第13章

物流規(guī)劃應(yīng)用案例第13章物流規(guī)劃應(yīng)用實例13.1物流中心規(guī)劃實例(藥品配送中心)

總體方案構(gòu)思以實現(xiàn)配送中心的自動儲存、分揀、配送為目標(biāo)。整體配送中心分為AS/RS區(qū)、托盤貨架區(qū)、流動貨架區(qū)、擱板貨架區(qū)和其他存儲區(qū),AS/RS區(qū)關(guān)鍵裝備采用高速輕型堆垛機和快速準(zhǔn)確的輸送系統(tǒng)。主數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、WMS管理系統(tǒng)、RF自動識別系統(tǒng)、條形碼識別系統(tǒng)、設(shè)備控制系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)完全擬合,網(wǎng)絡(luò)涉及底層控制無線局域網(wǎng),力求提供一個先進、可靠、經(jīng)濟的配送中心物流系統(tǒng)解決方案。13.1.1配送中心功能要求以及流程圖

1.配送中心管理作業(yè)(1)進貨管理。包括進貨通知、進貨安排、儲位指派、供應(yīng)商管理。(2)倉庫管理。包括存貨管理、儲位管理、盤點管理、退貨管理。(3)出貨管理。包括訂單處理、揀貨信息處理、集貨分類管理、出貨管理。(4)配送管理。包括配送管理、車輛管理、司機績效管理、客戶管理。

2.配送中心物流作業(yè)(1)進貨入庫。包括驗收、卸貨、入庫、退貨。(2)倉庫作業(yè)。包括盤點、流通加工、退貨品處理、報廢處理。(3)分揀出貨。包括分揀、分類、集貨、補貨。(4)配送作業(yè)。包括分類、裝車、配送、回車處理。3.客戶提供的參數(shù)

總運轉(zhuǎn)能力:儲貨量39276盤(2005年),庫存容量6197盤(2005年),處理訂單能力1060單/天(2005年)。4.配送中心作業(yè)流程圖(見圖13-1)圖13-1作業(yè)流程圖13.1.2區(qū)劃分與能力要求

配送中心儲區(qū)首先根據(jù)物料類別進行分類,每個儲區(qū)分別儲存不同類別的藥品。儲存區(qū)域分為主儲存區(qū)、中藥材儲存區(qū)、危險品儲存區(qū)、毒麻品儲存區(qū)、貴重品儲存區(qū)、冷藏品儲存區(qū)等。另外還需設(shè)置不合格品區(qū)、待處理區(qū)和退廠貨儲區(qū),如表13-1所示。1.主儲區(qū)的區(qū)域劃分與能力要求

主儲區(qū)分為整貨區(qū)和零貨區(qū),整貨區(qū)包括AS/RS區(qū)和托盤貨架區(qū);零貨區(qū)包括流動貨架區(qū)和擱板貨架區(qū)。

各儲區(qū)的功能定位如表13-2所示。6.配送中心其他需求

電源、環(huán)境、場區(qū)布置圖、面積、場區(qū)布置、場區(qū)物流動線、配送中心場區(qū)的物流路線,如圖13-2所示。

圖13-2配送中心場區(qū)物流路線示意圖13.1.3布局具體方案設(shè)計

進貨經(jīng)過驗收、卸載后入庫,主要送往AS/RS區(qū),同時也可以根據(jù)需要送往托盤貨架區(qū)、流動貨架區(qū)、擱板貨架區(qū)。如圖13-3所示。圖13-3方案布局流程示意圖13.1.4

AS/RS庫區(qū)設(shè)計1.AS/RS庫區(qū)作業(yè)流程(見圖13-4)圖13-4

AS/RS庫區(qū)作業(yè)流程圖

(1)入庫作業(yè)1)將要入庫托盤貨物(檢驗合格)碼放到托盤上。2)通過叉車將托盤貨物放到相應(yīng)的入出庫輸送機上。3)在輸送道上經(jīng)過貨物稱重、外形尺寸檢測,并進行條碼讀碼。4)檢測合格的托盤貨物由輸送機系統(tǒng)將其送至堆垛機作業(yè)起始位置。5)啟動巷道堆垛機將該托盤貨物存入指定貨位,完成一次入庫作業(yè)。6)檢測不合格的托盤貨物,由入出庫輸送機將其送至整理段,在整理段經(jīng)過整理后自動重新入庫。(2)出庫作業(yè)1)將要出庫貨物的信息通知管理控制計算機。2)啟動巷道堆垛機到指定貨位,將要出庫貨物取出送至出庫輸送機上。3)啟動出庫輸送機將托盤貨物送至相應(yīng)的出庫口。4)整盤出庫由叉車卸貨,揀選和抽樣作業(yè)直接在揀選口由人工取下,完成一次出庫或揀選作業(yè)。5)揀選和抽樣過的托盤貨物由回流輸送機送入入庫口,并重新掃描登記分配出位。2.AS/RS區(qū)設(shè)計(1)確定貨物單元規(guī)格。貨物單元規(guī)格為1000mm×1200mm×1300mm(包括托盤),單元貨質(zhì)量為500kg(含托盤)。(2)位置尺寸按照招標(biāo)書要求布置。(3)查閱相關(guān)資料,計算單位貨架尺寸,如圖13-5(雙儲位)所示,圖中數(shù)字單位為mm。圖13-5雙儲位單位貨架尺寸

