设施规划与物流分析实习报告.doc

本科3+1实践课程报告捷普电子（广州）有限公司设施规划与物流分析学 院 机电工程学院 专 业 工业工程 年级班别 2011级（2）班 学 号 3111000649 学生姓名 彭元元 指导教师 傅惠 2015年1月实践课程名称： 设施规划与物流分析 （总学分数 4分 ）实践课程模块1： 设施规划与物流分析课程设计 （2学分） 内部物流规划课程设计（2学分）摘 要设施规划与物流分析一直是工业工程领域的重要研究内容，设施布局的好坏与制造系统的生产效率、生产成本、厂房利用率、设备利用率和车间的生产安全都有重要的关系。车间的设施布局设计是一个多目标和多约束的问题。本文将SLP（系统布置设计）方法运用到捷普电子（有限）公司生产线布局的改善中，最后得出一个适合该工厂的解决方案。关键词：设施规划，多品种小批量，SLP注：本实践课程题目来源于（企业名称） 捷普电子（广州）有限公司 AbstractFacilities planning and logistics analysis has always been an important research content in the field of industrial engineering, the stand or fall of facility layout and production efficiency of manufacturing system. The cost of production plant utilization rate of equipment utilization and workshop production safety have important relationship Workshop facility layout design is more than a goal and constraint problems In this paper, using the method of SLP (system layout design) into the jabil (limited) in the improvement of the production line layout, finally concluded a solution for the factory.Keywords: facilities planning, many varieties of small batch, SLP目 录1 绪论41.1课题背景及目的41.2课题的理论背景41.3课题研究方法51.3.1系统布置设计（SLP）51.4论文构成及研究内容62 调研分析82.1 捷普电子（广州）有限公司车间基本情况82.1.1 该车间设施布局存在的问题82.2 基于SLP的车间设施布局方案设计92.3 作业单位综合关系分析102.3.1 作业单位划分112.3.2 物流关系分析122.3.3 非物流关系分析142.4 设施平面布置172.5 改善方案评估193 结论25参 考 文 献261 绪论1.1课题背景及目的过去，设施规划主要是作为一门学科来研究；但在当今全球市场的竞争环境下，设施规划更多的是作为一项战略。企业不再是独立的个体竞争，而是必须加入某种组织或共同体，形成关注顾客的综合供应链才能保持竞争力。设施规划特别是其中的工厂设 计着重研究工厂总平面布置、车间布置及物料搬运等内容，其目标是通过对工厂各组成部分相互关系的分析，进行合理布置，得到高效运行的生产系统，获得最佳的经济效益和社会效益。设施规划就是要确定作业单位有形的固定资产如何最好地支持该作业单位要达到的目标。“3+1”实习使我们走进了企业，了解企业的日常运营情况。基于企业的实际生产情况，结合设施规划与物流分析的知识对生产系统进行优化对整个实习过程有着重大的意义。结合实际情况，我在“3+1”实习过程中，担任捷普电子（广州）有限公司生产主管助理一职，工作范围只要是在SMT段。故此，本课题将以总物流量最小为目的，进行物流分析与改善。目的在于提高自我专业理论知识的运用能力、学会在实际生产改善中使用设施规划与物流分析中的系统布置设计(SLP)方法，为企业提供了参考的价值。1.2课题的理论背景20世纪初，泰勒、甘特、吉尔布雷斯夫妇在进行工作研究、时间研究、生产控制时开始关注制造厂的设计工作，认识到工厂设计对工厂效益有重大影响，并认识到物流在生产管理及工厂设计中的意义，开始把“机”和“物”的管理提到一定的地位上来。设施规划对企业内很多活动都有影响，如搬运和维护成本、员工精神状况、动作成本、资金投入、设施管理等。