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制造企业的生产物流分析和优化
制造企业的生产物流分析和优化
摘要
现阶段,不论是在理论研究领域,还是在实际应用领域,“物流”已经成为一个炙手可热的话题。
伴随着经济蓬勃发展,我国成为“世界工厂”的呼声也越来越高,国内制造类企业正迅速发展壮大,但其生产物流供应体系并未获得根本转变以满足新的发展要求,同时,针对该领域的探索和研究相对缺乏,因此作者针对制造类企业生产物流体系进行分析和优化。
本文从物流及物流管理的发展概况入手,简单介绍了现代制造技术对物流的要求,进而通过系统分析的方法对一般制造类企业生产物流体系进行分析和优化。
最后,作者以微型汽车制造企业的生产物流系统为研究对象,尤其是总装车间的生产物流,从物料流量的大小、物料流动的方向和路线等进行了分析。
根据企业物流合理化原则和方法,优化了该车间的生产物流,并在系统分析结果的基础上对该企业的生产物流系统提出了改进建议。
关键词:
生产物流,制造企业,系统分析,优化
ABSTRACT
Atthepresentstage,Chinesemanufacturingtypeenterprisesaredevelopingrapidlyathome,moreandmoremanufactureenterprisesformalarge-scalemanufacturingtypeenterprisegroupthroughone'sowndevelopmentorthewaytoamalgamateeachother,butitsproductionlogisticssuppliesthesystemhasnotbeenchangedinordertomeetthenewdemandforthedevelopmentatall.Theauthorsfortheproductionofmanufacturingenterpriseslogisticssystemanalysisandoptimization
Firstly,thisthesisproceedswithdevelopmentoverviewoflogisticsandlogisticsManagement,hasintroducedtherequisitionforlogisticsofthemodernmanufacturingtechnologybrieflyandsystemsanalysisapproachtotheadoptionofthegeneralproductionandmanufacturinglogisticssystemanalysisandoptimization.
Finally,thestudyingobjectisminicars'productionlogistics,andthesystem-optimizedprobabilityisdiscussedfromfouraspectsofmaterialflows,logisticsvolumes,transportationroutesanddistribution'saddress.Accordingtotheresultofsystemanalysis,theimprovedadvisesareputforwardinprocessoftheenterpriseproductionlogistics.
Keywords:
productionlogistics,Manufacturingenterprises,Analysis,Optimization
第一章概述
1.1研究背景
1.1.1物流的起源和发展
物流的概念是在发展中形成的。
1935年,美国销售协会阐述了实物配送(PhysicalDistribution.PD)的概念:
“实物配送是包含于销售之中的物质资料和服务在从生产场所到消费场所的流动过程中所伴随的种种经济活动[1]。
”第二次世界大战后,西方经济进入大量生产、大量销售的时期,降低流通成本的矛盾引人注目,实物配送(PD)的概念更为系统化。
20世纪50年代,此概念开始进入日本,被译为“物的流通”,之后更被学者平原直简洁地表示为“物流”[2]。
林周二对物流作了比较详细的定义,他认为,“物流是包含物质资料的废弃与还原,联结供给主体与需要主体,克服空间与时间距离,并且创造一部分形质效果的物理性经济活动。
具体包括运输、保管、包装、装卸搬运、流通加工等活动以及有关的信息活动。
”20世纪70年代末,物流的概念开始传入我国。
在我们国家的许多文献中也是按“实物配送”的概念来阐述物流的[3]。
