物流工程4-物流系统分析方法和内容

第四章物流系统分析方法主要内容：4-1物流分析研究的方法4-2物流研究的主要内容4-3单位负荷4-4物流系统规划与设计的主要参数

14-1物流分析研究的方法物流系统的基本概念物流系统的定义：含义：物流分析研究的目标物流系统是由系统中流动的物质实体，经过各种加工、储存、转换的设备和设施，以及与之相关的信息、人员等组成的具有特定功能的有机整体。它要为社会经济系统或企业生产系统服务，服从它们的整体目标。企业物流系统是社会经济系统的一个子系统，也是生产与管理系统的子系统。物流系统是系统主体的一个服务系统；物流系统与主体系统是密不可分的；物流系统追求的是“效率”、“效益”物流系统是通过构成系统的各个元素及元素的相互作用来提高系统的运营效率及效益。物流系统的构成元素与生产系统相同：人、机、料、法、环、测物流分析研究的目的就是要使构成系统的这些元素合理、高效地组合与协调运作。24-1物流分析研究的方法实现物流系统的“2效”，就是要实现物流系统运作的合理化。物流合理化，即根据物流系统中各职能因素之间的相互联系、相互制约、相互影响的关系，把物料的运输、包装、存储、装卸、加工、配送等流通活动和与之相关联的物流信息作为一个系统构造、组织和管理，以使整个物流过程最优化。从而以较低的物流成本，实现既定的客户服务水平(包括质量、数量、时间、地点、价格等)。34-1物流分析研究的方法一、物流合理化的原则近距离原则优先原则避免迂回和倒流原则在制品库存最少原则集装单元和标准化搬运原则简化搬运作业、减少搬运环节原则重力利用原则合理提高物料活性系数合理提高搬运机械化水平减少空载原则人机工程原则自动化原则系统化原则柔性化原则安全化原则环境要求原则41.近距离原则在条件允许的情况下，应使物料流动距离最短，以减少运输与搬运量。运输与搬运只会增加系统成本，而不会增加产品价值。物料搬运随着生产设备的布置状况而定，设备布置完成，物料的运送路径也就确定了，搬运的物料重量是难以改变的，但是搬运的距离却随着布置的距离而确定的，常言说“百步无轻担”，系统布置时，系统化地考虑搬运的物料重量、搬运频率、搬运距离，便可减少物流量及物流成本。5物流量(I)的定义定义：在相同的运作环境下，物流量与物料的重量成正比，与物料的搬运距离成正比，即：搬运的重量越大，则物流量越大，物料的移动距离越长，则物流量越大。公式：I=Q×D62.优先原则物流规划是一个系统化的统筹问题，追求的是系统总体的最优，有的时候从总体效果分析是最优的，但是局部的利益可能会有所损失。如：企业信息化过程中，为了使信息准确性地提高，给信息录入人员设定信息确认的过程，录入人员的操作量上升了，但是，系统数据的准确性有了很大地提高。在物流系统规划设计时，应尽量使彼此之间物流量大的设施布置得近一些，而物流量小的设施与设备可布置得稍远些。即：搬运困难的物料规划优先。73.避免迂回和倒流原则迂回和倒流现象严重影响生产系统的效率和效益，应当从设施布置上予以拒绝，但是，企业的生产场地总是有限的，物流的迂回、倒流现象难以避免，问题是必须使其减少到最低程度，尤其是系统中的关键物流路线。84.在制品库存最少原则在制品库存既是生产过程的必需物，同时又是一种“浪费”。之所以需要库存是因为“客户”需求的波动难以预料，自己的生产状况（设备状况、人员状况、物料供应状况等）难以把握，为了使“客户”满意，因此通过库存来协调，这就在各个环节中设立了库存；而库存又占用了企业的大量资金，造成了浪费。