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1、设施规划与生产物流设施规划与生产物流 主讲人 沐潮天津大学物流工程与应用博士、武汉大学经济学硕士西北工业大学管理学院客座教师，深圳职业技术学院物流专业讲师。曾就职于OOCLOOCL（东方海外集团）、中国纺织品进出口总公司中纺深达进出口公司、APLAPL（美国总统轮船）深圳办事处应邀进行内训的企业有：赛格三星、深圳制药厂、COSCOCOSCO LOGISTICS深圳公司（被被聘聘为为该该企企业业的的物物流流顾顾问问）、CHINA SHIPPINGCHINA SHIPPING LOGISTICS 深圳公司、深圳机场集团等。参编出版的教材有：供应链管理海天出版社 2004年5月；供应链管理机械出版社
2、 2004年10月沐 潮 简介第一章第一章 设施规划设施规划 （3 3）第二章第二章 系统化设施布置规划（系统化设施布置规划（SLP）方法方法 （9 9）第三章第三章 设施选址及其评价设施选址及其评价 （9 9）第四章第四章 物料搬运和仓储设备（物料搬运和仓储设备（1 1）第五章第五章 物料搬运系统（物料搬运系统（6 6）第六章第六章 设施布置问题的模型、算法与量化技术（设施布置问题的模型、算法与量化技术（1 1）第七章第七章 设施布置软件、仿真与数字化工厂（设施布置软件、仿真与数字化工厂（1 1）主要内容与课时分配1.1 设施规划的概念和意义1.2 设施规划的工作内容1.3 设施规划的原始信
3、息和数据（市场信息、产品设计和工艺过程数据、经营战略）1.4 五种设施布置类型1.5 设施规划研究的发展第一章第一章 设施规划为什么需要设施规划？设施一词起源于拉丁语“facilis”,意思是容易。在设施内，人、物料、机器集合在一起，制造产品（或提供服务）。但是，由于制造产品或提供服务的目标是多样的成本最低、质量满意、资源投入最少等等，设施必须进行合理规划、设计与管理，才能达到上述多目标。1.1 设施规划的概念和意义为什么需要对设施进行规划？美国生产与库存控制学会（APICS）于2002年，将设施定义为：“设施是物理工厂、配送中心、服务中心和其他的设备。”Maynard工业工程手册，美国200
4、1年第五版：“设施是运作（作业）能力的物理表达。”“设施布置是一个设施内处理和支持方面的规划、设计和物理排列。其目的在于生成支持公司与运作战略的设计。一个好的布置能优化资源的利用，同时满足其他的评价标准，如质量控制和许多其他的因素。因为这些因素使设施布置很复杂。”1.1 设施规划的概念和意义 设施的界定占用的土地各类建筑物各种生产与辅助设备各类公用设施1.1 设施规划的概念和意义 制造企业的设施包含哪些要素？为新建或改建的制造系统或服务系统，综合考虑各种因素，进行 分析、规划与设计，使资源合理配置、系统建成后能够有效运营，达到各种预期目标。1.1 设施规划的概念和意义 设施规划的定义产品的单位
5、成本 最低优化质量 客户满意人力、设备、空间、能源 有效利用员工工作环境 方便、安全、舒适时效 保证库存 零或最小1.1 设施规划的概念和意义 设施规划达致的目标设施规划水平的高低，直接影响建设项目的投资效果、资源能否合理利用、设施能否实现科学管理设施规划是工业工程师的必备的知识与技能。1.1 设施规划的概念和意义 设施规划的作用图1.2 设施规划的工作内容 设施规划的工作范围设施规划设施规划场址选择场址选择设施设计布布置置设设计计物物流流系系统统设设计计信信息息系系统统设设计计建筑设计公用工程设计1.3 设施规划的原始信息和数据部门部门信息与数据种类信息与数据种类制造部门产品、工艺路线、有关
