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COEJ工业工程概论中科院研究生院工程教育学院GUCAS-COEJZYJia212/16/2019IEIntroduction第6章设施规划与物流分析设施规划与物流分析简介主要是为新建、扩建或改建的生产系统或服务系统，综合地考虑相关因素，进行分析、构思、规划、论证、设计，做出全面安排，从而使资源得到合理配置，使系统能够有效运行，为实现运营目标提供最佳支持。建设或技改项目的资源利用率高底，工艺设备是否先进适用，能否取得好的投资效果，发挥经济效益、社会效益和环境效益，规划设计起着决定性的作用。内容提要1.设施规划概述2.设施选址及其评价3.设施布置规划与物流分析工厂物流分析设施布置类型和工业设施布置的传统方法系统化设施布置规划方法（SystemLayoutPlanning，SLP）4.仓库规划GUCAS-COEJZYJia312/16/2019IEIntroduction本章的教学目的与要求1.了解设施选址与评价方法;2.了解系统化设施布置规划方法；3.了解仓库的规划与布置方法。第6章设施规划与物流分析GUCAS-COEJZYJia412/16/2019IEIntroduction开篇案例：山钢vs日钢深水港码头、坚硬的地质构造、颇为丰富的水资源、较低的物流运输成本，日照具有建设大型钢铁基地的优良基因，外加得天独厚的港口条件。日照一度成为宝钢的候选厂址，还曾成为首钢搬迁的选项之一。日钢职工人均月工资较其它钢铁企业高，但人均吨钢成本依然比莱钢、济钢低100元以上。•山钢粗钢产能都处于山东省内陆地区，生产成本高，吨钢生产成本与沿海低成本的钢铁企业相比差距较大；•产品市场却在沿海经济带，直接的竞争对手是沿海、沿江钢厂，市场竞争上明显处于劣势。GUCAS-COEJZYJia512/16/2019IEIntroduction设施规划对系统进行分析、规划和设计，使资源合理配置，系统能有效运营达到预期目标定义6.1设施规划概述特点目标对象是整个制造系统或服务系统而非其中的一个环节它是为了使设施得到优化布置，支持系统有效的运营。对象是整个制造系统或服务系统而非其中的一个环节简化加工过程缩短生产周期力求投资最低有效利用人员、设备、空间使原材料、工具、零件、在制品及最终成品的运输成本最低为员工提供方便、舒适、安全和职业卫生的条件。设施规划的基本问题GUCAS-COEJZYJia612/16/2019IEIntroduction1.减少或消除不必要的作业，这是提高企业生产率和降低消耗的最有效方法之一。在时间上缩短生产周期，空间上减少占地，物料上减少停留、搬运和库存，保证投入资金最少、生产成本最低；2.以流动的观点作为设施规划的出发点，并贯穿在规划设计的始终。因为生产系统的有效运行依赖于人流、物流、信息流的合理化；3.运用系统的概念。系统分析的方法求得系统的整体优化；4.重视人的因素，运用人机工程理论，进行综合设计，并要考虑环境的条件包括空间大小、通道配置、色彩、照明、温度、湿度、噪声等因素对人的工作效率和身心健康的影响；5.设施规划设计是从宏观到微观，又从微观到宏观的反复迭代、并行设计过程。要先进行总体方案布置设计，再进行详细布置；而详细布置设计方案又要反馈到总体布置方案中，对总体方案进行修正。总之，设施规划与设计就是要综合考虑各种相关因素，对生产系统或服务系统进行分析、规划、设计，使系统资源得到合理的配置。原则6.1设施规划概述GUCAS-COEJZYJia712/16/2019IEIntroduction设施规划研究范围市场部门的信息产品设计和工艺过程的数据管理层的策略设施规划输入信息6.1设施规划概述设施规划设施内部设计结构系统设计平面布局设计物料搬运系统设计设施选址GUCAS-COEJZYJia812/16/2019IEIntroduction1.现有系统空间是否过大？2.现有的空间是否过于昂贵？