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(5)设施规划设计师从宏观到微观,又从微观到宏观的反复迭代、并行设计的过程。
要先进行总体方案布置设计,在进行详细布置.
1.4物流中心设施规划的方法
(1)摆样法。
利用二维平面比例模拟方法,按一定比例制成的样片在同一比例的平面图上表示设施系统的组成、设施、机器或活动,通过相关的分析,调整样片位置可得较好的布置方案。
适用于较简单的布局设计。
(2)数学模型法。
运用运筹学、系统工程中的模型优化技术(如:
线性规划、随即规划、多目标规划、运输问题、排队论等)研究最优布局方案,为工业工程师提供数学模型,以提高系统布置的精确性和效率。
但是用数学模型解决布局问题有两大困难,一是当问题的条件过于复杂时,简化的数学模型很难得到符合实际要求的准确结果;
二是布局设计最终希望得到布局图,但是用数学模型得不到。
利用数学模型和CAD相结合的系统布局软件是解决问题的一种好方法。
(3)图解法。
产生于20世纪50年代,有螺线规划法、简化布置规划法及运输形成图等。
优点是将摆样法与数学模型结合起来,但在实践中较少应用。
(4)系统布置设计SLP法。
此方法最初由RichardMuther在1961年提出,提出了作业单元相互关系的密级表示法,形成了一种以大量的图表分析为手段,以物流费用最小为目标,物流关系分析与非物流关系分析相结合,求得合理的设施布置的设计技术。
2钢材物流中心设施规划实例研究
钢材物流中心的订单大多来自于整个经济圈内的大型制造企业,这些企业一般都是采取JIT制造,订单发生的高峰期一般是在上午9点左右,下午14点左右(基本符合制造企业上下午开工的时间)。
订单发生的统计如图2.1所示:
图2.1订单发生统计图
2.1钢材物流中心功能区域分析
2.1.1工艺流程分析
钢材物流中心采购的钢材产品运至中心后,在仓储区经货物检后入库存储(对检验不合格产品进行退货处理),根据客户的订单要求经拣货作业后对不需要剪切加工的一部分直接送至仓储区,物流中心的作业本质主要是由一连串“存”与“取”的动作所组合而成,且这一连串的存与取大都发生在保管储存区域,这里主要是采用龙门吊或者是行吊对钢材进行“存”与“取”的动作。
对需要剪切加工的一部分送至流通加工区按要求进行流通加工,这里主要是通过吊车进行起吊作业和叉车进行运输作业来完成的,之后由叉车将加工好的产品送至成品区,然后在成品区集货配载后发货。
根据以上的描述,钢材物流中心的基本作业流程图如图2.2所示。
图2.2钢材物流中心作业流程图
2.1.2功能区域规划
通过钢材物流中心的功能分析,可以将钢铁物流中心用地规划为7个功能明确、紧密协调的功能设施区域,即进货区、综合管理服务区、仓储区、流通加工区、车辆调度维护管理区、出货区。
(1)进货检验区:
提供从货物到达到入库所要进行的相关作业,包括车辆到达、验收退货等操作的场所。
(2)管理服务区:
为管理人员提供办公的场所,处理客户进出货订单,辅助完成进出货作业设置的职能部门;
(3)仓储区:
为在室内、室外存储的钢材产品提供搬运、装卸与存储提供场所,同时在这些区域内同时实现集货配货的功能;
(4)流通加工区:
为钢材流通加工包括对钢材进行的开平、横切、纵剪、分条、冲片、模具、冲压、拼焊等内容提供作业平台的场所;
(5)成品区:
钢材剪切加工后堆放存储的场所,对即将出货的成品捆扎包装:
(6)车辆调度维护区:
物流中心作业车辆停放的场所,同时也是为司机、调度员等物流中心员工提供休息、活动场所:
(7)出贷区:
提供货物出库所要进行的相关作业,包括车辆出库、验收等操作的场所,与进货区类似。
2.2钢材物流中心功能区域空间规划
对XX钢材物流中心未来五年的物流能力需求的预测可知,其五年后的入库量如图4.3所示。
图2.3XX钢材物流中心5年后年入库量(单位:
万吨)
2.3物流相关性分析
(1)物流分析
在采用SLP法进行工厂布置时,不必关心各作业单位对之间具体的物流强度,而是通过划分等级的方法来研究物流状况,在此基础上,引入物流相关表,以简洁明了的形式表示工厂总体物流状况。
钢材物流中心物流的流向如图2.4所示:
