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1、设施规划与物流分析设施规划与物流分析管工系管工系 曾敏刚曾敏刚0第一章第一章 设施规划与物流分析的绪论设施规划与物流分析的绪论 第二章第二章 物流网络规划与场址选择物流网络规划与场址选择第三章第三章 设施布置设计设施布置设计第四章第四章 系统化布置与物流分析方法系统化布置与物流分析方法第五章第五章 仓储系统设计仓储系统设计第六章第六章 物料搬运系统设计物料搬运系统设计第七章第七章 物料搬运设备的选择物料搬运设备的选择第八章第八章 物流分析案例物流分析案例设施规划与物流分析设施规划与物流分析目录目录1FD设施布置方法一览表设施布置方法一览表布置方法和技术布置方法和技术年代年代主要特点和使用条件主
2、要特点和使用条件流程图、样片排列等经验判断方法50年代直观、简便、易行关于设施间物料流动顺序和数量的各种数学分析方法。如属于最优化及其搜索算法的二次分派算法（QAP，1957）及相应的计算机软件CRAFT（1964）和CORELAP（1967）50年代中期到60年代初、中期适用于设施数目不太多的情况系统布置规划方法（SLP）60年代至今该方法属于系统仿真技术，要求把影响布置的因素尽可能量化，在离散状态下组合寻优。适用于设施数目不超过15个的情况。其突出特点是具有方法论意义人机交互式决策支持方法80年代至今按决策者意图靠计算机系统支持决策，能进行预测判断；借助于模糊集理论，采用图论方法等设计数据
3、集成和设计模型集成的理想实验环境方法（综合决策环境方法）90年代至今 (1911年MCG-INES)是对纯粹计算机程序支持的改进方法2系统化厂房布置系统化厂房布置SLP 工工厂厂布布置置的的方方法法和和技技术术，一一直直是是工工业业工工程程领领域域不不断断探探索索的的问问题题自自工工业业革革命命以以来来研研究究出出了了许许多多手手工工设设计计、数数字字分分析析和和图图解解技技术术，60年年代代以以来来，又又发发展展了了计计算算机机辅辅助助工工厂厂布布置置，在在众众多多的的布布置置方方法法中中，以以R缪缪瑟瑟提提出出的的系系统统布布置置设设计计SLP(Systematic Layout Plan
4、ning）最最为为著著名名，应应用用十十分分普普遍遍；这这种种方方法法不不仅仅适适用用于于工工厂厂和和生生产产系系统统设设计计，还还可可以以用用于于医医院院、学学校校，百货商店、办公楼等设施设计。百货商店、办公楼等设施设计。3一、阶段结构一、阶段结构一、阶段结构一、阶段结构 系系统统布布置置设设计计采采用用四四个个阶阶段段进进行行，称称为为“布布置置设设计计四阶段四阶段”。确定位置确定位置:工厂的总体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
5、装实施：编制施工计划，进行施工安装阶阶段段时间时间4二、程序模式二、程序模式二、程序模式二、程序模式输入数据（输入数据（P、Q、PQ、R、S、T）1、物流、物流2、作业单位的相、作业单位的相互关系互关系3、物流、物流作业单作业单 位相互关系图位相互关系图4、必要面积、必要面积5、可用面积、可用面积6、面积相互关系图、面积相互关系图9、拟定几种布置方、拟定几种布置方案案7、修正条件、修正条件8、实际制约、实际制约分析分析寻优寻优选择选择10、评价、评价5二、程序模式二、程序模式二、程序模式二、程序模式选择选择分析分析寻优寻优输入数据（输入数据（P、Q、PQ、R、S、T）1、物流、物流2、作业单位
