IE教材-设施规划与物流分析课件.pptx
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1、系统化厂房布置设施规划与物流课程的主要内容l第一部分 前言l第二部分 系统化厂房布置与物流分析方法l第三部分 系统化厂房布置与物流分析具体实施l第四部分 物料搬运系统设计l第五部分 设备的评估、执行与维修l第六部分 仓储系统设计1系统化厂房布置第一部分第一部分 前言教学内容前言教学内容l教学内容l1.1企业常见问题l1.2物流工程的概念l1.3大物流、小物流的概念l1.4物流工程的产生l1.5物流工程形成l1.6物流工程在企业管理中的意义l1.7物流工程的发展2系统化厂房布置l教学内容l1.8物流工程在我国的发展l1.9物流工程研究的内容l1.10设施及设施规划的概念l1.11设施规划与设计l
2、1.12物流的概念l1.13物流系统的概念l1.14设施规划与物流分析的内容l1.15设施规划与物流分析的意义l1.16设施规划与物流分析的发展3系统化厂房布置1.1 1.1 企业常见问题企业常见问题l 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。l 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?l 3、企业资金周转不力,该怎么办?4系统化厂房布置l 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?l
3、 5、你看我的生产线多忙碌,连插脚的地方都没有。l 6、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!5系统化厂房布置1.2 1.2 物流工程的概念物流工程的概念l 在物流管理中,从物流系统整体出发,把物流和信息流溶为一体看做一个系统,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。6系统化厂房布置1.3 1.3 大物流、小物流的概念大物流、小物流的概念l大物流:大物流:l社会物资的包装、运、调配等区域活动称为“大物
4、流”l小物流的概念:小物流的概念:l工厂布置和物料搬运等企业内活动发展的物流l 7系统化厂房布置1.4 1.4 物流工程的产生物流工程的产生l1776年年 苏格兰经济学家提出“专业分工”l18世纪末世纪末,USA发明家惠特雷提出“零件互换性”20世纪初,吉尔布雷斯提出了动作分析和流程分析,分工理论引发“工厂设计”和企业物流l“物流”当初被称为“Physical Distribution(PD)”后变成“Logistics”l20世纪世纪60年代,年代,“Logistics”在日本经济建设和管理中得到迅速发展8系统化厂房布置1.5 1.5 物流工程形成物流工程形成l 物流信息流军事后勤学工厂布置
5、和物料搬运系统工程物流工程大物流小物流9系统化厂房布置1.6 1.6 物流工程在企业管理中的意义物流工程在企业管理中的意义l大幅度的减少工作量l缩短生产周期l加速资金周转l降低搬运/运输费用l提高产品质量l提高企业整体素质l保证文明生产,安全生产 l提高物流管理水平10系统化厂房布置1.7 1.7 物流工程的发展物流工程的发展l1776年 苏格兰经济学家提出“专业分工”l18世纪末,USA发明家惠特雷提出“零件互换性”20世纪初分工理论引发“工厂设计”操作法研究、工厂布置和物料搬运l20世纪40年代“设施规划”取代“工厂设计”广泛采用运筹学、统计学和概率论11系统化厂房布置 物流工程的发展物流
6、工程的发展l20世纪70年代计算机辅助工厂布置、成组技术CRAFT(位置配置法)、CORELAP(相互关系法)、PLANET(分析评价法)l20世纪80年代系统布置设计、计算机仿真研究柔性问题、专家系统、多目标优化l20世纪90年代结合先进制造技术CIMS、JITl现在设施布置与物流系统的自动化、柔性化、信息化、网络化、绿色化、智能化12系统化厂房布置1.8 1.8 物流工程在我国的发展物流工程在我国的发展l20世纪50年代,工厂设计l20世纪80年代,“物流”概念进入我国l1982年,USA专家理查德.缪瑟来华讲系统布置和物料搬l运设计、系统化工业设计规划l90年代,工业工程在中国出现l目前
