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第2章设施规划与布置设计学习目标知识点设施规划与设计的基本理论场址选择方法系统布置设计方法难点系统布置设计方法的实际应用要求熟练掌握的内容场址选择方法中的成本因素和综合因素法系统布置设计的方法了解理解的内容设施规划与设计的基本理论【开篇案例】某电瓶叉车总装厂总平面布置设计过程中,机械制造人员首先制定出__制造工艺,叉车总的生产工艺过程可以分为零部件__阶段—总装阶段—试车阶段—成品储存阶段同时确定由总厂负责完成重点零部件的__及总装工作,主要包括变速器的__与组装、抬升液压缸的__、随车工具的制作、车体的__及叉车总装工作其他如转向器、驱动桥、液压回路及平衡重由协作厂负责制造,并需存放在总厂的标准件及半成品库中为此,总厂设置了包括原材料库、机__车间、总装车间等14个作业单位(部门)依照工艺过程,各个部门分别负责不同阶段的工作,由于在本章节主要讲述设施布置设计,故对本案例主要完成电瓶叉车总装厂的总体布置设计,在已经确定的空间场所内如何安排14个作业单位是本案例要完成的在后续的章节中随着知识点的叙述将对本案例的相应部分进行分析解决[思考]应用什么方法,在已确定的空间场所内安排14个作业单元,使布置更优?
2.1设施规划与设计的基本理论设施规划与设计从“工厂设计”发展而来,重点探讨各类工业设施、服务设施的规划与设计概念、理论及方法,是工业工程学科的一个重要研究领域工厂布置的方法和技术一直是工业工程领域不断探索的问题自工业__以来研究出了许多手工设计、数学分析和图解技术20世纪60年代以来,又发展了计算机辅助工厂布置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由于各种工厂之间存在很大的差别,工厂设计一直没有形成系统的理论及知识体系,从事工厂设计的技术人员往往从经验出发,用简单的生产流程的观点实现工厂布置,使得设计结果难以满足生产要求,更难取得最佳的设计方案随着研究的深入及系统工程、运筹学、计算机技术的发展应用,工厂布置的程序和方法,以1961年Richard·缪瑟(R.Muther)提出的系统布置设计SLPSyste__ticLayoutP1anning最为著名,这是一种条理性很强,将物流分析与作业单位相互关系密切程度分析相结合、求得合理布置的技术使工厂布置设计由定性阶段发展到定量阶段,自SLP法诞生以来,设施规划设计人员不但把它应用于各种机械制造厂的设计中,而且不断发展应用到一些服务领域,如办公室的布置规划,连锁餐厅的布置规划,银行、超级市场等服务领域
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1.1设施规划与设计定义一个生产系统或者服务系统的建成,都要形成有形的固定资产,这种有形的固定资产称为设施对于一个工业设施或工厂,设施包括占用的土地、建筑物和构筑物、__用的机器设备、固定的或__的辅助设备,此外,还包括维修设施、动力设施、公用设施、办公服务设施等对于一个服务设施,设施包括土地、建筑物、设备、公用设施、办公设施等设施是一个投入——产出生产服务系统的载体为了达到生产服务系统的设计目标,实现尽可能大的经济效益与社会效益,载体必须具有合理的结构与运营机制设施规划与设计学科直接的功能就是对一个生产系统或服务系统进行全面的、系统的规划和安排设施规划与设计的对象是整个系统,不是其中的个别环节(如某项工艺技术)由于一个设施的有效运行不仅取决于有形的固定资产,同时还与技术、物料、市场、环境、人员、资金、法律、政策等因素密切相关;不仅要满足企业的要求,也要适应市场、社会和国民经济发展的需要因此,设施规划与设计不仅涉及到有关领域的专业技术(如土建),还涉及经济管理学科、社会政策法规等,是一门多学科相互交叉的边缘学科从工程项目建设程序上讲,设施规划与设计贯穿从投资意向到项目竣工的全过程,这就形成了广义设施规划与设计从相对窄的范围讲,设施规划与设计是为新建、改建或扩建的生产系统或服务系统,综合考虑相关因素,进行分析、构思、规划、论证、设计,全面合理配置资源,使系统能够有效运行,达到预期目标的一门学科狭义设施规划与设计学科重点内容就是为生产或服务系统合理配置资源随着工业工程的应用领域的进一步扩大,工厂设计的原则和方法逐步扩大到了非工业设施,如机场、医院、超级市场等各类社会服务设施因此,“工厂设计”一词逐渐被“设施规划”或“设施规划与设计”所代替设施规划与设计以企业生产系统的空间静态结构(布局)为研究对象,从企业动态结构——物流状况分析出发,探讨企业平面布置设计目标、设计原则,着重研究设计方法与设计程序(步骤),使企业人力、财力、物力和物流、人流、信息流得到最合理、最经济、最有效的配置和安排,从根本上提高企业的生产效率,达到以最少的投入获得最大效益的目的
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1.2设施规划与设计的研究范围从工业工程角度考察,设施规划由场址选择和设施设计两部分组成设施设计又分为布置设计、物料搬运系统设计、建筑设计、公用工程设计及信息通信设计五个相互关联的部分,如图2-1所示�设施规划与设计场(厂)址选择设施设计布置设计物料搬运系统设计建筑设计公用工程设计信息系统设计图2-1设施规划与设计组成(l)场(厂)址选择任何一个生产或服务系统不能脱离环境而单独存在外界环境对生产或服务系统输入原材料、劳动力、能源、科技和社会因素;同时,生产或服务系统又对外界环境输出其产品、服务、废弃物等因此生产系统或服务系统不断受外界环境影响而改变其活动;同时,生产或服务系统的活动结果又不断改变其周围环境场址选择就是对可供选择的地区和具__置的有关影响因素进行分析和评价,达到场址最优化场址选择是一个通用的概念,适用于各种类型设施的规划与设计,对于工矿企业又常用厂址选择代替,有时对“场址”与“厂址”的细微差异不加区分
(2)布置设计布置设计就是对系统物流、人流、信息流进行分析,对建筑物、机器、设备、运输通道和场地作出有机的组合与合理配置,达到系统内部布置最优化
(3)物料搬运系统设计根据资料统计,产品制造费用的20%一50%是用于物料搬运的因此,现代管理理论都非常注重物料搬运系统物料搬运系统设计就是确定物料搬运方法,即确定搬运路线、搬运设备和搬运单元在物料搬运系统设计中,物料搬运系统分析SHA(Syste__ticHandling____ysis)是一种重要的设计分析方法,其分析方法、分析程序与系统布置设计(SLP)非常相似
(4)建筑设计设施规划与设计中,需根据建筑物和构筑物的功能和空间的需要,满足安全、经济、适用、美观的要求,进行建筑和结构设计建筑设计需要土木建筑各项专业知识
(5)公用工程设计生产或服务系统中的附属系统包括热力、煤气、电力、照明、给排水、采暖通风及空调等系统,通过对这类公用设施进行系统、协调的设计,可为整个系统的高效运营提供可靠的保障
(6)信息系统设计对于工矿企业来说,各生产环节生产状况的信息反馈直接影响生产调度、管理,反映出企业管理的现代化水平随着计算机技术的应用,___络系统的复杂程度也大幅提高,___络系统设计也就成为了设施设计中的一个组成部分
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1.3设施规划与设计的目标一个设施是一个有机的整体,由相互关联的子系统组成,因此必须以设施系统自身的目标作为整个规划设计活动的中心设施规划总的目标是使人力、财力、物力和人流、物流、信息流得到最合理、最经济、最有效的配置和安排,即要确保规划的企业能以最小的投入获取最大的效益不论是新设施的规划还是旧设施的再规划,典型的目标是
(1)简化__过程;
(2)有效地利用设备、空间、能源和人力资源;
(3)最大限度地减少物料搬运;
(4)缩短生产周期;
(5)力求投资最低;
(6)为职工提供方便、舒适、安全和职业卫生的条件上述目标之间往往存在相互冲突,必须要用恰当的指标对每一个方案进行综合评价,达到总体目标的最优化
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1.4设施规划与设计的原则为了达到上述目标,现代设施规划与设计应遵循如下原则
(1)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只有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,才能保证投入的资金最少,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叠代,并行设计的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
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1.5设施规划与设计的阶段结构设施规划与设计工作贯穿工程项目发展周期中的前期可行性研究与设计阶段,因此,设施规划与设计必然也存在与时间有关的阶段结构正如R.缪瑟(R.Muther)所指出的设施规划与设计“有一个与时间有关的阶段结构”,并且各阶段是依次进行的;阶段与阶段之间应互相搭接;每个阶段应有详细进度;阶段中自然形成若干个审核点图2-2体现了这种阶段结构这种结构形成了从整体到局部、从全局到细节、从设想到实际的设计次序即前一阶段工作在较高层次上进行,而后一阶段工作以前—阶段的工作成果为依据,在较低层次上进行;各阶段之间相互影响,交叉并行进行因此,设施规划与设计必须按照“顺序交叉”方式进行工作表2-1列出了设施规划与设计阶段结构的成果和工作0预规划Ⅱ总体规划规划阶段规划时间Ⅰ确定方案Ⅲ详细规划Ⅳ规划实施Ⅴ规划后图2-2设施规划与设计的阶段结构表2-1设施规划与设计阶段结构成果和工作阶段0IIIIIIIVV名称预规划确定方案总体规划详细规划规划实施规划后成果确定目标分析并确定位置及其外部条件总体规划详细规划设施实施计划竣工试运转主要工作内容制定设施要求预测、估算生产能力及需求量确定设施要求、生产能力及需求量按规划要求总体规划及总布置图按规划要求作详细规划及详细布置图制定进度表或网络图项目管理(施工、__、试车及总结)财务工作财务平衡财务再论证财务总概算比较财务详细概算筹集投资投资
2.2生产和服务场址选择场址选择包括地区选择和地点选择,通常称为选点和定址20世纪末世界经济全球化的浪潮,以生产全球化、资本全球化和市场全球化为特征,跨国公司跨越国界的经济活动使设施的选址也超越了国界,可以在全球范围内选址地区选择是对可能选择的国家或国__区的选择,然后选择该地区内的合适具体地点场址选择不是由设施规划人员单独完成的它通过地区规划、地质勘探、气象、环保等部门及设施规划人员的共同合作,最后由决策部门作出决定
