《生产车间物流系统研究与布置设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生产车间物流系统研究与布置设计（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、生产车间物流系统研究与布置设计来源：磁铁 http:/www.magnet-第一章 绪论 第一节 生产车间物流系统分析与布置设计研究的背景和目的 近年来 ,由于当今世界正从工业化社会向信息社会飞速发展 ,各个方面都发生了极其巨大的变化。就制造业的生产方式而言 ,已从大量生产方式向准时制及精益生产方式 ,并进一步向计算机集成制造（CIMS） 及敏捷制造方式迅速演变。原有的许多程序和方法逐渐显现自身的不足和缺陷。为适应生产方式的转变，人们对设施布置设计不断进行研究 ,取得了长足的发展。另一方面，由于企业资源的紧缺，必须对企业的内部物流进行分析，生产物流是企业物流的关键环节,从物流的范围分析,企业生
2、产系统中物流的边界起于原材料、外购件的投入，止于成品仓库。它贯穿生产全过程,横跨整个企业(车间、工段),其流经的范围是全厂性的、全过程的。物料投入生产后即形成物流,并随着时间进程不断改变自己的实物形态(如加工、装配、储存、搬运、等待状态)和场所位置(各车间、工段、工作地、仓库)。从物流属性分析,企业生产物流是指生产所需物料在时间和空间上的运动全过程,是生产系统的动态表现。换言之,物料(原材料、辅助材料、零配件、在制品、成品)经历生产系统各个生产阶段或工序的全部运动过程就是生产物流。 对企业的系统布置再设计，可以优化企业的生产物流，降低企业的生产成本和提高企业的工作效率。 设施规划与设计,起源于
3、早期制造业的工厂设计，是工业工程的重要分支。18 世纪80 年代产业革命后,工厂逐步取代了小手工作坊,管理工程师开始关心制造厂的设计工作。在早期,工厂设计的活动主要是三项,即:操作法工程(Methods Engineering) ,研究的重点是工作测定、动作研究等工人的活动;工厂布置( Plant Layout ) ,就是机器设备、运输通道和场地的合理配置;物料搬运(Material Handling) ,就是对从原料到制成产品的物流的控制。操作者工程涉及的是人,而工厂布置、物料搬运涉及的是人、机、物的结合。19 世纪50 年代以后,随着工厂的规模和复杂程度的增大,工厂设计从传统的只涉及较小的
4、系统发展到大而复杂的系统,而且涉及市场、环境、资金、法律、政策等诸多因素。因此,工厂设计除了注重人、机、物的结合外,发展到了与资源、能源、环境、信息、资本等要素相结合。作为工业工程的一个分支，设施规划与设计起源于早期的机械制造厂的工厂布置。随着社会的进步与技术的发展，设施规划与设计早已超越了机械制造厂的工厂设计范畴，形成了一门不但适用于各类工厂设计，同样也适用于各种服务设施的规划与设计新的科学。概括的说，设施规划与设计就是为新建、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，做出全面安排，使资源得到合理的配置，使系统能够有效运行，以达到预期目标为它的研究内
5、容 。 第二节 生产车间物流系统分析与布置设计在我国的应用及问题 生产车间物流系统分析与布置设计在我国应用是很广泛的。作为一个好的生产企业没有物流系统分析是不可能实现的。那什么是生产物流呢？生产物流具有什么样的功能呢？生产物流一般是指:原材料、辅料、外购件投入生产后，运进到各加工点和存储点。在制品的形态，从一个生产单位(仓库)流入另一个生产单位，按照规定的工艺对程进行加工、储存。借助一定的运辅装置，在某个点内流转，叉从某个点内流出，始终体现着物料实物形态的流转过程 。这 样就构成了企业 内部物流恬动的全过程。所以生产物流的边界起源于原材料、外购件的投入，止 于成品仓库，贯穿生产全过程。由上述可
