6物流工程伊俊敏第3版电子教案(电子工业出版社)LEv3.06

11第6章布置技术及应用LayoutTechniquesandItsApplication国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社2013072本章主要内容系统布置设计SLPSLP基本要素与程序模式、SLP相关图技术、平面布置方案的确定。其他布置方法与布置设计关系表法、图论法、工作地布置、机器布置与二次分配问题。服务设施布置与设计办公室布置、零售店布置、医院布置、餐厅与厨房布置。布置模型与算法算法分类、CORELAP、CRAFT、布置算法小结。布置设计软件与仿真基础计算机辅助设施设计的发展、典型软件介绍、系统仿真概述336.1系统布置设计SLP设施布置的方法和技术，一直是工业工程领域不断探索的问题。人们研究出了许多手工设计、数学分析和图解技术。1960年代以来，又发展了计算机辅助设施设计技术。在众多的布置方法中，物流处于重要地位，把寻求最佳物流作为解决布置问题的主要目标。1961年理查德·缪瑟提出的系统布置设计SLP，在世界范围内设施布置都有较大影响，应用十分普遍。SLP是一种条理性很强，物流分析和作业单位关系密切程序分析相结合、寻求合理布置的技术，不仅适合各种规模或种类的工厂的新建、扩建或改建中对设施或设备的布置或调整，也适合制造业中对办公室、实验室、仓库等的布置设计，同时，也可用于医院、商店对服务业的布置设计。446.1.1SLP基本要素与程序模式SLP方法有5个基本要素，抓住这些就是解决布置问题的“钥匙”。5个基本要素是P、Q、R、S、T，即：P—产品和物料，包括其变化和特性；Q—每种物品的数量；R—生产路线（工艺过程顺序）；S—辅助部门（包括服务部门）；T—时间（时间安排）。上述P,Q两个基本要素是一切其他特征或条件的基础。只有在上述各要素充分调查研究并取得全面、准确的各项原始数据的基础上，通过绘制各种表格、数学和图形模型，有条理地细致分析和计算，才能最终求得工程布置的最佳方案。55整个设计被划分为4个阶段：确定位置。总体区划。详细布置。实施。四个阶段均按顺序进行，其中第一阶段和第四阶段不属于布置设计工作，第二和第三阶段是布置设计的主要工作。66系统布置设计SLP程序模式776.1.2物流分析之从至表从至表是矩阵式的，通常用来表示建筑物之间、部门之间或机器之间的物流量，它适用于多产品或多零件时的情况。如果计入作业单位之间的距离，还可以表示作业单位之间的物料搬运总量，即物流强度。从至表的画法是：在从至表上横行和竖列的标题栏内，按同样顺序列出全部作业单位将每个产品或零件在两个作业单位之间的移动，分别用字母代表产品或零件，数字代表搬运总量，填入两个作业单位横行和竖列相交的方格内。从表的左上角到右下角，画一条对角线，零件前进记在右上方，退回记在左下方。88例6-1设有三个产品A、B、C，制造它们涉及到的8个作业单位，分别是原料、锯床、车床、钻床、铣床、检验、包装和成品，以1~8代替。三个产品的工艺线路和每天运量如下表所示产品号每天搬运托盘数工艺路线A12563546788B14356783C12345678599To123456781.原料2.锯床3.车床4.钻床5.铣床6.检验7.包装8.成品8From2036443018101228362210181624102230818303826384612208各作业单位距离见下表，试作出物流分析。（注意因为两向距离一致，故左下角表数据省略。）距离从至表1010解：先按工艺线路画出产品运量从至表To123456781.原料2.锯床3.车床4.钻床5.铣床6.检验7.包装8.成品A8C5A8A8A8A8A8A8A8A8B3B3B3AB11B3AB11B3AB11B3AB11AC13FromC5C5C5C5ABC16C5ABC16C5ABC16产品号每天搬运托盘数工艺路线A12563546788B14356783C123456785121111有了距离从至表和产品运量从至表，以相应格子的运量乘以距离便得物流强度，见下表。