物流工程课件

1第1章物流工程简介

21.1物流的概念所谓物流是指物质实体从供给者向需求者的物理性移动。既包括空间的位移，又包括时间的延续。可以是宏观的流动，如洲际、国际之间的流动；也可以是同一地域、同一环境中的微观运动，如一个生产车间内部物料的流动。因此，物流既存在于流通领域，也存在于生产领域。可见物流在经济活动中居于十分重要的地位。3“物流”概念最早在美国形成，“PhysicalDistribution(PD)”，译成汉语是“实物分配”或“货物配送”。PD是为了计划、执行和控制原材料、在制品库存及制成品从起源地到消费地的有效率的流动而进行的二种或多种活动的集成。在日本，物流已不单纯是从生产者到消费者的“货物配送”问题，而且还要考虑到从供应商到生产者对原材料的采购，以及生产者本身在产品制造过程中的运输、保管和信息等各个方面，全面、综合地提高经济效益和效率问题。4中国的物流概念在中国，物流的概念受到日本和美国的巨大影响，而物流的概念一直在发展变化。我国国家标准GB/T18354-2001《物流术语》中的物流的定义是：“物流是物品从供应地向接受地实体流动过程。根据实际需要，将运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等基本功能实施有机的结合。”5物流概念的含义物流的概念是随着社会经济、科学技术发展而不断扩展的，其内涵也是不断延伸的。物流是空间上的“物”的物理性移动过程，存在一个起点和一个终点，并且从起点到终点的物理性移动过程包括几个基本的环节：装卸、运输、供应、仓储、采购。物流是以高效、低成本地满足客户的需求为研究目的，物流的一体化和信息化是高效和低成本的保证。物流是各种相关的管理科学、工程技术和信息技术的系统集成，单独重视某一方面而忽视其他方面都不能充分物流的作用。6现代物流的主要内容：运输(transportation)存储(warehousingandstorage)包装(packaging)物料搬运(materialhandling)订单处理(orderprocessing)预测(forecasting)生产计划(productionplanning)采购(purchasingorprocurement)客户服务(customerservice)选址(location)退货处理(ReturnGoodsHandling)废弃物处理(SalvageandScrapDisposal)和其他活动。71.2物流工程概述物流应该是一门工程背景很强的学科。一方面，物流要运用运筹学和系统工程等理论知识来解决实际问题和优化系统，以低成本、高效率、高质量地实现物料的移动、达到5R。另一方面，物流的发展和物流系统的构建也离不开与其相关的工程技术，这些相关的工程技术促进了物流工程的形成。物流工程侧重从工程技术角度（包括系统工程的理论和方法）来研究物流系统的设计、实现和运行等问题，它涉及从物流系统规划，到设计、实施，再到运行和管理的全过程。81.2.1物流工程的概念物流工程(LogisticsEngineering)指在物流管理中，从物流系统整体出发，把物流和信息流融为一体看作一个系统，把生产、流通和消费全过程看作是一个整体，运用系统工程的理论和方法进行物流系统的规划、管理和控制，选择最优方案，以低的物流费用、高的物流效率、好的顾客服务，达到提高社会经济效益和企业经济效益目的的综合性组织管理活动过程。91.2.2物流工程的研究对象和内容大物流：物资的包装、储运、调配（如物资调配、港口运输等系统）等区域活动。小物流：工厂布置和物料搬运（PlantLayoutandMaterialHandling）等企业内活动发展而来的物流(MaterialFlow)系统。具体来说，可以有下列系统：(1)企业物流系统。(2)运输及储存业物流系统。(3)社会物资流通调配系统。(4)社区、城市、区域规划系统。(5)服务和管理系统（如办公室、教育、医院、行政管理）。102．物流工程的研究内容物流工程的研究对象就是物流系统；所要做的就是解决物流系统设计和运行中的主要问题，包括：设施规划与设计第3、4章物料搬运系统设计第5、6章仓储技术第7章物流仿真技术第10章物流系统管理技术贯穿本书11设施规划与设计根据系统（如工厂、学校、医院、办公楼、商店等）应完成的功能（提供产品或服务），对系统各项设施（如设备、土地、建筑物、公用工程）、人员、投资等进行系统的规划和设计。近年来，设施设计发展很快，已成为一个重要的独立科研方向和技术体系，被认为是物流科学管理的开端。系统管理的蓝图，如资源利用、设施布置、设备选用等各种设想都体现在设施设计中，设施设计对系统能否取得预想的经济效益和社会效益起着决定性作用。设施规划与设计12对于社会物流系统，设施规划与设计是指在一定区域范围内（国际或国内）物流设施的网络布点问题，也就是设施选址问题。如石油物流的中间油库、炼油厂、管线布点等的最优方案，远距离大规模生产协作网的各场址选择等；而对于企业物流系统，设施规划设计的核心内容是工厂、车间内部的设计与平面布置、设备的布局，以求物流路线系统的合理化，通过改变和调整平面布置调整物流，达到提高整个生产系统经济效益的目的。设施规划设计主要包括设施选址、布置设计、建筑设施、公用工程设计、信息系统设计等内容，本书将以较大的篇幅在第3章和第4章予以讲述。13物料搬运系统设计是对物料搬运的设备、路线、运量、搬运方法以及储存场地等作出合理安排，包括：搬运（运输）与储存的控制与管理。搬运（运输）设备、容器、包装的设计与管理。物料搬运系统设计14仓储技术录相物流系统的建立离不开仓库。在物流工程中，建立各种仓储设施和相应的存储设备和集装器具也是十分必要的。在各类仓库中最能代表现代物流技术的设施就是自动化立体仓库系统。它涉及机械、结构、电气、自动控制、计算机、网络等学科，是综合性强的高技术。仓储技术也是设施布置技术和物料搬运技术的综合应用，像广泛发展的各种物流中心、配送中心就是仓储技术发展的结果之一。本课将在第7章“仓库与物流中心的规划与设计”中详细讲述这些内容。15物流仿真技术计算机仿真技术在物流工程中的应用，可以通过计算机将物流系统的运行情况在具体运作前模拟出来，从而为对系统的预测和改进提供重要的参考。计算机仿真分为连续系统和离散系统的动态仿真。通过计算机的形象的演示，使仿真结果更直观的表达。本书将在第10章“信息技术在物流工程中的应用”中讨论这些内容。16物流系统的管理技术物流工程以提高物流系统的效率和效益为目的，仅靠先进的装备并不能达到目的，它需要通过对物流系统各要素的综合考虑，加强运作和管理、提高物流服务质量和服务水平，建立先进的物流管理体系，以管理科学的思想和方法来实现物流系统的高效运作。