物流與物流工程教學課件

講師簡介林云管理學博士行業(yè)經歷：先后參與了中電投、重慶兩路寸灘保稅港區(qū)、重慶長安集團、重慶長安民生物流、重慶隆鑫物流、重慶港務物流集團、重柴動力、重慶商社、嘉陵集團、建設集團、重慶大江工業(yè)、江津長風、遼寧錦州市商業(yè)銀行、廣西花紅藥業(yè)、新疆石油管理局等30多家企業(yè)的管理項目，主要涉及戰(zhàn)略管理、流程再造、現(xiàn)代物流、信息化等方面。目前于重慶市現(xiàn)代物流生產力促進中心從事現(xiàn)代物流管理研究。1主要內容物流與設施規(guī)劃現(xiàn)代物流及其發(fā)展趨勢1系統(tǒng)布置設計（SLP）2搬運系統(tǒng)設計3企業(yè)物流問題分析4問題提出企業(yè)設施規(guī)劃的基本內容設施規(guī)劃系統(tǒng)布置設計搬運系統(tǒng)設計32.1工廠布局設計概述1.工廠布局的內容和原則

（1）工廠布局的內容工廠總體平面布置解決工廠各個組成部分，包括生產車間、輔助生產車間、倉庫、動力站、辦公室等各種作業(yè)單位和運輸線路設施的相互關系，解決物料流向和流程、廠內外運輸?shù)倪B接。車間布置解決工作地、設備、通道、管線之間和相互位置，解決物料搬運的流程及運輸方式。（2）設施布置設計的總原則整體綜合原則(設計時應將設施布置有影響的所有因素都考慮進去，以達到優(yōu)化的方案)移動距離最小原則流動性原則(設施布置應使在制品在生產過程中流動順暢，消除無謂停滯，力求生產流程連續(xù)化)空間利用原則(生產區(qū)域或儲存區(qū)域的空間安排，都應力求充分有效地利用空間。)柔性原則(應考慮各種因素變化可能帶來的布置變更，以便于以后的擴展和調整)安全原則（3）工廠總體布置設計的要求滿足生產要求，工藝流程合理；適應工廠內外運輸要求，線路短捷順直；合理用地；充分注意防火、防爆、防損與防噪；利用氣候等自然條件，減少環(huán)境污染。（4）車間布置設計的要求確定設備布置的形式；滿足工藝流程要求；實行定置管理、確保工作環(huán)境整潔、安全；選擇適當?shù)慕ㄖ问健?.2生產設施布局形式可按設施類別分為生產設施和服務設施兩大類，再來細分布置形式。生產設施的三種基本的布置形式：

固定式布置產品原則布置工藝原則布置成組原則1.工廠布局的形式

（1）產品原則布置（流水線布置）當產品品種少批量大時，應當按照產品的加工工藝過程順序來配置設備，形成流水生產線或裝配線。圖1產品原則布置示意圖圖2汽車后橋加工生產線圖3汽車裝配生產線圖4汽車焊接生產線產品原則布置的基礎標準化及作業(yè)分工。整個產品被分解成一系列標準化的作業(yè)，由專門的人力及加工設備來完成。產品原則布置的優(yōu)點產品產出率高，單位產品成本低；每一產品都按工藝流程布置設備，因此加工件經過的路程最直接、最短，無用的停滯時間也最少；由于操作人員效率高且所需培訓少；生產管理和采購、庫存控制等工作也相對簡單。產品原則布置的缺點要求較多的設備，而設備的利用率相對較低；對產品種類及產量變化、設備故障等情況的響應較差；線上工作重復單調乏味，缺乏提升機會，可能會導致工人的心理問題或職業(yè)傷害；為了避免停產，設備備用件的庫存可能比較大。（2）工藝布置原則（機群式）把同類型的設備和人員集中布置在一個地方。圖4工藝原則布置示意圖圖5鉆削加工工段圖5車削加工工段（3）固定式布置原則（項目布置）主要是工程項目和大型產品生產采用的一種布置形式。它的加工對象位置，生產工人和設備都隨加工產品所在的某一位置而轉移。如工程建設、飛機廠、造船廠、重型機器廠等。

