1、第四章 设施布置第二节 物流分析确定位置：工厂、车间的总体位置确定位置：工厂、车间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，进行施工安装实施：编制施工计划，进行施工安装阶阶段段时间时间确定各个作业单位的外形及相互关系。各个作业单位和车间各个设备进行详细布置。SLP阶段结构系统布置设计采用四个阶段进行，称为“布置设计四阶段”。4.2.1 物流分析的基本概念 物流分析是设施布局设计过程中的关键重点以及物流分析是设施布局设计过程中的关键重点以及物料搬运计划的起点，一
2、个零部件的流程（物料搬运计划的起点，一个零部件的流程（flow）意指其在设施内移动的途径，流程分析的工作即意指其在设施内移动的途径，流程分析的工作即是考虑每一种零部件在设施内的移动途径。是考虑每一种零部件在设施内的移动途径。 工厂物流分析包括的内容有：工厂物流分析包括的内容有：物流量分析、物流物流量分析、物流关系分析、物流路径分析、搬运方法分析关系分析、物流路径分析、搬运方法分析等。等。4.2.1 物流分析的基本概念 经过的距离和物流成本最小；（两个最小） 避免逆回现象（backtracking）和交叉途径(cross traffic)。（两个避免） 目的： 尽量使同类零部件经由相同的途程来移
3、动，不须重复搬运。 交通量、生产成本达到最小。 使得部门、设备得到最有效的安排，提升公司的营运效益。4.2.2 当量物流量 物流量是指物流量是指一定时间内通过两物流点间一定时间内通过两物流点间的物料数量。的物料数量。 当量物流量是指物流运动过程中一定时间内按规定标准修正、当量物流量是指物流运动过程中一定时间内按规定标准修正、折算的搬运和运输量。折算的搬运和运输量。 f = q n 式中：式中：f 当量物流量，当量当量物流量，当量t/年、当量年、当量t/月、当量月、当量kg/小时小时； q 一个搬运单元的当量重量，当量一个搬运单元的当量重量，当量t、当量、当量kg； n 单位时间内流经某一区域或
4、路径的单元数，单元数单位时间内流经某一区域或路径的单元数，单元数/年年(月月)。 问题：一个火车车皮的载重量为问题：一个火车车皮的载重量为60t，装载，装载12个汽车驾驶室总个汽车驾驶室总成，则每个驾驶室的当量物流量为？成，则每个驾驶室的当量物流量为？ 物流当量的一个衡量指标：物流当量的一个衡量指标：玛格数玛格数(Magllitude) 一种近似描述物流量的标准值。在一些特性相差不大一种近似描述物流量的标准值。在一些特性相差不大的物料搬运中，玛格数比较适用。的物料搬运中，玛格数比较适用。 一个玛格的物料具有如下特征：一个玛格的物料具有如下特征：可以方便地拿在一只手中；可以方便地拿在一只手中；相
5、当密实；相当密实；结构紧凑，具有可堆垛性；结构紧凑，具有可堆垛性；不易受损坏；不易受损坏；相当清洁、坚固和稳定。相当清洁、坚固和稳定。 玛格数的计算方法。首先，按照物料几何尺寸玛格数的计算方法。首先，按照物料几何尺寸的大小计算出基本值：的大小计算出基本值： 计算物料的体积。度量体积时，采用外部轮廓尺计算物料的体积。度量体积时，采用外部轮廓尺寸，不要减去内部空穴或不规则的轮廓。寸，不要减去内部空穴或不规则的轮廓。 查阅玛格曲线图，得到玛格数基本值查阅玛格曲线图，得到玛格数基本值A。 根据表根据表4-1，确定修正参数。，确定修正参数。 计算玛格数。根据式计算玛格数。根据式(4-2)计算，得到玛格数
6、计算，得到玛格数M： M=A+A（B+C+D+E+F）/4 式中：式中：A 基本值；基本值； B 密度；密度； C 形状；形状； D 损伤危险程度；损伤危险程度；E 状态状态(化学状态、物理状化学状态、物理状态态)； F 价值因素，如不考虑则价值因素，如不考虑则 F=0。玛格曲线(1英寸=25.4mm)4.2.3 物料搬运活性系数 物料活性系数是一种度量物料物料活性系数是一种度量物料搬运难易程度搬运难易程度的指标，是物的指标，是物流分析的又一重要参数。流分析的又一重要参数。 最基本的活性是水平最低的散放状态的活性，规定其系数最基本的活性是水平最低的散放状态的活性，规定其系数为零。对此状态每增加