目前一些新兴的管理方法，如MRP、ERP、供应链管理等已经开始在物流系统中应用。这些内容将贯穿全书相应章节之中。173．物流工程与设施规划与设计的异同设施规划与设计是为新建、扩建或改建的生产系统或服务系统，综合考虑相关因素，进行分析、构思、规划、论证、设计，作出全面安排，使资源得到合理配置，使系统得到有效运行，以达预期目标。而物流工程强调物流系统（虽然大多数生产系统和服务系统都可以看成是物流系统），不仅考虑静态的设施，还考虑设施的运行和在其中流动的物料，以物流分析和系统布置设计为核心。物流工程还重视系统性、整体性和伴随着物流的信息流。181.2.4物流工程的特点和研究的意义1．物流工程的特点1)全局性（系统性、整体性）。2)并联性。3)最优性。4)综合性。5)实践性。王之泰，物流的落实在于工程。192．物流工程研究的意义1)可大幅度减少工作量，减少劳动力占用，减轻工人的劳动强度。2)可大幅度缩短生产周期，加速资金周转。3)降低物流费用，可降低生产成本，减少流动资金占用，增加企业利润，提高企业经济效益。4)提高产品质量。5)促进技术改造，为企业发展提出新的要求。6)文明生产、安全生产。7)提高物流管理水平，实现生产管理现代化。201.3物流工程的历史与发展1.3.1物流工程的产生与发展物流工程与设施规划与设计共同产生于早期制造业的工厂设计。1776年，亚当·斯密，提出“专业分工”能提高生产率的理论18世纪末，提出“零件的互换性”概念产业革命以来，工厂规模越来越大，结构越来越复杂，产生了工厂设计和企业物流的问题。泰勒“科学管理”，人、机、物的管理。操作法工程(MethodsEngineering)、工厂布置(PlantLayout)和物料搬运(MaterialHandling)这三项活动被统称为“工厂设计(PlantDesign)”21二战后，工厂设计扩大到非工业设施，如机场、医院、超级市场等各类社会服务设施。因此“工厂设计”一词也逐渐被“设施规划”、“设施设计”或“设施规划与设计”和现在的“物流工程”所代替。管理科学、工程数学、系统分析的应用，为工厂设计由定性分析转向定量分析创造了条件。爱伯尔的“工厂布置与物料搬运”，穆尔的“工厂与设计”理查德·缪瑟(RichardMuther)的SLP和SHA。20世纪70、80年代以来，计算机辅助工厂设计逐渐进入实用阶段，CAD广泛应用于规划设计的各个阶段。90年代，现代制造技术、FMS、CIMS和现代管理技术JIT等相结合来进行物料搬运和平面布置研究，物流系统的研究也扩大到从产品订货直至销售的全过程。221.3.2物流工程在我国的发展情况20世纪50年代学前苏联的工厂设计，注重设备选择的定量运算，对设备的布置以及整个车间和厂区的布置则以定性布置为主。80年代初，“物流”概念开始引入中国。此后，物流工程研究在我国迅速发展。“工程设计”，包括工厂设计，建筑设计等。从设计阶段讲，工程设计分为初步设计和施工图设计两个阶段，物流工程的重点在初步设计中。1990年代初，工业工程作为正式学科在我国出现，设施设计与物流技术更为人们所重视。目前，物流工程的重要性己逐步为社会所认同，被认为是国民经济中的一个重要组成部分。提高物流效率，降低物流成本，向用户提供优质服务，实现物流合理化、社会化、现代化，己成为广大企业的共识。231.3.3物流工程的发展趋势1)物流的系统化。2)物流的信息化。3)物流的社会化和专业化。4)仓储、物流装备的现代化。5)物流与商流、信息流一体化。6)物流系统的柔性化。7)物流系统的仿真技术。242.1物流系统规划概述物流运作是十分复杂的，它伴随着企业生产和运作各个方面，企业必须对与物流相关的作业系统及活动进行必要的分析与规划，才能使物流系统有效运行。252.1.1物流系统的概念1、系统的概念系统是指“由相互作用和相互依赖的若干组成部分（要素）结合而成的，具有特定功能的有机整体”。系统具有以下特点：1)各个系统都具有一定的目的和功能。2)在系统中通常有多种要素存在。3)各要素之间，互相关联。系统是“为有效地达到某种目的的一种机制，也就是为了达成某一目的，把人力、物力、资金、信息等资源作为指令输人使系统产生某种结果”。系统工程是综合工程技术、应用数学、社会科学、管理科学、计算机科学和技术等学科的内容，为制定最优规划、实现最优管理的重要方法和工具。262、物流系统的定义物流系统是指在一定的时间和空间内，由所需位移的物资、包装设备、装卸搬运机械、运输工具、仓储设施、人员和通信联系等若干要素所构成的具有特定功能的有机整体。物流系统的目的是实现物流的空间和时间效用，在保证社会再生产顺利进行的前提条件下，实现各种物流环节的合理衔接，并取得最佳的经济效益。物流系统是社会经济系统的一个子系统或组成部分。物流系统具有规模宠大、结构复杂、目标众多等大系统所具有的特征。物流系统的构成有：人、财、物、设施（设备）、产品（任务）和信息。这些要素相互制约、相互依赖，组成一个为特定目标服务的有机整体，其功能取决于这六大要素的结构形式。物流系统可大可小，小的如制造企业内部的物流系统，大的如大型钢铁企业的物流系统，更大的如全国性或跨国专业性物流企业，分别是基于生产系统和服务系统的物流。272.1.2物流系统分析概述物流活动及管理涉及到所有类型的组织和机构，包括政府、工厂、医院、学校、金融机构、批发商和零售商等等，这些社会组织单个各自构成一个微观系统，而全部加起来就构成宏观的社会系统。对物流活动的研究当然是从微观，也就是单个企业系统开始。企业系统再细分为生产系统和服务系统。企业的物流系统是与生产系统在很大程度上重复交叉的，而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；对服务性企业，人流、信息流在很多时候也可以当作“物”流来看，服务系统的设计在很大程度上也是物流系统的设计。因此，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。实际上，现代的制造企业也不仅仅提供生产，也提供服务，甚至服务更重要，物流系统就从生产系统延伸到服务系统。282.2生产系统在进行物流系统规划之前，先应对生产系统与物流的关系有一个明确的理解。2.2.1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。292.2.2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。1．生产系统与物流的紧密关系生产系统包括工人、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。302．现代生产物流特征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。