物流布置设计
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力、生产率、生产成本和生产安全。
据测算，工厂运营成本中的20％～50％是与 物料流动有关的成本，良好的设施布置可以使 这些成本减少30%，甚至更多。因此在美国， 设施布置被认为是提高企业生产率的决定因素 之一。
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物流布置设计
4.1 概述
1．设施布置设计的概念
就是通过对物流设施内部的物流、人流、 信息流进行分析，对建筑物、机器、设备、 运输通道和场地做出有机的组合与合理配置， 以提高设备利用率、生产柔性和生产率，减
“1马格”的典型例子：一块经过粗加工的10立方 英寸(约150立方厘米)大小，或稍大于2×2×2英寸 (5×5×5厘米)的木块，约有两包香烟大小。
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（2）计算方法步骤
计算步骤为：“计算物料体积→ 确 定玛格数基本值→确定修正参数→确 定玛格数”。 计算物料体积：在计算时，要采 用外部轮廓尺寸，不要减去内部空心 或不规则的轮廓。
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图4-3 解决布置问题的“钥匙”
物流布置设计
（1）产品P（Product，材料或服务） 指待布置系统所生产的商品、原材料、加工
或处理的零件、成品或提供服务的项目等，由生 产纲领（工厂的和车间的）和产品设计提供，可 用项目、种类、型号、零件号、材料、产品特征 等来表示。产品这一要素影响着设施的组成及其 各作业单位间相互关系、生产设备的类型、物料 搬运的方式等方面。
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表4-2 修正因素及修正参数值
数
B
值 松密程度或密度
C 形状*
D 损伤危险性
E 情况
F 价值因素
十分扁平并且可以叠置或
-3
……
可以套叠（平纸张或金属
……
……
板材）
-2
非常轻或空的 （体积庞大的钣 金制品）
易于叠置或套叠（纸簿、 汤碗）
不易受任何损坏 （废铁屑）
……
-1
轻和庞大的（拆 较易叠置或略可套叠（书、 散的瓦楞纸板箱） 茶杯）
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图4-1 物料流动的基本模式
物流布置设计
4.设施布置的基本形式
（1）工艺原则布置（Process Layout）
又称功能或机群布置，是一种将同类设备或人员集 中布置在一个地方的布置形式，适用于单件生产及多品 种、小批量生产模式，常见于单件小批加工车间、百货 商店、综合医院、汽车维修和公共图书馆等场合。
物流布置设计
9.玛格数Mag （Magnitude ）
（1）定义 “玛格”（Mag）是“数量大小”（Magnitude） 的简称，它是为度量各种不同物料的“可运性”而创 造出来的一种单位，起源于美国。
一个玛格等于一件物品：①可以方便地拿在一只手 中；②相当密实；③结构紧凑，有一些可堆积的性质； ④不易受损坏；⑤相当清洁、坚固和稳定。
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（4）成组技术布置（Group Layout）
又称混和原则布置，是一种介于产品原则 和工艺原则之间的一种组合布置形式，适用于 多品种、中小批量生产情形，多见于企业加工 车间、装配车间等设施的布置。
在布置时，整个生产系统由数个成组制造单 元构成，而将工件按其外形或工艺相似性进行 编码分组，同组零件用相似的工艺过程进行加 工。由于产品成组，该方式的设备利用率高， 物流顺畅；但存在所需生产控制要求高、专用 设备利用率低等缺点。
少在制品、库存物品的搬运作业量。
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物流布置设计
在生产物流系统内，设施布置设计主要包括两方
面的内容：工厂总体布置和车间布置。
工厂总体布置设计主要解决工厂各个组成部分，
包括生产车间、辅助生产车间、仓库、动力站、
办公室、露天作业场地等各种作业单位和运输线 路、管线、绿化及美化设施的相互位置，同时也应 解决物料的流向和流程、厂内外运输的连接等。
车间布置设计主要解决各工段、生产部门、储 存设施、辅助服务部门、物流作业部门等作业单 位及工作地、设备、通道、管线之间的相互位置， 同时也要解决物料搬运的流程及方式。
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2. 生产设施布置设计的总体原则
（1）可行性原则：必须满足生产工艺和生
产过程的需要。
