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工業機器人概述
工業機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等技術于一體的現代制造業重要的自動化裝備，目前，機器人技術及其產品已成為柔性制造系統(FMS)、自動化工廠(FA)、計算機集成制造系統(ClMS)的自動化工具。工業機器人的廣泛應用，不僅可提高產能、保證質量，而且對保障人身安全、改善勞動環境、減輕勞動強度、節約原材料消耗，以及降低生產成本有著十分重要的意義。
工業機器人由主體、驅動系統和控制系統三個基本部分組成。主體即機座和執行機構，包括臂部、腕部和手部，有的機器人還有行走機構。大多數工業機器人有3－6個運動自由度，其中腕部通常有1－3個運動自由度；驅動系統包括動力裝置和傳動機構，用以使執行機構產生相應的動作；控制系統是按照輸入的程序對驅動系統和執行機構發出指令信號，并進行控制。
工業機器人按臂部的運動形式分為四種。直角坐標型的臂部可沿三個直角坐標移動；圓柱坐標型的臂部可作升降、回轉和伸縮動作；球坐標型的臂部能回轉、俯仰和伸縮；關節型的臂部有多個轉動關節。
按執行機構運動的控制機能，工業機器人又可分點位型和連續軌跡型。點位型只控制執行機構由一點到另一點的準確定位，適用于機床上下料、點焊和一般搬運、裝卸等作業；連續軌跡型可控制執行機構按給定軌跡運動，適用于連續焊接和涂裝等作業。
具有觸覺、力覺或簡單視覺的工業機器人能在較為復雜的環境下工作。如具有識別功能或更進一步增加自適應、自學習功能，即成為智能型工業機器人，它能按照人工給的“宏指令”自選或自編程序去適應環境，并自動完成更為復雜的工作。
機器人在成品件煙碼拆垛作業中的應用
在卷煙廠生產物流系統中，成品自動化物流系統是基于對成品收集、分類、儲存、分發、銷貨環節進行一體化自動控制和實現調度管控信息智能化的系統，能夠不同程度地實現產品的自動分類、自動碼垛、自動出入存、自動移盤庫、響應訂單組配貨、自動發貨裝車和相對應的產品信息的精確統計追蹤。入庫的基本流程為：卷接包生產線一裝封箱線一分揀及機器人件煙碼垛系統一立體倉庫；出庫的基本流程為：立體倉庫一機器人件煙折垛系統一分揀組配發貨。
成品件煙的堆碼垛型一般為24、28、30件/托盤，如圖1所示。
1 堆垛應用
機器人的標準堆垛工位一般由2－3個輸入線和2－3個堆垛工位組成。作業時，件煙豎立姿態輸入，對于非頂層件煙，機器人手腕以頂吸(或底托叉)方式一次吸3件或者吸2件，按“3縱2橫+2橫3縱”方式組成首層，第二層反之，直至頂層；在頂層機器人單件作業，手腕旋轉90。以平放躺方式放置頂層件煙。圖2為機器人件煙堆碼三維示意圖。
2 拆垛應用
機器人的標準拆垛工位由2個拆垛工位和1個輸出線(包括翻轉機構)組成。對于平躺姿態的件煙，在拆垛時，機器人平行吸取件煙，直接放置到輸出線上輸出。對于豎直姿態的件煙。拆垛時，機器人平行吸取件煙，放置到輸出線上的翻轉機構上，由翻轉機構依次將件煙翻倒輸出。圖3為機器人件煙拆碼三維示意圖。
機器人在卷煙輔料搭配作業中的應用
在卷煙輔料自動化物流系統中，需要將不同品種規格的輔料堆碼到托盤上完成物料組盤，然后存入立庫系統，再根據卷接機組的需要配送到機組站臺。在輔料組盤過程中，由于輔料品種的多樣性，一般均采用人工作業，但人工勞動強度大，現場管理凌亂，因此紅河、合肥煙廠等采用了ABB機器人完成輔料自動堆碼搭配作業。
由于輔料品種規格形狀各異，要實現自動堆碼作業有較大難度，為此采用一套帶有視覺識別系統的移動式機器人進行輔料搭配堆碼作業。
視覺識別移動式機器人系統是集機器人手臂圖像識別系統、手臂吸夾具系統、手臂找定位傳感控制系統、機器人數控穿梭行走系統以及計算決策上位機為一體的開放柔性自動化系統。系統視覺識別部分對靜態(隨機出現的物品被輸送到指定的站臺位置)或動態(隨機出現的物品在輸送鏈上移動不停留)的不同物品以及靜態或動態的同一物品不同的放置面、放置方向可實現視覺識別定位。已被識別和定位的物品，由機器人根據已獲得的物品類型、位置信息選擇夾具抓取物品，再根據物品需放置的站臺位置行走至該站臺，完成對物品的拆垛、搬運或碼垛等任務，最終實現物品的自動搭配裝盤。
計算決策上位機傳輸輔料信息給機器人，并發出工作指令，機器人根據輔料配方指令，通過數控有軌車移動到各個物料站臺，利用光學視覺系統識別各種輔料的形狀和位置，然后機器人自動調換相應夾具，對輔料進行自動揀取、堆碼、搭配。圖4為帶有軌道的移動式機器人。
機器人在煙包拆帶開箱作業中的應用
煙葉原料的外包裝主要有紙箱和木夾板兩種形式，并附有包裝尼龍帶、鋼帶、薄膜等。在制絲線煙包作業環節中，對于紙箱煙包，一般采用人工剪包裝帶、拿出箱內墊紙，再由煙包開包機倒出煙包實現煙包開包；對于木夾板煙包，一般采用人工剪鋼帶、撕掉塑料薄膜，再通過旋轉開包輸送機配合取木夾板。采用機器人自動拆帶開箱，一般配置專用夾具、輔具實現全自動的煙包開包，對于紙箱煙可實現自動剪包裝帶、取墊紙，完成紙箱與煙包的分離；對于木夾板煙包，可實現自動剪鋼帶、拆薄膜、去夾板，完成夾板與煙包的分離。在機器人自動開包系統中，配置相關輔助裝置，可實現紙箱、木夾板自動折疊、鋼帶自動剪斷等作業，整個流程的自動化、智能化程度很高，充分體現了工業機器人對復雜軌跡運動的動態特性。圖5為機器人自動開包系統配置方案。
機器人在煙絲箱碼拆作業中的應用
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汽車制造生產物流僅發生在企業內部，與外界環境并無實質性的物質和能量交換，是企業物流的轉換環節，是一個相對獨立的“封閉”系統。因此，生產物流也稱廠區物流、車間物流等，它是企業物流的核心部分。汽車制造生產物流包括：各專業工廠或車間的半成品或成品流轉的微觀物流；各專業廠或車間之間以及它們與總廠之間的半成品、成品流轉；工廠物流的外沿部分包括：原材料、部件、半成品的流轉和存放；產成品的包裝、存放、發運和回收。生產物流系統的邊界始于原材料、配件、設備的投入，經過制造過程轉換成成品，止于成品倉庫。
2汽車制造生產物流是和生產活動緊密伴隨的企業的生產系統
實質上也是一個物流系統，企業的生產系統是用來支撐生產過程的。產品的生產過程就是一個物流的過程，同時它也導致其它的企業物流，如供應物流、銷售物流和回收物流以及廢棄物流。生產物流系統是和生產系統緊密聯系在一起的，生產物流可以看作是每一個工序連接起來形成的過程。例如，整車制造生產線就是一個典型的生產物流系統。這條生產線把車橋、發動機、車輪、變速箱、車廂裝配成一輛汽車，是一個生產系統。但從物流的角度來看，是一個物流系統或者是一個生產物流體系，它按照一定生產節拍運行前進的裝配線傳送帶，載著汽車的車架前行，經過各個裝配工序，依次裝配上發動機、車輪、變速箱、車廂，最后裝配成一輛完整的汽車，下線后進入成品庫待售。
二汽車制造企業生產物流管理的基本職能
汽車制造企業生產物流系統包括硬件和軟件部分。硬件通常是指搬運設備、生產場地、倉庫、運輸車輛、通訊設施等，它構成生產系統的物質形式。生產物流系統的軟件指的是生產組織形式、人員配備要求、工作制度、運行方式、信息傳輸以及管理上的各種規章制度。筆者結合文獻研究和實地調研結果，認為汽車制造企業生產物流管理主要包括：設施選址、設施布置、工藝流程設計、裝卸搬運、物料計劃與控制以及倉儲和庫存控制等6項基本職能。一般來講，設施選址是首要的考慮因素，然后可以進行設施布置及工藝流程設計。最后可以開始進行裝卸搬運系統設計、物料計劃與控制以及倉儲和庫存控制等三項工作。
1設施選址設施選址是生產物流系統設計的首要內容
設施所處位置不僅影響建設投資的大小，員工工作和生活的方便性，更重要的是影響企業生產物流的物流量、物流路徑的合理性，最終影響企業物流成本和生產成本。設施選址一旦確定下來，就很難改變，特別是對于投資額較大的項目，因此，設施選址的影響是深遠的，對企業的長遠發展起著制約作用。國外汽車廠家在工廠地理位置和區域位置選擇時，都把物流作為一個重要條件加以考慮。例如日本豐田汽車公司的主要工廠布置在豐田市周圍幾十公里的范圍內，距主機廠半小時的運輸里程；法國貝利埃汽車公司的主要工廠布置在以里昂市為中心的75公里范圍內，距主機廠一小時的運輸里程；美國主要汽車公司的制造廠集中在以底特律為中心，沿大湖區的五個州內，而總裝廠卻分散在全國各地。設施選址對工廠布局和長遠發展起著決定性的作用，體現了物流的重要價值。
2設施布置設施布置是指工廠范圍內
各生產設施的位置確定，各生產設施之間的銜接和以何種方式實現這些生產手段。具體來講，就是生產設備、倉庫、廠房等生產設施和實現生產設施的建筑設施的位置確定。這是生產物流的前提條件，應當是生產物流活動的一個環節。在確定工廠布置時，單考慮工藝是不夠的，必須要考慮整個物流過程，但以前建造汽車制造廠時忽略了這一點。如東風汽車公司，其地理位置十分分散，以東風公司十堰基地廠區同一汽廠區相比，一汽大院占地長4公里，寬1公里，東風公司分別是一汽的13倍和8倍；一汽發動機和駕駛室運到總裝配的廠房外墻間距僅為60m和36m，東風公司分別是一汽的190倍和100倍。由于設施布置時沒有考慮到物流，因而對以后生產和廠內搬運、運輸活動等產生了嚴重影響，產品成本中的物流費用比例很高。
3工藝流程設計工藝流程可以看做是技術
過程和物流過程的統一體。加工過程中搬運路徑過長、迂回運動以及相向運動等，反映了工藝流程設計過程沒有充分考慮物流因素。一般來講，工藝流程有三種典型的物流形式：一是加工和制造設備被固定，加工對象處于物流狀態。在這樣的生產車間內，集中了完成同一產品生產所需的設備、工藝裝備和工人，可以完成相同產品的全部或者大部分的加工任務，如流水線裝配汽車就屬于這種類型。二是加工對象被固定，生產工人和設備都隨加工產品所在的某一位置而轉移。三是U型布置，即原材料或零部件從開始上線到結束下線，始終處于流轉狀態，上道工序結束后馬上轉入下道工序。通過完善的工藝流程設計，能夠使物料在加工過程中減少搬運次數和搬運量，縮短生產周期，降低生產和物流成本。
4裝卸搬運系統設計裝卸
搬運是物流過程中每一項活動開始及結束時必然發生的活動，在任何其他物流活動互相過渡時都是以裝卸搬運來銜接，因此，裝卸搬運往往成為整個物流的瓶頸性環節，是物流各功能之間能否形成有機聯系和緊密銜接的關鍵。在整個生產過程中，搬運裝卸耗費巨大，所以是在生產領域中物流主要職能要素的主要體現，是生產領域中物流可挖掘的重要利潤源泉。要進行搬運系統設計，需要遵循集裝原則、重力原則、路徑最短、標準化、安全等基本原則，并從人員、路徑、工藝、路線、方法等5個方面來對搬運系統進行設計與優化。例如，用傳送帶式工藝取代“島式”工藝可以明顯降低反復裝卸搬運的頻率。
5物料計劃與控制