7、一次必要的操作，或者与此操作后为零。对此状态每增加一次必要的操作，或者与此操作后的相同状态，其物品的搬运活性系数加上的相同状态，其物品的搬运活性系数加上1。活性水平最。活性水平最高的状态活性系数为高的状态活性系数为4。 最基本的搬运操作包括：最基本的搬运操作包括：集中、搬起、升起、运走集中、搬起、升起、运走物物 品品 状状 态态作作 业业 说说 明明作作 业业 种种 类类还需要还需要的作业的作业数目数目已不需已不需要的作要的作业数目业数目搬运活搬运活性指数性指数集中集中搬起搬起升起升起运走运走散放在地上集中、搬起、升起、运走要要要要400集装箱中搬起、升起、运走(已集中)否要要要3l1托盘上升
8、起、运走(已搬起)否否要要222车中运走(不用升起)否否否要133运动着的输送机不要(保持运动)否否否否O44运动着的物品不要(保持运动)否否否否0444.2.4 物料搬运的单元化与标准化物料搬运的单元化与标准化 实现单元化和标准化对物料搬运的意义非实现单元化和标准化对物料搬运的意义非常重大：常重大： 提高搬运活性；提高搬运活性； 改善堆放条件，可充分利用存储空间；改善堆放条件，可充分利用存储空间； 可以合理利用搬运设备可以合理利用搬运设备1单元化单元化 单元化是将不同状态和大小的物品，集装成一个搬运单单元化是将不同状态和大小的物品，集装成一个搬运单 元，便于搬运作业，故也叫做集装单元化。元，
9、便于搬运作业，故也叫做集装单元化。 集装单元可以是托盘、箱、袋、筒等，其中以托盘应用最集装单元可以是托盘、箱、袋、筒等，其中以托盘应用最为广泛。为广泛。2标准化标准化 标准化是指物品包装与集装单元的尺寸标准化是指物品包装与集装单元的尺寸(如托盘的尺寸，如托盘的尺寸，包箱的尺寸等包箱的尺寸等)要符合一定的标准模数。要符合一定的标准模数。 ISO中央秘书处及欧洲各国已基本认定中央秘书处及欧洲各国已基本认定600mm400mm为基础模数尺寸为基础模数尺寸6001200600600物流基础模数尺寸与集装单元基础模数尺寸的配合关系 线图（String Diagram） 工艺过程图（Operation P
10、rocess Chart）和多产品工艺过程图（Multi- column process chart） 从至表(From-to Chart) 作业单位相互关系图（Activity Relationship Chart）4.2.4 物流分析方法1. 线图(String Diagram) 物流路径图在线图中，圆圈代表机器设备或部门单位，以连线代表零件的移动流程。当流程从左到右，弧线画在圆圈的上方。当存在逆回(backtracking)现象时，流程从右至左，弧线画在圆圈的下方。目的：移动距离最短/移动效率最高适用范围：假设每一种零件都具有相同的重要性。不论正逆向均视为相同重要性的移动（对逆向没有惩罚
11、）。ABCGBCZDEFX零件编号生产流程（操作顺序）1Z B C E D G X2Z C E D B X3Z F G C B D E X4Z G B D E X5Z D B E X12GBCZDEFX12零件编号步数19213317417511总计67每个零件的理想步数：7步5个零件的理想步数：57=35步效率：35/67=52%EFGZCBDX零件编号改善后步数117211374759总计51节点对次数B-C2B-D4C-E2D-E4E-X3每个零件的理想步数：7步5个零件的理想步数：57=35步效率：35/51=69%已知有编号为1、2、3、4的四种产品，以及直线布置的R、A、B、C、D
12、、E、F、S八个设施，四种产品的工艺流程分别是：1产品：RABDCFS；2产品：RBDCAS；3产品：；产品：。完成以下问题：绘制线图（物流路径图），计算效率。提出改进的布局方案，再次计算改进后的效率。习题 2工艺过程图工艺过程图(Operation Process Chart) 工艺过程图就是把工艺路线卡和装配程序图汇总到工艺过程图就是把工艺路线卡和装配程序图汇总到起而形成的一种流程图。绘制过起而形成的一种流程图。绘制过程先在图的右上部从第程先在图的右上部从第个装配作业的主要组件开始，在垂直线上按工艺路线卡的作个装配作业的主要组件开始，在垂直线上按工艺路线卡的作业顺序用圆圈表示加工和装配，用
13、正方形表示检验其它零部件，如果自制，分别用业顺序用圆圈表示加工和装配，用正方形表示检验其它零部件，如果自制，分别用垂直线画出其作业顺序，如果外购，则分别用水平线进入装配作业。垂直线画出其作业顺序，如果外购，则分别用水平线进入装配作业。物料形态表示符号物料形态表示符号 符号符号 行动类别行动类别 主要结果主要结果 操作操作 生产或完成生产或完成 运输运输 移动移动 检验检验 鉴定鉴定 停滞停滞 干扰干扰 储存储存 保存保存 工艺过程图可以用来详细描述产品工艺过程图可以用来详细描述产品生产过程中各工序之间的关系，也生产过程中各工序之间的关系，也可以描述全厂各部门之间的工艺流可以描述全厂各部门之间的
