企业物流系统设计教材.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第三章,企业物流系统设计,企业物流系统设计教材,第1页,3.1 企业物流系统,3.1.1 企业物流系统组成,依据国家标准（GB）：企业物流(Internal Logistics)是企业内部物品实体流动。,从系统论角度分析，企业物流系统是一个承受外界环境干扰作用含有输入转换输出功效自适应体系。该系统以供给物流为输入，经过生产物流转换成产成品，并经销售物流抵达用户手中。,图3-1 企业物流系统水平结构,销售物流或输出物流,供给物流,或输入物流,生产物流或转换物流,回收/废弃物流,在制品存放,物流,信息流,供给者,原料,存放,生产过程,成品,存放,客户,企业物流系统设计教材,第2页,企业生产物流系统,生产物流普通指：原材料、燃料、外购件投入生产后，经过下料、发料、运输到各个加工点和存放点，以在制品形态，从一个生产单位（仓库）流入另一个生产单位，按照要求工艺过程进行加工、储存、借助一定运输装置，在某个点内流转，又从某个点内流出，一直表达着物流实物形态流转过程。,物流过程要有物流信息服务，即：物流信息要支持物流各项业务活动。经过信息传递，把运输、储存、加工、装配、装卸、搬运等业务活动联络起来，协调一致，以提升物流整体作业效率。图3-3是生产物流中物流和信息流示意图。,企业物流系统设计教材,第3页,物流系统规划,物流系统控制与成绩评定,采购,原材料库存,计划与控制,用料管理,生产计划与控制,原材料库存,计划与控制,订货处理,与用户服务,回收计划与控制,进货运输,原材料仓储,厂内运输,在制品仓储,发货运输,成品仓储,回收运输与仓储,管理层,控制层,作业层,物流,信息流,物流,信息流,图3-2 企业物流系统垂直结构,企业物流系统设计教材,第4页,从图中能够看到，生产物流研究关键是怎样对生产过程中物料流(Material Flow)和信息流(Information Flow)进行科学规划、管理和控制。,企业物流系统设计教材,第5页,1.影响生产物流主要原因：,（1）生产类型。不一样生产类型对于产品品种、产品结构、精度与工艺要求等都有不一样。这些特征影响着生产物流组成及相互之间百分比关系。,（2）生产规模。生产规模指单位时间产品产量，普通以年产量计。生产规模与生产物流物流量成正比。,（3）企业专业化与协作水平。社会专业化和协作水平提升，使得企业生产过程趋于简化，生产物流流程缩短，有利于物流成本控制。,2.企业物流与生产工艺流程关系,在任何一个企业，物料自始至终都在不停地流动着，包含原材料、备品配件输入、把输入转换为产出中间在制品流转作业、以及产品输出。如图3-4所表示。,企业物流系统设计教材,第6页,产成品库,总成及,部件库,半成品、在,制品库,原材料、毛坯,及辅料库,零部件库,原材料,等投入,分放,暂存,直送装配,加工,制造,装,配,PF/MH,直销,直送加工,客户,PF/MH,PF/MH,PF/MH,PF/MH,分放,外销,PF/MH,PF/MH,MH：物料搬运,PF：厂内物流,物流,存放,作业操作,装配,内部小物流,图3-4 生产过程中物流示意图,厂外,运进,企业物流系统设计教材,第7页,3.企业物流系统特点,（1）从系统角度来看：,集合性：企业物流系统是由原材料供给、生产制造、产成品分销以及后勤服务等活动组成一个供、产、销三位一体集合体。,相关性：企业物流系统内各子系统（即物流系统内各步骤）之间及总系统之间存在着普遍联络，他们相互交叉、相互依存、相互渗透、关系十分亲密。,适应性：企业物流系统处于一个复杂外部环境包围之中，深受环境制约。为使企业物流系统正常运行，必须有很强适应能力。,整体目标性：企业物流系统整体利益大于各子系统利益简单相加，各子系统活动以企业整体物流效益最优为出发点和目标。,企业物流系统设计教材,第8页,3.1.3,企业物流系统类型,（1）串联型，也称为直列型多阶段系统。指物料移动按生产工艺流程次序排列，如流水生产线使用物流系统。单一物流系统是其特例。