在進行生產計劃制訂時，需要考慮兩種基本模式，即以物料為中心生產還是以設備為中心來生產。以設備為中心生產是一種以產定銷的思想，通常會造成庫存過多，滿足不了及時響應顧客個性化需求等問題。以物料為中心生產可以將企業內部各種活動有目的地組織起來，從而按期給顧客提供合格的產品。一般來講，加工過程是將原材料制成各種毛坯，再將毛坯加工成各種汽車零部件，最后將零部件組裝成汽車。由此形成了物料的獨立需求和相關需求。為了滿足在準確的時間、準確的地點提供準確數量的物料給顧客，物料需求計劃就顯得非常重要，從而滿足時間、品種、規格、性能、質量和數量的要求。通常可以采用MRP或者ERP軟件來幫助制訂科學合理的生產物流計劃。
6倉儲和庫存控制
生產物流的倉儲和庫存控制的表現是對倉庫進行管理。各種倉庫的作用、設計及技術都是有區別的。一般來講，倉庫可以劃分成兩種最基本的類型，一是儲存型倉庫。這種倉庫只存儲一些原材料、輔助材料、零部件、產成品、工具等。二是銜接型倉庫。銜接型倉庫是生產企業中各種類型中間倉庫的統稱，主要用來存儲在制品，即尚未加工完畢，但由于加工設備處于忙的狀態，故需要排隊等待。在精益生產方式下，這種倉庫可以得到減少甚至取消。精益生產模式下的生產物流是一個連續流，產品加工處于不停滯、不超越的狀態，產品加工完畢后，直接進入下道工序，故不會產生排隊等待的情況，整個生產系統由看板來進行調節，利用看板可以促進生產物流的精益化。
三汽車制造企業生產物流優化內容
如何對生產過程的物流進行科學規劃、管理與控制是提高企業物流運作水平的重要手段。可以按照精益生產的思想，對企業生產物流進行全面優化，提高企業的市場響應能力和核心競爭能力。生產物流優化的內容主要包括：工廠和車間選址，車間和設施布置、工藝流程設計、物料搬運系統設計、庫存控制和在制品管理、物料計劃與控制、生產現場管理等。對于汽車制造企業而言，需要進行的工作有零部件加工裝配工藝分析、車間設備和流水線優化布置、工序能力平衡以及車間物流成本分析等。為了更好地進行物流優化，常采用一些仿真軟件如Petri網、Witness等來進行建模，對生產物流過程進行動態跟蹤，全面掌控生產物流運作。生產物流優化的主要目標和主要方法，通過全面的優化，使工序能力平衡、物料流轉通暢，可以縮短生產周期和交貨周期、降低生產成本，生產出多品種、質量高的產品，及時地滿足消費者的個性化需求。
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鋼鐵企業生產物流的特點
生產物流是指在生產過程中,原材料、在制品、半成品、產成品等在企業內部的實體流動。現代鋼鐵生產物流是指包括原材料、在制品、成品的企業內部銜接,在制品的存儲與庫存管理,以及生產安排及節奏的調整等活動。鋼鐵企業生產物流特點體現在以下幾個方面:
生產物流流程繁雜。鋼鐵企業產品制造需要經過多分廠聯合制造才能交貨。因此其生產過程是多段生產、多段運輸、多段存儲,物流管理是分段式(分割式)的;而且從原料投入到最終產品產出,整個物流中多數工序同時兼有物理和化學變化,是高溫、高能耗工藝過程,生產物流管理的復雜性很高。
生產過程中信息量大。鋼鐵企業的生產過程是將礦石經過復雜工藝加工成鋼材的過程,生產過程環節多、流程長,且伴隨著原料、燃料、輔料的信息變化,及生產過程中各物流節點之間保持物流作業銜接的大量信息。因此生產過程中信息復雜。
鋼鐵生產所使用的都是大型生產和運輸設備,且主要工藝路線和設備比較穩定,整個工藝流程有很強的連續性或分段連續性,上下環節關聯性強,后道工序受前道工序的約束。各主要廠之間的生產-物流的密切聯系,各種原料、半成品和成品的庫存量以及運輸設備的停留時間等都對生產物流產生影響。
在制品的溫度和生產時間在過程中的地位比較重要。如實施連鑄坯熱送熱裝工藝的目的是提高連鑄坯入加熱爐的溫度,其考核指標為連鑄坯入爐溫度和熱送熱裝率。另外,在制品的生產時間既不能太長也不能太短,應該實現生產過程的連續性、平行性、節奏性和比例性。
合理組織生產物流的基本要求
物流過程的連續性。物料在生產過程中的各個階段各道工序的流轉要緊密銜接,連續不斷的始終處于運動狀態,能夠順暢、最快、最省地通過各個工序,直至成品。期間不出現物流堵塞現象而影響到整個生產的進行。
物流過程的單向性。即物料在生產過程中的流轉要向一個方向流動,要避免迂回流動往返運輸。單一方向的物流運輸路線短,可減少運輸工作量,節省運輸費用。
物流過程的比例性。構成產品的零部件在生產中對各種物料的需求量是不同的,因而各種物料在數量上要有一定比例,這就形成了物流過程的比例性。它是生產順利進行的重要條件,如果比例型遭到破壞,則生產過程必將出現瓶頸,瓶頸將制約整個生產系統的產出,破壞了物流過程的連續性。
物流過程的均衡性。均衡性是指產品從投料開始到完工能按計劃均衡地進行,能夠在相等的時間間隔內完成大體相等的工作量。即在生產過程的各個階段,能夠按照計劃有節奏地運行,保證按計劃均衡完成生產任務。
物流過程的適應性。這要求生產過程應具有靈活多變的能力,使企業內部的生產能力同外部環境的變化有機結合起來,并根據市場變化,具備從一種產品迅速轉移為另一種產品的生產能力,以滿足生產過程品種變化的需要。
鋼鐵企業物流運作過程中存在的問題
(一)生產物流系統各要素分散且難以實現系統優化
我國鋼鐵企業生產物流系統內部各要素沒有實現集成,缺乏整體優化。絕大部分企業物流組織還處于物流功能整合的初級階段。鋼鐵企業生產物流系統要素分散在企業各個不同的部門和一系列零散的活動之中,企業內部參與物流活動的部門包括采購部門、生產管理部門等,各自負責一部分物流職能;企業內沒有物流管理專門機構,物流業務人員分屬于不同的職能部門,物流合理化的計劃、方案以及企業物流體制改善的任務都由生產、銷售等部門的管理人員兼管。物流系統各要素間普遍存在著效益背反的現象,各物流要素分屬于不同的部門,如果各部門僅從各自利益出發進行優化決策,雖能實現局部目標最優,但對整個生產物流系統而言,很難實現系統整理效益的最大化,甚至會降低系統的效益很難進行要素整合,實現系統效益的最優。
(二)物流資源分散管理且物流節點間銜接不順暢
由于鋼鐵企業倉儲、運輸對象的特殊性,在長期的生產運作過程中,積累了豐富的鐵路、公路、港口、倉庫、起重設備等物流資源,但由于這些資源分散在不同的管理部門,難以形成合力。鋼鐵企業生產的物流網絡節點多、流向復雜,整個鋼鐵生產過程可能要幾個生產廠共同協調完成,由于鋼鐵生產的連續性、特殊性,因此物料流轉過程之間的銜接較重要,這就要求物流節點之間的信息順暢。目前雖已有管理信息系統投入使用,而大多數鋼鐵企業生產物流節點之間還沒有建立信息共享機制,無法實現充分即時的信息交流和分享。
在不斷改建、擴建中無法完全遵循物流合理化的原則,導致設施布局上形成一定的缺陷,物流流量大,運輸方式復雜,運輸不合理現象較為嚴重。
生產物流管理涉及的部門、環節較多且各自為政,致使各部門連接處常常存在重復操作和多余環節,物流運作效率低,物流成本無法正確把握和控制。
(三)生產物流管理專業人才短缺
物流人才是鋼鐵行業物流發展的關鍵,也是物流企業成長的保障。但我國鋼鐵企業和鋼材流通領域的物流管理人才培養,都還相當滯后。尤其是鋼鐵企業生產物流管理人才更加匱乏,有些鋼鐵企業在生產部門中成立物流管理科,其成員仍由原生產部門的人員兼任,而鋼鐵企業生產特點決定了其生產過程具有很好的連續性,而物流管理工作卻是由生產物流某一節點的生產管理人員擔任,顯然其很難勝任這項工作,其最終的管理效果也就可想而知了。而專門針對鋼鐵行業物流人才的培養幾乎鳳毛麟角。另外由于國企內部機制不靈活,導致鋼鐵企業薪酬結構與外資、民營企業相比普遍缺乏競爭力,企業人才管理措施不多。
(四)管理信息系統不健全且信息系統功能不完善
目前公司已有一些管理信息系統投入使用,如銷售管理、爐料管理、公司生產管理系統、一些工廠的生產管理信息系統等,這些系統在相應的生產經營管理中起到了一定作用。但也存在著問題,他們是零散的、局部的信息管理系統。廠際間的通訊沒有運行,現行的操作仍停留在半自動化的操作階段。沒有形成整個公司信息流、物流、資金流同步的完整的生產經營信息系統。(五)技術裝備落后且作業效率低
鋼鐵物流裝備較落后,倉儲設施70%是普通平房倉庫,舊有倉儲設施,功能單一,設備陳舊,現代化立體自動化倉庫設施較少,倉儲空間利用率不足。物料出、入庫機械化程度低,人工搬運車及普通起重設備占到70%以上,很多仍采取手工裝卸,作業效率較低,作業質量不高,難以適應現代物流產業運營的需要。另外很多企業運輸、倉儲手段單一,車輛可承載的貨物種類有限,同時信息系統落后,企業內部運輸規劃不合理,交叉運輸、迂回運輸的現象普遍,同時貨運車空載率較高,單位運輸成本偏高,難以形成規模經濟。
發展合理化物流的相應對策
(一)實現企業內物流一體化管理
一體化生產物流的基本含義是指不同職能部門之間或不同生產環節之間通過物流上的合作,建立起“外與市場接軌,內部高度集中”的物流管理模式,達到提高物流效率、降低物流成本的效果。一體化生產物流包括:縱向一體化生產物流和水平一體化生產物流。物流一體化是針對傳統的物流分割式管理提出來的。
然而,物流各環節之間的效益背反,使得各部分優化的疊加有可能導致系統的劣化。為此,應將企業物流所有環節聯系起來,將貫穿整個過程的物流看作一個整體;站在企業全局的角度而非部門的角度上,運用系統化的方法,尋找物流的合理化狀態。這樣做的結果消除了物料在各部門之間流動的障礙,加快了產品流動的速度,縮短了交貨周期,減少了庫存量,使得企業的整體物流成本降到最低;同時,從戰略高度促成了物流部門與生產部門、銷售部門的協調,提高了企業的整體服務水平,增強了企業的競爭能力和盈利能力。
(二)運用MRP和JIT等先進的生產管理方式優化企業生產物流
MRP是通過產品結構文件(BOM)、產品出產計劃(MPS)和庫存狀態文件輸入到MRP系統中,MRP系統運行后,輸出企業的主計劃即車間生產計劃和物料采購計劃及輔助計劃。MRP是以保證原料供應、市場需求的確定性、信息的靈敏性和企業資源的無限性為假設前提,以消除超量庫存為目的。JIT采用拉引式生產物流控制原理,在生產中由下一個工序決定上一個工序供應物料的品種、數量、到達時間和地點,以改變傳統的生產計劃(下一個工序被動的接受物料,由于物料的提前或延遲到達,造成庫存的增加或生產中斷)產生的損失,達到降低庫存、消除廢品、實現最大節約的目的。精益生產(LP)要求消滅殘次品,實現零庫存,是同原來的大批量生產相對的一種以盡善盡美為目標的生產方式。敏捷制造(AM)則是一種使企業在激烈的市場競爭中能夠對多變的市場需求做出快速反應的生產方式。這些先進的生產管理方式以系統的觀點,從企業的全局出發,以提高物流服務水平為目標,對企業物流的各個環節進行優化。
(三)采用先進物流設備及信息技術
