工厂企业物流分析课件

第四章

工厂企业物流分析1第四章

工厂企业物流分析1概述工厂企业的生产过程是把原材料等生产要素变成有形财富或产品的过程。在转变过程中，原材料经过运输、储存、加工、装配形成产品，产品又经过储存、运输，最终到达用户手中，形成伴随企业生产过程的物流活动—生产物流。对制造企业，可以说“工艺是龙头，物流是支柱。”生产物流负担运输、储存、物料搬运等任务。物流系统是生产制造各环节组成的有机整体的纽带，又是生产过程维持延续的基础。据调查，工序间物流活动时间占去了产品生产过程总时间的90%~95%。只要能使物流优化，压缩这段时间，就可以缩短生产周期，提高生产效率。2概述工厂企业的生产过程是把原材料等生产要素变成有形财富或产品对于企业内部的物流，优化的途径主要通过合理的平面布置，优化物流路径及合理配置装卸、运输机械，提高物流质量以及改善生产节奏，尽可能降低库存，加快物流速度来实现。工业企业总体布置和各种生产设施、辅助设施的合理配置是企业物流合理化的前提。优良的平面布置可以使物料搬运费用至少减少10%~30%。通过全系统的物流强度计算和物流系统定量分析，优化企业总体布置，合理配置各种生产设施、辅助设施，避免或减少物流迂回、交叉以及无效的往复运输、倒运，避免物流输送过程混乱、线路过长等，达到物流短捷、顺畅。因此，围绕生产物流优化为中心思想进行设计，有利于物流顺畅，生产高效的目标。3对于企业内部的物流，优化的途径主要通过合理的平面布置，优化物物流分析的原则与基础物流分析是设施布置的关键也是前提。通过物流分析可以使设施布置合理化。物流分析考虑到产品从原材料到成品通过企业或工厂的路径，并做到两个最小和两个避免，即物流分析中判断正误或合理的两个基本原则：两个最小原则：经过距离最小和物流成本最小。两个避免原则：避免迂回和避免十字交叉。不管是生产系统还是服务系统，它们的规划分析都必须有基本的信息和数据。规划设计人员、小组或团队要作大量的调查研究，要进行有效的物流分析，必须了解企业分散在不同部门，如营销部门、产品开发设计部门、制造部门、工艺部门等之中的各种产品、产量、工艺、路线等信息。4物流分析的原则与基础物流分析是设施布置的关键也是在形成一个新的设施规划前，下面这5个问题是必须要考虑清楚的：1)生产什么产品？2)产品如何生产？3)什么时候生产？4)每种产品生产多少？5)生产该产品的周期是多长？

这5个问题分别由纲领设计、产品设计、工艺过程设计来回答，并提供有关资料。5在形成一个新的设施规划前，下面这5个问第一节纲领设计

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。纲领设计对场址选择、工厂布置等都有直接影响，设施规划人员必须积极参与。有时，纲领设计要在对原有设施条件分析的基础上进行就更需要设施规划人员的紧密配合。6第一节纲领设计纲领设计要规定产品方案、生产数量、建设1.生产纲领的内容

指在规定时间内（如一年）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。2.生产纲领的划分按范围划分：全厂纲领

指全厂生产的产品及产量，用于全厂的规划设计车间纲领

厂内某一车间的产品品种及数量，用于车间的规划设计一、生产纲领的内容及类型71.生产纲领的内容一、生产纲领的内容及类型7按类型划分：精确纲领

精确规定产品品种和数量，而且这些产品有完整资料的生产纲领，适用于大批量生产。折合纲领

指没有包括全部产品而只包括部分产品，其他产品都折合成代表产品，适用于多品种、中批量生产。其中代表产品与被代表产品结构基本一致，只是规格重量有差别的同类产品，代表产品应该是同类产品中数量最多的产品，若数量相同则一般选中等规格重量的产品。选定代表产品后，将被代表产品的数量折合成代表产品的当量数，即Q=aQx式中Qx被代表产品的数量Q折合代表产品的当量数

a折合系数8按类型划分：8折合系数a一般由三个系数组成，即

a=a1a2a3a1

——重量折合系数，a1=式中W代表产品的单台重量;Wx被代表产品的单台重量。a2——成批性折合系数，可由教材表4-4查得。n/nx一般不小于0.5，不大于10。其它a2值可用插值法求得。a3——为复杂性折合系数。复杂性是指制造精度和产品结构的复杂程度。a3一般根据产品的图样、技术要求凭经验确定。折合生产纲领=代表产品产量+被代表产品折合产量9折合系数a一般由三个系数组成，即9生产纲领表格10生产纲领表格10例某厂生产轮式装载机共有5种型号规格，其产量及重量见下表。选出代表产品并计算出折合纲领。11例某厂生产轮式装载机共有5种型号规格，其产量及重量见

解：选定年产量最大的ZL50型轮式装载机为代表产品。其他4种为被代表产品，其折合产量的计算见下表。折合纲领=代表产品产量+被代表产品折合产量=250+346=59612解：选定年产量最大的ZL50型轮式装载机为代表产品。折合纲

在确定生产纲领时要对生产能力进行分析。二、生产能力分析

生产能力

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的最大数量。设计能力生产能力类型计划能力查定能力

13在确定生产纲领时要对生产能力进行分析。13

生产纲领是对设计生产能力作出的规定目标。设计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。企业在年度计划中规定本年度要达到的实际生产能力称为计划能力。对于老企业可能由于产品方向有所改变，或者是产品结构重新设计，也可能因为工艺方法有所改进等种种原因，当初的设计能力已完全不能反映实际情况，这时需要对企业的产能作重新核准，称此结果为查定能力。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。14生产纲领是对设计生产能力作出的规定目标。14