6、的相、作业单位的相互关系互关系3、物流、物流作业单作业单 位相互关系图位相互关系图4、必要面积、必要面积5、可用面积、可用面积6、面积相互关系图、面积相互关系图9、拟定几种布置方、拟定几种布置方案案10、评价、评价7、修正条件、修正条件8、实际制约、实际制约系统布置设计程序模式系统布置设计程序模式6G机械厂车间物流分析机械厂车间物流分析 G G机机械械厂厂几几十十年年来来摩摩托托车车生生产产一一直直是是小小批批量量生生产产，其其主主要要机机械械加加工工车车间间的的设设备备按按工工艺艺原原则则布布置置(即即机机群群式式布置布置)。近近几几年年来来，摩摩托托车车产产品品随随着着市市场场需需求求的的
7、不不断断增增加加，产产量量亦亦随随之之大大幅幅度度上上升升，从从而而使使各各工工序序间间的的物物料料搬搬运运迅迅猛猛增增加加，使使原原有有的的生生产产布布置置形形式式与与批批量量产产生生矛矛盾盾，影影响响生产效率提高生产效率提高 应应用用IEIE的的物物流流分分析析技技术术，在在不不增增加加投投资资(仅仅需需机机床床搬搬运运费费)的的条条件件下下，改改进进车车间间平平面面布布置置，可可以以使使车车间间物物料料搬搬运运量量减减少少，搬搬运运距距离离大大大大缩缩短短，并并缩缩短短了了产产品品的的生生产产制造周期，使生产效率得到显著提高制造周期，使生产效率得到显著提高 具体做法是：具体做法是：7G机
8、械厂车间物流分析机械厂车间物流分析 1精确绘制车间全部设备的平面布置图精确绘制车间全部设备的平面布置图 首首先先测测量量出出车车间间内内每每台台机机床床实实际际位位置置，然然后后按按1：100比比例例精精确确地地标标画画在在座座标标纸纸上上，绘绘出出车车间间整整体体平平面面布布置置图图，并并将将全全部部机机床床按按类类别别标标上上代代号号及及编编号号，如如代代号号c110表表示示车车工工一一组组的的第第10号号车车床床，C27表表 示车工二组的第示车工二组的第7号车床，号车床，X23表示立式第表示立式第3号铣床等号铣床等 2对车间加工的全部零件进行工艺流程统计，并计量物流流程距离对车间加工的全
9、部零件进行工艺流程统计，并计量物流流程距离 首首先先根根据据车车间间的的工工艺艺规规程程文文件件查查列列出出每每个个零零件件的的工工艺艺流流程程，再再通通过过车车间间了了解解每每道道工工序序的的哪哪个个组组，哪哪台台机机床床加加工工，再再在在平平面面布布置置图图上上查查找找该该机机床床的的代代号号，并并将将代代号号标标注注在在该该零零件件的的工工艺艺流流程程上上然然后后在在平平面面图图上上计计算算出出机机床床间间坐坐标标距距离离，并并用用括括弧弧标标注注出出代代表表流流程程的的箭线上箭线上 8G机械厂车间物流分析机械厂车间物流分析 如两件后轮轴如两件后轮轴(G070001)其流程标注为：其流程
10、标注为：此此流流程程中中v为为调调度度领领料料，(88)为为原原材材料料、毛毛坯坯进进入入车车间间，从从大大门门到到该该机机床床的的距距离离，为为零零件件加加工工完完后后运运出出车车间间，(o)表表示示几几道道工工序序连连续续在在同同一一机机床床上上加加工工，物物料料没没有有搬搬动动，最最后后(267)为为该该零零件件加加工工的的物物流流总总距距离离最最后后统统计计该该机机加加车车间间共共加加工工121种种零零件件，并并统统计计出出全全部零件的物流总距离为部零件的物流总距离为24463米米 9G机械厂车间物流分析机械厂车间物流分析 3将工艺流程分类归并将工艺流程分类归并 车车间间原原先先已已有
11、有一一组组轴轴类类零零件件，这这是是以以前前按按成成组组技技术术原原理理，采采用用JCBM编编码码法法则则分分类类的的(共共22种种)。因因此此可可在在在在保保留留这这一一类类组组基基础础上，将其他零件再按工艺相似原则统计归类。上，将其他零件再按工艺相似原则统计归类。其其结结果果是是归归并并出出车车一一车车类类零零件件33种种，车车铣铣钳钳类类零零件件31种种及及把把轮轮鼓鼓、齿齿套套件件归归成成一一类类(因因这这两两件件批批量量大大，加加工工流流程程长长，切切削削量量大大故故单单独独组组成成生生产产单单元元），最最后后把把其其余余不不能能归归类类的的零零件件24种种归归成成一一类。并以此来组