（2）经济性原则：减少物料搬运，减少设 备投资，提高在制品的周转率，充分利用现 有空间，有效发挥人力及设备的生产能力。
在布置时，功能相似的机器装配在一起，同类型的 工序在同一工作区完成，材料按工艺工程通过各工作区。 该方式的机器设备利用率和生产柔性较高，设备投资相 对较少；但是，相应地也存在物料搬运效率低下、生产 周期长、单位产品成本高等缺点。
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（2）产品原则布置（Product Layout）
又称流水线、装配线或对象原则布置，是一种根 据产品制造的步骤安排设备或工作过程的方式，适 用于少品种、大批量的生产方式，常见于汽车装配 线、食品加工和家具制造等场合。
在布置时，按产品加工、装配的工艺过程来配 置设备、人员及物料。该方式易形成一定的生产线， 能最大限度地满足固定品种产品的生产过程对时间 和空间的要求，生产效率高，单件产品成本低；但 生产适应性即柔性差，对产品种类及产量变化、设 备故障等情况的响应较差。
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（2）数量Q（Quantity，产量）
指所生产、供应或使用的商品量或服务的工 作量，由生产纲领和产品设计提供，可用件数、 重量、体积或销售的价值表示。
数量这一要素影响着设施规模、设备数量、 运输量、建筑物面积等因素。
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（3）生产路线R（Routing，工艺过程顺序）
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2020/11/22
物流布置设计
本章目标
通过学习本章的内容，你应该掌握： 1、生产物流系统的特点 2、当量物流量与物料活性系数的概念 3、生产物流系统分析的过程 4、系统布置设计的过程 5、搬运系统分析的过程
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物流布置设计
物流设施是物流系统的重要组成部分，其规 划和布置设计的好坏将对物流系统运作效果产 生重大影响。以工厂布置（Plant Layout）设 计为例，它的好坏直接影响了整个企业的物流、 人流、信息流的畅通，也影响了企业的生产能
（5）应注意采光、照明、通风、采暖、 防尘、防噪，并使布置具备适当的柔性， 以适应生产的变化。
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8.当量物流量
在一个给定的物流系统中，物料从几何形状到 物化状态差别很大，其可运性或搬运的难易程度 相差也很大，简单地用重量作为物流量计算单位 并不合理。例如：一吨重的桌子、椅子和一吨重 的煤、木材、钢材，可运性就不一样。一台电冰 箱不算太重，但它比同样重量的木材就难运多了。 因此，在物流系统分析和规划设计过程中，必须 找出一个标准，把系统中所有的物料通过修正、 折算为一个统一量，即当量物流量，才能进行比 较、分析和统计运算。
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（3）固定工位布置（Fixed Position Layout）
指加工或服务对象位置固定，而加工 或服务设备围绕着该固定位置移动的一 种布置方式，适用于单件、大型或重型 设备的加工生产模式，常见于飞机制造 厂、造船厂、建筑工地等场合。
该方式的物料移动较少、产品柔性高、 可连续作业，但也存在人员设备移动距 离大、工人技能要求高、工序空间和存 储面积大等缺点。
（4）充分考虑建筑群体的空间组织和 造型，以及建筑施工的便利条件。
（5）充分注意防火、防爆、防损与防 噪声等安全生产问题。充分利用当地自然 条件，减少环境污染。
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7. 生产车间布置设计注意事项
（1）根据生产要求，确定设备布置形式。根据 车间的生产纲领，分析产品产量关系，确定生产类 型是大量、成批还是单件生产，由此决定车间设备 布置形式是采用流水线形式、机群式还是成组单元 式。
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确定玛格数基本值：查玛格曲线 图4-4和玛格数基本数值表4-1 ，得到 玛格数基本值A。
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图4-4 玛格曲线图（物品大小的基本值A）
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表4-1 典型物品及其对应的基本值
体积
0.005立方英寸 0.1立方英寸 1.0立方英寸
玛格数