经济规模问题是研究生产规模与生产成本的演变关系。因为，生产成本因产量不同而变化。在一定条件下可以从这种演变关系找出经济规模界限或经济规模区域。盈亏平衡分析

盈亏平衡分析是通过盈亏平衡点分析项目成本与收益平衡关系的一种方法。盈亏平衡点通常根据正常生产年份的产品产量或销售量、可变成本、固定成本、产品价格和销售税金及附加等数据计算，用生产能力利用率或产量表示。

盈亏平衡点越低，表明项目适应市场变化的能力越大、抗风险能力越强。15经济规模问题是研究生产规模与生产成本的演变关系。因利润P=R(x)-C(x)=r(x)x-v(x)x-F=0时，两个实根x1、x2即为盈亏平衡点。x1~x2为经济规模区，xmax为获得最大销售利润的产量，即最佳规模点（其值应求导计算）。线性盈亏分析C(x)—成本函数R(x)—销售收入函数v—单位可变成本F—固定成本总额C=R即vx+F=Px时盈亏平衡x0=F/(P-v)为盈亏平衡点非线性盈亏分析C(x)—成本函数R(x)—销售收入函数r(x)—单位产品销售价格函数V(x)—单位产品成本函数F—固定成本总额16利润P=R(x)-C(x)=r(x)x-v(x)x-F=0时确定合理生产规模的一般程序:1.提出可供选择的各种方案。2.确定系统的目标，是求最大利润，还是求最低生产成本。3.建立数学模型，收集有关数据。4.规定评价标准。5.通过计算分析比较，确定优劣先后顺序。6.选定方案确定生产规模。在确定最适宜生产规模的同时，还应研究这种生产规模的可行性。17确定合理生产规模的一般程序:1.提出可供选择的各种方案。17生产纲领与生产类型正确划分企业的生产类型对选择合理的生产组织形式、生产方式、管理方式，都有重要意义。通常情况下，工业企业生产的产品越少，品种的相似性越大，产品的产量越大，则生产的专业化程度越高，生产过程的机械化、自动化水平也越高。因此，按生产的成批性划分生产类型，是制造工业的工厂设计必须涉及的问题。而生产类型的划分既然取决于企业的产品品种、数量，也就取决于企业的生产纲领。按生产的成批性划分，有三种基本类型:(1)大量生产如汽车、轴承(2)成批生产如机床、电机(3)单件生产如重型机械、发电设备18生产纲领与生产类型正确划分企业的生产类型对选择合理的生产组织生产类型及其特点19生产类型及其特点19生产类型与品种、产量、生产系统的关系20生产类型与品种、产量、生产系统的关系20三、设备数量的计算设备的型号规格和数量是决定设施空间和布置的基本依据。一个生产系统的设备包括生产设备、辅助生产设备、起重运输设备等。设备数量的计算方法因产品的类型、工艺方法、生产性质的不同而不同。非流水线生产机床数量公式为：

Mj=Mj—生产周期内所需要型号j的机床数；Pij—产品i在机床j上的生产率，以生产周期内的产量即生产纲领表示；Tij—产品i在机床j上的生产时间（劳动量），以小时/件计；Cij—生产周期内产品i在机床j上可得到的小时数。21三、设备数量的计算21

例故需3台机床，为了备用可采用4台。22例故需3台机床，为了备用可采用4台。22四、人员数量的计算人员数量的计算因操作性质的不同而不同。一般，机床操作工人的总数可根据不同工种的机械加工劳动量计算。机床加工劳动量计算公式为：

P=P

—机床工人总数；Ti—工种i在生产周期内的加工总台时；F—每个工人在生产周期内的工作小时数；K—平均多机床管理系数。成批、大批生产，K=1.1~1.2；单件、小批生产，K=1.0。另外，也可按机床数量配备人员数量。23四、人员数量的计算23解：P===6.57故需7~8人例

三个工种：车、钳、铣。其中车工在生产周期内加工需450h，钳工在生产周期内加工需300h，铣工在生产周期内加工需600h，每人能提供的工作时间为165h，平均多机床管理系数K=1.2。求所需人员数量。400+300+600165x1.224解：P=例三个工种：车、钳、铣第二节产品设计产品设计过程详细说明了产品的结构、尺寸、材料和包装等信息，产品设计是工艺过程设计的前提，而工艺过程设计对工厂设计起着“龙头”作用。25第二节产品设计产品设计过程详细说明了产品设计的内容：决定要生产什么产品，和每种产品的详细设计。为使规划设计建立在可靠的基础之上，在设施规划工作开始之前必须结束产品设计。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。一、产品设计的任务26产品设计的内容：决定要生产什么产品，和每种产品的详细设计。一二、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：爆炸装配图零件图零件明细表物料清单（产品结构文件，BOM）等27二、产品设计信息对于一个设施规划来说，详细的操作说明书、图示爆炸装配图28爆炸装配图28第三节工艺过程设计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。29第三节工艺过程设计工艺过程设计决

