物流管理第2章

1、 物流运作是十分复杂的，为了实现最优化设计，通常构造多种模型来模拟同一物流系统的功能，通过对模型的分析和比较，从中选出物流系统的最优结构，再对物流系统进行全面的分析，确定最优的结构形式，形成各功能之间内在的联系的功能体系，从而为系统的设计、开发提供条件。2.1 概述概述第第2章章 物流系统分析物流系统分析 物流系统分析是针对物流系统内部所存在的基本问题，采用系统的观点、理论和方法，进行定性与定量相结合的分析，对所研究的问题提出各种可行方案或策略，通过分析对比、全面评价和协调，为达到物流系统的预期目标选出最优方案，实现其空间和时间的经济效应，以辅助领导者作科学决策的一种技术经济方法。 2.1.1

2、 物流系统分析概念物流系统分析概念 物流系统分析的要素是指物流系统分析的项目，具体有：目标。备选方案。费用和效益。模型。评价标准。结论。 物流系统分析的准则包括物流系统内部与物流系统环境相结合、局部效益与整体效益相结合、当前效益与长远利益相结合及定量分析与定性分析相结合四个方面的内容。2.1.2物流系统分析的要素及准则物流系统分析的要素及准则2.1.3 物流系统分析要点 解决问题的“5W1H” ：项目的对象是什么？即要干什么？（What）这个项目何以需要？即为什么这样干？（Why）它在什么时候和在什么样的情况下使用？即何时干？（When）使用的场所在哪里？即在何处干？（Where）是以谁为对象

3、的物流系统？即谁来干？（Who）怎样做才能解决问题？即如何干？（How） 现状分析。无论多复杂的物流系统，总是可以从物质实体的实际流动、支撑物质实体移动的信息流和信息系统及控制整个物流系统的组织和管理结构3个方面入手。问题构成与目标确定。本阶段的任务包括阐明问题、划分系统和环境、提出问题的边界和约束条件、确定问题的目标。搜集资料探索可行方案。良好的备选方案是进行良好系统分析的基础。建立模型。系统工程的模型常常是推测式的，模型的精度不能与具有严密理论基础的数学模型相提并论。另外，模型也难以实验。综合评价。物流系统分析是一个需要在信息反馈的基础不断反复、不断调整的过程。 2.1.4 物流系统分析的

4、步骤物流系统分析的步骤 物流系统优化的5S目标：优质服务（service）。迅速及时（speed）。节约空间（space saving）。规模适当（scale optimization）。合理库存（stock control）。2.1.5 物流系统的优化物流系统的优化（1）企业物流中心。随着自动化搬运、储存设备的发展，及信息网络应用的日益普及，物流中心对自动化程度的要求也逐渐提高。（2）企业物流中心型态及作业流程分析。企业物流中心型态包括: 1）MDC。由制造厂商所成立的物流中心，产品货物的管理。 2）WDC。由批发商或代理商所成立的物流中心，客户订单的管理。 3）REDC。由零售商向上整合所

5、成立的物流中心，销售点的管理。 4）TDC。由货运公司所成立的物流中心，储位的管理。（3）计划筹建准备阶段 1）计划开始时的组成。 2）基础规划资料收集。 3）系统规划策略目标的制定2.1.6 企业物流系统分析企业物流系统分析（4）系统规划设计阶段 1）基础规划资料分析 2）规划条件的设定。 3）作业需求功能规划。 4）设施需求规划与选用。 5）信息系统功能。 6）方案评估阶段。2.2.1 生产物流系统的特性生产物流系统的特性（1）物流过程的连续性，决定了物流的方向同生产过程相一致。（2）生产过程的平行性决定了物流系统的空间结构。（3）生产过程的节奏性决定了物流在时间上的规律性。（4）物流过程

6、的比例性决定了物流量的强度，生产量大，物流量也大。（5）物流过程的适应性。2.2 生产物流系统分析基础生产物流系统分析基础 纲领设计要规定产品方案、生产数量、建设规模，由可行性研究人员根据市场预测和企业战略规划提出，决策层批准。 生产纲领指的是在规定时期内（如年）制造的主要产品的品种、规格及数量。生产纲领决定着企业的专业方向、生产性质、规模等级、工厂组成和工艺技术要求。一般要从众多的产品中选定设计的代表产品。选定代表产品主要考虑三个因素：代表产品与被代表产品应是同类产品，基本结构应尽可能相似；选定的代表产品应是该工业设施建成后数量较多的产品；同类产品中如果年产量相差不多时，应选中等尺寸者为代表