14、工艺流程。程。其重要作用是在分析工艺过程的基其重要作用是在分析工艺过程的基础上，通过产品加工、组装、检验础上，通过产品加工、组装、检验等各加工阶段及加工路线的分析，等各加工阶段及加工路线的分析，可以计算出每个工艺过程的各工序可以计算出每个工艺过程的各工序（作业单位）间的物流强度，从而（作业单位）间的物流强度，从而为作业单位位置的确定找到基础数为作业单位位置的确定找到基础数据。据。1450.190.10.310.19废料废料0.49（0.29）原材料原材料机加工机加工热处理热处理30.01标准件标准件工艺过程分析：毛坯重工艺过程分析：毛坯重0.49，经，经热处理的毛坯重热处理的毛坯重0.19，机
15、加工中，机加工中需返回热处理的为需返回热处理的为0.1。由此可知，由此可知，14之间的物流强之间的物流强度为度为0.3流程图流动线上的数字为物流量(100当量吨/单位) 多种产品工艺过程表多种产品工艺过程表 当产品较多时，各自独立的工艺过程图难以用来研究各当产品较多时，各自独立的工艺过程图难以用来研究各种产品生产过程之间的相关部分，这时就需要把工艺种产品生产过程之间的相关部分，这时就需要把工艺过程图汇总成多种产品工艺过程表。过程图汇总成多种产品工艺过程表。 目的：目的：改善逆回现象，改善逆回现象，移动距离最短移动距离最短/移动效率移动效率最高最高 适用范围：假设每一种零件都具有相同的重要性。适
16、用范围：假设每一种零件都具有相同的重要性。多种产品工艺过程表3.从至表从至表(from-to chart) 适用范围：若零件的重量与数量信息在规划时也需考虑，可使用从至表。零件号每日生产量/件重量/kg总重量/kg相对重要性(权重)1#20001200012#20001836000183#20001200014#20003060000305#20007.5150007.5每日物流量表注：相对重要性考虑了数量和重量的乘积。零件编号生产流程（操作顺序）1Z B C E D G X2Z C E D B X3Z F G C B D E X4Z G B D E X5Z D B E XZBCDEFGX和和
17、Z Z1187.513057.5B B11+307.51857.5C C11+1820D D18+7.530+1157.5E E18+130+17.557.5F F11G G301132X X左边为：从上边为：至ZBCDEFGX和和Z Z1187.513057.5B B11+307.51857.5C C11+1820D D18+7.530+1157.5E E18+130+17.557.5F F11G G301132X X总计：283零件号每日生产量/件重量/kg总重量/kg相对重要性(权重)流程1#2000120001ZBCEDGX2#2000183600018ZCEDBX3#20001200
18、01ZFGCBDEX4#2000306000030ZGBDEX5#20007.5150007.5ZDBEXa. 表中的内容为该途程的重要性程度。b. 总和每一途程的重要性次数，将不同零件但相同途程的重要性相加。如：BD移动了2次，分别是零件3和零件4，所以相加30+1c. 行和列的总计应相等。总计：283ZBCDEFGX和和Z Z1187.513057.5B B11+307.51857.5C C11+1820D D18+7.530+1157.5E E18+130+17.557.5F F11G G301132X X总计：283零件号每日生产量/件重量/kg总重量/kg相对重要性(权重)流程1#2
19、000120001ZBCEDGX2#2000183600018ZCEDBX3#2000120001ZFGCBDEX4#2000306000030ZGBDEX5#20007.5150007.5ZDBEXd. 对角线以上的数字代表沿机器所安排的顺序正向移动，对角线以下代表逆回。本例的逆回移动量是76.5。e. 若填入数字的方格位置正临在对角线上，则表示此项零件的移动直接由某一单位移至邻近的单位，若距离对角线两个方格，即隔一个单位。距离越远，表示跨越单位越多。4. 从至表(from-to chart)的力矩（torque）分析-罚点法目的：测定区域安排的效率方法：(1)在对角线上，将“重要性程度与对
