生产物流规划范文
时间:2024-03-27 17:59:00
导语:如何才能写好一篇生产物流规划,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
关键词:装备制造;准时化;节拍化;生产物流
轨道交通装备市场“多品种、小批量、快速交付”的个性化需求,要求制造企业必须具备多条生产线并行和不同车型频繁切换的能力。同时,顺应十三五“提质增效”的核心要求,制造企业走出一条“精益化”可持续的发展之路已成为必然趋势。中车唐山公司作为国内轨道车辆制造的龙头企业,2010年开始推行精益节拍化生产。目前,碳钢组装工序基于标准工位的柔性生产线已经形成,实现了25T型车3节拍、25G型车4节拍的均衡化流动生产。生产物流作为制造体系的基础支撑环节,库存成本过高、作业效率低下、配送工装简陋等亟待解决的问题,已经成为产能持续攀升的瓶颈环节。
一、中车唐山公司碳钢组装线工位制节拍化生产模式
工位制节拍化生产是一种以工位为最小作业组织单元,按照固定生产节拍进行均衡作业的生产组织模式。碳钢组装工序生产线共有16个生产工位组成,分别为DAY1、DAY2、GW01、GW02......GW14,形成了“双U”型生产线布局。其中,DAY1、DAY2单节拍作业时间均为8小时,其余工位单节拍作业时间由整体作业节拍决定,以三节拍为例,其余工位单节拍作业时间为140分钟。生产线布局如图1所示:
二、工位制节拍化生产模式下组装线物流现状分析
1.生产线物料配送现状
组装工序节拍化物流配送是基于计划拉动的精益物流配送模式:工艺部门将制造BOM嵌入SAP管理平台,车间按照“3+3”生产计划排布原则,提前锁定3天作业计划,预排3天作业计划,以此完成日别作业计划的滚动。锁定作业计划触发生产订单的生成,生产订单以单节拍单工位为生成单元,下发到生产线边库。线边库物控员按照生产订单信息,下发配餐、配送节拍化作业指令,指导物流作业。
当前,生产物流主要有三种物流配送模式,第一种为配餐模式,即:补货中心按补货计划定时补货到线边库,线边库依据配餐计划打包配餐后,在配送指令指引下配送至指定工位;第二种为直送模式,即:线边库不设缓存量,直送仓库或供料单位直送至工位或车间缓冲区;第三种为车间内物流模式,车间自行完成物料的缓存补货与配送,此种物料多为不适合节拍化配送的紧固件和消耗材料。
2.物料配送系统中浪费的识别
(1)供应过剩的浪费:直送到车间物料缓存区的物料,往往形成物料在车间内部的二次搬运和堆放,产生无价值多余动作,也会造成生产线工位物料的大量堆积的浪费。
(2)物流作业过程冗余。补货单位(公司级仓库、供应商)补货到线边库的物料,来料包装参差不齐,需要大量的拆除包装、二次拣配等不增值物流作业。此过程,不但消耗大量劳动力,而且极易造成物料磕碰划伤。
(3)配送效率低,配送容器简陋。物料的配餐与配送完全依靠自制的木质配送箱和叉车来完成的。自制箱包精益化程度低且作业效率低,同时,叉车在车间物流通道内配送路线杂乱,经常发生物流通道矶略斐膳渌脱映佟
(4)库存资金高,库存周转率低。到货物料不合格、库存物料配套性低、质检周期长、设计频繁更改等因素,需要公司级仓库大量的库存来满足线边库补货需求,否则,极易造成生产线停滞。
三、工位制节拍化生产模式下组装线物流配送优化
1.巡回混载补货
取消直送车间工位的物流配送,将公司级仓库和供应商物料统一补货到线边库,由线边库按照节拍配送计划配送至对应工位。同时,改变传统库存管理,通过与远途重点供应商签订战略合作协议,共享生产计划的方法,实施供应商管理库存的模式(VMI),降低供应链整体库存。在此基础上,线边库采用目的地巡回混载取货(milkrun)的方式进行补货,提高物料补货的及时性和配套性。原理如下:
实施要点主要有:(1)线边库提前3天下达补货指令到各供应商及VMI仓库;(2)各供应商及VMI仓库将三天内需要补货的物料转移到待检区,驻供应商质检员检验合格后转移到合格品区,确保入厂物料为合格品;(3)每次补货的批量为1天用量,即,当天中午12:00前将第二天车间用料补货到线边库。(4)VMI仓库依据“3+3”生产作业计划和库存期量标准,自行完成各自仓库物料的供应。
2.配送容器优化
只有实现了配送容器单元化才能实现配送中对物料的单元管理。基于此,将组装工序节拍化配送物料进行属性写实,分类存储,按照体积属性将物料分为大件物料(A)、特殊管材(B)、小件物料(C)三类。对应特制了三种类型的配送工装车,将不同车型每个工位物料进行合理打包,每个箱包号与特定的配送工装一一对应,实现组装物料单元管理。其中,小件物料的拣配应用行迹化托盘完成,不仅提高了拣配效率,也保证了物料配送过程中的质量。
为解决物流过程冗余,尝试使用储运一体化工装进行“单辆车单工位”打包。储运一体化工装的应用不仅能削减包装箱拆解、物料二次拣配、更换物料承载工装以及废旧包装清理等不增值的物流作业,而且实现了物料的裸件配送,使得仓储作业环节与配送作业环节无缝衔接,大幅提高物流整体作业效率。
3.“列车时刻表”式点对点配送
JIT配送系统要求在准确的时间提供准确数量的产品到达准确的地点,这时的配送必然采取的是多频次、小批量的点对点配送。碳钢组装工序点对点物流配送从以下几个方面实施:
配送路线优化。在SAP系统中对生产线、配送路线进行定义,并且把生产线与配送路线对应起来。组装车间共有4条物流通道,配送到位解编后牵引车返回。工装回收需按照配送路线原路返回物流配送中心。配送路线与生产线对应关系如下表所示。
节拍化配餐。对每条产线的箱包进行编号,工位BOM中一个物料号可以对应多个箱包号(TC1-1-DAY1-1),一个箱包号对应一个工位地址码,箱包号与工装号也需一一对应起来。线边库管库员按照物物料配餐计划组织物流工进行物料配餐,配餐完成后,依据配餐清单对配餐物料进行核对。管库员依据配餐指令及实际配餐清单在SAP系统内进行配餐确认。如果物料不能及时补货影响该箱包按时配餐,补货责任方须提前在系统内申请转序。
配送工装编组。系统首先获取需配送箱包号(TC1-3-G001-1)第一个字段(生产线编号),按照箱包所属生产线不同,自动把该节拍需要配送的所有箱包分成六组;对每条生产线上的箱包按照特定逻辑进行排序。考虑到车间生产台位布局和物流通道设置,TC1-3、TC1-4生产线按照工位号由小到大顺序进行排序,TC1-6、TC1-7生产线按照工位号由大到小顺序排序;对每条生产线箱包进行切割。假设配送牵引机车的最大载容量为6个箱包,则系统自动把每条产线前6包编为一组,直到把该线所有箱包编组完成。需要说明的是,不同生产线箱包不能混合编组;依据生产线与配送路线的对应关系,首先通过识别箱包号的产线字段获取该箱包号对应的配送路线字段(如TC1-P2)。同时,系统自动获取当前日期数据,最后加上当日车次识别字段,即可生成该配送车次(如TC1-P2-20150201-1)。为了平均分配配送Y源,避免物流配送通道拥堵。每条生产线按照编组先后顺序每次取出一组箱包作为第一批配送箱包,假设有10辆牵引车(10组为一批),则依此循环匹配,直至所有箱包匹配完成。工装编组逻辑如下:
物流作业标准。车间作业节拍开始50分钟内为配送中心工装回收作业时间;本节拍配送下一节拍生产用料,配送结束时间为本节拍作业结束时间,单次配送作业周期为25分钟。上一批车配送结束时间为本批车发车时间,依次类推;每批车发车时间为该批车编组结束时间,编组作业周期为10分钟;配餐结束时间为该工装编组开始时间,配餐作业周期为30分钟;每天下午16:30-17:00为锁定配餐时间(配餐内容为第二天第一节拍需要配送的物料)。物流作业标准表如下:
工装回收与保管。车间各工位须在节拍开始40分钟内把上一节拍的物料工装清空并移交到车间工装放置区,配送中心物流工对放置区的空工装进行随机编组,按照配送原路线返回配送中心(入口即出口)。每生产节拍开始后50分钟内,配送中心需把上一节拍配送到车间的工装全部取回。同时,工装号在系统内被释放,可以进行下一轮编组。不同工位的配送工装分别返回放置到对应的工装放置区,便于仓储中心配餐取用。
四、结论
篇2
关键词:制造业;生产物流;成本
中图分类号:F25
文献标识码:A
doi:10.19311/ki.16723198.2017.02.015
根据中国物流与采购联合会数据分析。在整个生产过程的产品, 仅5%的时间用于使用的材料处理和检查部分,而传输和存储、装卸、等待加工状态却占了95%的时间。而尤其需要注意到的是,20% ~ 40%的制造成本是直接关系到物流环节的循环时间。因此本文基于供应链角度对影响制造业生产物流成本的因素进行了详细的阐述,以此提出降低制造业生产物流成本的具体对策。
1 基于供应链的生产物流成本控制理论