它还影响到企业适应未来变化和满足未来需求的能力，因此设施规划的重要将不断提升，并且对领域的工程专家构成挑战3。近十几年来，设施规划的含义已经发生了根本性的变化。过去，设施规划主要是作为一门学科来研究；但在当今全球市场的竞争环境下，设施规划更多的是作为一项战略。在现今复杂的社会下，生产不同产品工厂的模式必然存在着差异，这就给工厂布置设计带来了难题。其中系统布置设计(SLP)方法提供了一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的规划设计方法，采用一套表达力极强的图例符号和简明表格，通过一套条理清晰的设计程序进行工厂布置设计的方法。这种方法为设施设计人员与生产管理人员广泛采用，实践效果良好。系统布置设计不是一种严密的设计理论，而是一套实践性非常强的设计模式和规范的设计程序。学习和掌握系统布置设计方法最有效的手段就是直接参与设计工作。1.3课题研究方法为帮助设施规划人员作好布置设计，人们已经开发出了多种不同的布置方法。这些布置方法主要分为两大类：构造型和改进型。构造型布置方法主要是从零开始得出一个新布置方案；而改进型则是在已有布置的基础上产生布置。本文构建使用的布置方法是构造法，采用缪塞提出的“系统布置设计（SLP）”布置方法完成设施布置分析与方案提出。1.3.1系统布置设计（SLP）缪塞将系统工程概念和系统分析方法应用于工厂布置，由此形成了该方法。自系统布置设计法诞生以来，设施规划设计人员不但把它应用于各种机械制造厂设计，而且还在探索系统布置设计在其他领域的应用前景。系统布置设计SLP法将研究设施布置问题的依据和切入点归纳为P产品、Q产量、R工艺过程、S辅助部门、T时间5个基本要素。采用SLP法进行企业总平面布置的首要工作是对各作业单位之间的相互关系做出分析，包括物流和非物流的相互关系，经过综合得到作业单位相互关系表。然后，根据相互关系表中作业单位之间相互关系的密切程度，决定各作业单位之间距离的远近，安排各作业单位的位置，绘制作业单位位置相关图。将各作业单位实际占地面积与作业单位位置相关图结合起来，形成作业单位面积相关图。通过作业单位面积相关图的修正和调整，得到数个可行的布置方案，然后采用加权因素对各方案进行评价择优，并对每个因素进行量化，以得分最多的布置方案作为最佳布置方案。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，详细布置及实施四个阶段，在总体区划和详细布置两个阶段采用相同的SLP设计程序。在SLP程序中，一般经过下列步骤：（1）准备原始资料（2）物流分析与作业单位相互关系分析（3）绘制作业单位位置相关图根据物流相关表，考虑每对作业单位间相互关系等级的高低，决定两作业单位相对位置的远近，得出各作业单位之间的相对位置关系。 图1.1 系统布置设计（SLP）工作流程1.4论文构成及研究内容本论文根据广东工业大学工业工程专业3+1实践课程设施规划与物流分析的要求，选定现场项目为车间级、厂区级的设施规划，然后，按必选模块的课程设计指导书要求，收集企业内部相关的数据，最后，按课程设计要求完整执行。具体内容如下：1、 工厂布置设计针对选定的产品实例，完成下列工作：（1） 产品分析，产品产品分析，确定生产类型。（2） 产品工艺过程分析。计算物流量绘制各零件的工程零件图绘制产品的总工艺过程图绘制产品初始工艺过程表绘制产品较佳工艺过程表（3） 物流分析绘制从至表绘制物流强度汇总表划分物流强度等级，确定物流强度分析表绘制作业单位物流相关图（4） 作业单位综合相互关系分析，确定作业单位之间综合相互关系计算表、综合相互关系密切等级划分表、综合相互关系密切与划分比例、作业单位综合相互关系表。（5） 工厂总平面布置，确定综合接近程度、作业单位位置相关图、作业单位面积相关图、作业单位面积相关图整理。（6） 方案评价与选择，通过布置方案的自我评价、从物流效率、工艺流程要求及生产变化的适应等方面对方案进行评价比较，得出最佳方案。2 调研分析本报告选用的是emerson（美国艾默生电气公司，以下简称Emerson）产品中的GBB电路板。以下是针对该产品进行的调研分析。2.1 捷普电子（广州）有限公司车间基本情况Emerson是全球500强企业，同时也是捷普电子的主要客户之一，捷普电子有6条生产线专门用来生产Emerson的产品，现有员工75名，Emerson产品的种类多达40多种，种类繁多，且多数产品批量较小，为典型的多品种小批量生产组织形式。