生产物流系统规划及设计

1第4章生产物流系统规划与设计学习目标重点难点主要内容案例分析本章小结思考与练习2学习目标掌握设施布置设计的概念和方法物料搬运系统的分析设计方法精益物流系统规划与设计现代集成制造物流系统规划与设计3根据SLP和SHA，并结合精益思想设计企业物流系统要求4熟练掌握的内容：设施布置设计的基本类型物料搬运的基本原则设施布置与物料搬运系统的设计过程与方法精益物流系统的基本理论5了解/理解内容：传统的系统设施布置设计的局限性集成化物流系统的运作模式6华联印刷生产物流系统管理初探[思考题]：生产物流系统的有效布局与管理对企业生产运营起到什么积极的作用？7第一节生产物流系统设计第二节设施布置设计第三节物料搬运系统的分析设计方法第四节精益物流系统规划与设计第五节现代集成制造物流系统规划与设计8第一节生产物流系统设计本节点睛一、设施布置布置设计二、物料搬运系统设计三、设施布置设计与物料搬运系统设计关系9一、设施布置布置设计通过对系统物流、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有机的组合与合理配置，达到系统内部布置最优化。10二、物料搬运系统设计它是工序之间，车间之间，工厂之间物流不可缺少的环节。设计一个合理、高效、柔性的物料搬运系统，对压缩库存资金占用、缩短物料搬运所占用的时间是十分必要的。11三、设施布置设计与物料搬运系统设计关系设施布置设计与物料搬运系统设计是相互关联，相辅相成的。物料搬运设备选择会影响布置，设备的具体布置也围绕着物料的搬运。12第二节设施布置设计本节点睛一、设施布置设计概述二、设施布置设计的基本类型三、系统布置的设计过程四、系统布置设计的问题分析13一、设施布置设计概述1、设施布置设计的含义和内容含义：根据企业经营目标和生产纲领，在已经确认的空间场所内，按照从原材料接受、零件和产品制造、产品包装、发运等全过程，力争将人员、设备和物料所需要的空间做最适当的分配和最有效的组合，以获得最大的经济效益内容：工厂总体布置车间布置14一、设施布置设计概述2、设施布置设计的原则（1）符合工艺过程的要求（2）有效利用空间（3）物料搬运费用最少（4）保持生产和安排的柔性（5）适应组织结构的合理化和管理的方便（6）为职工提供方便、安全、舒适的作业环境15一、设施布置设计概述3、设施布置基本流动模式选择车间内部流动模式的一个重要因素是车间入口和出口的位置。流动模式还受生产工艺流程、生产线长度、场地、建筑物外形、物料搬运方式与设备、储存要求等方面的影响基本流动模式有如图4-1的五种。163、设施布置基本流动模式（a）直线形（b）L形（c）U形（d）环形（e）S形图4-1基本流动模式17二、设施布置设计的基本类型1、工艺原则布置（ProcessLayout）一种将相似设备或功能集中布置在一个地方的布置形式适用于多品种小批量的生产方式。18二、设施布置设计的基本类型2、产品原则布置（ProductLayout）也称装配线布置，是一种根据产品制造的步骤来安排设备或工作过程的方式。适用于少品种、大批量的生产方式。192、产品原则布置（ProductLayout）下面举例说明产品原则布置在装配线平衡中的应用过程例1、J型手推车要在一个传送带上组装，每天需生产500辆，每天的生产时间为420分钟。表4－1列出了手推车的组装步骤及其时间，请根据周期时间和作业次序的限制，求使工作地点数量最少的平衡方式。202、产品原则布置（ProductLayout）基本工作单元（作业）完成时间说明紧前工序A45安装后轴支架，并将4个螺母紧固在4根丝杆上—B11插入后轴AC9拧紧后轴支架螺母，将其紧固在丝杆上BD50安装前轴支架，并将4个螺母紧固在4根丝杆上—E15拧紧前轴装配螺钉DF12安置1#后车轮，紧固轮壳轴承盖CG12安置2#后车轮，紧固轮壳轴承盖CH12安置1#前车轮，紧固轮壳轴承盖EI12安置2#前车轮，紧固轮壳轴承盖EJ8沿前轴装配手推车手把，并用手拧紧螺栓与螺母F,G,H,IK9紧固螺栓与螺母J完成作业所需要的时间总量为195秒212、产品原则布置（ProductLayout）解：步骤1：绘制双代号网络图，如图4－2。