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2.1场址选择的意义生产或服务系统作为一个系统不能脱离环境而__存在外界环境对系统输入原材料、劳动力、能源、资金、科技和社会团素;同时,系统对外界环境输出其产品、服务、废弃物等因此,生产系统不断受外界环境的影响而改变其活动;同时,生产系统的活动结果也不断改变其外界环境场址选择为生产或服务系统确定了所接触的外界环境,影响着生产系统的各种输入和输出合理的厂址选择有利于充分利用人力、物力和自然资源;有利于促进建厂地区的经济发展;有利于保护环境和生态平衡因此,厂址选择的合理与否,直接影响工厂的基建投资、产品成本、发展前景、企业经济效益和国民经济效果总之,厂址选择对社会生产力布局、城镇建设、企业投资、建设速度及建成后的生产经营都会产生深远的重大影响设施场址选得好,不但可以缩短建设工期,降低造价,同时还会对当地的__、经济、文化、环保等领域产生深远的影响场址选择不好,就会给企业留下终生隐患比如有的企业由于选址时对地质情况了解不够,而把工厂建在滑坡之上,以致建成后每年要花费大量资金进行滑坡处理;有的则导致原材料、燃料运输费用高昂;电力供应不足而不能连续生产等种种不良后果,最终导致企业经济效益低下,将会给企业带来致命的缺陷,给社会留下沉重的负担
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2.2影响场址选择的主要因素
1.地区选址考虑因素地区选择主要考虑宏观因素,由于制造业和服务业的设施考虑不一样,因此要充分考虑不同设施的不同性质和特点一般而言,地区选择主要考虑以下因素
(1)市场情况不论是制造业还是服务业,设施的地理位置一定要与客户接近,越近越好要考虑该地区的市场条件,对企业的产品和服务的需求情况、消费水平及与同类企业的竞争能力要分析在相当长的时期内,企业是否有稳定的市场需求及未来市场的变化情况
(2)社会环境要考虑当地的法律规定、金融、税收政策等情况是否有利于投资如当前国内很多地区大力开展招商引资活动,对金融税收等都有__的政策在国外建厂时更应注意当地的__环境是否稳定,是否邻近自由贸易区等
(3)资源条件要充分考虑该地区是否可使企业得到足够的资源如原材料、水电、燃料、动力等例如发电厂、化工厂等需要大量的水;制药厂、电子厂需要高度纯净水;电解铝厂需要大量的电,最好接近电厂选址除物料资源要求外,还应充分考虑人力,不同产品和生产方法对工人素质和技巧有不同的要求劳动密集型企业对工人数量要求多而技术要求不高;但对技术密集型企业对工人技术等级有较高要求
(4)基础设施交通道路、邮电通信、动力、燃料管线等基础设施对建立工厂投资影响很大还有土地征用、拆迁、平整等费用对我国来说尽量选用不适合耕作的土地作为场址,而不去占用农业生产用地
(5)配套供应通常,制造业中的产品尤其是大型机电产品需要数量众多的零部件厂与之配套供应,因此,地区内是否有本企业所需要的各种配套件供应商,对及时供应各种零部件,支持精益生产,降低总成本都有重要意义2.地点选择要求在完成了地区选址后,就要在选定的地区内确定具体的建厂地点地点选择应考虑的主要微观因素有
(1)地形地貌条件场址要有适宜建厂的地形和必要的场地__,要充分合理地利用地形地形力求平坦略有坡度,可以减少士石方工程,又便于地面排水
(2)地质条件选择场址时,应对场址及其周围区域的地质情况进行调查和勘探,分析获得资料,查明场址区域的不良地质条件,对拟选场址的区域稳定性和工程地质条件作出评价使地质条件满足建筑设计要求,如避开强烈地震区、滑坡地区和泥石流地区
(3)运输联接条件场址应便于原材料、燃料、产品、废料的运输铁路运输时考虑靠近铁路和车站,水路运输时考虑靠近码头等
(4)风向场址应位于__区下风向,以免厂内排出废气烟尘及噪声影响__区居民同时场址又不宜建在现有或拟建工厂的下风向,以免受其吹来烟尘影响窝风的盆地会使烟尘不易消散,从而影响本厂卫生
(5)供排水条件供水水源要满足工厂既定规模用水量的要求并满足水温、水质要求在选择场址时,要考虑工业废水和场地雨水的排除方案
(6)特殊要求具有特殊要求的设施,应根据其特性选择合适的地点如机场应选择在平坦开阔,周围没有高层建筑和山丘的地方船舶制造必须在沿海和沿江的地方以上列出的是场址选择时需要考虑的一些重要因素,设施规划人员应根据设施的具体特点,具体问题具体分析,因地制宜,不能生搬硬套
3.影响设施选址的经济因素和非经济因素影响设施选址的因索很多,有些因素可以进行定量分析,并用货币的形式加以反映,称为经济因素,亦称为成本因素有些因素只能是定性的非经济因素,亦称为非成本因素,非成本因素与成本无直接关系,但能间接影响产品的成本和企业的未来发展这些因素分类见表2-2,可作为场址选择的评价指标表2-2设施选址的成本因素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__政策
(2)动力、能源的供应及成本
(2)__环境
(3)水资源及其供应
(3)环境保护要求
(4)劳动力成本
(4)气候和地理环境
(5)产品运输成本
(5)文化习俗
(6)零配件运输成本
(6)城市规划和社区情况
(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)各类服务及维修成本
(10)供应合作环境
2.
2.3场址选择方法在我国场址选择__以来一直采用定性的经验分析方法,这些方法很大程度上依赖于设计者个人的经验与直觉,使得在决策时,有些重要因素被忽视,给企业带来难以弥补的损失目前国内外形成了基于成本因素和综合因素评价的两类方法1.成本因素法
(1)盈亏平衡法该方法属于经济学范畴,在选址中通过确定产量规模下,来寻求成本为最低的设施选址方案它建立在产量、成本、预测销售收入的基础之上例2-1某企业拟在国内新建一条生产线,确定了三个备选场址由于各场址征地费用、建设费用、原材料成本、工资等不尽相同,从而生产成本也不相同三个场址的生产成本见表2-3所示,试确定不同生产规模下最佳场址解先求A、B两场址方案的交点产量,再求B、C两场址方案的交点产量,就可以决定不同生产规模下的最优选址设CF表示固定费用,CV表示单件可变费用,Q为产量,则总费用为CF+CVQ表2-3备选场址费用表备选场址费用项目ABC固定费用/元60000012000002400000单件可变费用502411在M点A、B两方案生产成本相同,该点产量为QM,则2-1在N点B、C两方案生产成本相同,该点产量为QN,则2-2结论以生产成本最低为标准,当产量Q低于
2.31万件时选A场址为佳,产量Q介与
2.31到
9.23万件之间时选B方案成本最低,当Q大于
9.23139万件时,选择C场址
(2)重心法当产品成本中运输费用所占比重较大,企业的原材料由多个原材料供应地提供或其产品运往多个销售点,都适宜采用重心法选择此方法时运输费用等于货物运输量与运输距离以及运输费率的乘积如图2-3所示,在直角坐标系中,需要选址的工厂坐标为P0,n个配送中心、仓库或原材料供应点Wj,现欲确定工厂位置,使从工厂到各处的运输费用为最小X0Y图2-3重心法选址坐标图W4W3W2W1P0P0到各处总费用为(2-3)(2-4)式中——为工厂P0到Wj的每单位物流量单位距离所需的运输费用(运输费率);——为工厂P0到Wj各处的物流量;——工厂P0到Wj各处距离;现在要求为何值时最小,为使总费用最小,上述问题转变为求特定解使为极小值,根据高等数学多元函数求极值的方法,将式2-3分别对求偏导,令偏导数为零(2-5)由此可求和的解为(2-6)公式(2-6)中含有,而是的函数,此处要用迭代法求解,计算步骤如下
①给出初始位置,代入公式(2-3),计算;
②初始位置代入公式(2-4),计算;
③代入公式(2-6),计算改进位置;
④改进位置代入公式(2-3),计算;
⑤比较和,若,重复步骤
②③④,反复迭代,直到,求出最优解由上述求解过程可知,该问题适合用计算机编程求解通过研究发现对于用式(2-7)作为最佳场址坐标与用计算机迭代求解结果相差不大(2-7)例2-2某公司拟在某城市建一配送中心,该配送中心每年要往A、B、C、D四个销售点配送产品各地与城市中心的距离和年运量如表2-4所示假定各种材料运输费率相同,试用重心法确定该厂的合理位置表2-4各设施位置和需要产品数量各设施位置坐标/km需要产品数量/tA40,501800B70,701400C15,181500D68,32700解根据公式(2-7)有说明场址的选择涉及多方面的因素,不可能通过简单的数学计算确定场址重心法优点是按运输费用最小原则选址,对候选位置没有限制,具有较大的灵活性缺点也是灵活性大,而实际计算出的场址不一定是合理的地点,如计算出的位置已有建筑物或有河流经过此外,重心法采用直线距离,这在大多数情况下是不合理的为此,实际距离不是直线距离的可在运输费率中加以修正故重心法求出的解比较粗糙,实际意义在于为选址人员提供一定的参考
(3)线性规划法——运输问题对于多个工厂供应多个需求点的问题,通常线性规划方法求解更为方便,此问题转化为运筹学问题中的经典问题——运输问题其目的也是使生产运输费用最小一般模型为(2-8)式中m——工厂数量;n——销售点数量;——产品单位运输费用;——从工厂i运到销售点j的数量;——销售点j需求量;——工厂i供应量;对于运输问题可以用单纯形法进行求解,因为运输问题具有结构上的特殊性,应用表上作业法进行求解步骤是先用最小费用法、西北角法或最大差额法确定初始方案;然后用闭回路法和对偶位势法进行最优性检验;若非最优,最后用闭回路法进行调整直到最优为止具体方法见运筹学相关书籍
(4)启发式方法服务系统经常面临在一个地区建多少服务点的问题,该问题比较复杂,可以通过启发式方法求解,通过例题加以说明例2-3某公司拟在某市建立两家连锁__,该市共有四个区,记为甲、乙、丙、丁假定各区人口均匀分布,各区可能光临各个__的人数相对权重及距离见表2-5所示,问题是两家__设立在哪两个区使得各区居民到__购物最方便即总距离成本最低表2-5四个区人口、距离和相对权重甲乙丙丁人口/千人人口相对权重甲
011812101.1乙
11010781.4丙
81009200.7丁
12790121.0解按以下步骤进行
①由表2-5构造权重人口距离表2-6,例如从甲区到乙区为11×10×
1.1=121;
②表2-6中按列相加,挑选出最低成本所在列为__第一候选地址,本列中为丙,见表2-7;表2-6权重人口距离表甲乙丙丁甲012188132乙
123.
2011278.4丙1121400126丁___841080表2-7按列相加选择甲乙丙丁甲012188132乙
123.
