《{工程设计管理}物流工程学之系统布置设计讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《{工程设计管理}物流工程学之系统布置设计讲义（116页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、物流工程学-系统布置设计,林云 博士,2,讲师简介,林 云 管理学博士 行业经历：先后参与了中电投、重庆两路寸滩保税港区、重庆长安集团、重庆长安民生物流、重庆隆鑫物流、重庆港务物流集团、重柴动力、重庆商社、嘉陵集团、建设集团、重庆大江工业、江津长风、辽宁锦州市商业银行、广西花红药业、新疆石油管理局等30多家企业的管理项目，主要涉及战略管理、流程再造、现代物流、信息化等方面。目前于重庆市现代物流生产力促进中心从事现代物流管理研究。,主要内容,物流与设施规划,现代物流及其发展趋势,1,系统布置设计（SLP）,2,搬运系统设计,3,企业物流问题分析,4,4,问题提出,企业设施规划的基本内容,设施规划
2、,系统布置设计,搬运系统设计,2.1 工厂布局设计概述,1.工厂布局的内容和原则,（1）工厂布局的内容 工厂总体平面布置 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、办公室等各种作业单位和运输线路设施的相互关系，解决物料流向和流程、厂内外运输的连接。 车间布置 解决工作地、设备、通道、管线之间和相互位置，解决物料搬运的流程及运输方式。,（2）设施布置设计的总原则 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 流动性原则(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(生产区域或储存
3、区域的空间安排，都应力求充分有效地利用空间。 ) 柔性原则(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,（3）工厂总体布置设计的要求 满足生产要求，工艺流程合理； 适应工厂内外运输要求，线路短捷顺直； 合理用地； 充分注意防火、防爆、防损与防噪； 利用气候等自然条件，减少环境污染。,（4）车间布置设计的要求 确定设备布置的形式； 满足工艺流程要求； 实行定置管理、确保工作环境整洁、安全； 选择适当的建筑形式。,2.2 生产设施布局形式,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
4、置 成组原则,1.工厂布局的形式,（1）产品原则布置（流水线布置） 当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。,图1 产品原则布置示意图,图2 汽车后桥加工生产线,图3 汽车装配生产线,图4 汽车焊接生产线,产品原则布置的基础 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。,产品原则布置的优点 产品产出率高，单位产品成本低； 每一产品都按工艺流程布置设备，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； 由于操作人员效率高且所需培训少； 生产管理和采购、库存控制等工作也相对简单。,产品原则布置的缺点 要
5、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。,（2）工艺布置原则（机群式） 把同类型的设备和人员集中布置在一个地方。,图4 工艺原则布置示意图,图5 钻削加工工段,图5 车削加工工段,（3）固定式布置原则（项目布置） 主要是工程项目和大型产品生产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。如工程建设、飞机厂、造船厂、重型机器厂等。,图6 固定式布置,固定式布置缺点： 场地空间有限； 不同的工
6、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。,（4）成组布置原则（混合布置） 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（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。,成组原则布置的特点 加工时间较短、物流效率较高； 在制品较低、准备时间较短； 具有工艺原则布置的柔性。,图7 板材加工FMS,表 不同布置类型的特征,2.工厂流动模式 工厂流动模式：工厂（车间）内部物料和人员流动的方向，反映工厂（
7、车间）的出口和入口的布置以及工厂面积。,图9 基本流动模式,2.3 产品原则布置设计 流水线的设计包括： 技术设计是指工艺路线、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。,1. 流水线的平面布置设计 （1）流水线平面布置设计原则： 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。,（2）流水线的布置模
8、式 单列直线形流水线 双列直线形流水线,图10 流水线单列和双列直线布置示意图,图11 单列直线流水线布置,2.4 系统布置设计,1.工厂布局设计的方法,（1）摆样法 （2）数学模型法 （3）系统布置设计（SLP）,2 系统布置设计（SLP）模式 准备原始资料 物流分析与作业单位相互关系分析 绘制作业单位位置相关图 作业单位占地面积计算 绘制作业单位面积相关图 修正 方案评价与择优,工厂布局的基本原始资料 产品和产量 P、Q 工艺过程 R 辅助服务部门 S 时间安排 T,2.5 物流分析技术,1、工艺过程（流程）图 2、多产品工艺过程表 3、重组方法 4、从至表,0.02,图15 变速器加工工
