生產(chǎn)車間物流系統(tǒng)研究與布置設(shè)計

1、生產(chǎn)車間物流系統(tǒng)研究與布置設(shè)計來源：磁鐵 http:/www.magnet-第一章 緒論 第一節(jié) 生產(chǎn)車間物流系統(tǒng)分析與布置設(shè)計研究的背景和目的 近年來 ,由于當今世界正從工業(yè)化社會向信息社會飛速發(fā)展 ,各個方面都發(fā)生了極其巨大的變化。就制造業(yè)的生產(chǎn)方式而言 ,已從大量生產(chǎn)方式向準時制及精益生產(chǎn)方式 ,并進一步向計算機集成制造（cims） 及敏捷制造方式迅速演變。原有的許多程序和方法逐漸顯現(xiàn)自身的不足和缺陷。為適應生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，人們對設(shè)施布置設(shè)計不斷進行研究 ,取得了長足的發(fā)展。另一方面，由于企業(yè)資源的緊缺，必須對企業(yè)的內(nèi)部物流進行分析，生產(chǎn)物流是企業(yè)物流的關(guān)鍵環(huán)節(jié),從物流的范圍分析,企業(yè)生

2、產(chǎn)系統(tǒng)中物流的邊界起于原材料、外購件的投入，止于成品倉庫。它貫穿生產(chǎn)全過程,橫跨整個企業(yè)(車間、工段),其流經(jīng)的范圍是全廠性的、全過程的。物料投入生產(chǎn)后即形成物流,并隨著時間進程不斷改變自己的實物形態(tài)(如加工、裝配、儲存、搬運、等待狀態(tài))和場所位置(各車間、工段、工作地、倉庫)。從物流屬性分析,企業(yè)生產(chǎn)物流是指生產(chǎn)所需物料在時間和空間上的運動全過程,是生產(chǎn)系統(tǒng)的動態(tài)表現(xiàn)。換言之,物料(原材料、輔助材料、零配件、在制品、成品)經(jīng)歷生產(chǎn)系統(tǒng)各個生產(chǎn)階段或工序的全部運動過程就是生產(chǎn)物流。 對企業(yè)的系統(tǒng)布置再設(shè)計，可以優(yōu)化企業(yè)的生產(chǎn)物流，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本和提高企業(yè)的工作效率。 設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計,起源于

3、早期制造業(yè)的工廠設(shè)計，是工業(yè)工程的重要分支。18 世紀80 年代產(chǎn)業(yè)革命后,工廠逐步取代了小手工作坊,管理工程師開始關(guān)心制造廠的設(shè)計工作。在早期,工廠設(shè)計的活動主要是三項,即:操作法工程(methods engineering) ,研究的重點是工作測定、動作研究等工人的活動;工廠布置( plant layout ) ,就是機器設(shè)備、運輸通道和場地的合理配置;物料搬運(material handling) ,就是對從原料到制成產(chǎn)品的物流的控制。操作者工程涉及的是人,而工廠布置、物料搬運涉及的是人、機、物的結(jié)合。19 世紀50 年代以后,隨著工廠的規(guī)模和復雜程度的增大,工廠設(shè)計從傳統(tǒng)的只涉及較小的

4、系統(tǒng)發(fā)展到大而復雜的系統(tǒng),而且涉及市場、環(huán)境、資金、法律、政策等諸多因素。因此,工廠設(shè)計除了注重人、機、物的結(jié)合外,發(fā)展到了與資源、能源、環(huán)境、信息、資本等要素相結(jié)合。作為工業(yè)工程的一個分支，設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計起源于早期的機械制造廠的工廠布置。隨著社會的進步與技術(shù)的發(fā)展，設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計早已超越了機械制造廠的工廠設(shè)計范疇，形成了一門不但適用于各類工廠設(shè)計，同樣也適用于各種服務設(shè)施的規(guī)劃與設(shè)計新的科學。概括的說，設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計就是為新建、擴建或改建的生產(chǎn)系統(tǒng)或服務系統(tǒng)，綜合考慮相關(guān)因素，進行分析、構(gòu)思、規(guī)劃、論證、設(shè)計，做出全面安排，使資源得到合理的配置，使系統(tǒng)能夠有效運行，以達到預期目標為它的研究內(nèi)

5、容 。 第二節(jié) 生產(chǎn)車間物流系統(tǒng)分析與布置設(shè)計在我國的應用及問題 生產(chǎn)車間物流系統(tǒng)分析與布置設(shè)計在我國應用是很廣泛的。作為一個好的生產(chǎn)企業(yè)沒有物流系統(tǒng)分析是不可能實現(xiàn)的。那什么是生產(chǎn)物流呢？生產(chǎn)物流具有什么樣的功能呢？生產(chǎn)物流一般是指:原材料、輔料、外購件投入生產(chǎn)后，運進到各加工點和存儲點。在制品的形態(tài)，從一個生產(chǎn)單位(倉庫)流入另一個生產(chǎn)單位，按照規(guī)定的工藝對程進行加工、儲存。借助一定的運輔裝置，在某個點內(nèi)流轉(zhuǎn)，叉從某個點內(nèi)流出，始終體現(xiàn)著物料實物形態(tài)的流轉(zhuǎn)過程 。這 樣就構(gòu)成了企業(yè) 內(nèi)部物流恬動的全過程。所以生產(chǎn)物流的邊界起源于原材料、外購件的投入，止 于成品倉庫，貫穿生產(chǎn)全過程。由上述可

6、知加工話動和物流活動是生產(chǎn)系統(tǒng)的兩大支柱。通過物流活動把原材料運進生產(chǎn)系統(tǒng) ，并使其依次在加工點之間流動，逐步形成半成品、成品直至出廠。沒有加工，生產(chǎn)系統(tǒng)就失去存在的意義；沒有物流，生產(chǎn)系統(tǒng)將失去生命，也會失去繼續(xù)存在的必要條件。 小到一個企業(yè)，大到社會上的物流，以現(xiàn)代物流觀點來看，都不是孤立的、個別的有關(guān)物流的活動或作業(yè)，而是一個相互關(guān)聯(lián)的整體，也就是物流系統(tǒng)。2002年美國生產(chǎn)與庫存控制學會（apics）對“物流系統(tǒng)”所作的定義是：“對一個公司運作的物理運動的規(guī)則與協(xié)調(diào)，以使之按要求的服務水平和以總成本最低的方式，實現(xiàn)原材料，零部件和最終貨物的流動。”構(gòu)成個中大小物流系統(tǒng)的作業(yè)有：搬運、運

7、輸、包裝、儲存、配送、處理（或稱流通加工）、信息等物流作業(yè)，如圖1-1所示。現(xiàn)代物流系統(tǒng)由物流作業(yè)系統(tǒng)和物流信息系統(tǒng)兩部分組成，每一部分的特點如下所述： 物流作業(yè)系統(tǒng)將各種物流作業(yè)如搬運、運輸、包裝、儲存等，用當代先進物流設(shè)備裝備提高作業(yè)的機械化和半自動化程度，提高作業(yè)效率。再將生產(chǎn)企業(yè)、物流中心、配送路線、運輸手段等網(wǎng)絡化，整體上再提高物流活動的效率。 物流信息系統(tǒng)在保證訂貨、進貨、庫存、出貨、配送等各種重要物流作業(yè)，在相關(guān)信息能及時、準確、暢通的基礎(chǔ)上，保證物流作業(yè)系統(tǒng)能夠高效率運行。 物流系統(tǒng)化的目的是和物流工作總體目標一致。但從系統(tǒng)化的情況來看，具體的目的是： （1） 按客戶訂貨期和合