3.建筑物是否在合适的位置？4.一个新的布置如何影响组织和服务？5.办公室的工作过于集中还是过于分散？6.办公室的结构能支持工作规划否？7.布置和公司的形象协调么？1、服务系统布置问题设施布置问题的类型1.在建筑物或楼层内将不必要的人员流动降低到最低限度。2.设施内应提供必要的私人联系的场所。3.为建筑物内的人员提供安全与保密。4.和建筑法规相适应。服务设施布置目标新服务系统布置的问题清单6.1设施规划概述GUCAS-COEJZYJia912/16/2019IEIntroduction制造系统布置中，将技术检查以及物料搬运成本降至最低，为职工提供安全的工作场所以及便于管理人员的监管等是主要的考虑因素。制造系统的布置问题包括确定机器设备的位置、设置工作地基其他，目的：1.使原材料、零件、工具、在制品及最终制品的运输成本最低。2.人员来往、流动方便轻松。3.增加职工士气。4.将个人工伤、事故和损失降至最低。5.提供监控和面对面交谈的场所。2、制造系统布置问题仓库的高度、过道或走廊的形状和大小、装卸区位置和方位、货架的类型、物品存储和检索的自动化程度等。6.1设施规划概述3、仓库布置问题4、非传统布置问题GUCAS-COEJZYJia1012/16/2019IEIntroduction生产什么？产品如何生产？什么时候生产？每种产品生产多少？生产该产品的周期是多长？产品在哪里加工、装配？1、设施规划的几个基本问题6.1设施规划概述设施规划的原始信息和数据准备市场部门的信息产品设计和工艺过程数据管理层策略2、设施规划的主要信息和数据来源GUCAS-COEJZYJia1112/16/2019IEIntroduction定址在已定地区内选定一片土地作为设施的具体位置选位即选择什么地区（区域）设施选址的两个层次问题设施选址主要内容和一般程序设施选址，是指解决待建厂或设施的地理位置，使之与企业的整体运营系统有机结合，以有效经济地达到企业目的。6.2设施选址及其评价设施选择的4个阶段:1.准备阶段、2.地区选择、3.地点选择、4.编制报告阶段设施选址的阶段与主要内容GUCAS-COEJZYJia1212/16/2019IEIntroduction影响设施选址的成本和非成本因素成本因素非成本因素1、原料供应及成本1、地区政府政策2、动力、能源的供应及成本2、政治环境3、水资源及其供应3、环境保护要求4、劳工成本4、气候和地理环境5、产品运至分销点成本5、文化习俗6、零配件从供应点运来成本6、城市规划和社会情况7、建筑和土地成本7、发展机会8、税率、利率和保险8、同一地区的竞争对手9、资本市场和流动资金9、地区的教育服务10、各类服务及维修费用10、供应和合作环境…………设施选址的主要影响因素6.2设施选址及其评价GUCAS-COEJZYJia1312/16/2019IEIntroduction市场条件社会条件资源条件基础设施配套供应地区选择考虑的因素场址地区选择，主要从宏观的角度考虑地理位置与设施特点的关系。一般情况下主要考虑如下因素：6.2设施选址及其评价GUCAS-COEJZYJia1412/16/2019IEIntroduction1地形地貌条件2水文地质、工程地质条件3物流条件4给排水及污染物排放条件对具体建厂地点的要求6.2设施选址及其评价GUCAS-COEJZYJia1512/16/2019IEIntroduction设施选址的评价方法——成本因素评价方法设施选址的评价方法——综合因素的评价方法名称特点盈亏点平衡法在选址评价中可以用来确定特定产量下，成本为最低的设施选址方法。基于产量、成本和销售预测。重心法产品成本中运输费用占比较大，有多个供应商或产品需销往多个地点时，选择运输费用最少的厂址。线性规划法对于多工厂与多个需求点和供应点（仓库、配送中心和销售点等）的问题，同时确定多个设施位置，费用最低原则。名称特点加权评分法适用于比较各种非经济因素，关键在于确定合理的权重和等级评定，有专家和决策者打分。