另一方面,“二战”期间美国军事部门所发展的“物流管理”(Logisticsmanagement)方法对军需物资的采购、运输、仓储、分发进行统筹安排和全面管理,取得显著效果。
战后引入经济部门,应用于流通领域和生产经营管理全过程。
在这些过程中所有的与物品获取、运送、存储、分配有关的活动都开始实现“后勤管理”。
近20年来,Logistics逐渐取代了PD。
由于物流的应用范围十分广泛,已经引起世界各国产业和学术界的普遍关注。
德国的R.尤尼曼普对物流学给出的定义是:
“物流学(Logistics)是研究对系统(企业、地区、国家、国际)的物料流(materialflow)及有关的信息流(informationflow)进行规划与管理的科学理论[4]。
1.1.2中国物流的引入与发展
我国物流概念的引入是在20世纪70年代末,到了20世纪80年代中期后才把物流作为一门科学进行研究,随着我国经济社会的迅速发展,对物流合理化提出了要求,促使我国实业界和一些学者、专家开始了对物流问题的研究。
但一直以来还没有受到政府的重视,在我国加入了WTO后,才真正引起国家的重视。
2001年3月,国家经贸委、外经贸部、交通部、铁道部、信息产业部和国家民航总局联合发布了《关于加快我国现代物流业发展的若干意见》,对推动我国现代物流的发展起到了积极的推动作用,并得到了国内物流理论界与相关
企业较为普遍的认同和响应,从此我国的物流开始发展起来。
据世界银行2004年公布的数据表明,中国的物流成本已占到GDP的16.7%,成为经济发展中的突出角色。
中国交通运输协会物流专业自考筹备组副组长高军介绍说,物流在目前还是一个新兴行业,处于上升期间,绝对没有达到行业的顶峰。
在国家“十五”(2001-2005)计划中,物流业被定位为支柱产业。
当前,物流已经成为企业发展所必须考虑的重要因素,越来越多的企业根据自身和市场的发展建立起了自己的物流中心(配送中心),有的甚至结合电子商务建立起了电子物流中心。
现代物流不仅作用于流通领域,它的一系列理论、观点、方法、设备装置与生产过程也密切相关。
现在的问题是,人们在发展现代物流,推进现代物流的时候,往往忽略了现代物流对于推动生产的进步以及再造生产流程的重要作用。
因此,用物流的思想来改造生产流程,能大幅提高我国生产企业的运行效率和运行质量。
1.2国内外研究现状
目前,许多国内外学者对广义的物流有所研究,但对企业个体或企业集团内部物流的整体研究还不是很充分。
有关企业内部物流的已有研究主要集中在三个方面:
第一,早期的企业物流计划管理模块,包括物料需求计划(MRP)、制造资源计划(MRPⅡ)和企业资源计划(ERP)。
1970年,JosephA.Orlicky,GeorgeW.Plossl和OlibersW.Wight三人在美国生产和库存管理协会(APICS)的学术年会上首先提出材料需求计划的概念和基本框架,并得到该协会的大力支持和推广[5]。
在20世纪80年代初,OlibersW.Wight在物料需求计划(MRP)的基础上又提出了制造资源计划(MRPⅡ),其基本思想是:
基于企业经营目标制定生产计划,围绕物料转化组织制造资源,实现按需按时生产。
企业资源计划(ERP)是20世纪90年代初由美国著名咨询公司GarnerGroupInc.总结MRPⅡ的发展趋势而提出的一种全面企业资源管理模式,对整个供应链上的多项物流活动实现了跟踪和管理[6]。
第二,基于电子商务以及计算机网络技术的企业内部物流信息系统研究。
物流信息是指反映物流各种活动内容的知识、资料、图像、数据和文件的总称。
随着条形码及扫描技术、销售时点信息系统(POS)、电子自动订货系统(EOS)、电子数据交换技术(EDI)、人工智能系统(AIS)和通信技术等先进信息技术的发展。
有人做出如下总结:
物流信息系统越来越成为人们关注的焦点。
企业物流信息系统贯穿于整个企业物流过程,涉及企业的进货、存储、配送、运输等物流活动,由决策支持、运输信息、库存信息、配送信息、订单处理、后勤信息等几个子系统构成[7]。
第三,对企业生产物流某个流程模块的分立研究,当前主要集中于对库存物流模块的探讨。
美国学者Bob.Donath、Joe.Mazel、Perry.Patterson等提出:
“看板”这一正确做法,可以减少70%的原料和在制品库存[8]。
对于仓储的原则,不同的学者提出了不同的观点:
1996年,Francis,Mc.Ginnis,White和Tompkins等人提出了随机存储原则;COI原则,这个原则非常简单,但应用广泛,最早是由Heskett于1964年提出的;Pareto通过自己的观察,提出了分级存储原则;随后,又有人提出了分类存储原则和混合存储原则[9]。