一、工艺分析

No

零件能否买到

零件能否自制

自制是否比外购便宜

有无资金投资自制

自制

外购

外购

外购

自制

No

No

No

Yes

Yes

Yes

Yes有无现成的零件？公司是否允许外购？质量是否满意？资料来源是否可靠?该零件的制造是否在企业的目标范围内？是否具有这项专门技术？是否有空闲的物力和人力？现有的物力和人力能否满足要求？生产该零件的可选方案有哪些？将来要多少该零件？自制零件的固定、可变、投资费用？外购此零件的成本？有哪些因素影响自制或外购？有其他方面要用该资金吗？如果自制要有多大的投资？接受外部融资，成本将为多少？自制或外购决策流程图30一、工艺分析No零件能否买到零件能否自制自制是否比气阀明细表见教材表4-1为了方便进行设施规划，可以将自制或外购的决策结果列入明细表中。31气阀明细表见教材表4-1为了方便进行设气阀的BOM表见教材表4-2

气阀主装配管子插销锁定螺钉阀体装配阀体活塞装配座环O形密封圈活塞弹簧活塞体O形密封圈活塞固定器Level0Level1Level2Level3Level4BOM表达的结构关系32气阀的BOM表见教材表4-2

二、工艺选择

工艺选择应该以质量和成本作为考虑的主要因素。工艺选择的主要原则：（1）质量方面的要求（2）工艺方法的成熟性要求（3）工艺规模的考虑（4）环境因素的考虑（5）工艺的柔性

标准工艺工艺类型典型工艺

生成工艺33二、工艺选择标准工艺33定义零件的加工步骤选择加工工艺方案

分析加工工艺方案的优缺点标准加工工艺方案对工艺方案进行经济评价

选择工艺工艺选择流程明确每个部件加工所要求的作业。拟定每项作业的工艺方案。分析各项作业和设备的生产时间及设备的利用率。进行工艺方案的经济评价。根据经济评价结果和其他模糊因素选择工艺方案。34定义零件的加工步骤选择加工工艺方案分析加工工艺方案的优缺点

计算机辅助工艺设计（CAPP）是通过向计算机输入被加工零件的几何信息（图形）和加工工艺信息（材料、热处理、批量等），由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。（1）可以代替工艺工程师的繁重劳动（2）提高工艺过程设计的质量（3）缩短生产准备周期，提高生产率（4）减少工艺过程设计费用及制造费用（5）是连接计算机辅助设计与计算机辅助制造的桥梁35计算机辅助工艺设计（CAPP）是通过向计算机输入

工艺选择的输出结果是对自制零件的所需原材料、设备、加工工艺过程等，一般可以用工艺路线卡（RoutCard）表示。

工艺路线卡至少包括以下信息：（1）零件名称和编号（2）加工说明和编号（3）所需要使用的设备信息（4）使用的时间（5）原材料的信息

例：教材表4-336工艺选择的输出结果是对自制零件的所需原材料、设备3737

三、工艺排序工艺路线卡提供各零部件加工方法方面的信息装配表说明各零部件是怎样组装起来的

教材表4-438三、工艺排序38将工艺路线卡和装配表综合起来得到加工工艺过程表教材表4-539将工艺路线卡和装配表综合起来得到加工工艺过程表第四节工厂物流分析的使能工具

一、物流图

1.物流路径图（线图）

用圆圈表示设备，连线表示物料流动。若物料跳过一台设备则连线画在上方，若物料后退则连线画在下方。物流路径图指出由某些因素引起的问题，如交叉交通、回运、途径距离。40第四节工厂物流分析的使能工具一、物流图40例1

一组零件及其生产流程零件编号生产流程（操作顺序）1ZBCEDGX2ZCEDBX3ZFGCBDEX4ZGBDEX5ZDBEXZ：原材料入口X：生产线出口B、C、D、E、F、G：各操作用设备41例1一组零件及其生产流程零件编号生零件19步零件213步零件317步零件417步零件511步共计67步最少步数:7x5=35步效率：35/67=52%布置1零件编号生产流程（操作顺序）1ZBCEDGX2ZCEDBX3ZFGCBDEX4ZGBDEX5ZDBEX42零件19步布置1零件编号生产流零件117步零件211步零件37步零件47步零件59步共计51步最少步数:7x5=35步效率：35/51=69%布置2零件编号生产流程（操作顺序）1ZBCEDGX2ZCEDBX3ZFGCBDEX4ZGBDEX5ZDBEX43零件117步布置2零件编号生产流程例2零件编号生产流程（操作顺序）1ABCD2ACBD线型零件13步零件25步共计8步最少步数:3x2=6步效率：6/8=75%布置1ABCD布置2ACBD零件15步零件23步共计8步最少步数:3x2=6步效率：6/8=75%效率相同，应采用那种布置？44例2零件编号生产流程（操作顺序）1A2.物流流程图物流流程图显示从收货、储藏、各部件生产、预装配、总装、打包到仓库及运输每个环节所经的路线。物流流程图可从已制好的平面布局图开始。平面图上各设施、设备、储存地、固定运输设备等要用工业工程（IE）标准符号标明，并且进行阿拉伯数字编码。得到经过IE符号表达并编码的平面图后，根据物料分类和当量折算后的各种物流量，则任意一条物流路径均可用编码来表示其物流流程路线。将各条物流路线绘制在一张图上，则得到所研究系统的物流流程图，如图4-11。物流流程图的画法也可不受平面图的限制，如图4-12

。452.物流流程图45符号名称说

明 ○操作表示工艺过程中主要步骤，操作中要对物料作物理或化学变革□检查表示对物料品质或数量的检查运输表示物料由一处移向另一处停留表示在事件顺序中的等待，如工序间的在制品积压▽储存表示受控制的储存，如保持生产连续性的库存美国机械工程师学会（ASME）物料操作标准符号46符号名称说明 ○操作表示工艺过程中主要步骤，操作中要对4747某车间物流流程图48某车间物流流程图48二、操作表操作表上每个圆圈表示生产、部件装配、总装和打包，直到生产结束的每个必须的操作。49二、操作表49三、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。50三、工艺过程图在大批量生产中，产品品种很少，用标准符四、多种产品工艺过程表