单一物流系统是指只有一个物流点，如机器设备，仓库，商店，作为独立体只有一个物流输入和一个物流输出。当多个物流输入和输出串联在一起时就组成直列型多阶段系统。,企业物流系统设计教材,第9页,（2）并联型，也称收敛型或合流型多阶段系统。生产物流结构表现：由许各种原材料加工或转变成一个最终产品。物料依据物料清单（Bill of Material-BOM）和加工工艺流程分别被安排在单一或多道连续生产阶段中进行流动而制成最终产品。合流型多阶段系统适适用于装配工厂，如飞机、轮船等装配。,企业物流系统设计教材,第10页,（3）发散型，也称分支型多阶段系统。生产物流结构表现：有一个原材料回转变成许各种不一样最终产品。最终产品种模拟原材料种类多，全部最终产品基本加工过程相同。这类企业普通为资金密集型且高度专业化，如炼油厂，钢铁厂等企业。,企业物流系统设计教材,第11页,（4）综合型，也称复合型阶段系统。从原料到成品经过许多阶段，系统中生产阶段有呈发散状态，有呈收敛状态，是上面两种形式综合。其生产物流结构表现：有许多原材料加工或转变成各种最终产品。标准零部件经过不一样工艺加工过程装配成各种成品。如制锁厂、汽车制造厂等。,企业物流系统设计教材,第12页,3.1.4,企业物流作业目标,1快速响应。,2最小变异。,3最低库存,4物流质量。,5整合运输与配送。,6产品生命周期不一样阶段不一样物流目标。,企业物流系统设计教材,第13页,3.2 物流系统合理化标准和路径,所谓物流合理化，就是依据物流系统中各职能原因之间相互联络，相互制约、相互影响关系，把物料运输、包装、存放、装卸、加工、配送等流通活动和与之相关联物流信息作为一个系统来结构、组织和管理，以使整个物流过程最优化。从而以较低物流成本，实现既定客户服务水平（包含质量、数量、时间、地点、价格等）。,企业物流系统设计教材,第14页,企业物流系统设计教材,第15页,物流合理化标准：,近距离标准,优先标准。,防止迂回和倒流标准,4.在制品库存最少标准,5.集装单元和标准化搬运标准,6.简化搬运作业、降低搬运步骤标准,7.重力利用标准,8.合理提升物料活性系数,9.合理提升搬运机械化水平,10.人机工程标准,11.自动化标准,12.系统化标准,13.柔性化标准,14.环境要求标准,企业物流系统设计教材,第16页,3.2.2,实现物流合理化路径。,1.选址阶段。选址包含厂房定位、仓库布点、企业内部布局等，选址决议结果对物流合理化起至关主要作用。,2.设施设计阶段,合理配置各种生产设施。,合理配置和使用物流设施。,系统设施应含有柔性。,3.生产管理阶段。,均衡生产。,适当库存。,合理运输。,计算机化。,职员主人化。,连续改进。,企业物流系统设计教材,第17页,A工厂,B工厂,C工厂,客户,1,客户n,A工厂,B工厂,物流基地,C工厂,客户1,客户,n,过去,现在,图310 销售物流模式,4.销售阶段,(1)商物分离。建立物流基地（如物流中心、批发中心、配送中心等），从而改进企业功效，优化物流系统，提升物流效率。见图3-10。,(2)增加从工厂直接发货数量；,(3)降低输送次数；,(4)提升车辆满载率；,(5)实现计划输送；,(6)开展联合运输；,(7)选择适当输送伎俩。,企业物流系统设计教材,第18页,3.3 企业物流系统分析与设计,3.3.1,基本概念,1.,当量物流量。,物流量是指一定时间内经过两物流点间物料数量。在一个给定物流系统中，物料从几何形状到物化状态都有很大差异，其可运性或搬运难易程度相差很大，简单地用重量作为物流量计算单位是不合理。所以，在系统分析、规划、设计过程中，必须找出一个标准来，把系统中全部物料经过修正、折算为一个统一量，也就是当量物流量，才能进行比较、分析和运算。,所谓当量物流量是指物流运动过程中一定时间内按要求标准修正、折算搬运和运输量。这种修正与折算是充分考虑了物料在搬运或运输过程中实际消耗搬运和运输能量等原因来计算。比如，一台载重量为10吨汽车，当它运输10吨锻件时，则10吨锻件当量重量为10吨；而它运输2吨组合件时，则2吨组合件当量重量为10吨。