上述研究都或多或少的涉及到企业生产物流体系,但缺乏对整个体系的系统性研究,造成内部物流体系改造缺乏系统的理论指导,不利于我国企业生产物流体系的重新构建。
本论文的研究对象是“机械制造类企业生产物流”,作者选择了一家微型汽车厂进行调查研究,并对本文所提出的生产物流体系的设计方法进行了实践运用。
1.3研究意义
众所周知,物流已经成为企业利润的“第三源泉”,物流的合理化可以促进生产过程中资源配置的合理化,工艺流程的合理化,甚至导致企业管理方式、管理理念的革新,从而大大提高企业的竞争力。
不论是从理论上还是从实际应用方面来说,进行企业(或企业集团)物流体系研究都有其重要意义。
在理论方面,当前有关企业生产物流研究较少,且显得支离破碎,缺乏系统性和完整性。
本论文重点在于对企业生产物流体系的研究,从采购到仓储,从配送到制造,企业生产物流活动的主要环节进行了分析和阐述,同时,本文结合敏捷制造、及时生产等先进制造技术,并充分吸取了自学习系统和并行工程的先进思想,创造性地应用“戴明循环”的基本原理提出了一种新的物流体系设计方法——基于并行工程及敏捷制造的物流体系设计方法,为生产物流体系设计方法的研究提供新的基础。
在实用价值方面,国内外许多利用物流改进生产实践的生动例子已经表明,企业生产物流研究对企业管理、提高经济效益有非常重要的作用,因此,对企业生产物流研究可提高我国制造企业管理水平,促进生产系统发挥全部生产能力,增加企业经济效益,提高企业在国际市场上的竞争力,意义十分重大。
同时,我国国有大中型企业正在如火如荼地进行转型,不少国有企业单位纷纷合并,成立了一批新的大型企业集团。
这些新成立的企业集团多数还残存有计划经济体制的痕迹,生产物流多数依然是以仓库为基础的被动领料物流形式,同时集团的合并也必然带来生产工艺和生产流程的更改,而相应的物流方式如果不发生相应更改,再加上物流意识还比较淡薄,不可避免地使企业生产物流成为制约企业发展的一个重要因素,这与物流研究的初衷是相背的。
而本文为此类大型制造类企业集团建立符合自身发展要求的物流体系提供指引,有较高的实用价值。
1.4研究方法及思路
目前,我国物流研究方兴未艾,正处在一个由积极引入到蓬勃发展的有利时机,有不少国内外学者提出了很多先进实用的物流观点和理论。
在此,作者首先通过“文献检索法”在“中国学术期刊网”、“重庆维普网”和“Springer”数据库中检索并阅读吸收了大量前辈的研究成果。
同时,作者还使用“调研法”,对某微型汽车厂进行了深入调研并获得大量有用资料。
另外,本论文还采用了“系统分析法”进行分析研究。
最后,作者希望本论文的研究能够为制造类企业生产物流改造提供参考,因此,文章所提出的理论必然要放诸于具体的企业中进行检验。
那么,本论文研究的另一个重要方法就是“实证研究法”,尝试分析和优化某微型汽车厂的生产物流。
1.5研究框架
在论文结构安排上,全文共分四章。
第一章,主要说明了论文的选题背景、研究现状、研究意义及内容。
第二章,主要是对现有的内部物流体系进行分析,并据此提出了一种新的物流体系设计方法——基于并行工程及敏捷制造的物流体系设计方法。
第三章,主要是选取了一家典型的制造类企业集团——某微型汽车厂,对前文所述的生产物流体系相关理论进行应用和检验。
第四章,对全文进行了总结,并指出还有待进一步研究的内容。
第二章:
现代物流与先进制造技术
2.1物流的概念和内容
物流的概念是随着人们对其理解的不断深入而逐步得到深化和扩展。
许多学者从不同的角度对物流进行了定义,但至今尚无定论。
从物流活动与有效管理结合层面来说,物流的概念是随着社会经济的不断发展,管理水平的不断提高,以及人们对潜在利润不断追求下产生和完善起来的。
第二次世界大战期间,美国陆军开始使用“logisticsmanagement”(物流管理)这一名词。
二战以后,物流管理理论和方法在企业中得到了广泛地的推广和应用,同时由于企业物流的理论在实践中取得了相当大的成效,从而被广泛的认可并运用起来,此时被称为商业物流和销售物流(businesslogistics)。
1956年,日本派团考察美国的流通技术,引进了物流的概念,到了70年代,日本已经成为世界上物流最发达的国家之一[10]。
最初“物流”的含义是将产品从制造商送到用户过程的保管、输送(PD-PhysicalDistribution)。
现代物流是指“TotalDistribution”或者“Logistics”,其含义更为广阔,它包括“物”流和信息流,即:
物流包括从到达企业的原材料开始一直到把成品送到用户的全过程“物”流的检测与控制。
因而物流存在于生产、营销、流通、顾客服务的全过程。