步数913171711合计67最少步数77777合计35效率：35/67=52%布置1

在品种多且批量较大的情况下，将各种产品的生产工艺流程汇总在一张表上，就形成多种产品工艺过程表，在这张表上各产品工艺路线并列绘出，可以反映出各个产品的物流路径。

51四、多种产品工艺过程表步数

步数1711779合计51最少步数77777合计35效率：35/51=69%布置252步数17设Wjk为产品Pj的工序Rjk和Rjk+1之间的物流量，Djk为其物流方向加权值，则多种产品工艺过程表中物流顺流程度W可用下式计算。即W=∑∑DjkWjkmnj-ij=1k=1式中，j为产品序号；j=1，2，…，m；k为工序序号，k=1，2，…，nj；nj为Pj的工序总数。物流顺流程度工序Rjk直接正向进入下道工序Rjk+1，取Djk=+2工序Rjk旁路正向进入下道工序Rjk+1，取Djk=+1工序Rjk原路回退下道工序Rjk+1，取Djk=-1工序Rjk旁路回退下道工序Rjk+1，取Djk=-253设Wjk为产品Pj的工序Rjk和Rjk+1之间的物流量，7x10x184x13x301x7.5顺流程度W=108.5布置12211-12111-2-111-121-221121-211-21零件编号12345重量/kg1181307.5DjkDjkDjkDjkDjk547x1-1x11x1814x18x303x7.5顺流程度W=293.5布置21211-1-1111-1-12222222112221-11零件编号12345重量/kg1181307.5-2DjkDjkDjkDjkDjk55-1x1从至表是矩阵式的，通常用来表示建筑物之间、部门之间或机器之间的物流量，它适用于多产品或多零件时的情况。从至表是一张方格图，左边为“从”(From)边，用作业单位表，从上到下按生产顺序排列，上边为“至”(To)边，从左到右按生产顺序排列。将物流量标在相应的方格中，表示从某一工作地到另一工作地的总物流量。当物料沿着作业单位排列顺序正向移动时，从至表中只有上三角方阵，当存在物流倒流现象时，倒流物流量出现在下三角方阵中。

五、从至表从至ABCDEF合计A622414B64313C664420D62412E11F347合计15161311126756从至表是矩阵式的，通常用来表示建筑物之间、部门之间或从至ZBCDEFGX合计ZBCDEFGX合计布置1零件编号生产流程（操作顺序）1ZBCEDGX2ZCEDBX3ZFGCBDEX4ZGBDEX5ZDBEX从至ZBCDEFGX合计Z111115B11+1115C11+13D1+11+115E1+11+1+15F11G1113X合计5355135

2757从至ZBCDEFGX合计ZBCDEFGX合计布置1零件布置2从至ZFGCBDEX合计ZFGCBDEX合计从至ZFGCBDEX合计Z111115F11G1113C11+13B11+1115D11+11+15E1+11+1+15X合计133555527零件编号生产流程（操作顺序）1ZBCEDGX2ZCEDBX3ZFGCBDEX4ZGBDEX5ZDBEX58布置2从至ZFGCBDEX合计ZFGCBDEX合计从从至ZBCDEFGX合计Z1187.513057.5B11+307.51857.5C11+1820D18+7.530+1157.5E18+11+30+7.557.5F11G301132X合计57.52057.557.513257.5283零件编号12345重量/kg1181307.5布置159从至ZBCDEFGX合计Z1187.513057.5B11零件编号12345重量/kg1181307.5布置2从至ZFGCBDEX合计Z1301817.557.5F11G130132C11+1820B11+307.51857.5D118+7.51+3057.5E1+181+30+7.557.5X合计1322057.557.557.557.528360零件编号12345重量/kg1181307.5布置2从至表中标出物料发送作业单位（从）到物料接收作业单位（至）的物料搬运量（物流强度）fij与物料搬运路线长度（距离）

dij。F-D表（物流—距离从至表）从

至12…n1f11/d11f12/d12…f1n/d1n2f21/d21f22/d22…f2n/d2n……………nfn1/dn1fn2/dn2…fnn/dnn61表中标出物料发送作业单位（从）到物料接收作业单当忽略不同物料、不同路线上的物料搬运成本的差异，各条路线上物料搬运费用与搬运工作量成正比。可以将物料搬运总工作量S记为nn S

=∑∑

fij

dij

i

=1j=1 为了使总的搬运工作量S最小，则当fij大时，dij应尽可能小，当fij小时，dij可以大一些，即fij与dij应遵循反比规律。这就是说，fij大的作业单位之间应该靠近布置，且道路短捷，fij小的作业单位之间可以远离、道路可以长一些。

六、F-D图（流量—距离图）62当忽略不同物料、不同路线上的物料搬运成本的差异F—D图

将每两点之间的物流按其流量和距离大小绘制在一直角坐标图上。根据分析的需要，按照确定的物流量和距离，将该图划分为若干部分，如划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个部分，以发现不合理的物流。从图中可以看出，Ⅱ部分的物流不合理，因为物流量大且距离远。F-D图可作为平面布置调整的依据。经过调整，当Ⅱ区无物流量时，该方案才是可行方案（无法调整的情况例外）。0204060100200300400500600距离D(m)物流量F(t)a1a2a3a4a5a680ⅠⅡⅢⅣ63F—D图将每两点之间的物流按其流量和距离大小绘制在一