BCGJ12435869710EDHIAF9K4550111541212121298图4-2J型小推车装配网络图222、产品原则布置（ProductLayout）步骤2：确定工作站周期（周期时间）步骤3：计算满足周期时间要求的最少工作站理论值(取不小于计算值的最小整数)秒每天计划产量每天生产时间周期时间50.45004206060)(DPCmin()5001953.874P6042060DNT完成作业所需时间总量工作地数量周期时间232、产品原则布置（ProductLayout）步骤4：选择作业分配规则，以确定装配线的平衡。规则1：首先分配后续工作较多的作业规则2：首先分配操作时间最长的作业依据规则1，如表4-2所示。242、产品原则布置（ProductLayout）作业下面的作业数目AB,DC,EF,G,H,IJK654210表4-2作业排列一览表252、产品原则布置（ProductLayout）步骤5：分配各工作地点的作业，分配结果如表4－3所示表4-3根据规则1确定的装配线平衡作业作业时间剩余时间可行的遗留作业最多的后续作业操作时间最长的作业工作地点1A455.4没有工作地点2D500.4没有工作地点3B1139.4C,EC,EEE1524.4C,H,ICC915.4F,G,H,IF,G,H,IF,G,H,IF123.4没有工作地点4G1238.4H,IH,IH,IH1226.4II1214.4JJ86.4没有工作地点5K941.4没有262、产品原则布置（ProductLayout）步骤6：计算装配线平衡后的效率11119577%550.4iitNC完成作业所需的时间总量效率实际工作地点数时间周期272、产品原则布置（ProductLayout）步骤7：由于效率不高，根据规则2确定装配线平衡，如表4-4所示。此时，按规则2布置装配线基本满足要求若按两个规则排列任务均不满意，可选用其他的决策准则重新对装配线进行平衡。97%50.44195效率282、产品原则布置（ProductLayout）作业作业时间剩余时间可行的遗留作业最多的后续作业操作时间最长的作业工作地点1D500.4没有工作地点2A455.4没有工作地点3E1535.4B,H,IH,IH,IH1223.4B,III1211.4BB110.4没有工作地点4C941.4F,GF,GF,GF1229.4GGG1217.4JKJ89.4KKK90.4没有表4-4根据规则2确定的装配线的平衡29二、设施布置设计的基本类型3、定位布置（FixedLayout）产品（由于体积或重量庞大）停留在一个位置上，设备、人员、材料都围绕着产品而转。具有相对较少的产品数量。30二、设施布置设计的基本类型4、成组技术布置（GroupLayout）将不同的机器组成加工中心（工作单元）来对形状和工艺相似的零件进行加工。适应于中小批量生产。314、成组技术布置（GroupLayout）好处：（1）改善人际关系（2）提高操作技能（3）减少在制品和物料搬运（4）缩短生产准备时间324、成组技术布置（GroupLayout）步骤：（1）将零件分类，建立零件分类编码系统。（2）识别零件组的物流类型，以此作为工艺布置和再布置的基础。（3）将机器和工艺分组，组成工作单元。33三、系统布置的设计过程1、系统布置设计（SLP）要素及阶段基本要素（1）P产品（或材料或服务）（2）Q数量（或产量）（3）R生产路线（工艺过程）（4）S辅助服务部门（5）T时间（或时间安排）341、系统布置设计（SLP）要素及阶段阶段结构：阶段1——确定位置：确定所要布置的相应位置阶段2——总体区划：在布置区域内确定一个总体布局阶段3——详细布置：确定各个作业单位或各个设施的具体位置阶段4——施工安装：编制计划，进行施工安装35三、系统布置的设计过程2、系统布置设计程序（模式）系统布置设计流程如图4－5所示。