20、角线的距离格数”填入空格。这个“对角线的距离格数” 就是力矩。(2)在对角线下，其力矩加倍。(3)找出数字较大的方格，如G-B(300)，表示G与B应尽量靠近。根据此原则将之重新安排，即可获得较佳的安排。ZBCDEFGX力矩和力矩和Z Z111827.5315306244.5B B11(1+30) 27.53186193.5C C12(1+18) 240D D(18+7.5)4(30+1) 113136E E(18+1) 2(30+17.5) 3153.5F F111G G30 101811309X X物流效率：从至表(from-to chart)的力矩（torque）分析%./2651077
21、283物流强度等级划分表物流强度等级划分表 物流强度等级 符号 物流路线比例（%） 承担物流量比例 （%） 超高物流强度 A（4） 10 40 特高物流强度 E（3） 20 30 较大物流强度 I（2） 30 20 一般物流强度 O（1） 40 10 可忽略搬运 U（0） 作业单位名称 1 2 3 4 5 O A X U X A A U I E 6 X A O A A 4 物流作业单位相互关系图5、非物流作业单位相互关系分析的概念在制造业的很多企业中，各生产作业单位间存在大量物流关系，而各辅助部门都为非物流关系，需要将这两种关系结合在一起统一考虑。在设施布置中，当物流状况对企业的生产影响不大或
22、没有固定的物流时，工厂布置需要进行作业单位间非物流关系分析。通过单位之间活动的频繁程度可以说明单位之间关系是密切或者疏远。这种对单位之间密切程度的分析成为作业单位相互关系分析。非物流因素的情况举例：a.辅助设施与生产部门之间常常没有物流关系，必须考虑其间的密切关系，如维修间、办公室、更衣室与生产区域的关系。b.在纯服务性设施中，办公室、维修间内没有真正的或固定的物流。要确定它们之间的关系。c.某些情况下，工艺过程不是布置设计的唯一依据。如重大件的搬运要考虑运入运出的条件，或产生污染或由危害的作业，需要远离精密加工和装配区域。d.有的工厂物料主要用管道输送。一些电子或宝石工厂，需要运输的物流很少
23、，物流相对不很重要；作业单位之间相互关系应从如下方面考虑：(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)文件信息往来情况非物流作业单位相互关系图通过“密切程度代码”和“理由代码”来表示作业单位间的相互关系。密切程度代码AEIOUX语义绝对必要Absolutely necessary特别重要Especially Important重要Important一般ordinary important不重要 Unimportant不希望接近 closeness undesirable比例2-5
24、%3-10%5-15%10-25%45-80%酌情而定理由代码12345678语义用同一场地或站台物流服务方便库存控制联系零件流动清洁非物流作业单位相互关系图注：理由表是由与具体作业单位相关的。并不固定。4.2.5平面图布置方案的各种方法1.根据物流量布置各作业单位目的：使各作业单位在平面图上布置后，相邻两作业单位间物流量最大。三个阶段：(1)按物流量从大到小定等级；(2)具体布置各作业单位；将物流量最大的一对单位最先布置到平面图上，然后 按物流量大小逐步进入布置示意图；(3)将各单位的实际面积反映到布置示意图中。TUVWXYZT451525105U352515V510W2035X6535Y5
25、2565Z每周物料搬运车运输次数的从至表Y ZZYXZYXUTZYXTVUW参照各作业单位的面积2.用路程图法布置平面图目的：在量距积为最小的原则下来布置平面图。量距积：移动物流量和移动距离的乘积。四个阶段：(1)作一张初步平面图；(2)确定各移动距离的路程（假设为两部门中心的移动距离）(3)将移动物流量与移动距离相乘，求得路程图。(4)为了降低量具积而改变平面布置。TUVWXYZT3240438074U267257V4077W2646X4631Y574625Z作业单位间的距离从至表ZYXTVUWTUVWXYZT14406001075800370U7801800855V200770W52016