七、相关图相关图将系统中所有部门（包括物流部门与非物流部门）绘制在一张表达相互关系的图上，便于分析与设计。

字母物流强度等级A超高物流强度E特高物流强度I较大物流强度O一般物流强度U可忽略搬运物流相关图64

编码理由1使用同一站台2物流3服务4方便5库存控制6联系7零件流动8清洁字母密切程度A绝对必要E特别重要I重要O一般U不重要X不希望接近非物流相关图65编码理由1使用同一站台2物流3服务4方便5库存控制6联系7零例3设有三个产品A、B、C，制造它们涉及到的8个作业单位，分别是原料、锯床、车床、钻床、铣床、检验、包装和成品，以1-8代替。三个产品的工艺线路和每天运量如表1所示，各作业单位距离见表2（注意因为两向距离一致，故左下角表数据省略），试作出物流相关图及搬运工作量从至表。产品号每天搬运托盘数工艺路线A12563546788B14356783C123456785表166例3设有三个产品A、B、C，制造它们涉及到的8个作业单位，至123456781.原料2.锯床3.车床4.钻床5.铣床6.检验7.包装8.成品8从2036443018101228362210181624102230818303826384612208表2距离从至表67至123456781.原料2.锯床3解：1、先按工艺线路作出产品运量从至表至123456781.原料2.锯床3.车床4.钻床5.铣床6.检验7.包装8.成品A8C5A8A8A8A8A8A8A8A8B3B3B3AB11B3AB11B3AB11B3AB11AC13从C5C5C5C5ABC16C5ABC16C5ABC16产品号每天搬运托盘数工艺路线A12563546788B14356783C1234567851268解：1、先按工艺线路作出产品运量从至表2、划分物流强度等级

从表中将路线按物流强度从大到小列出，再将同一作业单位对的物流强度合并，重排大小，作物流强度分析表，划分等级。至123456781.原料2.锯床3.车床4.钻床5.铣床6.检验7.包装8.成品A8C58A88A888A8A833B311B3AB11B3AB11B3AB1113从555C516C516C516单位物流

5-6166-7167-8161-2133-5112-584-685-486-382-353-454-551-434-33合并后单位物流5-6166-7167-8161-2135-4133-5112-584-686-383-482-351-43等级AAAEEEIIIIOO692、划分物流强度等级至12345678单位物流5-6166-7167-8161-2135-4133-5112-584-686-383-482-351-43OIIEIEIAAA作业单位作业单位作业单位作业单位作业单位作业单位作业单位作业单位8765432112345678EO123456783、绘制物流相关图等级AAAEEEIIIIOO（U级关系未标出）70单位物流OIIEIEIAAA作业单位作业单位作业单位作业4、根据距离从至表和产品运量从至表，以相应格子的运量乘以距离便得到搬运工作量从至表。搬运工作量从至表至123456781.原料2.锯床3.车床4.钻床5.铣床6.检验7.包装8.成品从1080602881048026418840144802524166419248128合计212348344232128合计201604802725925601921288AC13104714、根据距离从至表和产品运量从至表，以相应格子的运量乘以距离某工厂有ABCDE五个车间，布置见下图，其中＋为各车间矩心。该厂生产四种产品，各产品的工艺路线和每月产量如下表所示，而且每种产品的生产批量为50件。产品号工艺路线月产量（件）1234A→B→C→D→EA→D→EA→B→C→EA→C→D→E200900400650（1）试以直角距离计算两两车间的距离从至表；（2）作物流量从至表；（3）作搬运工作量从至表。假设每批次搬运移动1米的成本是2元/米·批，试作物流成本从至表。（4）分析物流强度，绘制物流相关图。（5）进行F-D分析，找出应改进之处。例472某工厂有ABCDE五个车间，布置见下图，其中＋为各车解：（1）直角距离意味着从一矩心到另一矩心只能水平或竖直走，只能直角转弯。计算时以两点坐标的X和Y值之差的绝对值相加，即：dr=xB-xA+yB-yA本题设以左下角为原点，可得各点坐标：A(12,48),B(39,48),C(54,36),D(45,6),E(6,15)，从而AB的直角距离为27米，同理可以算出其他的直角距离，得距离从至表：距离从至表从至ABCDEABCDE从至ABCDEA27547539B27274866C54273969D75483948E3966694873解：（1）直角距离意味着从一矩心到另一矩心只能水平或竖直走，（2）按各产品的工艺路线将每一段物流量分别列入从至表对应的方格中，然后将不同产品在同一格子中的数据相加，得物流量从至表。

物流量从至表从至ABCDEABCDE产品号工艺路线月产量（件）1234A→B→C→D→EA→D→EA→B→C→EA→C→D→E200900400650从至ABCDEA600650900B600C850400D1750E74（2）按各产品的工艺路线将每一段物流量分别列入从至表对应的方（3）搬运工作量从至表为上述两表中同一格子中对应元素相乘：搬运量工作量从至表从至ABCDE合计A162003510067500118800B1620016200C331502760060750D8400084000E合计162005130010065011160027975075（3）搬运工作量从至表为上述两表中同一格子中对应元素相乘：若按一批次50件，每批次搬运成本为2元/米，则每件产品搬运每米物流成本为2/50（元/米·件），以此为系数乘上表中各数字得物流成本表：