实际系统中，所提及物流量均指当量物流量。当量物流量计算公式为：,企业物流系统设计教材,第19页,2.,玛格数,(Magnitude),玛格数起源于美国，是一个不十分成熟当量物流量计算方法。它是为度量各种不一样物料可运性而设计出来一个度量单位，能够衡量物料搬运难易特征。将两点之间流动物料玛格数乘以单位时间内运输件数，即可得到该两地点之间物流量或物流强度。,需要注意是，玛格数概念有其不足。因为每一个物料运输能力会部分地与搬运方法（装载容器及搬运设备）相关，而实际中，玛格数对各种不一样物理、化学状态物料和搬运方法不能十分准确地来描述和度量，因而它是一个近似描述物流量标准值。在一些特征相差不大物料搬运中，玛格数是比较适用。但若想将现实中全部物料都用玛格数来度量，其误差较大。也就是说，物流系统越大、越复杂，玛格数使用精度越低。,fnq,(3-1),式中：,f,当量物流量，当量吨/年、当量吨/月、当量千克/小时,q,一个搬运单元当量重量，当量吨、当量千克,n,单位时间内流经某一区域或路径单元数，单元数/年(月),企业物流系统设计教材,第20页,玛格数理论意义是十分主要，是一个值得借鉴，并需深入研究和开发技术方法。,（1）一玛格定义,一个玛格物料含有以下特征：,能够方便地拿在一只手中；,相当密实；,结构紧凑，含有可堆垛性；,不易受损坏；,相当清洁、坚固和稳定。,通俗地说，就是一块粗加工到略大于150立方厘米长方体（或稍大于2英寸2英寸2英寸）干燥木块，约有两包香烟大小，叫做一个玛格。应用玛格数时，需将系统中全部物料换算成为对应玛格数。,企业物流系统设计教材,第21页,计算物料体积,确定玛格数基本值,确定修正参数,计算玛格数,图3-11 玛格数计算步骤,2）玛格数计算方法,首先按照物料几何尺寸大小计算出基本值，然后用基本值再乘以各种修正系数，最终确定其玛格数。计算步骤如图3-11所表示。,计算物料体积。度量体积时，采取外部轮廓尺寸，而且不要减去内部空穴或不规则轮廓。,查阅图3-12玛格曲线，或表3-1“体积与玛格数对应表”，得到玛格数基本值A。,图中曲线反应了体积大小与基本值关系。物料体积越大，运输一单位体积就越轻易，玛格曲线改变越缓。,企业物流系统设计教材,第22页,图3-12 玛格曲线（1英寸=25.4mm）,100,10,1,1/10,1/100,1/1000,0.001,0.01,0.1,1,10,100,1000,10000,100000,体积(立方英寸),对数坐标,O,O,O,O,O,O,O,O,企业物流系统设计教材,第23页,表3-1 部分体积与玛格数基本值对应关系,体积（立方英寸）,玛格数基本值（玛格）,0.005,1/200,0.1,1/20,1.0,1/4,10,1,100,3.5,1000,10,10000,25,100000,50,依据表3-2，确定修正参数。,企业物流系统设计教材,第24页,表3-2 修正原因及参数值,参数值,修正原因,松密程度或密度(B),形状*(C),损伤危险性(D),情况(E),3,十分扁平而且能够叠置或能够套叠*(平纸张或金属板材),2,非常轻或空(体积庞大钣金制品),易于叠置或套叠(纸簿，汤碗),不易受任何损坏(废铁屑),1,轻和庞大(拆散瓦楞纸板箱),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(坚实铸件),0,比较密实(干燥木块),基本上是方形，并含有一些可叠置性质(木块),略易受损坏(加工成一定尺寸木材料),清洁、牢靠、稳定(木块),+1,相当重和密实(空心铸件),长圆或有些不规则形状(袋装谷类，短棒),易受挤压、破裂、擦伤等损坏(油漆过物品),有油，脆弱不稳定或难于搬运(带油切屑),+2,重及密实(实心铸件、锻件),很长、球状或形状不规则(桌上电话机),很轻易受一些损坏，或轻易受许多损坏(电视显像管),表面上有油脂、热、很脆弱或滑溜极难于搬运,+3,非常重和密实(模块、实心铅),尤其长、弯曲或形状为高度不规则(长钢梁),极易受到一些损坏，或易受非常多损坏(水晶玻璃高脚器皿),(发粘胶面),+4,尤其长及弯曲或形状格外不规则(弯管、木块手椅),极易受到非常多损坏(瓶装酸类，炸药),(熔化钢),企业物流系统设计教材,第25页,确定玛格数,依据式3-2计算，得到玛格数,(3-2),式中：B密度,C形状,D损伤危险程度,E状态(化学状态、物理状态),F价值原因，如不考虑则F=0,A基本值,3.