[工程科技]物流设施规划及布置设计.ppt

物流设施规划及动态布置设计,物流工程 沈翱20113083,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。,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,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,物流设施规划设计的内容,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,设施规划与设计的阶段与程序,设施规划与设计阶段结构,物流设施的构成,构成,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,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。,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，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。,三系统布置设计SLP（流程）模式,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。,P1,P2,P3,P4,Q,P,A,B,C,Pn-1,Pn,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,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。,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。,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,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。,（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 （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.。,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，,距离从至表,（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 。,（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，,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）,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或承担的物流量比例来确定。,物流强度等级比例划分表,某厂作业单位物流相关表,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，则需要将物流关系和相互关系结合在一起统一考虑。,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,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：,2利用物流相关表进行设施平面布置,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？,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：,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=6×5/2=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），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,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。,物流等级分值A=4 E=3 I=2 O=1 U=0,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。,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,（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。,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?,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。,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。,其他按“A”，“E”，“I”，“O”，“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。,第四节 物流设施布置方案的评价与选择,一般常用的设施布置方案的评价与选择方法有：,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,3物流系统状态分析,（1）物流简图分析,物流图,（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fij·dij成正比，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。,（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。,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。,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,A=4 很好；E=3 较好；I=2 好；O=1一般；U=0不好,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。,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。,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数乘积之总和 (6) 选择最合适的方案,评估要素群组与权重分配表,方案评估表,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。,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。,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。 为适应市场对产品需求量的增加，该企业在管材加工车间生产面积不变的情况下，应用SLP对该车间设施布置进行重新设计，改善生产物流，达到通过提高生产效率来提高生产能力的目的。,切管,冲弧口,铣弧口,钻孔,去毛刺,打扁,座管 下管,上管,平叉、 立叉,部分座管、下管,立叉,平叉,1.管材加工艺流程分析,2.作业单位相互关系分析,作业相互关系表,根据上述原则，画出 作业单位相互关系表,作业单位面积与特殊要求,作业单位间关系连线图,根据作业单位相互关系图和作业单位面积表，画出作业单位关系连线图， 比较直观地反映出各作业单位之间的关系密切程度，更多地反映的是各作业单位 之间的物流关系密切程度，该图是下面进行设施初步布置的索要依据。,初步布置方案,根据所作作业单位间关系连线图、作业单位面积及特殊要求表和车间实际使用面积、形状及门、水、气等位置，设计出不同的设施布局作为初步布置方案。 车间初步布置方案一般以块状区划面积相互关系图表达，按照以上原则和方法，作出管材车间初步布置的三个方案。,4.对各初步方案进行评价,对上一步设计出的各初步布置方案进行评价，以得出最优方案。常用的评价方法有：分级加权评分法、因次分析法、费用对比法等。 本例应用加权法对各方案进行评价，这一步骤的关键是对各因素确定合理的权重和等级。采用领导和专家意见相结合的方法来确定各因素的权重数和等级。,显而易见，方案A得分最高，为3个初步方案中的最优布置方案。,5.对选定方案进行详细布置,对选定的方案A进行详细布置，包括机床、工作台、工具柜、物料架等设备，同时要考虑工件放置区、物流通道、人行通道、水电气安装位置等因素。,6.效果分析,通过对该车间设施重新布置前后的设备、人员、生产能力等进行对比分析可知，由于理顺了加工过程中工序间的物流关系，车间内生产物流得到明显改善。物流效率提高，同时，作业环境得到改善。,完 结,