對企業的物流設備進行更新改造。運用現代先進的物流設備及電子信息技術,實施快速高效靈敏準確的物流業務管理。采用先進的物流設備及EDI、GPS、EOS、條碼技術等先進的物流信息技術,使庫存、裝卸、運輸、采購、配送、訂貨等各個環節都實現電子化;另外結合先進的信息技術,采用可視叉車、現代化立體自動倉庫及箱式貨柜和集裝箱及特種運輸車輛等先進的物流設備,從而提高鋼鐵企業生產物流運作的效率。
(四)培養引進高素質的物流人才
目前我國鋼鐵物流從業者大部分為基礎性、事務型人員,缺乏理論知識,需要大批懂得專業知識、擁有業務技能并受過專業訓練且對鋼鐵企業生產運作較為熟悉的物流管理人才。因此,應搭建高等院校與鋼鐵企業合作的平臺,結合鋼鐵物流的實務,理論聯系實際,以實踐推動研究,以研究指導實踐,達到產、學、研有機結合,培養真正的鋼鐵物流人才。并大力引進國外鋼鐵企業先進的物流理論和操作方法,提高我國鋼鐵企業的物流管理水平。
參考文獻:
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Key words： production logistics；Flexsim；simulating optimization
中圖分類號：TH181 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）24-0278-04
0 引言
生產物流通常是指：當原材料或外部加工件等投入生產之后，通過下料、發料、輸送到各個加工工位和存儲處，作為在制品，從某一個生產單元流入另外一個生產單元，根據規定的生產工藝來加工并儲存，使用特定的運輸工具從某一個生產點加工后又流轉到另一個生產點，可以看作不間斷連續的生產物料的流轉過程。生產物流系統是企業物流系統的子系統，同時也是制造系統的重要組成部分。生產物流系統的優化不但可以提高企業生產中物流的順暢程度，提高生產效率，還可以降低物料搬運成本，進而提高企業的成本H、質量 Q、交貨期 G 等各項系統性能指標。
本文主要通過建立評價模型，研究S公司生產物流優化問題。通過深入研究該公司的生產物流現狀，在定性分析的基礎上全面搜集數據，使用Flexsim軟件進行仿真模擬。通過構建仿真模型，定量研究該生產物流系統，尋找優化方案。本文在理論上可以探索仿真方法在生產物流中的應用基本方法；在生產實際中為生產實踐如何規劃、優化該廠物流系統進行有益探索，這對許多制造企業都具有借鑒意義。
1 S公司生產物流現狀及分析
S公司是一家生產制造企業，采用看板拉動流水線方式。原材料入庫后分成兩種方式，一種是大宗物料，體積較大，一般以木托盤或鐵托盤形式入庫；另一種是小宗物料，體積較小，一般以箱為單位成托入庫。大宗物料存放于原材料倉庫（Warehouse），小宗物料成托進入原材料倉庫（Warehouse），然后由原材料倉庫叉車工成箱搬運至鄰近領貨倉位（Picking Bin）。
生產線上料員根據生產線看板上料，生產線上料員有兩種，一種是負責大宗物料上料，使用GLT叉車從原材料倉庫（Warehouse）取料運至生產線。一種是小宗物料的上料員，使用KLT叉車從鄰近領貨倉位（Picking Bin）取料運至生產線。生產線產出的成托完成品由GLT叉車工搬運至打包區，打包完成后由成品倉庫叉車工搬運至成品倉庫等待發貨。
生產過程如圖1所示，叉車運輸物料流程如圖2。
在這個生產和物流過程中存在的主要問題是：
①該車間的生產和倉庫布置是建廠初期設置的，近年來隨著投產項目的增多，生產車間的布局變得零散，上料員工作負荷變重。
②大宗物料和小宗物料分開存儲，雖然便于分別管理，但是對于車間的物料運輸卻不方便。
③叉車的操作程序死板繁瑣，不夠精益。
2 S公司生產物流Flexsim建模的構建
2.1 模型的假設與構建
本文主要研究S公司的M產品的生產物流，該產品有兩條生產線，型號分別是M-1和M-2。M-1的生產節拍是0.4min，M-2的生產節拍是0.5min。配有一個大宗物料上料員、一個小宗上料員。M產品的生產流程比較簡單，工藝流程為：OP1，內部預組裝；OP2，外部預組裝；OP3，成品組裝；OP4，終檢及包裝。
對于復雜生產物流建模無法完全展現實際情況，因此本模型有如下合理化假設：
①處理器（Processor）模擬復雜的操作，時間參數按照實際操作時間設置。
②倉庫的原材料由生成器生成，模擬原材料入庫步驟。
③原材料都是成箱或者托盤搬運，而生產線上是對單個零件的加工，因此假設實體是成箱或成托盤的單位，對運輸至生產線的原材料進行分解步驟，以實現對單個零件的加工。
④由于本文主要研究車間的生產物流，次品的處理步驟復雜且不會影響生產物流，因此假設生產過程中不良率為零。
⑤本生產線主要有人工操作為主，因此假設工裝不會發生故障，人力資源總能滿足生產要求，工裝的準備時間為零。
⑥員工中間會有休息時間，鑒于生產線不存在預熱時間，以及便于仿真模擬，這里假設車間實行10小時不間斷工作制。
按照車間的布局、生產流程以及合理性假設建立仿真模型如圖3。
2.2 模型主要實體的參數設置
該模型不僅模擬了生產物流的運輸狀態還盡量對生產線的零部件組裝進行模擬，因此，模型比較復雜，表1列出了模型中的實體元素以及其功能。
①生成器（Source）參數設置。該模型包含兩個生成器，Box Source是產生箱子的生成器，Flow Item Class屬性選為Box。Pallet Source是產生托盤的生成器，Flow Item Class屬性選為Pallet。
②暫存區（Queue）參數設置。該模型中暫存區數量很多，原材料倉庫暫存區容量設置為6。生產線暫存區容量設置為看板數量2。倉庫暫存托盤容量設置為6。倉庫回收托盤容量設置為10。生產線暫存托盤容量設置為3。生產線暫存完成品托盤容量設置為1。成品倉庫暫存成品托盤容量設置為10。
③分解器（Separator）參數設置。本模型中分解器主要是模擬成箱或者成托盤物料的分解。因此分解器是根據每箱包裝數量設置參數。
④合成器（Combiner）參數設置。合成器是模擬零部件組裝的實體，參數設置根據每一站的原材料組裝數量決定。
⑤叉車（Track）參數設置。叉車的參數設置主要是指叉車移動速度、最大容量、裝載時間、卸載時間等。KLT叉車移動速度設置為0.8m/s，最大容量設置為10，裝載時間設置為65s，卸載時間設置為55s。GLT叉車移動速度設置為0.6m/s，最大容量設置為1，裝載時間設置為60s，卸載時間設置為80s。
3 仿真輸出分析
企業為10小時工作制，是典型的終止形仿真，因此要確定終止型仿真模擬的系統初始狀態，以及仿真運行終止事件。
3.1 確定仿真初始狀態
終止型仿真的系統初始狀態對系統性能有重要影響，因此，仿真運行時應使初始狀態盡可能接近實際情況。本文中生產物流的仿真模型初始狀態即為上個班組的結束狀態，該模型用另外兩個生成器模擬初始狀態。設置物料為在零時刻到達，并隨機設置26種物料的到達數量。
3.2 確定仿真終止狀態
本生產物流仿真模型的自然終止時間是一個班組的實際工作時間，因此仿真運行的固定長度就是10小時。在實驗設計器里設置運行時間為36000s。
3.3 運行仿真模型并分析輸出結果
運行仿真模型后輸出的叉車狀態餅形圖如圖4所示。叉車狀態輸出分析如表2所示。工作站輸出分析如表3所示。
圖中可以看出，GLT叉車和KLT叉車的工作負荷分別達到了85.11%和90.61%。并且看出KLT叉車的空載運行時間比較長。結合現場的生產物流實際情況以及模型運行情況，分析總結造成目前車間現狀的原因：
①倉庫布局不合理。由于公司建廠比較早，車間布局受限于前期項目的制約。從模型中可以明顯看出，叉車從倉庫到生產線的運輸路線較長，這是造成叉車空載運輸時間較長的主要原因。
②路線布置不合理。模型中可以看出叉車路線錯綜復雜，不便于叉車司機工作。
③叉車工作業任務復雜。應盡量簡化叉車工的操作，保證物料的及時供應。
④存在瓶頸作業。由表3可以看出，ST04 和ST08存在等待時間，因此ST03和ST07為瓶頸作業。
4 模型優化
4.1 布局優化
從減少運輸路徑出發，對車間倉庫以及生產線進行了布局的優化，本模型優化結果如圖5所示。模型中明顯可以看出，優化后的運輸距離大大縮短。
4.2 路徑優化
避免出現叉車路徑混亂，不便于管理，對本模型的路徑進行了優化。優化后GLT叉車和KLT叉車分通道運輸，避免了叉車交會以及帶來的不安全因素。
4.3 模型參數優化
由分析得到ST03和ST07為瓶頸作業，因此對現場的裝配進行分析后，通過平衡生產線把ST03和ST07的作業適當分配給其他工位，解決瓶頸問題。修改這兩個工位的操作時間到平衡時間。
車間KLT叉車的最大容量為10，導致叉車工頻繁的往來生產線和倉庫，大部分時間浪費在運輸途中。對叉車進行容量擴大，會減少叉車工頻繁的往來，提高運輸效率。因此將KLT的最大容量設置為15。
4.4 運行優化模型
將仿真時間依然設置為36000s。運行優化仿真后的模型，輸出運行優化仿真模型結果如圖6。優化模型叉車輸出分析見表4。優化模型的工作站輸出分析見表5。
分析輸出表可以看出，優化后GLT 和KLT 叉車的工作負荷明顯降低，GLT的工作負荷從85.11%降低到62.6%，KLT的工作負荷由90.61%降低到70.87%。對車間布局優化后，縮短了運輸時間。GLT的空載運輸時間占比由11.11%降低到8.42%，負載運輸時間由23.53%降低到17.86%。KLT的空載運輸時間占比由18.12%降低到15.22%，負載運輸時間由20.63%降低到16.07%。并且，對線平衡進行優化后，從表4看出沒有明顯的瓶頸工位存在，加工過程更加順暢。
5 結論與展望
本文通過對車間生產物流的研究，發現存在的問題。通過Flexsim進行建模模擬，定性與定量分析后，更加直觀地發現生產物流存在的問題。分析問題找出原因后，從布局、路徑、線平衡等方面進一步對模型進行優化。優化后的模型有很大的改善，并對生產物流的優化起到借鑒作用。
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篇5
文獻標識碼：A
doi：10.19311/ki.16723198.2017.02.015
根據中國物流與采購聯合會數據分析。在整個生產過程的產品， 僅5%的時間用于使用的材料處理和檢查部分，而傳輸和存儲、裝卸、等待加工狀態卻占了95%的時間。而尤其需要注意到的是，20% ～ 40%的制造成本是直接關系到物流環節的循環時間。因此本文基于供應鏈角度對影響制造業生產物流成本的因素進行了詳細的闡述，以此提出降低制造業生產物流成本的具體對策。
1 基于供應鏈的生產物流成本控制理論
基于供應鏈的物流成本就是利用計算機等技術對企業內部的各個物流環節進行科學的控制，以此達到降低物流成本的作用。基于供應鏈的物流成本是在客戶需求的基礎上，協調企業內部供應鏈的各個物流環節來實現，爭取創造更多的附加值，以此提高制造企業生產效率，最大程度控制物流成本。制造業不同于其他行業，物流成本占據制造業成本控制的很大比例，尤其是制造業生產物流成本在整個供應鏈中占據關鍵的地位，因此生產物流成本管理的核心是管理供應鏈物流和停留時間。控制庫存的數量、形狀和分布，加快存貨周轉期，物流，信息流和資本流動，形成一個完整的閉環反饋系統，材料供應精確的同步與生產需求。