12、织单元式生产，改进现有的车间平面布置。类。并以此来组织单元式生产，改进现有的车间平面布置。10G机械厂车间物流分析机械厂车间物流分析 零件按工艺流程统计归类练习支撑体：V C213 C22 C213 轮毂：V C19 ZZ1 C13 C12 C11 CY2 热 J2 轴套：V C23 X23 J 拔杆：V C14 X25 X14 X25 J3 支管：V X13 X27 J3 管子：V C16 X24 J1 阀门：V C114 轴承螺母：V C123 C234 C211 下连扳：V C11 X12 X55 J5 Z24套筒：V C259 X1 Z12 X10 X11 Z2 114改进平面布置改进
13、平面布置 全部零件工艺归类后，就可着手改进车间平面布置。全部零件工艺归类后，就可着手改进车间平面布置。思考：思考：1、工艺归类后，可采用什么样的布置型式？、工艺归类后，可采用什么样的布置型式？2、如何确定布置中的机床数量？、如何确定布置中的机床数量？G机械厂车间物流分析机械厂车间物流分析 12 全全部部零零件件工工艺艺归归类类后后，就就可可着着手手改改进进车车间间平平面面布布置置，将将机机群群式式布布置置的机床改成单元式的生产线布置。的机床改成单元式的生产线布置。先先调调查查工工艺艺流流程程上上各各道道工工序序的的工工时时定定额额，并并分分别别统统计计各各类类机机床床(如如车车床床、铣铣床床、
14、钻钻床床）所所用用的的总总工工时时再再统统计计每每一一类类零零件件使使用用各各类类机机床床的的工工时时数数，然然后后按按这这两两者者的的工工时时之之比比，求求出出各各类类零零件件应应拥拥有有的的各各类类机机床床数数量量，应应注注意意的的一一点点是是在在工工时时统统计计时时应应乘乘以以单单辆辆摩摩托托车车上上该该种种零零件件的的数数量量，同同时时协协调调车车间间现现有有各各设设备备的的能能力力，以以平平衡衡机机床负荷，均衡生产节奏。床负荷，均衡生产节奏。G机械厂车间物流分析机械厂车间物流分析 135、设施的重新布置：、设施的重新布置：每每类类零零件件所所用用的的机机床床种种类类和和数数量量全全部
15、部确确定定后后就就可可着着手手按按类类分分区区对对机床进行重新布置，组成生产单元，其布置的原则是：机床进行重新布置，组成生产单元，其布置的原则是：对对于于车车车车类类，车车一一铣铣一一钳钳类类及及轮轮鼓鼓、齿齿套套类类应应验验个个按按工工艺艺流流程程安安排排，组组成成生生产产线线；对对于于成成组组类类则则按按流流程程最最长长或或相相同同流流程程较较多多的的来来安安排排；对对于于其其余余类类零零件件则则仍仍可可按按机机群群式式布布置置机机床床。不不管管哪哪一一类类布布置置其其目目的的都都是是使使物物料料流流动动顺顺畅畅、不不迂迂回回，不不交交叉叉、不不逆逆向向：使使物物料搬运次数数量屉少、距离最
16、短。料搬运次数数量屉少、距离最短。G机械厂车间物流分析机械厂车间物流分析 146、评价：、评价：由由于于采采用用了了上上述述优优化化改改进进布布置置，使使得得大大部部分分机机加加件件能能够够在在较较短短的的时时间间里里以以铰铰少少的的搬搬运运距距离离，较较为为顺顺畅畅地地流流出出车车间间，提提高高了了全全车车间间的的整整体体生生产产效效率率，就就拿拿006110和和M162003两两种种鼓鼓盖盖及及G062101齿齿套套来来说说，物物流流改改造造后后，鼓鼓盖盖在在车车间间各各工工序序间间的的流流动动由由原原来来117米米缩缩短短到到22米米，齿齿套套由由120米米缩缩短短到到28米米，同同时时