312.2.3生产系统的设计是物流优化的关键生产物流重点是进行合理仓库布局，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。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。合理性要求在生产系统设计过程中要综合考虑到各方面的要求，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。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。32生产系统的设施布置是影响生产物流合理性最为重要的因素之一，这就要求建立一个高效的、合理的、科学的生产系统设施布局。对于企业内部的物流，优化的途径主要通过合理地平面布置，优化物流路径及合理配置装卸、运输机械，提高物流质量以及改善生产节奏，尽可能降低库存，加快物流速度来实现。工业企业总体布置和各种生产设施、辅助设施的合理配置是企业物流合理化的前提。优良的平面布置可以使物料搬运费用至少减少10%~30%，通过全系统的物流强度计算和物流系统定量分析，优化企业总体布置，合理配置各种生产设施、辅助设施，避免或减少物流迂回、交叉以及无效的往复运输、倒运，避免物流输送过程混乱、线路过长等，达到物流短捷、顺畅。企业内部的物流成本是企业挖潜增效的“第三利润源泉”，而有效的企业物流系统规划和工厂布置则是实现这一目标的必要基础。332.3服务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，如图所示。34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。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。从规划设计角度来说，这两部分相同点和联系很多，不应割裂开来。服务物流系统内常见的形态有仓库、配送中心和零售店等，它们的规划与分析与生产系统有相同也有不同，我们将在第4章和第7章详细介绍。甚至作为服务系统常见的办公室来说，人流、信息流在很多时候也可以当作“物”流来看，从而可以应用生产物流系统的设计方法。352.4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。本节将通过一个小型工具箱的设计、工艺分析、物流分析直到投人生产的整个过程，介绍分析和获取物流基本信息的各种方法。36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。372.4.1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。381．生产纲领的内容对于工业项目，纲领设计的任务是确定企业的生产纲领。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。392．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。403．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。412.4.2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。422．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。43爆炸装配图（ExplodedAssemblyDrawing）442.4.3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45工具箱装配程序图流程图例符号462.5.1输入因素P、Q、R、S、TSLP中，P、Q、R、S及T作为布置设计工作的基本出发点，并称为解决布置问题的钥匙。1)P—Products指系统物料的种类。2)Q—Quantity指数量。3)R—Routing指路线，包括工艺路线、生产流程、各工件的加工路线以及形成的物流路线。4)S—Service指辅助生产与服务过程的部门。5)T—Timing指物料流动的时间。472.5.2当量物流量的计算及物料分类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。482．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。493．当量物流量计算及物料分析图根据其重要性（价值和数量）进行分类，一般采用ABC分类，分类步骤如下：1)物料的当量物流量计算。2)绘制P-Q图。其中P代表物料种类，Q代表物流量（当量物流量）。根据每一种物料Pi(i=1,2,…,n)及其对应点Qi，即可画出由直方图表示的P-Q图。3)进行ABC分类。A类物料:总品种数的5~10%，物流量占70%以上；B类物料:总品种数的20%左右，物流量占20%左右；C类物料:总品种数的70%以上，其物流量仅占5~10%左右。物流系统分析与设计以及管理的重点也按ABC分类进行。如此可以抓住重点，有利于分析与设计的进行。必要时，可忽略C类物料。502.5.3流程分析1．流程程序图和工艺流程图在工艺过程图的基础上可绘制流程程序图和工艺流程图，流程程序图除了用操作(○)符号和储存(▽)符号外，还增加了搬运、储存、停滞三种符号，并加注搬运距离；工艺流程图将某种产品整个加工工艺中的各种物料流程全部列在一起，分析统计各项活动的次数比例、时间比例，以寻求提高物流效率的关键。51流程分析还可以按比例缩小绘制在工厂简图或车间平面布置图上，用线段长短表示距离，以线条和符号来表示流程程序图上的所有动作，即以图示方式表明流程的实际流通线路。它常与流程程序图配合使用，它是程序分析中最直观、最简单也是最有用的分析方法之一，简称线路图或线路。流程线路图主要用于物流“搬运”和“移动”路线的分析，研究从工作站或设备的布置上缩短搬运距离。因此，在图上可以不标记停滞，只标记操作、检验、储存三项的位置，对于搬运则直接用箭头或箭线画在流程线路上。流程分析的例子见案例2。522．物流流程分析技术物流系统流程分析方法步骤如下：1)平面图。平面图上各设施、设备、储存地、固定运输设备等要用标准工艺符号标明，并且进行阿拉伯数字编码。2)物流流程图。根据物料分类和当量物流量，任意一条物流路径均可用编码表示其物流流程路线。3)物流图。将各条物流路线的物流量大小（用物流图线宽度表示）与经过的物流点绘制在编码平面图上，称为物流图。