2011278.4丙1121400126丁___
841080349.
2345308336.4表2-8按列相加选择甲乙丁甲08888乙
112078.4丙000丁
108840220172166.4表2-9按列相加选择甲乙甲088乙
78.40丙00丁
0078.488
③对每一行比较除零以外至已确定地址的成本,若成本高于已确定地址成本则修改为已确定地址成本,若成本低于已确定地址成本则保留,删除已确定地址,见表2-8,表2-9;
④重复
②③步,可选出最后一个__地址选择__的顺序为丙、丁、甲、乙
2.综合因素法设施选址受到诸多因素的影响,比如经济因素和非经济因素经济因素可以用货币的量来表示,而非经济因素要通过一定的方法进行量化,称为综合因素评价法常用有加权因素法和因次分析法
(1)加权因素法对非经济因素进行量化一般采用加权因素法,按下列步骤进行
①列出场址选择考虑的各种因素;
②确定因素权重;
③对各因素就每个备选场址进行评级,共分为五级;用五个元音字母A、E、I、O、U表示各个级别分别对应不同的分数A=
4、E=
3、I=
2、O=
1、U=0;
④计算各因素权重与备选场址对各因素评级分数乘积之和,分数最高者为最佳场址方案例2-4某一设施选址有K、L、M三个备选方案,选定的影响因素有五个,权重及评定等级见表2-10,确定场址方案表2-10加权因素法选择场址举例序号因素权重KLM
①位置8A/32A/32I/16
②__6A/24A/24U/0
③地形3E/9A/12I/6
④地质条件10A/40E/30I/20
⑤运输条件5E/15I/10I/10合计12010852从表中可以看出来应该选择得分最高的K作为场址,应用此方法的关键是因素的确定和权重的确定
(2)因次分析法因次分析法是将经济因素(成本因素)和非经济因素(非成本因素)按照相对重要度统一起来设经济因素和非经济因素相对重要程度之比为m:n,且有m+n=1
①确定经济因素重要性因子,其大小受各项成本影响,其计算式表示为(2-9)式中——第i选址方案总成本;——备选场址方案数目;此处取成本的倒数进行比较,是为了和非经济因素相统一因为非经济因素越重要其指标越大而经济因素成本越高,经济性越差所以取倒数进行比较,计算结果大者经济性好
②确定非经济因素重要性因子第一,确定各个非经济因素相对权重;第二,确定单一非经济因素对于不同候选场址的重要性即就单一因素将被选场址两两比较,令较好的比重值为1,较差的比重值为0将各方案的比重除以所有方案所得比重之和,得到单一因素相对于不同场址的重要性因子,用公式表示为(2-10)式中——第i选址方案k因素中的比重;——i选址方案对k因素的重要性;第三,非经济因素重要性因子2-11式中——非经济因素相对权重
③将经济因素的重要性因子和非经济因素的重要性因子按重要程度叠加,得到该场址的重要性指标,计算公式为(2-12)场址重要性指标最大的为最佳选择方案例2-5某公司拟建一配送中心,有三处待选场址A、B、C主要经济因素成本如表2-11所示,非经济因素主要考虑竞争能力、运输条件和环境就竞争能力而言,C地最强,B、A地相平;就运输条件而言,C优于A,A优于B;就环境而言,B地最好,A地最差据专家评估,三种非经济因素相对权重为
0.4,
0.4和
0.2,要求用因次分析法确定最佳场址,设经济因素和非经济因素相对重要程度之比为m:n=
0.
50.5解
①按公式计算经济因素重要性因子;表2-11备选场址各项生产成本费用成本/千元ABC工资250230248运输费用181203190租金758391其他费用17922总费用523525551
②根据0-1强迫法确定i选址方案对k因素的重要性;竞争能力ABC得分A
01010.25B
10010.25C
11020.5运输条件ABC得分A
01010.33B00000C
11020.67环境ABC得分A00000B
10120.67C
10010.33
③根据公式2-11计算非经济因素重要性因子;ABC竞争能力
0.
250.
250.
50.
40.232运输条件
0.
3300.
670.
40.234环境
00.
670.
330.
20.534
④按公式计算场址的重要性指标结论C场址的重要性指标最大,故选择C地作为配送中心
2.3生产和服务设施布置设计设施布置设计在设施规划设计中占有重要地位,历来备受重视以工厂布置plantLayout为例,它的好坏直接影响整个系统的物流、信息流、生产能力、生产率、生产成本以及生产安全优劣不同的工厂布置,在施工费用上可能相差无几,但对生产运营的影响会有很大不同正由于优良的平面布置可以使物料搬运费用减少10%—30%,因此在美国,工厂平面布置被认为是提高生产率的决定因素之一建设一个全新的工厂或其他设施,设计人员可以按照自己的构思,运用有效方法,为工厂每个组成单元和设备找到合适的位置但更多的设计工作是对原有设施的再布置,其原因是为了改变产品设计,改进工艺方法,扩大生产能力,增加新产品,降低成本,改进管理由于受原有场地__和形状的限制,或者受建筑物墙、柱、门、窗、基础、管线的限制,其难度要大于新设施的布置设施布置设计是通过对系统物流、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
2.
3.1设施布置设计概述
1.设施布置设计的含义和内容设施布置与设计是指根据企业的经营目标和生产纲领,在已确定的空间场所内,从原材料的接收、零件和产品的制造、成品的包装、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设施布置包括工厂总体布置和车间布置工厂总体布置设计应解决工厂各个组成部分,包括生产车间、辅助生产车间、仓库、动力站、办公室、露天作业场地等各种作业单位和运输线路、管线、绿化及美化设施的相互位置,同时应解决物料的流向和流程、厂内外运输的连接及运输方式车间布置设计应解决各生产工段、辅助服务部门、储存设施等作业单位及工作地、设备、通道、管线之间的相互位置,同时应解决物料搬运的流程及运输方式2.设施布置设计的原则在根据当地规划要求和工厂生产需要确定适当的厂址位置的前提下,应按下列原则进行工厂布置
(1)符合工艺过程的要求尽量使生产对象流动顺畅,避免工序间的往返交错,使设备投资最小周期最短
(2)最有效地利用空间使场地利用达到适当的建筑占地系数建筑物、构筑物占地__与场地总__的比率,使建筑物内部设备的占有空间和单位制品的占有空间最小
(3)物料搬运费用最少要便于物料的输入和产品、废料等物料运输路线短捷,尽量避免运输的往返和交叉
(4)保持生产和安排的柔性使之适应产品需求的变化、工艺和设备的更新及扩大生产能力的需要
(5)适应__结构的合理化和管理的方便使有密切关系或性质相近的作业单位布置在一个区域并就近布置,甚至合并在同一个建筑物内
(6)为职工提供方便、安全、舒适的作业环境,使之合乎生理、心理要求,为提高生产效率和保证职工身心健康创造条件上述设计原则涉及面非常广,往往存在相互矛盾的情况,应该结合具体的条件加以考虑3.设施布置的基本形式设施布置形式受工作流的形式限制,有四种基本类型工艺原则布置、产品原则布置、定位布置和混合类型成组技术布置
(1)工艺原则布置(Pro__ssLayout)又称机群布置或功能布置,见图2-4是一种将相似设备或功能相近设备集中布置的布置形式,比如按车床组、磨床组等分区被__的零件,根据预先设定好的流程顺序,从一个地方转移到另一个地方,每项操作都由适宜的机器完成这种布置形式通常适用于单件生产及多品种小批量生产模式医院是采用工艺原则布置的典型例子工艺原则布置的优缺点如表2-12所示图2-4工艺原则布置图表2-12工艺原则布置的优缺点优点缺点
①机器利用率高,可减少设备数量
①由于流程较长,搬运路线不确定,运费高
②设备和人员柔性程度高,更改产品和数量方便
②生产计划与控制较复杂,要求员工素质的提高
③操作人员作业多样化,有利于提高工作兴趣和职业满足感
③库存量相对较大
(2)产品原则布置(ProductLayout)也称装配线布置、流水线布置或对象原则布置,见图2-5是一种根据产品制造的步骤安排设备或工作过程的方式产品流程是一条从原料投入到成品完工为止的连续线固定制造某种部件或某种产品的封闭车间,其设备、人员按__或装配的工艺过程顺序布置,形成一定的生产线适用于少品种、大批量生产方式,这是大量生产中典型的设备布置方式产品原则布置的优缺点如表2-13所示图2-5产品原则布置示意图表2-13产品原则布置的优缺点优点缺点
①由于布置符合工艺过程,物流畅通
①设备发生故障时引起整个生产线中断
②由于上下工序衔接,存放量少
②产品设计变化将引起布置的重大调整
③物料搬运工作量少
③生产线速度取决于最慢的机器
④可做到作业专业化,对工人技能要求不高,易于培训
④生产线有的机器负荷不满,造成相对投资较大
⑤生产计划简单,易于控制
⑤生产线重复作业,工人易产生厌倦
⑥可使用专用设备和机械化、自动化搬运方法
⑥维修和保养费用高
(3)固定工位布置(FixedLayout)适用于大型设备(如飞机、轮船)的制造过程,产品固定在一个固定位置上,所需设备、人员、物料均围绕产品布置,这种布置方式在一般场合很少应用,飞机制造厂、造船厂、建筑工地等是这种布置方式的实例
(4)成组技术布置(GroupLayout)在产品品种较多、每种产品的产量又是中等程度的情况下,将工件按其外形与__工艺的相似性进行编码分组,同组零件用相似的工艺过程进行__,同时将设备成组布置,即把使用频率高的机器群按工艺过程顺序布置,组成成组制造单元,整个生产系统由数个成组制造单元构成这种成组原则布置方式适用于多品种、中小批量生产成组技术布置见图2-6,其优缺点如表2-15所示图2-6成组技术布置示意图表2-14成组技术布置的优缺点优点缺点
①由于产品成组,设备利用率高
①需要较高的生产控制水平以平衡各单元之间的生产流程
②流程通畅,运输距离较短,搬运量少
②若单元间流程不平衡,需中间储存,增加了物料搬运
③有利于发挥班组合作精神,有利于扩大员工的作业技能
③班组成员需掌握所有作业技能4.设施布置的基本流动模式对于生产、储运部门来说,物料一般沿通道流动,而设备一般也是沿通道两侧布置的,通道的形式决定了物料、人员的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常常由于外部运输条件或原有布置的限制,需要按照给定的出、入口位置来规划流动模式此外,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2-7所示的五种图2-7基本流动模式(a直线形(e)S形cU形bL形d环形
(1)直线形直线形是最简单的一种流动模式,入口与出口位置相对,建筑物只有一跨,外形为长方形,设备沿通道两侧布置
(2)L形适用于现有设施或建筑物不允许直线流动的情况,设备布置与直线形相似,入口与出口分别处于建筑物两相邻侧面
(3)U形适用于入口与出口在建筑物同一侧面的情况,生产线长度基本上相当于建筑物长度的两倍,一般建筑物为两跨,外形近似于正方形
(4)环形适用于要求物料返回到起点的情况
(5)S形在固定__上,可以安排较长的生产线实际流动模式常常是由五种基本流动模式组合而成的新建工厂时可以根据生产流程要求及各作业单位之间物流关系选择流动模式,进而确定建筑物的外形及其尺寸5.设施布置设计方法设施布置是设施规划与设计的核心,必须首先进行布局设计方法可分为
(1)摆样法它是最早的布局方法,利用二维平面比例模拟方法,按一定比例制成的样片在同一比例的平面图上表示设施系统的组成、设施、机器或活动,通过相关分析,调整样片位置可得较好的布置方案这种方法适用于较简单的布局设计
(2)数学模型法运用运筹学、系统工程中的模型优化技术(如线性规划、随机规划、多目标规划、运输问题、排队论等)研究最优布局方案,为工业工程师提供数学模型,以提高系统布置的精确性和效率但是用数学模型解决布局问题存在两大困难首先,当问题的条件过于复杂时,简化的数学模型很难得出符合实际要求的准确结果;其次,布局设计最终希望得到布局图,但用数学模型得不到利用数学模型和一些系统布局软件结合起来是解决布局问题的一种好方法
(3)图解法它产生于20世纪50年代,有螺线规划法、简化布置规划法及运输行程图等其优点在于将摆样法与数学模型结合起来,但在实践上,现在较少使用它们
(4)系统布置设计SLP(Syste__ticLayoutPlanning)Richard·缪瑟提出的,这是当前工厂布局设计的主流方法
2.