物流强度从至表To123456781.原料2.锯床3.车床4.钻床5.铣床6.检验7.包装8.成品From1080602881048026418840144802524166419248128合计212348344232128合计201604802725925601921288AC1310412126.1.3物流相关图算出物流强度表之后，先分级，再做物流相关图。从表中按路线将物流强度从大到小列出，见下图，再将同一作业单位对的物流强度合并，如表中，3→4的80和4→3的48合并得3-4为128，5→4的64和4→5的40合并得5-4为104，并后，重排大小。xls1313再按作业单位对的强度划分等级，物流强度等级划分采用著名的A、E、I、O、U等级，AEIO比例如下图，U级比例只给无物流的作业单位对,有物流的作业单位对一般不考虑。AEIOU等级比例A10%E20%I30%O40%U0%1414物流相关图，其中U级关系没标出15需要说明的是，这里物流强度的计算是基于各作业单位间距离已知的情况下求出的，而在布置之前，这些距离是没有办法知道的。因此在布置时，只能采用基于产品和工艺所估计出的物流量作为物流等级的依据，物流强度可在后面列出了几个方案时再作分析比较。若对已有布置的分析、修改，就可以采用物流强度这种反映运量和距离的综合从至表，甚至在估算出单位物料移动单位距离的搬运成本后，可以得到物流成本从至表。16166.1.4SLP相关图技术相关图(RelChart)是缪瑟首先使用的，它能直观地表示出各作业单位两两之间的关系密切程度，而这正是布置的依据。因为企业内作业单位之间关系影响因素较多，所以除了进行物流分析之外，还要有非物流分析。1717一、非物流分析物流分析所得到的是定量的相互关系，但是各作业单位之间还存在着其他的关系。例如以下就是非物流因素为主的情况：诸如电子和精密机械的工厂，需要运输的物料很少，物流相对来说不重要。辅助设施与生产部门之间常常没有物流关系，但必须考虑它们之间的密切关系，像维修间、工具室、更衣室、休息室与生产区都的一定的密切关系。在纯服务性设施中，例如办公室、维修间内，常常没有真正的固定的物流，常用信息流或人流当作“物流”。在某些情况下，工艺过程也不是布置设计的唯一依据。例如重大零部件的搬运要考虑运入运出的条件，不能按工艺过程布置；有的工序属于产生污染或有危害的作业，需要远离精密加工和装配区域，也不能考虑工艺顺序。1818非物流的相互关系不能用定量的方法得到，而要用一些定性的方法。这时相关图每个菱形格子不但要表示两两之间的密切程度等级(ClosenessRating)，还要加上评级的理由。定性给出密切程度等级时，包括A、E、I、O、U和X六种，其比例掌握如下符号AEIOUX意义绝对重要特别重要重要一般不重要不要靠近颜色红色■桔黄■绿色■蓝色■无色□棕色■量化值43210-1线条数4条3条2条1条无1条折线比例(%)2~53~105~1510~2545~80根据需要1919AOAIEUOUIUUUUEXUUXUUUXUUXUUUUIUIOIIEUEIUUUOUUUXUAOUOEI4333124551522221212624155551124211434154438141312111098765432113121110987654321144EEIIEUUIUUUUIEUXXUUUEUUXIUUUIIUUUUUI1E1.原料库2.油料库3.零件库4.机加工车间5.热处理车间6.焊接车间7.变速器车间8.总装车间9.工具车间10.油漆车间11.试车车间12.成品库13.办公服务楼14.