物流工程学分析方法

包装与印刷工程学院李光物流工程与管理第3章物流工程学分析方法2019/9/6本章内容3.1生产物流系统分析方法3.2系统布置设计方法3.3EIQ分析方法2019/9/63.1生产物流系统分析方法企业生产物流，指从原材料购进、车间生产、半成品与成品的周转直至送到成品库的物流全过程。2019/9/63.1.1生产物流系统分析的基本概念1.物流工作量物流量是指一定时间内通过两物流点之间的物料数量。在一个给定的物流系统中，物料从几何形状到物化状态都存在较大差别，搬运难易程度相差很大。因此在生产系统分析过程中，引入当量物流量概念，把系统中所有的物料通过修正、折算为一个统一量。2019/9/62.当量物流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、折算的搬运和运输量，并充分考虑物料在搬运或运输过程中实际消耗的搬运和运输能量等因素。如一台载重量为5吨的叉车，在运送5吨的铸件时，5吨铸件的当量重量为5吨；而在运送2吨的物料时，2吨物料的当量重量仍为5吨。在实际系统中，所提及的物流量均指当量物流量。2019/9/6当量物流量的计算公式：f=n·q式中：f—当量物流量，当量t/年、当量t/月、当量kg/h……q—一个搬运单元的当量重量，当量t、当量kg……n—单位时间内流经某一个区域或路径的单元数，单元数/年（月……）2019/9/63.玛格数（Magnitude）玛格数起源于美国，是一种不十分成熟的当量物流量计算方法。它是为度量各种不同物料可运性而设计出来的一种度量单位，可以衡量物料搬运难易的特征。将两点之间流动物料的玛格数乘以单位时间内运输的件数，即可得到两地点之间的物流量或物流强度。2019/9/6（1）玛格数的定义可方便地拿在一只手中；相当密实；形状紧凑并可堆码；不易损伤；相当清洁、紧固和稳定。一块经过粗加工的10立方英寸（约150立方厘米）大小的木块，叫做一个玛格。»一包20支香烟——1/2玛格»螺母7/16×3/16in——1/50玛格»家用浴缸——36玛格»托盘荷载4×4ft堆放不高——38玛格2019/9/6（2）玛格数的计算方法①计算物料体积，采用测量外轮廓尺寸计算方法，不要减去内部空穴或不规则的轮廓。②按照物料几何尺寸的大小，查阅玛格曲线，得到玛格数基本值A。③确定修正参数B、C、D、E。B：笨重程度或密实度C：形状D：损伤可能性E：状况④计算玛格数：M=A+0.25A(B+C+D+E)2019/9/61001011/101/1001/1000基本值(玛格)0.0010.010.1110100100010000外形尺寸in3外形尺寸的基本值——因素A10in3——1玛格2019/9/6级B笨重C形状D损伤性E状况-3十分扁平，可堆垛或充分套叠-2非常轻或空的易堆垛或套叠的基本不易受损伤-1轻和庞大的较易堆垛或略可套叠不易受损或受损极小0相当密实基本方形且有些堆垛特性略易受损清洁、结实、稳定+1相当重及密实长、圆或有点不规则形状的易受挤压、破裂、擦伤有油、脆弱、不稳定或难搬运+2重及密实十分长、球或不规则形状非常易受损伤涂有油脂、热的、脆弱、滑溜非常难搬+3非常重、密实特长、弯曲、非常不规则极易受损或大损发粘的胶面+4特别不规则的极易受大损熔化的钢平纸片或金属板材体积庞大的钣金制品实心铸件、锻件纸本、汤盆废铁屑拆散的瓦楞纸板箱书、茶杯铸铁干燥木板木块加工成一定尺寸的木料木块空心铸件袋装谷类、短棒油漆过的物品带油切屑台式电话机电视显象管模块、实心铅长钢粱水晶、玻璃制高脚器皿成形管、木扶手椅瓶装酸类、炸药2019/9/6（3）玛格数的局限性：因为每一种物流的运输能力会部分地与搬运方法有关，而实际中，玛格数对各种不同的物理、化学状态的物料和搬运方法不能十分准确的来描述和度量，因而它是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，玛格数是比较适用的。