输入数据(P，Q，R，S，T，P-Q)物流分析作业单位相互关系分析物流与作业单位相互关系图面积相互关系调整、修正与拟订方案评价图4-5系统布置设计程序模式362、系统布置设计程序（模式）1）产品产量分析（P-Q分析）P-Q分析决定了设施将采用何种原则进行布置（产品/工艺/成组/固定原则布置），如图4-6所示。数量Q产品（项目或品种）PM区J区图4-6P---Q关系372、系统布置设计程序（模式）一般来说，P-Q分析分为两个步骤：将各种产品、材料或者有关生产项目分组归类；统计或计算每一组或类的产品数量。需要说明的是，产量的计算单位应该反映出生产过程的重复性，如件数、重量、或体积。382、系统布置设计程序（模式）2）物流分析与物流相关表物流分析：确定物料在生产过程中的每个必要的工序之间移动的最有效顺序及其移动的强度和数量。根据工艺路线和工艺过程的原始资料进行物流分析，其方法有单品种/多品种工艺过程图分析；从至表（From-ToChart）分析等。392、系统布置设计程序（模式）例：设有个三个产品A、B、C，每个产品的每天搬运托盘如表4-5所示。表4-5产品搬运托盘数产品ABC每天的托盘数835402、系统布置设计程序（模式）制成从至表，表4-6表示及其和作业单位的相互距离。原料锯床车床钻床铣床检验包装成品原料8203644301810锯床122836221018车床1624102230钻床8183038铣床263846检验1220包装8成品表4-6作业单位距离从至表41表4-7表示产品及搬运总量。原料锯床车床钻床铣床检验包装成品原料AC13B3锯床C5A8车床C5AB11钻床B3C5A8铣床A8ABC16检验A8ABC16包装ABC16成品表4-7产品及搬运托盘数从至表2、系统布置设计程序（模式）42将表4-8产品及搬运总量从至表中的物流强度按作业单位汇总到表4-9中物流强度汇总表中。原料锯床车床钻床铣床检验包装成品合计原料AC104B108212锯床C60A288348车床C80AB264344钻床B48C40A144232铣床A64ABC416480检验A80ABC192272包装ABC128128成品0合计01041882525925601921282016表4-8产品及搬运总量从至表2、系统布置设计程序（模式）43序号（作业单位对）作业单位对物流强度序号（作业单位对）作业单位对物流强度1（1-2）原料-锯床1048（4-5）钻床-铣床402（1-4）原料-钻床1089（4-6）钻床-检验1443（2-3）锯床-车床6010（5-4）铣床-钻床644（2-5）锯床-铣床28811（5-6）铣床-检验4165（3-4）车床-钻床8012（6-3）检验-车床806（3-5）车床-铣床26413(6-7)检验-包装1927（4-3）钻床-车床4814（7-8）包装-成品128表4-9物流强度汇总表2、系统布置设计程序（模式）44当存在物流倒流现象时，倒流物流量出现在从至表中的下三角方阵中，此时从至表中任何两个作业单位之间的物流流量（物流强度）等于正向物流量与逆向物流量之和。见表4-10。2、系统布置设计程序（模式）45序号作业单位对物流强度序号作业单位对物流强度1（1-2）1047（4-5）401042（1-4）108（5-4）643（2-3）608（4-6）1444（2-5）2889（5-6）4165（3-4）8012810（6-3）80（4-3）4811（6-7）1926（3-5）26412（7-8）128∕2016表4-10物流强度汇总表（续）2、系统布置设计程序（模式）46将表4-10中各作业单位