因此，企业的仓库被视为“必不可少”，又是管理上的“万恶之源”。降低库存被视为“改善企业管理”的抓手之一。但注意不是唯一的抓手。冰山理论9冰山理论废料供应商过失订单处理延迟改变顺序决策迟缓工程设计重复在制品堆积检查延迟文件延迟库存生产问题105.集装单元和标准化搬运原则物流搬运过程中使用的各种托盘、料箱、料架等工位器具，要符合集装单元和标准化原则，以提高搬运效率、物料活性系数、搬运质量、系统机械化和自动化水平。因此，一个企业中工位器具、物料装载容器和物流设备的状况反映了物流系统的效益水平，也反映了该企业的基础管理水平。116.简化搬运作业、减少搬运环节原则物料的搬运不仅应有科学的设备、容器，还应有科学的操作方法，使搬运作业尽量简化，环节尽量减少，以此提高系统物流的可靠性。127.重力利用原则在物流系统中、使用重力方式进行物料搬运是最经济的手段，且方便有效。利用高度差，采用滑板、滑道等方法可节约能源。但对于重力搬运必须有很好的控制措施，以防止造成产品、零件、物料的磕碰和对人员的伤害以及设备的损坏。139.合理提高搬运机械化水平机械化水平的提高，可提高搬运质量和效率，但要根据物流量、搬运距离和资金条件等因素，合理选择机械搬运设备。1410.减少空载原则尽量减少人员和设备的空载运输和减少作业点上的物料储存。一般用空载系数来表示一个搬运系统空载运输的总体情况：例如：用叉车从A到B点装运箱子，满车去，空车回。其空载系数为1AB1511.人机工程原则物料搬运目的地应事先确定好，使物料搬运一步到位，避免二次搬运、装卸。同时，搬运设备、装卸设备及工位器具的安全设计和布置应满足人机工程要求，在各个操作环节上应使操作者最省力、安全、高效，以减轻疲劳。1612.自动化原则计算机管理是物流信息控制的重要手段，也是物流系统现代化的基本标志。在条件可能的情况下，应尽早、尽量采用计算机辅助管理，实现自动化，并注意与其他信息系统的集成开发。1713.系统化原则物流系统是生产与管理系统的子系统，因而其结构、功能、目标应与管理目标一致。所以，既要重视单一物流环节的合理化，也要重视物流系统的合理化；既要解决个别物流环节的机械化、省力化、标准化，又要解决物流的整体化和系统化；既要降低物流成本，又要使用户满意。物流系统的改善，需要加强自接受订货开始，直至产品送达客户的整个生产消费全过程的物流管理。1814.柔性化原则产品结构、生产规模、工艺条件的变化或管理结构的变更，都会引起物流系统结构包括平面布置的变化。因此，发达国家工业企业的厂房多是组合式，设备安装也有利于变动和调整。1915.安全化原则物流的现场作业被国家设立为“特种危险工种”企业的安全生产是被列为首要考虑的问题，因此，物流作业的安全性、可靠性是企业不可忽略的问题，其主要考虑的因素：物料存放的安全可靠，不易倒塌；物料运输的安全、可靠，如：物料存放在运输车辆上，所处的重心最低、惰性最强；危险物品专门管理，设有专门的防护设施2016.环境要求原则物流系统的设计应符合可持续发展战略的思想和绿色制造的要求，不应只为追求物流系统的功能而损失或破坏环境。使其能与自然、社会等环境很好地协调，并且不对居住环境造成危害。214-1物流分析研究的方法二、当量物流量（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。这种修正与折算充分考虑了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。1.当量物流量的计算公式为