物料活性系数,企业物流系统设计教材,第26页,4.,物流综合强度分析,物流强度和非物流强度分析目标是为了做新方案提供依据，也可对原方案进行强度等级标定。,（1）物流强度。指两点间物流量。把全部路线上物流强度按大小排列，在图纸上画成直方图便得到物流强度图。再对强度图进行分级标定，从而为物流系统重点分析和新方案平面布置指名了重点分析对象。,强度等级从高到低可分为A（Apparently Important）、E（Especially Important）、I（Important）、O（Ordinary Important）、U（Unimportant）五级，如表3-3。,（2）非物流强度。指两点间亲密关系强度，简称亲密度。,这种非物流强度用来标定非物流部门之间关系。也可定量表示，向物流强度一样，画出适当长度直方图，按大小次序排队就会出了非物流强度直方图。对该直方图也能够划分A、E、I、O、U五级，必要时还可增设X级，表示疏远级，为X级两点位疏远关系，布置上必须远离。,企业物流系统设计教材,第27页,表3-3 物流强度等级,等级,含义,标准,A,特大物流量,普通占最高强度坐标值40%,E,很大物流量,普通占最高强度坐标值30%,I,大物流量,普通占最高强度坐标值20%,O,普通物流量,普通占最高强度坐标值10%,U,不主要物流量,能够忽略,（3）综合强度。将物流强度和非物流强度统一在一起，就得到了物流强度。,统一方法是，首先要确定系统中物流部门和非物流部门各自主要程度百分比关系。用这种百分比关系来确定非物流强度详细量值，就得到按百分比关系度量非物流强度直方图，把它与物流强度直方图相加就得到综合物流强度直方图。,例3-1 表3-4说明了综合强度求法，表中数值是假设。,企业物流系统设计教材,第28页,表 3-4 某物流系统综合物流强度计算,企业物流系统设计教材,第29页,表中物流强度和非物流强度百分比为2：1。,企业物流系统设计教材,第30页,3.3.2 物流系统运行分析理论依据,工业工程理论为物流系统化分析提供了有利武器，图3-14表示了应用5W1H法在物流系统分析中所探讨内容。以及所提供分析问题处理问题方法和思绪。简言之，5W1H法给出了内容、方法和思绪。,3.3.3 企业物流系统分析方法,企业物流系统分析是针对企业物流系统环境、输入输出情况、物料性质、流动路线、系统状态、搬运设备与器具、库存等进行全方面、系统调查与分析，找出问题，求得最正确系统设计方案。其分析过程如图3-15所表示。,企业物流系统设计教材,第31页,图3-14 5W1H在物流系统分析中应用,企业物流系统设计教材,第32页,1.外部衔接分析,2.输入原因P、Q、R、S、T,3.物料分类及当量物流量,4.物流流程分析,相关图,物流图,流程图,平面图,7.多方案评价及选择,6.可行方案建立及调整,5.物流系统状态分析,设备及容器,F-D图,距离矩阵,流量矩阵,图3-15 企业物流系统分析过程,企业物流系统设计教材,第33页,1外部衔接分析。外部衔接是指对确定了系统边界物流系统，来研究物料输入与输出系统情况。包含物料输入输出工厂系统方式（运输车辆、装载容器、路线入口等）、频率以及输入输出系统条件（如时间、道路以及工厂周围环境）等统计资料，必要时要用统计图表来表示。,2输入原因P、Q、R、S、T。这一步骤是系统内部调研、资料与资料搜集工作。即对系统P、Q、R、S、T等要素进行系统分析。这五个要素详细内容见第三章。这些资料和资料搜集通常需要列表来整理，比如对于产品零件(物料)、路线、数量可列一个产品零件一览表，如表3-5所表示。,表3-5 产品零件一览表,企业物流系统设计教材,第34页,3当量物流量计算及物料分类。,对于搜集到资料、资料，必须进行适当分析与处理才能进行使用。