2 影響制造業生產物流成本的因素
長期以來我國制造業存在重視供應鏈和銷售環節的物流管理，忽視制造業生產物流的成本控制的問題，進而導致制造業生產環節存在市場需求變化反應慢、市場訂單交付不及時以及生產效率低下等問題，因此影響制造業生產物流成本的因素主要體現在以下幾個方面：
2.1 制造企業物流組織結構
評價制造業物流組織結構的重要因素是看此種形式是否適應企業不斷發展的生產形勢。我國傳統的制造業普遍存在的物流生產管理組織設置以職能劃分為主，也就是制造業生產物流管理職能分割為不同的部門，雖然這些部門往往都有上級部門進行主管，但是職能部門難免只從本部門的職能和職責出發，因此，對于企業管控整體的物流成本是不利的。尤其是大型制造業，由于企業規模比較大，管理層次多，造成物流管理職能過于分散，無形中增加了生產物流環節工序，增加生產物流成本。另外制造企業的物流管理信息化程度較低也是影響成本的關鍵因素。雖然制造業實施了信息化物流管理平臺，但是由于受到人力資源、技術以及意識等方面的影響，制造業應用物流信息管理平臺的范圍與層次還不高。
2.2 生產布局
生產布置問題是最重要的。車間布局是整個布局的基礎，制造業企業的核心是這。價值產生的生產原材料、半產品，產品也在流動，因此，車間布局好壞將直接影響到企業生產的工作流程可以有效地凝聚力和企業的生產物流能夠有效。例如制造業在生產設備空間的設置過于狹窄就會造成物流混亂，進而增加了人工勞動量，影響降低工作效率。
2.3 產品流程設計
雖然科學技術的發展提高了產品的生產效率，從某種程度上降低了生產物流成本，但是產品生產流程設計的問題會抵消先進技術所節省的成本，以現代制造業為例，為了節約生產成本，很多制造業一般采取分廠生產的方式，往往是設計出產品之后在由各地的加工企業進行組裝銷售，雖然這樣能夠提升制造企業的利潤，但是銷售地需求的變化會使得制造企業生產的產品無法滿足市場需求，進而導致擠壓的產品不得不返廠，產生了庫存和運輸的高額物流成本。
2.4 機械設備的使用效率
機械設備的使用效率也會影響生產物流成本：首先，較高的設備使用效率能夠提高產品的生產效率，進而降低積壓庫存現象的出現，避免倉儲費用，實現了生產物流成本的控制。例如制造企業通過提高設備使用效率能夠及時根據市場的需求生產相應的產品，避免了因過早生產產品而產生的庫存、設計不符市場而導致返廠等物流費用；其次提高設備使用效率也能對固定資產折舊方面的物流成本起著積極的效果。另外生產時間的安排也影響生產物流成本。由于在生產環境中原材料在車間大部分處于移動或者等待的過程，因此只有科學的設置生產時間，減少原材料的等待時間才能夠降低物流成本。
3 控制制造業生產物流成本的對策
降低制造業生產物流成本就是對生產進程中影響生產物流成本的方面和問題進行優化與改善，以此來促進生產物流成本達到合理水平的系統過程。結合影響制造業生產物流成本的因素，控制生產物流成本的對策主要如下：
3.1 重組生產物流組織降低管理成本
一是要重構制造企業物流管理部門，制造企業要基于生產物流整合的原則，打破互為壁壘、橫向分散、重疊建設、條塊分割、內耗嚴重的現狀，實現資源最佳投入產出比，實現專業化、規范化的作業流程，；二是制造企業管理者要樹立全局物流管理的理念，將生產成本控制納入到整個物流管理體系中，并且積極學習世界其他國家的先進經驗，實施精細化物流管理模式，以及建立和完善物流成本的指標考核體系。
3.2 優化整體布局，加快規范化建設
首先，提高企業物流系統的規劃和設計的核心內容是企業產品、制造業、交通、流程圖，包括合理化的內部工廠，車間設計和布局，設備布局，通過改變和調整布局優化的物流。改善和優化內部物流過程不考慮企業的整體布局，特別是對企業作業場所科學合理的調整和優化。旁邊的合理配置物流設施和設備，設計合理的工作場所。實際需求，結合物流企I改善物流設施的投資和發展，物流和適應先進的設備，如自動分揀裝置、裝卸機械、運輸、移動貨架等，提高機械化和自動化程度的分布，更好地為企業生產的商品和材料的需求。
3.3 優化產品設計流程降低企業內部物流成本
基于產品設計流程問題而造成生產物流成本增加的問題，制造企業必須要加強對產品流程設計的優化改善：首先將產品生產流程從"串行"改成"并行" 。企業生產產品時，通常總是一步沒有完成，下一步將不得不等到開始一步完成后，如串行連接電路往往使企業運營效率非常低，但是一些過程實際上是不必等到最后工序可以完成，如果可以修改這個系列的線性模式并行，讓一些過程的同時，不可避免地可以大大提高工作效率；其次產品生產設計可以實行跨區域完成，改變以往的單獨部門操作的生產模式。由于制造企業的產品生產是由多個部門共同配合完成的，任何部門的失誤等都會影響到整體的生產成本，因此制造企業要實施集中管理，跨區作業模式的強化對產品生產設計進行整體把握，一方面降低了產品設計不合格現象的出現，另一方面提高了生產效率，降低了物流成本。
3.4 推動信息化平臺的完善，實現信息共享
首先，提高物流信息系統的應用，加強促進改善物流管理信息系統。企業應充分利用現有的先進的互聯網技術、云計算技術等，促進企業信息系統應用程序的改進。建立一個集中的信息共享平臺。讓所有材料的數量和位置有關部門理解。分析生產進度和安排購買原材料和成品交付；其次構建以信息技術為核心的現代物流系統。企業內部物流的發展表明，高新技術為代表的信息技術來提高企業的物流效率，降低物流成本起著重要的作用。
總之，基于供應鏈的制造業生產物流成本在整個物流鏈中占據重要的地位，因此基于制造業降本增效的要求，制造企業必須要從生產物流角度進行計劃、組織、協調與優化，以此實現對生產環節的管控，提高生產物流效率，使得有限的資源得到最優化配置。
篇6
二、鋼鐵物流企業生產物流成本控制中存在的問題分析
一般而言，鋼鐵企業信息化系統中物流模塊的投入比率普遍較低，同時物流環節需配合生產作業現場高效隨機作業，想要真正實現作業流程的標準化難度可想而知。所以鋼鐵企業通常會在給與物流企業一定利好政策的基礎上，都在推進鋼鐵物流企業的轉型升級，結合已經成行的先進管理方式或高新技術，通過激發員工積極性、設備優化、信息互通等方式，降低物流企業自身的成本，從而間接降低鋼鐵企業的物流成本。
（一）司機節約成本的意識淡薄為了方便管理，生產物流中的作業車輛一般為物流企業自有，而對于物流企業而言，駕駛員水平直接影響車輛的油耗及磨損，是決定企業成本和安全的決定性因素。司機如果對行徑路徑熟知，行駛中合理操作換擋并控制車速，不僅能降低油耗，減少車輛損耗，還能完成清潔化運輸、安全運輸，但通常司機很難主動有效思考如何提高效率，因為高效作業無法給司機帶來直觀的經濟效益，同時司機、車輛、貨源的隨機組合，導致異常作業的后續反向追查、實現明確到人的責任制難度較大。但如果硬性要求人員與車輛綁定，一方面會限制對車輛調度的靈活性，使車輛利用率下降，另一方面會對司機工作積極性產生反向激勵，不僅影響作業，損失甚至會輻射至企業形象。
（二）設備更新換代難度大，投入與產出不成正比鋼鐵企業作為國之重器，是典型的實體工業類型，其相應的物流企業也是如此。鋼材的拉運作業需要運輸車輛作為載體。物流企業近些年普遍的轉型升級方式，如輕資產管理方式、無車承運、自動駕駛等，通常會受限于生產物流的需求而無法實現，因為生產物流的前提條件是保產而非盈利，這一重要前提條件與普遍的算法不符。生產物流可能對產生大量的等待之間，這對于自動駕駛的算法而言，很難指定明確的標準引導、調度，而輕資產、無車承運的管理里方式，也會減弱物流企業對車輛的控制，增加調配車輛的難度，所以生產物流對車輛的管理必須擁有主動權。但不得不面對的現實是，車輛作為高投入的生產設備，面對可能盈利點模糊的生產物流，主動更新換代的意愿很難強烈。車輛的更新換代不僅要考慮作業的適配性，還需要結合自身優勢，綜合考慮。
（三）共享信息難度較大，物流與生產管控脫節鋼鐵企業自身的轉型升級，一般會通過提升信息化水平，借由類似ERP等系統統一管理，希望憑借集中化、精益化、標準化的管理體系，優化資源配置，增強內部控制。但實際運行至今，但是鋼鐵企業的系統架構中，很少會主動考完善物流板塊，鋼鐵物流企業一般的定位都是“第三方物流企業”，導致流程中缺乏物流相關的管控，一般只在結算環節以簽證單、運輸發票等二手數據計入成本。如果物流企業有自由的物流信息化系統，在與生產系統互通時，極易導致信息孤島，信息不對等、不及時，無法做到事前、事中控制，應變能力、反映速度普遍較低，例如現場對結算量的主觀認知、甲方成本調控、司機服務態度、貨物干濕量途耗、甲方結算環節調價等，都會成為人為影響下的差異，直接導致數據口徑不一致。
三、鋼鐵物流企業生產物流成本控制方法
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1，企業無法對客戶的需求和訂單交期做出快速反應：
2，物料的基礎包裝沒有得到改善，經常需要倒換包裝，現場管理混亂；
3，物料庫存管理不善，生產要料計劃性差，導致需要的料找不到，到處又是積壓的料，經常發生緊急要料；
4，供應商管理不善，采購提前期長；
5，物料處理與信息系統的互動性、結合性較差；
6，車間在制品存量居高不下；
7，退料，返修品，斷點物料很難管理；
8，設備和人員負荷不均；
9，部門協作差，尤其是在多地點生產和經營或者零部件數量龐大時，部門間信息傳遞速度太慢，經常失真。不同的生產過程形成了不同的生產物流系統。要建立合理高效的生產物流系統，企業需要綜合考慮生產工藝、生產類型、生產規模以及專業化與協作水平等因素。
生產物流系統中的物料管理模式
在生產物流中，物料會隨著時間進程不斷改變自己的實物形態和工位，不是處于加工、裝配狀態，就是處于儲存、搬運和等待狀態。就管理的方式而言，不同模式的生產物流系統下的物料管理的方式也有所不同。
1，TOC的物流管理模式
用TOC(Theory Of Constraint，即約束理論)哲理分析生產計劃與控制的方法是一種稱之為“鼓一緩沖器一繩子”的系統，簡稱TOC系統。在離散型制造情況下，運用TOC系統主要包括以下步驟：
①識別企業的真正“瓶頸”所在，是控制物流的關鍵；
②基于“瓶頸”，建立主生產計劃；
③設置“緩沖器”并進行監控，以防止隨機波動，使瓶頸資源不至于出現等待任務的情況；
④對生產物流進行平衡，使得進入非瓶頸資源的物料應被瓶頸資源的產出率所控制即“繩子”。對非瓶頸資源安排作業計劃，要使之與瓶頸資源上的工序同步。
在該模式下，必須按照瓶頸工序的物流量來控制瓶頸工序前道工序的物料投放量，以保持在均衡的物料流動條件下進行生產。