圖6固定式布置固定式布置缺點：場地空間有限；不同的工作時期，物料和人員需求不一樣，這給生產組織和管理帶來較大困難；物料需求量是動態(tài)的。（4）成組布置原則（混合布置）成組技術就是識別和利用產品零部件的相似性，將零件分類。一系列相似工藝要求的零件組成零件族。針對一個零件族的設備要求所形成的一系列機器，稱作機器組（制造單元）。成組原則布置可以認為是產品原則布置的縮影，是將工藝原則布置系統(tǒng)轉化為接近產品原則布置系統(tǒng)。成組原則布置的特點加工時間較短、物流效率較高；在制品較低、準備時間較短；具有工藝原則布置的柔性。圖7板材加工FMS表不同布置類型的特征2.工廠流動模式工廠流動模式：工廠（車間）內部物料和人員流動的方向，反映工廠（車間）的出口和入口的布置以及工廠面積。圖9基本流動模式2.3產品原則布置設計

流水線的設計包括：技術設計是指工藝路線、工藝規(guī)程的制訂、專用設備的設計、設備改裝設計、專用工具設計、運輸傳送裝置的設計以及信號裝置的設計等。組織設計是指流水線的節(jié)拍和生產速度的確定、設備需要量和負荷的計算、工序同期化設計、工人配備、生產對象運輸傳送方式的設計、流水線平面設計、流水線工作制度、服務組織和標準計劃圖表的制訂等等。1.流水線的平面布置設計（1）流水線平面布置設計原則：有利于工人操作方便；在制品運動路線最短；有利于流水線之間的自然銜接；有利于生產面積的充分利用。

（2）流水線的布置模式單列直線形流水線雙列直線形流水線圖10流水線單列和雙列直線布置示意圖圖11單列直線流水線布置2.4系統(tǒng)布置設計

1.工廠布局設計的方法

（1）擺樣法（2）數(shù)學模型法（3）系統(tǒng)布置設計（SLP）2系統(tǒng)布置設計（SLP）模式準備原始資料物流分析與作業(yè)單位相互關系分析繪制作業(yè)單位位置相關圖作業(yè)單位占地面積計算繪制作業(yè)單位面積相關圖修正方案評價與擇優(yōu)

原始資料：P、Q、R、S、T及作業(yè)單位

1.物流分析2．作業(yè)單位相互關系3.相互關系圖解

9X

Z

4．所需面積5．可用面積6.面積相關圖解

7．修正因素8．實際條件限制方案X方案Z方案Y9．評價選出的最佳布置方案工廠布局的基本原始資料產品和產量P、Q工藝過程R輔助服務部門S時間安排T2.5物流分析技術1、工藝過程（流程）圖2、多產品工藝過程表3、重組方法4、從至表

0.023145原材料0.50.30.20.010.10.20.30.370.31廢料圖15變速器加工工藝過程（t）1、工藝過程圖

工藝過程圖描述產品生產過程中各工序之間的關系，或者是全廠各部門之間的工藝流程。對大批量，少品種的情況。

195原材料0.20.230.10.1廢料0.150.080.05圖16隨車工具箱加工工藝過程（t）

21410標準件原材料0.010.40.811.2廢料圖17車體加工工藝過程（t）

145原材料0.350.150.2廢料0.2圖18液壓缸加工工藝過程（t）

0.2圖19

叉車生產工藝過程（t）2、多產品工藝過程表對較大批量，多品種的情況（10種），將各產品的生產工藝流程匯總成表。圖26多種產品工藝過程表3、成組方法對中小批量，品種達到數(shù)十品種的情況，將各產品按產品結構與工藝過程相似性進行歸類分組。對每一類產品采用工藝過程圖進行物流分析，也可用多產品工藝過程表。2、作業(yè)單位相互關系圖

