线图将各条物流路线的物流量的大小用物流图线表示与经过的物流节点绘制在平面图上，称为物流连线图（或物流图）。 图5-10 物流连线图画法第

8、18页，共73页。4、物流从至表从至表是一张方格图，左边为“从” (From)边，从上到下按作业顺序(用作业设备表示)排列，上边为“至”(To)边，从左到右按作业顺序排列，然后将前物流量标在相应的方格中。从至表实际上表示从某一工作地到另一工作地的总物流量及其分布。 举例某工厂有ABCDE五个车间，布置见图，其中“”为各车间距心。该厂生产四种产品，各产品的工艺路线和每月产量如表所示，而且每种产品的生产批量为50件。产品号工艺路线每月产量（件）1234ABCDEADEABCEACDE200900400650第19页，共73页。（1）试以直角距离计算两两车间的距离从至表（2）计算物流搬运量从至表F（

9、3）计算搬运工作量，并以之作为物流强度表示从至表。 假设每批次搬运移动1米的成本是2元/米批，试将上述物流强度从至表转化为物流成本从至表.。第20页，共73页。解：（1）直角距离意味着从一距心到另一距心只能水平或竖直走，只能直角转弯。他们的计算以两点坐标的X和Y值之差的绝对值相加，即：dr=|xB-xA|+|yB-yA|设以左下角为原点，可得各点坐标 A(12,48),B(39,48),C(54,36),D(45,6),E(6,15)， 从而AB得直角距离为27米，同理可算出其他的直角距离，第21页，共73页。距离从至表从 至ABCDEA27547539B27274866C54273969D7

10、5483948E39666948（2）物流搬运量按产品来算，将各产品的工艺路线的每一段搬运量分别列入从至表对应的方格中，最后要将不同产品在同一格子中的数据相加，得搬运量从至表 。从 至ABCDEA200400600650900B600C850400D1750E第22页，共73页。（3）以搬运工作量表示得物流强度从至表为上述两个表同一格子中对应元素相乘， 从 至ABCDE合计A162003510067500118800B1620016200C331502760060750D8400084000E279750若按每批次搬运成本为2元/米，则每件产品搬运成本每米物流成本为2/50（元/米件）从 至A

11、BCDE合计A648140427004752B648648C132611042430D33603360E11190第23页，共73页。5、物流相关表在采用SLP法进行工厂布置时，不必关心各作业单位对 之间具体的物流强度，而是通过划分等级的方法，来研究物流状况，在此基础上，引入物流相关表，以简洁明了的形式表示工厂总体物流状况。由于直接分析大量物流数据比较困难且没有必要，SLP中将物流强度转化成五个等级，分别用符号A、E、I、0、U来表示，其物流强度逐渐减小，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。作业单位对或称为物流路线的物流强度等级应按物流路线比例

12、或承担的物流量比例来确定。 第24页，共73页。 物流强度等级比例划分表 物流强度等级符号物流路线比例（%）承担的物流量比例（%）超高物流强度A1040特高物流强度E2030较大物流强度I3020一般物流强度O4010可忽略搬运U某厂作业单位物流相关表 第25页，共73页。三、设施系统平面布置技术当各单位之间存在大量物流时，就要以物流为主来考虑其相互关系，可以利用物流相关表进行平面布置。当不存在重大物流时，如电子工业需要运输的物料很少，化工厂主要用管道输送物料，就不必作物流分析而改用相互关系图作为布置的依据。制造业的很多企业中，各生产作业单位间存在大量物流关系，而各辅助部门都为非物流关系，则需

13、要将物流关系和相互关系结合在一起统一考虑。第26页，共73页。1根据物流强度等级TCR布置各作业单位例：已知各作业单位对物流强度权重赋值（A=6,E=5,I=4,O=3,U=2,X=1）及密切联系等级TCR（total closeness rating）如下表所示，试对下列5个作业单位确定合理布置。 各作业单位对流物流强度权重赋值及密切联系等级TCR 作业单位12345TCR面积16（A）3221320263441740333(O)221040424 (I)241260524 (I)241220第27页，共73页。根据表，TCR值和面积确定布置顺序。表中作业单位2的TCR值最高，故先布置。随后