8、同的要求及時將訂貨或服務交付給用戶。 （2） 優(yōu)化配置物流網(wǎng)絡及各節(jié)點位置，提高物流配送效率，優(yōu)化庫存量。 （3） 提高物流中個單元作業(yè)效率，提高各種作業(yè)的機械化和省力化程度。 （4） 保證從訂貨到發(fā)貨和收貨，以及物流的各環(huán)節(jié)中信息傳送暢通、及時無誤。 （5） 能使物流成本在當前條件下降至最低。 物流作業(yè)中個單元作業(yè)之間經(jīng)常存在各式各樣的矛盾，例如將庫存量減少 使得經(jīng)常需要補充庫存，因此增加了運輸次數(shù)，增加運輸成本。將原來鐵路運輸?shù)奈锪细臑楹娇者\輸，雖然增加了運費，但提高了運輸速度，不僅減少了庫存也減少了倉儲費用。簡化包裝也可以減少包裝費用，但也要考慮包裝強度降低后影響倉儲中堆放的高度，以及裝

9、運過程中破損率的增加。諸如此類的問題必須用系統(tǒng)的觀點，從總體和全局權(quán)衡得失后才能達到總體的優(yōu)化，將物流成本降至最低。此外，物流成本與服務之間也存在基本的矛盾，如提高物流的服務水平但同時也就增加了物流成本；進行最小批量多次配送雖然顧客滿意了，但是物流成本也增加了。 下面介紹下物流系統(tǒng)的概念： 物流系統(tǒng)是指在一定的時間和空間中，有需要移動的物料、運輸工具、搬運機械、儲運設(shè)施、通信網(wǎng)絡設(shè)施等硬件和相關(guān)的各種軟件及人員等若干相互矛盾的要素所組成的、為了使物流在時間和空間上增值，并保證社會生產(chǎn)持續(xù)不間斷的進行，實現(xiàn)物流各環(huán)節(jié)的作業(yè)能相互銜接不間斷地進行，同時達到低成本并獲經(jīng)濟效益的系統(tǒng)。 在普遍意義上講

10、，我國大部分企業(yè)的生產(chǎn)物流管理狀況存在很大的問題，具體表現(xiàn)在如下幾個方面。 （1） 設(shè)施布局 從工廠整體布局上，我國部分早期建成 的廠本身從生產(chǎn)工藝上布局不大合理，工序 間的銜接性差，廠內(nèi)交叉物流現(xiàn)象比較嚴重，這無疑增加了生產(chǎn)的復雜性和生產(chǎn)物流成本合理的廠區(qū)布置可使企業(yè)能從其提供的服務中獲得最大的效益，具體有：在滿足生產(chǎn)工藝過程的要求下，達到最短的運輸路線，盡可能減少或沒有交叉物流；有最大的靈活性，以使企業(yè)能對將來的發(fā)展變化有快速響應能力 ；最有效的面積利用；最良好的工作環(huán)境；最合理的發(fā)展余地，對一個企業(yè)來說，生存和發(fā)展是它的兩大目標 ，因此，合理的廠區(qū)平面布置應能為企業(yè)的發(fā)展提供適當?shù)挠嗟亍?/p>

11、上述物流問題的改善耗時長，投入大，但改進后會對整體物流的改善起到重要的作用。 （2） 生產(chǎn)物流管理 從生產(chǎn)物流計劃管理上，生產(chǎn)物流計劃制訂缺乏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和預測信息，計劃的執(zhí)行率偏低。企業(yè)生產(chǎn)計赳是企業(yè)生產(chǎn)管理的依據(jù)，也是生產(chǎn)物流管理的核心內(nèi)容。生產(chǎn)計劃工作的內(nèi)容就是要在企業(yè)生產(chǎn)計劃策略的指導下，根據(jù)生產(chǎn)預測和優(yōu)化決策來確定企業(yè)的生產(chǎn)任務，將企業(yè)的生產(chǎn)任務同各生產(chǎn)要素進行反復的綜合平衡，從時間上和空間上對生產(chǎn)任務作出總體安排，并進一步對生產(chǎn)任務進行層層分解，落實到車間、班組，以保證計劃任務的實現(xiàn)。編制一個科學的生產(chǎn)計劃，除了要掌握國家宏觀經(jīng)濟政策和企業(yè)經(jīng)營的環(huán)境外，還要使用有關(guān)企業(yè)生產(chǎn)活動的許多基

12、礎(chǔ)資料，如生產(chǎn)工序能力、工序 的作業(yè)率、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品收得率、主要原燃料和能源單耗 、副產(chǎn)品的發(fā)生量等。充分而準確的信息資料是編制生產(chǎn)計劃的基礎(chǔ)。因此，編制生產(chǎn)計劃前收集和整理各方面的資料是一項必做的工作。這些資料可分為兩大類：一類是反映企業(yè)外部環(huán)境和需求的，如宏觀經(jīng)濟形勢、國家方針政策、競爭者情況、原材料及其它物資的供應情況、國家計劃及訂貨合同協(xié)議、市場需求等；另一類是反映企業(yè)內(nèi)部條件和可能的，如企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、生產(chǎn)經(jīng)營目標、勞動力及技術(shù)力量水平、生產(chǎn)能力水平、各種物資的庫存水平、流動資金和成本水平、服務銷售水平及上期計劃完成情況等在這些資料中，尤其重要的是反映外部需要的市場需求量和反映內(nèi)部可

13、能的生產(chǎn)能力兩方面的資料，而它們必須通過生產(chǎn)預測和生產(chǎn)能力核算取得 。 庫存管理方面，大部分企業(yè)在制品和產(chǎn)成品庫存沒有合理的定額依據(jù)，在制品和產(chǎn)成品庫存較高。就生產(chǎn)過程的角度而言，庫存可分為：原材料庫存、在制品庫存和產(chǎn)成品庫存。庫存管理的目的是在滿足顧客服務要求的前提下通過對企業(yè)的庫存水平進行控制，力求盡可能降低庫存水平、提高物流系統(tǒng)的效率，以增強企業(yè)的競爭力。庫存水平的高低直接影響著企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營，必要的庫存量是防止供應中斷交貨誤期、保證生產(chǎn)穩(wěn)定和連續(xù)的重要條件，它有利于提高供貨柔性、適應需求變動、減少產(chǎn)銷矛盾。但庫存同時也需要占用資金、支出庫存費用，過量的庫存會掩蓋生產(chǎn)中的各種問題，因此，

14、合理壓縮庫存已經(jīng)引起各企業(yè)普遍重視。 在生產(chǎn)調(diào)度方面，調(diào)度機構(gòu)設(shè)置比較臃腫，調(diào)度手段較為落后，信息反饋不實時等。 工序能力匹配方面，大部分生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)過程中各工序生產(chǎn)能力不匹配現(xiàn)象較為嚴重，要么能力不足，要么能力過剩。 在設(shè)施布置設(shè)計方面，也存在很多問題，下面就針對設(shè)施布置設(shè)計中的幾個關(guān)鍵問題： （1）如何在軟件中結(jié)合繆瑟的系統(tǒng)布置設(shè)計（slp）和系統(tǒng)搬運分析（sha），把設(shè)施布置設(shè)計與物料搬運系統(tǒng)設(shè)計集成起來，并進一步把它們集成于生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計中，實現(xiàn)兩兩間的并行工程? （2） 如何在軟件中考慮多層布置，實現(xiàn)平面布置向立體布置的突破？因為布置優(yōu)化過程中設(shè)施的調(diào)整因多層建筑約束較強而不易實現(xiàn)。