f=nq

D

式中：f—当量物流量，当量tm/年、当量tkm/月、当量kgm/小时…；

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区域或路径的单元数，单元数/年(月)；

D——为搬运n个q单元重量物料的距离，米、千米…。

224-1物流分析研究的方法2.影响当量物流量的主要因素物料的重量物料路径的路程运送物料的集装化单元的流动形式（可运性、可存性）运送物料与运送物料设备的匹配性物料运送的环境基于这些难以描述的环境指标，因此，当量物流量至今没有一个恰如其分地计算方法。所以，一般情况下，我们在运用这一概念时，需要对物流量的概念进行定义。233.当量物流量（物流量）的另一定义——玛格数

一个玛格（magnitude）的物料具有如下特征： ①可以方便地拿在一只手中： ②相当密实； ③结构紧凑，具有可堆垛性； ④不易受损坏； ⑤相当清洁、坚固和稳定。就是一块经过粗加工的10立方英寸(或稍大于2英寸×2英寸×2英寸)大小的木块，叫做一个玛格。应用玛格数时，需将系统中的所有物料换算成为相应的玛格数进行计算。244.玛格数的计算方法(1)计算物料的体积。度量体积时，采用外部轮廓尺寸，不要减去内部空穴或不规则的轮廓。(2)查阅玛格曲线，得到玛格数的基本值A。(3)根据物料的密度、形状、损伤危险程度、状态(化学状态、物理状态)和—价值因素确定修正参数。F——价值因素，如不考虑则F=0

251）玛格曲线262）修正参数表数值修

正

因

素松密程度或密度(B)

形

状(C)损伤危险性(D)情

况(E)3………十分扁平并且可以叠置或可以套叠（平纸张或金属板材）………………2非常轻或空的（体积庞大的钣金制品）易于叠置或套叠的（纸簿、汤碗）不易受任何损坏（废铁屑）………1轻和庞大的（拆散的瓦楞纸板箱）较易叠置或略可套叠（书、茶杯）实际上不易受损坏或受损极小（坚实的铸件）………0比较密实的（干燥的木块）基本上是方形，有一些可叠置性质（木块）略易受损坏（加工成一定尺寸的木材料）清洁、牢固、稳定的（木块）1相当重和密实的（空心铸件）长的、圆的或有些形状不规则的（袋装谷类、短棒）易受挤压、破裂、擦伤等损坏（油漆过的物品）有油的、脆弱的、不稳定的或难于搬运的（带油切屑）2重及密实的（实心铸件、锻件）很长、球状或形状不规则的（桌上电话机）很容易受一些损坏或容易受许多损坏（电视显像管）表面有油脂、热的、很脆弱或滑溜的，很难于搬运的3非常重和密实的（模块、实心铅）特别长的、弯曲的或形状为高度不规则的（长钢梁）极易受到一些损坏或易受许多损坏（水晶玻璃，高脚器皿）（发粘的胶面）4………特别长及弯曲的或形状格外不规则的（弯管、木块手椅）极易受到非常多的损坏（瓶装酸类、炸药）(熔化的钢)273）玛格数的局限性玛格数起源于美国，是一种不十分成熟的当量物流量计算方法，是为度量各种不同物料可运性而设计的一种度量单位，可以衡量物料搬运难易的特征。玛格数的概念有其局限性。因为，每一种物料的运输能力都与搬运方法(装载容器及搬运设备)有关，而实际上，玛格数对各种不同的物理、化学状态的物料和搬运方法却不能十分准确地描述和度量，因而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，玛格数比较适用。但若将现实中的所有物料都用玛格数度量，其误差较大。即物流系统越大、越复杂，玛格数的使用精度越低。28三、物料活性系数α

物料活性系数α是一种度量物料搬运难易程度的指标，是物流分析的又一重要参数。α的等级。一般分为五级α的等级01234物料的存放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简图物料搬运方法说明物料移动时，需要逐个地用人力进行搬运作业，或人力将物料集中到运输工具中才能搬运，最不方便。可用人工一次搬运，一般不便于进行机械叉取作业（采用特殊属具除外）。可以方便地采用带货叉的机械进行搬运机械作业。

不需要采用其它的机械就可以方便地进行搬运作业。物料已经处于移动状态，所以该状态物料的活性指数最高。29α的合理选择。活性系数越高，所要求的工位器具及其工位器具所消耗的费用水平越高，两者的关系如图。合理选择α即为根据具体情况，充分考虑工艺要求和成本费用等。30四、物流系统的活性系数曲线用于分析某一物流在系统中的平均机动性。将某一物流按其流程及各段的活性系数绘制在坐标图上，即得到该物流的活性系数曲线，并可计算出该物流系统的平均活性系数。计算模型如下：例：共计10个工位组成的一个生产系统，物料储存的活性系数见图，其平均活性系数为：314-3单位负荷一、单位负荷的观念(UnitLoadConcept)二、单位负荷的优缺点三、单位负荷的型式四、单位负荷的设计与选择32一、单位负荷的观念

