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企业物流分析与设施规划综述

编辑:sx_chengl

2016-06-07

这里是一篇企业物流分析与设施规划的内容介绍,设施规划的作用不仅表现在新建的工程项目上,更体现在对已有企业的改造上,让我们一起来看看详细内容吧~

第一节 研究的背景与意义

20世纪是全球工业化的世纪,伴随着工业化的发展设施规划的作用越来越重大,特别是二次大战以后世界各国为了弥补战争的损失,都投入了大量的资金来新建和重建工业。我国在建国后的50年中,也在工业化道路上取得了突飞猛进的成就。以美国为例,自1955年以来每年有8%的国民生产总值(GNP)花费在新的工业设施的建设上 ,其中约有40%左右用于制造业设施的建设,估计每年达到2500亿美元的投资。20世纪80年代以后受到信息技术的推动,各类服务业设施的发展速度又大大的超过了制造业。根据2001年美国统计,用于这些项目的投资达2万3000亿美元。我国仅在1986至1990年“七五”期间,全社会固定资产投资,包括基本建设和技术改造的投资平均每年达到近4000亿元人民币,五年内总投入达到国民生产总值的28%。目前我国每年项目投资已多达万亿元人民币以上。50年来的实践证明,在我国被广泛的称为工程设计中的相当一部分是设施规划设计,其水平的高低和规划设计质量的优劣,在建设项目中对资源是否合理利用,设施运营后能否实现科学管理,能否发挥社会效益和经济效益,对最终实现投资效果起到了决定性和关键性的作用。由此可见设施规划的重要性。[1]

设施规划与设计(Facilities Planning Design)起源于早期制造业的工厂设计(Plant Design),是工业工程的重要分支。随着社会的进步与技术的发展,设施规划与设计早已超越了制造业的工厂设计范畴, 形成了一门不但适用于各类生产型企业, 同样也适用于各种服务型企业的学科。总的来说, 设施规划与设计是为新建、扩建或改建的生产系统或服务系统, 综合考虑相关因素, 进行分析、构思、规划、论证、设计, 做出全面安排, 使资源得到合理配置, 使系统能够有效运行, 以达到预期目标为它的研究内容。[8]

我国仅在1986至1990年“七五”期间,全社会固定资产投资,包括基本建设和技术改造的投资平均每年达到近4000亿元人民币,五年内总投入打到国民生产总值28%。目前,我们为减少经济危机的负面影响,积极扩大内需,其中一个重要的举措就是加大基础设置建设,投资总值已达数万亿元人民币以上。而且,我国正致力于实现经济增长方式的改变,重要的一个方面是经济增长要从主要依靠扩大建设规模转变到主要依靠对现有企业进行技术改造、改组和扩建。据统计,1984 年至1994 年,我国技术改造投入1元,产出2 元,创利税4~6 角,投资只相当于同样规模基本建设的40%, 而产出利税要比新建高一倍,建设周期要缩短一半时间。据国外统计,机械加工工厂的物料,在生产周期中用于加工的时间只占5% 左右,而处于储存、搬运或生产线上等待的时间约占95% 左右。在制造企业的总成本中,用于物料搬运的20% ~50%, 而优良的平面布置可以使物料搬运费用至少减少10% ~30% 。可见,设施规划与设计的理论研究与实际应用任重道远,因为设施规划与设计设计质量的优劣,在建设项目中对资源是否合理利用,设施运营后能否实现科学管理,能否发挥社会效益和经济效益,对最终实现投资效果起到了决定性和关键性的作用。[5]

第二节 设施规划与物流的研究现状

一、国外研究现状

20世纪六十年代,美国的理查德•缪瑟 (Richard Muther)提出了系统布置设计(System Layout Planning, SLP)方法,由于采用理性化的推理方法和系统化的规划设计方法,使设施规划设计向前迈进一大步。理查德•缪瑟在20世纪90年代针对日常处理最多的布置设计中的中小项目,提出了比原来SLP大为简化的SSLP。理查德•缪瑟还提出了系统搬运分析SHA ( SystemHan -dlingAnal ysis) ,工厂布置与搬运系统设计具有相互制约、相辅相成的关系,被称为是一对伙伴,SLP+SHA是两者相结合的方法。后来,李•科特蒙(Quarterman Lee)提出了在设施规划设计方法学上陈作Facplan的Quarterman Lee方法,是对Muther的SLP的进一步改进。Facplan不仅扩展和加强了SLP,还对设施规划提供了一种整体、广泛和全面的方法。

同时,随着计算机及其技术的飞速发展,计算机辅助设施规划(CAFD)应运而生,许多学者研究了各种设施布置的模型以及算法,推理更加合理,加上计算机绘图工作也可以自动完成。这些软件包括 FactoryCAD、FactoryPLAN、STORM、SPIRAL、FactoryFLOW、FactoryOPT、ARENA、PROMODEL等。其中由美国Cimreehnologies Corporation公司开发的Factory Programs是迄今为止被广泛认同的设施布置软件。[1]

二、国内研究现状

在我国,自50年代开始实施工业化建设以来,许多企业出现了生产效率和经济效益低下问题。有人把我国的企业分成三个层次:第一层次是外资、合资企业,如一汽大众、上海大众、OTIS、MOTOROLA 等,这些企业具有高技术装备、人力资源水平也较高,但是需要现代资讯技术的支援以及良好的文化氛围;第二层次是较为常规的大量流水制造企业;第三层次是数量巨大、整体水平较低的乡镇和中小企业。不论是哪个层次,与一些发达国家相比,普遍存在着消耗大、成本高、质量差等问题。要想解决这些问题,弥补差距,实现跨越式发展,其根本的出路在于通过设施规划等科学技术来提高管理水平,改善企业的竞争力。设施规划强调的是系统的整体优化,从提高系统总生产率的目标出发,统筹分析、合理布置、寻求最佳的设计和改善方案。所以,在降低消耗和生产成本、改善物流、改进空间的利用、缩短生产周期等方面有很大的潜力。