7、,物流工程的重要性已逐步为人所知13系统化厂房布置1.9 1.9 物流工程研究的内容物流工程研究的内容l设施设计l物料搬运系统设计14系统化厂房布置1.10 1.10 设施及设施规划的概念设施及设施规划的概念l什么是设施:l 是指使工作便利的工具、环境或设备。l什么是设施规划:l 是综合考虑相关因素,对生产系统或服务系统进行分析、构思、规划、论证、设计,作出全面安排,使资源得到合理配置,使系统能够有效运行,以达到预期目标。15系统化厂房布置1.11 1.11 设施规划与设计设施规划与设计l设施规划与设计:l 是物流工程的重要组成部分,其任务是对系统的各类设施、人员、投资进行系统的规划与设计,优
8、化人流、物流、信息流,有效、经济、安全地实现系统目标。16系统化厂房布置1.12 1.12 物流的概念物流的概念l什么是物流什么是物流是由空间间隔和时间间隔引起的物料实体的物理流动过程。l广义的物流:l 物资实体的场所或位置在空间上的转移和时间上的占用,即物资实体的物理流动过程(有形和无形)l 物资实体在空间上的转移和时间上的占用过程,并要实现其效益。l狭义的物流:l原材料输入生产系统,经过 、搬运、装卸、加工、装配等一系列物理和化学的转换直至输出生产系统的全部运动过程。17系统化厂房布置1.13 1.13 物流系统的概念物流系统的概念l什么是物流系统:什么是物流系统:由生产(服务)过程中的原
9、材料、在制品、成品、搬运设备、仓储设施、人员和信息等相互制约的动态要素所构成的服务于企业目标的有机整体。18系统化厂房布置1.14 1.14 设施规划与物流分析的内容设施规划与物流分析的内容l设施规划的内容l 场址选择对设施进行地区、地点的选择l 布置设计对建筑物、设备、运输通道、场地进行合理配置l搬运设计对物料搬运路线、方法、器具及储存场地做合理安排l建筑设计对建筑结构进行设计,以满足功能、空间、经济等需要l公用工程设计对电力、照明、排水、通风等进行协调设计 信息通信设计对信息通信的传输系统进行全面设计l物流分析的内容:l 社会物流物资流通设施的布点网络研究l 企业物流物流路线合理化研究l
10、物流管理经济批量、储存合理化、搬运计划研究l 设备管理仓储设施、设备和搬运设备、器具研究19系统化厂房布置1.15 1.15 设施规划与物流分析的意义设施规划与物流分析的意义l设施规划与物流分析是生产系统规划与设计的主设施规划与物流分析是生产系统规划与设计的主要内容,是企业的一种典型的长期决策要内容,是企业的一种典型的长期决策 是保障和改善生产系统整体功能的结构基础 是提高生产系统效益的重要手段和源泉 是企业现代化管理与先进制造技术的开端和主要内容20系统化厂房布置1.16 1.16 设施规划与物流分析的发展设施规划与物流分析的发展l20世纪初分工理论引发“工厂设计”操作法研究、工厂布置和物料
11、搬运l20世纪40年代“设施规划”取代“工厂设计”广泛采用运筹学、统计学和概率论l20世纪70年代计算机辅助工厂布置、成组技术CRAFT(位置配置法)、CORELAP(相互关系法)、PLANET(分析评价法)l20世纪80年代系统布置设计、计算机仿真研究柔性问题、专家系统、多目标优化l20世纪90年代结合先进制造技术CIMS、JITl现在设施布置与物流系统的自动化、柔性化、信息化、网络化、绿色化、智能化21系统化厂房布置第二部分第二部分 系统化厂房布置设计系统化厂房布置设计2.1 系统化厂房布置设计概述2.2系统化厂房布置设计步骤2.3系统化厂房布置设计程序2.4系统化厂房布置设计要素2.5系
12、统化厂房布置设计影响因素2.6物料分类及产品产量分析2.7物流分析2.8作业单位相互关系分析2.9作业单位位置相互关系分析2.10作业单位面积的确定2.11布置设计2.12布置修正2.13布置方案的评价与选择2.14布置方案的设计2.15小结22系统化厂房布置2.1 2.1 系统化厂房布置系统化厂房布置 工厂布置的方法和技术,一直是工业工程领域不断探索的问题自工业革命以来研究出了许多手工设计、数字分析和图解技术,60年代以来,又发展了计算机辅助工厂布置,在众多的布置方法中,以R缪瑟提出的系统布置设计SLP(System Layout Planning)最为著名,应用十分普遍;这种方法不仅适用于
13、工厂和生产系统设计,还可以用于医院、学校,百货商店、办公楼等设施设计。23系统化厂房布置2.2 2.2 系统化厂房设计的步骤系统化厂房设计的步骤 系统布置设计采用四个阶段进行,称为“布置设计四阶段”。确定位置:工厂的总体位置总体区分:初步规划基本物流模式和总体布局详细布置:确定各作业单位的具体位置实施:编制施工计划,进行施工安装阶段时间24系统化厂房布置2.3 2.3 系统化厂房设计的程序系统化厂房设计的程序选择分析寻优输入数据(P、Q、PQ、R、S、T)1、物流2、作业单位的相互关系3、物流作业单 位相互关系图4、必要面积5、可用面积6、面积相互关系图9、拟定几种布置方案10、评价7、修正条