近年来，随着车间老产品市场占有率不断提高，车间生产的产品呈现供不应求的态势，现继续扩大产品规模和产品数量，且因受制于各种客观因素，该车间尚无新建厂区的计划，为挖掘现有车间的生产效率挖掘点，我通过现场调研发现，目前该车间设施布局方面尚有较大的改善空间。为改善这一现状，我们拟对该车间进行物流分析与设施布局优化，以改善车间物流流向，减少搬运量，进而达到提高生产效率的目标。2.1.1 该车间设施布局存在的问题经过多次对捷普公司生产车间进行现场调查得知，目前车间在设施布局方面存在的问题主要如下：车间设施布置形式以机群式布置为主，此种布置形式虽然对产品的适应性较强，生产柔性大，但当产品工序较多需要经过多种设备时，工件就要往返于各工序间，如此就增加了产品的搬运距离和次数，这样常导致物料逆向流动与交叉搬运的问题；在物流方面存在搬运路线长、物料交叉回流突出和搬运量大等问题；车间设备布局与车间主要产品生产工艺不一致。以上问题导致车间物流成本高，在制品大量积压，影响了生产效率、延长了生产周期，生产计划和产品交货期不稳定。图2.1为车间原始布局图，图2.2为车间emerson产品的工艺流程图。 图2.1 车间原始布置图 图2.2 Emerson产品工艺流程图2.2 基于SLP的车间设施布局方案设计生产车间的产品的品种的多少及每种产品的产量的高低，决定了车间的生产类型，进而影响着车间的布置形式。设施布置形式是设施布局优化的基础，设施布局方式合理与否直接决定后续进行布置工作的效果。设施布置形式的种类主要包括产品原则布置、工艺原则布置、成组原则布置和固定工位布置等。设施布置方式确定的总体思路是由P（产品）-Q（产量）分析确定其适宜的生产组织方式，根据所确定的生产组织方式确定适合该车间的实施布局方式。该车间的实施布置方式确定具体过程如下：第一步，运用P-Q分析法，对车间的生产组织状况进行分析。根据该车间产品及产量数据，画出该车间的P-Q分析图，如图2.3所示，从图2.3可以看出，该车间产品品种众多，单种产品产量不大，不同品种间存在差异；第二步，确定适宜的生产组织方式。根据p-Q分析的结论，结合车间生产设备多为通用设备费生产状况，适宜采用目前的多品种小批量的生产组织方式。第三部，确定适宜的设施布置方式。针对该车间多品种小批量的生产组织方式，实施布置需多产品多变具有较高的适应性，因此确定该车间适宜的设施布置方式为“机群式布置”，这与车间目前的布置方式是一样的，然而在对车间调研时发现，该布置方式的同时也带来物流量增加、物料交叉搬运与逆向流动等问题。 图2.3 P-Q分析图2.3 作业单位综合关系分析在设备布置形式确定后，需对车间个作业单位间的关系进行分析。基于该车间的生产状况和未来发展方向，通过调研、分析A公司该车间的产品类型及该车间的产品工艺流程，对该公司5种有代表性的产品进行作业单位综合相互关系分析。捷普电子有限公司个作业单位不仅有物流关系，也有非物流关系。因此，在SLP中，必须将作业单位间的物流关系和非物流关系进行综合，综合后的相互关系称为作业单位综合相互关系。在进行作业单位物流与非物流关系分析时，首先需对该车间各类设施进行作业单位划分。2.3.1 作业单位划分作业单位划分是指将车间的所有设备、辅助设备按照功能相似性等原则进行归类形成若干相对独立的区域，以便系统分析研究它们之间的物流与非物流关系，为后续设施布局优化提供基础。根据上文中确定的该车间设备布置形式为“总体机群式布置与局部成组布置结合”的原则，将功能相似的设备归为一类；同时为更准确反映设备间物流与非物流关系，为局部成组布置提供依据，综合分析车间产品工艺流程，根据工艺连续性和设备使用频率将相关区域进行细化。最后得到该车间作业单位划分结果，把该车间的所有设备划分为12个作业单位,如表2.1所示,各单位之间的距离关系可用距离从至表表示，如表2.2所示。表2.2 距离从至表2.3.2 物流关系分析物料搬运量大小即影响制造成本，同时也影响产品生产周期。减少物料搬运量是车间进行车间布局优化的一个重要目的，因此在车间设施布局之前必须对划分好的作业单位之间的物流关系进行量化分析。物流分析过程具体过程如下：第一步，根据该车间5种代表性的产品工艺流程图，分别测算其在各道工序加工前后的质量，构造搬运量从至表，如表2.3。表2.3 搬运量从至表第二步，物流强度计算。根据产品产量计算各个作业单位之间产品的物流量（计算公式为：物流量=质量*产量），汇总每对作业单位之间各种产品的物流量，得到作业单位之间的总物流量（称为物流强度），见表2.4，从表中可以计算出，总物流量为2242.表2.4 物流量从至表第三步，物流强度定级。按照表2.2所示的物流强度等级划分参照表划分各作业单位间的物流强度等级。最后得到该车间个作业单位对之间的物流强度等级表，如表2.3所示。