4)相关图，又称相关分析图。见第4章53某车间编码平面图某车间物流流程图542.5.4物流系统状态分析1)流量矩阵F（或称从至表，详见第4章）。2)距离矩阵D。根据编码平面图得到矩阵D=[dij]n×n，距离单位可用米、千米表示。系统搬运总量或总物流强度3)F-D图（即流量距离图）。4)搬运设备、容器统计。以表格形式记录下任意方案中，在各设施、设备之间从事物料搬运的设备、装载容器等的状况，分析其合理与否，提出改进意见。55563.1选址的任务和意义设施选址决策（LocationStrategies）是新企业与现有企业要共同面对的问题，无论对于制造业还是服务业，设施选址对于组织的竞争优势都将产生重要影响。选址决策是一个长期战略范畴，它直接影响组织的运作成本、税收及后续投资，不好的选址将会导致成本过高、劳动力缺乏、原材料供应不足、直至丧失竞争优势的后果。因此，组织应该运用科学的方法决定设施的地理位置，使之与组织的整体经营运作系统有机结合，以便有效、经济地达到组织的经营目标。573.1.1设施选址的基本概念设施选址是指企业为开拓新市场、提高生产能力或提供更优质的客户服务等目的而决定建造、扩展或兼并一个物理实体的一种管理活动。根据企业性质的不同，该物理实体的具体形态也不同，对于制造型企业，可能是工厂、办公楼、车间、设备、原材料仓库等；对于服务型企业，可能是配送中心、分销中心、零售商店、银行、超市等形态。选址决策不是每个企业的常态性工作，但它是企业战略计划流程中一个不可分割的部分。58企业需要进行选址决策的根本原因都是为了应对企业内外部经营环境的剧烈变化，主要有以下几方面：市场需求的增长。扩建、新设、租赁等生产原材料的枯竭。采矿业、石油业、渔业和伐木业。其它原因。汇率、环境、经济发展等因素。593.1.2科学选址的重要性设施选址是建立和管理企业的第一步，科学选址的重要性体现在以下几个方面：1．设施选址影响企业的运营成本，从而影响企业的竞争优势2．设施选址影响企业制订后续经营策略3．设施选址影响设施布置以及投产后的产品和服务质量选址问题与企业未来息息相关，著名咨询公司麦肯锡甚至提出：企业选址是决定公司战略成败的因素之一。603.1.3设施选址的内容设施选址主要包括两个层次和两方面的内容。两个层次是：一种是小型单一设施的选址，主要根据已有的产品、新产品和生产模型来确定，问题较简单。另一个层次是设施网络的选址，即要为一个企业所属的多个工厂、仓库、分销服务中心选择合适的地址，使这些设施数量、位置和规模达到优化，问题很复杂。两个方面的问题是：1)选位。2)定址。61决策者在选址规划时通常会考虑以下三种选择方案：1)扩张企业当前的设施。如果有足够的空间可供扩展，特别是这个地点有着其它地点所不具有的优点时，这种选择是有吸引力的，因为扩张费用较省。2)保留当前设施，同时在其它地方增建新设施。通常服务设施经常这么做，它的目的可能是维持市场份额或防止竞争对手进入市场，或者为了更好的为顾客服务。3)放弃现有地点，将设施关闭并迁移至其它地方。623.2选址决策影响因素与评价在厂址选择时需要考虑许多因素：自然条件、人力资本、财务因素、与市场和供应商的接近程度、能源和原材料的可靠性等等，在这些因素当中还有一些更细小的因素。这些因素大致可从企业内外两方面分类，内部因素指的是与企业本身密切相关的因素，而外部因素指的是社会环境及自然条件对企业选址所施加的影响因素。通常认为，内部因素与外部因素的区别在于前者是可控的，企业可以发挥主观能动性加以改变，而后者是不可控的，企业只能被动适应。63土地资源气候条件水资源物产资源1.自然资源条件建厂需要土地，土地的地理位置、面积、地质条件、地价等都是十分重要的因素。在土地稀少的地方其成本往往很昂贵。如在中国，投资西部的土地成本要比在沿海地区低得多。另外，土地资源还决定了新址的可扩展性，如果新址不具备继续发展的能力，将为企业未来经营带来不确定因素。3.2.1影响选址决策的外部因素64土地资源气候条件水资源物产资源1.自然资源条件有些对气候有特殊要求的企业，气候条件是非常重要的选址因素。主要考虑温度、湿度、风向、风力、灾害性天气的种类、严重程度和发生概率等。65土地资源气候条件水资源物产资源1.自然资源条件水是生产与生活所必需的资源，对水的要求不仅仅是数量问题，还要考虑其质量、价格问题。66土地资源气候条件水资源物产资源1.自然资源条件有些企业需要使用大量的特定资源作为制造产品的原材料，甚至有的企业对资源产地有依赖性，因此，企业接近原料产地对于生产加工是十分有利的。67基础设施条件2.社会环境条件设厂地区的基础设施对企业的经营成本有很大影响。主要是煤、电、水的供应是否充足，通讯设施是否便捷，交通运输是否方便。这些基础设施对企业正常的经营活动是必不可少的。人力资源条件劳动生产率市场可接近性供应商靠近程度群集效应所在国汇率政府和公众的态度68基础设施条件2.社会环境条件劳动力是最重要的生产资源，除了数量上的要求外，更重要的是质量方面的要求，如文化水平、技术技能等。此外，人力资源的直接工资成本是厂址选择时最重要的评价标准之一，因为人工成本直接进入制成品成本或提供服务的成本。人工成本越高，产品或服务的成本也就越高。人力资源条件劳动生产率市场可接近性供应商靠近程度群集效应所在国汇率政府和公众的态度69基础设施条件2.社会环境条件企业在进行设施选址决策时，管理层常常会被当地的低工资率所吸引。然而，低的工资率本身并不能说明什么问题。它必须与员工的劳动生产率一起加以考察。绝对生产率是用产出与投入资源的比值来表示的，这也意味着当根据生产率或人工成本选定一个位置时，这两个因素必须一并考虑。人力资源条件劳动生产率市场可接近性供应商靠近程度群集效应所在国汇率政府和公众的态度70基础设施条件2.社会环境条件对许多企业来说，选址靠近消费者十分重要。特别对于那些服务企业更是如此，譬如药店、餐馆、邮局、理发店等都将靠近市场作为主要的选址要素。对于制造企业，如果产品体积过于庞大、超重或易碎等因素而使得运送困难或运输成本过高，也可以考虑选择在市场附近设厂。另外，随着JIT生产方式的盛行，供应商也希望将施布置在顾客附近以加速配送效率。人力资源条件劳动生产率市场可接近性供应商靠近程度群集效应所在国汇率政府和公众的态度71基础设施条件2.社会环境条件当企业的原材料或产品具备易腐性，运输成本高昂，运输不便等，企业倾向于将设施布置在靠近供应商的地点。如面包店、牛奶厂、冷冻海产品厂等。当企业生产过程中需要的原材料体积庞大而且笨重，如钢铁企业所使用的煤以及铁矿石，因此存在着高昂的原材料输入成本，此时运输成本成为考虑的主要因素。韦伯定律：增重靠销地，减重靠产地人力资源条件劳动生产率市场可接近性供应商靠近程度群集效应所在国汇率政府和公众的态度72基础设施条件2.