(UnitLoadConcept)所谓单位负荷是指一堆零部件或散装物料，可安排聚集在一起，当成一次搬运移动标的物的最大负荷，这一负荷量则是单位负荷。依据物料搬运原则中的单位负荷原则强调，尽可能增加每一次搬运的数量、尺寸或重量，而搬运设备所适合的最大搬运尺寸又是搬运量最大的极限。因此适当的单位负荷就是依据物料分类和上述准则平衡产生的。33二、单位负荷的优缺点1.优点：(1)形成最少次数的搬运并消除人工搬运。(2)降低搬运成本。(3)节省装货、卸货的时间。(4)物料运送较快速。(5)就单位负荷重新设计包装或排列，可减少搬运中物料的损坏。(6)搬运空间的最大利用。(7)由于时刻保持适合单位负荷的包装形式，故可节省包装费用。(8)减少物品存储的时间和成本。(9)为交货、传递提供良好沟通单位。(10)提供安全搬运方法。(11)零件项目虽变化繁多但搬运的承载物则是单一化的。(12)不规则形状的物品能变成安定的负载形态。(13)为厂内的搬运系统提供一个设计基准。(14)为整体物料流程循环提供一个分析的基准。34二、单位负荷的优缺点2.缺点：(1)单一化与不单一化的成本。(2)单位负荷的承载物，如栈板、容器等，所需设备的费用和存放空间。(3)承载容器的皮重所增加的搬运负荷。(4)取回空栈板或容器的问题。(5)在移动点两端的运载设备对承载容器不适用的问题。35三、单位负荷的型式单位负荷的观念包含了一个相当大的数量或体积的意义，所以在应用上必须考虑如何装卸和运输这一负荷。一般而言，单位负荷有以下几种不同的形式：(1)放在栈板(Platform)上。(2)放在货盘上。(3)放在货架(Rack)上。(4)放在容器(Container)内。(5)物品本身直接悬吊或移动。36典型的单位负荷形式夹取式单元负荷吊取式单元负荷农车式单元负荷37典型的单位负荷形式容器式单元负荷栈板式单元负荷38典型的单位负荷形式栈板式单元负荷39四、单位负荷的设计与选择1.单位负荷的设计准则(1)最小的空重。(2)低成本。(3)机械强度。(4)变换性或可展开性。(5)在使用上的一体性。(6)最佳尺寸大小。(7)低维护费用。(8)容易辨别。(9)多用途性。(10)以传统搬运设备容易载送。(11)可互换性。(12)最佳的形状。(13)容易储存和堆积。(14)符合客户需求。(15)一致性的成本。402.单位负荷的设计步骤(1)依据所需搬运项目的特性和目的，决定单位负荷的实用性何在。(2)依据搬运系统的能力和限制、设备条件和承载容器的特性，选择单位负荷的型式。(3)确定承载容量要到达的区域和配置特性。(4)收集一般在工业上实用的承载容器和来源资料。(5)决定单位负荷的尺寸大小与负载。(6)建立单位负荷的容器外形与特性。(7)决定制成单位负荷容器的方法。414-3物流研究的主要内容物料的存放形式物料的搬运方式(数量、时间)物料搬运所使用的工具(连续运输、间歇运输)物料搬运经过的路线(路径优化)物料的调度策略(物料的分配)物料的储存位置(仓库的选址、仓库的容量、库存水平)生产线的布置对物料搬运的需求物料控制的手段(识别、查询、管理)42物流活动与企业的生产活动紧密相关企业生产活动的分类产品为主导的生产活动，如：电视机生产线、电冰箱生产线等等工艺为主导的生产活动，如：机加工车间、热处理车间、冲压车间等等成组技术混合的生产活动，如：汽车生产线产品定位模式的生产活动，如：船舶制造、