2，JIT“拉動式”物流管理模式
在JIT(Just lnTime，準時制)拉動式物流管理模式下，物料管理是從最終產品裝配出發，由下游工序反向來拉動上游的生產和運輸。每個車間和工序都是“顧客”，按當時的需要提出需求指令，前序車間和工序成為“供應商”，按“顧客”的需求指令進行生產和供應，沒有需求就不能進行作業。通過需求的信息流逆向拉動物流。
“拉動式”物流系統的最大特點是市場供需關系的工序化。它以外部市場獨立需求為源點，拉動相關物料需求的生產和供應。生產系統中的上下游、前后工序之間形成供應商――顧客關系，下游和后工序“顧客”需要什么，上游和前工序“供應商”就“準時”提供什么，物流過程精益化。該系統適用于重復性生產，更適合生產過程中低級需求的控制和計劃。
3，ERP物流管理模式
根據ERP系統的運作原理，是由一個計劃控制中心按ERP通過BOM計算物料需求計劃。然后在物料需求計劃的基礎上，根據供應商采購原則以及各種物料生產階段對應的提前期，確定原材料、零部件和產品的供應計劃(包括運輸計劃)向相關車間或工序以及供應商發出生產和訂貨計劃(看板)指令。其特點是：
①源頭是生產計劃；
②基礎數據來源于準確的BOM以及采購供應計劃；
③計劃信息流同時指導并推動實物流的流轉。按計劃安排進行生產，把加工／外購的零部件送到后續車間和后工序，并將實際完成情況反饋到計劃部門。
這是一種以計劃性為主的“推進式”物流管理方式，但是由于各類因素的干擾，外部需求經常波動，內部運行也時常有異常發生，各類提前期的預測也不盡準確，造成“計劃變化滯后”的情況，導致各車間、工序之間的物料數量和品種都難以銜接，交貨期難以如期實現。為了解決這些矛盾，通常采用快速調整計劃、設置安全庫存、緊急送料等措施。
實際上，在生產物流中，企業必須結合自己產品和生產的特性，選擇合適的管理方式。另外有些企業也常常綜合以上幾種形式的優缺點，采取混合策略，如ERP與JIT相結合的管理方式。
生產物料管理中的關鍵技術
1，包裝單元化和標準化
包裝的單元化和標準化是企業物流的基礎工作，對于零部件的保護、后續的物流規劃以及物流量的測定起到關鍵的作用。采用合理的單元化器具，能夠減少無效勞動(如倒裝，在加工過程中不落地)，提高勞動效率，簡化現場管理，減少安全隱患。
包裝單元化、標準化的規劃理念主要從宏觀和微觀兩個層面上把握。從宏觀上講，要從供應鏈的角度設定所有物料的尺寸鏈。從托盤到周轉箱、專用料架都要與這個尺寸鏈相配合。從微觀上講。要符合包裝設計的基本要求，如兼顧保護零部件和節省空間的原則，選擇合適的外包裝材料、內部分隔材料等。同時，包裝單元的裝載數量要固定，以便于現場管理，簡化現場人員的統計工作量。某些工廠對于包裝和線旁工位器具的管理要求較高，這樣就需要將包裝物也納入工藝日常管理中。如對于包裝物的清理、清洗(清除油污、標簽等)、修理、存放等。
2，現代物料搬運設備與技術
搬運系統，即搬運技術和裝備的選擇。一定程度上決定著生產物流系統的布局和運行方式。并對生產系統的運作效率、復雜程度、投資大小和經濟效果影響很大。生產物流中重要的問題就是選擇合適的搬運設備。這些設備應能適應被搬運物料的性質、重量、形狀、尺寸及物流量。既要使設備的固定投資少，又要達到設定的搬運需求。
搬運方式有連續搬運、間歇搬運、往返搬運幾種，從路徑方向分為水平、傾斜、垂直或是二維方向。其他搬運要求有：臺流分流、定位停止、高速搬運、積放等。同時還要考慮搬運的對象和環境，如成形、粉體、烘干環境和清潔環境等等。最后才確定搬運的方式、設備組合、規格數量。其中搬運的速度需求主要根據生產節拍來計算。
常見的搬運設備有：叉車、堆高機、自動堆垛
機、自動導引小車(AGV)、自動化輸送分揀系統(包括懸掛鏈、輸送機、分揀機)、搬運與碼垛機器人、上下料機器人等。
常見的搬運技術包括：
①物料識別技術：如射頻標識技術、條形碼技術等；
②物流自動化技術：如自動引導小車技術、搬運機器人技術等；
⑧自動控制技術：如集散控制系統，集中控制系統，現場總線技術，以太控制網絡，人機交互技術等；
④物流集成化技術：信息化、機械化、自動化和智能化于一體化。
3，系統化布局
目前，物流系統布局的主要內容包括：企業內部車間部門的位置以及車間內部工序的布置，車間內成品區、半成品區、輔料區以及其他相關輔助設施的位置分配等。
合理的布置可以使物料或者是成品的搬運量最小。因為車間內的物流量是根據產品的工藝路線所決定的，各車間的位置、車間內部工序的位置以及相關輔助生產的位置確定以后，物料流動的路線基本上已經確定了。換句話說，物料是服從工藝的。
實施系統布局的基礎是對企業生產的產品和產量進行分析和綜合。這些數據來自詳細的基礎數據分析。所以在實施系統布局過程中，首先是調查研究、收集資料，其次是分析有關資料的相互關系，在詳細調研的基礎上設計方案，最后對若干方案進行選擇并組織實施。近年來也出現了一些計算機輔助進行布局設計的技術。這種做法不但能大大改善和加速布局設計的進程，而且借助人機交互和計算機繪圖技術等，可以迅速生成多種布局方案，以啟發設計者的思路。
4，生產物流信息化
信息管理是現代生產物流管理的核心和基礎。生產物流過程實際上是物料流動加信息流動的過程。無論是物料管理、狀態監控還是作業管理都離不開物流信息。物流信息系統在生產物流中的功能主要是對物流信息進行搜集、傳遞、儲存、加工和維護，具有預測、控制和輔助決策等功能。隨著物流系統的發展，物流信息量會變得越來越大，物流信息技術更新的速度也越來越快，如果仍對信息采取傳統的手工處理方式，則會造成一系列信息滯后、信息失真、信息不能共享等信息處理瓶頸。從而影響整個物流系統的效率。隨著信息技術的不斷進步，RFID技術，基于平臺、數據挖掘與智能化的技術等也開始被應用于物流信息系統中。
5，在制品(WIP)控制
工廠中的庫存一般分為以下幾種形式，在制品庫存控制是其中的一個重點。
在制品庫存控制具有以下作用：
①在保證企業生產、經營需求的前提下，使在制品庫存量經常保持在合理的水平上；
②掌握在制品庫存量動態，適時、適量地進行生產活動，避免超儲或缺貨；
③減少在制品庫存空間占用，降低在制品庫存總費用；
④控制在制品庫存資金占用，加速資金周轉。但是，在制品并不是越小越好，其數量太小，就不能滿足生產量的要求。因此豐田公司通過看板的數量控制在制品的數量。一般看板數量的計算如下：
看板張數=D*L(1+a)
D：平均需求(以標準容器的數量表示)
L：生產節拍
a：安全系數
可使用仿真方法確定加工工段的生產節拍，進而給出每個加工工段所需的看板數量，以避免動態生產環境下的任務積壓。
在制品的庫存控制策略包括：
①批次調整：規定多少產品組成一個批次，在某一時刻開始加工；
②任務分派：確定接下來哪個批次在哪臺設備上加工：
③任務外協：當理想輸出與實際輸出產生差異時，生產系統產生積壓任務。此時可采取相應的措施，如增減作業班組、任務外協等，以保持在制品庫存穩定。
6，總裝物料的配送技術
配送計劃一般針對流水裝配線的生產形式。在現有對總裝物料配送的研究當中，以有效控制配送中發生的運輸成本和運輸時間(不斷線)為內容的物料配送問題成為研究的核心和目標。
物料配送計劃即是在滿足工位需求的條件下，為各工位配送合理的物料數量，派遣最少的車輛，并為配送車輛指定運輸時間和運輸費用最省的路線。因此，如何應用現代數學方法及計算機技術快速求解優化調度方案是重要的技術課題。它可以很好地實現保證物料供應、降低配送成本、提高配送效率的要求。
總裝物料配送技術的幾個關鍵點：
①配送需求拉動的方式
可采用看板或者按燈系統的方式進行物料索取。如果生產能實現均衡化，則配送的需求可以按照生產節拍提前確定，從而為指定配送計劃打下基礎。
②路線巡回
配送車輛由配送點出發后，必須完成其所指派工位的配送任務，然后返回配送點。所以對每一部車輛而言，行駛路線安排是一個經典的線路規劃問題。對于總裝配送的實際情況來說，是一個巡回多點送貨問題。
③車輛選擇問題
因為每一配送車輛都有載重量和容積的規定限制，所以裝載問題從另一個角度來看，也是配送車輛的選擇問題。
④線旁庫存(緩沖區)定義
對于線旁庫存的定義，實際就是在線旁空間利用合理化的基礎上，保證物料的供應、生產的連續、線旁庫存最小化的問題。其與總裝配送的頻次和配送量密切相關。
⑤多車多點帶的巡回送貨路線優化
總裝線的工藝存在裝配工位的先后次序，某些工位甚至有嚴格的物料時間需求限制。因此在滿足工位需求的前提下，需要形成一個可行的、有效率的行程計劃，該計劃必須對多個配送車輛、路線，以及配送頻次、配送量和時間作出詳細的規定，這就是配送的總體計劃，也是路線優化技術的核心。
配送計劃要有一定的冗余性，以應對臨時生產計劃更改，或者緊急送料等意外情況。
生產物料管理中的規劃原則
總結以上，由于生產物流系統是一個復雜的系統，我們在進行生產物料管理規劃時，需要注意以下原則：
1，物流距離最小原則：物流過程不增加任何附加值，徒然消耗大量人力、物力和財力，因此物流距離要短，搬運量要小。
2，流動性原則：良好的企業生產物流系統應使物料流動順暢，消除無為停滯，力求生產流程的連續性。當物料向成品方向前進時，應盡量避免工序或作業時間的逆向交叉流動或發生物料混亂情況。
篇8
供應物流響應速度的提高直接促進了供應鏈響應。如何提高供應物流響應速度是本部分討論的內容。Holweg在對汽車行業進行調查和問卷調查的基礎上，通過數據分析總結出提高供應物流響應的三個主要因素：供應商與制造商之間的聯系、供應商自身因素一產能、柔性問題以及供應商與其供應商之間的聯系。
為了保證供應物流的快速響應，首先要建立供應商與制造商之間的合作伙伴關系，之前也有許多學者涉及到該領域的研究，基于節省交易成本的角度研究供應鏈合作關系，Lamming也在研究革新戰略與精細供應時提出了供應鏈合作關系問題。形成供應鏈合作關系即建立良好的供應商與制造商關系，不只能夠減少供應鏈總成本，還能夠提高供應鏈信息共享和傳遞速度水平，也能夠保證為制造商提供原材料和零配件的持續、快速、準確供應，從而提高了供應物流響應，進而保證了供應鏈響應。
供應商自身能力也是供應物流響應主要影響因素，自身能力包括生產能力和對變化需求的響應能力即柔性，一些學者認為生產能力和柔性是指產品量、交貨提前期、交貨頻率等內容，而也有一些學者認為還應該包括產品質量和根據制造商需求而改變的能力等。適應能力和柔性能夠提高供應物流的響應速度，從而促進供應鏈響應。Slack認為供應商適應能力和柔性是供應鏈響應的重要支柱，Holweg也通過對汽車行業的調查證明了該論斷。
因此，供應物流響應速度能夠大大提高供應鏈響應速度，其主要作用的因素有供應商與制造商合作伙伴關系以及供應商本身的適應能力和柔性。
一級供應商與二級供應商之間的關系也直接影響到一級供應商對制造商的供應響應，因此，一二級供應商之間的信息與原材料的傳遞也直接影響到了供應物流響應，從而影響供應鏈響應。
生產物流響應速度影響因素分析