3.2系统布置设计SLP1.系统布置设计SLP要素及阶段在SLP方法中,Richard·缪瑟将研究工厂布置问题的依据和切入点归纳为五个基本要素,抓住这些就是解决布置问题的“钥匙”五个基本要素是P产品材料;Q数量产量;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1)基本要素
(1)P产品或材料或服务产品P是指待布置工厂将生产的商品、原材料或者__的零件和成品等这些资料由生产纲领工厂的和车间的和产品设计提供,包括项目、种类、型号、零件号、材料、产品特征等产品这一要素影响着设施的组成及其各作业单位间相互关系、生产设备的类型、物料搬运的方式等方面
(2)Q数量或产量指所生产、供应或使用的商品量或服务的工作量其资料由生产纲领和产品设计提供,用件数、重量、体积或销售的价值表示数量这一要素影响着设施规模、设备数量、运输量、建筑物__等因素
(3)R生产路线或工艺过程这一要素是工艺过程设计的成果,可用工艺路线卡、工艺过程图、设备表等表示它影响着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方面
(4)S辅助服务部门在实施系统布置工作以前,必须就生产系统的组成情况有一个总体的规划,可以大体上分为生产车间、职能管理部门、辅助生产部门、生活服务部门及仓储部门等可以把除生产车间以外的所有作业单位统称为辅助服务部门S,包括工具、维修、动力、__、发运、铁路专用路线、办公室、食堂、厕所等,由有关专业设计人员提供这些部门是生产的支持系统,在某种意义上加强了生产能力有时,辅助服务部门的总__大于生产部门所占的__,布置设计时必须给予足够重视
(5)T时间或时间安排指在什么时候、用多长时间生产出产品,包括各工序的操作时间、更换批量的次数在工艺过程设计中,根据时间因素可以求出设备的数量、需要的__和人员,平衡各工序的生产能力P、Q两个基本要素是一切其他特征或条件的基础只有在对上述各要素进行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2)阶段结构整个系统布置设计采取四个阶段进行,称为“布置设计四阶段”,如图2-8所示�时间Ⅳ安装阶段Ⅱ总体区划Ⅲ详细布置Ⅰ确定位置图2-8工厂布置四阶段系统布置设计是一种逻辑性强、条理清楚的布置设计方法,分为确定位置、总体区划、详细布置及施工__四个阶段,在总体区划和详细布置两个阶段采用相同的设计程序阶段I——确定位置不论是工厂的总体布置,还是车间的布置,都必须先确定所要布置的相应位置阶段II——总体区划总体区划又叫区域划分,就是在已确定的厂址上规划出一个总体布局在阶段II,应首先明确各生产车间、职能管理部门、辅助服务部门及仓储部门等作业单位的工作任务与功能,确定其总体占地__及外形尺寸在确定了各作业单位之间的相互关系后,把基本物流模式和区域划分结合起来进行布置阶段Ⅲ——详细布置详细布置一般是指一个作业单位内部机器及设备的布置在详细布置阶段,要根据每台设备、生产单元及公用、服务单元的相互关系确定出各自的位置阶段IV——施工__在完成详细布置设计以后,经上级批准后,可以进行施工设计,需绘制大量的详细施工__图和编制拆迁、施工__计划,必须按计划进行土建施工、机器、设备及辅助装置的搬迁、__施工工作在系统布置设计四个阶段中,阶段I与阶段IV应由其他专业技术人员负责,系统布置设计人员应积极参与阶段II和阶段Ⅲ由系统布置设计人员来完成,因此,常说工厂布置包括工厂总平面布置(总体区划)及车间布置或车间平面布置(详细布置)两项内容在系统布置设计过程中,上述四个阶段按图2-8所示顺序交叉进行在确定位置阶段就必须大体确定各主要部门的外形尺寸,以便确定工厂总体形状和占地__;在总体区划阶段就有必要对某些影响重大的作业单位进行较详细的布置整个设计过程中,随着阶段的展开,数据资料逐步齐全,从而能发现前期设计中存在的问题,通过调整修正,逐步细化完善设计2.系统布置设计SLP模式程序系统布置设计SLP程序如图2-9所示原始资料P、Q、R、S、T及作业单位可利用面积所需面积位置相关图作业单位相互关系物流方案X评价实际条件限制修正因素面积相关图1)准备原始资料在系统布置设计开始时,首先必须明确给出基本要素P、Q、R、S、T等这些原始资料,对作业单位进行分析,通过分解与合并,得到最佳的作业单位划分状况2)物流分析与作业单位相互关系分析对某些以生产流程为主的工厂,物料__是工艺过程的主要部分时;对某些辅助服务部门或某些物流量小的工厂来说,各作业单位之间的相互关系(非物流__)对布置设计就显得更重要了;介于上述两者之间的情况,则需要综合考虑作业单位之间物流与非物流相互关系物流分析的结果可以用物流强度等级及物流相关表来表示非物流的作业单位间的相互关系可以用量化的关系等级及相互关系表表示在需要综合考虑作业单位间物流与非物流的相互关系时,可以采用简单加权的方法将物流相关表及作业单位间相互关系表合并成综合相互关系表3)绘制作业单位位置相关图根据物流相关表与作业单位相互关系表,考虑每对作业单位间相互关系等级的高或低,决定两作业单位相对位置的远或近,得出各作业单位之间的相对位置关系,这时并未考虑各作业单位具体的占地__,得到的仅是作业单位相对位置4)绘制__相关图计算各作业单位所需占地__与设备、人员、通道及辅助装置等,计算出的__应与可用__相适应把各作业单位占地__附加到作业单位位置相关图上就形成了作业单位__相关图5)修正与调整__相关图只是一个原始布置,还要根据其他因素进行调整与修正此时需要考虑的修正因素包括物料搬运方式、操作方式等,同时还需要考虑实际限制条件如成本、安全和职工倾向等方面是否允许考虑了各种修正因素与实际限制条件以后,对__图进行调整,得出数个有价值的可行工厂布置方案6)评价与择优对得到的数个方案,需要进行技术、费用及其他修正因素修正评价,选出布置方案图从上述说明可以看出,系统布置设计(SLP)是一种采用严密的系统分析手段及规范的系统设计步骤的布置设计方法,具有很强的实践性3.基本要素分析1)产品P——产量Q分析产品品种的多少及每种产品产量的高低,决定了工厂的生产类型,直接影响工厂的总体布局及生产设备的布置形式在新建、改建、扩建企业时,首先要确定企业未来生产的产品及其生产纲领,必须对企业的未来产品与产量关系——生产类型进行深入分析,进一步优化设计制造系统和确定其最优的工艺过程,这是工厂布置设计的前提产品P——产量Q分析分为两个步骤第一,将各种产品、材料或有关生产项目分组归类;第二,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、重量或体积等绘制曲线时,按产量递减顺序排列所有产品通过P——Q分析,决定采用何种原则(产品、工艺、成组或固定原则布置)进行布置在图2-10中M区的产品属于大量生产类型,按产品原则布置;J区属于单件小批生产类型,按工艺原则布置;而介于M区与J区之间的产品生产类型为成批生产,适宜采用两者结合的成组原则布置图2-10产品—产量分析(P-Q)2)工艺过程R分析不同的生产类型应采取不同的设备布置形式例如大量生产,多采用专用设备及专用工装,按工艺过程顺序排列设备,形成高效的流水生产线;对于单件小批生产模式来说,设备按其类型及功能集中布置,以获得较高的适应性,工厂的生产车间的划分也是在此基础上实现的;对于成批生产特别是按成组方式__生产的情况来说,设备布置相当复杂,与产品生产工艺过程——零部件__与装配工艺过程密切相关此外,工厂生产的产品多种情况下都是经网络状的多条工艺过程制造出来的,各条工艺过程往往互不相干,因此常由不同的生产车间来完成,也就是说,工艺过程决定了生产车间的划分状况,其他辅助服务部门的设置也大多受生产工艺过程的影响产品的工艺过程是由产品的组成、零件的形状与__精度要求、装配要求、现有__设备与__方法等因素决定的,必须在深入了解产品组成、各部门__要求后,才能制定出切实可行的__工艺过程图2-11为引导案例中表示叉车的构成及各个组成部分的重量,这些重量值将直接用于后续的物流分析�叉车(
3.3t抬升机构
0.3t行走系统液压抬升系统车体
0.8t平衡重(
0.3t随车工具箱
0.1t其他变速器