社会环境条件Clustering有些企业喜欢选址在与竞争对手靠近的地方，这种倾向称为群集效应。中国称为“扎堆”，东莞、苏州的电脑制造业、温州鞋业等。群集效应为企业带来滚滚客流的同时，其影响力也往往可以辐射到周边地区。人力资源条件劳动生产率市场可接近性供应商靠近程度群集效应所在国汇率政府和公众的态度73基础设施条件2.社会环境条件对于境外投资的公司必须考虑所在国汇率。有时，即使当地的员工工资水平和劳动生产率都令人满意，企业还是需要考虑货币汇率问题，因为它有可能让企业的账户大幅缩水。人力资源条件劳动生产率市场可接近性供应商靠近程度群集效应所在国汇率政府和公众的态度74基础设施条件2.社会环境条件企业在当地是否受到公众的欢迎，对企业的日常经营活动存在着影响，严重时会使企业无法进行正常的生产活动。另外，政府对私有产权、污染的态度是变化的，对企业经营决策的态度同样会发生变化。人力资源条件劳动生产率市场可接近性供应商靠近程度群集效应所在国汇率政府和公众的态度75基础设施条件2.社会环境条件运营税收。地方政府的政策法规。工会力量。教育水准。生活条件。人力资源条件劳动生产率市场可接近性供应商靠近程度群集效应所在国汇率政府和公众的态度76企业的性质企业是属于制造业还是服务业，这本身就构成选址决策依据的差异。制造企业设施选址，着重成本的最小化。零售业以及专业的服务企业，着重收入的最大化。仓储设施的选址战略，着重各种成本以及产品配送速度。设施选址的根本目标是寻找到一个能让企业利益最大化的合适场所以开展其运营。企业战略目标项目和产品3.2.2影响选址决策的内部因素77企业的性质企业可能出于战略考虑，对所投资项目有着明确的目标和期望。不同的战略考虑也决定了企业应该特别重视哪些影响选址的因素。扩大再生产：着重考察人力成本和目标地点的物流效率等因素进入新的市场：目标市场的潜力。企业战略目标项目和产品3.2.2影响选址决策的内部因素78企业的性质对于不同的项目，选址必需区别对待。比如对消耗原料大的项目应选择靠近原材料产地。对耗电大的项目应考虑选择在动力基地附近建厂，对属于劳动密集型、资金有机构成低、人力成本在产品成本中占绝大部分的项目，应在劳动力供应充足的地区建设，对知识密集型、技术密集型项目应考虑技术协作条件在靠近科技中心建设等等。企业战略目标项目和产品3.2.2影响选址决策的内部因素793.2.3选址方案论证和评价选址方案论证和评价是指企业通过对与方案有关的市场、资源、工程技术、经济和社会等方面的问题进行全面分析、论证和评价，以确定方案是否可行或者选择最佳实施方案。1．设施选址基本流程802．选址方案论证和评价的原则经济性原则：以最小的投入取得最好的效果。发展原则：发展的前景及适应发展的能力。兼容性原则：与原有经济、技术、环境、社会的兼容性。相关效果原则：考查相关的经济、技术、环境、社会效果。813．寻找关键成功因素(KSFs)关键成功因素（KeySuccessFactors）指的是那些投资者必须坚持而绝对不能妥协的因素，这些因素可以确定和决定选址决策是否能够取得成功。以KSF作为评估工具评价各方案。823.3设施选址分析方法

3.3.1定性分析方法1．优缺点比较法优缺点比较法是一种最简单的设施选址的定性分析方法，尤其适应于非经济因素的比较。该方法的具体做法是：罗列出各个方案的优缺点进行分析比较，并按最优、次优、一般、较差、极坏五个等级对各个方案的各个特点进行评分，对每个方案的各项得分加总，得分最多的方案为最优方案。优缺点比较法的比较要素可从以下方面考虑：区域位置，面积及地形，地势与坡度，风向和日照，地质条件，土石方工程量，场址现在所有者情况，交通情况，与城市的距离，供电与给排水，地震，防洪措施，经营条件，协作条件，建设速度等。832．德尔菲分析模型法德尔菲法又称专家调查法，最早由美国兰德公司首先使用，并盛行世界。德尔菲法常用于预测工作，但也可用于对设施选址进行定性分析，其具体实施步骤如下：1)组成专家小组。按照设施选址所需要的知识范围确定专家，人数一般不超过20人。2)向所有专家提出设施选址的相关问题及要求，并附上各选址方案的所有背景材料，同时让专家提交所需材料清单。3)各个专家根据他们所收到的材料，提出自己的意见。4)将专家的意见汇总，进行对比。并将材料反馈给各专家，专家根据反馈材料修改自己的意见和判断。这一过程可能要进行三到四次，直到每一个专家不再改变自己的意见为止。5)对专家的意见进行综合处理以确定选址方案。843.3.2定量分析方法定量分析方法主要包括因素评分法、成本-利润-产量定址分析、重心法、运输模型法。851.因素评分法影响企业选址的因素多种多样，包括定性和定量因素都要考虑。可以使用不同的权数来评价因素的重要性。因素评分法使用非常广泛，它能够考查多种不同因素的综合作用。因素评分法一般有以下几个步骤：1)决定一组相关的选址决策因素；2)根据企业目标为每个因素赋予一个权重，以此显示它与所有其他因素相比的相对重要性。各因素比重总和一般是1.00。3)对所有因素的打分设定一个共同的取值范围，一般是1-10，或1-100。4)对每一个备选地址，对所有因素按步骤3所设定的范围评分。5)用各个因素的得分与相应的权重相乘，并把所有因素的加权值相加，得到每一个备择地址的最终得分。6)选择具有最高总得分的地址作为最佳的选址。862.成本-利润-产量定址分析成本-利润-产量定址分析也称量本利分析，它有利于对供选择的地点在经济上进行对比，一般常用图表法求解，它的步骤如下：1)确定每一备选地址的固定成本和可变成本。2)在同一张图表上绘出各地点的总成本线。3)确定在某一预定的产量水平上，哪一地点的成本最少或者哪一地点的利润最高。这种方法需要以下几点假设：a)产出在一定范围时，固定成本不变。b)可变成本与一定范围内的产出成正比。c)所需的产出水平能近似估计。d)只包括一种产品。在成本分析中，要计算每一地点的总成本TC，利用以下公式：TC=FC+VC×Q式中，FC—固定成本；VC—单位的可变成本；Q—产出产品的数量或体积87例3-2表3-2列出了四个可能成为工厂所在地的地点的固定成本和可变成本。求：1）绘出各地点的总成本线图；2）指出使每个备选地点产出最优的区间（即总成本最低）3）如果要选择的地点预期每年产量为8000个单位，哪一地的总成本最低？88解：a)绘出各总成本线，选择最接近预期产量的产出（如每年10000个单位）。计算在这个水平上每个地点总成本线。89图中显示出了各个供选择地点的总成本最低时的区间。请注意D地从未优于其他任何一地。因此可以从B线和C线的交点以及A线和C线交点所得到的产出水平求出确切的区间。为了得到这点，可使他们的总成本公式相等，求Q，即得到最优产出水平的界限。903．重心法重心法适用于对单个分销中心或工厂的选址，它是一种用于寻找将运送费用最小化的配送中心的数学方法。该方法将市场位置、要运送到各市场的货物量、运输成本都加以考虑。重心法的具体方法：先建立坐标系将所有的备选地址绘制在坐标轴上，确定坐标值用坐标系统计算平面上任何两点之间的距离根据距离、重量两者的结合计算重心最后，选择求出的重心点坐标值对应的地点作为要布置设施的地点。91以“吨-中心法”为例，坐落点代表重心或者市场地区的运动。假设运动的中心代表着最低成本位置，成本是重量和距离的函数。然后按下面的公式寻找到重心：