（1）作業(yè)單位是指工廠或服務中作布局設計時需要確定位置的單元。

總平面布局設計：廠房、車間、倉庫等；詳細設計：機器、裝配臺、檢驗站等。

（2）作業(yè)單位相互關系圖

圖20作業(yè)單位相互關系圖的基本原理6和1的關系

圖21作業(yè)單位相互關系等級

圖22工廠布局作業(yè)單位關系圖實例2.6SLP法求解

（1）物流強度等級

表叉車總裝廠物流強度匯總表

表叉車總裝廠物流強度等級表

（2）物流相關表3、作業(yè)單位相互關系分析

（1）作業(yè)單位相互關系的決定因素及相互關系等級的劃分作業(yè)單位相互關系的決定因素物流和工藝流程作業(yè)性質相似；使用相同的設備；使用同一場所；使用相同的文件檔案；使用系統(tǒng)的公用設施；使用同一組人員；工作聯(lián)系頻繁程度。

作業(yè)單位相互關系等級的劃分

（2）作業(yè)單位綜合相互關系表1)作業(yè)單位非物流相互關系表建立基準相互關系分析作業(yè)單位非物流關系；建立作業(yè)單位非物流關系表。

基準相互關系

建立作業(yè)單位非物流關系表。編號12345678

理由工作流程連續(xù)性生產服務物料搬運管理方便安全與污染共用設備設施振動人員聯(lián)系

2)作業(yè)單位綜合相互關系的建立進行物流分析，求得作業(yè)單位物流相關表表；

確定作業(yè)單位非物流關系表；確定物流與非物流相互關系的相對重要性；量化物流強度等級和非物流的密切程度等級；計算量化的所有作業(yè)單位之間的綜合相互關系。綜合關系等級劃分（任何一級物流相互關系與X級非物流相互關系等級合并時都不應超過O級）；調整，建立綜合相互關系表

綜合相互關系等級與劃分比例例題3叉車總裝廠作業(yè)單位綜合相互關系的建立1）物流分析2）非物流分析3）加權值的選取，取m：n＝1：14）綜合相互關系計算任何一級物流相互關系與X級非物流相互關系等級合并時都不應超過O級5）劃分綜合關系密級4.建立作業(yè)單位綜合相互關系表3、作業(yè)單位相互位置關系圖（平面方案的確定）

方法：Muther線型圖法（SLP法）適合分離廠房的工廠總平面布置Tompkins關系表技術（聯(lián)合廠房）在SLP中，工廠總平面布置并不直接去考慮各作業(yè)單位的建筑物占地面積及其外形幾何形狀，而是從各作業(yè)單位間相互關系密切程度出發(fā)，安排各作業(yè)單位之間的相對位置，關系密級高的作業(yè)單位之間距離近，關系密級低的作業(yè)單位之間距離遠，由此形成作業(yè)單位位置相關圖。

（1）Muther線型圖法繆瑟提出的SLP中采用了線型圖來“試錯”生成平面布置圖。作業(yè)單位綜合接近程度等于該作業(yè)單位與其它所有作業(yè)單位之間量化的關系密級的綜合。分值越高，說明該作業(yè)單位越應靠近布置圖的中心位置，越低則越往邊緣。

（1）Muther線型圖法繆瑟提出的SLP中采用了線型圖來“試錯”生成平面布置圖。

Muther線型圖法步驟1）計算作業(yè)單位綜合接近程度表；2）根據(jù)作業(yè)單位等級表示方式來繪制相關圖。首先處理相互關系密級為A的作業(yè)單位對，并按綜合接近程度順序來布置。其次處理相互關系密級為E的作業(yè)單位對。

第一步A級作業(yè)單位對A級關系8-11、4-5、11-12，其接近程度排序為8、4、11、12、5。將8布置在中央，并處理8-11作業(yè)單位對。811

布置4，4-8，4-11為I、O級。8114

處理與4有關的A級有4-5。81145處理8、11與5的關系，為U級。

處理11，12作業(yè)單位，11-12是A級關系8114512處理12作業(yè)單位與其它已布置單位。

第二步處理E級關系E級關系1-4、1-5、1-6、2-10、3-8、4-7、5-9、7-8、8-10，其接近程度順序8、4、1、7、3、9、5、10、2、6首先處理與8的E級關系，7-8，3-8，8-10。處理7與8、4、11、12、5的關系E、E、I、U、U81145127

處理3與8為E級811451273處理3與圖中作業(yè)單位關系，3-7是I級關系

處理作業(yè)單位4，1-4，4-7為E級，考慮1與其它作業(yè)單位關系，1與3、4、5都為E。121075481131處理作業(yè)單位4與圖中作業(yè)單位關系，4與11為0級。