基于供应链的物流成本就是利用计算机等技术对企业内部的各个物流环节进行科学的控制,以此达到降低物流成本的作用。基于供应链的物流成本是在客户需求的基础上,协调企业内部供应链的各个物流环节来实现,争取创造更多的附加值,以此提高制造企业生产效率,最大程度控制物流成本。制造业不同于其他行业,物流成本占据制造业成本控制的很大比例,尤其是制造业生产物流成本在整个供应链中占据关键的地位,因此生产物流成本管理的核心是管理供应链物流和停留时间。控制库存的数量、形状和分布,加快存货周转期,物流,信息流和资本流动,形成一个完整的闭环反馈系统,材料供应精确的同步与生产需求。
2 影响制造业生产物流成本的因素
长期以来我国制造业存在重视供应链和销售环节的物流管理,忽视制造业生产物流的成本控制的问题,进而导致制造业生产环节存在市场需求变化反应慢、市场订单交付不及时以及生产效率低下等问题,因此影响制造业生产物流成本的因素主要体现在以下几个方面:
2.1 制造企业物流组织结构
评价制造业物流组织结构的重要因素是看此种形式是否适应企业不断发展的生产形势。我国传统的制造业普遍存在的物流生产管理组织设置以职能划分为主,也就是制造业生产物流管理职能分割为不同的部门,虽然这些部门往往都有上级部门进行主管,但是职能部门难免只从本部门的职能和职责出发,因此,对于企业管控整体的物流成本是不利的。尤其是大型制造业,由于企业规模比较大,管理层次多,造成物流管理职能过于分散,无形中增加了生产物流环节工序,增加生产物流成本。另外制造企业的物流管理信息化程度较低也是影响成本的关键因素。虽然制造业实施了信息化物流管理平台,但是由于受到人力资源、技术以及意识等方面的影响,制造业应用物流信息管理平台的范围与层次还不高。
2.2 生产布局
生产布置问题是最重要的。车间布局是整个布局的基础,制造业企业的核心是这。价值产生的生产原材料、半产品,产品也在流动,因此,车间布局好坏将直接影响到企业生产的工作流程可以有效地凝聚力和企业的生产物流能够有效。例如制造业在生产设备空间的设置过于狭窄就会造成物流混乱,进而增加了人工劳动量,影响降低工作效率。
2.3 产品流程设计
虽然科学技术的发展提高了产品的生产效率,从某种程度上降低了生产物流成本,但是产品生产流程设计的问题会抵消先进技术所节省的成本,以现代制造业为例,为了节约生产成本,很多制造业一般采取分厂生产的方式,往往是设计出产品之后在由各地的加工企业进行组装销售,虽然这样能够提升制造企业的利润,但是销售地需求的变化会使得制造企业生产的产品无法满足市场需求,进而导致挤压的产品不得不返厂,产生了库存和运输的高额物流成本。
2.4 机械设备的使用效率
机械设备的使用效率也会影响生产物流成本:首先,较高的设备使用效率能够提高产品的生产效率,进而降低积压库存现象的出现,避免仓储费用,实现了生产物流成本的控制。例如制造企业通过提高设备使用效率能够及时根据市场的需求生产相应的产品,避免了因过早生产产品而产生的库存、设计不符市场而导致返厂等物流费用;其次提高设备使用效率也能对固定资产折旧方面的物流成本起着积极的效果。另外生产时间的安排也影响生产物流成本。由于在生产环境中原材料在车间大部分处于移动或者等待的过程,因此只有科学的设置生产时间,减少原材料的等待时间才能够降低物流成本。
3 控制制造业生产物流成本的对策
降低制造业生产物流成本就是对生产进程中影响生产物流成本的方面和问题进行优化与改善,以此来促进生产物流成本达到合理水平的系统过程。结合影响制造业生产物流成本的因素,控制生产物流成本的对策主要如下:
3.1 重组生产物流组织降低管理成本
一是要重构制造企业物流管理部门,制造企业要基于生产物流整合的原则,打破互为壁垒、横向分散、重叠建设、条块分割、内耗严重的现状,实现资源最佳投入产出比,实现专业化、规范化的作业流程,;二是制造企业管理者要树立全局物流管理的理念,将生产成本控制纳入到整个物流管理体系中,并且积极学习世界其他国家的先进经验,实施精细化物流管理模式,以及建立和完善物流成本的指标考核体系。
3.2 优化整体布局,加快规范化建设
首先,提高企业物流系统的规划和设计的核心内容是企业产品、制造业、交通、流程图,包括合理化的内部工厂,车间设计和布局,设备布局,通过改变和调整布局优化的物流。改善和优化内部物流过程不考虑企业的整体布局,特别是对企业作业场所科学合理的调整和优化。旁边的合理配置物流设施和设备,设计合理的工作场所。实际需求,结合物流企I改善物流设施的投资和发展,物流和适应先进的设备,如自动分拣装置、装卸机械、运输、移动货架等,提高机械化和自动化程度的分布,更好地为企业生产的商品和材料的需求。
3.3 优化产品设计流程降低企业内部物流成本
基于产品设计流程问题而造成生产物流成本增加的问题,制造企业必须要加强对产品流程设计的优化改善:首先将产品生产流程从"串行"改成"并行" 。企业生产产品时,通常总是一步没有完成,下一步将不得不等到开始一步完成后,如串行连接电路往往使企业运营效率非常低,但是一些过程实际上是不必等到最后工序可以完成,如果可以修改这个系列的线性模式并行,让一些过程的同时,不可避免地可以大大提高工作效率;其次产品生产设计可以实行跨区域完成,改变以往的单独部门操作的生产模式。由于制造企业的产品生产是由多个部门共同配合完成的,任何部门的失误等都会影响到整体的生产成本,因此制造企业要实施集中管理,跨区作业模式的强化对产品生产设计进行整体把握,一方面降低了产品设计不合格现象的出现,另一方面提高了生产效率,降低了物流成本。
3.4 推动信息化平台的完善,实现信息共享
首先,提高物流信息系统的应用,加强促进改善物流管理信息系统。企业应充分利用现有的先进的互联网技术、云计算技术等,促进企业信息系统应用程序的改进。建立一个集中的信息共享平台。让所有材料的数量和位置有关部门理解。分析生产进度和安排购买原材料和成品交付;其次构建以信息技术为核心的现代物流系统。企业内部物流的发展表明,高新技术为代表的信息技术来提高企业的物流效率,降低物流成本起着重要的作用。
总之,基于供应链的制造业生产物流成本在整个物流链中占据重要的地位,因此基于制造业降本增效的要求,制造企业必须要从生产物流角度进行计划、组织、协调与优化,以此实现对生产环节的管控,提高生产物流效率,使得有限的资源得到最优化配置。
参考文献
篇3
摘要:由于钢铁企业的生产是化学加工和物理加工相混合的长流程生产模式,其内部的生产物流管理具有很强的行业特点。从钢铁企业生产运行实际出发,具体分析了钢铁生产物流管理的要点,提出了钢铁企业生产物流管理的基本构成和需解决的关键问题,并进一步阐述了相应的管理策略和解决方案。
一、前言
制造业物流管理主要包括采购物流、生产物流、销售物流、回收物流、废弃物流等。由于钢铁企业生产周期相当长,从原燃料入库到成品出厂的整个生产组织过程至少在60天以上,故钢铁企业的生产物流管理的优劣将直接影响到产品的交货周期、在制品库存、生产运行成本等企业生产经营的各个方面。因此,在全球钢铁行业产能严重过剩的状况下,随着全球经济一体化的不断深入,钢铁产品的市场竞争日趋激烈,依照钢铁企业供应、生产、销售等固有的业务特点,构筑高效的企业生产物流管理体系,适应市场竞争的需要,就显得格外重要。关于企业生产管理,特别是物流的概念、物流活动的基本构成及物流管理的内容详细介绍。
鉴于钢铁企业的生产是化学加工和物理加工相混合的长流程生产模式,它的生产物流管理具有很强的行业特点,一般论著涉及不多;在管理方式上,它与传统的基于MRP/BOM展开的物流管理策略有很大的不同。故本文将按照钢铁企业物流管理的具体特点,结合宝钢多年的物流管理经验,就钢铁企业的生产物流管理模式作些探讨。
二、钢铁企业生产物流管理要点
2.1钢铁企业的生产运行特点
要了解钢铁企业生产物流管理的要点,首先要搞清楚钢铁企业的生产运行特点。现代大型钢铁联合企业的工厂布置都是按钢铁生产的工艺流程来设置的,一般的生产流程,如图1所示。如图1所示,从工艺流程上看,钢铁企业属于典型的、流程型的生产类型制造企业,因此只有大量大批的生产才能使企业获得较好的经济效益。但随着客户需求的日趋多层次、多样化、个性化,致使对产品的要求已是多品种、小批量,要解决大量大批生产与需求要求多品种、小批量的尖锐矛盾,有必要对钢铁企业的生产过程进行细分。按照钢铁企业各工序的工艺特点和管理特点,可将钢铁企业的生产流程分为两大部分,见图1中的虚框1和虚框2。
虚框1是高炉冶炼区。生产任务是向下道的炼钢工序提供合格的铁水。由于高炉炼铁所固有的工艺特性,并且追求的是高产、稳产和低成本,因此,高炉炼铁是按标准铁水成分生产单一的产品,这一生产过程属于典型的连续的流程型生产类型。虚框2是炼钢、轧钢、成品生产区。合格的钢铁产品包括内在质量(理化性能)和外在质量(表面及外观),内在质量的关键部分是由炼钢工序决定的(化学成分),产品的其他质量属性是在轧钢和再处理工序形成的。因此,要生产满足客户需求的钢铁产品,炼钢及以后的各道工序必须采用按客户订单组织生产的方式,也可部分依对市场需求的预测以存货生产方式组织生产。
2.2钢铁企业生产物流管理要点