在生產制造領域中，為達到供應鏈響應的目的，以實現“大規模顧客化”為前提，生產物流是供應鏈的重要組成部分，因此，生產物流響應速度直接影響到供應鏈的響應。因此很多學者致力于研究影響生產物流速度的因素，主要包括硬件設備、生產方式與運作策略。
能夠提高生產物流速度的生產方式包括柔性制造( Flexibility)、準時生產(JIT)、精益生產(Lean)和敏捷制造(Agile)。
在以成本和效率為主要競爭特征的市場環境中，企業為了降低生產成本，規模生產和效率生產曾是主要的生產方式，并且在制造領域被大多學者討論過，但是，隨著市場環境的不確定和顧客對產品的需求日趨多樣化，柔性制造已成為主題，它包括勞動力的柔性、工藝設備柔性和供應商柔性。柔性制造能夠快速根據生產需求改變整個生產制造狀態，快速為適應新的需求而生產，從而提高生產物流的速度，提高供應鏈的響應。
即時生產理論是日本豐田公司提出并推廣的全新的生產方式。最初只是為了減少庫存，而生產過程采用這種準時生產方式能夠消除一切時間的浪費，縮短交貨提前期，從而提高供應鏈響應。
精益生產和敏捷制造是近年來被廣泛討論的生產方式。精益生產是能夠在很短提前期內生產出大量復雜產品，由此，能夠快速響應顧客需求，在此基礎上，精益生產系統能夠靈活的增加或減少產品的產量，并且所用的成本要低于規模生產所用的成本，精益生產強調的是生產過程中的高效生產加工，注重效率和杜絕浪費；敏捷制造是Iaccoca用來描述將原本豐田的生產方式應用于美國汽車公司。敏捷制造這種生產方式是保有零部件庫存，當需求出現時進行延遲組裝的方式，這種生產方式下，能夠大大提高生產物流響應速度，從而提高供應鏈響應。因此，精益生產和敏捷制造都能夠提高供應鏈響應。
滿足快速物流響應的生產策略包括通過采取延遲策略(postpone)、按訂單組裝(ATO)、按訂單生產(BTO)、按訂單設計(ETO)。
延遲策略在敏捷制造生產方式下已經體現出來了，其概念結合了接藕點和產品顧客化的概念，也被學者在這～基礎上討論過。延遲策略包括延遲對產品的組裝，甚至將組裝的功能延遲到流通環節，這樣能夠根據客戶需求進行產品構造，能夠快速響應顧客需求。因此，在延遲策略的使用下，不僅能夠減少生產制造強度，節省制造時間，節約產成品庫存成本，還能夠快速并且有效的滿足顧客需求，從而提高供應鏈響應。
按訂單生產、按訂單組裝、按訂單設計都是為滿足顧客需求而采用的策略。Dell和BMW都采用了按訂單組裝策略，也是第一個使用按訂單生產策略的企業，也基于這些策略，使他們在各自的行業都具有極強的競爭力。按訂單組裝策略的主要特點是保存零部件庫存，根據顧客化需求組裝產品，縮短交貨提前期，主要致力于零部件的組裝操作，從而使Dell能夠在短短的幾天內完成顧客個性化定制的個人電腦。按訂單生產是指只有當接到顧客訂單時才生產，這樣可以完全根據顧客需求生產，能夠有效的滿足顧客需求，并且該策略經常與準時生產方式共同使用，能夠既準確又快速的滿足顧客需求，從而既保證了產品對需求的準確滿足，又保證了交貨提前期的縮短，提高供應鏈響應。按訂單設計強調了最大顧客化的目標，產品設計都由顧客決定，在這種情況下，滿足顧客需求為首要考慮因素，而對于時間的考慮只是次要的因素，因此要與能夠滿足快速相應的生產方式相適應，才能夠達到滿足顧客需求與速度兼顧的要求。由此，按訂單生產、按訂單組裝、按訂單設計等策略都是提高供應鏈響應的重要影響因素。
分銷物流響應速度影響因素分析
篇9
根據國家發改委的《2015年全國物流運行情況通報》中顯示，2015年度的物流成本占全國GDP的16%，而同期歐美發達國家的這一數據僅為10%。
拋開高速收費、稅費過高等因素之外，國內企業在物流，尤其是生產物流領域中的技術管理水平與國際先進水平存在差距也是其中一個重要的原因。因此，目前越來越多的國內制造企業開始重視生產物流，并把生產物流管理作為企業戰略管理的一個新的著眼點，同時積極采取物流優化策略，來尋找新的利潤空間，從而增強企業競爭力。
梳理文獻發現，國外學者在生產物流方面的研究起步較早，主要集中在物料搬運設備的選擇[2]、作業排程[3]以及物料搬運設計與設施布局之間的相互影響[4-5]等方面。而國內學者主要從生產物流計劃模式[6]、廠內物料配送[7]、供應鏈環境下的生產物流[8]以及物流技術裝備與信息系統的運用[9]等四個方面展開了相關的研究。地鐵車輛是城市交通邁向現代化的一個重要標志，也是城市基礎設施建設和形象建設的重要組成部分。各個城市的地鐵車輛大多融合當地城市特色及相關業主需求，是一種典型的定制化生產產品。地鐵車輛制造過程中，零部件眾多，結構復雜，工序繁瑣，這些特點使得離散定制生產的管理實踐具有一定的復雜性。在針對離散制造企業生產物流的研究中，學者們主要是生產物流系統設計[10～11]、優化[12～13]及發展狀況[14]來進行研究的。但是如何利用當今的信息技術來優化生產物流，同時降低成本并將其運用到具體的制造企業中，特別是軌道交通行業的研究則很少。本文將以杭州中車車輛有限公司的地鐵車輛總裝車間為研究對象來闡述如何利用數字化來提升工作效率、降低企業的生產物流成本，并對實施與應用之后的效益進行了分析。
1 項目背景
杭州中車車輛有限公司作為軌道交通高端裝備制造行業的地鐵車輛總裝集成企業，自2013年8月建成投產以來，先后承接了杭州地鐵1號線、2號線、4號線車輛的生產制造任務。由于地鐵整車技術復雜，安全性要求高，交貨期緊，而地鐵車輛的零部件達數千種之多，物料零散，生產制造車間內部管理非常繁雜。雖然公司已經實施了ERP系統、PLM系統、OA系統等，并對供應鏈管理也采用了信息化進行管理，但是生產制造的過程仍然出現了很多不利因素。比如，第一，采購到貨后待檢區物料積壓比較多，沒有統一管理，經常發生貨到不能及時入庫影響生產的情況;第二，倉儲管理未能實現模擬工位化，從而經常出現物料擺放錯誤與發放錯誤;第三，運料工裝沒有實現套餐化，工作效率不高，物料配送常常脫節;第四，缺件拉動的效應不明顯，未能實現聯動機制;第五，車間的剩余用料沒有建立良好的回收機制，導致出現浪費，造成生產成本上升;第六，工時的管理與質量的管控沒有實現數字化、實時化，進而導致成本測算出現偏差;第七，地鐵車輛的生產周期長，交貨時間緊，生產過程的影響因素眾多且不可控。在這種情況下，如何通過信息化技術手段，打造數字化工廠，提升總裝車間的物流管理水平，提高生產效率，確保生產系統的平穩運行、促進產品質量的提升，降低物流成本和費用，是擺在生產管理者面前一個刻不容緩的問題，實施數字化車間物流管理系統顯得尤為重要。
2 項目實施
2.1關鍵技術
本項目采用的互聯網、RFID及形碼掃描的信息化手段對物流管理流程進行固化，按照工位節拍進行倉儲管控，實現對各個工位的配料及送料的信息化動態跟蹤。實現實物流與信息流雙流同步、信息化與工業化兩化融合，具體技術如下。
1)過程信息化控制。物流倉儲配送全過程實現了條形碼管理，貨位、物料、物料包、配送車、作業人員、工位現場地面、交接單據都有對應的條形碼。指派任務、進車備料、備料完成、掃描檢查出庫、配送發出、送至車間工位、空車及單據回收等每個步驟都通過掃描條形碼觸發。實現了配送任務網絡管理，工作進度量化管控。
2)異常自動觸發。信息系統會對生產計劃進行節拍式管控，任何一個節點沒有按照計劃執行，屏幕顯示會進行顏色變化提醒，同時根據異常等級分別向相關領導及責任人自動觸發短信提醒。出現異常的責任人將會納入工作量化考核，工作狀態也可以像10086查話費一樣，進行實時查詢。
3)動態的電子任務看板。通過在生產現場布置一些電子任務看板，并與管理信息系統同步實現總體進度跟蹤、反向物料跟蹤處理、工位配送狀態跟蹤、套餐式配送狀態跟蹤等功能。
4)可實現作業人員動作追蹤，隨時隨地掌握作業人員去向與工作動態。
5)可實現條形碼電子動態盤點，實時掌握帳卡、帳物的準確性。
6)可實現對各個節拍的工時管理，并能進行質量問題的追蹤。
7)可實現與ERP系統的高度耦合與集成，并確保各信息系統數據的實時性、準確性和共享性。
8)支持多種客戶端移動辦公。可支持電腦、IPAD、智能手機、車載終端的移動應用，滿足人員異地辦公、頻繁出差的管理需求。
2.2系統功能
本項目的數字化車間物流管理系統的功能主要如下：
1)倉儲管理：到貨管理、入庫管理、出庫管理、帳卡物管理、 工位庫管理、貨位管理。
2)配送管理：配送計劃、配送模型、生產模型、過程控制、信息采集、實時監控、實時統計。
3)異常管理：管理異常、生產異常、安東燈。
4)現場管理：工時定額、工時管控、質量跟蹤。
5)短信平臺：基本管理、授權管理、信息觸發。
6)質量管理：供應商管理、到貨質量管理、過程質量管理、售后質量管理、質量信息統計、供應商評價。
3 項目效益
自軌道交通產業數字化車間物流管理系統項目的實施后，實現了企業的制度流程化、流程表單化、表單信息化，打造了數字化地鐵車輛制造車間，實現全生產過程的數字化管控，同時產生良好的社會效應與經濟效益。
3.1經濟效益
1)采購入庫實時化。建立到貨三天存貨制，并進行表單管理。以三天時間為計劃區間，倉庫管理部門根據ERP系統里的生產計劃，綜合考慮倉庫的物料存儲情況，列出采購清單，拉動采購工作，保證物料及時入庫，讓待檢區井然有序，降低了資金成本，釋放了被占用的資金。
2)倉儲管理工位化。根據工位制的要求在倉儲庫區，推行物料按按項目與工位來進行存儲。物料入庫之后，貨架是按照生產工位劃分設置，并建立模擬工位，同時將每個項目的物料存儲按照車間對應的工位分區擺放，從而提高揀選效率，減少差錯。屆時，物料上架和揀選都由同一人負責，職責明確 。
3)物流配送套餐化。根據物料屬性、各工位工藝文件和物料清單及物料形狀開展目視化管理，為每一輛轉運車制作物料存放平臺，并按照工藝文件和車型制作標志進行區分，使物料過目成數;倉儲配料過程在自己所管工位區域內完成，每個配送車內都有物料標識，配料時只需要按照標識編號對號入座，這大大提高了工作效率。
4)缺件拉動規范化。按照生產計劃提前72小時循環模擬缺件情況，對采購員實現點對點式的拉動管控。
5)物料配送精細化。采用條碼掃描方式登記揀選的工位物料，并和工位的物料BOM進行比對，交接物料和未交接的物料系統會自動進行篩選，確保送入車間的每個臺位物料都是準確與齊全的。
6)電子看板目視化。生產現場布置一些電子任務看板，可以實現配送總體進度跟蹤、反向物料跟蹤處理、工位配送狀態跟蹤、套餐式配送狀態跟蹤等功能。