26、10X29901085Y28511501625Z路程图TUVWXYZT451525105U352515V510W2035X6535Y52565Z每周物料搬运车运输次数的从至表3.用物流量和作业单位关系（综合相互关系）共同布置平面图综合相互关系：将作业单位间的物流关系和非物流关系进行综合，综合后的相互关系即称为综合相互关系。步骤：(1)通过物流分析，求得各作业单位间的物流量及其相互关系。(2)确定各作业单位非物流关系相互影响因素及等级，作出作业单位相互关系表。(3)确定物流和非物流相互关系的重要性。即物流关系和非物流关系的比例m:n。通常称为加权值。一般取1:33:1之间。3.用物流量和作业单位
27、关系（综合相互关系）共同布置平面图步骤：(4)量化物流强度等级和非物流的密切程度等级。通常这些量化的数值取A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X=-1(5)计算量化后的作业单位相互关系。 设任意两个作业单位分别为Ai和Aj，其物流强度相关等级为MRij，非物流的相互关系密切程度等级为NRij，则作业单位Ai和Aj之间的综合相关关系密切程度CRij为CRij=mMRij+nNRij。3.用物流量和作业单位关系（综合相互关系）共同布置平面图步骤：(6)综合相互关系等级划分 CRij是一个量化值，需要划分等级以建立起符号化的作业单位综合相互关系表。(7)再根据经验和实际约束情况，可调整综合相互关
28、系图表。 如：若非物流关系为X级时，综合关系等级不应大于O级。关系等级 物流关系 加权值：1 非物流关系 加权值：1 综合关系 作 业 单 位对 分数 等级 分数 等级 分数 等级 1-2 A 4 A 4 8 A 1-3 I 2 I 2 4 I 1-4 I 2 I 2 4 I 1-5 U 0 U 0 0 U 1-6 U 0 U 0 0 U 示例中须计算55对作业单位，计算分数在18之间，由此得综合相互等级划分表如下：总分 关系等级 作业单位对数 比例（%） 8 A（绝对重要） 2 3.64 57 E（特别重要） 4 7.27 34 I（重要） 7 12.73 12 O（一般） 11 20.0
29、0 U（不重要） 26 47.3 -1 X（不希望） 5 9.1 建立作业单位综合相互关系表（示例） 设备维修车间 作业单位名称 原材料库 铸造车间 热处理车间 机加工车间 精密车间 半成品库 组装车间 性能实验室 成品库 办公、服务楼 U U O U O E E I E O I I E I I A A O U U U U U U I O U I O U O X U U U U U X U U O O O X U X U U X U U O U U U 在SLP中，设施布置并不直接去考虑各作业单位的占地面积和几何形状，而是从作业单位间相互关系密切程度出发，安排各作业单位之间的相对位置，关系密切
30、等级高的作业单位之间距离近，等级低的距离远。 问题：作业单位间必然会出现密切等级相同的作业单位对，这会给位置分析造成困难。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还是处于边缘位置。中心位置还是处于边缘位置。 作业单 位代号 1 （原材料库） 2 （铸造车间） 3 （热处理） 4 （机加工） 5（精密
31、车间） 6 （标准件库） 7 （组装车间） 8 （试验室） 9 （成品库） 10（办公楼） 11（维修车间） 1 A/4 I/2 I/2 U/0 U U U U U U 2 A/4 U E/3 X/ （-1） U U X U X O 3 I/2 U I O/1 U U X U X O 4 I/2 E/3 I/2 E/3 I/2 U U U O O 5 U/0 X O/1 E E U U U O O 6 U/0 U U I E A U U U U 7 U/0 U U U U A A O I O 8 U/0 X X U U U A E I U 9 U/0 U U U U U O E O U 10 U/0 X X O O U I I O O 11 U/0 O O O O U O U U O 综合接近程度 8 5 4 14 8 9 12 7 5 6 6 排序 5 9 4 1 4 3 2 6 10 7 8 、如何计算、如何计算综合接近程度综合接近程度： 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。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