介绍了生产类型的概念和分类方法,而通过对钢铁企业生产运行特点的具体分析,可以看出钢铁企业内部存在有不同的、甚至是混合型的生产类型,对于不同的生产工序需要采用不同的管理方式。如图2所示,对于不同的生产工序,其管理对象是不同的,因此,不同工序对应的管理要点、管理项目也不一样。面向生产流程的管理,是生产过程的日常管理,它的管理对象是各种不同的物料,它们可能是散货状的矿石、煤炭;也可能是高温的液体铁水、钢水;或者是单件管理的钢坯、钢板。显然,不同的实物对应不同的运输、加工、仓储方式,它们的计划管理、物流控制的要点也就各不相同,但其管理实质是相同的,即通过生产计划管理和质量管理强化对物流的控制。通过对生产过程的严格管制,从而确保物流的畅通,最大限度地实现各主体生产线的连续一体化作业,获得最大的规模效益。这对于高炉冶炼区域的管理尤为重要。钢铁企业存在的理由就是要能提供满足市场需求的钢铁产品。围绕这一目的,为满足用户需求,换一个角度,从业务的角度来看,企业的主业务流程管理内容与面向生产流程的管理有很大的不同,其要点及管理项目。面向主业务流程的管理,它的管理对象是客户订单、以及对应于订单的实际材料(材料与订单的关系),物流管理的目标就是向客户按时交付产品,满足客户的需求。因此,按客户订单生产的经营思想在炼钢工序就要充分体现。综合图2和图3也可以看出,面向生产流程的物流管理与面向主业务流程的物流管理,其交叉点是从炼钢工序开始的按客户订单生产(或部分产品依对客户需求的预测进行生产)。
三、钢铁企业生产物流管理的关键问题
由上述分析知道,可以将钢铁企业生产物流的管理模式分为两种类型,即一种是以高炉炼铁区域的面向生产流程的物流管理;另一种是从炼钢开始到成品发货为止的面向订单的物流管理,它采用面向生产流程与主业务流程相结合的物流管理模式。由于在流程的不同环节,其管理对象不同,致使管理的要点和管理项目也不完全相同,这也就决定了在钢铁企业生产物流管理中,需要采用不同的管理策略和方法。
3.1高炉炼铁区域:面向生产流程的物流管理该生产区域连续一贯性的生产特点、管理对象、管理要点和管理项目,决定了其物流管理的本质是实施对物流的严格控制。由于高炉炼铁是采用按标准铁水成分法生产单一产品的生产方式,因此,该区域的物流管理需重点解决的问题有以下2个方面。
(1)矿石及煤炭配比优化技术、全球的优质铁矿石主要分布在澳大利亚和巴西等地,为实现高炉炼铁的高产、稳产和低成本,象日本的新日铁、韩国的浦项和我国的宝钢以及台湾省中钢等,都采用不同地区、不同品种的铁矿石进行生产。低成本及稳定优质的铁水取决于铁矿石的质量、价格及配比结构,同时,矿石的配比还受高炉的寿命、操作条件等限制。因此经济合理的矿石配比成为高炉炼铁的一项核心技术(简称“配矿技术”)。同样,煤炭配比优化技术(简称“配煤技术”)也具有同等重要作用。各钢铁企业根据自身的生产实践经验,在不同时期,依全球的矿石和煤炭的资源供应、运输等条件的变化来调整和优化配矿和配煤方案,一般多采用专家智能分析与支持系统。配矿、配煤方案是钢铁企业编制原燃料采购清单的重要依据,是形成采购供应方案的基础。由于矿石、煤炭等是钢铁生产的主要原料,因此对这一类的物料供应需要进行战略性规划,要与供应商建立长期合作关系,以构筑相对稳定的物流管理。
(2)原料输入、输出及料场的优化。原料的输入、输出管理是对配煤、配矿方案实施的过程管理。原料的输出系统是企业内部的运输系统,依散货的特点,一般都采用皮带运输,管理的重点是从不同的料场所输出原料的配比与批次。输入有水运和陆运两种方式,对于主要依靠进口原料生产的企业,如新日铁、浦项、宝钢以及台湾省中钢等,平衡船舶、码头和港机的能力是物流管理的一项重要内容。因此,结合企业内料场的分布和存量,上述企业都不同程度地建有料场智能化管理系统和输入、输出系统决策支持模型。
3.2炼钢、轧钢、成品区域:面向生产流程与主业务流程相结合的物流管理该区域的生产特点是实施连续化的大生产,在满足用户需求的同时,最大限度地发挥生产能力,取得企业效益最大化。大规模定制是这个区域生产组织的基本思想,因此钢铁企业在炼钢—轧钢区域的生产必须采用内部主业务流程与生产流程相结合的物流管理模式,其管理模型如图4所示。为构筑高效的钢铁企业内部物流管理,如图4所示,需要解决的关键问题如下。(1)需求管理功能①需求预测模块:管理和预测客户需求、规划战略性客户等;②销售计划模块:价格管理、销售计划、产品组合优化、利润预测等。(2)订单谈判及签订功能包括客户询单/订单管理、动态产能管理、交货期应答及承诺等。(3)订单排程功能包括订单优化组批模块、订单优化排序模块、材料匹配模块、动态产能优化模块等。(4)生产制造控制①连铸—热轧一体化计划:关键是制订炼钢的出钢、精炼、浇铸及热轧轧制一体化生产的“火车时刻表”,并使物流按“时刻表”移动;②材料的组批生产:在炼钢及以后各工序的生产中,材料是按客户订单进行加工的,为增加加工批量,需要对材料进行组批生产,以取得最大的经济效益。(5)成品发货管理根据储存和运输的能力以及客户订单的交货期、运输方式、产品交付地点等,对发货成品进行优化组批,建立成品的物流运输模型,实现经济批量运输。
3.3其他
(1)铁水调度优化在钢铁企业的生产流程中,如图1中虚框1与虚框2所示,其交接点是高温的液态铁水,高温物流的特点是连续的不可间断性。为确保炼钢的正常生产,铁水的优化调度和铁钢的优化对应非常重要。
(2)实时的物流跟踪技术钢铁企业生产的另一个特点是大规模的物流,物流的信息量非常庞大,必须依靠现代的信息技术才能支持高速的物流,实现信息流与物流的同步。因此,建立制造执行系统(MES)是实现钢铁企业内部高效物流管理的基础。
(3)生产事故应急处理钢铁企业在日常生产中,总会出现各种各样的事故,对应各种事故要有应急对策,依长期实践经验建立企业的专家决策支持应急处理系统。
四、结语
钢铁企业生产物流管理系统是一个复杂的系统,衡量生产物流管理是否高效,关键看能否充分适应包括外部市场的要求。各企业依其所处的内外部环境构筑各自的物流管理体系,针对不同的管理要点和所需解决的问题,选择不同的物流管理解决方案。从我国宝钢等部分钢铁企业的成功经验也可以看出,依据钢铁企业生产运行的特点和管理要点,设计完善的生产物流管理体系,并借助于信息技术,实现物流、信息流、资金流的同步,这对于改造传统企业、提高传统制造业的市场竞争力具有非常重要的意义。
参考文献
篇4
1 物流分析
一辆汽车由上万个零部件组成,组织生产需要上百家直接供应商和几千种外协零件(或总成),其物流系统十分复杂。随着汽车销售向按照订单生产转变,这就要求汽车公司的物流系统和生产系统具有更高的柔性。汽车制造企业的物流系统主要包括4个大的方面:1)原材料、零部件供给的供应物流;2)生产过程中的生产物流;3)将所生产的商品运送给分销商或直接运送给最终用户的销售物流;3)废弃物处理物流。精益生产系统是由日本的丰田汽车公司发展起来的。经过40多年的改善与发展已形成了一种完整的管理哲学和方法体系,可以应用于企业的整个物流体系中。它定义为:为了实现企业对员工、社会和产品负责的目的,以彻底杜绝浪费为目标,实施连续改善的一种体系[1]。
2 精益思想
在供应物流中的应用精益生产方式的供应物流管理要求供应商生产零件每天运送一次,甚至一天运送几次(例如汽车水箱、前车箱、座椅之类的大部件)。这主要是为了减少整车厂的库存水平。日本丰田汽车的供应商一般都位于公司所在的爱知县内,距离一般小于25 km,这种方式是可行的。在我国,主机厂和供应商往往相距很远,这就需要根据我国的实际情况制定合理的物流方式。武汉神龙汽车公司[2~4]实施国产件200 km布点原则,供应商位置超过200供货km,即被要求在神龙公司附近设置中间库,来满足及时供货。外协件运到工厂后,按到货先后和紧急程度进厂,卸货至厂内卸货站台。而上海大众汽车有限公司对除标准件外的所有零件要求供应商及时供货,符合运输条件的零件和供货厂商要直接送货到生产车间内的仓库(内库)。无运输条件的供货商必须在上海大众附近租用仓库,并要通过配送中心向上海大众及时供货。以上的方法可以满足主机厂“准时生产”的要求,但也有很大的缺点:厂内的储存点和储存量较大,库存成本较高;调度协调工作量和难度较大。对这个问题的解决方法是直送看板供应,即主机厂以看板作为指令,供应商按照看板要求(产品需要的数量,时间和排产顺序等)将外协件直接运到生产线边,而不进入主机厂的内库。一般来说,应优先选择占用资金多、体积大的零件来实施。这种方式对供应商提出了很高的要求:其产品必须达到质量免检的水平,而且供应商必须能够实施小批量多频次供货。神龙公司对4家供应商的27个供货品种的实施直送看板的经验:平均库存水平同比下降85%,减少仓储面积60%,减少容器占用70%。在企业中推行精益思想并不是简单地把企业的库存转移到供应商处———这并不能带来整个供应链的优化,需要供应商的分供方也推行及时供货,这样整个系统才能实现最优。应该指出的是,采取租用仓库来供货的供应商的库存成本和运输成本不可避免地要大于采取直接送货的厂家。而且,这些厂家随主机厂的生产计划变更而改变供货的灵活性较低。在这个消费者需求多变、产品更新非常快的时代,企业的反应速度已经成为获取竞争优势的一个重要方面。而企业的反应速度很大程度上是由其生产系统和物流系统的灵活性决定的。在企业选定了供应商后,其供应物流对外界条件变化的反应速度也大体决定了。一般来说,对价值比较低的非标准件应该采取就近采购的原则,而价值高的非标准件,可以采用汽车、火车、空运的方式来解决灵活性的问题。