随着物流概念的国际化,物流的含义有了新的发展,绝大多数国家采用了Logistics的概念。
下面是几种物流的定义。
1986年,美国物流管理协会(CouncilofLogisticsManagement,CLM)对物流下的定义是:
物流是为了满足顾客需求而规划、实施以及控制原材料,在制品库存,产成品以及相关信息从起点到终点高效、低成本的流动过程[9]。
1992年,CLM修订了对物流的定义:
物流是物料从供应商通过不同的设施到达顾客过程中的运输、存储、控制,以及在每一个环节对于所有可回收物料的收集的整合[9]。
日本流通综合研究所的定义是:
物流是物资资料从供应地向需求者的物理性移动,是创造时间性、场所性价值的经济活动。
日本早稻田大学西泽修教授的定义为:
在物资流通中加进信息流通便称之为物流。
在中国,对物流的认识受到日本和美国的巨大影响。
20世纪80年代,随着中国改革开放的实施,物流的概念伴随着大量的国外先进技术和理念被引入到我国。
2001年4月,国家正式颁布了“物流术语”(GB/T18354-2001)。
术语中把物流概念表达为:
“物品从供应地向接受地实体流动过程。
根据实际需要,将运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等基本功能实施有机结合”。
广义的现代物流如图2.1[11]所示,其作业内容包括:
包装、装卸、搬运、储存、流通加工和信息管理等,涉及了从原材料→生产加工→最终顾客的所有过程。
它由3个阶段构成:
(1)物资采购与管理(PurchaseandManagement),完成从供应商采购的原材料经过初级处理送达制造中心(生产厂),其中3PL为第3方物流;
(2)物料流(MaterialFlow),即企业内部物流,其功能包括储存、搬运、等待和延时、加工或装配;
(3)物资配送(PhysicalDistribution)将产品送达用户,其功能包括配送、储存、拣选、销售等。
图2.1广义物流系统图
总的来说,现代物流包括从原材料采购到生产安排、订单处理、存货管理、运输仓储、最后到销售和售后服务的全过程,旨在协调与全过程相关的一切活动及其信息系统使之成为一个“天衣无缝”的即时生产、即时调拨、即时销售的适销对路而没有库存积压的工商业循环系统。
就物流的研究范围来说,物流可以划分为宏观物流和微观物流。
宏观物流是指社会再生产总体的物流活动,从社会再生产总体角度认识和研究的物流动。
这种物流活动的参与者是构成社会总体的大产业、大集团,宏观物流也就是研究社会再生产总体物流,研究产业或集团的物流活动和物流行为。
所谓微观物流,就是指消费者、生产者企业所从事的实际的、具体的物流活动。
在整个物流活动之中的一个局部、一个环节的具体物流活动也属于微观物流。
在一个小地域空间发生的具体的物流活动也属于微观物流。
本文所讨论的物流属于微观物流。
2.2物流管理的概念和内容
物流管理是根据物流这种先进的经济运行模式而产生的各种物流运作活动,根据客户的要求,为了达到物流的根本目的,而进行的计划、组织、协调与控制。
这种管理可能是社会宏观物流的管理,也可能是企业微观物流的管理;可能是横向管理,也可能是纵向管理;可能是单元管理,也可能是多元管理等等。
物流管理必须以市场为导向,以企业为核心,以信息网络技术为支撑,以降低物流成本、提高服务质量为目的。
[12]
物流管理的内容包括:
(1)对物流活动诸要素的管理,包括运输、储存等环节的管理;
(2)对物流系统诸要素的管理。
即对其中人、财、物、设备、方法和信息等六大要素的管理;
(3)对物流活动中具体职能的管理,主要包括物流计划、质量、技术、经济等职能的管理等。
2.3现代物流中先进制造技术
(1)及时生产(JIT)方式[13]
及时生产方式(Just-In-Time简称JIT)的基本信念是“库存就是浪费”,其核心思想就是“在需要的时候,按需要的数量,生产所需的产品”。
为此JIT采取了以下方法:
①生产同步化。
即工序间不设仓库,前一工序加工结束后,立即转到下一工序去,各工序几乎平行进行,产品被一件一件连续生产出来。
生产同步化通过“后工序领取”这样的方法实现,即后工序只在需要的时刻到前工序领取需要的数量,而前工序只补充生产被领用的数量和品种。
②生产均衡化。
即总装配线向前工序领取零部件时,应均衡地使用各种零部件,混合生产各种产品。
为此,生产计划也必须做好品种合理搭配,并且体现在产品投产顺序计划中。
在制造车间,均衡化通过专用设备通用化(即在专用设备上增加上夹具使之能加工多种不同产品)和制定标准作业(即将一个节拍内一个操作人员的一系列作业标准化)来实现。
③采用“看板”这种极其重要的管理工具。
看板是传递信息的工具。