式3.1式3.2式中，Cx—重心的坐标，Cy—重心的y坐标，Dix—第i个地点的x坐标，Diy—第i个地点的y坐标，Qi—运到第个地点或从第个地点运出的货物量92例3-3在图3-3中，假设运往四个地址的货物量分别为S1(2000单位)，S2(2000单位)，S3(1000单位)，S4(1000单位)，则可用式3.1和3.2算得重心的坐标为(66.7,93.3)。93若考虑原材料从地运至工厂所在地的运输费用时，重心法的公式更复杂，还需要多次迭代才能找到重心。重心法的缺点也是很明显的，重量本身并不是唯一的标准，因为运输工具的数量也会影响成本。实际重心可能为高山、湖泊等不可用地址，计算中距离为直线距离，不符合实际情况；且考虑运输费率后很繁琐，但运输费率数据往往是估算的。944．线性规划—运输模型法如果几个备选方案的各种影响因素的作用程度差不多，可以不予考虑的话，此时费用就成为唯一的决策因素，线性规划方法成为处理这类选址决策的理想工具。线性规划方法是一种广泛使用的最优化技巧，它在考虑特定的约束条件下，从许多可用的选择中挑选出最佳方案。对于复合选址问题，即一家公司设有多个工厂供应多个销售点，当产量不足时，需要增建工厂，一般已知数个待选厂址方案，要求确定一个厂址，使已有设施的生产运输费用最小。运输模型法的分析目标是在给定有限原料位置点的供给和特定的需求要求后，寻找出在最低可能运输成本下满足所有的需要。运输模型法已有成熟的解法，如表上作业法或用Lindo、Excel等软件求解。953.4服务设施选址由于服务业与制造业在很多方面的不同（见表3-5），两者的选址原则也存在着巨大的差异。制造业选址着重成本最小化，服务业选址着重收入最大化。963.4.1服务设施选址特点服务业的一个重要特点是通过多个分店来与顾客保持密切联系，所以服务设施的选择与目标市场的确定紧密相关。那些需要与顾客直接接触的服务企业，其服务质量的提高有赖于对最终市场的接近与分散程度，因此服务设施必须靠近顾客群。对于一个仓储或配送中心来说，与制造业的工厂选址一样，运输费用是要考虑的一个因素，但快速接近市场可能更重要，可以缩短交货时间。服务业企业在进行设施选址时不仅必须考虑竞争者的现有位置，还需要估计他们对新选设施地址的反应。在有些情况下，选址时应该避开竞争对手．但在商店、快餐店等情况下，在竞争者附近设址有更多的好处。在这种情况下，可能会形成“聚集效应”，即受聚集在某地的几个公司所吸引而来的顾客总数，大干分布在不同地方的这几个公司的顾客总数。973.4.2服务设施选址的因素和方法服务设施选址过程主要考虑业务和收入的决定因素，而影响服务部门业务量和收入大小的主要有以下八个因素：所选地区的客户购买能力。服务部门在所规划地区的服务和形象的兼容性。该地区的竞争强度该地区的竞争质量企业的独特性及竞争对手的选址该地区及其邻近地区商业和设施的质量。企业经营策略管理水平98服务设施选址的主要方法有：相关性分析、流量统计、人口统计分析、购买力分析、因次分析法、重心法和地理信息系统法等。表3-6列出了服务设施和生产设施选址的对比。994.1布置决策设施布置与设计是决定企业长期运营效率重要的决策。设施布置设计对生产系统极为重要，据测算，物料搬运和布置有关的成本占工厂生产总运营成本20~50%。采用有效的布置方法，可以使这些成本降低30%，甚至更多。生产系统设施布置要解决的主要问题是：是根据企业的经营目标和生产纲领，在已确定的空间场所内，按照从原材料的接收、零件和产品的制造，到成品的包装、发运的全过程，将人员、设备、物料所需要的空间做最适当的分配和最有效的组合，以便获得最大的生产经济效益。不仅有形的生产和服务设施会碰到布置和重新布置的问题，即使是非物质生产的服务系统，如商店、宾馆、餐馆也同样面临此问题。100一、设施布置的内容在进行设施布置决策要考虑的内容主要有以下几个方面：物流和物料搬运设备。确定物流的重要性和形式，采用何种设备，是传送带、起重机、自动仓库还是自动小车来发送和存储物料。并考虑物料在不同工作单元间移动的成本。容量和空间要求。只有先确定了人员、机器和设备的要求后，才能进行布置，为每一作业单位分配合理的空间，并考虑通道、洗手间、餐厅、楼梯等附属设施的要求。环境和美学。布置决策也要求确定窗户、分隔高度、室内植物等环境因素，以降低噪音、改善空气流通和提供隐密性等。信息流。通信交流对公司都是很重要的，布置必须方便交流，在办公室布置中尤其重要。101设施布置最早起源于工厂设计。一个工厂的设施布置包括工厂总体布置和车间布置。工厂总体布置设计应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、办公室、露天作业场地等各种作业单位和运输线路、管线、绿化和美化设施的相互位置，同时应解决物料的流向和流程、厂内外运输的联接及运输方式。车间布置设计应解决各生产工段（工作站）、辅助服务部门、储存设施等作业单位及工作地、设备、通道、管线之间和相互位置，同时，应解决物料搬运的流程及运输方式。102“作业单位”

Activity

是指布置图中各个不同的工作区或存在物，是设施的基本区划。作业单位的最高层次是要设计的设施(Facility)，它包括一系列部门(Departments)，部门可以是车间或其他机构。而部门由工作中心(WorkCenter)组成，若是工厂这些工作中心可以是工段或班组，如车床工段；也可以是柔性制造单元(FMS)。通常部门级的布置指的是块状布置图(BlockLayout)，工作中心级的布置是详细布置图(DetailedLayout)。工作中心由工作站(Workstation)组成。工作站也称工作地，是最小作业单位，它一般由一台机器和/或一个作业人员组成。工作地布置是整个布置的基础，工作站面积大小和形状对上面几个层次的布置影响很大，一般通过人机工程、工作测量和机器本身的尺寸和输入输出要求来确定工作地的面积和其他要求。103作业单位的层次设施部门部门部门部门工作中心工作中心工作中心工作地工作地工作地块状布置图详细布置图工作地布置104二、设施布置的原则