7、产品。 2.2.2生产纲领的内容生产纲领的内容 零件的年生产纲领可按下式计算： 式中， 为零件的年生产纲领（件 / 年）； 为产品的年生产纲领（台 / 年）；为每台产品中该零件的数量（件 / 台）； 为备品的百分率； 为废品的百分率。 大批大量生产应尽可能采用高效率的设备和工艺方法，以提高生产率；单件小批生产应采用通用设备和工艺装备，也可采用先进的数控机床，以降低生产成本。各类生产类型的工艺特点可参考表2-1。(1% )NQ nab=+NQn%a%b 表 2-1 生产纲领与生产类型的关系生产类型零件的年生产纲领/件重型零件中型零件轻型零件单件生产 5 10 1000 5000 50000 生产

8、纲领是对设计生产能力做出的规定目标。在确定生产纲领时要对生产能力进行分析。生产系统的生产能力是指生产性的固定资产在一定时期内所能生产一定种类产品或服务的最大数量。 设计生产能力是指一个新的生产系统，根据既定产品和工艺过程的特点和要求建设的厂房、建筑物、生产设备、运输装置等固定资产形成的综合生产能力。 生产系统建成以后，经过一段时间的调试和试生产，进入稳定的运行期间，应该达到生产纲领规定的年产量。 纲领设计应该在确定产品选型、市场调查和需求预测的基础上，分析经济规模的界限，确定最合理的生产规模。 在确定最适宜的生产规模的同时，还应研究这种生产规模的可行性。2.2.3 生产能力分析生产能力分析 生

9、产类型一般可分为单件生产、成批生产、大量生产三种类型。（1） 大量生产。（2） 成批生产。（3） 单件生产。 生产类型与生产纲领的关系、各类生产类型的工艺特点可参考表2-2。2.2.4 生产类型分析生产类型分析 表2-2 各种生产类型的工艺特征工艺特征生产类型单件小量中批大批大量零件的互换性用修配法，钳工修配，缺乏互换性大部分具有互换性。装配精度要求高时，灵活应用分组装配法，同时还保留某些修配法具有广泛的互换性。少数装配精度较高处，采用分组装配法和调整法毛坯的制造方法与加工余量木模手工制造或自由锻造。毛坯精度低，加工余量大部分采用金属模铸造或模锻。毛坯精度和加工余量中等广泛采用金属模机器造型、

10、模锻或其他高效方法。毛坯精度高，加工余量小机床设备及其布置形式通用机床。按机床类别采用机群式布置部分通用机床和高效机床。按工件类别分工段排列设备广泛采用高效专用机床及自动机床。按流水线和自动线排列设备工艺工装大多采用通用夹具、标准附件、通用刀具和万能量具。靠划线和试切法达到精度要求广泛采用夹具，部分靠找正装夹，达到精度要求。较多采用专用刀具和量具广泛采用专用高效夹具、复合刀具、专用量具或自动检验装置。靠调整法达到精度要求对工人技术要求需技术水平较高的工人需一定技术水平的工人对调整工的技术水平要求高，对操作工的技术水平要求较低工艺文件有工艺过程卡，关键工艺要工序卡有工艺过程卡，关键零件要工序卡有

11、工艺过程卡和工序卡，关键工序要调整卡和检验卡成本较高中等较低 产品设计是工艺过程设计的前提，而工艺过程设计是“龙头”。 (1） 产品设计的任务。在进行设施规划和布置时，要求根据产品加工工艺的柔性来重视布置和设施规划的柔性。生产所需要的设备、外部的经济因素、现有的人力和物力资源、所面临的竞争、设备更新的快慢等问题都应该以假定的生产目标，在进行设施布置前确定下来。 (2） 产品设计信息。对于一个设施规划来说，详细的操作说明书、图示说明、产品原型的说明都是十分重要的信息。这些信息包括： 爆炸装配图（Exploded Assembly Drawing）、零件图(Component Part Drawi