3 精益思想在生产物流设计、规划中的应用
3.1 生产物流的重要性
生产型企业的内部物流是伴随着生产加工过程而产生的,生产物流是指生产过程中原材料、在制品、半成品、产成品等在企业内部的实体流动。生产物流运行的效率及运行的成本直接影响企业的效益。良好的生产物流设计、规划和管理是提高劳动生产率和产品质量的关键。改进物流的重点一是减少传送和等待时间;二是减少仓库和生产线边的库存数量。
3.2 精益思想对生产物流的要求
精益生产是一种生产管理哲学,它的基本目标是找出企业生产活动各方面存在的浪费,找出原因并予以解决。精益生产方式认为生产中存在7种浪费:过量生产的浪费,等待时间的浪费,运输的浪费,库存的浪费,工序浪费,动作的浪费,产品缺陷的浪费。其中多数的浪费都与物流有关。准时化生产(Just In Time,JIT)是精益生产的两大支柱之一,JIT方式下理想的批量规模是1,一个工人完成一道工序,然后将零件交给下一个工序去加工。JIT的实施强调进行“一物流”的生产和拉动式的生产。这就对供应商提出了直送零件到装配工位的要求。
3.3 生产线、车间的物流规划
对汽车制造企业来说,其生产工序一般可以按照机械加工工序和装配工序来划分。下面分别讨论在这两种工序中实现“一物流”的方法。现代制造企业针对产品零件多样小批量的特点,在加工工序中普遍采取了柔性制造单元生产方式。传统的设备布局中,采用料箱或料车作为在制品、半成品的主要搬运工具,物品达到一定的数量后,才搬运至下一道工序,工序之间存在较大的在制品数量。在设备单元化布局中,采用传送带、滑道或滚道等传运零件,如果相邻的机床的加工节拍基本平衡,那么,生产就可以按照“一物流”的方式进行。精益生产的制造单元规划是往往是采用“U”型布置机床。
不同功能的加工设备根据工艺要求,按加工顺序组合成为一个相对独立的单元,并尽可能平衡设备的加工节拍,使生产节拍相对保持一致,并且在设备之间设置合适的上下料道。制造单元的采用大大减少了零件的传递路线和无效工时,实现了一物流的运行状态,方便操作,提高了生产效率。对于一个工厂来说,在最初时,可能不具备实现整个加工过程“一物流”生产的条件,这时,就可以将加工过程分解成若干个小型柔性制造单元,每个小柔性单元中是“一物流”生产,在逐步发展的工程中,最终形成整个加工过程的“一物流”生产。对于装配生产线来说,“一物流”的生产的实现首先要对生产线进行全面分析,改善生产线布局,减少搬运浪费、减少动作的浪费[5],以去除无增值工序。其次,合理设定生产节拍,工序间库存的本质就是生产不均衡的表现。通过消除生产中的瓶颈,来实现生产的平准化。
实现装配零件直送工位主要有两种办法: 1)车间内同步供货;2)供应商直送看板。1)车间内同步供货上海通用汽车公司根据企业和供应商的实际情况,采用了进厂零件一律送往统一的配送中心,然后由配送中心统一配料、发货给各工序。例如:在发动机的装配车间设计特制的料箱,一个料箱内放入了一个工序所要装配到一台发动机箱体上的全部零件,每个零件都放置在料箱特定的位置,在一台发动机经过一道工序时,操作工人容易做到既不会将不同的配件装混,也不会漏装某个零件。这项防错措施的实施,大大提高了产品的质量和工人装配的速度。这种配送中心的物料供应系统具有以下几个优点:①服务于生产一线,提高一线操作工人的效率。②消除废品,并隔绝废品,使之不传递到工序上。③以工序为中心,根据工序的要求设计配料方式。④减少了使用点的库存量。缺点是:虽然降低了线边库存,优化了现场管理,但是仍有大量的库存在仓库里,并占用了配送站的面积。对这种方法的进一步改进就是供应商直送看板。2)供应商直送看板供应商直送看板指的是供应商将按照主机厂的要求将外协件直接送至装配工位旁。由于取消了进货检验,以及装配工位旁取消了库存,对供应商的产品质量和供应提出了很高的要求。采用直送看板供应的前提条件是:供应商产品高质量;产品价值较高或者占用面积较大;供应商供应的准时性———一般要求供应商供应点在50 km范围内。同时要求能够多批量,小批次供货。采用供应商直送看板能大幅度降低厂家的库存水平,根据神龙汽车公司实施的经验,到1999年底,该公司发展了4家直送看板供应商,27个看板供货品种,平均库存水平同比降低85%,减少仓储面积占用60%,减少容器具占用70%。就汽车发动机生产车间为例,可以从整个车间的物流规划中理解精益生产物流规划的特点:①物流要短:毛坯库要靠近零件机加工线的始端,零件机加工线的末端要靠近总线装配线的入口,外购件库要靠近总成装配线,总成装配线末端要靠近总成的成品库。②仓库的储存量应为最小、库存面积最小———目标零库存。③物流合理:零件的流水生产线上各工序的物流要畅通,无迂回,几个零件公用设备的物流无干涉,无多余搬运等。④设计和选择合理的工位器具、运输工具和车辆等。⑤返修场地最小。⑥机床之间的距离应尽量小。⑦生产线尽量按U字形布置,有利于一人多机管理。⑧一切为生产服务的后方辅助部门必须布置在现场,如机修和刃磨、工具分发、精密测量室、快速金相试验室、快速理化实验等。⑨考虑今后发展面积。
3.4 辅料、工具的物流配送
在生产物流中,除了在制品物流外,现场的辅助物品的物流管理也是影响生产的重要因素。现场辅助产品物流主要是工具和工装等的管理。在汽车企业中,工位器具应视为产品工艺的组成部分,其优劣直接影响整车的装配质量。现场工具管理的基本要求是,组织工具的准时供应,保证工具的合理使用,降低工具消耗。采用的做法是工具直接送工位,定置集配管理等。
4 精益思想在销售物流中的应用
传统的汽车企业的整车销售物流是一种“推动式”系统,生产厂商按照市场预测生产产品,然后通过市场营销,将产品卖出。其优势在于能充分享受规模经济的利益,即通过批量商品的生产和运输来实现单位产品成本下降,但市场风险很大。一种车型往往有多种不同的选装件配置,如果再考虑到车身的不同颜色,一种车型可以多达几十种款式。此时,如果按照预测生产,有可能会造成部分款式缺货,同时却有很大的库存积压。实施精益思想的生产企业按照定单生产和组织发货,其销售物流是一种“拉动”系统,企业在接到销售商的定单后,再将货物发送至销售商处。它的优点主要表现在库存的减少,从而降低了成本,并减少了市场风险。这种按照定单生产的模式对企业的销售物流系统提出了很高的要求,表现在企业必须对销售商实施多频度、小批量的及时供货。一般地,企业的外部运输主要由社会运输单位承担,企业主要做好与销售商的信息沟通和管理。整车企业外部物流管理的另一个重点是备件管理。传统上,企业的备件是由供货厂将备件运到本公司的备件总库,然后再由总库向分布在全国的中心库分配,最后再提供给特约维修站,这种方式存在着运输路线长、重复等诸多弊端。一汽轿车公司在解决了包装和粘贴防伪标识等一系列问题后,成功实施了“备品直供”,从而节省了大量的成本。
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珠海工厂由于建成的时间跨度长,各期分厂的生产物流规划完全不同,并且与之配套的物资库房几乎全部是楼库,空间分割严重,有效利用率较低。近年来随着产能的急剧扩增,以及汀单要求的小批量、多频次生产模式的推进,库房库容、出入库作业效率、生产物流配送准确性、IT系统的支持等方面,逐渐成为制约其生产进一步提升的瓶颈。
法布劳格受格力公司委托,根据客户要求以及珠海工厂现状,从多个方面开展物流改善工作,具体包括:库房库容的提升、库房布局的调整、库存结构的优化、供应商来料的入库组织、入库效率的提升、库房库位管理的优化、物料出库的拣配优化、生产物流物料上线模式的优化、IT系统功能的增加、设备人员的配置测算、投资收益分析以及相应的操作流程规划。
其中,对库房优化方面,通过设置来料叫号系统,组织供应商的入厂卸货操作,提升卸货效率,并改善厂内卸货车辆无序、拥堵的状况;清理呆滞废料,并将战略储备料转移至外库,提升现有库房库存的流转速度及有效空间利用;设置双核库房,有效减少厂内交通压力,提升物料需求的响应速度,并提升物料齐套检验的可得性;对库房进行条码化的库位管理,并重新调整库房布局和物料种类的位置分布,减少物料存储状态不定、位置不定、找料时间长的问题,使物料存储操作、分拣操作效率得到提升。