15、另外，在多層布置中，運輸時間是非線性的；水平面上任何方向上的物料搬運費用是一樣的這一假設(shè)對多層也不成立。所以平面布置向立體布置的突破極需創(chuàng)造力。 （3） 如何在軟件建模中考慮制造單元、獨立制造島等新型設(shè)施的特點？例如，它們與傳統(tǒng)布置問題的不同在于它們有三個附加約束（單元形狀 ,單元定向，p/d點設(shè)置）必須事先確定即須把它們構(gòu)造于模型之中，而非事后修正。 （4） 在軟件算法方面：如何選擇合適的降溫速率，使得模擬退火法能在適當時間內(nèi)為大型項目找到滿意解？如何在遺傳算法中把布置方案的信息建模成遺傳結(jié)構(gòu)，設(shè)計有效的交換策略和合理參數(shù)，并處理關(guān)鍵的約束問題。 設(shè)施規(guī)劃或工程設(shè)計的地位和作用，要從全社會固

16、定資產(chǎn)投資的規(guī)模來考察。在我國，每年要投入巨額資金用于基本建設(shè)和技術(shù)改造，國外把我們中國形容為整個一個大工地?！熬盼濉庇媱澲?，固定資產(chǎn)投資率按30%來把握，考慮價格因素，五年全社會固定資產(chǎn)投資規(guī)模將為13萬億元，也就是平均每年達到26000億元。能不能用好這巨大的投資，投資決策正確與否是關(guān)鍵的因素，而規(guī)劃設(shè)計也起著決定性的作用,因為每項建設(shè)工程無不要經(jīng)過規(guī)劃設(shè)計。這種決定性的作用，是指它的資源利用是否合理、工廠布置是否得當，工藝設(shè)備是否先進適用、能否取得好的投資效果，有著不可取代的作用。它不僅涉及建設(shè)過程的成效，而且涉及建成后能否實現(xiàn)企業(yè)的科學管理，能否發(fā)揮企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。所以在我國

17、，工程設(shè)計被認為是“整個工程靈魂”。然而在過去的實際工作中，倉促地、不周密地進行規(guī)劃設(shè)計，造成企業(yè)選址不當、布置不善、物流不佳、生產(chǎn)費用高等例子，并不少見，浪費了資金，甚至長期虧損。 設(shè)施規(guī)劃設(shè)計的作用不僅體現(xiàn)在新建的工程項目，更體現(xiàn)在已有企業(yè)的改造上。當前我國正致力于實現(xiàn)經(jīng)濟增長方式的改變，重要的一個方面是經(jīng)濟增長要從主要依靠擴大建設(shè)規(guī)模轉(zhuǎn)變到主要依靠對現(xiàn)有企業(yè)進行技術(shù)改造、改組和擴建。據(jù)統(tǒng)計，1984 年至1994 年，我國技術(shù)改造投入1元，產(chǎn)出2元，創(chuàng)利稅46角,投資只相當于同樣規(guī)模基本建設(shè)的40%，而產(chǎn)出利稅要比新建高一倍,建設(shè)周期要縮短一半時間。據(jù)國外統(tǒng)計，機械加工工廠的物料,在生產(chǎn)

18、周期中用于加工的時間只占5%左右，而處于儲存、搬運或生產(chǎn)線上等待的時間約占95%左右。在制造企業(yè)的總成本中，用于物料搬運的占20%50%，而優(yōu)良的的平面布置可以使物料搬運費用至少減少10%30%。至于采用準時制生產(chǎn)方式(jit)，更可以導致生產(chǎn)成本的降低，工廠需要的空間也可比常規(guī)制造廠減少40%60%。鄒家華副總理說過，技術(shù)改造應該成為企業(yè)的自覺行為，廠長要有強烈的不斷地進行技術(shù)改造的意識，企業(yè)要堅持年年搞技術(shù)改造，這從客觀上提供了發(fā)揮設(shè)施規(guī)劃設(shè)計作用的廣闊天地。 當前我國許多企業(yè),生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益低下，降低消耗和生產(chǎn)成本、改善物流、改進空間的利用、縮短生產(chǎn)周期的潛力很大。改造這些企業(yè)固然需

19、要硬投入，但在資金緊缺的情況下，加強軟投入，進行內(nèi)涵式的挖潛創(chuàng)新，無疑更為重要。規(guī)劃設(shè)計的費用是一個小數(shù)，在國外，項目設(shè)計的費用占總投資的2%10%，往往比不可預見費還少，我國的取費標準更低，而效果卻是事半功倍。因此，在當前努力推動工業(yè)工程的應用中，使更多的人認識和理解設(shè)施規(guī)劃技術(shù)的意義，使之得到廣泛應用，實在是我國發(fā)展經(jīng)濟和技術(shù)進步的迫切需要。 第二章 生產(chǎn)車間物流系統(tǒng)分析與布置設(shè)計的相關(guān)理論和方法 隨著工業(yè)的快速發(fā)展，我國已成為了世界制造加工中心。制造加工業(yè)發(fā)展的同時也面臨著激烈的市場競爭。外部環(huán)境的變化迫使企業(yè)進行轉(zhuǎn)型和流程再造，產(chǎn)品模塊化、多產(chǎn)品小批量生產(chǎn)、柔性制造和成組技術(shù)等先進制造

20、技術(shù)的廣泛應用，使企業(yè)由傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式要向現(xiàn)代生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變。而現(xiàn)代生方式不僅對生產(chǎn)能力而且對工廠設(shè)施布置提出了更高的要求。因此，目前很多企業(yè)進行了流程再造，新建或改建廠房，以提高企業(yè)的綜合競爭力。 我國工業(yè)企業(yè)傳統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)施布置設(shè)計主要采用定量分析方法和經(jīng)驗設(shè)計，各作業(yè)單元間生產(chǎn)物流呈現(xiàn)分散化和個體化，與現(xiàn)代生產(chǎn)制造不相適應。因此，本文提出一種現(xiàn)代系統(tǒng)設(shè)施布置方法，即將系統(tǒng)工程理論、物流分析技術(shù)、計算機仿真技術(shù)等進行綜合應用，綜合考慮各種因素，以實現(xiàn)系統(tǒng)物流效率和物流成本的最優(yōu)化 。對系統(tǒng)進行理論分析，并應用仿真軟件進行三維仿真設(shè)計和動態(tài)優(yōu)化決策，以增強系統(tǒng)設(shè)施布置設(shè)計的系統(tǒng)性、合理性和柔性，

21、提高設(shè)計工作效率和效益，同時也對當前企業(yè)新建或改建項目的規(guī)劃設(shè)計具有一定的指導意義。物流系統(tǒng)是指在一定的時間和空間中，有需要移動的物料、運輸工具、搬運機械、儲運設(shè)施、通信網(wǎng)絡設(shè)施等硬件和相關(guān)的各種軟件及人員等若干相互矛盾的要素所組成的、為了使物流在時間和空間上增值，并保證社會生產(chǎn)持續(xù)不間斷的進行，實現(xiàn)物流各環(huán)節(jié)的作業(yè)能相互銜接不間斷地進行，同時達到低成本并獲經(jīng)濟效益的系統(tǒng)。 企業(yè)物流是指在企業(yè)經(jīng)營范圍內(nèi)由生產(chǎn)或活動所形成的加工、檢驗、搬運、儲存、包裝、裝卸等物流活動。按照物流作用和活動發(fā)生的先后順序，物流可分為供應物流、生產(chǎn)物流、銷售物流、回收和廢棄物流四部分。 其中生產(chǎn)物流是現(xiàn)代生產(chǎn)系統(tǒng)的重