處理作業(yè)單位6，6-1是E級，與其它圖中作業(yè)單位關系，6-4為O級。1210754811316

處理作業(yè)單位2，2-10是E級，與其它圖中作業(yè)單位關系，2-5，2-6為X級,2-1，2-3為I級。21210754811316以此類推處理其它單位（等級）。

（2）Tompkins關系表技術Tompkins介紹了一種關系表技術，邏輯條理較強，它的主要步驟如下：先將綜合關系相關圖轉化為關系工作表

(RelationshipWorksheet)將每個作業(yè)單位制作出一個相同面積的拼塊分析得到拼塊圖(DimensionlessBlockDiagram)

在拼塊圖上作流程分析(FlowAnalysis)將拼塊圖轉化為面積圖。

例題4下面結合某小型工具箱制造廠的例子講述這種方法。已知該廠各作業(yè)單位相關圖已確定如下圖所示，試作出它的布置。

圖25作業(yè)單位綜合關系相關圖

1）關系工作表是對相關圖的進一步總結，它每行列出一個作業(yè)單位，AEIOUX各成一列，將與之形成AEIOUX各級關系的其他單位分列在各列之中，如一列中有多種關系，以逗號隔開。完成的關系表如表所示，其中最重要的是A、E和X列。

作業(yè)單位AEIOUX1.制造2,63,109,11,13,144,5,127,82.焊接1,365,9,10,12,134,7,8,11,143.油漆2,4169,12,135,7,8,10,11,144.組裝3,76,89,12,13,141,52,10,115.收貨區(qū)6141,2,4,9,12,133,7,10,1186.暫存區(qū)1,542,3,1498,10,11,12,1377.倉庫4,8141,2,3,5,9,10,11,12,1368.發(fā)貨區(qū)74149,12,131,2,3,6,10,1159.休息室1213,141,42,3,5,6,8,10,11710.維修1112,93,4,5,6,7,8,12,13,1411.工具室1029,142,3,4,5,6,7,8,12,1312.更衣室91341,2,3,5,86,7,10,11,1413.餐廳9,12,141,42,3,5,86,7,10,1114.辦公室9,131,4,5,6,87,112,3,10,12

2）無面積拼塊圖

對每一個作業(yè)單位作一個同樣大小的方塊，稱為無面積拼塊。在拼塊上，將作業(yè)單位代號寫在正中央，名稱寫在代號上面，“X=”寫在代號下面；四個角分別放置與之成A、E、I、O級關系的，U級關系不用考慮。圖26無面積拼塊示例2,63,10

AE制造1X=無I

O9,11,13,144,5,12

圖26無面積拼塊示例

3）無面積拼塊布置擺放時，先找出關系最重要的，即A最多的，若A級數(shù)量相同，再比較E的。將此塊先放于中央位置。擺放規(guī)則是：A級關系要邊靠邊放，E級關系至少角靠角，X級關系不能靠邊也不能靠角。

2,63,1011,321,546

比較E級2,63,1011,321,546111102,43

比較新加入塊的A級2,63,1011,321,546111102,43653,76,841011

比較新加入塊的A級4,877482,63,1011,321,546111102,436510113,76,84

2,63,1011,321,546111102,436510113,76,844,877481213,14991312比較其它級9,12,141313,914多種方案5621349121413108711526111101291413348721341091113658712144178101113146523129圖26完成后的4種方案abcd5621349121413108711評價方法：如果A級的沒有靠近，則罰2分；X級的邊靠邊也罰2分；A級的只角靠角，罰1分；X級角靠角，E級沒有角靠角也罰1分。a4和6兩個E級罰2分特點：因為A級關系邊靠邊，在完全空時有四種選擇，所以最后的布置圖有多種方案。比線型圖方法試錯的次數(shù)要少得多，而且不存在線條的長短問題，更容易操作。

4）物流流程分析有一個明確的物流流程：即收貨(5)→原料庫(6)→制造(1)→焊接(2)→油漆(3)→裝配(4)→成品庫(7)→發(fā)貨(8)。56213491214131087115261111012914133487ab