对物料进行不同上线模式的设定,将上线物料的数量从24h的需求压缩至6h的需求并朝2h需求改善,使线边物料库存得到降低,提升上线的分拣操作效率;加强物料上线前的齐套检验,减少生产计划频繁变更的次数;时区物料齐套配送,减少送料员工要时时查看每种物料导致操作效率低下的情况;推行KLT标准、存储托盘标准,使物料包装操作标准化、规范化。
对IT系统和流程优化方面,通过优化批次码与物料的匹配关系,增加拣选单的生成模块,优化与之对应的操作流程。增强IT系统对操作的指导和防错效率,提升物料存储、出入库效率及账务的一致性;整合车队与库房运输、配送业务,减少内部交接环节,使物流流程更加顺畅。
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关键词:堆场;件杂货码头;网格化;建模与仿真
中图分类号:U693 文献标识码:A 文章编号:1006―7973(2017)03-0060-03
作为运输系统中的节点之一的件杂货码头,近几年件杂货吞吐量一直持续增长。为满足件杂货运输需求,我国持续投资建设件杂货码头。然而件杂货码头因其生产物流复杂等特征,一直面临堆场利用率不高、装卸作业效率低、管理信息化水平不高的问题。如何做好科学的件杂货码头的规划与设计,实现件杂货码头的高效运营就成为亟待解决的难题。本文通过建模分析与仿真工具,旨在为件杂货码头的建设与运营决策提出技术支持、可操作的策略建议。
1 件杂货码头生产物流的复杂性特征
1.1 集疏运作业难以确定化
因件杂货码头中,不同货类、船舶、汽车进出港时刻及在港时间不确定,这使得集疏运作业状态变化随机,难以确定。集疏运作业的随机性驱动着码头系统的动态过程。因此集疏运作业中的时间参数、作业属性等变量,表现为多样化和不确定性。具体表现如下:
(1)货物种类多样化:货物涉及到各种日常和工业用品,规格不一、种类繁多,堆垛要求不同。根据各个货场的位置、面积及承重要求,及货类比例、堆场容量等因素制定固定货类及货量的固定堆存和随机堆存方案,以尽可能保证货场堆存的规范性。
(2)货物性质差异化:货物物理和化学等性质及包装形式如裸装或包装差异大。件杂货如其外形、比重及锈蚀性、易熔、易腐、吸湿等性质不同。因其性质差异大,使得堆存作业难以统一标准化。
1.2 堆场作业随机粗放化
堆场是对件杂货进行装卸和堆存的主要区域,影响码头生产作业能力的关键因素很多。其中包括堆场的疏运能力和储运能力。在货场货物通常有两种储存策略:随机堆存和固定堆存。堆放或存放不同货类,需考虑不同货主要求、货类自身特点、还有货物堆存期等诸多因素。上述两种策略虽然也有其各自优势,但两者不足之处也显而易见,就是垛位划分粗放,做不到精细化管理,使得堆场利用率一直不高,加上多个货场内分散堆放着件杂货码头的货物,不集中、不连续、随机粗放的堆放,还会引起转场作业,使得装卸作业出现中断停顿。
1.3 装卸作业离散动态化
件杂货码头装卸作业涉及多种集疏运方式,而运输工具到港时间具有随机性和离散性,考虑装卸机械设施和用工属具的不同,装卸作业要适应多样化货物的动态需求,会出现作业不连续,导致该作业效率不高。
2 件杂货码头堆场垛位网格化描述
2.1 网格化管理
网格化管理是一种代化管理思想,借用计算机网格管理,利用现代信息技术,将管理对象基于特定的标准分成网格单元,建立协调机制,通过各单元网格的信息互动,共享组织资源,旨在实现资源整合,提高管理效率。本文依照网格化管理思想,将件杂货码头每个垛位或成组货物抽象为管理单元。
2.2 网格化过程
本文中的堆场网格化就是将件杂货码头各堆场各货场,依照货物种类,客户不同、及装卸设备等标准细分为连续的、一定容量的小矩形网格 (图1)。网格的大小与堆场面积、货量、货物规格及堆场设备大小有关。显然,网格越小对堆场描述越精细。在件杂货码头的堆场里,货物的存放通常根据货物品种和客户不同分开堆放。堆场垛位网格化示意图如下图1:
示意图1解释:堆场划分通常遵照场地布局及货物种类进行划分为场地A、场地B等,A、B、C等大写字母代表件杂货种类如铁矿石、钢材、水泥、化肥等,字母后面的数字代表大类中的小类如钢材中的钢板或钢卷。按货物固定客户、随机客户和预留客户进行排号编码,按目的地进行行号编码,将各场地如A2划分成如3-1、3-2这样的存储单元。
2.3 网格化建模参数定义
(1)场地进行y一编码,建立件杂货种类编码代号及场地面积S统计表。
(2)行号为i(i=1,2……),排号为j(j=1,2……),轮胎起重机工作通道宽度为m。
(3)单元网格面积s=S/(i-1)*m*j 。
(4)网格忙闲状态分别用1和0表示,表示垛位是否占用用变量xij表示。
(5)单元网格数目n=i*j,行号和排号越大,单元网格数目越多,意为堆场资源调度越精细化。
3 面向堆场网格化的件杂货码头生产物流仿真模型
3.1 仿真总层次模型
根据件杂货码头物流系统的实际构架来确定层次结构并定义子系统以及作业之间的所属关系。构建的件杂货码头的物流系统层次模型如图2所示。此模型是件杂货生产物流系统的通用模型,适用性广,可推广拓展应用到所有件杂货码头生产物流系统的建模与仿真分析。为了便于建模,系统按功能不同细化为四个子系统:集疏运作业系统、堆场作业系统、装卸作业系统、信息统计系统。
3.2 集疏运作业模块
基于件杂货码头的信息管理系统中的各货类到港间隔时间进行统计分析,找出不同货类的船舶或火车等到港的间隔时间规律,具体包括计划管理、船舶管理、汽车管理、进出港时间等。
3.3 堆场作业模块
依照堆场网格化原理,根据集疏运作业模块中呈现出的规律,为不同货类分配堆存空间,同时判断垛位货格的忙闲状态、货物进出场的条件,并实时地将数据输出到信息统计模块。
3.4 装卸作业模块
装卸作业包括码头前沿装卸船作业、码头前沿与货场间水平运输作业、堆场的装卸作业。其中,门座式起重机主要完成码头的前沿装卸船作业,有时候船机和叉车也会参与其辅助作业;拖车主要完成码头前沿与堆场间的水平运输作业;而堆场的装卸作业主要由轮胎吊完成。有时叉车也可参与码头前沿与堆场间的运作业及堆场的装卸作业。衡量港口码头服务质量的核心标志是装卸效率的高低。因此装卸机械的性能参数、数目配置及其资源调度至关重要。
3.5 信息统计模块
该模块主要统计各装卸机械的作业时间、船舶等待时间、堆场占用率、船舶在港时间、港口货物吞吐量等,并通过统计图表方式显示出来。
4 仿真模型应用
4.1 总仿真模型
秦皇岛港杂货码头仿真模型的主要有集疏运作业系统中的出入口、十字路口模块,火车、汽车运输、船舶到港离港模块,堆场作业模块;装卸作业系统有泊位、船舶、流动机械、门座起重机等子模块;及信息统计系统模块。其中堆场作业系统通过特种函数执行优化算法来安排各类货物的堆放场地。具体仿真模型截图如下图3所示:
4.2 网格化堆场模型
基于上文堆场网格化描述,建立其网格化模型。结合堆场按照货物大类的编码规则,垛位网格单元的划分,通过智能搜索函数,依次对件杂货码头堆场的网格进行扫描,记录网格单元的堆存量、网格空闲、忙碌状态等信息。同时计算出空闲的堆场网格数目及空闲区域总容量,根据船舶、汽车入港的卸货工作计划即将进堆场的货物量,来确定预堆存区,选定最合适的堆存区,并将这些网格单元状态参数赋值为 1(即为占用状态)。等网格内货物运出实现清货时,其状态就发生改变,标记为0,可为下一次即将到来的货物所调用。仿真模型如图4所示。
4.3 试验数据与分析
基于所建模型,按照不同的作业情况组合,进行变量输入,参数赋值。经过多次仿真试验,得到试验数据。通过实例秦皇岛港口数据调研及仿真输出的数据统计分析,试验工况有船舶到港平均时间间隔为7.5、6、5小时三种情况,特殊情况的极限作业如船舶到港间隔时间为4小时。本文选取船舶到港时间间隔为5小时为例,堆存期分别为8到16天试验数据统计如表1所示。
仿真试验结果显示,各工况进行比较,当船舶到港平均间隔时间为5小时,就会导致船舶等待时间明显增加,而年吞吐量也实现预期增长,达到1700万吨,泊位平均利用率提高到55-62%。而对装载机的需求平均在8-11台,高峰达到23-25台;对装卸搬运车辆(叉车、轮胎吊等)的需求平均在16台以上,高峰接近55台左右。网格化堆场模型试验结果显示,采用精细网格化堆场管理策略后,和原始的固定堆存或随机粗放策略相比,堆场利用率显著提高。
5 研究结论
长久以来,件杂货码头一直面对货源种类复杂,包装形式多样化,规格不统一;装卸作业效率低,难以标准化;堆场利用率难以突破等难题。本文基于网格化理论,通过运用其随机作业过程中的不确定规划、资源调度、建模仿真等方法,对件杂货码头这一离散的、动态的、复杂的生产物流系统进行研究。以秦皇岛港件杂货码头为实例进行不同工况的仿真试验,试验结果表明:面向网格化堆场的件杂货码头,有助于其堆场利用率的提升;科学调度装卸设施资源,有利于其装卸效率的提高。
参考文献:
[1]贺晶晶. 基于Plant Simulation的件杂货码头生产作业系统建模与仿真研究[D].武汉科技大学,2015.