0.3t电瓶、电机
0.2t转向器、驱动桥
0.8t液压缸
0.2t泵及液压回路
0.2t液压油
0.06t塑料制品
0.01t油漆
0.01t标准件
0.02t图2-11叉车组成3)作业单位S的划分在布置设计中有一个作业单位的概念,作业单位Activity是指布置图中各个不同的工作区或存在物,是设施的基本区划该术语可以是某个厂区的一个建筑物、一个车间、一个重要出入口;也可以是一个车间的一台机器、一个办公室、一个部门作业单位可大可小、可分可合,究竟怎么划分,要看规划设计工作所处的阶段或层次对于现有设施,可以使用原有组成部分的名称划分作业单位或进行新的划分对于新的项目,规划设计人员要逐个确定所有的作业单位,这对于布置设计的顺利进行十分必要任何一个企业都是由多个生产车间、职能管理部门、仓储部门及其他辅助服务部门组成的,把企业的各级组成部门统称为作业单位每一个作业单位又可以细分成更小一级的作业单位,如生产车间可以细分成几个工段,每个工段又是由几个__中心或生产单元构成,那么生产单元就是更小一级的作业单位在进行工厂总平面布置时,作业单位是指车间、科室一级的部门一般划分为四类
(1)生产车间生产车间也称为生产部门,直接承担着企业的__、装配生产任务,是将原材料转化为产品的部门生产部门是企业的基本组成部分一般根据产品的制造工艺过程的各个阶段划分生产车间例如,机械制造厂住住设置备料车间、机__车间和总装车间一般还把机__车间按工件种类及__工艺流程的相似性分解成某些零件__车间,如箱体车间、轴__车间、齿轮__车间等,这些车间分别担负某一类零件的__任务,一般这些零件采用相似的工艺及相同的设备进行__装配车间可以分为部件装配和总装两部分,负责把零部件组装成产品的工作此外,根据生产性质不同,将热处理、铸造、锻造、焊接等热__部门__划分为热处理车间、铸造车间、锻造车间和焊接车间
(2)仓储部门仓储部门包括原材料仓库、标准件与外购件库、半成品中间仓库及成品库等,仓库是企业生产连续进行的保证由于库存不但占用企业的空间,更重要的是占用企业大量的流动资金,因此现代企业生产都把减少库存作为经营管理方面追求的目标
(3)辅助服务部门辅助服务部门一般可分为辅助生产部门(如工具机修车间)、生活服务部门(如食堂)及其他服务部门(如__、传达室)等
(4)职能管理部门职能管理部门包括生产、技术、质检、人事、供销等各个部门,负责生产协调与控制等工作对于大中型企业来说,职能管理机构常常是非常庞大的一般工厂的办公室都集中安排在同一个多层办公楼内,这样有利于减小占地__且方便人员__在工厂布置设计过程中,生产车间的地位容易受到人们的重视,往往忽视其他部门的重要性,而这些部门恰恰是生产系统的保障这些部门布置的好坏直接影响全厂的人流、信息流的顺畅程度,因此在系统布置设计中,所有部门都将得到应有的考虑在引导案例中,电瓶叉车生产厂根据生产工艺过程需要,划分出14个作业单位,具体作业单位见表2-15表2-15电瓶叉车厂作业单位汇总表序号作业单位名称用途建筑__m2跨距备注1原材料库存储原材料72×36122油料库存储油漆油料36×36123标准件外购件库存储标准件外购品48×3612露天4机__车间零件切削__72×36185热处理车间零件热处理90×3030露天6焊接车间焊接车身90×30307变速器车间组装变速器72×36188总装车间总装180×96249工具车间制造随车工具箱60×241210油漆车间车身喷漆48×303011试车车间试车48×482412成品库存储叉车成品100×5013办公服务楼办公室、生活服务300×6014____、停车场80×604.物流分析产品制造费用的20%-50%是用作物料搬运的,有效的布置大约能减少搬运费用的30%左右工厂布置的优劣不仅直接影响着整个生产系统的运转,而且通过对物料搬运成本的影响,成为决定产品生产成本高低的关键因素之—即在满足生产工艺流程的前提下,减少物料搬运工作量是工厂布置设计中最为重要的目标之一1)物流分析方法
(1)工艺过程图在大批量生产中,产品品种很少,用标准符号绘制的工艺过程图直观地反映出工厂生产的详细情况,此时,进行物流分析只需在工艺过程图上注明各道工序之间的物流量,就可以清楚地表现出工厂生产过程中的物料搬运情况另外,对于某些规模较小的工厂,不论产量如何,只要产品比较单一,都可以用工艺过程图进行物流分析在工厂设计中,应该按工艺过程符号表2-16中的符号及图2-12所示图例绘制工艺过程图表2-16工艺过程表示符号编号符号名称符号意义1__表示对生产对象进行__、装配、合成、分解、包装、处理等2搬运表示对生产对象进行搬运、运输、输送等;或工作人员工作位置的变化3数量检验表示对生产对象进行数量检验质量检验表示对生产对象进行质量检验4停放表示生产对象在工作地附近的临时停放5储存表示生产对象在保管地有计划的存放6流程线表示工艺过程图中工序间的顺序连接7分区表示在工艺过程图对管理区域的划分8省略表示对工艺过程图作部分省略�442外购件或外购物料符号和号码时间/每件说明123451218498t/天14废料afedcbg图2-12工艺过程图绘制图例a-水平线表示物料送入工艺过程,垂直线表示工艺过程的先后顺序;b-路线交叉时,水平线让路;c-典型工艺过程图解;d-绘装配图时以最大的部件或操作最多的部件从图纸的右上角开始绘制;e-表示愤慨和重新合并的交错路线;f-物料返回进行再加工;g-包括实产、损耗或废料的物料流程;以引导案例中电瓶叉车总装厂为例,说明如何运用工艺过程图来进行物流分析的方法与步骤依照工艺过程,各个部门分别负责不同阶段的工作,由于要对电瓶叉车总装进行总体布置设计,只需要了解部门与部门之间的__,因此,只将工艺过程划分到部门级的工艺阶段
①变速器的__与组装变速器由箱体、轴类零件、齿轮类零件及其他杂件和标准件等组成变速器的制作工艺过程分为零件制作、组装两个阶段轴类及齿轮类零件经过备料、退火、粗__、热处理、精__等工序,箱体毛坯由协作厂制作,经机__车间__送变速器组装车间;杂件的制作经备料、机__两个阶段整个变速器成品重
0.31t,其中标准件
0.01t,箱体、齿轮、轴及杂件总重
0.3t,__过程中金属利用率60%,即毛坯总重为
0.30/
0.60=
0.50t,其中需经退火处理的毛坯重量为
0.20t,机__中需返回热处理车间再进行热处理的为
0.1t,整个机__过程中金属切除率为40%,则产生的铁屑等废料重约
0.50×40%=
0.2t变速器__工艺过程如图2-13所示
②随车工具箱的__随车工具箱共重
0.1t,其中一部分经备料、退火、粗__、热处理、精__等工艺流程完成__,而另一部分只进行简单的冲压__即可随车工具箱__工艺过程如图2-14所示
③车体__车体为焊接件,经备料、焊接、喷漆完成__车体__工艺过程加图2-15所示
④液庄缸__液压缸经备料、退火、粗__、热处理、精__等工序完成__液压缸__工艺过程如图2-16所示将上述机__阶段、总装、试车、成品贮存阶段工艺流程绘制在一起,就得到了叉车生产厂全部工艺过程图如2-17所示,该图清楚表现了叉车生产的全过程及各作业单位之间的物流情况,为进一步进行深入的物流分析奠定了基础�
61.20图2-14随车工具箱加工工艺过程(单位t)
40.33157110标准件2油漆原材料9图2-15车体加工工艺过程(单位t)
0.
20.054废料
0.
010.
400.8115原材料
0.
10.
500.
200.02(
0.3)
0.
310.
20.
30.01图2-13变速器加工工艺过程(单位t)
0.
080.
20.15废料(
0.23)
0.
10.1原材料
0.215图2-16液压缸加工工艺过程(单位t)
0.35废料
0.
150.2原材料�
3240.
331570.
10.
500.
200.02(
0.3)
0.
310.
20.
30.01外协件标准件原材料
90.
05150.
080.
20.15废料(
0.23)
0.
10.1原材料
61.
2010.2废料
0.
010.
400.81原材料102油漆机油
40.
210.35废料
0.
150.2原材料
51.
810.
060.
01811123.