12、ng)、零件明细表（Parts List）、物料清单（产品结构文件，BOM）等。2.2.6 产品设计分析产品设计分析 工艺过程设计决定产品将怎样生产，零件是自制还是外购，采用什么工艺和设备，需要多长时间，是工厂物流系统设计和工厂布置的重要依据。 （1）自制或外购决策是企业典型的决策，主要以成本作为衡量标准，同时还考虑工程技术、市场、工艺、采购，甚至包括人力资源等其他因素，并根据具体的项目和工程实践灵活地考虑和安排。（2）工艺分析与选择，在进行工艺分析和产品的装配时，要求首先应确定或选择自制零件的加工工艺方法，其次再确定加工所需要的机器、设备。（3）工艺流程分析，主要是分析把原材料变成成品的加工

13、装配流程。 2.2.6 工艺过程设计分工艺过程设计分析析 2.3.1物料搬运系统分析基础物料搬运系统分析基础 1.物料搬运的基本概念 美国机械工程师协会(ASME)对物料搬运的定义为：包括任何形式的物质的移动、包装、存储的艺术和科学。具体是指在同一场所范围内进行的、以改变物料的存放（支承）状态（即狭义的装卸）和空间位置（即狭义的搬运）为主要目的的活动，即对物料、产品、零部件或其他物品进行搬上、卸下、移动的活动，如装卸、移动、分类、堆码、理货和取货等作业都属于物料搬运活动。 2.3 物料搬运系统分析物料搬运系统分析 2物料搬运意义 物料搬运（Material Handling）是制造企业生产过程

14、中的辅助生产过程，它是工序之间、车间之间、工厂之间物流不可缺少的重要环节，物料搬运的费用占全部生产费用的3040%。为此，设计合理、高效、柔性的物料搬运系统，对压缩库存资金占用、缩短物流搬运所占时间，是十分必要的。3. 物料搬运方程具体见图2-1所示。WHY为何搬运WHAT搬运什么物 料方 法搬 运分 析 物 料 搬 运 问 题 时 需 要 考 虑 的 因 素（1）物理特征（2）数量（3）区域（4）起点与终点（5）路线与距离（6）次数（7）速度（8）搬运单位否定（10）人工（9）搬运设备WHERE何地WHEN何时HOW怎么做WHO何人做图2-1物料搬运方程4. 物料搬运路线的选择（1） 搬运路

15、线类型。具体类型见图2-2所示。 直达型。 渠道型。 中心型。CDABBAACB（a）直达型 （b） 渠道型 （c） 中心型 图2-2搬运路线 （2）路线的选择 距离短物流量大时选直达型、距离长物流量小时选渠道型或中心型，见图2-3所示。渠道型或中心型直达型图2-3路线选择5. 物料搬运系统设计的基本原则和常见问题(1) 物料搬运系统设计的基本原则1）规划原则。2）标准化原则。3）工作原则。4）人机工效原则。5）集装单元化原则。6) 充分利用空间原则。7) 系统化原则。8) 自动化原则。9) 环境原则。10) 全生命周期成本原则。（2）物料搬运系统设计常见问题1) 搬运通道不畅通出现交叉问题。

16、2) 搬运动作不连续。3) 搬运路线曲折。4）搬运容器不标准。5）搬运机械其性能参数未根据标准决定。6) 搬运活动未从系统考虑。7）搬运设备缺乏柔性。8）搬运系统与生产系统不均衡。9）集装原则、重力原则及安全原则考虑不周全。复杂搬运设备复杂运输设备简单搬运设备简单运输设备图2-4选择原则物流量距离 6. 物料搬运设备的选用原则及选择时应考虑的因素 (1) 物料搬运设备的选用原则，见图2-4所示。（2）物料搬运设备选择时应考虑的因素 1）物料的特征和运动方式。 2）设备的技术性能(设备的类型、型号和数量)。能否胜任工作。 3）经济因素。成本、性价比。 4）能耗。是否符合电力供应情况。 5）备件、

17、维修和存放方式（托盘、箱器）、搬运频率。2.3.2物料搬运系统分析方法物料搬运系统分析方法 1. 物料搬运的控制系统 零部件编号系统、定位系统、库存系统、标准化、生产批量、订单数量、安全库存量、标签和自动标识技术等都是控制工厂物料流动所必须的。控制包括对物料物理和状态两个方面的控制。 物理控制是指对物料的方位、顺序和相互间隙的控制；状态控制是对物料的位置、数量、目的地、初始地、所有者、进度安排的实时状态控制。 通过改善对物料搬运系统的控制，尤其是采用信息系统来管理，可以降低库存量、减少盗窃、提高安全性，使物料搬运成为降低企业总成本的一种方法。 2. 搬运系统分析方法（SHA）的体系结构 搬运系