它可以是卡片,也可以是信号或告示牌。
看板及其使用规则,构成了看板管理系统。
同时,JIT还采取最大限度地减少工人、全面及时地进行质量检测和控制等措施来实现其降低企业成本、增加企业利润这一生产管理目标。
(2)敏捷制造(AM)[14]
①敏捷制造的涵义。
1991年美国国会要求美国国防部拟定一个发展制造技术的长期规划,要能同时体现工业界和国防部的共同利益,于是国防部委托里海大学的亚科卡研究所编写。
里海大学分析了近400多篇优秀论文,提出了“敏捷制造”(简称AM)的概念。
敏捷制造强调信息的快速收集与处理,强调运作的方案性与速度以获得竞争优势。
其指导思想是“灵活性”。
其优势在于通过提高灵活性,增强企业的应变能力和竞争能力。
敏捷制造的目的可概括为;“将柔性生产技术,有技术、有知识的劳动力与能够促进企业内部和企业之间合作的灵活管理(三要素)集成在一起,通过所建立的共同基础结构,对迅速改变的市场需求和市场时机做出快速响应”。
②敏捷制造的核心。
敏捷性意指企业在不断变化、不可预测的经营环境中善于应变的能力,它是企业在市场中生存和领先能力的综合表现。
敏捷制造是指制造企业采用现代通信手段,通过快速配置各种资源(包括技术、管理和人),以有效和协调的方式响应用户需求,实现制造的敏捷性。
敏捷制造依赖于各种现代技术和方法,而最具代表性的是敏捷虚拟企业的组织方式和虚拟制造的开发手段。
[15]
而现在产品越来越复杂,一家企业已不可能单独依靠自己的力量快速、经济地开发和制造某些复杂的产品。
因此,根据任务,由一个企业内部某些部门或不同企业按照资源、技术和人员的最优配置,快速组成临时性企业即虚拟企业,才有可能迅速完成既定目标。
这种动态联盟的虚拟企业组织方式可以降低企业风险,使生产能力前所未有地提高,从而缩短产品的上市时间,减少相关的开发工作量,降低生产成本[16]。
大型制造类企业集团内部物流体系研究与应用
(4)精益生产(LP)
精益生产是对JIT生产方式的进一步提炼和理论总结,是一种扩大了的生产管理、生产方式的概念和理论。
它是以整体优化的观点,科学、合理地组织与配置企业拥有的生产要素,消除生产过程中一切不生产附加价值的劳动和资源,以“人”为中心,以“简化”为手段,以“尽善尽美”为最终目标,使企业适应市场的应变能力增强,取得更高的经济效益。
精益生产的基本原理就是不断改进、消除对资源的浪费、协力工作和沟通。
其中不断改进是精益生产的指导思想,消除浪费是精益生产的目标,协力工作和沟通是实现精益生产的保证。
[17]
(5)并行工程(CE)
自从美国国防先进研究计划局于1987年12月提出了发展并行工程的计划以来,并行工程的思想正在被越来越多的企业及产品开发人员所接受和采纳,并把它作为迅速抢占市场的重要技术手段。
并行工程是集成、并行地设计产品及其相关过程的系统化方法。
它要求产品开发人员从设计的早期即考虑产品生命周期中的各种因素。
其核心内容包括以下四个方面[18]:
①产品开发队伍重构
将传统的部门制或专业组变成以产品(型号)为主线的多功能集成产品开发团队(ITP),产品开发团队被赋予相应的责权利,对所开发的产品对象负责。
这样可以打破功能部门所造成的信息流动不畅的障碍。
②过程重构
从传统的串行产品开发流程转变成集成的、并行的产品开发过程。
并行过程不仅是活动的并行,更主要的是下游过程在产品开发的早期即参与设计过程;另一方面则是过程的精简,以使信息流动与共享的效率更高。
③数字化产品定义
包括两方面内容,即:
数字化产品模型和产品生命周期数据管理(PDM);数字化工具定义和信息集成,如DFA、DFM、CAD/CAE/CAM。
④协同工作环境
正如DEC公司一位高级经理在1995年出版的一本书中所说的那样:
“并行工程作为企业的基本战略,对提高企业的竞争能力已变得绝对重要,企业高层领导的重视程度对并行工程是否能够应用成功起着至关重要的作用”。
第三章制造企业物流系统分析
企业物流系统是指企业内部产品制造从供应、生产、销售、直至回收、废弃等整个过程的物料流动,涉及原材料进入、储存、搬运、停放、加工、装配、包装、成品储存、在制品控制等[19]。
3.1制造企业物流系统的定义
一个生产企业,从原材料的采购进厂开始,经过一道道工序加工成半成品,然后装配成产品,运至成品库或运至客户,自始至终都离不开物料的流动。
这种在企业内部的物料按照一定的工艺流程要求,借助一定的搬运手段的工具,从一个单位(如供货单位或车间、工位)流入另一个单位,形成了企业物流。
企业中存在的物流网络整体称为企业物流系统。
企业的物流过程,由三个阶段组成,即原材料
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