车库图4-13作业单位相关图编号理由1工作流程的连续性2生产服务3物料搬运4管理方便5安全与污染6共用设备设施7振动某叉车厂作业单位非物流相关图共有14个作业单位，两两关系共有n*(n-1)/2=14*(14-1)/2=91个，则A级约有2~5个，图中为3个。确定作业单位密切程度等级的主要影响因素，也就是评级理由，在相关图中一般以代码表示，并在右下角列出表格。2020这些理由一般不要超过8~10条。常见理由如：工作流程作业性质相似使用相同设备、设施或同一场地使用相同文件使用一套人员联系频繁程度监督和管理噪声、振动、烟尘、易燃、易爆等2121非物流关系评级主要由上述理由确定，A级一般只用于部门间有密切的工艺联系或使用相同的设备或场所，如钢材库和下料区、最后检查和包装、清理和油漆等。大量的人员流动也可定为A。如果对A有些把握不准，就可定为E，如两个作业单位间人员流动量大但并不是每时如此，再如方便和安全要求、搬运物料要求和服务频繁和紧急等。U是最多的，当两个作业单位间不需要相关或无干扰时采用。X同A一样重要，但方向相反，是不需要密切靠近的。例如油漆间就不能和焊接间相邻。一般噪音、烟尘、发热、致冷和气味都是列X的理由。2222因为这种评级是定性的，必须遵循以下的方法和步骤：由设施布置人员初步决定各作业单位间的关系，并经集体讨论，充分阐明理由并作出分析。访问相关图中所列作业单位的主管或上级，和充分的调查研究。决定密切程度的标准，并逐项把这些标准列在相关图的理由表中。对每一对作业单位确定密切程度等级和理由。应允许任何人对相关图提意见，允许多次评审、讨论和修改。23232综合相关图综合考虑物流和非物流关系时，要确定两种关系的相对重要性。这一重要性用比值m:n来表示，一般不应超过1:3~3:1。如果比值大于3:1，意味着物流关系占主导地位，设施布置只考虑物流即可；当比值小于1:3时，说明物流的影响很小，只考虑非物流关系即可。实际情况下，根据两者的相对重要性，比值可为3:1，2:1，1:1，1:2，1:3。有了此比值和两个相关图，就要将相关图中各密切程度等级按表量化。符号AEIOUX意义绝对重要特别重要重要一般不重要不要靠近颜色红色■桔黄■绿色■蓝色■无色□棕色■量化值43210-1线条数4条3条2条1条无1条折线比例(%)2~53~105~1510~2545~80根据需要2424然后用以下公式计算两作业单位i和j之间的相关密切程度CRijCRij=mMRij+nNRij其中MRij和NRij分别是物流相互关系等级和非物流相互关系等级。然后就可以按的值再来划分综合等级，各档比例还可按表4-16控制。这里要注意X级的处理。任何一级物流强度与X级的非物流关系综合时，不应超过O级。对于一些绝对不能靠近的作业单位，相互关系可定为XX级。最后，再根据经验和实际约束情况，来适当调整综合相关图。25256.1.5平面布置方案的确定按SLP程序，得到作业单位综合相关图之后，就可以求出位置相关图，给定面积需求还可进一步得到面积相关图，以此设计出各种平面布置方案。26261位置相关图——线形图法缪瑟提出的SLP中采用了线形图来“试错”生成平面布置图。它的方法是用4条平行线段表示两作业单位间的A级关系；三条平行线表示E级关系；两条I级；一条O级；U级不连线；X级用折线表示。首先将A、E级关系的作业单位放进布置图中，同一级别的用同一长度的线段表示，A级线段最短，取一个单位，E级的长度为A级的两倍，依次类推。随后，按同样的规则布置I级关系。若作业单位较多，线段混乱，可以不画O级关系，但X级必须画出。调整各部门的位置，以满足关系的亲疏程度。最后，将各个部门的面积放入布置图中，生成空间关系图。经过评价、修改，便获得最终布置。272714.车库13.办公服务楼12.成品库11.试车车间10.油漆车间9.工具车间8.总装车间7.变速器车间6.焊接车间5.热处理车间4.机加工车间3.零件库2.油料库1.原料库1412345678910111213123456789101112