17、可可缩缩短短生生产产周周期期约约304o。G机械厂车间物流分析机械厂车间物流分析 15再思考：再思考：1、本案例主要采用了什么措施进行设施布置？、本案例主要采用了什么措施进行设施布置？2、如何考虑物流量对车间布置的影响？、如何考虑物流量对车间布置的影响？3、物流路径优化会企业带来什么效果？、物流路径优化会企业带来什么效果？4、若某个零件加工时间很长（或很贵重），、若某个零件加工时间很长（或很贵重），应安排在前工序加工，还是后工序加工？应安排在前工序加工，还是后工序加工？5、你的企业或部门在设施布局上有什么问题？、你的企业或部门在设施布局上有什么问题？G机械厂车间物流分析机械厂车间物流分析 16
18、原始条件：一叉车厂，占地面积为16000平方米，厂区南北长200米，东西宽80米，该厂有员工300人，计划改建成年产60000套液压转向器的生产厂。案例二：某液压转向器厂的设施布置案例二：某液压转向器厂的设施布置公路北比例：1：200017示例一：液压转向器厂的作业单位建筑物汇总表18一、阶段结构一、阶段结构一、阶段结构一、阶段结构 系系统统布布置置设设计计采采用用四四个个阶阶段段进进行行，称称为为“布布置置设设计计四阶段四阶段”。确定位置确定位置:工厂的总体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详细
19、布置：确定各作业单位的具体位置实施：编制施工计划，进行施工安装实施：编制施工计划，进行施工安装阶阶段段时间时间19二、程序模式二、程序模式二、程序模式二、程序模式选择选择分析分析寻优寻优输入数据（输入数据（P、Q、PQ、R、S、T）1、物流、物流2、作业单位的相、作业单位的相互关系互关系3、物流、物流作业单作业单 位相互关系图位相互关系图4、必要面积、必要面积5、可用面积、可用面积6、面积相互关系图、面积相互关系图9、拟定几种布置方、拟定几种布置方案案10、评价、评价7、修正条件、修正条件8、实际制约、实际制约系统布置设计程序模式系统布置设计程序模式20具体思路具体思路一、液压转向器加工工艺从
20、至表一、液压转向器加工工艺从至表二、作业单位相互关系分析二、作业单位相互关系分析三、作业单位位置相互关系分析三、作业单位位置相互关系分析四、面积的确定四、面积的确定五、布置修正五、布置修正六、布置方案的评价与选择六、布置方案的评价与选择21一、液压转一、液压转向器加工工向器加工工艺从至表艺从至表已知：已知：作业单位的基作业单位的基本区划和零部件加本区划和零部件加工工艺过程，并通工工艺过程，并通过工艺过程图统计过工艺过程图统计出了各作业单位的出了各作业单位的物流强度，结果添物流强度，结果添入从至表。入从至表。22二、二、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
21、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。231、作业单位物流相关表的绘制 （1）划分物流强度等级由于直接分析大量物流数据比较困难，而且也没必要，因此，SLP中将物流强度转化为5个等级，分别用符号A、E、I、O、U表示。当产品品种少时用工艺过程图进行物流分析；产品品种多时，用从至表或多工艺过程表对实际设施间的物流量进行统计。24液压转向器物流强度分析表液压转向器物流强度分析表（由从至表得出）（由从至表得出）25（2）构造作业物流相
22、关表（示例）构造作业物流相关表（示例）262、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)使用设备情况 (4)使用场地情况 (5)监督和管理 (6)安全、卫生(7)联系频繁程度 （8）躁声、振动(9)公用设施相同 (10)文件信息往来情况27（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）28（3）建立非物流作业单位相互关系表（示例）293、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