14、布置与2有A级关系的作业单位1；与2有I级关系的4，5，但4面积更大故先布置4；再布置与2有O级关系的3；故布置顺序为：21453。接下来，由各部门面积确定最终平面布置。布置过程的结果如下图所示：222214442212214445221444335第28页，共73页。2利用物流相关表进行设施平面布置A1A2A3A4A5A6面积A12121300A2131200A324100A411200A511100A61100例：已知某物流中心各作业区域的物流情况如下面物流从至表所示，表中的列为发出物流量的各作业单位，行为相应接受物料的各单位，表中的数字为各单位由始发点流向到达点的物流量。（1）试对物流中

15、心各作业单位进行物流强度分析，绘制物流相关表？（2）若只考虑物流关系进行作业单位布置，试绘制作业单位位置平面相关图与面积相关图？第29页，共73页。解：第一步，首先在上表的基础上将顺行的物流量与逆行的物流量相加，得对流物流量，如表：A1A2A3A4A5A6面积A12(5)12(1)1(7)300A23(4)4(3)1(8)200A34(2)100A42(6)1(9)200A51(10)100A6100第30页，共73页。序号作业单位对强度值物流强度|1| |2| |3| |4| |5| |6| |7| |8| |9| |10| |11| |12路线累计路线比例累计物流强度比例强度等级11312

16、 11039A2344 22026E3244 3E4233 43022I5122 5I6452 6I7151 74013O8261 8O9461 9O10561 10O合计31第31页，共73页。以单位配对关系计算公式：N(N-1)/2 （N为单位个数）计算，可得本例作业单位有15对配对关系计算过程：6(6-1)/2=65/2=15，而实际发生物流关系的路线只有10条。因此按实际发生物流关系的路径进行等级A、E、I、O划分，没有物流关系的路径其搬运可忽视，均定义为U级。根据上面物流强度等级标准。本例作业单位对A1A3物流关系为A级（路线比例： 1/10=10；占总物流量比例：12/59=39）

17、，其他作业单位对的等级见下表。第三步，在行与列的相交方格中填入行作业单位与列作业单位间的物流强度等级，得物流原始相关表，如下表。第32页，共73页。A1A2A3A4A5A6A1IAUOUA2IIEUOA3AIEUUA4UEEIOA5OUUIOA6UOUOO第33页，共73页。第四步，绘制作业单位物流相关表。因为上表中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与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，将右上三角矩阵变形，就得到了SLP中著名的物流相关表了,如下表。 物流相关表第34页，共73页。第五步，根据物流原始相关表计算的各作业单位物流强度分值TCR

18、,根据各作业单位TCR大小对作业单位的接近程度进行排序，绘制接近程度排序表,如下表。A1A2A3A4A5A6面积A12/I4/A0/U1/O0/U300A22/I2/I3/E0/U1/O200A34/A2/I3/E0/U0/U100A40/U3/E3/E2/I1/O200A51/O0/U0/U2/I1/O100A60/U1/O0/U1/O1/O100TCR789943排序431256物流等级分值A=4 E=3 I=2 O=1 U=0第35页，共73页。布置思路：按TCR值大小排序先布置A级关系，然后E、I、O、U级关系。表中作业单位A3的TCR值最高，故先布置，随后布置与A3有A级关系的作业单

19、位A1；接下来布置E级关系，与A3有E级关系的A4，与A4有E级关系的A2，接下来，再布置I级关系的单位与O级关系的单位。最后，可绘制出作业单位平面位置相关图，如图所示。第六步，考虑面积因素对作业单位平面位置相关图进行修正，可得作业单位平面位置面积相关图，如图5-14所示。A1A3A4A2A5A6作业单位位置相关图A3A1A1A1A2A2A4A4A5A6作业单位面积相关图第36页，共73页。3用作业单位关系图法布置平面图（1）作业单位相互关系图(Relationship Chart)及其分析密切程度代码AEI OUX实际含义绝对必要特别重要重要一般不重要不要靠近所占比例%25%310%515%

20、1025%4580%不希望接近视情而定理由代码12345678理由用同一场地或站台物流服务方便库存控制联系零件流动清洁第37页，共73页。第38页，共73页。（2）用作业单位关系图法布置平面图作业单位关系图法是一种系统而规律的方法，可用以有效布置作业单位的平面。这一方法通常分两阶段：第一阶段为确定各作业单位的相对位置；第二阶段再根据各作业单位的应有面积画出真实的面积的平面布置图。 第39页，共73页。例：已知某工厂的各作业单位原始数据如下表所示。试用作业单位关系图法布置平面图?作业单位代码作业单位名称面积/m2T原材料零配件库120U铣削工段80V冲压工段60W车削工段120X装配工段80Y涂