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1实验室的建设思路
实验室的建设思路是将“工业工程专业”同“物流工程与管理专业”进行有效融合,又不失各自特色,更好地体现工业工程的系统性和现代工业信息化的发展。实验室模拟生产制造企业布局,以工厂物流设施及装配流水线为平台模拟典型的生产运行流程,结合先进的物流理念,进行“模拟、综合、设计”多层次的实验研究工作。
1.1以“基础IE理论为依托,IE理论体系为架构”的工业工程实验设置思路
“基础工业工程”、“生产计划与控制”、“质量管理”、“精益生产”等各门专业课根据工业工程专业总体培养目标,结合该课程本身知识点,围绕统一的实验对象开发实验,体现课程间的联系,从而突出IE的系统性,建立有效贯穿理论课程的实验教学体系[1]。系统规划和实验设置要充分考虑IE的系统工程的特点,不仅对学生的基本技能进行训练,更要注重训练学生采用系统论的方法,综合所掌握的工程理论知识来解决工业现场的实际问题;能够合理调度工业现场的各种资源,使效益实现最大化。这就要求实验系统不但能够使学生对相应专业课程得到认知和训练;更要求实验系统能够综合贯穿IE理论体系,通过一个共同的实验载体,将各项实验联系起来,形成有机整体,让学生以面向现代工业制造、体现供应链流程的实验系统为平台,进行综合性、系统性的工程实践与管理作业。
实验设置可划分为以下三个层面:
(1)工程基础认知层面
以工程实际为背景,提供工业化设备,并且保证设备中基本涵盖工业领域正在得到广泛应用的各种先进控制技术和正处于物流前沿领域的物流装备,得以让学生接触实际的工业设备,且营造一个模拟离散型生产制造企业的实验室环境[2],增加学生对工程实际的感性认识。
(2)基础工业工程理论层面
让学生选择感兴趣的模型亲自进行生产并分析,延续经典工业工程实验如工作研究、时间测定、动作分析等,旨在掌握基础IE的知识和技能,树立工业工程意识,为日后应用IE技术和方法解决生产实际问题奠定基础。
(3)工程实际研究层面
使实验体系能够模拟企业的生产制造、供应,物流、质量管理、信息交换等包括物流、信息流、资金流的大部分综合IE活动,让学生通过实际操作和接触IE活动来增强“应用IE手段提高生产率和保证质量”的各项技能,从而使学生加深对IE课程体系和研究方向的理解,培养学生的工程分析、规划、设计和方案优化的能力以及创新意识。
1.2以“供应链管理”为核心理念的宏观企业及第三方物流实验设置思路
供应链管理的核心为反应敏捷(Agile)和能让各方利益协调一致(Aligned)、适应性强(Adapta-ble)。对供应链进行综合分析,应用供应链的策略、基本方法,可以帮助企业降低库存、降低成本、提升反应速度、提升企业竞争力和创造可持续的竞争优势。因此,物流实验室的建设要以供应链管理为核心,以物流业务流程为基础,以先进的物流设备如立体库、条码、射频、电子标签为实现手段,搭建一个兼具前瞻性、实用性、开放性的现代物流综合模拟实验室[3]。实验设置通过物流流程让学生体验现代物流的核心活动:订单、仓储配送、运输、库存控制、客户服务等,达到让学生体验真实物流场景的效果,培养学生对复杂的物流系统进行设施规划、设计、过程优化以及流程管理的实际能力[4]。
实验设置可划分为以下两个层面:
(1)了解体验供应链的流程
学生可以通过系统模拟:从货代/报关/检验/检疫等进出口货物的管理,以及货物到达物流中心、通过入库线进行货物入库操作、到原材料出库送至装配流水线加工、到成品入库等一系列的供应链流程;还可进行成品出库、终端配送等第三方物流流程,及超市仓储物流的管理和配送实验,从而提高学生对物流综合知识的理解,扩充感性认识,综合培养学生库存管理、生产物流方面的意识和理念。
(2)物流系统规划与研究
结合理论知识和经典案例,鼓励学生进行实际问题解决的实验实践活动,运用运筹学的知识进行库存管理、资源优化配置和决策分析等,利用系统仿真软件进行生产物流设施规划方案的设计优化等,以加深对现代物流工程的理解,培养自身的物流规划执行能力[5]。
1.3建立适应“教学+科研+培训”三层需求的综合实验室平台
(1)工业工程及物流工程专业本科生基础性教学实验平台
以“工业工程和物流专业”本科教学大纲和实验教材为指导,进行基础IE的“动作研究”、“标准工时”、“操作分析”、“流程程序分析”等实验;更可作为“现代物流设施与规划”、“自动化物流系统的设计与研究”、“物流装备”等课程的配套实验平台,将典型的物流流程设计为实验,深化学生对理论知识的理解。
(2)供应链管理研究方向的科研平台
实验室的硬件设备灵活性强,且软件的源代码公开,可作为研究生进行相应课题的研究平台[6]。如:可以通过修改“自动化物流系统终端任务执行软件”的流程来重新规划物流过程,以用来模拟宏观物流系统的各个环节,包括供应商供货、立体仓库补货、立体仓库出货、给超市终端配货等一系列的供应链运作和管理流程。
(3)可作为“物流工程与管理”方向的培训开放平台
利用实验室空闲时间,广泛开展校外及社会物流人才的专业物流培训,以达到最佳实验室利用效率,更可以对实验室维护资金形成有效的补充来源。
2实验室的主要建设内容
实验室的平面布局如图1所示,全部硬件设备通过工业现场总线和计算机网络互相连通。实验系统具有良好的可重组性,基于ProfiBus-DP工业现场总线的I/O模块的研发,使得流水线设备的任意组合得以实现,而基于开放式编程平台的程序架构及ProfiBus-DP的专用通讯协议的定制,使得软件修改相对容易,更易于满足实验系统要根据教学任务进行调整的需求。整体上可划分为物流仓储系统和生产工程系统。
2.1物流仓储系统
硬件以自动化立体库为中心,配置多种周边输送设备,包括辊筒式输送线、倍速链输送线、皮带线及平移机等,还配备有AGV小车,电子标签货架,终端手持,自动标签机等设备,并且模拟实际企业物流中心的布局特点和作业流程。软件包括仓库信息管理系统(WMS)和输送设备控制系统(WCS)。WMS用于实现管理自动化仓库中心的库存物料,管理出库、入库、盘点、拣选、补货等任务的生成、执行和结束,管理有关的查询及报表等。WCS用于处理来自WMS和自动化设备的信息,调度并控制自动化设备的动作,并提供设备运行的监控界面给操作人员。
2.2生产工程系统
硬件以装配流水线为中心,各工位配置一体机,摄像头,RFID(射频识别)读卡器,光传感器,电子卡尺,电子千分尺等,模拟小型企业的组装车间;此外还配有小型数控机加单元和信息处理单元(配有12台PC),分别模拟企业的制造车间和信息中心。软件包括MES(制造执行系统),达宝易工业工程软件,Witness生产与服务运作仿真系统,flexsim仿真系统等。基于现场总线技术的MES系统通过电子看板,RFID卡,传感器,测量仪等设备采集实验过程中的生产数据(如合格数,加工总数等),学生可根据采集数据进行在线质量监控,生产计划调整等实验。
3工业工程实验平台的建设
3.1工业工程综合实验平台的构建
集成生产物流设备、柔性制造系统、生产信息管理软件、实验信息采集与分析工具等[7],考虑面向现代大制造、全过程[8],构建一个融合工业工程与物流工程、兼顾基础IE与现代IE、为学生提供体验供应链流程的综合实验平台。实验平台结构图如图2,该平台配置有三个模块。
(1)基础知识技能模块
该模块是整个实验平台的基础模块,为工业工程及分支提供普遍适用的分析问题、解决问题的技术与方法。学生自主选择实验对象(提供两类工艺不同的产品),延续经典的工艺程序分析、动作研究、工时评价、秒表测时、环境照明、环境噪声、劳动强度等实验,培养其基本的IE知识和技能,为下一实验模块奠定基础。
(2)生产运行模块
该模块是实验平台的核心模块,既巩固第一模块的知识技能,又为下一模块做必要的准备。搭建接近生产制造企业的物理环境,模拟企业从订单、采购、生产计划、现场加工、检验、直到成品入库整个生产运行过程,尽量再现生产中各个子系统之间的相互关系,让学生通过体验供应链流程来联系和应用所学的专业知识,增强对工业工程综合知识的理解。该模块开设了ERP软件熟悉、物料需求计划、生产线平衡、生产线混流装配、MES应用、在线质量追踪、仓储与分拣、牛鞭效应等综合性实验。
(3)数据分析研究模块