23、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。30
24、示例：液压转向器作业单位综合相互关系计算表示例中须计算示例中须计算55对作业单位，计算分数在对作业单位，计算分数在18之间，由此得综合相之间，由此得综合相互等级划分表如下：互等级划分表如下：31建立作业单位综合相互关系表（示例）32三、作业单位位置相互关系分析三、作业单位位置相互关系分析三、作业单位位置相互关系分析三、作业单位位置相互关系分析 在在SLP中中，设设施施布布置置并并不不直直接接去去考考虑虑各各作作业业单单位位的的占占地地面面积积和和几几何何形形状状，而而是是从从作作业业单单位位间间相相互互关关系系密密切切程程度度出出发发，安安排排各各作作业业单单位位之之间间的的相相对对位位置置，
25、关关系系密密切切等等级级高高的的作作业业单单位位之之间间距距离离近近，等级低的距离远。等级低的距离远。问题：问题：作作业业单单位位间间必必然然会会出出现现密密切切等等级级相相同同的的作作业业单单位位对对，这这会会给给位置分析造成困难。怎么办？位置分析造成困难。怎么办？引入综合接近程度的概念引入综合接近程度的概念某一作业单位综合接近程度等于某一作业单位综合接近程度等于该作业单位与其他所有作业单位间量化后的关系密切等级之和。该作业单位与其他所有作业单位间量化后的关系密切等级之和。综合接近程度值的高低反映了该作业单位在布置图中是应该处于综合接近程度值的高低反映了该作业单位在布置图中是应该处于中心位置
26、还是处于边缘位置。中心位置还是处于边缘位置。331、如何计算综合接近程度：将作业单位综合相互关系表变换成类似于从至表一样的 三角矩阵，然后量化关系等级。示例：液压转向器综合接近程度排序表342、如何绘制作业单位位置相关图：、如何绘制作业单位位置相关图：第一步第一步处理关系密级为处理关系密级为A的作业单位对。的作业单位对。按各作业单位综合接近程度的高低排序，找出综合接按各作业单位综合接近程度的高低排序，找出综合接 近程度最高的布置在中心位置；依次处理作业单位对。近程度最高的布置在中心位置；依次处理作业单位对。第二步第二步处理关系密级为处理关系密级为E的作业对。的作业对。最后重点调整最后重点调整X
27、级作业单位对的相互位置级作业单位对的相互位置示例示例（1）找出综合接近程度最高的作业单位，是）找出综合接近程度最高的作业单位，是4（机加工车间），将其布置（机加工车间），将其布置 在中心位置；在中心位置；（2）找出）找出A级作业对：级作业对：12，78，其综合接近分值排序为，其综合接近分值排序为7、1、8、2，因，因7和和4关系为关系为U，故考虑故考虑1和和4关系为关系为I，由此画出由此画出A级关系位置图。级关系位置图。41278635示例：液压转向器作业单位位置相关图36四、面积的确定四、面积的确定 一般来说，需要的面积常常受到实际条件的限制，必须进行适当的调整，使之与可用面积相适应。调整的
28、方式，可以是压缩某些不很重要的面积、也可以进行新的组合。此外，做面积相关图时需考虑流动模式的选择。37五、布置修正五、布置修正 所谓修正条件，是指诸如运输方式、贮存设备、场地环境、人的要求、厂房特性、辅助设施和管理控制等具体因素。例：精密车间应远离锻造车间 铸造车间应处在背风之处38布置方案的评分示例：布置方案的评分示例：六、布置方案的评价与选择六、布置方案的评价与选择392、经济因素评价：对于各种布置方案，可以通过工程经济分析，评价其节省费用、投资额及投资回报期等，作为比较选择的基准。至于比较哪些指标最好，没有统一的标准，需要具体情况具体分析。布置方案的投资回收期计算示例如下：4041作业（思考题）作业（思考题）42434445