设施规划的作用不仅表现在新建的工程项目上,更体现在对已有企业的改造上。当前,我国正致力于实现经济增长方式的改变,重要的一个方面是经济增长从主要依靠扩大建设规模转变到主要依靠对现有企业进行技术改造、改组和扩建。这就从客观上提供了发挥设施规划作用的广阔的天地。

当前,设施规划已越来越引起我国经济管理学家的重视。1982年,机械部设计总院邀请美国专家R•缪瑟来华讲授物流系统规划技术。培训了一批设计人员,翻译出版了他的著作《系统布置设计》、《搬运系统分析》、《工业设施系统规划》。兵器行业设计单位派人出国学习设施规划,并在设计工作中予以应用。一些设计单位、高等院校和企业应用物流技术,调整生产布局,改善物料搬运,用较少的投入取得了缩短搬运距离和搬运量,降低生产成本,缩短生产周期,节约资金的效果。

改革开放以来,经济的持续发展是我国工业设施规划快速发展的助推器。管理界对工业工程的研究不断深化,设施规划也随之得以广泛推广。但是,我国目前的设施规划发展存在严重的现实问题,即理论与实践的脱节。首先,我国企业整体的管理水平还很落后,企业的产权改革远未到位,在目前环境下,无论国有企业还是民营企业大多数对设施规划的重视还不够。其次,从理论界而言,目前因经济的勃兴即改革的深化,社会热点问题层出不穷,为经济学家企业管理层提出大量的现实问题。他们缺乏耐心面对琐细的生产物流环节即工业设施的探究。而且我们为数不多的通晓工业工程的理论研究人员大多集中在高校及研究院所,缺乏企业生产及设计环节的感性认识,所以对设施规划理论的著述也多是照搬国外著作,对诸多环节理解欠妥,不能与目前的设计现状有机结合。最后,车间设施规划实施者(总图设计人员,部分工艺设计人员和企业管理人员)大多缺乏系统的企业设施理论的素养,不能有效的应用设施规划理论及方法实施设计。

国内企业在新车间建设或老厂车间改扩建的过程中,多数并没有进行严格的物流分析,车间设施规划主要以经验确定和类比方法为主。规划工程师根据生产产品的种类、形式,通过对国内外、同行业企业的调查、类比,估算出所需厂房的面积,然后再进行布置规划。整个规划过程以手工计算为主,可调整性差;工程人员的个人经验、喜好在设计过程中占有相当大的比重,规划受个人因素的影响大;分析都是在二维的图纸上完成的,沟通性不好。人们只能在实际系统运转后才能看到真正的效果,当设备仪器都已安装好后,如果发现有重大的布置不合理处,则进行再次调整,重新返工,从而造成重大损失。带来的问题也是显而易见的:无法实现整个物流系统的全局优化;借鉴来的数据和经验一般不能够适应企业自身的要求,多次的调整会带来很大的浪费。

随着科学技术的进步,在设施规划的过程中,仿真技术已经成为分析物流系统的重要工具,制造企业的物流系统处在一个不确定的环境中,受很多随机因素的影响,具有多目标、多因素、多层次的特点,是以离散事件系统为主的复杂的离散事件混合系统,而不是单纯的离散事件系统。

国内物流仿真技术已经有了一定的发展并取得了一定成绩,但是大部分停留在对微观物流的研究,如:张建铭结合企业的实际需求利用E-Factory,将以产品生产为主导的企业物流规划方法应用于某汽车企业,为其建立了虚拟化的底盘装配线;沈阳理工的张新敏和韩天渊在《沈阳机轮齿轮厂物流分析与设施规划》中,运用物流分析的方法对齿轮生产线进行分析;东南大学张卫德以一条实际生产线为例,利用Flexsim对生产线进行建模和仿真。当前,国内的学者大多采用建立基于Petri网的网络模型方式来研究物流系统,研究对象主要是生产物流,其基本思想是用库所集P代表系统中实体和活动的状态,用变迁集T代表系统中的事件。例如,清华大学的吴耀华、颜永年提出了一种基于Petri网动态模型的物流系统的Petri网模型,可以将物流系统的物理过程通过网系统形象地表示出来。山东工业大学自动化系的常发亮、刘长有分析了自动化立体仓库输送系统的若干调度问题,建立了该离散系统的仿真Petri网模型。上海交通大学自动化研究所的李霄峰等针对宝钢炼钢炼铸物流系统及制造业的复杂物流系统,采用分层有色Petri网进行建模。

大量外商独资企业及合资企业在我国开业,给我们提供了设施规划的现实教材。如著名的快餐企业麦当劳,其选址及设施布置便是依照设施规划的原理完成的,作业也严格按照现代生产与作业管理的要求,产品外观、材料、制作及口味均整齐划一,流程简单,便利顾客。据统计,自1955年起约占美国GNP 的8%的资金用于建设新的设施,而且为保证现有设施与社会经济协调发展,现有设施要予以不断改进。美国每年约2500 亿美元用作设施规划、设施布置、物流系统改造及设施定位。

目前,我国的国有企业面临着以建设现代企业制度为大背景的设备更新与产品升级换代改造,大批的民营企业及新型高科技企业搏击市场不断创立,时代已为设施规划提供了广阔的舞台,设施规划的研究与实践将取得较大的进步。设施规划发展前景广阔,对车间设计而言,经济全球化在促使我国车间设计与世界潮流进一步融合的同时,也会带来严峻的挑战。发展设施规划对于提升我国车间设计水平有重要现实意义。

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