14、件8、实际制约系统布置设计程序模式25系统化厂房布置2.4 2.4 系统化厂房布置设计的要素系统化厂房布置设计的要素l影响布置设计的因素众多,基本要素可以归纳为5项:P产品(或材料或服务)、Q数量、R生产路线(工艺过程)、S助服务部门、T时间(或时间安排)。五个要素分别回答以下问题:P生产什么?Q生产多少?R怎么生产?T何时生产?S用什么支持生产?26系统化厂房布置2.5 2.5 系统化厂房布置设计影响因素系统化厂房布置设计影响因素1、P产品或材料或服务(Production)指规划设计的对象所生产的产品、原材料、加工的零部件或提供服务的项目。包括原材料、进厂物料、工序间储备、产品、辅助材料、
15、废品、废料、切屑、包装材料等。产品这一要素影响着设施的组成及其相互关系、设备的类型、物料搬运的方式等。2、Q数量或产量(Quantity)指所生产、供应或使用的材料或产品的数量或服务的工作量。这一要素影响着设施规模、设备数量、运输量、建筑物面积等。27系统化厂房布置3、R生产路线或工艺过程(Route)指根据所生产的产品品种、数量等设计出的工艺流程、物流路线、工序顺序等,可以用设备表、工艺路线卡、工艺过程图等表示。它影响着各作业单位之间的关系、物料搬运路线、仓库及堆放地的位置等。4、S辅助服务部门(Supporting Service)指保证生产正常运行的辅助服务性活动、设施以及服务的人员。包
16、括道路、生活设施、消防设施、照明、采暖通风、办公室、生产管理,质量控制及废物处理等;它是生产的支持系统,从某种意义上来说对生产系统的正常运行起着举足轻重的作用。5、T时间或时间安排(Time)指在什么时候、用多长的时间生产出产品,包括作业、工序、流动、周转等标准时间。这些因素决定着设备的数量、需要的面积和人员、工序的平衡安排等。28系统化厂房布置2.6 2.6 物料分类及产品物料分类及产品产量分析产量分析l现象:物料种类繁多,可运性不相同。l问题:如何统计量一物流系统中性质、特征各不相同的物料数量?如何区分各物料的重要等级程度?如何确定设施布置的型式?1、物流量的计算(1)定义:在一定时间内(
17、一年或一个月)通过两设施间的物料数量。可以用重量、体积、托盘或货箱来表示。29系统化厂房布置计算方法:计算方法:方法一:当量物流量用物料的某一特征(重量、几何形状、装载和包装形式等)来估算物流量。可用下式表示:f=q.n 其中:f当量物流量 q每个标准搬运单元的当量吨数 n单位时间内两设施间流动的标准单元数 例:载重为两吨的标准载重箱,载一箱锻件为2当量吨,载一箱壳体也为2当量吨。方法二:玛格(magnitude)用可运性衡量当量物流 标准的1玛格:一块干燥的木块,体积为5*5*5 立方厘米,可以方便地用手拿住。30系统化厂房布置计算方法计算方法一包香烟=0.5mag 一个电话亭=50mag一
18、个低堆垛的托盘(1200 cm*1200cm)=38mag玛格的计算:M=A+A(B+C+D+E+F)/4其中:A基本值,通过计算物料体积后查玛格曲线得出。B密度修整系数 C形状修整系数 D损伤危险程度修整系数 E状态(物理、化学)修整系数 F价值因素(若不考虑,则F=0)31系统化厂房布置2、物料的分类:可采用两种分类方法:方法一:按物料的基本形态进行分类 固体成箱 液体成桶 气体成瓶方法二:按影响物料可运性的物理特征进行分类,包括:外形尺寸、重量、形状、损坏可能性、状态(热、湿、粘、脏)、数量、时限性(季节性、突 发性)关键:抓住有决定性的影响特征关键:抓住有决定性的影响特征 物料分类程序
19、列表标明所有物料名称记录其物理特征、其他特征编制物料特征表每类物料写出分类说明确定各类的主导特征把相似主导特征的归为一类32系统化厂房布置物料物理性能分类示意33系统化厂房布置 物料特征分类表示意34系统化厂房布置3、产品产量(PQ)分析 产品产量分析是为了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。下图是一种典型的“82原则”下的PQ分析结果。QAGBCDEFPPQ分析图由该图可知:AD四种产品占总产量的80%,可考虑用产品原则布置,其余品种可考虑按工艺原则布置35系统化厂房布置练习:下列三图应分别采用何种布置型式QQPPPQ36系统化厂房布置2.7 2.7 物