6、设备的资料工具或工艺装备部门专用工具资料劳动定额部门 时间标准，劳动定额资料市场部门产品销售价格、市场容量、季节性、配件或备件的市场供应情况产品设计部门 生产什么产品，装配图、零部件明细表（或称材料清单Bill Of Material，BOM）、零件图，生产纲领生产纲领（生产规模）、工艺过程工艺过程管理层的政策 可行性研究、库存管理策略、投资策略、“自制或采购”？开工日期、公司组织与规模及发展产品的生产纲领即产品的生产规模即年产量。产品的生产规模，决定工业设施规模的大小。对于多品种成批生产，简化设计是选定设计的代表产品，将被代表产品的数量折合为代表产品的当量数。1.3 设施规划的原始信息和数据
7、生产纲领Q=aQx Q：折合为代表产品的产量，a：折合系数，Qx：被代表产品的产量 a：折合系数包括：a1为重量折合系数，a2为成批性折合系数，a3为复杂性系数（制造精度的差别与产品结构复杂程度的差别）总产品纲领总产品纲领=代表产品的年产量代表产品的年产量+被代表产品被代表产品的折合年产量的折合年产量1.3 设施规划的原始信息和数据生产纲领（续）设施布置很大程度上取决于零件制造工艺与产品的装配工艺过程。零件制造工艺的数据来自 工艺路线卡工艺路线卡（甚至工序卡）装配过程卡装配过程卡 表示产品的装配顺序，装配过程卡 提供的数据是设施规划的基本依据。1.3 设施规划的原始信息和数据工艺过程按产品布置
8、按工艺布置按固定工位布置按成组生产原则布置U型布置1.4 五种设施布置类型适合少品种大批量生产缩短物料搬运距离生产计划性强1.4 五种设施布置类型 按产品布置 设备完全按照产品及零部件的生产工艺过程排列 工业设施布置的经验设计法，采取的手段是模仿、修改加定性分析。寻找同类或相似工厂作为样板根据目标，设计几个方案利用经验数据或指标决定各部门面积评比优选方案绘制标准的总平面布置图、详细的车间布置设计图1.5 设施规划研究的发展工业设施布置的传统设计方法表1.5 设施规划研究的发展时期阶段 内容特点二战前工程布置设计方法研究、物料搬运、工厂布置定性分析方法、经验设计，有一定的客观性，缺乏科学性。二战
9、后设施规划设计SLP系统化设施布置规划方法理论化的推理方法，系统化的规划设计方法，但推理方法较粗略、系统化工作内容较繁琐。20世纪80年代以来CAFD推理更精细合理，各种设施布置的模型与算法得到研究，CAD使得绘图自动完成，商品化的设施布置软件包CAFDComputer Aided Facility Design计算机辅助设施设计设施布置针对新建 制造或服务系统设施布置针对 现有系统的扩建、联合、修改据统计，新建的工厂，每2-3年改变一次设施布置近十年来，布置变化更快。1.5 设施规划研究的发展现实需要某制造企业要实施JIT管理，要求建立机床以及单元在车间的位置，以及决定机床在单元中的 位置一
10、家制造企业没有多余面积可供扩大，建议淘汰少用的陈旧设备，购入使用高效设备。合资建立一条汽车装配线，需要设计、建造和安装1.5 设施规划研究的发展设施布置问题举例表1.5 设施规划研究的发展设施布置问题分类制造系统布置问题物料搬运成本最低，搬运交通方便、安全、提高士气服务系统布置问题不必要的人员流动要降到最小，必要的私人空间、安全与保密，舒适与美学要求。例专科诊所仓库布置问题有效利用仓储空间、仓储与搬运成本最低非传统布置问题键盘上的键的布置计算机主板上各种元件的安放，导线最短机场的登机门的布置问题福特 T型车大量生产模式 大而全的组织架构纵向的一体化后果一汽的 工厂布置福特的故事与一汽步其后尘2
11、.1 决定设施布置需要的详细数据2.2 作业单位相互关系分析 Relationship Chart及分析、决定作业单位及其相互关系2.3 系统化设施布置方法系统化设施布置方法2.4 系统化设施布置规划（系统化设施布置规划（SLP）第二章 系统化设施布置规划（SLP）方法完备和详细的数据来自：设施间相互流动的物流频率设施的形状、大小尺寸有效的楼层面积与空间设施位置要受的限制和限制的条件假如一对设施之间要求相互靠近2.1 决定设施布置需要的详细数据流动模式生产流程卡流动数据距离定量化评价布置方案问题数据的获得2.1 决定设施布置需要的详细数据作业单位相互关系图（Relationship Chart