22、要組成部分，加工活動和物流活動是生產(chǎn)系統(tǒng)的兩大支柱。沒有加工，生產(chǎn)系統(tǒng)就失去存在的意義；沒有物流，生產(chǎn)系統(tǒng)將失去生命，也會失去繼續(xù)存在的條件。物流不僅為生產(chǎn)的連續(xù)性提供了保障，而且物流狀況對生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)秩序起著決定性的影響。良好的企業(yè)規(guī)劃設(shè)計是科學管理企業(yè)的開端，是實現(xiàn)物流合理化的前提。隨著生產(chǎn)力水平的日益提高，在提高加工制造設(shè)備本身能力與效益的同時，生產(chǎn)物流系統(tǒng)中所蘊藏的巨大潛力越來越引起人們的注意。 生產(chǎn)物流系統(tǒng)與生產(chǎn)過程是同步的，生產(chǎn)過程又是在一定的車間范圍內(nèi)進行的。所以，車間的布置設(shè)計是物流系統(tǒng)優(yōu)劣的先決條件。一方面，生產(chǎn)物流合理、順暢、沒有過多的交叉和迂回對企業(yè)效益是非常重要的，一

23、個企業(yè)車間平面布置設(shè)計的好與壞不但決定了物流系統(tǒng)運行狀態(tài)、生產(chǎn)能否有序順暢進行，而且也是企業(yè)能否取得高效益的關(guān)鍵性因素之一；另一方面，企業(yè)的生產(chǎn)類型是產(chǎn)品產(chǎn)量、品種和專業(yè)化程度在企業(yè)技術(shù)、組織和經(jīng)濟上的綜合反映和表現(xiàn)，很大程度上也決定了企業(yè)和車間的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、工藝流程和工藝裝備的特點、生產(chǎn)過程的組織形式及生產(chǎn)管理方法，同時也決定了與之匹配的生產(chǎn)物流類型。由此可見，物流類型與生產(chǎn)類型的產(chǎn)品產(chǎn)量、品種和專業(yè)化程度有著內(nèi)在的聯(lián)系，并對生產(chǎn)組織產(chǎn)生不同的影響和要求。但是，不管企業(yè)生產(chǎn)類型如何，企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)都必須滿足生產(chǎn)過程的連續(xù)性、生產(chǎn)過程的節(jié)奏性和均衡性、生產(chǎn)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一性的要求。生產(chǎn)系統(tǒng)的這些性質(zhì)

24、要依靠企業(yè)物流系統(tǒng)的支持才能得以實現(xiàn)。 綜上所述，挖掘物流的潛力，降低生產(chǎn)成本，加強企業(yè)對市場的快速響應力，優(yōu)化企業(yè)組織機構(gòu)和運作管理方式，追求生產(chǎn)系統(tǒng)整體效益的提高，已經(jīng)成為現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要內(nèi)容。 物流系統(tǒng)的原始模型如圖2-1所示。輸入為物料、資金、人員、信息，經(jīng)過物流系統(tǒng)轉(zhuǎn)換后輸出物料位、服務、廢棄物（污染）和有關(guān)物料的各種信息。由于具體物流系統(tǒng)隸屬不同的領(lǐng)域，因此對不同物流系統(tǒng)其輸入、輸出和系統(tǒng)轉(zhuǎn)換各不相同。 下面介紹下物流系統(tǒng)的特點。 物流系統(tǒng)可大可小，小的如制造企業(yè)內(nèi)部的物流系統(tǒng)，大的如大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的物流系統(tǒng)，更大的如全國性或跨國專業(yè)性物流企業(yè)，各有其性質(zhì)上的特色，因此在考慮物流

25、系統(tǒng)是應注意如下特點： （1） 有的物流系統(tǒng)跨很大的地域，持續(xù)時間也很長，因而加大了管理難 度并對信息的依賴程度很高。 （2） 對大的物流系統(tǒng)必須分解為多個子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)之間存在時空、 資源、供需等多方面的聯(lián)系，也存在作業(yè)目標、費用和運行之間的矛盾，必須立足全局協(xié)調(diào)妥善處理。 （3） 由于物流系統(tǒng)中各種作業(yè)在各種不同的條件下尚不能完全機械化， 還需要人的勞動來補充，因此還是有一個“人機系統(tǒng)”。目前的物流系統(tǒng)經(jīng)常是由人和形成勞動手段的設(shè)備、工具所組成，其中人常常是系統(tǒng)的主體。因此在研究物流系統(tǒng)各種問題時，要將人和物結(jié)合起來考察分析，并重視如何發(fā)揮人的主觀能動性。 （4） 物流系統(tǒng)的動態(tài)性和復雜

26、性。物流系統(tǒng)是聯(lián)接多個生產(chǎn)企業(yè)和用 戶，隨需求、供應、渠道、價格而變化，物流受到社會生產(chǎn)和需求的各種制約，因此物流系統(tǒng)是一個滿足社會需求、適應環(huán)境能力的動態(tài)系統(tǒng)。這就要求物流系統(tǒng)應有靈活性和可變性。物料包括全的物質(zhì)資源，量大和經(jīng)常數(shù)以萬計的量流動資金，將這些數(shù)量龐大的人力、物力、財力合理組織和利用是一個非常復雜的問題。因此需要一個良好的物流信息系統(tǒng)，用以指導物流活動，這有餓是一個復雜的問題。 （5） 物流系統(tǒng)是一個多目標系統(tǒng)。物流系統(tǒng)是一個既要實現(xiàn)宏觀又要實 現(xiàn)微觀經(jīng)濟效益的系統(tǒng)。系統(tǒng)的各要素之間存在眾多的矛盾，處理不當就會惡化 。對物流系統(tǒng)人們普遍要求服務好、服務短、成本低，要滿足全部要求顯

27、然很難辦到，必須要從建立多目標物流系統(tǒng)入手達到多目標優(yōu)化的結(jié)果。 任何企業(yè)在競爭中“價格”總是最強大的武器。降價主要取決于不斷降低成本。通過多年的努力，在生產(chǎn)過程中能挖掘的潛力已經(jīng)不大，而花費在物流上的開支正式有待開發(fā)的富礦。再從現(xiàn)代供應鏈管理和電子商務來看，只有實施正確的物流管理策略，才能不斷增加企業(yè)的利潤。當前我國企業(yè)有兩種較為成功的物流發(fā)展的策略。一種是伊萊克斯公司所采取的將物流分包給第三方物流公司，另一種是海爾集團等所采取的自建現(xiàn)代物流信息系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上實行小外包，總體實現(xiàn)采購、原材料和成品陪送的jit，從而提高對訂單的響應速度。根據(jù)國外的經(jīng)驗，物流外包將接生產(chǎn)品成本10%20%。合

28、理管理企業(yè)物流就可以達到降低成本、控制庫存、有效整合資源和提升核心競爭力的目的。 企業(yè)物流系統(tǒng)由物流作業(yè)子系統(tǒng)和物流信息子系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)組成。 （1） 物流作業(yè)子系統(tǒng)。企業(yè)中各種材料、半成品、零部件和產(chǎn)品在運 輸、保管、搬運、包裝、流通加工等各種物流作業(yè)中，按實際情況逐步使用各種先進的設(shè)備和技術(shù)，以便達到提高各種物流作業(yè)的生產(chǎn)效率。 （2） 物流信息子系統(tǒng)。企業(yè)在與各種物流有關(guān)的的經(jīng)營活動中，在保證 訂貨、進貨、庫存、配送等信息暢通的基礎(chǔ)上，組成物流信息網(wǎng)絡，使管理人員任何時候都能觀察、了解物流的狀態(tài)，從而總體上提高物流系統(tǒng)運作效率。 合理組織物流活動，使各作業(yè)環(huán)節(jié)相互銜接協(xié)調(diào)，按照企業(yè)總體要