物流成本从至表从至ABCDE合计A648140427004752B648648C132611042430D33603360E1119076若按一批次50件，每批次搬运成本为2元/米，则每件产从至ABCDEA600650900B600C850400D1750E（4）划分物流强度等级等级AEEIIIO单位物流

D-E1750A-D900C-D850A-C650A-B600B-C600C-E400绘制物流相关图OIEIEIA作业单位作业单位作业单位作业单位作业单位ABCDEUUU77从至ABCDEA600650900B600C850400204060300600900120015001800距离D（m）物流量F（件）A-BB-CA-C80ⅠⅡⅢⅣA-DC-DC-ED-E（5）进行F-D分析可以发现D-E车间物流量大，且距离远，故搬运工作量大，费用高，不合理，应改进。从至ABCDEA600650900B600C850400D1750E从至ABCDEA27547539B27274866C54273969D75483948E39666948780204060300600900120015001800距离习题1.绘制两种布置下的多种产品工艺过程表，并计算各自的物流顺流程度（假设两零件数量相同）；2.假设相邻两设备之间距离为1米，分别作两种布置下的物流量从至表、距离从至表、搬运工作量从至表；3.应选择哪种布置？零件编号零件重量(kg)生产流程（操作顺序）12A-B-C-D25A-C-B-D布置1：ABCD布置2：ACBD注：ABCD为加工设备79习题1.绘制两种布置下的多种产品工艺过程表，并计算各自的物流

第四章

工厂企业物流分析80第四章

工厂企业物流分析1概述工厂企业的生产过程是把原材料等生产要素变成有形财富或产品的过程。在转变过程中，原材料经过运输、储存、加工、装配形成产品，产品又经过储存、运输，最终到达用户手中，形成伴随企业生产过程的物流活动—生产物流。对制造企业，可以说“工艺是龙头，物流是支柱。”生产物流负担运输、储存、物料搬运等任务。物流系统是生产制造各环节组成的有机整体的纽带，又是生产过程维持延续的基础。据调查，工序间物流活动时间占去了产品生产过程总时间的90%~95%。只要能使物流优化，压缩这段时间，就可以缩短生产周期，提高生产效率。81概述工厂企业的生产过程是把原材料等生产要素变成有形财富或产品对于企业内部的物流，优化的途径主要通过合理的平面布置，优化物流路径及合理配置装卸、运输机械，提高物流质量以及改善生产节奏，尽可能降低库存，加快物流速度来实现。工业企业总体布置和各种生产设施、辅助设施的合理配置是企业物流合理化的前提。优良的平面布置可以使物料搬运费用至少减少10%~30%。通过全系统的物流强度计算和物流系统定量分析，优化企业总体布置，合理配置各种生产设施、辅助设施，避免或减少物流迂回、交叉以及无效的往复运输、倒运，避免物流输送过程混乱、线路过长等，达到物流短捷、顺畅。因此，围绕生产物流优化为中心思想进行设计，有利于物流顺畅，生产高效的目标。82对于企业内部的物流，优化的途径主要通过合理的平面布置，优化物物流分析的原则与基础物流分析是设施布置的关键也是前提。通过物流分析可以使设施布置合理化。物流分析考虑到产品从原材料到成品通过企业或工厂的路径，并做到两个最小和两个避免，即物流分析中判断正误或合理的两个基本原则：两个最小原则：经过距离最小和物流成本最小。两个避免原则：避免迂回和避免十字交叉。不管是生产系统还是服务系统，它们的规划分析都必须有基本的信息和数据。规划设计人员、小组或团队要作大量的调查研究，要进行有效的物流分析，必须了解企业分散在不同部门，如营销部门、产品开发设计部门、制造部门、工艺部门等之中的各种产品、产量、工艺、路线等信息。83物流分析的原则与基础物流分析是设施布置的关键也是在形成一个新的设施规划前，下面这5个问题是必须要考虑清楚的：1)生产什么产品？2)产品如何生产？3)什么时候生产？4)每种产品生产多少？5)生产该产品的周期是多长？

这5个问题分别由纲领设计、产品设计、工艺过程设计来回答，并提供有关资料。84在形成一个新的设施规划前，下面这5个问第一节纲领设计

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。纲领设计对场址选择、工厂布置等都有直接影响，设施规划人员必须积极参与。有时，纲领设计要在对原有设施条件分析的基础上进行就更需要设施规划人员的紧密配合。85第一节纲领设计纲领设计要规定产品方案、生产数量、建设1.生产纲领的内容

指在规定时间内（如一年）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。2.生产纲领的划分按范围划分：全厂纲领

指全厂生产的产品及产量，用于全厂的规划设计车间纲领

厂内某一车间的产品品种及数量，用于车间的规划设计一、生产纲领的内容及类型861.生产纲领的内容一、生产纲领的内容及类型7按类型划分：精确纲领

精确规定产品品种和数量，而且这些产品有完整资料的生产纲领，适用于大批量生产。折合纲领

指没有包括全部产品而只包括部分产品，其他产品都折合成代表产品，适用于多品种、中批量生产。其中代表产品与被代表产品结构基本一致，只是规格重量有差别的同类产品，代表产品应该是同类产品中数量最多的产品，若数量相同则一般选中等规格重量的产品。选定代表产品后，将被代表产品的数量折合成代表产品的当量数，即Q=aQx式中Qx被代表产品的数量Q折合代表产品的当量数

a折合系数87按类型划分：8折合系数a一般由三个系数组成，即

a=a1a2a3a1

——重量折合系数，a1=式中W代表产品的单台重量;Wx被代表产品的单台重量。a2——成批性折合系数，可由教材表4-4查得。n/nx一般不小于0.5，不大于10。其它a2值可用插值法求得。a3——为复杂性折合系数。复杂性是指制造精度和产品结构的复杂程度。a3一般根据产品的图样、技术要求凭经验确定。折合生产纲领=代表产品产量+被代表产品折合产量88折合系数a一般由三个系数组成，即9生产纲领表格89生产纲领表格10例某厂生产轮式装载机共有5种型号规格，其产量及重量见下表。选出代表产品并计算出折合纲领。90例某厂生产轮式装载机共有5种型号规格，其产量及重量见