20、流分析物流分析 物流分析是设施布置设计的另一个基本分析,即工艺流程和物流路线的分析。分析的基本手段有工艺过程图(作业程序图)、多种产品工艺过程图、从至表和物料流程图等。1、工艺过程图(Operation Process Chart)37系统化厂房布置 工艺过程图可以用来详细描述产品生产过程中各工序之间的关系,也可以描述全厂各部门之间的工艺流程。其重要作用是在分析工艺过程的基础上,通过产品加工、组装、检验等各加工阶段及加工路线的分析,可以计算出每个工艺过程的各工序(作业单位)间的物流强度。从而为作业单位位置的确定找到基础数据。工艺过程分析:毛坯重0.49,经热处理的毛坯重0.19,机加工中需返回
21、热处理的为0.1由此可知,14之间的物流强度为0.31450.190.10.310.19废料0.49(0.29)原材料机加工热处理30.01标准件38系统化厂房布置39系统化厂房布置2 2多种产品工艺过程图多种产品工艺过程图多种产品工艺过程图是将所有零件或产品的工序都汇总在一张图表上、通过分析、调整图表上的工序,使彼此之间有最大物流量的工序尽量靠近,直至获得最佳工艺安排顺序。当零件数量很多时,可以利用成组原理对零件分组,形成一张多种产品工艺过程图对于同组的零件,可以再分类用工艺过程图或多种产品工艺过程图进行物流分析。多种产品工艺过程图分析主要通过作业单位的排序,求得物流顺流程度W的最大值。其中
22、:W的计算式为 Wjk为产品Pj的工序Rjk与Rjk+1之间的物流强度Djk为权值:工序相邻,且物料移动为直接正向时,取权值为2工序不相邻,且物料倒流时,取权值为-240系统化厂房布置示例:初始多种产品工艺过程表41系统化厂房布置示例2:最佳顺序多种产品工艺过程表42系统化厂房布置3 3、从至表、从至表(From-To Chart)From-To Chart)作用:作用:从至表通常用以表示建筑物之间、部门之间或机器之间的物流量、物料搬运总量等。画法画法:表上横行和竖行的标题内,按同样顺序列出全部作业单位(建筑物、机器;部门)。将每个产品或零件在两个作业单位之间的移动,分别用字母表示产品或零件,
23、数字代表搬运总量,填入两个作业单位横行和竖行相交的方格内,注意,从图表的左上角至右下角,划一条对角线,零件前进记在右上方,退回记在左下方。如下图:43系统化厂房布置44系统化厂房布置45系统化厂房布置2.8 2.8 作业单位相互关系分析作业单位相互关系分析 设施布置设计要根据部门之间在工艺流程如业务往来中的密切程度,决定相互位置。各部门(作业单位)之间存在着物流关系、非物流关系两种关系。物流关系可以用物流强度来表示两个作业单位之间的关系密切程度,非物流关系无法定量表示,只能通过定性分析加以区分。46系统化厂房布置2、作业单位非物流相互关系表的构造:基本思路根据经验确定作业单位非物流相互关系 密
24、切程度后,利用与物流相关表相同的表格形式,建 立非物流相互关系表。通常可以从以下几个方面加以考虑:(1)工作流程 (2)作业性质(3)使用场地情况 (4)监督和管理(5)联系频繁程度 (6)躁声、振动(7)公用设施相同 (8)文件信息往来情况(9)使用设备情况 (10)安全、卫生 47系统化厂房布置(1)确定作业单位相互关系等级(2)列出作业单位相互关系密切理由(示例)48系统化厂房布置(3)建立非物流作业单位相互关系表(示例)49系统化厂房布置3、建立作业单位综合相互关系表:工厂中,作业单位之间物流相互关系与非物流相互关系往往并不一致,为了确定各作业单位之间综合相互关系密切程度,须将两个表进
25、行合并。求出合成的相互关系综合作业相互关系,然后从各作业单位之间的综合相互关系出发,实现各作业单位的合理布置。(1)确定物流(m)与非物流(n)相互关系的相对重要性(加权取值)。一般地m:n不应超过1:3或3:1,当比值大于3:1时,说明物流关系占主导地位,工厂布置时只需考虑物流相互关系的影响。(2)综合相互关系计算根据作业单位对之间物流与非物流关系等级的高低进行量化,并加权求和,求出综合相互关系。(3)综合相互关系的等级划分综合计算得出的是量值,须经过等级划分,才能建立与物流相互关系表相似的综合相互关系表。50系统化厂房布置示例:某零件作业单位综合相互关系计算表计算分数在18之间,由此得综合
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