图2.4钢材物流中心物流流向图(单位:
吨)
物流强度汇总表如表2.1所示:
表2.1各作业单位对按物流强度大小排序
序号(作业单位对)
作业单位对
物流强度
1(1-2)
进货区—室外钢卷
2333
2(2-9)
室外钢卷—出货区
3(1-4)
进货区—板材
1667
4(4-9)
板材—出货区
5(1-6)
进货区—室内钢卷
1000
6(6-7)
室内钢卷—加工区
7(1-3)
进货区—线材
667
8(5-9)
型材—出货区
9(1-5)
进货区—型材
300
10(3-7)
线材—加工区
113
11(7-8)
加工区—成品区
12(8-9)
成品区—出货区
113/11973
(2)物流强度等级
由于直接分析大量物流数据比较困难且没有必要,SLP中将物流强度转化好、成五个等级,分别用符号A、E、I、O、U来表示,其物流强度逐渐减小,对应着超高物流强度、特高物流强度、较大物流强度、一般物流强度和可忽略搬运五种物流强度。
作业单位对或称为物流路线的物流强度等级应按物流路线比例或承担的物流量比例来确定,
表2.2的物流强度分析表
序号
物流强度等级
1
1-2
A
2
2-9
3
1-4
E
4
4-9
5
1-6
I
6
6-7
7
1-3
8
5-9
O
9
1-5
10
3-7
11
7-8
12
8-9
(3)物流相关表
为了能简单明了地表示所有作业单位之间的物流相互关系,仿照从至表结构,构造一种作业单位之间物流相互关系表,称之为原始物流相关表,如表4.3所示。
表2.3原始物流相关表
至
从
进货区
室外钢卷
线材
板材
型材
室内钢卷
加工区
成品区
出货区
服务区
停车场
U
在这个表中不区分物料移动的其实与终止作业单位,在行与列的相交方格中填入行作业单位与列作业单位间的物流强度等级,因为行作业单位与列作业单位排列顺序相同,所以得到的是右上三角矩阵表格与左下三角矩阵表格对称的方阵表格,除掉多余的左下三角矩阵表格,将右上三角矩阵变形,就得到了SLP中著名的物流相关表.
图2.5作业单位物流相关图
2.4钢材物流中心区域布置
(1)作业单位位置相关图
1)作业单位综合接近程度计算
在SLP中,工厂总平面布置并不直接去考虑各作业单位的建筑物占地面积及其外形几何形伏,而是从各作业单位间相互关系密切程度出发安排各作业单位之间的相对位置,关系密级高的作业单位之间距离近,关系密级低的作业单位之间距离远,由此形成作业单位位置相关图。
当作业单位数量较多时,作业单位之间相互关系数目就非常多,为作业单位数量的平方量级,因此即使只考虑A级关系也有可能同时出现很多个,这就给如何入手绘制作业单位位置相关图带来了困难。
为了解决这个问题。
我们引人综合接近程度的概念。
综合接近程度高的作业单位与其他作业单位相互关系总体上是比较密切的,即与大多数作业单位都比较接近,当然,这个作业单位就应该处于布置图的中央位置,反之,这个作业单位就应该处于布置图的边缘。
表2.3就是电瓶叉车厂作业单位综合接近程度计算结果。
量化物流强度等级和非物流的密切程度等级。
一般取A=4,E=3,I=2,O=l,U=0,X=-1,得出量化以后的综合接近程度排序表如表2.3所示。
表2.3钢材物流中心综合接近程度排序表
作业单位代号
综合接近程度
14
13
排序
(2)对钢材物流中心各大功能区域的空间需求估算
1)进货检验区
在对进出货区进行规划时必须遵循以下原则:
①进出货区的位置能使车辆快速安全地进出物流中心,不产生交叉会车;
②车位数应保证车辆在规定时间内完成货物检验任务;
③考虑到在峰值作业的可能性;
④同时还要考虑到进出货物时发生的退货现象。
基于以上的原则,下面来对进货区进行规划。
进货区的车位数:
2-1
其中:
n-车位数
t-每台车的平均验货时间(通常验货时间取15分钟)
u-峰值系数(取3)
M-每天的平均进货量
m-没车平均装载量(平均每车装载量50吨)
T-每天工作时间(这里按每天工作9小时计算)
按照一年工作300天,根据表2-1中数据可以得到:
M=6167,m=50,u=3,t=0.25,T=9,将其代入公式2-1得到:
由此可知,在高峰期大概需要lO个左右的站台,由于钢材装载车辆属于特大型车种,估计每辆车的占地面积约为60㎡,因此进货区面积约为600㎡。
