工业工程与制造企业生产物流

1、工业工程与制造企业生产物流1 工业工程概述1.1 工业工程的发展工业工程是工业化生产的产物，诞生于 19 世纪的美国，是一门自然科学、社会科学与技术科学相结 合的边缘学科。美国工业工程学会将工业工程定义为：工业工程 , 简称是研究由人、物料、信息、设备和 能源构成的集成系统的设计、改进和实施 , 它应用数学、物理学和社会科学的知识和技能 , 结合工程分析 和设计的原理与方法 , 来说明、预测和评价这一集成系统将得到的结果1 。工业工程是一门先进的管理技术，目标是降低成本，提高生产效率，追求企业的整体优化。工业工程发展至今，已近一个世纪的历史，经过科学管理时期、工业工程时期、运筹学时期、和工业

2、与系统工程时期四个阶段 2 。科学管理时期是萌芽和奠基的时期， 这一时期的主要方法是劳动专业化分工、 时间研究、动作研究、标准化等。工业工程时期是工业工程的成长期，在该这一阶段，统计质量控制、进 度图、库存模型、工厂布置、物料搬运等方法为提供了科学基础。第三个阶段即运筹学时期，工业工程得 到了很大的发展，应用运筹学、优化理论、数学规划、存贮论、排队论、博奕论等理论和方法用于描述、 分析和设计各种系统、直至系 统的选优。发展到工业与系统工程时期，工业工程具备了完善的科学基础与分析方法，进入了 IE 的扩展 与传播期。随着经济全球化和计算机与信息技术的迅速发展，工业工程正在向企业的实际应用快速转移

3、，并且其 理论研究也在不断完善。不仅优化方法更为广泛，其应用领域和研究对象同时也不断扩展。1.2 工业工程与制造企业 制造业是中国工业的主体，是实现代化的重要保证。制造业生产方式经历了手工生产方式、大量生产 方式、 JIT 生产方式、精益生产方式的过程、敏捷生产方式五个阶段。目前我国制造业存在着没有掌握核心制造技术，技术创新能力差，自主知识产权产品少，产业结构不 合理，制造业结构偏轻，装备制造业薄弱，劳动生产率低等问题。与其说我国是制造大国，不如说是装配 工厂。生产或制造物品所需的制造技术可以说有两大部分组成 : 一部分是制造物品所需的固有的生产工艺 技术, 称之为“固有技术” ;另一部分是为

4、了有效地、高效率地使用和组织企业所拥有的设备、人员、材料 等生产要素所需要的技术 , 称之为“生产管理技术” 。在产品从原材料到成品的转变过程中,固有技术与生产管理技术二者是相辅相成、缺一不可的。工业工程作为一门工程科学，它的目的就是提高生产率、利润率和效率。在众多的国内制造企业中 , 越来越多的企业已经设置或者筹划设立工业工程部门 ,并且已经做了大量卓有成效的工作 , 以推动工业工 程在企业的广泛应用。2 制造企业生产物流企业生产物流一般是指原材料、外购件投入生产后 , 经过下料、发料 , 运送到各加工点和储存点 , 以在 制品的形式 , 从一个生产单位 （仓库） , 流入另一个生产单位 ,

5、 按照规定的工艺过程进行加工、储存 , 并借助 一定的运输装置 ,在某个点内流转 , 又从某个点内流出 , 始终体现着物料实物形态的流转过程 3。2.1 制造企业生产物流系统的特点（1）生产物流与生产工艺密不可分 企业的生产物流活动始终与生产活动联系在一起。生产工艺决定了物料投入顺序，物流过程在工艺流 程确定后也随之确定。而且，各项工艺流程之间的衔接需要通过装卸和手动零部件、半成品等物流活动来 完成。（2）物料流动均衡性 生产系统运作状态和生产管理水平通过物料在流动过程中是否均衡反映出来。如果整条生产线上物料 流动很均衡，就说明流动在制品很少，每台设备或每个操作人员都 在以最佳状态进行产品超值

6、的运行或 操作，这说明该企业管理水平高。生产物流系统的优化追求平衡物料流动。（ 3）以提高效率、节约成本为中心 生产物流水平的高氏决定所有投入资源的利用效率的高低，而对投入资源的耗费和占用构成了产品生 产成本的一个组成部分，所以生产物流的优化应当以提高效率、节约成本为中心。2.2 目前制造企业生产物流存在的问题 我国中小型制造企业生产物流普遍存在着物流设施和技术落后、信息化水平低、库存管理混乱、装配 线不流畅、物流管理职能分散、企业内部服务意识不高等问题4 。任何一个生产过程都是一个物料搬运和迁移的过程。对一个制造企业来说 , 从原料进厂到仓库储存 , 按生产计划将原料搬运到生产车间 , 再经

7、加 工处理对离散型制造业还需要装配才能成为产品然后再运送到仓库经过包装按订单发送到客户。物料搬运 是工业企业内部进行生产活动的一个基本环节 , 经常是影响生产正常运行的“ 瓶颈”，也是影响生产率和 成本的主要因素。根据精益六西格玛理论，物流中主要存在七大浪费，分别是库存浪费、运输浪费、空间和设施浪费、 时间浪费、包装浪费、管理浪费和知识浪费。其中库存浪费、空间与设施浪费和时间浪费就涉及到了生产 物流中的浪费。由于库存分类与摆放混乱，导致隐性浪费不可见，长久便积累成大量浪费。在空间和设施 浪费方面，由于仓库摆放无序，拣货员分拣货物能力差，导致货损以及不浪的流程设计和执行。由于前三 种浪费，推迟了