1/200 1/20 1/4
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（5）时间T（Time，时间安排） 指在什么时候、用多长时间生产出产品，
包括各工序的操作时间、更换批量的次数。
在工艺过程设计中，根据时间因素可以求 出设备的数量、需要的面积和人员，并平衡 各工序的生产能力。
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6. 生产工厂总体设施布置设计注意事项
实际上不易受损 坏或受损极小 （坚实的铸件）
10立方英寸(约150立方厘米)
100立方英寸
1000立方英寸 10000立方英寸 100000立方英寸
1玛格 3.5
10 25 50
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确定修正参数：查修正因素及 修正参数值表4-2 ，按松密程度或 密度(B)、形状(C)、损伤危险性 (D)、情况(E)和价值因素(F)五个 参数来修正，得到修正参数。
指工艺过程、设备、工序和它们的先后 顺序，为工艺过程设计的成果，可用工艺路 线卡、工艺过程图、设备表等表示。它影响 着各作业单位之间的关系、物料搬运路线、 仓库及堆放地的位置等方面。
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（4）辅助服务S（Services，辅助服务部门）
指公用的、附属的及有关的作业单位或职能 部门，包括工具、维修、动力、收货、发运、 铁路专用路线、办公室、更衣室、食堂、厕所 等，由有关专业设计人员提供。这些部门是生 产的支持系统，在某种意义上加强了生产力， 在布置设计中必须设置这些部门才能有效地工 作。某些情况下，辅助服务部门的总面积大于 生产部门所占的面积。
（1）满足生产要求，符合工艺流程，尽 量减少物流量，同时重视各部门之间的关 系密切程度。
（2）适应工厂内外运输要求，线路应短 捷顺直，要与工厂内部运输方式相适应， 并根据选定的运输方式、运输设备和技术 要求等，合理地确定运输线路及与之有关 的部门的位置。
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（3）合理用地，充分利用地形、地貌、 地质条件。企业在建设中，在确保生产和 安全的前提下，应尽量合理节约用地，并 适当预留发展用地。
（2）满足工艺流程要求。车间布置应保证工艺 流程顺畅、物料搬运方便，减少或避免往返交叉等 物流现象。
（3）选择适当的建筑形式。根据工艺流程要求 及产品特点，配备适当等级的起重运输设备，进一 步确定建筑物高度、跨度及外形。
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（4）实行定置管理，确保工作环境整 洁、安全。除了要对主要生产设备安排适 当位置外，还需对其他所有组成部分包括 在制品暂存地、废料存放地、工人工作地、 通道、辅助部门，如办公室、生活卫生设 施等安排合理的位置，确保工作环境整洁 及生产安全。
上述设计原则涉及面较广，有时会存在相 互矛盾的情况，应结合实际情况，加以综合 考虑。虽然布置的方法越来越科学，但目前 还不存在能解决一切问题的方法，和家庭布 置一样，设施布置应该结合具体的条件来进 行。
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5. 解决布置问题的“钥匙”
要做好设施布置设计，需要考虑很多因素。按照美 国设施规划设计专家理查德·缪瑟的观点，影响布置设 计的最基本要素有5个，抓住这些基本要素就等于抓住 了解决布置问题的“钥匙”，如图4-3所示。
（3）安全性原则：维持良好的工作环境， 确保操作人员舒适安全地工作。
（4）柔性原则：生产能力必须具备较大变 化空间，以适应多品、多批量的生产要求。
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3.物料流动的基本模式
在对设施布置问题进行分析时，首先 要对设施内物料的流动模式做出分析。物 料流动模式有水平和竖直两种，在设施布 置时，对于单层设施，只需考虑水平流动 模式，但如果是多层设施，则还需考虑竖 直模式，但总的来说，水平模式是最基本 的。企业物流的基本流动模式有5种，如 图4-1所示。
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由上所述，产品品种的多少、产量的高低直接决定 了设备布置的形式。在选择设施设备布置形式时，一般 应对产品－产量关系进行分析，根据产品变化情况和产 量两个主要指标来综合确定采用何种布置方式，如图4-2 所示。
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图4-2 产品变化、产量和布置关系图