29、求調(diào)度企業(yè)內(nèi)各種資源進行整合，創(chuàng)造供應鏈中最佳效益。 第一節(jié) 車間系統(tǒng)布置設(shè)計理論的前提 對于一個工業(yè)設(shè)施或工廠，設(shè)施主要包括占用的土地、建筑物和構(gòu)筑物、生產(chǎn)加工用的機器設(shè)備、固定或移動的輔助設(shè)備，此外，還包括維修設(shè)施、動力設(shè)施、公用設(shè)施、辦公服務設(shè)施等。設(shè)施是一個投入- 產(chǎn)出生產(chǎn)服務系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換體。為了達到生產(chǎn)服務系統(tǒng)的設(shè)計目標，實現(xiàn)盡可能大的經(jīng)濟效益和社會效益，該轉(zhuǎn)換體必須具有合理的結(jié)構(gòu)與運營機制。設(shè)施布置設(shè)計是在設(shè)施選址以后，以系統(tǒng)的空間靜態(tài)結(jié)構(gòu)（布局）為研究對象，從動態(tài)結(jié)構(gòu) 物流分析出發(fā)，分析和設(shè)計系統(tǒng)的平面布置，使人力、財力、物力和物流、人流、信息流得到最合理、最經(jīng)濟、最有效的配置，從

30、根本上提高系統(tǒng)的運行效率，降低運行成本，從而提高競爭力。因此，設(shè)施布置設(shè)計的對象是整個系統(tǒng)，不是其中的個別環(huán)節(jié)。 往往一個好的工廠設(shè)施布置，具有的特征是：直線型流動；回溯最少；生產(chǎn)時間較短；在制品少；瓶頸操作可被控制；工作地之間距離較近；物料的搬運和存儲有序；沒有不必要的搬運；易于根據(jù)條件變化進行調(diào)整。 一個好的服務設(shè)施布置，具有的特征是：一目了然的服務流程；有足夠的供等待時使用的設(shè)施；方便與顧客進行溝通；便于顧客監(jiān)督；擁有充足的服務窗口和明確的進出口；部門安排和商品擺放合理；人流物流最少；每平方米設(shè)施具有很強的贏利能力。因此，設(shè)施布置應遵循如下原則： （1）減少或消除不必要的作業(yè)，這是提高企

31、業(yè)生產(chǎn)率和降低消耗的最有效的方法之一。只有在時間上縮短生產(chǎn)周期，空間上減少占地，物料上減少停留、搬運和庫存，才能保證投入的資金最小、生產(chǎn)成本最低 ； （2）以“流”尤其是物流作為布置設(shè)計的出發(fā)點，并貫穿在設(shè)施布置設(shè)計的始終。因為生產(chǎn)系統(tǒng)的有效運行依賴于人流、物流、信息流的合理化； （3）運用系統(tǒng)工程理論，用系統(tǒng)分析的方法求得系統(tǒng)的整體優(yōu)化； （4）重視人的因素，運用人機工程理論進行綜合設(shè)計，并要考慮環(huán)境的條件，包括空間大小、通道配置、色彩、照明、溫度、濕度、噪聲等因素對人的工作效率和身心健康的影響； （5）設(shè)施布置設(shè)計是從宏觀到微觀，又從微觀到宏觀的反復迭代、并行設(shè)計的過程。要先進行總體方案布

32、置設(shè)計，再進行詳細布置；而詳細布置設(shè)計方案又要反饋到總體布置方案中，對總體方案進行修正?？傊O(shè)施規(guī)劃與設(shè)計就是要綜合考慮各種相關(guān)因素，對生產(chǎn)系統(tǒng)或服務系統(tǒng)進行分析、規(guī)劃、設(shè)計，使系統(tǒng)資源得到合理的配置。 第二節(jié) 車間布置設(shè)計的理論和方法 布置設(shè)計是對建筑物、設(shè)備、通道、場地等按照物流、人流、信息流的合理需要 ,作出有機組合和合理配置。工廠布置設(shè)計的方法和技術(shù)一直是不斷探索的問題 ,發(fā)展了作業(yè)相關(guān)圖法 ,從至表試驗法、塊狀中心作圖法等以及計算機輔助工廠布置。在眾多的布置方法中 ,物流處于重要地位 ,把尋求最佳物流作為解決布置問題的主要目標。工廠布置的程序和方法,以1961年 richard繆瑟

33、提出的系統(tǒng)布置設(shè)計slp（system layout planning） 最為著名，應用十分普遍。這時一種條理性很強物流分析與作業(yè)單位關(guān)系密切程度分析相結(jié)合求得合理布置的技術(shù)。 由于工廠布置設(shè)施是多個目標、多約束的問題，因此，用數(shù)學方法來決定最優(yōu)方案是很困難的，甚至是不可能的。傳統(tǒng)的方法就是經(jīng)驗法，設(shè)計這主要依靠個人經(jīng)驗和流程圖等定性資料來確定布置方案。 從50年代起，美國的r.muther提出了系統(tǒng)布置法(s.l.p)，把量的概念引入不同方案的比較，特別是相關(guān)圖與關(guān)系密級使各個方案都可以評分，因此布置設(shè)計就由定性階段發(fā)展到定量階段。但是隨著生產(chǎn)單元數(shù)量的增多，用人工來決定設(shè)計方案變得困難，所

34、以出現(xiàn)了計算機輔助布置的方法。 計算機輔助布置方法，不但能大大改善并加速布置設(shè)計中尋優(yōu)階段這一過程，而且能迅速生成多種布置方案，以啟發(fā)設(shè)計者的思路，常常獲得比常規(guī)布置更為優(yōu)良的方案，因此計算機輔助布置發(fā)展迅速，在國內(nèi)以已日漸普及，發(fā)展了許多算法和程序，較為流行的有craft（位置配置法）、corelap（相對位置關(guān)系法）、cofad（計算機輔助設(shè)施設(shè)計）、aldep（自動布置設(shè)計法）等。應用不同的方法可產(chǎn)生不同的方案。 以上各種方法在確定方案時采用的目標不同，有定性的也有定量的。例如craft法以材料流動費用最小這一定量標準來尋優(yōu)，而corelap法卻是以相關(guān)部門的密切程度最大為目標進行尋優(yōu)，

35、而密切程度是一個定性指標。通常的布置方案評估只以一種目標來進行。人們不斷提出新的數(shù)學模型和算法，并對原有程序加以改進，如對已偶的craft法改進成mocraft法等，這些工作都取得了一定的效果。 下面簡單介紹下物流系統(tǒng)布置設(shè)計中的算法： 自動布置設(shè)計程序（automated layout design program，aldep） 基于湊合法的布置設(shè)計的算法。它的工作原理是按照物流系統(tǒng)作業(yè)單位之間的密切程度等級進行平面布置。aldep是一個構(gòu)造程序，等于從一張空白的設(shè)計紙開始，從眾多的候選作業(yè)單位中，隨機挑選第一個作業(yè)單位到空白的設(shè)計圖中，然后根據(jù)最密切的關(guān)系再選取下一個作業(yè)單位。這個過程直到

36、所有高密切程度的作業(yè)單位擺放完畢。然后再選擇密切程度稍差的作業(yè)單位進行擺放，直到應該擺放的所有作業(yè)單位都擺放完畢為止。 計算機化關(guān)系布置規(guī)劃（computerized relationship layout planning，corelap）和aldep法一樣，這種構(gòu)造算法也是根據(jù)作業(yè)單位間的密切程度來選擇和擺放作業(yè)單位。corelap用長方形的作業(yè)單位構(gòu)造布置。根據(jù)對作業(yè)單位密切程度的權(quán)重賦值，從非常重要到不重要分別賦值6到1，用以計算個作業(yè)單位總密切程度等級tcr，tcr表示一個作業(yè)單位與另一個作業(yè)單位之間的彼此可接受性。corelap也是從一張白紙開始，先將tcr最大值的作業(yè)單位1放在紙