8、订单处理时间及订单周期。比如由于粗心的入库和拣货操作，不良的仓库员工以及贫乏的 信息交换，造成订单备货延误，并将订单复核复杂化。3 生产物流与工业工程3.1 生产物流与工业工程的关系 工业工程的研究对象是任意一种生产系统或服务系统，所以工业工程与生产物流两者是相互兼容的。从研究和开发和物流技术角度看 , 两者使用的专门知识和技术也大部分相同 , 特别是运筹学和系统分析 都是两者的重要基础 , 其他如工程经济、人因工程、可靠性工程、安全工程等也都是两者所需要的。利用工业工程规划出仓库的平面配置 , 包括功能区域划分、货物流向、货架数量、货架尺寸、搬运操 作工具等其次是根据以上的配置 , 为其所需

9、成本提供费用估算 , 譬如货架费用、搬运操作工具费用、运输 费用和施工费用，可以减少生产物流中的浪费，提高运作效率。根据工业工程，可以优化生产线、生产车间布局和物料搬运等其它方面。具体可以从提高空间的有效 使用量、将货物搬运最小化、提高货物流转量、优化货物的存取方法，加强监督货物储存量等方面着手。 有效使用仓储空间，不但可以降低动作成本，也可以减少货物搬运时间。合理设计货物搬运方法，减少了 搬运动作和搬运距离，从而降低了货物损毁的可能性。高货物流转量能直接提高空间的使用率 , 减低建仓 和运作成本。好的货物存取方法不仅减轻了人力资源花费 , 同时也提高了操作员工的安全性。准确、实时 地记录货物

10、的进出量 , 可以更清楚 地了解仓库剩余的处理能力 , 帮助预测和确定未来的工作目标。3.2 案例分析3.2.1 公司现状 某公司以各种灯具为产品，由于不同产品的生产工作之间的要求差别非常大，使得生产计划和安排复 杂化，具体表现在：厂区内车间、库房布局分散 , 工房内设备布置不合理 ,导致物料运输路线过长，运输速 度太慢，运输费用过高；生产计划和调度困难，前后工序脱节，效率低下，延误交货时间；并且在制品库 存量较大 , 不仅严重地影响到企业生产计划的执行，而且还占用了大量资金。以户外灯车间为例， 户外灯车间主要生产的灯具类型有泛光灯、 道路照明灯、 庭院照明灯、 景观照明、 草坪照明等。现以泛

11、光灯的生产为例 ,其工艺主要是 :灯盘外壳成形 ,经过喷漆 ,各种配件和辅助材料在配料 区进行配料 , 转到生产线进行安装、组装即可 , 最后包装成品。其生产布局与流程图见图 1 所示。图1户外灯生产布局与流程图注:1 辅助材料区；2 周转材料区；3泛光材料区；4 机床区；5 喷漆区；6生产区；7包装区；8灯盘支 架区；9配料区；10包装材料区；11不合格品区；虚线为传送带。3.2.2问题分析(1) 搬运浪费。物料都从一个门走，导致该门的物流量非常大，经常进出不畅；包装材料、支架、反射器、玻璃等外购件在大门内卸载，占用了过道，影响了其他物料的搬运。此外，车间内各个区位的距离过长，存在着大量的迂

12、回运输。各种配件和辅助材料从大门运到各自的区位，根据生产计划转到配料区进行配料，形成了长距离的迂回搬运；灯盘原材料经大门运进机床区进行成形，后到喷漆区进行喷涂，再转入灯盘支架区进入生产线进行安装和组装，存在着往复搬运路线。(2 )时间浪费。造成时间浪费的原因有两个，一个是由于搬运浪费所造成的时间拖延导致的浪费，另一个原因则是由于机器设备故障而导致的时间浪费。要解决上述问题，就要合理布置设备，减少工件物料的等候时间，加快物料运输速度，提高工时利用率。换言之，就是要提高有效工时占生产周期时间的比 率。(3) 空间浪费。生产区的生产线为一条线式的流水线，占用空间大，存在的大量空间浪费。3.2.3 优

13、化方案企业车间合理布置，充分利用现有设备和生产场地；要遵循工艺规程的原则，保证加工的要求；实现物料搬运的距离最短配置，使得加工工序之间的路线最短； 车间的运输通道方便、畅通；保证生产安全，创造良好的工作环境，调动工人的生产积极性。对户外灯生产物流进行优化需遵循如下原则5:(1)(2)(3)(4)(5)对设施布置的优化设计，要结合工厂的实际情况综合考虑 ，以最小的付出获得最优的效果。为此，提 出如下解决方案，如图 2所示。图2户外灯车间布局的优化方案图注：1 机床区、配料区、9包装材料区、10 不合格品区；虚线为传送带。7 灯盘支架、8此布局方案 ,将机床区、泛光材料区、待喷漆灯盘区进行重新的划

14、分和调整, 同时就进开通一个门，分流一部分物流 , 减少了大门物料搬运的压力；有些配件和辅助材料等直接存在配料区，减少了搬运的距离； 将生产区和包装区合成一条细胞式生产线 , 并在生产线的末端开辟了一个成品区，直接存放成品。户外灯 车间布局的优化方案，其物流大为顺畅，同时极大地减少了物料的搬运距离。此外, 积极运用工业工程技术加强生产现场的管理，使生产现场中的物品醒目、井然有序，物料堆放合理。4 结束语通过分析制造型企业生产物流系统并对其进行优化设计 , 可以保证生产过程的顺利畅通 , 减少内外 部损失 , 保持产品质量的优良稳定 , 进而提高企业产品在市场上的竞争能力 , 促进企业的飞速发展。参考文献1 李春田 . 工业工程及其应用 .M 北京：中国