系统中物料往往很多，而且是千差万别，必须依据其主要性（价值和数量）进行分类，分类前先进行物料当量物流量计算。因为在搬运过程中，实际消耗搬运能量不但仅是物料重量，而是与其相关物理、化学等状态当量物流量。,之后，按照物料种类及其物流量大小排序绘制出,P-Q,图。其中,P,代表物料种类，,Q,代表流量（当量物流量）。对每一物料,P,i,（i=1,2,n,），按照其当量物流量,Q,i,大小进行排队，并标在直角坐标图上，即可画出由直方图表示,P-Q,图（图3-16）。,依据该图对物料进行ABC分类。普通说来，A类物料占总品种数5%10%，物流量占70%以上；B类物料占总品种数20%左右，而物流量占20%左右；C类物料占总品种数70%以上，其数量仅占5%10%左右。当然这些百分比不是绝正确。,企业物流系统设计教材,第35页,4物流系统流程分析步骤以下：,（1）平面图。平面布置与物流路线紧密相连，因为它决定了物流起点、终点和所经路线。,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标准符号（国际通用标准）来标明，而且进行阿拉伯数字编码。惯用工业工程符号主要有以下几个：,表示操作，它既能够表示操作过程也能够表示加工设备、生产部门等。,表示储存，指储存地、仓库、工位储存地等。,表示搬运或运输,表示检验，包含加工过程检验和最终检验等。,企业物流系统设计教材,第36页,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,21,20,22,23,24,25,1,26,图3-17某车间编码平面图,(2)物流流程汇总表与物流流程图。,得到经过工业符号表示并编码平面图后，依据物料分类和当量物流量，则任意一条物流路径均可用编码来表示其物流流程路线。假如将系统中全部物流流程用表形式表示出来，则称该表为物流流程表，如表3-6所表示。,系统内每一与物流作业相关活动都用这几个符号来表示。经过上述符号标定并编码平面图，如图3-17所表示。从图中能够看出，1和26是该车间物流输入与输出地点，其它是加工、储存和检验。,企业物流系统设计教材,第37页,表3-6 物流流程表,序号,零件名称,物流流程,当量物流量(t),1,轴 1,1-4-8-15-16-17-18,51.7,2,轴 2,1-3-7-16-18,60.3,3,轴 3,2-3-7-16-18,38.6,4,轴 4,2-6-9-16-14-18,15.3,5,齿轮1,2-5-10-16-17-18,47.6,6,齿轮2,1-5-10-16-17-18,8.4,7,齿轮3,2-6-11-12-13-19,3,8,齿轮4,2-6-11-17-19,39.6,9,齿轮5,2-6-11-17-18,22,10,连 杆,2-5-9-16-17-19,11.2,假如将表中各条物流流程绘制在一张图上，则该图就是所研究系统物流流程图，如图3-18所表示。该图画法不受平面图限制，任意物流起点和终点间物流量大小取决于两点间权数，即经过两点间全部物流量（当量物流量）之和。,企业物流系统设计教材,第38页,图3-18 某车间物流流程图,2,运转车1,19,运转车4,18,运转车3,运转车2,3,6,4,5,7,8,10,9,11,14,15,16,13,12,1,17,38.6,60.3,51.7,64.6,8.4,79.9,51.7,98.9,56,56,51.7,98.9,98.9,15.3,15.3,15.3,26.5,11.2,50.8,118.9,129.7,61.6,51.7,3,3,3,58.8,企业物流系统设计教材,第39页,(3)物流图。依据物流流程，用几何表示方式将各条物流物流量大小(用物流图线宽度来表示)和经过物流点绘制在编码平面图上，该图即称为物流图。,绘制物流图时，不一样种物料用不一样线段来表示，线段宽度是按一定百分比来表示物流量，即物流强度。从物流图上，可直接看出系统内倒流、迂回、平面布置不合理地方，有利于分析与设计。