解：选定年产量最大的ZL50型轮式装载机为代表产品。其他4种为被代表产品，其折合产量的计算见下表。折合纲领=代表产品产量+被代表产品折合产量=250+346=59691解：选定年产量最大的ZL50型轮式装载机为代表产品。折合纲

在确定生产纲领时要对生产能力进行分析。二、生产能力分析

生产能力

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的最大数量。设计能力生产能力类型计划能力查定能力

92在确定生产纲领时要对生产能力进行分析。13

生产纲领是对设计生产能力作出的规定目标。设计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。企业在年度计划中规定本年度要达到的实际生产能力称为计划能力。对于老企业可能由于产品方向有所改变，或者是产品结构重新设计，也可能因为工艺方法有所改进等种种原因，当初的设计能力已完全不能反映实际情况，这时需要对企业的产能作重新核准，称此结果为查定能力。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。93生产纲领是对设计生产能力作出的规定目标。14

经济规模问题是研究生产规模与生产成本的演变关系。因为，生产成本因产量不同而变化。在一定条件下可以从这种演变关系找出经济规模界限或经济规模区域。盈亏平衡分析

盈亏平衡分析是通过盈亏平衡点分析项目成本与收益平衡关系的一种方法。盈亏平衡点通常根据正常生产年份的产品产量或销售量、可变成本、固定成本、产品价格和销售税金及附加等数据计算，用生产能力利用率或产量表示。

盈亏平衡点越低，表明项目适应市场变化的能力越大、抗风险能力越强。94经济规模问题是研究生产规模与生产成本的演变关系。因利润P=R(x)-C(x)=r(x)x-v(x)x-F=0时，两个实根x1、x2即为盈亏平衡点。x1~x2为经济规模区，xmax为获得最大销售利润的产量，即最佳规模点（其值应求导计算）。线性盈亏分析C(x)—成本函数R(x)—销售收入函数v—单位可变成本F—固定成本总额C=R即vx+F=Px时盈亏平衡x0=F/(P-v)为盈亏平衡点非线性盈亏分析C(x)—成本函数R(x)—销售收入函数r(x)—单位产品销售价格函数V(x)—单位产品成本函数F—固定成本总额95利润P=R(x)-C(x)=r(x)x-v(x)x-F=0时确定合理生产规模的一般程序:1.提出可供选择的各种方案。2.确定系统的目标，是求最大利润，还是求最低生产成本。3.建立数学模型，收集有关数据。4.规定评价标准。5.通过计算分析比较，确定优劣先后顺序。6.选定方案确定生产规模。在确定最适宜生产规模的同时，还应研究这种生产规模的可行性。96确定合理生产规模的一般程序:1.提出可供选择的各种方案。17生产纲领与生产类型正确划分企业的生产类型对选择合理的生产组织形式、生产方式、管理方式，都有重要意义。通常情况下，工业企业生产的产品越少，品种的相似性越大，产品的产量越大，则生产的专业化程度越高，生产过程的机械化、自动化水平也越高。因此，按生产的成批性划分生产类型，是制造工业的工厂设计必须涉及的问题。而生产类型的划分既然取决于企业的产品品种、数量，也就取决于企业的生产纲领。按生产的成批性划分，有三种基本类型:(1)大量生产如汽车、轴承(2)成批生产如机床、电机(3)单件生产如重型机械、发电设备97生产纲领与生产类型正确划分企业的生产类型对选择合理的生产组织生产类型及其特点98生产类型及其特点19生产类型与品种、产量、生产系统的关系99生产类型与品种、产量、生产系统的关系20三、设备数量的计算设备的型号规格和数量是决定设施空间和布置的基本依据。一个生产系统的设备包括生产设备、辅助生产设备、起重运输设备等。设备数量的计算方法因产品的类型、工艺方法、生产性质的不同而不同。非流水线生产机床数量公式为：

Mj=Mj—生产周期内所需要型号j的机床数；Pij—产品i在机床j上的生产率，以生产周期内的产量即生产纲领表示；Tij—产品i在机床j上的生产时间（劳动量），以小时/件计；Cij—生产周期内产品i在机床j上可得到的小时数。100三、设备数量的计算21

例故需3台机床，为了备用可采用4台。101例故需3台机床，为了备用可采用4台。22四、人员数量的计算人员数量的计算因操作性质的不同而不同。一般，机床操作工人的总数可根据不同工种的机械加工劳动量计算。机床加工劳动量计算公式为：

P=P

—机床工人总数；Ti—工种i在生产周期内的加工总台时；F—每个工人在生产周期内的工作小时数；K—平均多机床管理系数。成批、大批生产，K=1.1~1.2；单件、小批生产，K=1.0。另外，也可按机床数量配备人员数量。102四、人员数量的计算23解：P===6.57故需7~8人例