6、知加工话动和物流活动是生产系统的两大支柱。通过物流活动把原材料运进生产系统 ，并使其依次在加工点之间流动，逐步形成半成品、成品直至出厂。没有加工，生产系统就失去存在的意义；没有物流，生产系统将失去生命，也会失去继续存在的必要条件。 小到一个企业，大到社会上的物流，以现代物流观点来看，都不是孤立的、个别的有关物流的活动或作业，而是一个相互关联的整体，也就是物流系统。2002年美国生产与库存控制学会（APICS）对“物流系统”所作的定义是：“对一个公司运作的物理运动的规则与协调，以使之按要求的服务水平和以总成本最低的方式，实现原材料，零部件和最终货物的流动。”构成个中大小物流系统的作业有：搬运、运
7、输、包装、储存、配送、处理（或称流通加工）、信息等物流作业，如图1-1所示。现代物流系统由物流作业系统和物流信息系统两部分组成，每一部分的特点如下所述： 物流作业系统将各种物流作业如搬运、运输、包装、储存等，用当代先进物流设备装备提高作业的机械化和半自动化程度，提高作业效率。再将生产企业、物流中心、配送路线、运输手段等网络化，整体上再提高物流活动的效率。 物流信息系统在保证订货、进货、库存、出货、配送等各种重要物流作业，在相关信息能及时、准确、畅通的基础上，保证物流作业系统能够高效率运行。 物流系统化的目的是和物流工作总体目标一致。但从系统化的情况来看，具体的目的是： （1） 按客户订货期和合
8、同的要求及时将订货或服务交付给用户。 （2） 优化配置物流网络及各节点位置，提高物流配送效率，优化库存量。 （3） 提高物流中个单元作业效率，提高各种作业的机械化和省力化程度。 （4） 保证从订货到发货和收货，以及物流的各环节中信息传送畅通、及时无误。 （5） 能使物流成本在当前条件下降至最低。 物流作业中个单元作业之间经常存在各式各样的矛盾，例如将库存量减少 使得经常需要补充库存，因此增加了运输次数，增加运输成本。将原来铁路运输的物料改为航空运输，虽然增加了运费，但提高了运输速度，不仅减少了库存也减少了仓储费用。简化包装也可以减少包装费用，但也要考虑包装强度降低后影响仓储中堆放的高度，以及装
9、运过程中破损率的增加。诸如此类的问题必须用系统的观点，从总体和全局权衡得失后才能达到总体的优化，将物流成本降至最低。此外，物流成本与服务之间也存在基本的矛盾，如提高物流的服务水平但同时也就增加了物流成本；进行最小批量多次配送虽然顾客满意了，但是物流成本也增加了。 下面介绍下物流系统的概念： 物流系统是指在一定的时间和空间中，有需要移动的物料、运输工具、搬运机械、储运设施、通信网络设施等硬件和相关的各种软件及人员等若干相互矛盾的要素所组成的、为了使物流在时间和空间上增值，并保证社会生产持续不间断的进行，实现物流各环节的作业能相互衔接不间断地进行，同时达到低成本并获经济效益的系统。 在普遍意义上讲
10、，我国大部分企业的生产物流管理状况存在很大的问题，具体表现在如下几个方面。 （1） 设施布局 从工厂整体布局上，我国部分早期建成 的厂本身从生产工艺上布局不大合理，工序 间的衔接性差，厂内交叉物流现象比较严重，这无疑增加了生产的复杂性和生产物流成本合理的厂区布置可使企业能从其提供的服务中获得最大的效益，具体有：在满足生产工艺过程的要求下，达到最短的运输路线，尽可能减少或没有交叉物流；有最大的灵活性，以使企业能对将来的发展变化有快速响应能力 ；最有效的面积利用；最良好的工作环境；最合理的发展余地，对一个企业来说，生存和发展是它的两大目标 ，因此，合理的厂区平面布置应能为企业的发展提供适当的余地。
11、上述物流问题的改善耗时长，投入大，但改进后会对整体物流的改善起到重要的作用。 （2） 生产物流管理 从生产物流计划管理上，生产物流计划制订缺乏基础数据和预测信息，计划的执行率偏低。企业生产计赳是企业生产管理的依据，也是生产物流管理的核心内容。生产计划工作的内容就是要在企业生产计划策略的指导下，根据生产预测和优化决策来确定企业的生产任务，将企业的生产任务同各生产要素进行反复的综合平衡，从时间上和空间上对生产任务作出总体安排，并进一步对生产任务进行层层分解，落实到车间、班组，以保证计划任务的实现。编制一个科学的生产计划，除了要掌握国家宏观经济政策和企业经营的环境外，还要使用有关企业生产活动的许多基