,合理物流系统在物流图上表现为：简练而有条理，密度不停改变物流线组，两场地经过设施和区域，在适当地点流出系统。,(4)相关图。又称相关分析图。它将系统中全部部门(包含物流部门与非物流部门)绘制在一张表示相互关系图上(图3-19)，方便分析与设计时用。,图中英文字母表示两部门间亲密关系，称之为亲密度。按照亲密程度分为5级，分别为A、E、I、O、U。,企业物流系统设计教材,第40页,5物流系统状态分析,(1)流量矩阵（或称从至表）。当研究产品、零件或物料品种非常多时，用从至表研究物流状态就非常方便。,所谓从至表，是一个矩阵式表格，以一定次序按行排列物料移动起始作业单位（工序），以相同次序排列物料移动终止作业单位（工序），行列相交方格中统计从起止作业单位到终止作业单位各种物料搬运量总和，有时也可同时注明物料种类代号。,当物料沿着作业单位排列次序正向移动时，既没有物流倒流现象，从至表中只有上三角方阵有资料，这是一个理想状态，当存在物流倒流现象时，倒流物流量出现在从至表下三角方阵中，此时从至表中任何两个作业之间总物流量（物流强度）等于正向物流量与逆向（倒流）物流量之和。从至表上，越靠近对角线方格，两工作地间距离越小。,于是，依据系统流程图G，对应得到关联矩阵F：,f,ij,表示从,i,点到j点物流量（,i,j,1,2,n），n为系统平面图编码数量。当,i,点到,j,点无物流量关系时，则,f,ij,=0。,企业物流系统设计教材,第41页,(2)距离矩阵D 。,依据编码平面图得到距离矩阵D。,由F、D能够计算出系统物流量-距离乘积和S（也称系统搬运工作量），公式以下：,S单位为当量吨米或当量吨公里。为了方便，有时“当量”二字能够省略。,(3)F-D图（即流量距离图）,物流量F（t）,100,300,400,200,600,500,20,40,60,距离D（km）,a,1,a,2,a,5,a,3,a,4,a,6,图3-20 某车间F-D图,企业物流系统设计教材,第42页,(4)搬运设备、容器统计。以表格形式统计下任意方案中，在各设施、设备之间从事物料搬运设备、装载容器等情况，分析其合理是否，提出改进意见。,企业物流系统设计教材,第43页,当然，这种调整要依据生产系统环境与条件，而不是任意调整。假如在条件与环境允许时，进行了,l,次调整(普通,l,值不会太大，在实际设计中不会有几十个方案，普通有几个或十几个方案就不算少了)，这么可得到,l,个系统搬运工作量值。显然，搬运工作量最小方案即为最优物流系统方案。,企业物流系统设计教材,第44页,3.3.4 企业物流系统分析案例,3.4.1,平面布置设计,1物流系统单目标平面布置设计模型,对于给定制造企业物流系统，假设：,（1）物流系统中物料流动过程是均匀、连续、不确定。,（2）系统中有k种物料（k是有限正整数），且每种物料都可用同一个当量物流量表示。,则平面布置设计模型以下：,（1）设系统中k种物料当量物流量为分别Q,1,，Q,2,，Q,k,，则系统总当量物流量,7多方案评价及选择。对于,l,个方案，是否就能够确定,Sk,或,Ch,s,为最优系统平面设计呢?这时还不能确定，因为往往有好几个,S,值或,CS,值与,Sk,或,Ch,相差不多。在平面设计过程中还要考虑非物流部门，工艺上水平要求，管理、人员、工作条件、环境保护等各种原因来确定最终方案，所以最优方案要经过评价来确定。这里将,S,值考虑为物流原因。评价方法则可采取关联矩阵、含糊综合评判或AHP等方法。,企业物流系统设计教材,第45页,（2）将系统平面按物料加工过程停滞地（加工、贮存、检验等工作单元）分块并用1,2,n（n为一有限正整数）进行编码，则任一个物料，如第h种物料，在系统平面上流动过程可用所经编码地编码描述为一流程图，记为G，G为一有向图。这么系统总位移为：,（3）因为系统中任一物料都可用当量物流量来表示，所以，经任意两点间各种物料物流量为：,式中：,f,ij,表示从,i,到,j,点当量物流量；,Q,h,(,i,j,)表示从,i,点到,j,点第,h,种物料当量物流量。