但若想将现实中的所有物料都用玛格数来度量，其误差较大。也就是说，物流系统越大、越复杂，玛格数的适用精度越低。2019/9/64.物料活性系数α物料搬运活性系数是一种度量物料搬运难易程度的指标，是物流分析的重要参数。一般将它分为5个等级。α的等级01234物料状态堆在地面上集中、装在容器内垫起、可吊装装载、可近距离移动装车移动α的等级2019/9/6系数值越高，物料流动越容易，所要求的工位器具所消耗的费用水平越高，相应投资费用越高。系统设计时，不应机械地认为α越高越好，要根据具体情况，充分考虑工艺要求和成本费用综合考虑。还可绘制物料活性系数曲线，分析某一物流在系统中的平均机动性。2019/9/63.1.2生产物流系统分析方法生产物流系统分析是针对企业生产物流系统的环境、输入输出情况、物料性质、流动路线、系统状态、搬运设备与器具、库存等进行全面、系统的调查与分析，找出问题，求得最佳系统设计方案。生产物流系统分析是设计、改造和管理一个物料搬运系统所需分析思想、程序和方法的总和，是一个系统探索和综合创造的过程，具有开发设计和改造创新双重功能。其分析流程如图1所示。2019/9/6图1生产物流系统分析流程图2019/9/61.外部衔接分析外部衔接是指对已确定系统边界的物流系统，研究物料输入与输出系统的情况。包括物料输入输出工厂系统的方式（运输车辆、装载容器、路线入口等）、频率以及输入输出系统的条件（如时间、道路以及工厂周围环境）等的统计资料，必要时应以统计图表表达。2019/9/62.输入因素P、Q、R、S、T影响布置设计最基本的因素：产品Prouducts、数量Quantity、生产路线Routing、辅助服务部门Service、时间Timing。除以上五项基本因素外，还需收集和分析其他有关因素，包括城市规划、外部协作条件、交通运输条件、地质水文条件、自然条件，以及关于职业安全和卫生、消防、环境保护、建筑、道路、通道等方面的技术规范、规程和标准等。2019/9/6产品P：是指企业所生产的商品、原材料、加工的零件、成品或提供服务的项目，资料包括项目、种类、型号、零件号、材料等，该因素影响设施的组成及相互关系、设备类型、物料搬运的方式等。数量Q：是指所生产、供应或使用的商品量或服务的工作量，用件数、重量、体积或销售价值表示，该因素影响着设施规模、设备数量、运输量、建筑物面积等因素。2019/9/6生产路线或工艺过程R：是指工艺过程设计的成果，可用设备表、工艺路线卡、工艺过程图等表示，该因素影响各作业单位之间的关系、物料搬运路线、仓库及堆放地的位置等。辅助服务部门S：是指公用、辅助、服务部门，包括工具、维修、动力、收货、发运、铁路专用线、卫生站、更衣室、食堂、厕所等，这些是生产的支持系统。时间或时间安排T：是指在什么时候、用多长时间生产出产品，包括各工序的操作时间、更换批量的次数。根据这一因素可以得出设备的数量、需要的面积和人员，平衡各工序的生产能力。2019/9/63.当量物流量计算及物料分类对收集到的资料、数据要进行适当的分析与处理才能使用。系统的物料很多，需要根据其重要性（价值和数量）进行分类，一般采用A、B、C分类方法。分类步骤如下：（1）物料的当量物流量计算。（2）绘制物流种类—物流量P－Q图。其中P代表物料种类，Q代表物流量（当量物流量）。根据每一种物料及其对应点，画出由直方图表示的P－Q图。2019/9/6P－Q图ABP1CQP2Pn2019/9/6（3）对P－Q图进行A、B、C分类。A类物料占总品种数的5-10％，物流量占70%以上；B类物料占总品种数的20％左右，物流量占20％左右；C类物料占总品种数的70％以上，物流量仅占5-10％。物流系统分析与设计以及管理可以按A、B、C分类进行，抓住重点。2019/9/64.物流系统流程分析步骤（1）绘制平面图平面图上各设施、设备、储存地、固定运输设备等用工业工程标准符号（国际通用标准）表明，并进行阿拉伯数字编码。系统内每个与物流作业有关的活动都用标准符号表达，经过标定并编码。