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据测算，工厂运营成本中的20％～50％是与 物料流动有关的成本，良好的设施布置可以使 这些成本减少30%，甚至更多。因此在美国， 设施布置被认为是提高企业生产率的决定因素 之一。
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物流布置设计
4.1 概述
1．设施布置设计的概念
就是通过对物流设施内部的物流、人流、 信息流进行分析，对建筑物、机器、设备、 运输通道和场地做出有机的组合与合理配置， 以提高设备利用率、生产柔性和生产率，减
“1马格”的典型例子：一块经过粗加工的10立方 英寸(约150立方厘米)大小，或稍大于2×2×2英寸 (5×5×5厘米)的木块，约有两包香烟大小。
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（2）计算方法步骤
计算步骤为：“计算物料体积→ 确 定玛格数基本值→确定修正参数→确 定玛格数”。 计算物料体积：在计算时，要采 用外部轮廓尺寸，不要减去内部空心 或不规则的轮廓。
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图4-3 解决布置问题的“钥匙”
物流布置设计
（1）产品P（Product，材料或服务） 指待布置系统所生产的商品、原材料、加工
或处理的零件、成品或提供服务的项目等，由生 产纲领（工厂的和车间的）和产品设计提供，可 用项目、种类、型号、零件号、材料、产品特征 等来表示。产品这一要素影响着设施的组成及其 各作业单位间相互关系、生产设备的类型、物料 搬运的方式等方面。
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物流布置设计
表4-2 修正因素及修正参数值
数
B
值 松密程度或密度
C 形状*
D 损伤危险性
E 情况
F 价值因素
十分扁平并且可以叠置或
-3
……
可以套叠（平纸张或金属
……
……
板材）
-2
非常轻或空的 （体积庞大的钣 金制品）
易于叠置或套叠（纸簿、 汤碗）
不易受任何损坏 （废铁屑）
……
-1
轻和庞大的（拆 较易叠置或略可套叠（书、 散的瓦楞纸板箱） 茶杯）
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图4-1 物料流动的基本模式
物流布置设计
4.设施布置的基本形式
（1）工艺原则布置（Process Layout）
又称功能或机群布置，是一种将同类设备或人员集 中布置在一个地方的布置形式，适用于单件生产及多品 种、小批量生产模式，常见于单件小批加工车间、百货 商店、综合医院、汽车维修和公共图书馆等场合。
物流布置设计
9.玛格数Mag （Magnitude ）
（1）定义 “玛格”（Mag）是“数量大小”（Magnitude） 的简称，它是为度量各种不同物料的“可运性”而创 造出来的一种单位，起源于美国。
一个玛格等于一件物品：①可以方便地拿在一只手 中；②相当密实；③结构紧凑，有一些可堆积的性质； ④不易受损坏；⑤相当清洁、坚固和稳定。
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物流布置设计
（4）成组技术布置（Group Layout）
又称混和原则布置，是一种介于产品原则 和工艺原则之间的一种组合布置形式，适用于 多品种、中小批量生产情形，多见于企业加工 车间、装配车间等设施的布置。
在布置时，整个生产系统由数个成组制造单 元构成，而将工件按其外形或工艺相似性进行 编码分组，同组零件用相似的工艺过程进行加 工。由于产品成组，该方式的设备利用率高， 物流顺畅；但存在所需生产控制要求高、专用 设备利用率低等缺点。
少在制品、库存物品的搬运作业量。
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物流布置设计
在生产物流系统内，设施布置设计主要包括两方
面的内容：工厂总体布置和车间布置。
工厂总体布置设计主要解决工厂各个组成部分，
包括生产车间、辅助生产车间、仓库、动力站、
办公室、露天作业场地等各种作业单位和运输线 路、管线、绿化及美化设施的相互位置，同时也应 解决物料的流向和流程、厂内外运输的连接等。
车间布置设计主要解决各工段、生产部门、储 存设施、辅助服务部门、物流作业部门等作业单 位及工作地、设备、通道、管线之间的相互位置， 同时也要解决物料搬运的流程及方式。
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2. 生产设施布置设计的总体原则
（1）可行性原则：必须满足生产工艺和生
产过程的需要。