33.24图2-17叉车生产工艺过程图
(2)多种产品工艺过程表在多品种且批量较大的情况下如产品品种为10种左右,将各产品的生产工艺流程汇总在一张表上,就形成了多种产品工艺过程表,在这张表上各产品工艺路线并列给出,可以反映出各个产品的物流路径为了在布置上达到物料顺序__,尽可能减少倒流,通过调整图表上的工序,使有最大物流量的工序尽量靠近,直到获得最佳的顺序,见表2-17表2-17多种产品工艺过程表零件或产品ABCDEF剪切11111开槽口222133回火34222冲孔3344弯曲4435修整554
(3)从至表当产品品种很多,产量很小且零件、物料数量又很大时,可以用一张方阵图表来表示各作业单位之间的物料__方向和物流量,表中方阵的行表示物料__的源,称为从;列表示物料__的目的地,称为至,行列交叉点标明由源到目的地的物流量这样一张表就是从至表,从中可以看出各作业单位之间的物流状况,见表2-18表2-18从至表当物料沿着作业单位排列顺序正向__时,即没有倒流物流现象,从至表中只有上三角方阵有数据,这是一种理想状态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总物流量物流强度等于正向物流量与逆向(倒流)物流量之和运用从至表可以一目了然地进行作业单位之间的物流分析如上所述,不同的分析方法应用于不同的生产类型,其目的是为了工作方便,在物流分析时,应根据具体情况选择恰当的分析方法2)物流相关表
(1)物流强度等级根据工艺过程图,可以计算出作业单位之间的物流量的大小,直接分析大量物流数据比较困难且没有必要,在采用SLP法进行工厂布置时,不必关心各作业单位之间具体的物流量,而是通过划分等级的方法来研究物流状况,SLP中将物流强度转化成五个等级,分别用符号A、E、I、O、U来表示,符号表示的含义及划分依据参考表2-19表2-19物流强度等级比例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)1040特高物流强度E
(3)2030较大物流强度I
(2)3020一般物流强度O
(1)4010可忽略搬运U
(0)以引导案例中电瓶叉车总装厂为例,讨论物流强度等级划分的具体步骤首先根据工艺过程图2-17统计作业单位对之间正反物流量之和,并按物流强度大小排序,然后根据表2-19划分出物流强度等级见表2-20表2-20叉车总装厂物流强度等级划分表序号作业单位对物流路线物流强度物流等级111-
123.3A28-
113.24A33-
81.82E41-
61.2E54-
51.15E68-
100.81E76-
100.8E81-
50.7E95-
90.31I107-
80.31I111-
40.3I124-
70.3I134-
80.2O148-
90.1O152-
110.06O161-
90.06O172-
100.01O183-
70.01O为了能够简单明了地表示所有作业单位之间的物流相互关系,仿照从至表结构,构造一种作业单位之间物流相互关系表,称之为原始物流相关表,如表2-21所示在这个表中不区分物料__的起始与终止作业单位,在行与列的相交方格中填入行作业单位与列作业单位间的物流强度等级,因为行作业单位与列作业单位排列顺序相同,所以得到的是右上三角矩阵表格与左下三角短阵表格对称的方阵表格,除掉多余的左下三角矩阵表格,将右上三角矩阵变形,就得到了SLP中著名的物流相关表,见表2-22进行工厂布置时,从物流系统优化的角度讲,物流相关表中物流强度等级高的作业单位之间的距离应尽量缩小,即彼此相互接近,而物流强度等级低的作业单位之间的距离可以适当加大3)作业单位相互关系分析对于布置设计,当物流状况对企业的生产有重大影响时,物流分析就是工厂布置的重要依据,但是物流分析并不是唯一的依据,当物流对生产影响不大或没有固定的物流时,工厂布置就不能依赖于物流分析,需要进行作业单位间非物流关系分析下面几种就属于非物流因素的情况一些电子或宝石工厂,需要运输的物料很少,物流相对不很重要;有的工厂物料主要用管道输送在这种情况下,其他因素可能要比物流因素更重要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例如维修间、办公室、更衣室与生产区域之间没有物流关系,但必须考虑到它们与生产区域都有一定的密切关系表2-21叉车总装厂原始物流相关表表2-22作业单位物流相关表在纯服务性设施中,如办公室、维修间内,常常没有真正的或固定的物流以确定它们之间的关系,要采用其他通用规则,而不是物流在某些特殊情况下,工艺过程不是布置设计的唯一依据例如,重大件的搬运要考虑运入运出的条件,不能完全按工艺原则布置;有的工序属于产生污染或有危害的作业,需要远离精密__和装配区域,也不能以物流为主要考虑因素
(1)作业单位相互关系的决定因素及等级划分在SLP中,产品P、产量Q、工艺过程R、辅助服务部门S及时间安排T是影响工厂布置的基本要素,P、Q和R是物流分析的基础,P、Q和S则是作业单位相互关系分析的基础,同时T对物流分析与作业单位相互关系分析都有影响作业单位间相互关系的影响因素与企业的性质有很大关系,不同的企业,作业单位的设置是不一样的,作业单位间相互关系的影响因素也是不一样的作业单位间相互关系密切程度的典型影响因素一般可以考虑以__面
①物流;
②工艺流程;
③作业性质相似;
④使用相同的设备;
⑤使用同一场所;
⑥使用相同的文件档案;
⑦使用相同的公用设施;
⑧使用同一组人员;
⑨工作__频繁程度;⑩监督和管理方便;噪声、振动、烟尘、易燃易爆危险品的影响;服务的频繁和紧急程度据理查德·缪瑟在SLP中建议,每个项目中重点考虑的因素不应超过8-10个确定了作业单位间相互关系密切程度的影响因素以后,就可以给出各作业单位间的关系密切程度等级,在SLP中作业单位间相互关系密切程度等级划分为A、E、I、O、U、X六个等级,其含义及比例如表2-23所示表2-23作业单位间相互关系等级符号含义说明比例%A绝对重要2—5E特别重要3—10I重要5—15O一般密切程度10—25U不重要43—80X负的密切程度不希望接近,酌情而定
(2)作业单位间相互关系表作业单位间相互关系密切程度的评价,可以由布置设计人员根据物流计算、个人经验或与有关作业单位负责人讨论后进行判断,也可以把相互关系统计表格发给各作业单位负责人填写,或者由有关负责人开会讨论决定,由布置设计人员记录汇总作业单位间相互关系分析的结果最后要经主管人员批推在评价作业单位间相互关系时,首先应制定出一套“基准相互关系”,其他作业单位之间的相互关系通过对照“基准相互关系”来确定表2-24给出的基准相互关系可供实际工作中参考确定了各作业单位间相互关系密切程度以后,利用与物流相关表相同的表格形式建立作业单位间相互关系表,表中的每一个菱形框格填入相应的两个作业单位之间的相互关系密切程度等级,上半部用密切程度等级符号表示密切程度,下半部用数字表示确定密切程度等级的理由针对叉车总装厂,选择如表2-25所示作业单位相互关系影响因索在此基础上建立如表2-26所示的各作业单位相互关系表表2-24基准相互关系字母一对作业单位关系密切程度的理由A钢材库和剪切区域最后检查和包装清理和油漆搬运物料的数量类似的搬运同题损坏没有包装的物品包装完毕以前检查单不明确使用相同的人员、公用设施、管理方式和相同形式的建筑物E接待和参观者停车处金属精__和焊接维修和部件装配方便、安全搬运物料的数量和形状服务的频繁和紧急程度I剪切区和冲压机部件装配和总装配保管室和财会部门搬运物料的数量搬运物料的体积、共用相同的人员报表运送、安全、方便O维修和接收废品回收和工具室收发室和厂办公室产品的运送共用相同的设备__频繁程度U维修和自助食堂焊接和外构件仓库技术部门和发运辅助服务不重要接触不多不常__X焊接和油漆焚化炉和主要办公室冲压车间和工具车间灰尘、火灾烟尘、臭味、灰尘外观、震动表2-25叉车总装厂作业单位相互关系理由编码考虑的理由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安全和污染6公用设备及辅助动力源7震动8人员__4)综合相关表在大多数工厂中,各作业单位之间既有物流__也有非物流的__,两作业单位之间的相互关系应包括物流关系与非物流关系,因此在SLP中,要将作业单位间物流的相互关系与非物流的相互关系进行合并,求出综合相互关系,然后由各作业单位间综合相互关系出发,实现各作业单位的合理布置表2-26叉车总装厂作业单位相互关系表
(1)综合相关表建立步骤
①进行物流分析,求得作业单位物流相关表;
②确定作业单位间非物流相互关系影响因素及等级,求得作业单位相互关系表;
③确定物流与非物流相互关系的相对重要性,一般说来,物流与非物流的相互关系的相对重要性的比值一般不应超过1:3—3:1当比值小于1:3时,说明物流对生产的影响小工厂布置时只需考虑非物流的相互关系;当比值大于3:1时,说明物流关系占主导地位,工厂布置时只需考虑物流相互关系的影响实际工作中,根据物流与非物流相互关系的相对重要性取m:n=3:1,2:1,1:1,1:2,1:3,m n称为加权值;
④量化物流强度等级和非物流的密切程度等级对于表2-24及表2-28,一般取A=4,E=3,I=2,O=1,U=0,X=-1,得出量化以后的物流相关表及非物流相互关系表;
⑤量化后的所有作业单位综合相互关系具体方法如下设任意两个作业单位分别Ai和Aj(i≠j),其量化的物流相互关系等级为MRij,量化的非物流相互关系密切程度等级为NRij,则作业单位Ai与Aj之间综合相互关系密切程度数量值为TRij=m.MRij+n.NRij
⑥综合相互关系等级划分TRij是一个量值,需要经过等级划分,才能建立出与物流相关表相似的符号化的作业单位综合相互关系表,综合相互关系的等级划分为A、E、I、O、U、X各级别TRij值逐渐递减,且各级别对应的作业单位对数应符合一定的比例,表2-27给出了综合相互关系等级及划分比例需要说明的是,将物流与非物流相互关系进行合并时,应该注意X级关系密级的处理,任何一级物流相互关系等级与互级非物流相互关系等级合并时都不应超过O级对于某些极不希望靠近的作业单位之间的相互关系可以定为XX级,即绝对不能相互接近
⑦经过调整,建立综合相互关系表表2-27综合相互关系等级划分比例关系等级含义作业单位对比例%A绝对必要靠近1—3E特别重要靠近2—5I重要5—8O一般5—15U不重要0—10X不希望靠近