表2.3 各作业对之间的物流强度等级作业单位间存在物流关系作业对共有11对，其中物流强度等级为A有1对，为E有3对，I级有3对，物流强度等级为O有2对，U有2对，布置设施时暂时不予考虑。2.3.3 非物流关系分析作业单位对之间的相互接近程度不仅受物流因素的影响，而且受到非物流因素的影响。尤其当某些作业单位对之间物流强度不大或某些作业单位对环境的要求特别严格时，非物流因素就显得至关重要。因此，要全面准确评估各个作业单位之间的相互关系，有必要进行深入的非物流分析。非物流分析过程如下:第一步，非物流因素确定。通过现场深入调研，确定影响该车间的非物流因素主要有作业性质相似程度，工业流程连续与否，工作联系的频繁程度，噪声、温度、振动、烟尘、危险品等环境因素的影响，现场整洁美观与否，是否是同一班组人员，管理是否方便。第二步，调查问卷设计与发放。为全面的获取信息，将所有的作业单位对的相互关系纳入考察范围之内，发放时根据受调查人员的分工不同将调查问卷发放到不同的人群中。第三步，调查问卷的统计与分析。根据问卷的填写情况对各作业单位之间的相互关系评分。第四步，非物流关系定级。按照表2.4所示的非物流密切程度等级划分参照表，划分作业单位之间的非物流等级。表2.4 非物流密切程度等级划分参照表最后得到该车间各作业单位对之间的非物流密切程度等级表，见表2.5所示。表2.5 作业单位间的相互关系根据表2.5做出综合相互关系等级划分表，如表2.6所示。表2.6 综合相互关系等级划分将得到的相互关系综合作业表按综合关系得分大小排序，得到如表2.7所示的密切程度关系表。表2.7 综合关系等级划分将综合相互关系计算表中的综合相互关系总分转化为关系密切等级，绘制成作业单位综合相互关系表，如表2.8所示。表2.8 各作业单位综合接近程度排序2.4 设施平面布置 根据表2.8的计算结果，从作业中取出A级作业作业单位对，有3对，分别是I-J、D-I、D-J，先确定这三对的关系,如图2.4.1. I J D 图2.4.1 画出A级作业单位对 从中取出E级作业单位对，共有3对，分别是C-D、E-F，C-I确定这两对的关系,如图2.4.2。 F E I J D C 图2.4.2 画出E级作业单位对 取出I级作业单位，共有6对，分别是D-E、J-K、C-J、G-H、H-I，B-C画出他们的相互关系，如图2.4.3。 图2.4.3 画出I级作业单位对 取出剩下的作业单位对，画出它们的相互关系图。图2.4.4 改善后设施的位置图跟据改善后的设施位置图，重新布置车间设施，效果如图2.4.5所示。注：A、贴标签工作台;B、印浆机;C、贴片机模组;D、回流炉;E、炉后检查区;F、分板机;G、插件区;H、波峰炉;I、在线测试机;J、功能检查机;K包装区;L成品区;图2.4.5 重新规划后的车间布置图2.5 改善方案评估(1) 运用加权因素法进行方案评价，具体过程如下：(2) 列出所有对于选择布置方案有重要影响的因素。一般应考虑的因素有：物流效率与方便性；空间利用率；辅助服务部门的综合效率；工作环境安全与舒适性；管理的方便性；布置方案的可扩展性；产品质量、外观、环境保护及其他相关因素。(3) 评比各方案的优劣等级,表2.9。表2.9 改善前后对比表方案影响因素改善前改善后相对重要性等级分数等级分数物流效率与方便性I2A410空间利用率E3I28辅助服务部门的综合效率I2E39工作环境安全与舒适性O1I25管理的方便性E2I38布置方案的可扩展性I2I27产品质量E3E37外观E3E35环境保护I2I26其它因素I2I23综合得分151185综合排名21由上表可知 ，综合得分方改善后大于改善前，因此改善方案可行。3 结论设施规划与物流分析能够为企业节省生产成本，进而影响企业的效益。科学合理的设施布局能够使企业在残酷的竞争中保持较好的竞争优势。本文通过对捷普电子（广州）有限公司二车间一个客户的多种产品进行研究，发现了该车间的物流过程存在不合理的情况，然后运用设施规划与物流分析的知识，进行改善，得出了一个较优的解决方案。通过这样的改善，帮助我更好的掌握设施规划的相关知识。设施规划布局是一个多目标，多约束的问题，由于作者的理论水平和时间的局限，本文的研究还存在诸多不足之处，如考虑把整个车间，所有客户的信息加进来的时候，问题将会更加复杂，在以后的时间里，还需要对这些方面做进一步研究。参 考 文 献1 周金平，刘建强.物流设施规划与设计课程设计指导书. 2007.10.2叶连发，基于SLP与PGA的多品种小批量生产车间设施布局优化研究.2012.4.3詹姆斯汤普金斯，约翰怀特，亚乌兹布泽，坦乔科.设施规划(原书第3版),机械工业出版社,2012.