经过前两个实验模块的锻炼,学生增强了对生产系统实际运行的理解,也应具有一定的应用IE手段解决问题的能力。此时,学生采用上一模块的实验数据进行生产物流追溯、过程能力分析、流水线仿真实验,同时配以案例实践活动,进行精益改善降低成本沙盘模拟,优化库存、仿真建模优化设计生产物流设施和决策分析等综合实践活动。
3.2实验平台的特色
(1)创新性
实验平台以培养学生应用系统论的方法综合所学专业知识解决工程实践问题的IE素质为目标,有效融合工业工程与物流工程,兼顾基础IE与现代IE,涉及多学科的专业技术,不过分强调学科化而割裂工程本身[9],具有一定的创新性。
(2)开放性
实验平台选用的基于PC和DSP运动器的开放性硬件平台,硬件可拓展,软件提供完善接口;且软件采用模块化及面向对象的设计方法,源代码开放,学生可根据实际需要进行重新设计开发控制软件。
(3)先进性
实验平台使用了主流的运动控制技术、交流伺服技术、现场总线等技术,与同类设备相比具有一定的先进性。
(4)实践性
单元设备具有较好的拆装方便性,允许学生对某些设备进行拆装、更改,且实验平台强调学生参与的主动性,打破以往被动学习的局面[10],实验过程为学生与平台系统的信息交换过程,突出学生的主体性与实践性。
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[关键词] 第三方物流供应链管理现代物流战略措施
“第三方物流”是现代物流业发展的方向,是物流升级为“供应链管理”的基本模式。目前,我国第三方物流已得到长足发展。有分析表明,我国加入世贸组织后,21世纪的第一个十年,第三方物流服务提供的年增长率将达到10%以上;而近五年内的年增长可能达25%以上;未来几年,中国的第三方物流企业数量将以每年16%~25%的速度发展。加速发展专业化、社会化的第三方物流,已成为提升我国物流发展水平的一个主要方向。今后我国将通过资产联合重组和专业化改造,与批发企业和储运企业改组、改造相结合,打破行业界限和地区封锁,有计划、有步骤地完善和发展社会化第三方物流企业。
一、山东省现代物流企业发展战略重点――第三方物流管理
近几年来,山东省省经贸、交通、铁路、民航、邮政、通信等部门和行业按照“政府推动、企业为主、市场运作、逐步推进”的方针,积极推进现代物流管理,物流产业正在成为我省经济新的增长点。在2005年底出台的《山东省“十一五”现代物流发展规划(征求意见稿)》中,山东省提出首推第三方物流,发展第三方物流将成为今后物流企业组织创新的重点。在重点物流区域规划方面,山东将培育壮大第三方物流企业,要有利于农产品交易、加工、包装、存储、运输的全省物流系统,尽快形成以城市配送物流、中转物流和航空物流为枢纽的全省综合物流网络。
发展第三方物流是山东省的重要之举,全省重点规划建设三大物流区域。鲁东物流区域以青岛、烟台、威海为主体,重点发展外向型物流和辐射型物流,为胶东半岛制造业基地和全省外贸出口服务;鲁中物流区域以济南、淄博等9个中部城市为主体,着重发展城市配送物流及中转物流;鲁南物流区域以临沂、日照等5市为主体,重点发展商贸物流和港口物流,努力发展成为连接南北商贸流通的区域枢纽。《山东省公路水路交通“十一五”发展规划》以及《山东省道路运输业“十一五”发展规划》都把物流发展作为重点,提出要建设一批主体标准较高、配套设施完善、服务功能齐全、管理手段先进的现代物流园区、物流中心和货运站场;形成以高速公路专线为依托、以货运出租为延伸、以服务大中城市并兼顾城乡的快速货运网络体系;培育一批有影响的大型第三方物流企业,实现货物运输的智能化、厢式化和信用化。
二、山东省现代物流企业发展第三方物流的关键因素
目前山东省大部分物流企业在运营中不能有效集成各物流环节,因此无法达到缩短时间、降低成本的目的。山东省使用第三方物流服务的企业中,眼下对该项服务不满的比例已经超过30%。据分析,大批跨国生产、零售企业在我省建立生产基地或销售网点,必然带来第三方物流服务需求的大幅上升。从目前的状况看,真正有国际竞争力的第三方物流企业是全球范围内运作资源、经营市场的跨国公司。山东省大型物流企业当前必须坚持“全球化思维、本土化运作”,探讨以多种模式进行合作与管理。
山东省现代物流企业在开展第三方物流管理中,应注意以下关键因素:
1.最重要的因素是为顾客着想,这与经营哲学有关:顾客服务是一个导致服务交换增值的过程。它包括留意购买者的需求顾客化与定制的能力。
2.第二重要的因素是可靠性,即以一致与可靠的方式提供服务。
3.第三重要的因素是变通,即提供者能适应不断变化的商业环境,提高应急能力,不使系统中断。
4.人力资源与设备的共享,它表示提供者与购买者协议共享设备与人力。
三、加快山东省第三方物流发展的战略措施
1.进一步加强政府规划指导。随着山东省企业物流意识的觉醒,独立的第三方物流将会形成。政府应加强宏观指导和政策调控,尽早构建流畅的物流体系,出台物流运作标准及相关政策,以促进第三方物流的快速发展。
2.积极推动物流一体化。物流一体化必须以第三方物流充分发育和完善为基础,而物流一体化的趋势为第三方物流的发展提供了良好的发展环境和巨大的市场需求。山东省在推动物流一体化和第三方物流的过程中,应避免操之过急,使第三方物流沿着正常的轨道健康发展。
3.加快第四方物流发展。第四方物流依靠业内最优秀的第三方物流供应商、技术供应商、管理咨询顾问和其他增值服务商,为客户提供独特的和广泛的供应链解决方案。山东省第三方物流要获得真正的大发展,第四方物流的作用不可替代。
4.积极培养专业物流人才。发展第三方物流的关键是具备一支优秀的物流管理队伍,山东省物流人才的培养应当是山东省现代物流发展的重中之重,也是山东省第三方物流发展的驱动因素。
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日东集团始建于1984年,于2000年10月在香港主板上市。日东电子发展(深圳)有限公司是日东集团的旗舰企业,以“创世界一流智能化装备企业”为目标,主要经营自动化物流系统、自动化生产线系统、汽车零部件装备等。其中,物流系统产业是日东公司发展较快的产业之一,物流系统中的核心设备,如堆垛机、升降机、输送机和信息管理系统等均为日东公司自己设计和生产。设备良好的质量和稳定性以及较高的性价比,为日东赢得了包括广州贵冠公司、成都飞机工业集团、长城减速机厂、伟创力实业公司、比亚迪公司、韶关钢铁厂、柳州重工等在内的众多客户。特别是日东刚刚完成的“北京九州通医药公司的物流配送中心项目”,是国内最复杂、功能最全、规模较大的医药物流配送中心之一,共有8个巷道,近17000个货位,许多物料搬运技术是国内第一次应用。
这让日东电子发展(深圳)有限公司总经理助理兼物流系统经理王晨光颇为自豪。他认为,近年来日东公司在物流系统产业的崛起和迅速发展,主要得益于拥有先进的技术、可靠的产品质量、丰富的行业经验、完善的服务和雄厚的综合实力组成的强大核心竞争能力。
记者:在制造企业的物流系统集成解决方案中,物料搬运系统通常由哪些技术与设备组成?如何与其他系统组合发挥作用?
王晨光:在制造企业的物料搬运系统中,原始的作业方法一般会用到普通叉车、小型搬运车、高位叉车(或窄巷道叉车)、普通输送设备、普通仓库(或楼库)、普通生产组装线等。近年来,随着技术的发展,现代化的物科搬运设备得到越来越广泛的应用。例如:自动化立体仓库系统中的堆垛机取代了之前的高位叉车,提高了空间利用率和生产效率;AGV(或RGV)、高速分拣系统与普通输送设备有机结合,解决了复杂的物料传输难题:机械手在物料码垛及搬运中大显身手;自动拣选系统在物科供应中收效明显;柔性生产线及信息化的组装线取代了普通生产组装线;根据物料搬运需要而设计的自动化专机出现等。
我们一般将制造企业的物流系统分为采购物流、生产物流、仓储物流等部分。上面提到的自动化立体仓库、输送系统、分拣系统等一般属仓储物流系统,我们常说的物流系统多是指这一部分。柔性生产线及信息化的组装线则属生产物流系统,有时也叫生产装备。仓储物流系统、生产物流系统、采购物流系统三者之间通过信息管理系统和控制系统无缝连接,形成一个制造企业的完整物流系统。现代化的物流系统既可以降低人工成本和劳动强度,提高生产效率,还能为管理者提供企业的各类数据,为其科学决策提供参考依据,提升管理水平。
记者:作为系统集成商,日东公司是如何为客户规划并实施物料搬运系统的?在此过程中主要考虑哪些因素?