因次分析法将候选方案的成本因素和非成本因素同时加权比较。其他方法优缺点比较法、启发法、模糊评判法、网络布点模型、蒙特卡洛法等。6.2设施选址及其评价GUCAS-COEJZYJia1612/16/2019IEIntroduction6.2设施选址及其评价—案例1、前期准备根据已确定的工厂规模和产品方案、产品的销售半径，对其主要技术经济指标进行估算。•主要原料：石灰石/砂岩、硫酸渣、粉煤灰等原料和煤等。5千吨/日---〉280万吨/年•运输量及运输方式：5千吨/日---〉450万吨，公路运输。•用电量：包括生产用动力电和生活用照明电等•用水量：包括生产用水，生活用水和消防用水，以及对水质的要求。•设备数：设备总数和主要设备台数。•职工总数•厂区面积：包括生产区、生活区和施工场地等面积指标。2、现场踏勘包括地理位置、场地条件、交通运输条件、工程及水文地质条件、供电供水、原燃材料供应、环境保护、企业协作条件等。3、方案比较三个备选方案的详细对比如表6-5。A方案的劣势有平整土石方量大、居民搬迁等，但有靠近石灰石矿、交通便利、位于城市最小风频的上风侧、对城市环境质量影响小等优势，首选。B方案备选。设施选址案例—大型水泥厂GUCAS-COEJZYJia1712/16/2019IEIntroduction表6-5厂址技术条件对比表厂址A方案B方案C方案项目1厂址位置位于县城东南15Km处，符合城市工业布局要求位于县城南8Km处，临近规划的工业园区位于县城东12Km处，符合城市工业布局要求2场地条件丘陵坡地，非耕地，面积满足生产布局及发展要求，但地形高差大，土石方工程量大，场地平整费用较高场地面积较大，属工业用地，地势平坦，不需平整场地面积相对较小，没有发展余地，且部分为耕地3交通条件距国道约2km，其间有省级公路相连，交通运输条件方便距国道5km，临近城区主干道，交通运输条件方便临近省级公路，交通运输条件方便4工程地质根据现场勘测及相关地址资料，该地区内无不良地质现象，工程地质条件教好根据工业区内在建项目资料，该区域内工程地质条件良好根据现场勘测及相关地质资料，该地区内无不良地质现象，工程地质条件良好5供电条件距离区域变电站约1.5km，需要架空线路进厂，增加投资约80万元临近工业区内的变电站，供电条件好靠近城市北区变电站，供电条件好6供水条件区域内地下水储量丰富，拟开采地下水利用工业区内既有的供水系统，但费用较高临近河流，可以此为水源，但需要净化处理后方可用7主要原料供应条件靠近石灰石矿山，输送距离短，且厂区与矿山工业场地较近，便于管理靠近石灰石矿山约12km，需要架空输送廊道，增加投资6000万距离石灰石矿山2km，需要架空输送廊道，增加投资1000万8环境影响位于城市最小风频的上风侧，但周围500m以内有村庄，需搬迁15户位于城市最小风频上风侧，项目会加重城区环境污染距离河流太近，会污染河流，影响城市取水9企业协作条件厂址东侧2km有一电厂，粉煤灰可做辅助原料，协作条件好与工业园内相关企业合作机会多，协作条件好距离城市和其他企业较远，协作条件一般6.2设施选址及其评价—案例GUCAS-COEJZYJia1812/16/2019IEIntroduction设施布置设计的目的6.3设施布置规划与物流分析通过对生产系统的物流、人流、信息流进行分析，对建筑物、机器设备、运输通道和场地做出合理的组合与配置，达到系统内部布置最优化。优劣不同的工厂布置，在施工成本上相差无几，但是对生产运营会有很大影响。优良的平面布置可以使物流搬运费减少10-30%。是提高生产率的决定因素之一。一．工厂物流分析二．设施布置类型和工业设施布置的传统方法三．系统化设施布置规划方法（SLP）设施布置规划与物流分析主要内容GUCAS-COEJZYJia1912/16/2019IEIntroduction一、工厂物流分析6.3设施布置规划与物流分析工厂物流的两个基本原则(1)经过距离和物流成本最小(2)避免迂回或避免十