21、装工段120Z发送库120TUVWXYZTEOIOUUUUEIIUVUUOUWIUUXAIYAZ第40页，共73页。解：首先取纸板用刀划出尺寸相同的方块作为样板，每一块样板代表一个作业单位，样板中央写上，作业单位名称、代码，在样板的四角根据作业单位关系对应的作业单位关系表写上各种关系代码。如图所示。A-X-E- UI-WO-V，XU-Y，ZT原材料库A-X-E-T，WI-X，YO-U-V，ZU铣削工段A-X-E-I-O-T,YU-W,X, Z,UV冲压工段A-X-E-UI- T,XO-U-V,X,ZW车削工段A-YX-E-I-W,U,ZO-TU-VX装配工段A-X,ZX-E-I-UO-VU-T

22、,WY涂装工段A-YX-E-I-XO-U-T,U,V,WZ发货库第41页，共73页。然后选出“A”关系数量最多的一块样板(作业单位)。如果遇到不止一块样板有相同数量的“A”关系，则再找下一级“E”关系进行比较，或进一步再找“I”关系比较，依此类推。即在“A”关系数量相同的样板中挑选出“E”关系数量最多的一块样板，同时亦是“X”级关系数量最少者。将挑出的样板布置在平面图的中部位置。所用例题中“A”关系最多的样板是X和Y，由于Y的“A”关系较多，所以先将Y布置在平面图中部，见图。YYa)b)XYXTYXZUUc)d)YXZUWWe)TVZZ第42页，共73页。其他按“A”，“E”，“I”，“O”，

23、“U”，“X”类推，如图中a)、b)、c)、d)、e)所示。在第一阶段已得到各作业单位相对位置的平面布置图以后，将各作业单位面积用实际面积代替，就可得到真实平面布置图。实际工作可按如下步骤进行：第一步，根据表先选择一个单位面积，要求各作业单位面积除单位面积后其商近似为整数。如此则每一作业单位面积就成为单位面积样板的整数块。由表可见，以20m2为单位面积样板块，由此也可求出各作业单位的单位面积样板块数。第二步，按原先的平面布置图，再将各作业单位的实际样板块数置入，就可得到图所示的实际平面布置图。YXZUWTVUTUUTUTTTTWWWWWWVVVYYYYYYXXXXZZZZZZ第43页，共73页

24、。第四节 物流设施布置方案的评价与选择流量距离分析法优缺点比较法加权因素法成本比较法一般常用的设施布置方案的评价与选择方法有：第44页，共73页。一、流量距离分析法分析步骤：1首先编制各作业单位之间的物料搬运从至表2编制成物流距离表作业单位至j作业单位从i12n1f11/d11f12/d12f1n/d1n2f21/d21f22/d22F2n/d2nnfn1/dn1fn2/dn2fnn/dnn第45页，共73页。3物流系统状态分析（1）物流简图分析物流图第46页，共73页。（2）量距积（搬运工作总量）分析法当忽略不同物料、不同路线上的物料搬运的差异，各条路线上物料搬运工作强度与fijdij成正比

25、，则可以将物料搬运总工作量S记为 S= fij dij 为了使总的搬运工作量S最小，则当fij大时，dij应尽可能小，当fij小时，dij可以大一些，即fij与dij应遵循反比规律。这就是说，fij大的作业单位之间应该靠近布置，且道路短捷，fij小的作业单位之间可以远离、道路可以长一些。这显然符合SLP的基本思想。第47页，共73页。（3）流量-距离坐标图将每两点间的物流按其流量大小和距离大小绘制在一直角坐标图上，根据分析的需要，按照确定的物流量和距离，将该图划分为若干部分，以发现不合理的物流。距离 D(千米)物流量F（吨）10020030040050010200304050607080A1A