设施布置的好坏直接影响整个系统的物流、信息流、生产经营能力、工艺过程、灵活性、效率、成本和安全等方面，并反映一个组织的工作质量、顾客印象和企业形象等内涵。设施布置工作不但在新设施设计时要做，在原有设施重新设计改造时也需要。企业经营总会面临内部条件和外部市场的各种变化，从而会出现当初布置设计时考虑不到的问题，都可能会要求重新布置生产或服务系统。105设施布置设计要考虑的基本原则：整体综合原则。设计时应将设施布置有影响的所有因素都考虑进去，以达到优化的方案。移动距离最小原则。产品搬运距离的大小，不仅反映搬运费用的高低，也反映物料流动的通畅程度，因此，应以搬运距离最小原则选择最佳方案。流动性原则。良好的设施布置应使在制品在生产过程中流动顺畅，消除无谓停滞，力求生产流程连续化。空间利用原则。无论是生产区域或储存区域的空间安排，都应力求充分有效地利用空间。柔性原则。在进行厂房设施规划布置前，应考虑各种因素变化可能带来的布置变更，以便于以后的扩展和调整。安全原则。应考虑使作业人员有安全感，方便、舒适。106最早的设施规划与设计是工厂设计经验的总结，难以满足生产经营的要求。随着工厂和服务设施布置设计的发展和研究的深入，加上系统工程、运筹学、计算机技术的发展应用，出现一些先进的设计方法。理查德·缪瑟(RichardMuther)的系统布置设计（SystemLayoutPlanning,SLP）方法，使工厂布置设计由定性阶段发展到定量阶段，广泛应用于各种生产系统与服务系统。1074.2典型布置形式可按设施类别分为生产设施和服务设施两大类，再来细分布置形式。生产设施的三种基本的布置形式：固定式布置产品原则布置工艺原则布置混合布置：成组原则服务设施的三种基本的布置形式：零售店布置办公室布置仓库布置1081、固定式布置固定式布置(Fixed-PositionLayout)也称项目布置，它主要是工程项目和大型产品生产所采用的一种布置形式。它的加工对象位置，生产工人和设备都随加工产品所在的某一位置而转移。之所以要固定，是因为加工对象大而重，不易移动。如工程建设、飞机厂、造船厂、重型机器厂等。109110固定式布置问题还没有很好解决，问题有三：场地空间有限；不同的工作时期，物料和人员需求不一样，这给生产组织和管理带来较大困难；物料需求量是动态的。因此一般不采用固定式布置，即使采用，也尽量将大的加工对象先期分割，零部件标准化，尽可能分散在其他位置和车间批量生产，以降低生产组织管理难度。如工程建设的预制件生产和大型机器设备的部件生产。固定式布置是人类最早的生产布置形式，用于农业种植、房屋建造、道路建设和采掘开矿等方面。随着技术的进步和工业化生产，便有了产品原则布置和工艺原则布置。1112、产品原则布置产品原则布置(ProductLayout)，又称流水线布置（AssemblyLineLayout）或对象原则布置。当生产产品品种少批量大时，应当按照产品的加工工艺过程顺序来配置设备，形成流水生产线或装配线布置。Ford首创流水线生产，受屠夫启发。112113产品原则布置的基础是标准化及作业分工。整个产品被分解成一系列标准化的作业，由专门的人力及加工设备来完成。以汽车装配线为例，对于一条装配线而言，其车型基本不变或变化不大，整个装配顺序固定不变，这样，通过作业分工将汽车装配分解为若干标准化的装配作业，各个工作站配备有专用的装配设备来完成固定的装配作业，不同工作站间的运输采用专用的、路径固定的运送设备。在服务系统中，服务对象的个性千差万别，流水线布置的应用相对较少。但可以分解为一系列标准作业的服务也可以采用这种布置方式，如自助餐厅服务线及汽车的自动清洗服务等。114产品原则布置的优缺点优点：产品产出率高，单位产品成本低，专用设备投资也因产量大而摊薄；每一产品都按自己的工艺流程布置设备，因此加工件经过的路程最直接、最短，无用的停滞时间也最少；由于操作人员只做一种产品的一个工序，效率高且所需培训少；生产管理和采购、库存控制等工作也因变化少而相对简单。缺点：主要在于但它要求较多的设备，而设备的利用率相对较低；对产品种类及产量变化、设备故障等情况的响应较差；线上工作重复单调乏味，缺乏提升机会，可能会导致工人的心理问题或职业伤害；为了避免停产，设备备用件的库存可能比较大。1153、工艺原则布置工艺原则布置（ProcessLayout），又称功能布置（FunctionalLayout）。将功能相同或相似的一组设施排布在一起。如在机械加工车间中，数台车床被排列在一起组成车床组，钻床排列在一起组成钻床组，铣床组成铣床组、磨床组成磨床组……，因此，工艺原则布置在机加工车间中还被称作机群式布置。加工工艺需要这些设备的工件按工艺路线成批进入这些班组。不同的产品需要不同的工艺路线。为了适应多种加工对象及工艺路线，需要采用可变运输路线的物料搬运设备，如叉车、手推车等。116117工艺原则布置的优缺点工艺原则布置方式具有较高的柔性，无论是对产品品种、数量的变化，还是对于加工设备的故障响应，由于批量加工及闲置设备的存在，个别设备的故障或人员的缺勤不会对生产系统造成大的影响；但是，这种布置方式存在机器及工人的利用率较低、在制品的数量较高的缺点。同时，由于采用通用搬运设备，其运输效率低下，单位运输费用较高，单位产品的成本较高，整个生产时间必然较长，且整个车间的物流比较混乱；另外，这种生产模式对操作人员的技术水平要求较高，组织和管理工作也较困难。118工艺原则布置在服务业中也很常见，此时称为过程原则布置。例如综合医院的布置一般是将功能相似的检查设备，如牙齿的X射线检查仪、内脏的X射线检查仪等及相应的医护人员组成放射科，或将服务功能相似的医生，如外科医生、精神科医生等分别组成外科、精神科。此外，汽车修理间、航空公司和公共图书馆都属于这一类。1194.2.2组合布置上述三种基本布置形式是理想的模型，实际布置设计常有几种形式的组合。例如一些机械工厂从大面上看是工艺原则布置，但不排除部分车间采用产品原则布置。医院总的来说也是工艺（过程）原则布置，但手术室等则为固定式布置。工艺原则布置和产品原则布置代表了小批量生产到连续大模型生产的两个极端。制造商在工艺原则布置的基础之上，向产品原则布置靠拢。这样，系统既灵活又有效，单位生产成本低。单元制造、成组技术和柔性制造单元就代表了这种方向。1201、成组原则布置（GroupLayout）成组原则布置在制造业中又称单元制造（CellularManufacturing），是一种较为先进的布置方法。由于顾客需求的多样化，多品种、少批量生产模式已成为当前生产的主流。成组技术正是适应这种需要而发展起来的。成组技术就是识别和利用产品零部件的相似性，将零件分类。一系列相似工艺要求的零件组成零件族。针对一个零件族的设备要求所形成的一系列机器，称作机器组。这些机器组即制造单元。