自系統正式上線運行一年后，生產車間物流管理水平有了明顯的提升，產生了良好的經濟效益。第一，由于實現了三天存貨制，倉庫中原料的積壓現象明顯下降，釋放了被占用的資金額高達600多萬;第二，生產物料配送錯誤事件的發生率由原來的30%下降到0.02%，大大提升了設備運轉率及員工的工作效率，節省了單列地鐵車輛生產制造的工時額到816.33個小時，根據目前規定的時薪是12.25元/小時和年產量300列車來計算，可節省300萬元左右(816.33*12.25*300≈300萬元);第三，伴隨著生產工時的減小，則生產車間的管理費用(包括風、水、氣、電等能源及物耗)也大大下降了100余萬元。綜上所述，該系統的成功實施上線可給企業帶來年增經濟效益1000萬元左右。并且，杭州中車車輛有限公司作為中國中車眾多軌道交通高端裝備制造企業之一，系統的成功實施上線具有典范效應和標桿作用，在條件成熟時把該系統面向中國中車下屬各子公司推廣，帶來的經濟效益將在數十億元，同時還能提升整個軌道交通高端裝備制造行業的生產組織與管理水平，具有十分重要的意義。
3.2社會效益
在公司積極實施推進軌道交通產業數字化車間物流管理系統項目的后，有效地提高企業的勞動生產率，降低了生產成本，提升了產品質量管控水平，并在地鐵車輛的交貨進度及列車運行的安全性方面提供了強有力的保障，為浙江省打造了最便捷的綠色出行交通方式，帶來顯著的社會效應。
4 結束語
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工廠物流可分為三個部分：供應物流系統；生產物流系統，銷售物流系統。其中供應物流系統和銷售物流系統主要影響因素是工廠選址。總圖設計主要關注的是其中的生產物流系統。因為生產物流系統交織在生產工藝的流程之中，總圖設計的結果對生產物流系統的好壞起到重要的作用。
優秀的生產物流系統對于工廠的正常運轉是非常的重要的，它從以下幾個方面影響到工廠的運行效率和效益。
1.好的物流體系下，整體物流路線是最短的，可以大幅度地減少搬運的工作量，可以節省大量的人工和設備開支。
2.好的物流體系，使各個工序銜接更加緊密，從而可以更加緊湊地布置裝置和設備，也就是說可以降低投資額，并且降低運行開支。
3.好的物流系統可以減少物料的停滯和等待，可以降低庫存量，從而降低貯存的面積和設備，降低投資和人員設備費用
4.降低庫存的更大的好處是可以減少流動資金占用，加快資金周轉，提高經濟效益。
5.好的物流體系通過采用合適的運輸和貯存設施和方案來減小物料的損耗和能源的消耗，提供工廠運行的效益。
為了在總圖設計環節最大程度地優化生產物流體系，需要在設計的整個過程中關注以下幾個重要的因素。
1.工廠平面布置過程中，優化物流的路徑。主要的原則是物流路線要簡潔，在縮短物流長度的同時，清晰物流路線。即物流的迂回、交叉和重復的路線，便于設施的維護管理和使用。
2.工廠物流必須要要與生產流程同步化。工廠物流的核心功能是被加工的物料在不同的工藝裝置間流轉，其他的物流活動的規模和重要性都不及此。因此工廠的平面布置的最主要的原則就是各個工藝裝置的布置要最大程度便于物料在其間的流轉。其中主要物料的流轉量，流轉距離，流轉路徑是影響工廠物流是否優秀的關鍵因素。
為了優化物料在工藝裝置間的流轉，首先需要深入了解，并且量化計算各個裝置之間幾種主要物料的流轉量，流轉節奏；其次再根據以上的資料構建工藝裝置的布局和物料流轉路線，盡量做到物料流轉路徑最短，路線最簡潔，交叉和重復最少。最后，再根據不同性質的物料的包裝方式和運輸載體的不同進行適當地調整，使包裝和運輸方式類似的物料盡量按照相同的路徑流轉，這樣可以更好地提高物料流轉效率，提高設施的利用率。
3.采用先進高效的物料搬運機械，采用標準化，模塊化的包裝形式，有利于提高物流效率，減少倉儲面積和搬運人工消耗。單元化立體化的倉庫形式，結合噸桶，噸袋，托盤等單元化的包裝形式，可以顯著地提高物流效率，是提高物流體系質量的行之有效的方法。單元化的立體倉庫也更加便于采用信息化管理手段，結合自動分揀裝置和自動輸送裝置可以構建效率更高，人員更少，更加適應信息化管理的自動倉庫系統。這些設施和方法的采用可以達到顯著的提高效率，降低庫存的效果。
4.采用看板運輸管理。采用看板模式進行運輸管理是物流信息化的一個重要手段。這里的核心是將運輸要素進行單元化定義。這里的單元可以是單個的托盤、料罐、箱體等包裝單體，也可以是若干個上述包裝單體作為一個單元。采用看板運輸管理，特點是信息采集過程簡單，信息可視性強，達到低成本實現信息化的目的。
下面結合新疆某煤炭分質利用工程設計實例，說明如何在設計過程中優化物流體系。該項目年處理原煤600萬噸，包括390萬噸/年蘭炭裝置，6萬Nm3/h荒煤氣制氫裝置、65萬噸/年焦油加氫裝置等主裝置部分；以供配電和供熱為主的公用工程及輔助設施區，以給排水工程為主的公用工程及輔助設施區（2），廠前區，儲運工程，火炬和汽車裝卸站等輔助及公用工程設施，全廠通道和停車場等設施。
本項目的年運輸吞吐量大約為1000萬噸，其中運入為600萬噸，運出為400萬噸以上。為了優化該項目的物流體系，我們將整個工程項目的整體劃分為4個功能片區，由北向南順序布置。從北到南他們分別是公用工程設施和裝卸站臺片區；儲罐片區，包含原料罐區和中間罐區以及成品罐區；裝置罐片區，包括焦化裝置、加氫裝置和凈化制氫裝置；最后是變電所和輔助裝置區。整體呈南北狹長，東西窄的形狀。
主要物流的出入口位于東側狹長邊的中部。
采用這樣的布置方式有以下幾個優點。
1.各個裝置和設施都按照功能歸類布置，一方面有利于生產管理和安全管理，另一方面，同樣的設施歸集到一起可以最大限度地縮短物流的路徑長度，節省物流的成本
2.不同的物流方式也同時分類集中，便于物流作業的進行。罐區和罐區之間，罐區和主要裝置之間，主要裝置和輔助裝置之間的物流方式是管道運輸。這幾個部分之間都是緊密連接的，因此管廊的布置路徑較短，而且可以統一布置，物流路徑清晰，便于管理和維護。而主要原料和主產品到主裝置的物流（原料煤和蘭碳）采用皮帶運輸。原料的主入口距離主裝置距離最短，而且這兩個物流的路線非常集中，有利于縮減皮帶運輸的物流路線。
3.公用工程和輔助裝置是物流負荷最小的部分，在這里流通的物料都是零散和偶發的運輸作業。將這兩個部分分拆布置在整個廠區的南北兩個頂端，包圍主裝置布置。這樣一方面可以縮短主裝置和罐區的物流路徑，同時也使主原料和主產品的運輸路徑達到最短的效果。
4.裝卸車站臺位于項目的最北端，靠近罐區的位置。這樣外部進出的車輛可以不經過裝置區域即可直接到達裝卸區域，即縮短了物流路線，又便于外來車輛的管理，可以避免外部的運輸車輛深入廠區內部，提高了項目整體的安全性。
總之，作為工廠物流的決定性因素，總圖運輸設計中必須重點關注物流的優化設計，既要保證滿足工藝設計條件，同時還要符合安全和環保的技術要求。在這個基礎上還要盡量優化工廠內部物流體系和進廠出廠物流體系。要達到物流系統優化的目的，前提是對工廠的物流需求有清晰的了解和整體的把握，然后才可能有針對性地作出適合的設計方案。設計方案完成以后，有必要對于項目的整體物流負荷做一個整體的評估和測算，看看是否達到了優化的效果。只有這樣，才能為工廠的低成本高效率地運行打下基礎。
篇11
一、物流系統仿真應用研究進展
物流系統是指在一定的時間和空間里,由物資、包裝設備、裝卸搬運機械、運輸工具、倉儲設施、人員和通信聯系等若干相互制約的動態要素所構成的具有特定功能的有機整體。早期的物流系統仿真主要是針對生產物流過程中的控制與優化問題來進行,隨著供應鏈的興起與發展,更多的研究關注于集采購、生產和銷售一體化的供應鏈仿真。隨著物流網絡規模的擴大和物流量的巨大增長,配送物流的瓶頸作用越來越突出,一些學者開始用仿真的手段來解決物流配送系統中存在的問題。
二、物流系統仿真優化研究進展
計算機仿真技術是研究復雜系統的有效方法。用仿真語言或者商用的仿真軟件能夠很容易的建立物流系統的仿真模型,與解析方法相比仿真模型能更加全面地反映實際物流系統的特征。仿真模型僅是對問題的直觀描述,仿真運行只能提供一定條件下的可行方案,它并不能給出問題的最優解或滿意解,需要將仿真與優化技術結合起來,以便在仿真環境下使輸出響應不斷地改進,可以形成各種仿真的優化結構,進而實現系統性能的優化。仿真優化是研究基于仿真的目標優化問題,即基于模型仿真給出的輸入輸出關系,通過優化算法得到最佳的輸入量。仿真優化在物流領域的應用研究進展緩慢,到目前為止,基本上還沒有大規模的實際問題用仿真優化的方法加以解決,并且仿真優化方法在解決物流系統控制與調度問題時還存在著以下不足:仿真優化方法解決物流調度這一問題時,計算時間長,算法效率不高;沒有從系統的角度對仿真優化進行研究和規劃,當前仿真優化的大量工作集中在算法研究上,很少從系統的角度考慮算法與系統建模方法的關系,使得仿真優化缺乏進一步研究和應用的基礎;仿真優化系統缺乏與專家系統或智能決策系統的集成,智能化程度不高;大多數研究都還停留在理論層面上,應用方面缺乏,仿真優化方法幾乎沒有解決有一定規模的實際問題。
三、物流系統綜合仿真環境研究進展
系統仿真技術作為系統分析,優化的有效工具,已廣泛應用于各類復雜系統的規劃設計、系統優化、方案比較、流程運作控制等領域。在現代物流行業,國內外許多的物流中心設計、自動化倉儲系統和物料搬運系統等工程設計中也都開始應用仿真技術作為有效實用的輔助設計手段。為了使系統人員、模型開發人員、軟件人員、仿真研究人員更好地利用仿真技術,仿真建模方法和相應的仿真軟件由傳統的運用通用編程語言和仿真語言向著一體化、智能化、虛擬現實環境和面向對象的趨勢發展,出現了不少具有相似功能的一體化的建模/仿真開發環境仿真軟件產品。綜合仿真環境具有通用性強、交互性好、標準化程度高,可重構重用性強等特點。在物流系統仿真過程中常用的綜合仿真環境:美國AutoSimulation公司的AUTOMOD仿真軟件,美國System Modeling公司開發的Arena,英國推出的面向對象的仿真環境WITNESS,以色列Tecnomatix Technologies公司開發的關于生產、物流和工程的仿真軟件eM-plant和IBM公司開發的通用仿真系統SIMPROCESS等。
系統仿真作為解決復雜物流系統問題的有效手段,已經廣泛應用于生產物流系統、供應鏈及物流配送系統等研究領域,對物流配送系統仿真也進行了初步的研究,在物流系統仿真優化方面也已經取得了一定的研究成果,但其進展比較緩慢,在解決物流系統問題時還存在算法效率不高、智能化程度不高、還沒有解決大規模實際問題的能力等方面的缺陷,綜合仿真環境已經成為物流系統仿真的主要工具。物流系統仿真應在分布式交互仿真、基于 Multi-Agent 的仿真建模方法、仿真優化方法、物流系統可視化仿真環境的開發等方面作進一步的研究。
參考文獻
篇12
一、微觀物流活動的特征微觀物流,也常稱之為企業物流。
企業是為社會提品或某些服務的經濟實體,在企業經營范圍內由生產或服務活動所形成的企業內部的實物運動就是企業物流。由于微觀物流活動發生在企業內部,因此與社會物流、區域物流、國際物流等宏觀物流活動相比,它具有明顯的特征。