37、上，然后掃描各作業(yè)單位密切程度表，將與1有密切關(guān)系的作業(yè)單位再放在邊上，接著再選擇其它有密切關(guān)系的作業(yè)單位擺放，直到應該擺放的作業(yè)單位都擺放完畢。與aldep方法不同的是，corelap使用了擺放等級和邊界長度參數(shù)，前者根據(jù)準備放上去的新作業(yè)單位和已在圖上的將分享共同邊界的相鄰作業(yè)單位的權(quán)重等級之和來決定選擇何者。權(quán)重等級由用戶自己規(guī)定，比如絕對密切的關(guān)系的權(quán)為200，非常密切的權(quán)為100，密切的關(guān)系權(quán)為50，一般的關(guān)系權(quán)為10，不密切的權(quán)為0，還有負的密切關(guān)系，權(quán)為-200。 定量布置程序（craft） 和基于密切程度等級的aldep和corelap相反，craft使用物流信息或從制表上累加

38、而得出的作業(yè)單位物流強度。為此，craft被稱為定量布置程序，而前兩個方法被稱為定性布置程序。craft是一種改進程序，這意味著craft接受一項初始布置設(shè)計并用順序方式成對交換作業(yè)單位的位置，試圖做出改進。幾個設(shè)計方案相互比較時，craft用物品搬移或運輸成本作為評價標準，這個成本用移動距離的線性函數(shù)來表示。一項好的設(shè)計是搬移成本較低。 多層倉庫定量布置程序（multiple） multiple是craft的改進型。它可以用于多層樓房設(shè)施布置設(shè)計，也可以用于單層倉庫設(shè)計。它與craft一樣，multiple使用物流量信息、目標函數(shù)和搜索程序。multiple用優(yōu)化程序產(chǎn)生改進的布置方案。和c

39、raft不同，它沒有在非鄰接作業(yè)單位之間不能交換的限制，所以允許任何作業(yè)單位位置作雙向交換。multiple的主要特征是采用空間填充曲線，用于構(gòu)造布置以及用以表示作業(yè)單位布置的空間。除此之外，multiple在求解過程中沒有什么重要改進。 最大可平面圖布置設(shè)計（maximal planar graph） 這是一個基于圖論的平面設(shè)計方法。像aldep和corelap一樣，圖論算法也用不同的密切程度等級的作業(yè)單位關(guān)系來產(chǎn)生布置方案。同時它也是一種布置設(shè)計的構(gòu)造型算法，算法的目標是在令人滿意的毗鄰最大化的條件下生成布置。在輸入作業(yè)單位關(guān)系和作業(yè)單位要求的空間后，圖論方法的設(shè)計過程是：首先將最高級的作

40、業(yè)單位關(guān)系（密切程度）放在一個位置上，其次使所有作業(yè)單位連接的圖構(gòu)造成樹狀圖，即沒有閉環(huán)的圖，稱之為最大生成樹。然后將其余有較高密切程度等級的作業(yè)單位繼續(xù)安放到圖上，直到再也不能做出新的邊為止。除非要做非平面的三維圖。這意味著每條邊加上去時不會切割已在圖上的各邊。這種圖稱為最大可平面圖。在最大可平面圖上用各頂點連在一起的方式，將各作業(yè)單位連接在一起。由于各作業(yè)單位都是具體的面積與形狀的，所以進一步要將圖論中的圖轉(zhuǎn)換為雙重圖，其中各作業(yè)單位已表示成為塊狀形式。最后，將包含各作業(yè)單位需要的空間的雙重圖再變成最終的布置設(shè)計塊狀平面圖。 工廠物流系統(tǒng)分析是把物流全過程所涉及的裝備、器具、設(shè)施、路線及其

41、布置作為一個系統(tǒng) ,運用現(xiàn)代科學和方法 ,進行設(shè)計、管理,達到物流合理化的綜合優(yōu)化技術(shù)。對物流分析 ,有許多圖表化的分析方法可以運用，流程圖表、物流進出表、搬運路線表、物流圖、坐標指示圖等。richard繆瑟提出的系統(tǒng)搬運分析sha（system handling analysis）,是一種有條理的分析方法 ,它從物料的分類開始 ,進行物料流程分析 ,運用各種圖表檢驗物流的合理 ,對平面布置進行改進，理選擇搬運設(shè)備 ,形成搬運方案 。工廠布置與搬運系統(tǒng)設(shè)計具有相互制約、相輔相成的關(guān)系，被稱為是一對伙伴。slp+sha是兩者相結(jié)合的方法運籌學中的運輸問題、庫存問題、排隊問題等許多數(shù)學模型 ,有助

42、于定量地分析物流系統(tǒng)中的重要問題 ,求得最優(yōu)的設(shè)計方案。下面就對slp法簡單介紹下。 一個好的服務設(shè)施布置，具有的特征是：一目了然的服務流程；有足夠的供等待時使用的設(shè)施；方便與顧客進行溝通；便于顧客監(jiān)督；擁有充足的服務窗口和明確的進出口；部門安排和商品擺放合理；人流和物流最少；每平方米設(shè)施具有很強的贏利能力。 因此，設(shè)施布置應遵循如下原則： (1) 減少或消除不必要的作業(yè)，這是提高企業(yè)生產(chǎn)率和降低消耗的最有效的方法之一。只有在時間上縮短生產(chǎn)周期，空間上減少占地，物料上減少停留、搬運和庫存，才能保證投入的資金最小、生產(chǎn)成本最低 ； (2) 以“流”尤其是物流作為布置設(shè)計的出發(fā)點，并貫穿在設(shè)施布置

43、設(shè)計的始終。因為生產(chǎn)系統(tǒng)的有效運行依賴于人流、物流、信息流的合理化； (3) 運用系統(tǒng)工程理論，用系統(tǒng)分析的方法求得系統(tǒng)的整體優(yōu)化； (4) 重視人的因素，運用人機工程理論進行綜合設(shè)計，并要考慮環(huán)境的條件，包括空間大小、通道配置、色彩、照明、溫度、濕度、噪聲等因素對人的工作效率和身心健康的影響； (5) 設(shè)施布置設(shè)計是從宏觀到微觀，又從微觀到宏觀的反復迭代、并行設(shè)計的過程。要先進行總體方案布置設(shè)計，再進行詳細布置；而詳細布置設(shè)計方案又要反饋到總體布置方案中，對總體方案進行修正。總之，設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計就是要綜合考慮各種相關(guān)因素，對生產(chǎn)系統(tǒng)或服務系統(tǒng)進行分析、規(guī)劃、設(shè)計，使系統(tǒng)資源得到合理的配置。

44、slp法是一套系統(tǒng)化的規(guī)劃設(shè)計方法，隨著上世紀80年代muther來我國講學和訪問而傳入我國。這是對設(shè)計項目進行布置的一套有條理的、循序漸進的、對各種布置都適用的方法。 系統(tǒng)布置設(shè)計(slp)程序一般經(jīng)過下列步驟： （1）原始資料收集和分析 首先必須明確給出基本要素產(chǎn)品 p、產(chǎn)量 q、生產(chǎn)工藝過程r、輔助服務部門s及時間安排t等這些原始資料，同時對作業(yè)單位的情況進行分析； （2）物流分析與作業(yè)單位相互關(guān)系分析 設(shè)施置考慮的重要因素是物流因素和非物流因素(即各業(yè)單位之間的相互關(guān)系)； （3）繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖 合物流因素和非物流因素，繪制位置相關(guān)圖； （4）作業(yè)單位占地面積計算 各作業(yè)單位所