圖13-6單一入庫作業(yè)循環(huán)時間

圖13-7單一出庫作業(yè)循環(huán)時間

圖13-8入出庫復(fù)合作業(yè)循環(huán)時間

(5)選用橫梁雙儲位結(jié)構(gòu)貨架。根據(jù)復(fù)核計算,AS/RS區(qū)規(guī)格如下:8排×50列×13層,尺寸約60m×16m×21m。共計5200個托盤儲位。(6)堆垛機。選用21m高規(guī)格,水平運行速度5~150m/min,起升速度5~40m/min,出叉速度5~40m/min,變頻調(diào)速、紅外測距堆垛機,可聯(lián)機自動、單機自動和手動控制。(7)配套輸送系統(tǒng)采用鏈條輸送與輥道輸送相結(jié)合的方式。(8)在入庫輸送設(shè)備上安裝有尺寸檢測裝置、稱重裝置、條碼閱讀器。(9)入庫端到AS/RS庫區(qū)間輸送道上,往托盤貨架區(qū)的方向設(shè)有一旁路滿足直接向托盤貨架區(qū)補貨需求,該旁路由兩臺鏈條機構(gòu)成,具有暫存功能。(10)入庫口數(shù)量的計算:依據(jù)是招標(biāo)書提供資料出入庫能力大于1000次/天,考慮工人、設(shè)備工作速度,應(yīng)設(shè)置2個入庫口,如圖13-9所示：圖13-9入庫輸送設(shè)備(11)招標(biāo)書要求AS/RS區(qū)有出庫以及分揀功能,根據(jù)流通量要求計算,在出庫回流的輸送道上設(shè)有一個分揀口(無分揀作業(yè)時,可以作為出庫口使用),兩個出庫口(見圖13-10),可以滿足AS/RS區(qū)分揀、出庫以及向托盤補貨的要求。圖13-10出庫輸送設(shè)備(12)各出庫口配置LED顯示屏裝置。(13)在入庫口和出庫口各配置RF終端1臺,對入庫貨物名稱、數(shù)量等的校核。出庫口對出庫貨物進行確認(rèn)。13.1.5其他儲區(qū)設(shè)計1.托盤貨架區(qū)設(shè)計

托盤規(guī)格:1000mm×1200mm單面托盤;材質(zhì):聚乙烯塑料(無毒)。

確定貨物單元規(guī)格:1000mm×1200mm×1300mm(包括托盤),單元貨質(zhì)量500kg(含托盤)。

經(jīng)過計算,選用5層貨架結(jié)構(gòu),高度約為8m。2.流動貨架區(qū)設(shè)計

儲存單元:料箱;規(guī)格:600mm×400mm×148mm。3.擱板貨架區(qū)設(shè)計考慮擱板貨架區(qū)為出貨頻率低的零貨儲存與分揀,故設(shè)置在二樓。儲存單位:原包裝箱、料箱(供散貨用,約500種),規(guī)格:400mm×300mm×148mm。4.AS/RS控制系統(tǒng)設(shè)計

控制系統(tǒng)選用日本三菱公司的PLC為控制核心,實現(xiàn)輸送設(shè)備、堆垛機等設(shè)備的完全控制。5.RF系統(tǒng)設(shè)計

采用美國Symbol公司條碼掃描引擎的RF無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品(見圖13-11),實現(xiàn)實時動態(tài)數(shù)據(jù)采集、更新。6.條碼打印識別系統(tǒng)設(shè)計

采用美國Zebra條碼打印機(見圖13-12)。圖13-11條碼掃描引擎圖13-12條碼打印機13.2多品種履帶式拖拉機總裝線的規(guī)劃與物流分析13.2.1總裝線規(guī)劃