2)综合管理服务区,目前该物流中心工作人数为50人,通过预计的钢材配送中心的年吞吐能力,该物流中心5年后的吞吐量为现在的3倍,估算出生产和管理人员的人数约为150人,按照平均每人占地面积为lOre2计算。
该物流中心管理服务区所需要的面积为1500㎡。
3)仓储区(采用比率趋势法估)在进行仓储区规划的时候,主要是根据仓储区的储运量,可知日常存货的数量,除此之外,在进行仓储区作业面积规划时,还必须事先了解货物的尺寸、堆放方式,不同种类的钢材单位面积堆放量可以从表2.4得到。
表2.4钢材平均额定堆放量
钢材种类
钢板
钢卷
钢材成品
额定堆放量(吨/
)
2.5
线材区面积:
2-2
-平均每天仓储量
-线材额定堆放量
-面积利用率(考虑到通道的面积人工作业、车辆行走、车辆回转)
2-3
-线材平均存放时间
-安全系数
;
代入(公式2-2)可得
同理:
室外钢卷区面积
型材区面积
板材区面积
室内钢卷区面积
4)流通加工区采用计算法估算
流通加工区面积=加工设备面积+操作空间
年加工30万吨钢卷,4万吨线材,拟需要的设备配置如表2.5所示。
表2.5钢材物流中心加工设备需求
设备
功能
数量
能力
占地面积
钢筋调直切断机
拉直切断
100万吨/年
7.5
0.5
意大利FIMI1850横切机组
横切剪切
9万吨/年
27
意大利FIMI1850纵切机组
纵切剪切
6.5万吨/年
24
16
加工设备面积按所购买设备实际占地面积取值,因此加工设备面积=(27
11+24
16)
2+7.5
0.5=2000
按照加工设备面积操作活动空间面积2:
1的比例代入以上数据估算,可算出流通加工面积为3000
。
5)成品区
-成品平均存放天数,这里取2天
-材料利用率,这里取0.95
-成品额定堆放量
将其代入代入上述公式可得:
6)车辆调度维护区,主要包括进出物流中心的装载车辆的暂时停放区域以及物流中心内部装载叉车的停放场所,这里采用估算法,估计区域为1000㎡。
7)出货区,这里假设每天的进货出货量大小一样,所以可以采用与进货区同样的面积大小。
因此,根据以上对钢材物流中心空间需求的规划,我们可以得出整个物流中心所需面积为35900㎡,详细的面积需求如表2.6所示。
表2.6区域面积表
模块类别
作业项目
面积(单位㎡)
进出货模块
600
服务模块
综合管理服务区
1500
车辆调度区
仓储模块
室外钢卷区
8000
室内钢卷区
3400
线材区
4000
型材区
2200
板材区
10000
流通加工模块
剪切加工区
3000
1600
总计
35900
分析表2.6年后该钢材物流中心总计需要35900㎡,根据实际调研,该物流中心现有场地近50000㎡,因此可以得出结论,该物流中心现有的土地规模完全能够满足5年内的土地需求情况。
(3)面积相关图
依据综合接近程度排序表和区域面积表设计位置相关图如下:
(比例1:
2单位:
m)
图2.6U型动线布置
2.5钢材物流中心通道规划
对通道进行规划设计时应当符合以下的一些基本原则:
(1)流量经济:
人和物的移动形成最佳的作业动线;
(2)空间经济:
最小的空间占用率;
(3)直线原则:
通道应以直线为原则;
(4)设计的顺序:
先确定出入货位置及设计主通道和作业区之间的通道,然后设计服务设施、参观通道等。
钢材物流中心仓储区的通道主要有卡车通道和叉车通道。
加工区、成品区通道主要是叉车通道,这里采用估算的方法。
卡车通道根据来往的卡车的参数设计,宽度设为10米;
叉车通道根据来往叉车的参数设计,宽度为8米。
2.6最终布置方案图
最终的布置方案如下图2.7所示。
结论
本文重点对物流中心的设施规划问题进行了研究,所做的工作总结有以下两点:
(1)分析了国内外物流中心设施规划应用的技术、方法,重点研究了SLP在物流中心规划设计中的实施过程。
(2)在应用SLP方法的基础上,分析了XX钢铁物流中心的设施规划方案,构建了综合相互关系表,计算了各区域面积,选择了设备,进行了通道规划,最后生成了最终布置方案图。
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