（2）经济性原则：减少物料搬运，减少设 备投资，提高在制品的周转率，充分利用现 有空间，有效发挥人力及设备的生产能力。
在布置时，功能相似的机器装配在一起，同类型的 工序在同一工作区完成，材料按工艺工程通过各工作区。 该方式的机器设备利用率和生产柔性较高，设备投资相 对较少；但是，相应地也存在物料搬运效率低下、生产 周期长、单位产品成本高等缺点。
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（2）产品原则布置（Product Layout）
又称流水线、装配线或对象原则布置，是一种根 据产品制造的步骤安排设备或工作过程的方式，适 用于少品种、大批量的生产方式，常见于汽车装配 线、食品加工和家具制造等场合。
在布置时，按产品加工、装配的工艺过程来配 置设备、人员及物料。该方式易形成一定的生产线， 能最大限度地满足固定品种产品的生产过程对时间 和空间的要求，生产效率高，单件产品成本低；但 生产适应性即柔性差，对产品种类及产量变化、设 备故障等情况的响应较差。
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（2）数量Q（Quantity，产量）
指所生产、供应或使用的商品量或服务的工 作量，由生产纲领和产品设计提供，可用件数、 重量、体积或销售的价值表示。
数量这一要素影响着设施规模、设备数量、 运输量、建筑物面积等因素。
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（3）生产路线R（Routing，工艺过程顺序）
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本章目标
通过学习本章的内容，你应该掌握： 1、生产物流系统的特点 2、当量物流量与物料活性系数的概念 3、生产物流系统分析的过程 4、系统布置设计的过程 5、搬运系统分析的过程
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物流设施是物流系统的重要组成部分，其规 划和布置设计的好坏将对物流系统运作效果产 生重大影响。以工厂布置（Plant Layout）设 计为例，它的好坏直接影响了整个企业的物流、 人流、信息流的畅通，也影响了企业的生产能
（5）应注意采光、照明、通风、采暖、 防尘、防噪，并使布置具备适当的柔性， 以适应生产的变化。
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8.当量物流量
在一个给定的物流系统中，物料从几何形状到 物化状态差别很大，其可运性或搬运的难易程度 相差也很大，简单地用重量作为物流量计算单位 并不合理。例如：一吨重的桌子、椅子和一吨重 的煤、木材、钢材，可运性就不一样。一台电冰 箱不算太重，但它比同样重量的木材就难运多了。 因此，在物流系统分析和规划设计过程中，必须 找出一个标准，把系统中所有的物料通过修正、 折算为一个统一量，即当量物流量，才能进行比 较、分析和统计运算。
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（3）固定工位布置（Fixed Position Layout）
指加工或服务对象位置固定，而加工 或服务设备围绕着该固定位置移动的一 种布置方式，适用于单件、大型或重型 设备的加工生产模式，常见于飞机制造 厂、造船厂、建筑工地等场合。
该方式的物料移动较少、产品柔性高、 可连续作业，但也存在人员设备移动距 离大、工人技能要求高、工序空间和存 储面积大等缺点。
（4）充分考虑建筑群体的空间组织和 造型，以及建筑施工的便利条件。
（5）充分注意防火、防爆、防损与防 噪声等安全生产问题。充分利用当地自然 条件，减少环境污染。
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7. 生产车间布置设计注意事项
（1）根据生产要求，确定设备布置形式。根据 车间的生产纲领，分析产品产量关系，确定生产类 型是大量、成批还是单件生产，由此决定车间设备 布置形式是采用流水线形式、机群式还是成组单元 式。
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确定玛格数基本值：查玛格曲线 图4-4和玛格数基本数值表4-1 ，得到 玛格数基本值A。
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图4-4 玛格曲线图（物品大小的基本值A）
物流布置设计
表4-1 典型物品及其对应的基本值
体积
0.005立方英寸 0.1立方英寸 1.0立方英寸
玛格数
1/200 1/20 1/4
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（5）时间T（Time，时间安排） 指在什么时候、用多长时间生产出产品，