1.產(chǎn)品組成分析

履帶式拖拉機的基本構(gòu)成如圖13-13所示。圖13-13履帶式拖拉機構(gòu)成2.總裝工藝流程

本設(shè)計仍以裝配工藝流程圖為基礎(chǔ),開展規(guī)劃及物流設(shè)計等工作。具體總裝工藝流程圖,如圖13-14所示。圖13-14

1002裝配工藝過程圖(單位:kg)3.總裝線技術(shù)改造的主要內(nèi)容(1)在分裝車間現(xiàn)有后橋裝配線東邊新建一條多品種、鱗板式變速箱總成分裝線,改造形式是“建新棄舊”。(2)在新變速箱線東邊,新建1002/1202后橋總成分裝線,改造形式是“建新留舊”。(3)增加和改造用于臺車、變速箱、后橋變速箱末端傳動等總成試驗用試驗臺。(4)異地改造ⅡK—3懸鏈和噴漆烘干室。(5)在總裝線邊上建高架立體倉庫。(6)對總裝線及輔助設(shè)施進行改造,以實現(xiàn)多品種、多工位、無級調(diào)速、在線檢測、現(xiàn)場監(jiān)控、批量供貨、物流合理等功能,總裝線采用鱗板、非隨動式。4.總裝生產(chǎn)組織設(shè)置與職能分工

在生產(chǎn)組織上設(shè)立3個裝配車間,分別是分裝車間、總一車間和總二車間。其各自職能和生產(chǎn)組織形式等情況,如表13-7所示。5.分裝和總裝車間布置

分裝和總裝平面布置示意圖,如圖13-15所示。圖13-15總裝和分裝車間平面布置圖13.2.2物流分析

1.編制匯總表

為了方便繪制含有物流量的總裝工藝過程圖,首先需要將與物料移動有關(guān)的作業(yè)單位、設(shè)施進行歸納、整理,編制匯總表,如表13-8所示。

2.繪制含有物流量的總裝工藝過程圖

依據(jù)總裝混流生產(chǎn)各單位作業(yè)內(nèi)容及物流量表,繪制混流裝配工藝過程圖。含有物流量的總裝工藝過程圖,如圖13-16所示(圖中單位為kg)。圖13-16總裝工藝過程圖3.物流強度的計算(1)已知全年凈質(zhì)量為134000t,又由于隨車工具和液壓懸掛在總二車間最后裝配和配置,因此今年按生產(chǎn)綱領(lǐng)22000臺計算并扣除總二車間物料流量6784.36t,即經(jīng)由總裝線的物流總量為(134000-6784.36+2156)t=127431.24t。根據(jù)近幾年統(tǒng)計結(jié)果,其中總裝線年平均廢品質(zhì)量為9.8kg(計算所得)。(2)各總成的平均質(zhì)量,即各種機型同一名稱總成質(zhì)量的計算,是依據(jù)各自總成質(zhì)量和相應(yīng)生產(chǎn)綱領(lǐng)而得。車架總成質(zhì)量如表13-9所示。其他總成依此類推計算而得。(3)零、部件的平均質(zhì)量亦依上述方法計算而得。(4)外協(xié)件參照統(tǒng)計數(shù)據(jù),其平均質(zhì)量約占整機質(zhì)量的2%(經(jīng)計算而得)。(5)標(biāo)準(zhǔn)件、軸承等參照統(tǒng)計數(shù)據(jù),其平均質(zhì)量約占整機質(zhì)量的14%(經(jīng)計算而得)。(6)油料、水的加注質(zhì)量計算。使用質(zhì)量-結(jié)構(gòu)質(zhì)量=油水質(zhì)量,如1002/1202的使用質(zhì)量為6800kg,結(jié)構(gòu)質(zhì)量為6430kg,故油水質(zhì)量為370kg。而802/70T油水質(zhì)量為390kg,故年平均加注油水質(zhì)量為(370×400+390×18000)kg=8500t。計算結(jié)果如表13-10所示。4.繪制物流強度分析表

物流強度的劃分如表13-11所示。繪制過程如下:將表13-10中各相互作業(yè)的單位對按物流強度大小排序,繪制成表13-12所示的物流強度分析表,進行物流分析,劃出物流強度等級。表13-10和表13-12中未出現(xiàn)的作業(yè)單位對不存在固定的物流,因此,物流強度定為U級。5.繪制原始物流相關(guān)表和SLP物流相關(guān)表。物流相互關(guān)系表是為了簡明表示所有作業(yè)單位之間物流的相互關(guān)系。SLP物流相關(guān)表,如圖13-17所示。

從圖中可知,物流強度最大的是總裝線,包括車架上線到整機下線全部流水作業(yè)的各個環(huán)節(jié)的物流強度。在此過程中,也是搬運裝卸量最集中、最大的。圖13-17

SLP作業(yè)單位物流相關(guān)表6.進行作業(yè)單位相互關(guān)系的分析(1)確定作業(yè)單位相互關(guān)系的決定因素和劃分相互關(guān)系等級。在作業(yè)單位相互關(guān)系密切程度的典型影響因素中,本設(shè)計主要考慮以下8個因素,如表13-13所示。作業(yè)單位非物流相互關(guān)系等級如表13-14所示。(2)繪制作業(yè)單位相互關(guān)系表和作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表。1)確定非物流關(guān)系密切程度等級。2)依據(jù)表13-14,繪制作業(yè)單位相互關(guān)系表(非物流),如圖13-18所示。圖13-18非物流作業(yè)單位相互關(guān)系表