45、需占地面積與設(shè)備、人員、通道及輔助裝置等有關(guān)，計算出的面積應與可用面積相適應； （5）繪制作業(yè)單位面積相關(guān)圖 把各作業(yè)單位占地面積附加到作業(yè)單位位置相關(guān)圖上，就形成了作業(yè)單位面積相關(guān)圖； （6）修正 根據(jù)其他因素對作業(yè)單位面積相關(guān)圖進行調(diào)整與修正； （7）方案評價與擇優(yōu) 針對得到的數(shù)個方案，需要進行技術(shù)、費用及其他因素評價，通過對各方案比較評價，選出或修正設(shè)計方案，得到布置方案圖。 第三節(jié) 系統(tǒng)布置設(shè)計理論的應用 自系統(tǒng)布置設(shè)計法誕生以來，設(shè)施規(guī)劃設(shè)計人員不但把它應用于各種機械制造廠設(shè)計，而且還在探索系統(tǒng)布置設(shè)計在其他領(lǐng)域的應用前景。設(shè)施規(guī)劃設(shè)計的作用不僅體現(xiàn)在新建的工程項目 ,更體現(xiàn)在已有企

46、業(yè)的改造上。當前我國正致力于實現(xiàn)經(jīng)濟增長方式的改變 ,重要的一個方面是經(jīng)濟增長要從主要依靠擴大建設(shè)規(guī)模轉(zhuǎn)變到主要依靠對現(xiàn)有企業(yè)進行技術(shù)改造、改組和擴建。 一、系統(tǒng)布置設(shè)計理論在生產(chǎn)車間的應用 設(shè)施規(guī)劃設(shè)計技術(shù)在生產(chǎn)車間的應用 ,國外有許多成功的實例。在我國也有一些經(jīng)驗可供借鑒。 在日本，些機械工廠由于改善物流，得良好效果。例如: （1）某生產(chǎn)自動調(diào)節(jié)閥的工廠 ,以提高生產(chǎn)率為目標 ,為了實現(xiàn)在庫零件量減半，禁止使用自動倉庫，將在庫零件改在裝配線旁平放。這樣做，使物流更有效，而且使在庫零件處于可以眼見的狀態(tài)，防止庫存過量。預計即使不引進新的生產(chǎn)設(shè)備，僅因工廠內(nèi)改善了物流，生產(chǎn)效率可以提高五成左右

47、。 （2）某工廠有的軸類零件在加工途中要求涂裝和清洗。過去的做法是在加工過程中把這些零件運到涂裝車間成批進行處理，然后再運回到加工工序中去，好處是可以防止在加工線中涂料飛散，也可提高涂裝效率。但他們認為加工工序與涂裝工序間的運輸是無效的，因此在加工線中設(shè)置了小型涂裝裝置和清洗裝置，采用強力集塵裝置防止涂料的飛散，技術(shù)上沒有難點，卻減少了物流的損失。 在我國也有很多成功的例子： （1）某汽車發(fā)動機廠，某設(shè)計院進行了物流系統(tǒng)規(guī)劃，整了廠內(nèi)車間位置，庫房合并建立了立體庫。使當時的物流搬運量減少了46.7%自制件和外購件的搬運距離大大縮短，且節(jié)約了用地，少了貯運設(shè)備。 （2)某礦山機器廠，某設(shè)計院通過

48、物流分析發(fā)現(xiàn)，業(yè)區(qū)之間的搬運活動過多，相當一部分處于長距離大物流量的范圍。如某零件要兩次進出焊接車間，次進出加工車間，產(chǎn)周期最長。經(jīng)過生產(chǎn)布局的調(diào)整，零件只在工段內(nèi)移動，化了搬運的往返。調(diào)整后，機的生產(chǎn)周期下降，量迅速增長。 （3）某變壓器廠，廠校合作進行了物流、倉儲系統(tǒng)的分析和論證，現(xiàn)了車間、倉庫布置不合理等不符合物流系統(tǒng)設(shè)計原則的問題,際搬運費為有效搬運費的332%。經(jīng)過規(guī)劃，變了線圈運輸路線、遷移了線圈干燥爐、增設(shè)門式起重機、新設(shè)鋼材庫等,短了搬運距離和費用，主要建筑物不變動的情況下，善了物流系統(tǒng)。 二、系統(tǒng)布置設(shè)計理論在其他的領(lǐng)域應用 系統(tǒng)布置設(shè)計理論除了在生產(chǎn)車間以后，在其他領(lǐng)域也被

49、廣泛應用，在物流行業(yè)的配送中心的應用，對其物料搬運系統(tǒng)進行研究優(yōu)化。系統(tǒng)布置設(shè)計同樣可以用于其他類型工廠的布置設(shè)計，甚至也可以用于服務行業(yè)設(shè)施布置。 物流中心在現(xiàn)代物流的發(fā)展中具有重要的作用。物流中心的系統(tǒng)布置設(shè)計是否合理，直接影響到物流運作效率和運作成本的高低。旨在把slp方法引入物流中心的系統(tǒng)布置設(shè)計中，利用此方法對物流中心的各功能區(qū)域進行科學、合理的布置設(shè)計。 第三章 星羽模具廠的背景介紹 第一節(jié) 星羽模具廠的現(xiàn)狀 寧?？h城關(guān)星羽模塑廠成立于1997年，是一家起點高，發(fā)展快的高科技企業(yè)，一直致力于發(fā)展自己的產(chǎn)品。 從創(chuàng)意設(shè)計到模具生產(chǎn)，擁有強有力的研發(fā)能力和完備的cad/cae/cam技

50、術(shù)隊伍以及模具制作。專業(yè)提供模具cnc加工、cad/cam技術(shù)應用和培訓的高科技公司，主要面向制造業(yè)從事模具cnc加工、利用cad/cam/cae手段為企業(yè)提供產(chǎn)品造型、模具設(shè)計。 公司主要產(chǎn)品有塑料模具、沖壓模具、橡膠模具等，可受客戶的要求直接加工塑料制品以及提供機床加工。也可根據(jù)客戶手版、圖紙、實物，利用先進的設(shè)計軟件，進行模具的設(shè)計制造。 配套制造模具的加工設(shè)備有：臺灣數(shù)控加工中心、臺灣倍速特電脈沖、臺灣力锠鋸床、海天塑料機等。 第二節(jié) 星羽模具廠員工以及工作情況 寧海星羽模具廠現(xiàn)有員工二十余人，其中設(shè)計人員有二人，編程人員有四名，其余多為長期在模具行業(yè)一線的員工。設(shè)計人員主要做的是產(chǎn)品

51、設(shè)計和模具設(shè)計，根據(jù)工藝和顧客的需要設(shè)計或者改造模具和產(chǎn)品。接到顧客的合同以后，顧客會給樣品或者產(chǎn)品圖紙，編程人員要根據(jù)樣品或者圖紙做出模具的造型，然后把做好的模具造型程序輸入數(shù)控機床，輸入工作往往由操機人員來完成。其他人員的工作是根據(jù)設(shè)備的不同來分工的，有做數(shù)控加工中心的操機人員，有負責電脈沖的人員，還有負責銑床的人員，做鉆床的鉆工。廠內(nèi)的職工分工明確。 第三節(jié) 星羽模具廠的車間流程狀況 寧海星羽模具廠的規(guī)模屬于寧海中型模具生產(chǎn)企業(yè)，廠房占地面積大概400平方米左右，整個廠房就是個生產(chǎn)車間。生產(chǎn)車間內(nèi)的布局，可以從圖1中看出。 圖3-1 星羽車間布置圖 圖中的生產(chǎn)車間有二個入口，最左邊的入口