三个工种：车、钳、铣。其中车工在生产周期内加工需450h，钳工在生产周期内加工需300h，铣工在生产周期内加工需600h，每人能提供的工作时间为165h，平均多机床管理系数K=1.2。求所需人员数量。400+300+600165x1.2103解：P=例三个工种：车、钳、铣第二节产品设计产品设计过程详细说明了产品的结构、尺寸、材料和包装等信息，产品设计是工艺过程设计的前提，而工艺过程设计对工厂设计起着“龙头”作用。104第二节产品设计产品设计过程详细说明了产品设计的内容：决定要生产什么产品，和每种产品的详细设计。为使规划设计建立在可靠的基础之上，在设施规划工作开始之前必须结束产品设计。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。一、产品设计的任务105产品设计的内容：决定要生产什么产品，和每种产品的详细设计。一二、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：爆炸装配图零件图零件明细表物料清单（产品结构文件，BOM）等106二、产品设计信息对于一个设施规划来说，详细的操作说明书、图示爆炸装配图107爆炸装配图28第三节工艺过程设计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。108第三节工艺过程设计工艺过程设计决

一、工艺分析

No

零件能否买到

零件能否自制

自制是否比外购便宜

有无资金投资自制

自制

外购

外购

外购

自制

No

No

No

Yes

Yes

Yes

Yes有无现成的零件？公司是否允许外购？质量是否满意？资料来源是否可靠?该零件的制造是否在企业的目标范围内？是否具有这项专门技术？是否有空闲的物力和人力？现有的物力和人力能否满足要求？生产该零件的可选方案有哪些？将来要多少该零件？自制零件的固定、可变、投资费用？外购此零件的成本？有哪些因素影响自制或外购？有其他方面要用该资金吗？如果自制要有多大的投资？接受外部融资，成本将为多少？自制或外购决策流程图109一、工艺分析No零件能否买到零件能否自制自制是否比气阀明细表见教材表4-1为了方便进行设施规划，可以将自制或外购的决策结果列入明细表中。110气阀明细表见教材表4-1为了方便进行设气阀的BOM表见教材表4-2

气阀主装配管子插销锁定螺钉阀体装配阀体活塞装配座环O形密封圈活塞弹簧活塞体O形密封圈活塞固定器Level0Level1Level2Level3Level4BOM表达的结构关系111气阀的BOM表见教材表4-2

二、工艺选择

工艺选择应该以质量和成本作为考虑的主要因素。工艺选择的主要原则：（1）质量方面的要求（2）工艺方法的成熟性要求（3）工艺规模的考虑（4）环境因素的考虑（5）工艺的柔性

标准工艺工艺类型典型工艺

生成工艺112二、工艺选择标准工艺33定义零件的加工步骤选择加工工艺方案

分析加工工艺方案的优缺点标准加工工艺方案对工艺方案进行经济评价

选择工艺工艺选择流程明确每个部件加工所要求的作业。拟定每项作业的工艺方案。分析各项作业和设备的生产时间及设备的利用率。进行工艺方案的经济评价。根据经济评价结果和其他模糊因素选择工艺方案。113定义零件的加工步骤选择加工工艺方案分析加工工艺方案的优缺点

计算机辅助工艺设计（CAPP）是通过向计算机输入被加工零件的几何信息（图形）和加工工艺信息（材料、热处理、批量等），由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。（1）可以代替工艺工程师的繁重劳动（2）提高工艺过程设计的质量（3）缩短生产准备周期，提高生产率（4）减少工艺过程设计费用及制造费用（5）是连接计算机辅助设计与计算机辅助制造的桥梁114计算机辅助工艺设计（CAPP）是通过向计算机输入

工艺选择的输出结果是对自制零件的所需原材料、设备、加工工艺过程等，一般可以用工艺路线卡（RoutCard）表示。

工艺路线卡至少包括以下信息：（1）零件名称和编号（2）加工说明和编号（3）所需要使用的设备信息（4）使用的时间（5）原材料的信息

例：教材表4-3115工艺选择的输出结果是对自制零件的所需原材料、设备11637

三、工艺排序工艺路线卡提供各零部件加工方法方面的信息装配表说明各零部件是怎样组装起来的

教材表4-4117三、工艺排序38将工艺路线卡和装配表综合起来得到加工工艺过程表教材表4-5118将工艺路线卡和装配表综合起来得到加工工艺过程表第四节工厂物流分析的使能工具

一、物流图

1.物流路径图（线图）

用圆圈表示设备，连线表示物料流动。若物料跳过一台设备则连线画在上方，若物料后退则连线画在下方。物流路径图指出由某些因素引起的问题，如交叉交通、回运、途径距离。119第四节工厂物流分析的使能工具一、物流图40例1

一组零件及其生产流程零件编号生产流程（操作顺序）1ZBCEDGX2ZCEDBX3ZFGCBDEX4ZGBDEX5ZDBEXZ：原材料入口X：生产线出口B、C、D、E、F、G：各操作用设备120例1一组零件及其生产流程零件编号生零件19步零件213步零件317步零件417步零件511步共计67步最少步数:7x5=35步效率：35/67=52%布置1零件编号生产流程（操作顺序）1ZBCEDGX2ZCEDBX3ZFGCBDEX4ZGBDEX5ZDBEX121零件19步布置1零件编号生产流零件117步零件211步零件37步零件47步零件59步共计51步最少步数:7x5=35步效率：35/51=69%布置2零件编号生产流程（操作顺序）1ZBCEDGX2ZCEDBX3ZFGCBDEX4ZGBDEX5ZDBEX122零件117步布置2零件编号生产流程例2零件编号生产流程（操作顺序）1ABCD2ACBD线型零件13步零件25步共计