TRij是一個量值,只有經(jīng)過等級劃分,才能建立滿足物流相關(guān)表中符號及數(shù)值要求的作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表。綜合相互關(guān)系等級劃分為A、E、I、O、U、X,各級別TRij值依次逐漸遞減,且各級別中相關(guān)作業(yè)單位對的數(shù)量符合一定比例,如表13-15所示。④將物流與非物流相互關(guān)系進行合并時,需要注意X組關(guān)系密級的處理,任何一級物流密級與X級非物流關(guān)系合并時,不應(yīng)超過O級。

計算作業(yè)單位之間的綜合相互關(guān)系。本設(shè)計中N為15,則P為105個相互關(guān)系,通過計算可得作業(yè)單位之間綜合相互關(guān)系表(此表太大,略去)。⑤繪制作業(yè)單位綜合關(guān)系表,如圖13-19所示。圖13-19作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表13.2.3總裝線及輔助設(shè)施平面布置圖

本設(shè)計屬于車間布置,結(jié)合現(xiàn)場實際情況及技改要求,按照作業(yè)單位相互關(guān)系的密切程度作出合理的布局。繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖,如圖13-20所示。在此基礎(chǔ)上,再將各作業(yè)單位占地面積與空間結(jié)合到作業(yè)單位位置相關(guān)圖上,就得到作業(yè)單位面積相關(guān)圖。圖13-20作業(yè)單位位置相關(guān)圖13.3集箱制造生產(chǎn)(物流)過程系統(tǒng)仿真

運用Witness仿真軟件對鍋爐公司集箱成組制造單元的生產(chǎn)(物流)過程進行系統(tǒng)仿真,確定集箱成組制造單元較合理的設(shè)備數(shù)量和設(shè)備布置,以達(dá)到制造單元生產(chǎn)效率高、在制品庫存低以及物流路徑優(yōu)化(成本低)的效果。選定較優(yōu)的設(shè)備布置方案是本仿真的目標(biāo)。13.3.1集箱制造流程分析

根據(jù)集箱制造車間現(xiàn)場的調(diào)研和集箱成組制造的工藝要求可得集箱的加工流程,如表13-17所示。13.3.2布置方案一的Witness仿真1.仿真模型的設(shè)計

集箱成組制造單元設(shè)備布置方案一的Witness仿真模型界面圖如圖13-21所示。圖13-21設(shè)備布置方案一的Witness仿真模型界面圖(1)物流路徑。

每條路徑的距離可由布置方案圖上幾何路徑的特征坐標(biāo)點計算,計算結(jié)果如表13-18所示。(2)物流量。本模型中的物流量按集箱制造單元半年的生產(chǎn)任務(wù)來確定。根據(jù)公司的生產(chǎn)綱領(lǐng)可知,2號廠房的鍋爐年產(chǎn)量為166臺,假定所有的鍋爐均有四個集箱(前集箱、后集箱、兩個側(cè)集箱),則半年內(nèi)2號廠房生產(chǎn)集箱332臺(166×4÷2),從而確定了零件管材的數(shù)量為332個,端蓋的數(shù)量為664個。(3)加工時間和仿真時間。根據(jù)表13-18可得集箱各生產(chǎn)工序的加工時間。在本模型中,采用截斷正態(tài)分布(Tnormal)函數(shù)對機器加工時間進行調(diào)整。其中,標(biāo)準(zhǔn)差sd=1;最小值Min=Mean-5;最大值Max=Mean+5。(4)制造單元的物流路徑成本。由于仿真的目的是比較不同設(shè)備布置方案的優(yōu)劣,仿真模型中只涉及不同設(shè)備布置對應(yīng)的物流路徑,所以仿真模型中的物流成本只因物流路徑不同而不同。仿真中只考慮物流路徑成本即可。物流路徑成本包含裝卸費用和運距費用。集箱制造單元的物流路徑成本的計算公式為:總物流成本=總裝卸次數(shù)×50+路徑總距離×1。2.模型運行及結(jié)果分析

運行Witness仿真模型以后得到:仿真時間為30240.38min,總物流路徑成本為450909.1單位(以單位距離運輸費用為1個單位),仿真輸出的各種統(tǒng)計報表如表13-19~表13-22所示。表13-19機器工作狀態(tài)統(tǒng)計表表13-20緩存工作狀態(tài)統(tǒng)計表表13-21路徑工作狀態(tài)統(tǒng)計表表13-22物流路徑成本統(tǒng)計表13.3.3