,企业物流系统设计教材,第46页,（5）若,c,ij,0,为从,i,点到,j,点单位物流流动费用，则物流系统流动费用为：,（6）改变平面系统平面布置中各分块几何位置，则可得到：,（7）假如M,1,M，或c,m,1,c,m,，则新布置方案优于原方案。假如将系统平面在工艺、环境等允许条件下改变,l,-1次（,l,为有限正整数），则可得,l,个结果：,（4）依据已分块编码平面系统，可测得一个距离矩阵,D=,d,ij,n,n,，其中,d,ij,表示从,i,点到,j,点距离。记为从,i,点到,j,点物流矩，则系统物流矩矩阵为,w=,w,ij,n,n,=,f,ij,d,ij,n,n,，所以系统流矩和为：,企业物流系统设计教材,第47页,2物流系统多目标平面布置设计模型。含糊评价法是物流系统设计时处理多目标问题惯用方法。其关键点是：选出,l,个评价方案，定出n个评价原因及权重值，并请教授对,l,个方案打分评定，得分最高者为最优方案。,3渐推法。以上介绍物流系统平面布置优化模型适合于处理新建车间、新建工厂平面布置优化问题，但当设施数目增多时，计算量也急剧增加，所以只适合小规模问题求解。此时，在平面布置中采取渐推法，目标在于找到一个与最优解靠近次最优解。,当前渐推法分为两类：一类是新建法，即从零开始，按一定次序逐步增加设施，直到全部设施都布置好，即得到最终方案，如PLA&ET(Plant Layout Analysis and Evaluation Technique)；,企业物流系统设计教材,第48页,例3-3 有一加工车间，要安排4台机床（编号记为A、B、C、D，场址记为1、2、3、4），使运输量（物流量距离）最小，现已知机床间物流量V及距离D，如表3-8所表示，现用新建法求机床最正确平面位置。,V,V,AB,V,AC,V,AD,V,BC,V,BD,V,CD,2,8,3,4,9,5,D,d,12,d,13,D,14,d,23,d,24,d,34,8,10,2,4,7,9,解：将V、D中资料分别由大到小和由小到大排序以下：,V(大,小)=(V,BD,、V,AC,、V,CD,、V,BC,、V,AD,、V,AB,),=(9、8、5、4、3、2),另一类是改进法，它是从一个可行方案开始，经过改变设施位置，并计算目标函数，从而取得更加好方案，直至不能再改进为止，从而得到最终布置方案，如CRAFT（见第2章第7节），改进法比新建法慢，但优化程度较高。,表3-8 物流量及距离,企业物流系统设计教材,第49页,D(小,大)=(d,14,、d,23,、d,24,、d,21,、d,34,、d,13,),=(2、4、7、8、9、10),依据大物流短距离布置标准，可直接依据上表排序：,位置 14 23 24 21 34 13,机床排布 BD AC,CD CB AD BC,在理想环境下（无其它约束），调整C、A位置，则得到新布置方案：,场址 1 2 3 4,机床 B C,A D,运输量 Z=V,BD,d,14,+V,AC,d,23,+V,CD,d,24,+V,BC,d,21,+V,AD,d,34,+V,AB,d,13,=92+84+57+48+39+210=164,与理论最小运输量164相比，此方案到达最优。,企业物流系统设计教材,第50页,例3-4 在上例中随意将A、B、C、D布置到场址1、2、3、4中去，可用改进法求出最优布置方案。,解：初始布置方案为：,场址 1 2 3 4,机床 A B C D,运输量：Z=V,AB,d,12,+V,AC,d,13,+V,AD,d,14,+V,BC,d,23,+V,BD,d,24,+V,CD,d,34,=28+810+32+44+97+59=226,在此方案基础上，机床位置两两交换，并计算其运输量，得表3-9。,企业物流系统设计教材,第51页,企业物流系统设计教材,第52页,3.4.2,动态分析设计,上述物流系统平面布置设计是在一定目标下最优或较优方案，它是依据给定生产纲领、物流量确定。所以不能把一次静态布置看成是最终止果，而应使布置设计适应企业中长久发展规划需要，含有良好动态柔性。所以，在进行布置优化时，要从以下几方面考虑：,（1）确定发展规划，做到远近结合。