12、础资料，如生产工序能力、工序 的作业率、生产效率、产品收得率、主要原燃料和能源单耗 、副产品的发生量等。充分而准确的信息资料是编制生产计划的基础。因此，编制生产计划前收集和整理各方面的资料是一项必做的工作。这些资料可分为两大类：一类是反映企业外部环境和需求的，如宏观经济形势、国家方针政策、竞争者情况、原材料及其它物资的供应情况、国家计划及订货合同协议、市场需求等；另一类是反映企业内部条件和可能的，如企业发展战略、生产经营目标、劳动力及技术力量水平、生产能力水平、各种物资的库存水平、流动资金和成本水平、服务销售水平及上期计划完成情况等在这些资料中，尤其重要的是反映外部需要的市场需求量和反映内部可
13、能的生产能力两方面的资料，而它们必须通过生产预测和生产能力核算取得 。 库存管理方面，大部分企业在制品和产成品库存没有合理的定额依据，在制品和产成品库存较高。就生产过程的角度而言，库存可分为：原材料库存、在制品库存和产成品库存。库存管理的目的是在满足顾客服务要求的前提下通过对企业的库存水平进行控制，力求尽可能降低库存水平、提高物流系统的效率，以增强企业的竞争力。库存水平的高低直接影响着企业的生产经营，必要的库存量是防止供应中断交货误期、保证生产稳定和连续的重要条件，它有利于提高供货柔性、适应需求变动、减少产销矛盾。但库存同时也需要占用资金、支出库存费用，过量的库存会掩盖生产中的各种问题，因此，
14、合理压缩库存已经引起各企业普遍重视。 在生产调度方面，调度机构设置比较臃肿，调度手段较为落后，信息反馈不实时等。 工序能力匹配方面，大部分生产企业生产过程中各工序生产能力不匹配现象较为严重，要么能力不足，要么能力过剩。 在设施布置设计方面，也存在很多问题，下面就针对设施布置设计中的几个关键问题： （1）如何在软件中结合缪瑟的系统布置设计（SLP）和系统搬运分析（SHA），把设施布置设计与物料搬运系统设计集成起来，并进一步把它们集成于生产系统的设计中，实现两两间的并行工程? （2） 如何在软件中考虑多层布置，实现平面布置向立体布置的突破？因为布置优化过程中设施的调整因多层建筑约束较强而不易实现。
15、另外，在多层布置中，运输时间是非线性的；水平面上任何方向上的物料搬运费用是一样的这一假设对多层也不成立。所以平面布置向立体布置的突破极需创造力。 （3） 如何在软件建模中考虑制造单元、独立制造岛等新型设施的特点？例如，它们与传统布置问题的不同在于它们有三个附加约束（单元形状 ,单元定向，P/D点设置）必须事先确定即须把它们构造于模型之中，而非事后修正。 （4） 在软件算法方面：如何选择合适的降温速率，使得模拟退火法能在适当时间内为大型项目找到满意解？如何在遗传算法中把布置方案的信息建模成遗传结构，设计有效的交换策略和合理参数，并处理关键的约束问题。 设施规划或工程设计的地位和作用，要从全社会固
16、定资产投资的规模来考察。在我国，每年要投入巨额资金用于基本建设和技术改造，国外把我们中国形容为整个一个大工地。“九五”计划中，固定资产投资率按30%来把握，考虑价格因素，五年全社会固定资产投资规模将为13万亿元，也就是平均每年达到26000亿元。能不能用好这巨大的投资，投资决策正确与否是关键的因素，而规划设计也起着决定性的作用,因为每项建设工程无不要经过规划设计。这种决定性的作用，是指它的资源利用是否合理、工厂布置是否得当，工艺设备是否先进适用、能否取得好的投资效果，有着不可取代的作用。它不仅涉及建设过程的成效，而且涉及建成后能否实现企业的科学管理，能否发挥企业的经济效益和社会效益。所以在我国，工程设计被认为是“整个工程灵魂”。然而在过去的实际工作中，仓促地、不周密地进行规划设计，造成企业选址不当、布置不善、物流不佳、生产费用高等例子，并不少见，浪费了资金，甚至长期亏损。 设施规划设计的作用不仅体现在