9、艺过程（t）,1、工艺过程图 工艺过程图描述产品生产过程中各工序之间的关系，或者是全厂各部门之间的工艺流程。对大批量，少品种的情况。,1,9,5,原材料,0.2,0.23,0.1,0.1,废料,0.15,0.08,0.05,图16 随车工具箱加工工艺过程（t）,2,1,4,10,标准件,原材料,0.01,0.4,0.81,1.2,废料,图17 车体加工工艺过程（t）,1,4,5,原材料,0.35,0.15,0.2,废料,0.2,图18 液压缸加工工艺过程（t）,0.2,图19 叉车生产工艺过程（t）,2、多产品工艺过程表 对较大批量，多品种的情况（10种），将各产品的生产工艺流程汇总成表。,图
10、26 多种产品工艺过程表,3、成组方法 对中小批量，品种达到数十品种的情况，将各产品按产品结构与工艺过程相似性进行归类分组。对每一类产品采用工艺过程图进行物流分析，也可用多产品工艺过程表。,2、作业单位相互关系图 （1）作业单位 是指工厂或服务中作布局设计时需要确定位置的单元。 总平面布局设计：厂房、车间、仓库等； 详细设计：机器、装配台、检验站等。,（2）作业单位相互关系图,图20 作业单位相互关系图的基本原理,6和 1的关系,图21 作业单位相互关系等级,图22 工厂布局作业单位关系图实例,2.6 SLP法求解,（1）物流强度等级,表 叉车总装厂物流强度汇总表,表 叉车总装厂物流强度等级表
11、,（2）物流相关表,3、作业单位相互关系分析,（1）作业单位相互关系的决定因素及相互关系等级的划分,作业单位相互关系的决定因素 物流和工艺流程 作业性质相似； 使用相同的设备； 使用同一场所； 使用相同的文件档案； 使用系统的公用设施； 使用同一组人员； 工作联系频繁程度。,作业单位相互关系等级的划分,（2）作业单位综合相互关系表,1)作业单位非物流相互关系表 建立基准相互关系 分析作业单位非物流关系； 建立作业单位非物流关系表。,基准相互关系,建立作业单位非物流关系表。,2)作业单位综合相互关系的建立 进行物流分析，求得作业单位物流相关表表； 确定作业单位非物流关系表； 确定物流与非物流相互
12、关系的相对重要性； 量化物流强度等级和非物流的密切程度等级； 计算量化的所有作业单位之间的综合相互关系。 综合关系等级划分（任何一级物流相互关系与X级非物流相互关系等级合并时都不应超过O级）； 调整，建立综合相互关系表,综合相互关系等级与划分比例,例题3 叉车总装厂作业单位 综合相互关系的建立,1）物流分析,2）非物流分析,3）加权值的选取，取m：n1：1 4）综合相互关系计算,任何一级物流相互关系与X级非物流相互关系等级合并时都不应超过O级,5）划分综合关系密级,4. 建立作业单位综合相互关系表,3、作业单位相互位置关系图（平面方案的确定）,方法： Muther线型图法（SLP法） 适合分离
13、厂房的工厂总平面布置 Tompkins关系表技术（联合厂房）,在SLP中，工厂总平面布置并不直接去考虑各作业单位的建筑物占地面积及其外形几何形状，而是从各作业单位间相互关系密切程度出发，安排各作业单位之间的相对位置，关系密级高的作业单位之间距离近，关系密级低的作业单位之间距离远，由此形成作业单位位置相关图。,（1）Muther线型图法,缪瑟提出的SLP中采用了线型图来“试错”生成平面布置图。 作业单位综合接近程度等于该作业单位与其它所有作业单位之间量化的关系密级的综合。 分值越高，说明该作业单位越应靠近布置图的中心位置，越低则越往边缘。,（1）Muther线型图法,缪瑟提出的SLP中采用了线型
14、图来“试错”生成平面布置图。,Muther线型图法步骤 1）计算作业单位综合接近程度表； 2）根据作业单位等级表示方式来绘制相关图。 首先处理相互关系密级为A的作业单位对，并按综合接近程度顺序来布置。 其次处理相互关系密级为E的作业单位对。,第一步A级作业单位对 A级关系8-11、4-5、11-12，其接近程度排序为8、4、11、12、5。 将8布置在中央，并处理8-11作业单位对。,8,11,布置4，4-8，4-11为I、O级。,4,处理与4有关的A级有4-5。,5,处理8、11与5的关系，为U级。,处理11，12作业单位，11-12是A级关系,12,处理12作业单位与其它已布置单位。,第二
15、步处理E级关系 E级关系1-4、1-5、1-6、2-10、3-8、4-7、5-9、7-8、 8-10，其接近程度顺序8、4、1、7、3、9、5、10、2、6 首先处理与8的E级关系，7-8，3-8，8-10。 处理7与8、4、11、12、5的关系E、E、I、U、U,7,处理3与8为E级,3,处理3与图中作业单位关系，3-7是I级关系,处理作业单位4，1-4，4-7为E级， 考虑1与其它作业单位关系，1与3、4、5都为E。,处理作业单位4与图中作业单位关系，4与11为0级。,处理作业单位6，6-1是E级，与其它图中作业单位关系，6-4为O级。,6,处理作业单位2，2-10是E级，与其它图中作业单
16、位关系，2-5，2-6为X级,2-1，2-3为I级。,2,以此类推处理其它单位（等级）。,（2）Tompkins关系表技术,Tompkins介绍了一种关系表技术，逻辑条理较强，它的主要步骤如下： 先将综合关系相关图转化为关系工作表 (Relationship Worksheet) 将每个作业单位制作出一个相同面积的拼块 分析得到拼块图(Dimensionless Block Diagram) 在拼块图上作流程分析(Flow Analysis) 将拼块图转化为面积图。,例题4 下面结合某小型工具箱制造厂的例子讲述这种方法。已知该厂各作业单位相关图已确定如下图所示，试作出它的布置。,图25 作业单位综合关系相关图,1）关系工作表 是对相关图的