26、2A3A4A5A6第48页，共73页。二、优缺点比较法优缺点比较法只是将每个方案的布置图、物流动线、搬运距离、扩充弹性等相关优缺点分别列举出来进行比较。 方案A案B案C案布置图评估项目空间使用效率物流动线顺畅搬运距离扩充弹性建设成本营运成本作业安全性管理程序需求第49页，共73页。三、加权因素法 加权因素法根据评估方法的粗细程度可以分为因素分析法、点评估法、权值分析法和AHP评估法。 1因素分析法评估因素权重方案号ABC服务方便性10U/0I/20E/30可控制性6O/6A/24E/18扩充性5O/5I/10O/5投资成本8U/0 E/24I/16弹性7 A/28O/7E/21搬运经济性10O

27、/10I/20E/30总计49105120A=4 很好；E=3 较好；I=2 好；O=1一般；U=0不好第50页，共73页。 2点评估法 步骤一：评估因素权重的分析，其程序如表所示。 （1）经由小组讨论，决定各项评估因素。 （2）各项评估因素两两比较，若AB，权重值1；AB，权重值0.5；AB，权重值0为原则，建立评估矩阵，并分别统计其得分，计算权重及排序。评估因素ABCDEFG权重和权重排序面积需求A110.51115.526.21扩充性B0000.510.529.55弹性C01010.502.51194人力需求D0.5110114.521.42自动化程度E00.501113.516.73整

28、体性F000.5000.514.87先进先出G00.51000.529.56合计21100第51页，共73页。步骤二：进行方案评估，其程序如表所示。 （1） 制定评估给分标准：如非常满意5分、佳4分、满意3分、可2分、尚可1分、差0分。 （2） 以规划评估小组表决的方式，就各项评估因素，依据方案评估资料给予适当分数。 （3）分数权重乘积数。 （4）各方案统计其乘积和，排出方案优先级。评估因素权重方案1方案2方案3分数乘积分数乘积分数乘积面积需求A26.2378.651315131扩充性B9.5547.5328.5547.5弹性C11.9447.6223.8223.8人力需求D21.4364.2

29、242.8242.8自动化程度E16.7466.8466.8233.4整体性F4.814.852414.8先进先出G9.5328.5547.5219合计A100338364.4302.3优先顺序第52页，共73页。3权值分析法 权值分析法是一种更细化更准确的评估方法，它是将各个评估因素分成不同的组别和层次，然后分别进行评估和比较的方法。其步骤如下： (1) 设定评估因素项目 (2) 将评估因素适当分组及分层，建立评估指标及详细评估因素 (3) 将各组的指标因素给予适当的百分比权重后，再对各评估指标所属的因素分配权重 (4) 评估确定各方案各评估因素的得分数 (5) 计算各方案各项因素的权重与分

30、数乘积之总和 (6) 选择最合适的方案第53页，共73页。评估要素群组与权重分配表第54页，共73页。第55页，共73页。方案评估表第56页，共73页。第57页，共73页。4AHP评估法 AHP评估法是以层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)为基础构建的布置方案评估模式。AHP评估法是于1971年研究出来的一套决策方法，主要应用在不确定情况下及具有多个评估要素的决策问题上。其目的是将复杂的问题系统化，进行层次分解，并通过量化的判断觅得脉络后再加以综合评估，为决策者提供决策的依据。利用AHP进行方案评估的流程如图所示。第58页，共73页。规划群体影响因素分析构

31、建层次结构一致性检验整体一致性检验决定要因权重值N决策群体问卷设计第一步第二步第三步第四步第五步第六步问题描述问卷填写建立成对比较矩阵计算特征值与特征向量计算综合评价指标第59页，共73页。四 成本比较法成本比较法是以投入成本比较或经济效益分析等量化数据进行分析评估的一种方法，是最实用和最具参考价值的方案评估方法之一。成本分析比较的方法有很多，常用的分析方法及评估指标包括年成本法、现值法、投资收益率法等。第60页，共73页。案例：SLP模式应用机加工车间布置某自行车制造公司管材车间是该企业自行车生产过程中的第一个管材加工车间，由于该车间的现有设施布置是建厂初期规划设计的，随着生产量的不断提高，加工设备逐步增加，原有布置已经不能满足新的产量要求，车间内物料倒流、无效装卸次数增加、在制品数量和停留时间增加等物流混乱现象日趋严重。虽然设备加工能力增加，而生产能力却不能得到相应的提高，同时还增加了产品质量控制的难度。为适应市场对产品