(2)叉车总装厂建立综合相关表过程由表2-22和表2-26给出的叉车总装厂作业单位物流相关表与作业单位非物流相关表显示出两表并不一致,为了确定各作业单位之间综合相互关系密切程度,需要将两表进行合并对于电瓶叉车总装厂来说,物流影响并不明显大于其他因素的影响,因此取加权值m:n=1:1,根据各作业单位对之间物流与非物流关系等级高低进行量化及加权求和,求出综合相互关系详见表2-28表2-28电瓶叉车总装厂作业单位综合相互关系计算表序号作业单位对关系密切程度综合关系物流关系加权值1非物流关系加权值1单位1-单位2等级分值等级分值分值等级11-2U0E33I21-3U0E33I31-4I2I24E41-5E3I25E51-6E3E36E61-7U0U00U71-8U0U00U81-9O1I23I91-10U0U00U101-11U0U00U111-12U0U00U121-13U0U00U131-14U0I22I142-3U0E33I152-4U0U00U162-5U0X-1-1X172-6U0X-1-1X182-7U0U00U192-8U0U00U202-9U0U00U212-10O1E34E222-11O1U01O232-12U0U00U续表序号作业单位对关系密切程度综合关系物流关系加权值1非物流关系加权值1单位1-单位2等级分值等级分值分值等级242-13U0X-1-1X252-14U0I22I263-4U0U00U273-5U0U00U283-6U0U00U293-7O1I23I303-8E3I25E313-9U0U00U323-10U0U00U333-11U0U00U343-12U0U00U353-13U0U00U363-14U0I22I374-5E3A47A384-6U0O11O394-7I2A46E404-8O1I23I414-9U0E33I424-10U0U00U434-11U0O11O444-12U0U00U454-13U0I22I464-14U0U00U475-6U0U00U485-7U0U00U495-8U0U00U505-9I2E35E515-10U0X-1-1X525-11U0U00U535-12U0U00U545-13U0X-1-1X555-14U0U00U566-7U0U00U576-8U0U00U586-9U0U00U596-10E3X-12U*606-11U0U00U续表序号作业单位对关系密切程度综合关系物流关系加权值1非物流关系加权值1单位1-单位2等级分值等级分值分值等级616-12U0U00U626-13U0X-1-1X636-14U0O11O647-8I2E35E657-9U0U00U667-10U0U00U677-11U0I22I687-12U0U00U697-13U0I22I707-14U0O11O718-9O1I23I728-10E3I25E738-11A4E37A748-12U0U00U758-13U0E33I768-14U0I22I779-10U0U00U789-11U0U00U799-12U0U00U809-13U0O11O819-14U0U00U8210-11U0U00U8310-12U0U00U8410-13U0X-1-1X8510-14U0U00U8611-12A4A48A8711-13U0O11O8811-14U0U00U__12-13U0O11O9012-14U0E33I9112-14U0I22I在表2-28中综合关系分值取值为-1到8之间,参考表2-27统计出各段分值所占比例划分综合关系密级各段分值所占比例见表2-29,当分值为7-8时,综合相互关系定为A级,当分值为4-6时,综合相互关系定为E级,当分值为2-3时,综合相互关系定为I级,当分值为1时,综合相互关系定为O,当分值为0时,综合相互关系定为U级,当分值为-1时,综合相互关系定为X级,见综合相关表2-30表2-29综合相互关系等级划分总分关系等级作业单位对数百分比%7-8A
33.34-6E
99.92-3I
1819.81O
88.80U
4650.5-1X
77.7合计91100表2-30综合相关表应该注意,综合相互关系应该是合理的,应该是作业单位之间物流的相互关系与非物流的相互关系的综合体现,不应该与前两种相互关系相矛盾,如表2-30所示,作业单位6与10之间物流关系为E级,而非物流关系为X级,计算结果为I级,也就是说出现了重要的关系密级与X级的非物流相互关系相矛盾,这显然是不合理的,表中最后调整为U级5)作业单位位置相关图在SLP中,工厂总平面布置并不直接去考虑各作业单位的建筑物占地__及其外形几何形状,而是综合相互关系密切程度出发,安排各作业单位之间的相对位置,关系密切程度高的作业单位之间距离近,关系密切程度低的作业单位之间距离远,由此形成作业单位位置相关图当作业单位数量较多时,作业单位之间相互关系数目非常多,因此即使只考虑A级关系,也有可能同时出现很多个故引入综合接近程度概念,即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之间量化后的关系密切程度的总和这个值的高低,反映了该作业单位在布置图上所处的位置,综合接近程度分值越高,说明该作业单位越应该靠近布置图的中心位置,分值越低说明该作业单位越应该处于布置图的边缘位置处于__区域的作业单位应该优先布置,也就是说,依据SLP思想,首先根据综合相互关系级别高低按A、E、I、O、U级别顺序先后确定不同级别作业单位位置,而同一级别的作业单位按综合接近程度分值高低顺序来进行布置表2-31所示为叉车总装厂的综合接近程度排序表表2-31叉车总装厂的综合接近程度排序表
(1)绘制位置相关图步骤
①从作业单位综合相互关系表出发,求出各作业单位的综合接近程度,井按其高低将作业单位排序;
②按图幅大小,选择单位距离长度,并规定关系密级为A级的作业单位对之间距离为一个单位距离长度,E级为两个单位距离长度,依次类推;
③从作业单位综合相互关系表中,取出关系密级为A级的作业单位对,并将所涉及到的作业单位按综合接近程度分值高低排序,得到作业单位序列Ak1,Ak2,…,Akn,其中下标为综合接近程度排序序号;
④将综合接近程度分值最高的Ak1作业单位布置在布置图的中心位置;
⑤按Ak2,Ak3,…,Akn顺序把这些作业单位布置到图中,布置时,应随时检查待布置作业单位与图中已布置的作业单位之间的关系密级,选样适当位置进行布置,出现矛盾时、应修改原有布置;
⑥按E、I、O、U、X、XX关系密级顺序选择当前处理的关系密级,依次布置到图中在绘制作业单位位置相关图时,设计者一般要绘制6-8图,每次不断增加作业单位和修改其布置,最后才能达到满意的布置
(2)如何绘制叉车总装厂位置相关图
①从综合相关表中取出关系密级为A的作业单位对,有8-
11、4-
5、11-12,共5个作业单位,按综合接近程度高低排序为
8、
4、
11、
12、5,其中作业单位5与12综合接近程度相同,其顺序可以任意确定
②将综合接近程度最高的作业单位8布置在图中中心位置,处理与8有A级关系的作业单位11,将作业单位11布置到图中,且与8之间距离为一个单位距离,如10mm,如图2-18中a所示
③布置综合接近程度分值次高的作业单位4,作业单位4与图中作业单位8和作业单位11关系密级为I和O级,即4与8距离3个单位距离,4与11距离4个单位距离,如图2-18中b所示
④处理与4有A级关系的作业单位5,5与图中已经存在的作业单位8和11的关系密级均为U可忽略,则重点考虑4与5关系如图2-18中c所示
⑤下一个综合接近程度较高的作业单位11,已经布置在图中,只需要直接处理与11有A级的作业单位12的位置,从综合相关表中作业单位11与
8、
4、5关系密级均为U级,可忽略,综合考虑将12布置在图上如图2-18中d所示重复以上步骤依次布置关系密级为E、I、O、U、X、XX的作业单位,直到把所有的作业单位都布置在图中见图2-19所示,图2-18作业单位位置相关图绘制步骤图2-19作业单位位置相关图6)作业单位__相关图将各作业单位的占地__与其建筑物空间几何形状结合到作业单位位置相关图上,就得到了作业单位__相关图这个过程中,首先需要确定各作业单位建筑物的实际占地__与外形(空间几何形状)作业单位的基本占地__由设备占地__、物流模式及其通道、人员活动场地等因素决定作业单位__相关图绘制步骤如下
①选择适当的绘图比例,一般比例为
1100、
1500、
11000、
12000、15000,绘图单位为毫米(mm)或(m)
②将作业单位位置相关图放大到坐标纸上,各作业单位符号之间应留出尽可能大的空间,以便安排作业单位建筑物为了图面简洁,只需绘出重要的关系如A、E、X级连线
③以作业单位符号为中心,绘制作业单位建筑物外形作业单位建筑物一般都是矩形的,可以通过外形旋转角度,获得不同的布置方案当预留空间不足时,需要调整作业单位位置,但必须保证调整后的位置符合作业单位位置相关图要求
④经过数次调整与重绘,得到作业单位__相关图如图2-20所示图2-20叉车总装厂作业单位__相关图7)作业单位__相关图的修正与调整作业单位__相关图是直接从位量相关图演化而来的,只能代表一个理论的、理想的布置方案,必须通过调整修正才能得到可行的布置方案从工厂总平面布置设计原则出发,考虑除基本要素以外的其他因素对布置方案的影响,按SLP法的观点,这些因素可以分为修正因素与实际条件限制因素两类
(1)修正因素
①物料搬运方法对布置方案的影响主要包括搬运设备种类特点、搬运系统基本模式以及运输单元(箱,盘等)在__相关图上,只反映作业单位之间的直线距离,而由于道路位置、建筑物的规范形式的限制,实际搬运系统并不总能按直线距离进行,物料搬运系统有三种基本型式,分为直线型、渠道型和中心型
②建筑特征作业单位的建筑物应保证道路的直线性与整齐性、建筑物的整齐规范以及公用管线的条理性
③道路道路运输机动灵活,适用于绝大多数货物品种的运输,因此,道路运输是各类工厂的基本运输方式另外,厂内道路除承担运输任务外,还起到划分厂区、绿化美化厂区、排除雨水、架设工程管道等作用,也具备消防、卫生、安全等环境保护功能厂内道路按其功能分为主干道、次干道、辅助道路、车间引道及人行道各类道路可根据企业规模大小、厂区占地多少及交通运输量的大小酌情设置
④公用管线布置在工业生产过程中,各车间或工段所需要的水、气(汽)、燃油以及由水力或风力运输的物料,一般均采用管道输送同时,生产过程中产生的污水、废液以及由水力或风力运输的废渣,再加上雨水也常用管道排出、各种机电设备、电器照明、通讯__所需要的电能,都用输电线路输送所谓管线就是各种管道和输电线的统称
⑤厂区绿化在条件允许的情况下,厂内空地都应绿化一般情况下,工厂主要出入口及厂级办公楼所在的厂前区、生产设施周围,交道运输线路一侧或双侧,都是厂区绿化的重点因此,在进行工厂总平面布置时,应在上述区域留出绿化地带
⑥场地条件与环境厂区内外的社会环境、公共交通情况、环境污染等方面因素都会影响布置方案为便于与外界__,常把所有职能管理部门甚至生活服务部门集中起来,布置在厂门周围,形成厂前区而厂门应尽可能便于厂内外运输,便于实现厂内道路与厂外公路的衔接注重合理利用厂区周围的社会条件
(2)实际条件限制前述修正因素是布置设计中应考虑的事项此外还存在一些对的布置设计方案有约束作用的其他因素,包括给定厂区的__、建设成本费用、厂区内现有条件(建筑物)的利用、政策法规等方面的限制因素,这些因素统称为实际条件限制因素确定布置设计方案时,同样需要考虑这些因素的影响,根据这些限制因索,进一步凋整方案
(3)工厂总平面布置图的绘制通过考虑多种方面因素的影响与限制,形成了众多的布置方案,抛弃所有不切实际的想法后,保留2-5个可行布置方案供选择采用规范的图例符号,将布置方案绘制成工厂总平面布置图,如图2-21(a、b、c)8)方案评价与选择方案评价与选择是系统布置设计程序中的最后环节,也是非常重要的环节,只有做好方案评价,才能确保规划设计的成功物流系统规划设计研究的问题都是多因素、多目标的问题,这就构成了评价与选择的综合性、系统性的特点在规划与设计过程中进行方案选择与评价时,一般分两种情况,一是单项指标比较评价;二是综合指标比较评价
(1)单项指标比较评价单项指标比较评价是指多个方案中的某些指标基本相同,只有某项主要指标不同时,通过比较该项主要指标的优劣而取舍方案当方案的技术水平基本相同时,可进行方案的经济比较来评价方案的优劣当经济效益基本相同,在技术先进性方面差别较大时,则应根据技术水平的高低评价方案在建设项目可行性研究期间,经济评价是决策的重要依据我国现行的项目经济评价分为财务评价和国民经济评价在项目的可行性研究中,不管采用哪种方法,都要分析不确定因素对经济评价指标的影响,以预测项目可能承担的风险,确定财务、经济上的可靠性不确定性分析包括盈亏平衡分析、敏感性分析和概率分析在系统规划设计人员的协助下,由工程经济人员承担经济评价工作,具体工作内容与步骤见有关“工程经济”专业书籍
(2)综合指标比较评价对于企业物流系统建设项目,由于影响因素很多且极为复杂,在进行项目决策时,一般应进行综合指标比较评价在系统规划与设计中,综合指标比较评价的具体作法有优缺点比较法和加权因素法加权因素法参见本章
2.