18、统分析(System Handling Analysis, SHA)是缪瑟提出的一种系统分析方法，适用于一切物料搬运项目。 (1) SHA方法结构 (2) SHA阶段结构 第I阶段。 第II阶段。 第III阶段。 第IV阶段。 上述四个阶段是按时间顺序依次进行的。但是为取得最好的效果，各阶段在时间上应有所交叉重叠。总体方案和详细方案的编制是物流系统规划设计人员的主要任务。 (3) SHA程序模式。物料搬运系统分析时所需输入的主要数据是如下，SHA程序模式见图2-5。主要输入因素：P、Q、R、S、T1、物料的分类3、各项移动的分析4、各项移动的图表化6、初步的搬运方案7、修改和限制8、各项需求的

19、计算方案A方案C方案B9、方案的评价选定2、布置5、物料搬运方法的知识和理解物料分析移动分析方法分析（确定合理经济的搬运方法）图2-5 SHA程序模式 3.系统布置设计与搬运系统分析的结合（SLP+SHA） (1)SLP和SHA的相互关系。二者具有共同的目标， SLP和SHA具有相互制约、相辅相成的关系。 (2)SLP+SHA的方法。 1）进行SLP时，尽可能考虑到SHA的需要。 2）SLP和SHA交叉进行、互相补足。2.3.3 物料搬运系统分析技术物料搬运系统分析技术 1. 物料分析（1）物料的分类。区分物料类别的主要特征如下： 1）物理特征 尺寸。 重量。 形状。 损伤的可能性。 状态。

20、2）其他特征 数量。 时间性。3）特殊控制、政府法规、工厂标准、操作规程。物料分类应按以下程序进行：列表标明所有的物品或分组归并的物品的名称，如表2-3所示。记录其物理特征或其他特征。分析每种物料或每类物料的各项特征，并确定哪些特征是主导的或特别重要的。确定物料类别，把那些具有相似的主导特征或特殊影响特征的物料归并为一类。对每类物料写出分类说明。产品与物品名称物品的实际最小单元单元物品的物理特征其他特征类别尺寸重量形状损伤的可能性（对物料、人、设备）状态（湿度、稳定性、刚度）数量（产量）或批量时间性特殊控制长 宽 高表2-3 物料特征表（2）系统布置分析。 对物料搬运分析来说，我们需要从布置中

21、了解的信息，基本上有四点： 1）每项移动的起讫点（提取和放下的地点）具体位置在哪里。 2）有哪些路线及这些路线上有哪些物料搬运方法，是在规划之前已经确定了的，还是只大体上规定的。 3）物料搬进运出和穿过的每个作业区所涉及的建筑特点是什么样的。 4）物料运进运出的每个作业区内进行什么工作，作业区内部分已有的（或大体规划的）安排或大概是什么样的布置。 （3）移动分析。通常用物流图或距离与物流量指示图来体现。 1）收集各种移动分析的资料 物料的类别和基本特征。 路线的移动距离和路线的具体情况。 搬运量：搬运量=物流量搬运距离。 2）移动分析方法选择 流程分析法。 起止点分析法。 3）编制搬运活动一览

22、表，并在布置图上绘制流程图。将各项移动的分析结果标注在布置图上，起到了一目了然的作用。 （4）搬运方法分析。 表2-4物流作业的活性指数活性指数状态是否需要下列活动已完成的活动未完成的活动聚集拿起抬高运出0散放在地上要要要要041集装箱中否要要要132托盘中否否要要223车中否否否要314正在移动的传送机否否否否402. 物料搬运分析技术物料搬运分析技术（1）搬运活性。物流作业的活性指数如表2-4所示。 2) 搬运活性分析法。 通过计算每种物料搬运的平均难易性指数，分析和比较在不同物料搬运上的工作情况，找出需要改进的主要对象。某物料搬运的平均难易性指数计算公式为： 显然，某种物料搬运的平均难易

23、性指数越低，说明物料流转过程中需要手工搬运和手工操作的作业越多，在该种物料搬运方面所做的工作也就越差，因而应把该种物料的搬运作为需要改进的主要对象，见表2-5。()()01234创+平 放 状 态 次 数 +箱 放 状 态 次 数枕 放 状 态 次 数车 装 状 态 次 数带 装 状 态 次 数平 均 难 易 性 指 标 =平 放 状 态 次 数 +箱 放 状 态 次 数 枕 放 状 态 次 数 车 装 状 态 次 数 带 装 状 态 次 数（2）改进搬运的分析方法。 1) 搬动重量比率分析法。搬运重量比率的计算公式为： 搬运重量比率搬运重量累计值/产成品净重量 表2-5 平均活性指数与适用的