12、)分析如何决定作业单位及相互关系2.2 作业单位相互关系分析 根据物流量布置各作业单位 使用路程图法布置平面图 使用作业单位关系图法布置平面图 使用物流量与作业单位关系共同布置平面图 案例分析 工程机械制造企业总装工厂设计布局 相关练习2.3 系统化设施布置方法表 各作业单位及面积2.3 系统化设施布置方法根据物流量布置各作业单位作业单位代码作业单位名称面积/立方米T原材料零配件库原材料零配件库120U铣削工段铣削工段80V冲压工段冲压工段60W车削工段车削工段120X装配工段装配工段80Y涂装工段涂装工段120Z发送库发送库120表 作业单位之间物料搬运车每周运输次数的从至表2.3 系统化设
13、施布置方法根据物流量布置各作业单位TUVWXYZT451525105U352515V510W2035X6535Y565Z作业单位关系表2.3 系统化设施布置方法根据物流量布置各作业单位按物流量从大到小定级：Y-Z，X-Y，T-U，具体布置各作业单位最终平面布置图2.3 系统化设施布置方法根据物流量布置各作业单位在量距积为最小的原则下，布置平面图初步平面图确定距离求得路程图调整压缩2.3 系统化设施布置方法 路程图法 确定各作业单位的相关位置 （样板、选取样板、调整）真实平面布置图 2.3 系统化设施布置方法 作业单位关系图法叉车总装厂设计布局案例SLP 四阶段及工作内容SSLPQuarterm
14、an Lee对Muther之SLP的改进 FacPlan（FacPlan设施规划框架，操作策略）FacPlan与SLP 之比较案例分析2.4 系统化设施布置规划（SLP）PQRSTSLP 的输入数据确定位置总体规划详细布置实施SLP 四阶段及工作内容SSLP六步骤：画出作业单位相互关系图用表列出各作业单位需要的面积画出作业单位之间的物流关系或非物流关系的连线图画出初步布置的各种方案列出各种评价标准，评价各方案对选定的布置方案的详细布置SSLP：Simplified Systematic Layout Planning)3.1 设施选址程序3.2 影响场址选择的主要因素分析3.3 场址选择案例分
15、析3.4 3.4 选址的评价方法选址的评价方法第三章 设施选址及其评价根据成本因素的评价方法:盈亏点平衡法盈亏点平衡法(例例)重心法重心法(例例)线性规划法线性规划法(例例)启发式方法启发式方法(例例)相关练习相关练习根据综合因素评价方法:分级加权评分法分级加权评分法(例例)因次分析法因次分析法(例例)相关练习相关练习3.4 选址的评价方法4.1引言4.2传送带和输送机械4.3起重机械4.4储存和拣货设备4.5工业用车辆4.6自动导引车4.7组成单元载荷（Unit-load)的设备和容器4.8自动辨认与识别设备第四章 物料搬运和仓储设备5.1 研究MH的必要5.2 MH的主要活动及其竞争性制造
16、5.3 物流增值在现代设施中以物流观点来看待MH5.4 基于需求的生产中有关MH的案例研究5.5 MH的具体原则与应用5.6 单元载荷原则5.7 物料搬运程式（5WHI法）5.8 MH系统设计系统设计第五章 物料搬运系统MH系统设计框架MH系统设计视角MH系统的要求MH系统设计任务与步骤MH系统设计案例分析相关练习5.8 MH系统设计系统设计6.1 设施布置问题模型6.2 用于计算机辅助布置设计中的算法和量化技术第六章 设施布置问题的模型、算法与量化技术7.1 Factory Program工厂布置和物料搬运系统设计工具软件7.2 离散事件仿真 7.3 数字化工厂第七章 设施布置软件、仿真与数字化工厂