表示操作，既可以表示操作过程，也可以表示加工设备、生产部门等。表示储存，指储存地、仓库、工位储存地等。表示搬运或运输。口表示检验，包括加工过程检验和最终检验等。2019/9/6车间编码平面图12345678910111213141516171819202122232425262019/9/6（2）绘制物流流程表根据平面图，按照物料分类和当量物流量，任意一条物流路径用编码表示其物流流程。将系统中所有物流流程用表的形式表达，则称该表为物流流程表。2019/9/6某车间物流流程表序号名称物流流程物流量（t）1轴11－4－8－15－16－17－1851.72轴21－3－7－16－1860.33轴32－3－7－16－1838.64轴42－6―9－16－14―1815.35齿轮12－5―10－16－17―1847.66齿轮21－5―10－16－17―188.47齿轮32－6―11－12－13―1938齿轮42－6―11－17―1939.69齿轮52－6―11－17―182210连杆2－5―9－16－17―1911.22019/9/6（3）绘制物流流程图将各条物流的物流量大小（用数字标注）与经过的物流点绘制在编码平面图上，称为物流图。物流图可以直观形象地表达系统的物流情况。2019/9/6某车间物流流程图784563109141511121316172179..9转运车1转运车238..660.38.451.798.915.398.951.751.751.715.318118.950.81915.33361.6129.764.65658.826.511.298.9转运车3转运车42019/9/6（4）绘制相关图将系统中所有物流部门与非物流部门均绘制在一张表达相互关系的图上，便于分析。用英文字母A(ApparentlyImportant)、E(EspeciallyImportant)、I(Important)、O(OrdinaryImportant)、U(Unimportant)来表示两个部门的密切关系程度。2019/9/65.物流系统状态分析（1）流量矩阵F根据系统流程图，得到由系统中任意两点间物流量构成的关联矩阵。nnnnnnfffffffffF.....................2122221112112019/9/6（2）距离矩阵D根据编码平面图，得到由系统中任意两点间距离构成的关联矩阵。由F、D就可以计算除系统的量距积和S（也称系统搬运工作量）。nnnnnndddddddddD.....................2122221112112019/9/6（3）F—D图（即流量--距离图）将每两点间的物流按其流量大小和距离大小绘制在一直角坐标图上。根据分析需要，按照确定的物流量和距离，将该图划分成若干部分，以发现不合理的物流。ninjijijdfS112019/9/6（4）搬运设备、容器统计以表格形式记录下任意方案中，在各设施、设备之间从事物料搬运的设备、装载容器等的状况，分析其合理与否，提出改进意见。2019/9/66.可行方案的建立和调整根据上述分析，对于每个假设方案均可计算出量距积和S。系统搬运工作量S最小的方案，为最优系统方案。2019/9/6方案一与方案二的物流系统状态分析对比序号从至fij方案一方案二dijSijdijSij11-360.321-451.731-58.442-338.652-558.862-679.973-798.984-851.795-911.2105-1056116-915.3126-1164.6137-1698.9148-1551.72019/9/6序号从至fij方案一方案二dijSijdijSij159-1626.51610-16561711-1231811-1761.61912-1332013-1932114-1815.32215-1651.72316-1415.32416-17118.92516-1898.92617-18129.72717-1950.8总计2019/9/6