21341091113658712144178101113146523129cd4、作業(yè)單位面積相關圖

在面積相關圖主要考慮兩個問題：一是將各作業(yè)單位面積需求匯總，根據(jù)場地的要求，確定建筑的基本形狀；二是在此形狀上按各作業(yè)單位的面積需求進行分配，結合上面布置圖，作出有面積的塊狀布置圖。

（1）面積的確定1）計算法根據(jù)每臺設備和作業(yè)所需的面積，加上輔助設施、材料儲存、維修、通道以及人員所需的面積。

2）概略布置法

利用設備的樣片或模型進行概略布置。

3）指標趨勢及延伸法

將過去某一時期每臺設備、每個公式計算的面積指標化成曲線，延伸預測未來的面積指標。

（2）作業(yè)單位廠房平面設計1）根據(jù)實際需求確定廠房平面形式；2）防火、消防安全設計；3）根據(jù)生產要求、生產者心理和生理要求，結合當?shù)氐臍夂蜻M行采光、通風設計。4）根據(jù)車間生產性質，可以進行廠房合并。

（3）輔助服務部門布置設計1）工廠輔助服務部門設施有：工廠出入口；行政管理部門；生活服務設施；檢測與技術部門；交通服務設施；社會服務設施。

2）工廠輔助服務部門具體設計原則：工廠管理服務設施應面向城市主干道，便于社會聯(lián)系；工廠服務部門的建筑平面和空間應相對集中，靈活、合理布置，以便人員、信息聯(lián)系；建筑形式、色調應符合城市規(guī)劃要求，與鄰近建筑協(xié)調；應妥善處理與周圍道路、停車場、廣場、綠化設施設計；面向社會的產品展銷、維修部門應有直接對外的入口和對廠內的內門；應做到人流物流分開。

例題5（4）作業(yè)單位面積相關圖的確定圖27面積需求表總需求為1800平方米，按長寬比為1:2得廠房尺寸為30×60米。以6×6=36平方米為基本單元格，則總共有50個單元格，各作業(yè)單位圓整后的單元格數(shù)如表中“單元格數(shù)”列。這樣，面積塊狀布置就是在此50個格子上分配各作業(yè)單位。

56213491214131087115561111777211111107772333331177823334447779121313141414141414

56213491214131087115561111110112221111777333344777833334777779121313141414141414

需要的面積受到實際可能或其他因素的限制，因此必須對所需面積進行適當調整，使之既符合建筑物的整體外形，又符合各作業(yè)單位面積的需要。壓縮一些不必要的面積，也可進行新的組合。5.收貨2.焊接3.油漆6.暫存區(qū)1.制造11.工具10.維修7.倉庫8.發(fā)貨4.組裝14.辦公室

例題6以叉車為例，來說明。（4）作業(yè)單位面積相關圖的繪制1）選擇合適的比例。2）將作業(yè)單位位置相關圖放大到坐標紙。3）按綜合接近程度值的大小順序，由大到小依次將各單位布置到圖上。4）調整和修正，得到作業(yè)單位面積相關圖。

圖28叉車總裝廠作業(yè)單位面積相關圖

（5）作業(yè)單位面積相關圖的調整1）修正因素物料搬運方法(物料搬運設備種類、搬運系統(tǒng)模式以及運輸單元)；建筑特征；道路。

2）實際條件限制給定廠區(qū)面積的大小；建設成本；廠區(qū)現(xiàn)有的建筑物的利用；政策法規(guī)等方面。

圖29叉車總裝廠總平面布置圖（一）

圖30叉車總裝廠總平面布置圖（二）

圖31叉車總裝廠總平面布置圖（三）5、方案評價與選擇

技術評價技術先進性物流狀況（物流－距離分析）（1）單項指標比較評價法經濟評價財務評價財務內部收益率、投資回收期和固定資產借貸償還期國民經濟評價經濟內部收益率、經濟凈現(xiàn)值和凈現(xiàn)值率不確定性分析盈虧平衡分析、敏感性分析和概率分析

優(yōu)缺點比較法（2）綜合指標比較評價法序號因素重要性序號因素重要性

1初次投資16安全性

2年經營費17潛在事故的危險性

3投資收益率18影響產品質量的程度

4投資回收期19設備的可得性

5對生產波動的適應性20外購件的可得