2.3节场址选择方法中的具体步骤以下对优缺点比较法进行说明在初步方案的评价与筛选过程中,设计布置方案并不具体,各种因素的影响不易准确确定,此时常采用优缺点比较法对布置方案进行初步评价,舍弃那些存在明显缺陷的布置方案为了确保优缺点比较法的说明力,应首先确定出影响布置方案的各种因素,特别是有关人员所考虑和关心的主导因素,这一点对决策者尤其重要一般做法是编制一个内容齐全的系统规划评价因素点检表,供系统规划人员结合设施的具体情况逐项点检并筛选出需要的比较因素表2-32为评价因素点检表表2-32设施布置方案评价因素点检表序号因素点检记号重要性序号因素点检记号重要性1初次投资16安全性2年经营费17潜在事故的危险性3投资收益率18影响产品质量的程度4投资回收期19设备的可得性5对生产波动的适应性20外构件的可得性6调整生产的柔性21与外部运输的配合7发展的可能性22与外部公用设施的结合8工艺过程的合理性23经营销售的有利性9物料搬运的合理性24自然条件的适应性10机械化自动化水平25环境保护条件11控制检查的便利程度26职工劳动条件12辅助服务的适应性27对施工__投产进度影响13维修的方便程度28施工__对现有生产影响14空间理由程度29熟练工人的可得性15需要储存的物料、外购件数量30公共关系效果确定评价因素后,分别对各布置方案列出优点和缺点,并加以比较,最终给出一个明确的结论——可行或不可行,供决策者参考【本章小结】本章介绍了设施规划与设计的基本理论,然后介绍了场址选择的重要性和场址选择的基本方法,最后对系统布置设计阶段结构、基本程序和具体步骤进行了阐述【复习思考题】1.选择题1)设施规划与设计是_____的过程()A从微观到宏观B从宏观到微观C从宏观到微观,又从微观到宏观D宏观和微观并行2)______的场址应选在与本身性质相适应的安静、安全、卫生环境之中()A军用建筑B民用建筑C工业建筑D农业建筑3)由规划设计人员完成的任务是()A纲领设计B产品设计C系统布置设计D工艺过程设计4)在场址选择的分析方法中,把备选方案的经济因素和非经济因素同时加权进行比较的方法是()A因次分析法B加权因素法C线性规划法D重心法5)少品种大批量的生产方式适宜采用()A工艺原则布置B成组原则布置C产品原则布置D固定工位式布置6)车间布置设计要解决()A生产车间之间、辅助生产车间等各种作业单位的相互位置B厂内外运输的联接及运输方式C物料的搬运及流程方式D各种作业单位物料的流向和流程2.简答题1)基础数据P、Q、R、S、T如何影响系统布置设计?2)简述系统布置设计的程序模式3.判断题1)物流强度等级划分为A、E、I、O、U、X级()2)物流搬运路线中直达型适用于物流量大,距离短()3)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之间量化后的物流关系密级的总和()4)非物流强度等级划分为A、E、I、O、U、X级()5)任一级物流关系和x级非物流关系合并时,不能超过U级()4.计算题某公司准备建立一家生产冰箱的工厂,有3处场址可供选择,各地点所需费用和非成本因素如下表,用因次分析法选择场址表1每年经营费用(单位万元)场址劳动力费用运输费用税收费用能源费用其他A200140180220180B240100240300100C29080250240140表2非成本因素比较(单位万元)场址当地欢迎程度可利用劳动力情况竞争对手生活条件A很好好好一般B较好很好较多好C好一般少很好加权指数32415.思考题设施布置为何有多种流动模式?各种模式适合于什么样的情况?【案例分析】家乐福选址实例速度+规模=家乐福模式一个“空降兵”“每次家乐福进入一个新的地方,都只派1个人来开拓市场在中国__家乐福只派了1个人,到中国__也只派了1个人”家乐福的企划行销部总监罗定中用过一句令记者吃惊不已的话做他的开场白罗解释说,这第一个人就是这个地区的总经理,他所做的第一件事就是招一位本地人做他的助理然后,这位空投到市场上的光杆总经理,和他惟一的员工做的第一件事,就是开始市场调查他们会仔细地去调查当时其它商店里的有哪些本地的商品出售,哪些产品的流通量很大,然后再去与各类供应商谈判,决定哪些商品会在将来家乐福店里出现一个庞大无比的采购链,完完全全从零开始搭建这种进入市场的方式粗看难以理解,但却是家乐福在世界各地开店的标准操作手法这样做背后的逻辑是,一个国家的生活形态与另一个国家生活形态经常是大大不同的在法国__到处可见的奶酪,在中国很难找到供应商;在__十分热销的槟榔,可能在__一个都卖不掉所以,国外家乐福成熟有效的供应链,对于以食品为主的本地家乐福来说其实意义不大最简单有效的方法,就是了解当地,从当地__采购本地人熟悉的产品1995年进入中国市场后,短时间内家乐福便在相距甚远的北京、__和深圳三地开出了大卖场,就是因为他们各自__地发展出自己的供应商网络根据家乐福自己的统计,从中国本地__的商品占了商场里所有商品的95%以上,仅2000年采购金额就达15亿美元除了已有的__、广东、浙江、福建、及胶东半岛等各地的采购网络,家乐福还会在今年年底分别在中国的北京、天津、大连、青岛、武汉、宁波、厦门、广州及深圳开设区域化采购网络Carrefour的法文意思就是“十字路口”,而家乐福的选址也不折不扣地体现这一个标准——所有的店都开在了路口,巨大的招牌500米开外都可以看得一清二楚而一个投资几千万的店,当然不会是拍脑袋想出的店址,其背后精密和复杂的计算,常令行业外的人士大吃一惊根据经典的零售学理论,一个大卖场的选址需要经过几个方面的详细测算第一,就是__内的人口消费能力中国目前并没有现有的资料(GIS人口地理系统)可资利用,所以店家不得不借助市场调研公司的力量来收集这方面的数据有一种做法是以某个原点出发,测算5分钟的步行距离会到什么地方,然后是10分钟步行会到什么地方,最后是15分钟会到什么地方根据中国的本地特色,还需要测算以自行车出发的小片、中片和大片半径,最后是以车行速度来测算小片、中片和大片各覆盖了什么区域如果有自然的分隔线,如一条铁路线,或是另一个街区有一个竞争对手,__的覆盖就需要依据这种边界进行调整然后,需要对这些区域进行进一步的细化,计算这片区域内各个居住小区的详尽的人口规模和特征的调查,计算不同区域内人口的数量和密度、年龄分布、文化水平、职业分布、人均可支配收入等等许多指标家乐福的做法还会更细致一些,根据这些小区的远近程度和居民可支配收入,再划定重要销售区域和普通销售区域第二,就是需要研究这片区域内的城市交通和周边的__的竞争情况如果一个未来的店址周围有许多的公交车,或是道路宽敞,交通方便那么销售辐射的半径就可以大为放大__的大卖场都非常聪明,例如家乐福古北店周围的公交线路不多,家乐福就干脆自己租用公交车定点在一些固定的小区间穿行,方便这些离得较远的小区居民上门一次性购齐一周的生活用品当然未来潜在销售区域会受到很多竞争对手的挤压,所以家乐福也会将未来所有的竞争对手计算进去传统的__分析中,需要计算所有竞争对手的销售情况,产品线组成和单位__销售额等情况,然后将这些估计的数字从总的区域潜力中减去,未来的销售潜力就产生了但是这样做并没有考虑到不同对手的竞争实力,所以有些商店在开业前索性把其它商店的短板摸个透彻,以打分的方法发现他们的不足之处,比如环境是否清洁,哪类产品的__比较高,生鲜产品的新鲜程度如何等,然后依据这种精确制导的调研结果进行具有杀伤力的打击当然一个__的调查并不会随着一个门店的开张大吉而结束家乐福自己的一份资料指出,顾客中有60%的顾客在34岁以下,70%是女性,然后有28%的人走路,45%通过公共汽车而来所以很明显,大卖场可以依据这些目标顾客的信息来微调自己的商品线能体现家乐福用心的是,家乐福在__的每家店都有小小的不同在虹桥门店,因为周围的高收入群体和外国侨民比较多,其中外国侨民占到了家乐福消费群体的40%,所以虹桥店里的外国商品特别多,如各类葡萄酒,各类泥肠,奶酪和橄榄油等,而这都是家乐福为了这些特殊的消费群体特意从国外进口的南方商场的家乐福因为周围的居住小区比较分散,干脆开了一个迷你SHOPPING__LL,在商场里开了一家电影院和麦当劳,增加自己吸引较远处的人群的力度青岛的家乐福做得更到位,因为有15%的顾客是韩国人,干脆就做了许多韩文招牌高流转率与大采购__零售业的一个误区是,总以为大批量采购压低成本是大卖场修理其它小__的法宝,但是这其实只是“果”而非“因”商品的高流通性才是大卖场真正的法宝相对而言,大卖场的净利率非常低,一般来说只有2-4%,但是大卖场获利不是靠毛利高而是靠周转快而大批量采购只是所有商场商品高速流转的集中体现而已而体现高流转率的具体支撑手段,就是实行品类管理(Category__nagement),优化商品结构根据沃尔玛与宝洁的一次合作,品类管理的效果使销售额上升
32.5%,库存下降46%,周转速度提高11%而家乐福也完全有同样的管理哲学据罗介绍,家乐福选择商品的第一项要求就是要有高流转性比如,如果一个商品上了货架走得不好,家乐福就会把它30厘米的货架展示缩小到20厘米如果销售数字还是上不去,陈列空间再缩小10厘米如果没有任何起色,那么宝贵的货架就会让出来给其它的商品家乐福这些方面的管理工作全部由电脑来完成,由POS机实时收集上来的数据进行统一的汇总和分析,对每一个产品的实际销售情况,单位销售量和毛利率进行严密的监控这样做,使得家乐福的商品结构得到充分的优化,完全面向顾客的需求,减少了很多资金的搁置和占用案例思考题思考题1)你认为家乐福选址时考虑了哪些因素?2)你认为家乐福选址与制造业在选址时有何不同?【实际操作训练】某厂为新建机械__厂,作业单位划分为十四个作业单位,作业单位之间的物流量如下表所示,应用本章节内容中的系统布置设计知识,进行物流分析,物流和非物流权重比为41,画出作业单位之间的位置相关图2345678910111213141507614496--1888328----------------20--------1668--3408----------3--014496----------1004--------4----0----------12--14484----5------0--512--------------6--------0328--------------7----------03281668----------8------------0----328------9--------------0----------10----------------0--1016----11------------------0----32812--------------------014484--13----------------------0--14------------------------0至从至从至从至从至从方案因素零件作业工艺。