普通来说，可经过对市场预测研究，提出1至3个量化方案，作为动态柔性布置依据。,（2）确定合理算法，做到动静结合。以常规算法求出静态布置方案作为基础，考虑规划，采取合理算法（如分析、仿真、计算程序等），求出“动态理想方案”。,（3）单体设施可扩展性与总体布置可调整性相结合。在理想方案基础上，经过单体设施扩展协调后提出动态柔性推荐方案。,（4）动态分析设计应以产品预测为先导。在优化和决议问题处理之后，如有可能，还应进行动态仿真研究分析，以此预计和推断系统设计是否合理，然后修改系统参数、重复设计、规划步骤，直到满意为止。,企业物流系统设计教材,第53页,3.4.3,物流系统仿真,生产物流过程实际上是物料流动加信息流动过程。图3-21是生产物流系统物料流图。图3-22是生产物流系统信息流图。,图3-21 生产物流系统物料流程图,企业物流系统设计教材,第54页,企业物流系统设计教材,第55页,1物流系统数学模型,对物流系统进行仿真，其目标是经过仿真了解物料运输、储存动态过程各种统计性能，如运输设备利用离是否合理，运输路线是否通畅，物料系统流动周期是否过长等。因为物流系统是一个复杂离散事件系统，其运行受到许多随机原因影响，极难找到一个确定解析式来描述和表示这一过程。,这里介绍物流系统排队模型。排队系统处理主要是服务与被服务问题。如物料在库房、机房、装卸工具、运输工具前等候，接收、入库、出库、搬运、装卸等服务。这类问题基本过程如图3-23所表示。,1,2,n,排队等候,物料抵达,服务完,毕离去,服务,服务时间,服务时间分布,服务设施数,服务规则,抵达数量,抵达分布,队列长度,队列长度分布,等候时间,等候时间分布,排队规则,图3-23 排队系统模型,企业物流系统设计教材,第56页,图3-23过程中由两个基本单元组成：用户与服务台。,服务过程包含三个基本原因：接收服务；进行服务；等候接收服务队列。,与排队系统对应，物流系统中物料（毛坯、半成品，成品，废料，加工工具，托盘等）就是用户，而仓库、运输设备、装卸设备、操作工人等则是服务台。,排队问题关键是处理系统效率和效益，即确定适当服务台数量和服务时间，降低排等候时间，缩短物料储存运输周期。为了对一个物流系统进行仿真首先要对系统进行数学描述，也就是建立系统模型。系统模型应说明：（1）物料在各设备间流动过程；（2）设备对物料作用；（3）物料排队规则。,排队系统模型能够是一个流程图。比如：一台运输车把物料从立体仓库运输到装配工位。为了掌握运输车利用离，确定是否增加运输车数量，能够对这一系统进行仿真。假如把物料与运输车组成系统看作一个简单单服务台排队系统，那么，物料是系统暂时实体，运输车是永久实体，能够用图3-24流程图描述之。,企业物流系统设计教材,第57页,企业物流系统设计教材,第58页,流程图描述了物料抵达模式、运输车服务模式以及物料排队规则。画出流程图后，还要深入分析系统实体、事件以及参数。,系统参数普通分为三类：输入参数、状态参数和输出参数。,（1）输入参数 物料抵达时间间隔、运输车装载时间、运输车卸载时间、运输车运输时间。,（2）状态参数 运输车状态（忙和闲）、物料排队长度。,（3）输出参数 物料平均排队等候时间、物料平均排队队长、物料平均滞留时间（排队时间装载时间卸载时间运输时间）。,输出参数不但限于上述几个，还能够依据仿真要求确定其它输出。在通常物流系统中，输入参数往往不是确定性，而是随机，如物料抵达时间间隔，能够是指数分布、泊松分布、正态分布、均匀分布等。在完成了上述工作后，就能够进行系统仿真了，如图3-25。,企业物流系统设计教材,第59页,2系统仿真优点,（1）符合人们思维习惯，有利于系统分析；（2）系统仿真对各种复杂系统含有很好适应性；（3）系统仿真有利于处理随机原因影响；（4）系统仿真能够帮助系统优化,企业物流系统设计教材,第60页,3系统仿真在物流系统研究中作用,物流系统研究中系统仿真技术应用主要有以下方面：,（1）物流系统设施规划与设计,（2）物料控制,（3）物料运输调度,（4）物流成本估算,企业物流系统设计教材,第61页,