包括各工序的操作时间、更换批量的次数。
在工艺过程设计中，根据时间因素可以求 出设备的数量、需要的面积和人员，并平衡 各工序的生产能力。
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6. 生产工厂总体设施布置设计注意事项
实际上不易受损 坏或受损极小 （坚实的铸件）
10立方英寸(约150立方厘米)
100立方英寸
1000立方英寸 10000立方英寸 100000立方英寸
1玛格 3.5
10 25 50
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确定修正参数：查修正因素及 修正参数值表4-2 ，按松密程度或 密度(B)、形状(C)、损伤危险性 (D)、情况(E)和价值因素(F)五个 参数来修正，得到修正参数。
指工艺过程、设备、工序和它们的先后 顺序，为工艺过程设计的成果，可用工艺路 线卡、工艺过程图、设备表等表示。它影响 着各作业单位之间的关系、物料搬运路线、 仓库及堆放地的位置等方面。
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（4）辅助服务S（Services，辅助服务部门）
指公用的、附属的及有关的作业单位或职能 部门，包括工具、维修、动力、收货、发运、 铁路专用路线、办公室、更衣室、食堂、厕所 等，由有关专业设计人员提供。这些部门是生 产的支持系统，在某种意义上加强了生产力， 在布置设计中必须设置这些部门才能有效地工 作。某些情况下，辅助服务部门的总面积大于 生产部门所占的面积。
（1）满足生产要求，符合工艺流程，尽 量减少物流量，同时重视各部门之间的关 系密切程度。
（2）适应工厂内外运输要求，线路应短 捷顺直，要与工厂内部运输方式相适应， 并根据选定的运输方式、运输设备和技术 要求等，合理地确定运输线路及与之有关 的部门的位置。
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（3）合理用地，充分利用地形、地貌、 地质条件。企业在建设中，在确保生产和 安全的前提下，应尽量合理节约用地，并 适当预留发展用地。
（2）满足工艺流程要求。车间布置应保证工艺 流程顺畅、物料搬运方便，减少或避免往返交叉等 物流现象。
（3）选择适当的建筑形式。根据工艺流程要求 及产品特点，配备适当等级的起重运输设备，进一 步确定建筑物高度、跨度及外形。
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（4）实行定置管理，确保工作环境整 洁、安全。除了要对主要生产设备安排适 当位置外，还需对其他所有组成部分包括 在制品暂存地、废料存放地、工人工作地、 通道、辅助部门，如办公室、生活卫生设 施等安排合理的位置，确保工作环境整洁 及生产安全。
上述设计原则涉及面较广，有时会存在相 互矛盾的情况，应结合实际情况，加以综合 考虑。虽然布置的方法越来越科学，但目前 还不存在能解决一切问题的方法，和家庭布 置一样，设施布置应该结合具体的条件来进 行。
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5. 解决布置问题的“钥匙”
要做好设施布置设计，需要考虑很多因素。按照美 国设施规划设计专家理查德·缪瑟的观点，影响布置设 计的最基本要素有5个，抓住这些基本要素就等于抓住 了解决布置问题的“钥匙”，如图4-3所示。
（3）安全性原则：维持良好的工作环境， 确保操作人员舒适安全地工作。
（4）柔性原则：生产能力必须具备较大变 化空间，以适应多品、多批量的生产要求。
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3.物料流动的基本模式
在对设施布置问题进行分析时，首先 要对设施内物料的流动模式做出分析。物 料流动模式有水平和竖直两种，在设施布 置时，对于单层设施，只需考虑水平流动 模式，但如果是多层设施，则还需考虑竖 直模式，但总的来说，水平模式是最基本 的。企业物流的基本流动模式有5种，如 图4-1所示。
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由上所述，产品品种的多少、产量的高低直接决定 了设备布置的形式。在选择设施设备布置形式时，一般 应对产品－产量关系进行分析，根据产品变化情况和产 量两个主要指标来综合确定采用何种布置方式，如图4-2 所示。
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图4-2 产品变化、产量和布置关系图
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