成组原则布置可以认为是产品原则布置的缩影，是将工艺原则布置系统转化为接近产品原则布置系统。相比于工艺布置，由于经过分组，其加工时间较短、物流效率较高、在制品较低、准备时间较短，同时又具有工艺原则原则布置的柔性特点，因而是一种具有发展潜力的布置方式。1212、成组生产单元成组生产单元(workcell)是为一个或几个工艺过程相似的零件族组织成组生产而建立的生产单位。在成组生产单元里配备了成套的生产设备和工艺装备以及相关工种的工人，以便能在单元里封闭地完成这些零件的全部工艺过程。成组生产单元是一种灵活的布置，会根据产品设计和产量的改变，而相应改变。尽管成组原则布置概念来自于制造业，但是其思想对服务业也同样存在。例如，在国际机场中，将国际航班及国内航班的旅客分类处理；大型火车站中，按车次目的地的不同方向来布置候车室等，可以提高输送旅客的效率。122a)当前布置：工人在封闭的小空间内，没有第三个工人无法增加产量改进的布置：工人可以互相帮助，可以增加第三个工人b)当前布置：直线式布置难于平衡任务，工人工作量不相等改进的布置：U形布置工人活动更方便，四人减少到三人1234.2.3流动模式布置问题的定量分析最常见的目标是降低物流成本，这时就要对设施内的流动模式(PatternsofFlow)作出分析。流动模式可以分为水平和竖直的，如是单层设施，就只用考虑水平流动模式，多层设施布置时还要考虑竖直模式。但总的来说，水平模式是最基本的。不论布置对象的大小是工厂级、车间级，还是工作单元级；也不论采用何种原则布置，都要考虑物料的流动模式。但同时工厂生产离不开职工，职工的活动也是一种流动，因此合理的物流流动模式也要考虑人员的流动情况。1245种基本的流动模式直线形是最简单的流动模式，它将入口和出口分开。L形适用于设施或建筑物不允许直线流动的情形。U形最大的好处是收发口在同一位置，有利于物料搬运，人员、搬运设备和站台都可以只建一个，形成既不占很大空间又具有高速度的生产线。它能减少工人数量，还是一种有利于JIT布置的物流模式，工人位于U形的中心，因而可以互相看到彼此的进展且易于合作。环形流动模式常见于由物料搬运机器人服务的制造单元中，S形则常用于长的流水装配线布置，如汽车装配线。125选择流动模式时主要考虑收发口、场地和建筑物的限制、生产流程和生产线的特点、通道和运输方式等。实际设施布置的流动规划常常是上述几种模式的组合。如组合成分枝和脊柱式，最适用于离散制造中部件和产品的装配，分枝为部件装配，主干为总装，两边对称的分枝就是脊柱式。好的设施布置要认真进行流动规划，使之有效合理。物流合理化的一个重要原则是避免物流路径交叉。1261274.2.4产品原则布置设计流水线已在世界各国广泛应用，并且在内容和形式上不断地创新。流水线的设计包括：技术设计（“硬件”设计）是指工艺路线、工艺规程的制订、专用设备的设计、设备改装设计、专用工具设计、运输传送装置的设计以及信号装置的设计等。组织设计（“软件”设计）是指流水线的节拍和生产速度的确定、设备需要量和负荷的计算、工序同期化设计、工人配备、生产对象运输传送方式的设计、流水线平面设计、流水线工作制度、服务组织和标准计划图表的制订等等。128这里主要是流水线的组织设计，它是进行技术设计的前提和依据，技术设计应当保证组织设计每一个项目的实现。当然组织设计时也要考虑技术设计的可能性，但都要符合技术上先进、经济上合理的原则。本课程产品原则布置设计主要讲述两个问题：流水线的平面布置设计流水线平衡问题。1291、流水线的平面布置进行流水线平面布置设计时应遵循以下原则：有利于工人操作方便；在制品运动路线最短；有利于流水线之间的自然衔接；有利于生产面积的充分利用。这些原则同流水线的形状、流水线内工作站的排列方法、流水线的位置以及它们之间的衔接形式有密切的关系。流水线的形状直接反映流动模式。每种形状的流水线在工作站的布置上又有单列和双列之分。130流水线单列和双列直线布置示意图131单列直线形流水线，多在工序数少、每道工序的工作站也少的条件下应用。这种平面布置的主要优点是安装和拆卸设备方便；容易供应毛坯；容易取下成品；容易清除残料切屑；工作站同流水线的配合比较简单。当工序与工作站的数量较多而空间的长度不够大时，可采用双列直线排列。当工序或工作站更多时，可采用L形、U形和S形等布置。山字型常用于零件加工与部件装配相结合的情况，环形布置多采用于工序循环的情况下。132流水线内工作站的排列，首先应符合工艺路线，其次当每道工序的工作站为两个及以上时，就应当考虑同类工作站排列方法的问题。如果有两个、四个同类工作站时，一般将它们分别列在在制品运输路线的两侧；如果有三个同类工作站时，可考虑采用三角形排列。当几台设备由一名工人看管时，应考虑工人作业的方便和巡回路线最短问题。流水线的位置以及流水线之间的衔接，应根据加工、部装和总装和系统图所要求的顺序安排，尽可能使零件加工的完结处，恰好是部件装的开始处，而部件装配的完结处正是该部件进入总装的开始处，从而使所有流水线的布置符合产品生产过程的总流向。133上述流水线布置均指单层厂房的情况，若为多层厂房，流水线的布置形状又可分为上升型、下降型、升降机集中型、升降机分散型流水线等，以及这几种形式的组合型流水线。立体流水线通常人适用于小型且加工度较高的产品，如精密机械、电子和仪器仪表等。在厂房的每一层中，按单层的情况考虑平面形状。在现场布置中一定要考虑流动，不要形成孤岛。不考虑人和机器的平衡就推进自动化，这是造成孤岛的原因。134做好作业间的组合，实施能够互相支援的流动作业分配，才能达到“少人化”的目标。另外一人看守一台机器的话，无论怎样都会产生空手等待的浪费。因此，为了消除浪费，应让这位员工多拥有一台机器，在一台机器加工的期间，给另一台机器安装、取下零部件。流水线的布置除遵循上述的一般原则之外，还必须考虑具体条件，如车间的生产面积、开间长度、设备种类、尺寸与数量、运输方式的种类与毛坯运入、成品运出的条件、通信设备与动力系统的位置等。1352、流水线生产平衡流水的平衡要根据产品设定工作站数目再将各工作单元分配到工作站，并使各工作站分配的工作量大致平衡，而每个操作工人在工作站上完成指定工作单元的工作。当每一个产出单元（如一辆汽车，一台发动机）经过该站工人就进行一次重复规定操作。要想使装配线合理高效，装配线的平衡问题是一个关键问题。按“在规定的装配线速度下，使总的空闲时间最少，或使做一额定工作量的操作人数最少产以使平衡延迟最少”的原则进行装配线平衡调整。为此需要确定生产周期时间和确定最少工作站（或工作地点）数目，然后是工作站作业分配问题。136流水线生产平衡方法1．确定工作周期时间C。C=H/Q

式中：H—每天生产时间；

Q—每天在H时间内要求的产量；

C—周期时间。2．确定最少工