52、一是模具原材料的流入口，入口二是塑料原材料的入口也是產(chǎn)成品的出口。整個車間根據(jù)東西走向分為二大區(qū)域，南區(qū)主要是軟件應用室、辦公室和會議室，北區(qū)就是加工設(shè)備區(qū)。中間有塊1.5米寬18米長的長方形區(qū)域5，主要是零件和毛坯的堆放區(qū)，也是模具的裝配區(qū)。圖中的7是產(chǎn)品和模具的設(shè)計室，8是模具和產(chǎn)品的造型室，9是辦公室，10是會議室，11是空置的房間。在北區(qū)的加工設(shè)備區(qū)中1是數(shù)控加工中心，2是萬能銑床，3是搖臂鉆床，4是電脈沖機床。圖中的6是塑料機床在虛線的右邊，在這個區(qū)域也就是塑料機床的周圍用來擺放塑料機床生產(chǎn)的產(chǎn)品。 在模具制造中，每個零件都具有復雜性與特殊性，相互之間具有整體配合性，這在給編制模具加

53、工工藝帶來了不同的要求，編制好的加工工藝就能影響生產(chǎn)成本與產(chǎn)品質(zhì)量。先介紹下完成的模具工藝流程。開料：前模料、后模模料、鑲件料、行位料、斜頂料；開框：前模?？?、后模?？?；開粗：前模模腔開粗、后模模腔開粗、分模線開粗；銅公：前模銅公、后模銅公、分模線清角銅公；線切割：鑲件分模線、銅公、斜頂枕位；電腦鑼：精鑼分模線、精鑼后模模芯；電火花：前模粗、銅公、公模線清角、后模骨位、 枕位；鉆孔、針孔、頂針；行位、行位壓極；斜頂復頂針、配頂針；其它：唧咀、碼模坑、垃圾釘（限位釘）；飛模；水口、撐頭、彈簧、運水；省模、拋光、前模、后模骨位；細水結(jié)構(gòu)、拉桿螺絲拉鉤、彈簧淬火、行位表面氮化；修?？套?。 下面再介紹

54、下模具制造的一般加工工藝：下料鉆孔粗銑精銑電火花鉆孔（冷卻水）裝配試模修改。下面分析下各個工藝相對應需要使用的設(shè)備。下料是把加工需要的材料從原材料供應商那購買過來，到達車間以后，如果材料比較小，可以直接由員工把材料搬到銑床上進行加工；如果材料比較大，那就需要車間里的吊車了，先把材料吊到鉆床上鉆出吊環(huán)的孔。如果沒有吊環(huán)，材料在吊運過程中很容易滑下，造成人員傷亡或者材料的損壞，因此，對于制造大型的模具，打吊環(huán)孔是必不可少的。鉆孔以后，就是粗銑了，銑需要的設(shè)備是萬能銑床。精銑一般是放在加工中心上加工，這個階段就需要編程人員編制的模具的造型軟件了，一般模具造型都是事先就做好了，這樣可以節(jié)省等待的時間。

55、所有的銑加工以后就是電火花了，需要電脈沖機床。接下來還是鉆，這次鉆的是導柱孔和頂桿的孔，這一步也需要冷卻水。然后就是模具的裝配了。裝配完以后就是試模了，試模就是把做好的模具放在塑料機上打產(chǎn)品了，如果打出的產(chǎn)品符合要求，就不需要修改了，如果不符合要求就要修改了。修改的過程根據(jù)打出的產(chǎn)品的情況不同也有大不相同。 該廠做的大多是注塑模具,因此也介紹下注塑模具的工藝流程，工藝流程圖下2個圖： 圖3-2 注塑模具工藝流程圖 要做出好的模具，光知道工藝流程是不夠，還要熟悉模具設(shè)計的知識，我這里就介紹下模具的設(shè)計的依據(jù)。 尺寸精度與其相關(guān)尺寸的正確性。根據(jù)塑膠制品的整個產(chǎn)品上的具體要和功能來確定其外面質(zhì)量和

56、具體尺寸屬于哪一種： 外觀質(zhì)量要求較高，尺寸精度要求較低的塑膠制品，如玩具； 功能性塑膠制品，尺寸要求嚴格；外觀與尺寸都要求很嚴的塑膠制品，如照相機。 脫模斜度是否合理。脫模斜度直接關(guān)系到塑膠制品的脫模和質(zhì)量，即關(guān)系到注射過程中，注射是否能順利進行： 脫模斜度有足夠；斜度要與塑膠制品在成型的分?；蚍帜Ｃ嫦噙m應； 是否會影響外觀和壁厚尺寸的精度；是否會影響塑膠制品某部位的強度。 要對車間進行系統(tǒng)布置的再設(shè)計，熟悉模具的工藝流程是必不可少的，也是設(shè)施規(guī)劃優(yōu)化的基礎(chǔ)。 第四節(jié) 星羽車間的物流分析和現(xiàn)在的系統(tǒng)布置設(shè)計 車間內(nèi)的物流根據(jù)工藝流程分析可以很清楚的看出了，不過設(shè)備可能有等待，因此是設(shè)備之間和

57、中間堆放區(qū)之間的物料流動的過程。由此可以看出現(xiàn)在的車間設(shè)施擺放有很多不足點，但也有優(yōu)點。 首先劃分出各個工作單位，根據(jù)制造工藝流程，將設(shè)備分為6個單位，具體如下表所示： 表3-1車間設(shè)備單位 序號 車間內(nèi)的設(shè)備 1 數(shù)控加工中心 2 萬能銑床 3 搖臂鉆床 4 電脈沖機床 5 裝配區(qū) 6 塑料機床 根據(jù)模具加工工藝流程，可以畫出物料在加工中所要經(jīng)過的路線。如下圖，在圖中標出的是設(shè)備之間的實際距離，暫且假設(shè)物料的重量是1噸，要將物料移動1米的費用是10元。 圖3-4物料所經(jīng)過的路線圖 各設(shè)備之間的距離如下圖所示，也是物料所要移動的距離。 圖3-5各設(shè)備之間的距離圖 這里假設(shè)模具只要試模一次就成功

58、，那么物料所要移動的總距離l就可以計算出來。l=10m+5m+15m+18m+4m+7m=59m 。那么物料搬運的總費用就可以算出來590元。 下面就用線圖來計算車間的效率。線圖的畫法是用圓寶石設(shè)備，圓圈間線段表示物料流動，如物料跳過一臺設(shè)備就將線段畫在圓圈的上方，如物料后退或倒退則線段畫在圓圈下放。畫出的線圖如下圖3-6：z表示原材料的入口處；x表示生產(chǎn)的出口處。1、2、3、4、5、6表示各項作用機械設(shè)備。 圖3-6 線圖 由圖可見，從z到x零件移動7步，每步就是兩個相鄰圓圈的距離，如跳躍一個圓就需要2步。在圖的布置中，物料從z到1，3，2，4，5，6到x共需15步。所以效率就算出，效率為7/15=46.7%。 一、現(xiàn)狀的優(yōu)點 現(xiàn)在的設(shè)施布置不是專業(yè)的設(shè)施規(guī)劃人員設(shè)計的，只是廠長根據(jù)傳統(tǒng)的方法就是經(jīng)驗法，設(shè)計這主要依靠個人經(jīng)驗和流程圖等定性資料來確定布置方案。有些借鑒其他模具生產(chǎn)車間擺放的，因此優(yōu)點是節(jié)省了原來專業(yè)設(shè)施規(guī)劃的費用。還有中間的堆放區(qū)和裝配區(qū)的布置比較合理。 二、現(xiàn)狀存在的不足 根據(jù)工藝流程，車間中設(shè)備的擺放有很過不足。根據(jù)調(diào)查這個廠主要接到的訂單都是制造大型的模具，因此，首先就是先把物料搬去鉆床上。如果是小模具，加工中心擺在最前面是合理的。 第四章 對星羽模具廠的系統(tǒng)布置設(shè)計優(yōu)化的研究 一個良好的布置設(shè)計應該使物料的成本最低。使人員的距離最短，從而使辦事效率最