王晨光:我们认为系统集成商的能力主要体现在三个方面:第一,方案规划能力;第二,物流信息系统和控制系统的开发能力;第三,项目管理和实施能力。三者缺一不可。日东公司近几年在这三个方面付出了巨大资金和精力。通过加大与国外有丰富经验的合作伙伴的合作力度、加强与国内外各著名大学的合作、购买国外成熟的信息系统软件及相关技术消化吸收再二次开发、大量的项目实践等手段,日东公司培养了一批技术和管理骨干,在集成能力上获得很大提升。
在为制造企业规划和实施物料搬运系统时,我们一般会按照以下流程进行操作:首先,充分了解企业的行业特点、项目实施的用途和目的;同时,我们会派专业人员到客户处了解情况、熟悉相关工艺流程、收集相关原始数据和目标数据,以便有依据地规划物流系统。接着,对上面收集的数据从各方面进行分析,优化工艺流程,规划初步方案并进行评估。然后,在评估的基础上进行方案优化并细化,并进行设备布置、设备选型、信息系统设计、作业流程设计等。最后,就是严格按项目管理制度来进行项目实施了。
为客户提供物料搬运方案时要考虑的因素比较多,主要分为以下几个方面:第一,行业特点和系统要解决的主要问题。不同行业的企业由于产品特点、遭遇的问题不一样,解决方案会相差很大。如,制造行业和流通行业,后者比前者更重视配送功能;食品行业、机械制造行业和电子行业,它们的作业方式和对环境的要求均不相同。当然,成品物搬运系统和原材料的搬运系统也有很大差别。第二,考虑成本。如物流成本或库存成本、配送成本、投资成本等,以及影响到成本的作业效率、空间利用率、作业准确率和库存最小化水平等。第三,系统自动化程度。对于客户来说,并不是自动化程度最高的物流系统就是最好的物流系统,自动化程度要视客户的真实需求来定,因此我们会为客户选择一个最合适的解决方案。第四,现场因素。也就是说要因地制宜,即要多与客户相关部门及相关设计院沟通,物流系统的布置要多考虑现场情况等。
记者:清以制造行业的典型客户为例,介绍日东公司是如何帮助企业优化物料搬运作业的。
王晨光:制造行业(如机械制造行业、食品和饮料行业、制药行业、烟草行业)中现代化物流系统的应用越来越广泛,但在电子行业,现代化物流系统应用相对不多。这里简单介绍一下日东公司正在实施的广州贵冠公司生产原料物流配送中心的情况。该项目是客户把广东的几个分厂集中在同一基地后,为了解决原材料的准确、及时供应问题而建设的一个原料物流配送中心,建成后将是国内电子行业最复杂、规模最大的物流中心。
贵冠公司在将广东几个分厂的生产设备集中后,主要面临以下问题:第一,电子原料体积小、品种多,所用到的原料多达7000多品种,每个品种出库量不大,多为拣选作业。因此,如何解决物料在出库后按照生产订单准确配送到相应生产线上是主要问题;第二,该物流中心的物料要供应到库房两侧的六栋四层楼生产车间的一百多条生产线上;并且,电子类产品更新换代较快,每条生产线生产的产品都有可能在变。这就要求物流系统在快速及时配送的同时,还要有一定的柔性和通用性,能根据市场的变化及时调整配送方式或作业方法。第三,由于电子元器件种类繁多、大小不一,所以拣选作业方式也需根据元器件特性不同实现多样化。第四,一个电子元器件的供应实效性将影响整个电子设备的实效性,这对电子元器件的质量和可靠性要求很高。客户需要能够对原材料、半成品和产品进行质量跟踪。
针对上述难点,日东结合自己在物流配送中心项目方面的丰富经验,为客户规划了一个现代化的生产物流配送中心方案。在该物流配送中心中,大量使用现代化的物流技术和设备,如自动化立体仓库系统、DPS拣选系统、各类输送机(包括大量的环形穿梭车、直线穿梭车、升降机、普通链式辊道式输送机)组
成的复杂物流输送系统、RF无线射频系统、复杂的控制和信息管理系统等,其中立体仓库就有七个巷道,一万多个货位。在复杂的物流作业中,采用自动化立体仓库与平面仓库相结合、DPS拣选与看单拣选相结合、摘取式拣选和播种式拣选相结合、信息管理系统和企业ERP系统无缝连接等方式,有效解决了上述问题。该项目建设完成后,贵冠公司的生产效率和管理水平将迈上一个新台阶。
记者:制造企业在建设物流系统时特别是选购物料搬运设备时,日东公司能提供哪些建议?
王晨光:根据我们多年的经验,在建设、选择物流系统和物料搬运设备时,客户应当注意以下几个方面:第一,选择合适的供应商或系统集成商,主要考虑其行业经验、集成能力等。在当前金融危机情况下,还要考虑供应商的综合实力、抗风险能力等,以免造成意想不到的损失。第二,摸清自身需求和要解决的问题。如客户因缺少专业知识而无从着手时,可寻求顾问公司、咨询公司、系统集成商的帮助,千万不要自己盲目处理。第三,采用合适的物流系统和设备。建设物流系统时,要选择适合自身需要的物流系统或物料搬运设备,而不是一定要选择自动化程度最高的系统和设备。第四,总体规划企业和物流系统集成商应相互配合、及时沟通。在进行前期的总体规划设计时,不仅考虑生产工艺问题,还要考虑物流系统规划,特别是物流系统和建筑及防火要求等方面的沟通。于万不能等到建筑设计完成,再规划物流系统。第五,关注系统和设备的性价比、供应商的服务质量等其它方面。
记者:在金融危机的影响下,您如何看待国内物料搬运系统与设备的市场需求状况?
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两年过去了,实际情况比当时的预想要好很多,咨询项目需求的数量在成倍增长,咨询服务内容的广度和深度都有很大变化,从简单的物流中心规划上升到企业分销物流网络的战略优化、物流发展战略规划,以及物流中心运营诊断优化、第三方物流服务商评估、KPIs(关键绩效评估体系)、现有物流资源能力提升等更广泛的深度咨询。
企业类别的变化
咨询业属高端的服务类别,有物流方面咨询需求的企业一般都有三方面的特点:①企业发展进入新阶段,②企业管理层具有利用社会专业资源的理念,③企业物流运营负责人具备物流运营的专业水平,能够清晰界定需要咨询机构帮助的具体工作。目前,有咨询需求的企业在这三方面的特点没有变化,但企业类别发生了较大变化。以前物流咨询项目大多来自大型民企和少部分国企和外企,近两年,大型国企物流咨询项目有明显增长,从2010年下半年起,大型国际企业的物流咨询项目也有大幅度增长,以欧麟为例,在华大型国际企业咨询项目占总项目数量的60%以上。
咨询项目类别的变化
近两年,物流咨询项目覆盖了战略、工程、评估、实施等不同层级的需求,具体类别包括:新物流园区规划、新物流中心规划设计、现有物流中心运营诊断优化、生产物流设施能力优化提升、分销物流网络战略优化设计、物流发展战略规划、物流服务商评估、物流运营KPIs评估优化设计、新的生产物流设施规划设计、B2C零售物流体系规划设计、物流项目建设实施项目管理咨询、物流运营提升管理咨询。
本土企业与国际企业需求的区别
从欧麟接触和开展的咨询项目来看,国内本土企业与国际企业提出的物流咨询项目需求内容有很大差异。国内本土企业的项目内容大多是新物流中心规划设计,以及少部分企业物流发展战略规划,国际企业的项目咨询内容更多在供应链物流体系的优化设计,包括分销物流网络优化设计、物流设施能力提升优化设计、第三方物流服务商能力评估、物流运营KPIs体系设计等。国内本土企业对已经存在的供应链物流运营体系很少请物流咨询机构帮助优化,而国际企业则不断对现有体系进行优化。
另外,相当一部分本土企业的咨询项目开展过程并不顺利,特别是国企的项目,其原因包括对咨询服务内容界定不够清晰、决策过程时间长等,项目很难按时结案。而国际企业的咨询项目任务界定清晰,重点明确,决策流程合理,容易实现既定目标。
趋势分析
从近两年的趋势看,物流咨询的市场需求正在快速增长。供应链已成为企业发展战略的核心部分,物流也已成为企业运营成本和服务水平的核心运营体系,供应链物流经理人也更加专业、成熟。这些都是物流咨询需求的市场基础。
中国市场地理面积大,不同地区经济水平差异大,每个企业在不同发展时期在产品线、区域市场、供应商分布等方面都将发生较大变化,每隔3~5年就应对供应链分销物流网络重新进行优化设计,相信越来越多的企业运营者会认识到这一点。
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