1.微觀物流是一個自適應體系。企業物流是一個承受外界干擾作用的具有輸入———轉換———輸出功能的自適應體系。供應物流是企業物流過程的起始階段,能否適時、適量地完成供應活動是保證企業順利進行生產經營活動的基礎,也是微觀物流系統自適應性的直接表現。生產物流環節是企業物流的核心部分,負責完成微觀物流系統的轉換功能。生產物流并不是一個孤立的系統,而是一個與周圍環境緊密相關,并且不時地從外界環境中吸收“養料”,向社會輸送產品和服務的開放系統。而銷售物流是企業物流的輸出系統,承擔企業產品的輸出任務,是企業物流的終點,也是宏觀物流的始點。宏觀物流接受它所傳遞的企業產品、信息等,進行社會范圍內的信息交易、實物流通活動,把一個個相對獨立的企業聯系起來,形成社會再生產系統。從這個角度上看,可以認為微觀物流是宏觀物流的基礎。
2.微觀物流活動具有連續性。企業內部的生產物流是由靜態和動態相結合的結點連接在一起形成的網狀結構,它把整個生產企業的所有孤立的作業點、作業區域有機聯系在一起,構成了一個連續不斷的企業內部物流體系。由于生產具有動態性,它的運動方向、流量、流速等正是使企業生產處于有節奏、有秩序地連續不斷地運行的基礎。
3.物料流轉是微觀物流的關鍵特征。生產物流是微觀物流的核心內容,而物料流轉又貫穿于生產、加工制造過程的始終。無論是大范圍的廠區、庫區、車間,還是小范圍的工序之間、機臺之間,都存在大量頻繁的物料流轉運動,因此微觀物流的目標應該是提供暢通無阻的物料流轉,保證生產過程順利、高效率的進行。而從企業實踐來看,物料流轉網絡不暢也恰恰是許多企業經營管理中的瓶頸。
二、我國企業物流管理中存在的問題
1.生產領域的物流管理缺乏柔性。20世紀90年代以后,技術進步和產品更新的速度進一步加快,獨占性技術的競爭使得一個產品生命周期越來越短,制造技術越來越復雜,生產批量越來越少。這些在客觀上要求企業加強物流領域的柔性化管理,以響應瞬息萬變、無法預測的市場。而我國企業的物流管理還存在著較強的剛性操作,比如在培育創新能力的問題上,很多生產型企業總是把思路局限在產品設計和生產工藝的創新上,卻忽視了制造觀念的更新、組織的重構、經營的重組等內容,因此無法真正實現產品有特色、生產有柔性的目標。
2.分銷渠道尚不完善,制約物流管理發展。銷售物流是企業物流與社會物流的一個銜接點,它與企業銷售系統相互配合共同完成產品銷售任務。而銷售物流的具體操作是通過分銷渠道來實現的,分銷渠道承擔著產品和服務所有權的交換,是決定客戶服務質量的一個重要的企業業務領域,優越的渠道結構能夠帶來競爭優勢。我國工業企業的分銷渠道發展還很不完善,一方面受分銷渠道形式單一的限制,另一方面又受到分銷渠道中間環節發展的制約,因而阻礙了企業物流管理的發展步伐。
3.忽視了返品和廢棄物回收物流。返品與廢棄物回收物流主要包括生產過程中產生的廢舊物料、流通過程中產生的廢棄物料以及由于技術進步而產生的廢舊物料等。由于社會對物流管理的日益重視以及人們對環境保護意識的增強,返品與廢棄物回收現在已逐漸成為經濟生活中的一個重要問題。我國作為一個發展中國家,尋找節約物資的有效途徑,使有限物質資源創造出更多的社會財富,是一個重要的課題。目前我國對于廢舊物資的回收,只有少部分采用企業自行回收的方法,而大部分則由再生回收公司回收,可見企業對于廢棄物回收物流的認識還很有限。
三、對利用物流管理提升核心競爭力的政策建議
1.樹立整合物流資源的觀念。企業物流與社會物流界限的逐漸融合,使得企業物流社會化、系統化、網絡化的特征日益突出,對各種物流功能、要素的整合是其必然發展趨勢。同一區域中的企業可以將各自獨特的企業資源整合為一體,實現互補和共享,同時還能使優勢企業形成規模化經營,降低其運作成本。對相互聯系、分工協作的整個產業鏈進行整合,形成以供應鏈管理為核心的、社會化的物流系統。
2.加快物流信息化進程。在網絡經濟時代,信息化是企業物流發展的必然要求,必須重視物流信息系統的建設和發展。首先,加強先進物流技術和信息技術在物流管理中的應用,全面提高企業的信息管理水平。其次,新的物流戰略的實施必須依靠計算機軟件的更新,因此必須以物流戰略的發展為依據,投入大量資金進行計算機軟件的研發。再次,應重視對物流信息資源的管理,協調物流工作的各個環節。
3.強化企業物流標準化意識。物流標準化的不統一已成為制約我國物流業向規范化、高效化發展并與世界接軌的一大障礙,因此必須加快推進物流標準化進程的步伐,這就要求企業強化物流標準化意識,以此來指導、規范各項企業物流工作。如做好物流用語、計量標準、技術標準、數據傳輸標準、物流作業和服務標準等方面的基礎工作;按照相關行業的統一標準來完成包裝、裝卸搬運、倉儲等企業物流工作環節,形成企業物流與社會物流的接口等。
4.加強物流專業化人才的培養。物流是一門綜合性很強的學科,它所需要的人才必須既懂經濟管理、又懂技術,因此必須全方位培養物流專業人才。對于企業來講應結合國家宏觀教育體制的變革,將人才培訓政策和計劃向物流專業適當傾斜。如加大人力資源開發的投入,利用繼續教育和在職培訓,提高專業人員的素質和水平,形成一支分工合理的物流專業隊伍。
參考文獻:
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一 煤礦物流系統及其特點
煤礦物流是一個對煤礦在其準備生產、生產過程和最后的賣出和服務過程的一個整體流程。其實，在這一流程中涵蓋煤礦供應物流、煤礦生產物流、煤礦銷售物流，其中煤礦生產物流尤其重要，關系著煤礦安全生產工作。與一般產業物流相比，煤礦行業的物流系統具有 工作環境惡劣、過程復雜、多學科交叉、物流路線長、節點多等特點，具體內容如下。
1、工作環境惡劣。在煤礦生產物流中需要將工具、設備、原材料和其它材料運到地下或地上，這一過程不斷面臨著各種災害，為煤礦物流安全帶來嚴重的威脅。災害的發生與許多自然因素有關，如煤礦地層、地質構造、地下水文和巖石惡性等，同時也受到煤礦生產物流過程中供電、通風、排水和煤礦設施布局等因素的影響，在多種因素的影響下使得煤礦物流面臨著較為惡劣的工作環境。
2、物流過程因素多而復雜。煤礦物流中包括很多的因素，且復雜，這不僅僅是一個煤礦開采和運輸的一個過程，也是一個保證人員、設施等安全的一個過程。這一過程涉及著反方面面的內容，要求協調好人、物品、設施、電、風、水等各個方面的因素，是一個龐大而復雜的系統。
3、多學科交叉。煤礦物流的生產、供應過程涉及著很多學科，如地質學、采礦學、電力學、安全工程學等，這些學科在整個煤礦物流過程中往往交叉運用，構成了特殊形式的煤礦物流。
4、路線長，節點多。煤礦地下工程規模通常是龐大的，如地下迷宮一樣。由于地下煤礦路線比較長，要建立許多煤倉用作物流節點。煤礦在物流過程中一般要經過較長的路線，多次轉移和停頓，才能將煤礦運出地下煤礦。
二 煤礦物流安全性影響因素
為了保障煤礦物流的安全性，有必要分析影響煤礦物理安全性的因素，才好針對影響因素采取安全管理優化策略，是提高煤礦安全生產水平。煤礦物流安全性影響因素如此：
1、安全文化建設不足。煤礦物流過程中發生的許多事故都是因安全意識不足造成的，提高所有人員的安全意識無論對管理者還是對基層員工度都有著重要的意義，這與煤礦物流安全關系密切。現代管理學認為，煤礦物流企業的安全文化與員工的接受和認同水平達成一定程度，將企業和人的利益緊密聯系在一起，才能建立真正的煤礦物流安全文化意識。從政策上來講，國家設置了煤礦企業安全生產準則，只有符合相關規定的企業才可以進行煤礦生產活動。
2、安全供電。煤礦物流中的供電安全與煤礦地下工作人員的生命安全和煤礦生產物流的各個環節有著密切關系，是影響煤礦物流安全的重要因素之一。在煤礦物流過程中，供電有人控制，因而人的主觀能動性在安全供電中占有了重要地位。筆者將煤礦物流安全供電過程中所涉及的人分為五類：高層、決策人、執行人、監察人和反饋人，只有他們之間相互配合，并配合密切，形成不間斷的動態控制和防護體系，才能保障每款物流中供電安全。
3、通風系統。通風系統的功能是在煤礦物流過程中向在煤礦物流系統中工作的人員提供保障生命安全的空氣，排除礦井中對人體有害的氣體，并調節地下煤礦工作環境的溫度和濕度，為基層工作人員構造相對安全的環境。由此可見，通風系統在煤礦物流安全中扮演著非常重要的角色。
鑒于通風系統在煤礦物流中的重要性，要求通風系統中的設備具有防爆和耐爆的特性，能夠在煤礦爆破事故發生的情況下維持相對正常的工作狀態，只有這樣才能將事故危害降到最低。
三 煤礦物流過程優化策略
由于煤礦物流安全與煤礦企業的安全文化、供電安全和通風系統等影響因素有著密切關系，為此下面以此為切入點，重點探討了這三個方面存在的問題并提出了行之有效的優化策略。
1、加強煤礦物流安全文化建設。近些年，各地頻繁發生了多起煤礦事故，造成了非常嚴重的經濟損害和人員傷亡，使煤礦物流成為了高危行業之一。由于一些煤礦企業在生產經營中“重生產、輕安全”，以致于生產投入不足、安全制度不健全、安全管理不到位等，加之自然環境等不確定性因素的影響，安全事故的發生不可避免。分析最近幾起煤礦事故，我們不難發現一些不規范的安全行為和管理缺失是煤礦事故發生的主要原因，因此構建良好的安全文化勢在必行。
從煤礦企業自身來講，煤礦應建設一套行之有效的安全制度，為煤礦物流提供安全生產的環境。安全工作環境的建立，要求煤礦企業上下一心在安全理念的指導下，建立較為完善的安全崗位責任制、安全操作技能守則、安全管理體系，在它們共同作用下行程一個良好、安全的工作環境。
2、優化安全供電系統。在煤礦物流過程中，如何對礦井的安全供電是狀況進行全面的分析和評價，采取合理的安全防護措施將安全風險降到最低，一直是煤礦企業和一些專業人士關注的重點。為此，筆者分析了煤礦物流安全供電研究的重點內容。一是，研究煤礦供電系統的設備、供電監控設備，針對供電設備生產活動出現的缺陷設計井下供電安全監控系統，進而監控供電系統運行狀況；二是，分析井下安全供電的可行性方案，針對供電中可能存在問題制定防護措施；三是，加強對供電系統中“五類人”的研究與控制，分析他們之間關系并以此為依據建構動態防護和監控系統，進而保障煤礦物流運行安全。
3、快速找到通風系統故障。經過科學研究證實，通風系統各種故障按發生率高低排序依次為：饋電開關失壓、電纜斷路、風機葉輪歪斜、風機葉輪松垮、撿漏裝置故障、風機葉輪變形、風筒破損、電纜接地、變壓器受潮損壞、高壓開關故障、風機過熱，等等。由于通風系統的故障有著很多種，一旦出現問題可根據故障發生率的高低一一排除故障。
四 結論
煤礦物流有供應物流、生產物流、銷售物流之分，本文從生產物流角度探討了如何保證煤礦物流生產過程安全的策略。除了這一個方面，從整個煤礦物流角度出發，要求煤礦企業
積極參與構建安全管理格局，建設效率高、渠道暢、信息快、服務好的煤礦物流安全管理體系。同時，要求做好煤礦物流倉庫安全設計和規范布局工作，安裝防火、防盜設備，做好供應物流與銷售物流的相關工作。
[參考文獻]
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