24、改善措施平均活性指数 适用的改善措施 2.3 全面使用工业拖车，以输送机与叉车为中心，重点在于节省搬运工3)空搬运分析法。 空搬运系数小于或等于1为良好。如果大于1的空搬运系数有多个，则把其中最大者作为重点改进对象。 物的移动距离物的移动距离人的移动距离空搬运系数（3）现场物料搬运的改进。现场物料搬运的改进流程如图2-6所示。现状调查发现问题找出主要问题确定改进目标分析原因提出措施实施措施 结果评价 图2-6 改进流程 步骤一：物料搬运现状调查，发现存在的问题。步骤二：找出主要问题，确定改进目标。步骤三：测定分析问题的原因，制定改进措施。步骤四：组织实施改进措施。步骤五：从定性与定量两方面对改

25、进效果进行评价。步骤六：应改进搬运的着眼点。 有了上述六项着眼点，我们就会发现问题，然后分析解决问题，即用作业分析、工序分析等方法找到问题的症结所在，再用ECRS原则来改进搬运系统。 1)首先是整理整顿。 2)注意操作环节。 3)重视放置方法。 4)减少不合理搬运。 5)安全轻松的搬运。 此外，不仅搬运方法重要，对搬运通道的保养也很重要。再者，还应重视搬运的连接点。 分析过程如图2-7所示。 1. 外部衔接分析 2输入因素P、Q、R、S、T (1) P（Products）指系统物料的种类。 (2) Q（Quantity）指数量。 (3) R（Routing）指路线。包括工艺路线、生产流程、各工

26、件的加工路线以及形成的物流路线。 (4) S（Service）表示辅助生产与服务过程的部门。 (5) T（Timing）表示物料流动的时间。 2.4企业物流系统分析方法企业物流系统分析方法2. 输入因素P、Q、R、S、T3. 物料分类及当量物流量4.物流流程分析平面图流程图物流图相关图5. 物流系统状态分析流量矩阵距离矩阵F-D图设备及容器6. 可行性方案建立及调整7. 多方案评价及选择1.外部衔接分析图2-7物流系统分析模式3物料分类及当量物流量 当比较不同性质的物料搬运状况时，各种物料的物流强度大小应酌情考虑物料搬运的困难程度，采用当量物流量和玛格数等来计量。 （1）物料分类。物料分类具体

27、内容，参见2.3.3物料搬运系统分析技术中的物料分析部分。 （2） 当量物流量。物流强度也称物流量，是指一定时间内通过两个物流节点间的物料数量。其计算公式为： 式中，f为当量物流量；q为一个搬运单元的当量重量；n为单位时间内流经某一区域或路径的单元数。fqn 玛格数(Magnitude)：物料的玛格数的计算步骤是：计算物料体积确定玛格数基本值确定修正参数确定玛格数 玛格数的计算公式为 式中，B为物料的松密程度或密度；C 为形状；D为损伤危险性；E 为情况；F为价值因素；A为物料的玛格数基本值。 ()4AA BCDEFM+=4物流流程分析 流程线路图主要用于物流“搬运”和“移动”路线的分析，研究

28、从工作站或设备的布置上缩短搬运距离。5物流系统状态分析6. 可行性方案建立及调整建立良好可行性方案是进行良好企业物流系统分析的基础。7. 多方案评价及选择 多方案评价及选择，就是在定量预计各种方案在不同环境下所产生的效果的基础上，考虑各种有关的定性因素，并运用已经确定好的评价准则，将多个方案进行比较和评价，显示出每一个方案的利弊得失和效益成本，从而获得对所有可行方案的综合评价结论。2.5案例分析案例分析精益物流系统的工厂布局优化分析精益物流系统的工厂布局优化分析 本案例通过对精益物流系统的工厂布局进行优化分析，使精益物流为企业和顾客创造更多的价值。 （1） 精益物流系统 1) 精益物流的概念。精益物流 (Lean logistics) 是指通过消除生产和供应过程中的非增值浪费，以减少备货时间，从而提高客户满意度。 2）精益物流系统的特点。精