生产物流与物料管理

来源:用户上传      作者: 陈　伟

　　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。在生产过程中，生产所用原材料、燃料、外购件投入生产后，经过下料、发料、运送到各个加工点或储存点，以在制品的形态，从一个生产工位流向另一个生产工位，按照规定的工艺过程进行加工、储存，借助一定的方法手段，在工位内、工位间流转，一直到成品，始终体现物料实物形态的流转过程，这样就构成了企业内部生产物流活动的全过程。
　　生产物流一般都具有结构复杂、物流节奏快、物流路线复杂、信息量大、实时性要求高等特点。为了适应生产现代化和绿色制造的要求，生产物流系统除了包括仓储系统、搬运系统、配送计划与实施系统、物流信息系统和物流控制系统之外，还应包括逆向物流系统。
　　现阶段，企业内部的生产物流通常存在以下问题：
　　1，企业无法对客户的需求和订单交期做出快速反应：
　　2，物料的基础包装没有得到改善，经常需要倒换包装，现场管理混乱；
　　3，物料库存管理不善，生产要料计划性差，导致需要的料找不到，到处又是积压的料，经常发生紧急要料；
　　4，供应商管理不善，采购提前期长；
　　5，物料处理与信息系统的互动性、结合性较差；
　　6，车间在制品存量居高不下；
　　7，退料，返修品，断点物料很难管理；
　　8，设备和人员负荷不均；
　　9，部门协作差，尤其是在多地点生产和经营或者零部件数量庞大时，部门间信息传递速度太慢，经常失真。不同的生产过程形成了不同的生产物流系统。要建立合理高效的生产物流系统，企业需要综合考虑生产工艺、生产类型、生产规模以及专业化与协作水平等因素。
　　
　　生产物流系统中的物料管理模式
　　
　　在生产物流中，物料会随着时间进程不断改变自己的实物形态和工位，不是处于加工、装配状态，就是处于储存、搬运和等待状态。就管理的方式而言，不同模式的生产物流系统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，即约束理论)哲理分析生产计划与控制的方法是一种称之为“鼓一缓冲器一绳子”的系统，简称TOC系统。在离散型制造情况下，运用TOC系统主要包括以下步骤：
　　①识别企业的真正“瓶颈”所在，是控制物流的关键；
　　②基于“瓶颈”，建立主生产计划；
　　③设置“缓冲器”并进行监控，以防止随机波动，使瓶颈资源不至于出现等待任务的情况；
　　④对生产物流进行平衡，使得进入非瓶颈资源的物料应被瓶颈资源的产出率所控制即“绳子”。对非瓶颈资源安排作业计划，要使之与瓶颈资源上的工序同步。
　　在该模式下，必须按照瓶颈工序的物流量来控制瓶颈工序前道工序的物料投放量，以保持在均衡的物料流动条件下进行生产。
　　
　　2，JIT“拉动式”物流管理模式
　　在JIT(Just lnTime，准时制)拉动式物流管理模式下，物料管理是从最终产品装配出发，由下游工序反向来拉动上游的生产和运输。每个车间和工序都是“顾客”，按当时的需要提出需求指令，前序车间和工序成为“供应商”，按“顾客”的需求指令进行生产和供应，没有需求就不能进行作业。通过需求的信息流逆向拉动物流。
　　“拉动式”物流系统的最大特点是市场供需关系的工序化。它以外部市场独立需求为源点，拉动相关物料需求的生产和供应。生产系统中的上下游、前后工序之间形成供应商――顾客关系，下游和后工序“顾客”需要什么，上游和前工序“供应商”就“准时”提供什么，物流过程精益化。该系统适用于重复性生产，更适合生产过程中低级需求的控制和计划。
　　
　　3，ERP物流管理模式
　　根据ERP系统的运作原理，是由一个计划控制中心按ERP通过BOM计算物料需求计划。然后在物料需求计划的基础上，根据供应商采购原则以及各种物料生产阶段对应的提前期，确定原材料、零部件和产品的供应计划(包括运输计划)向相关车间或工序以及供应商发出生产和订货计划(看板)指令。其特点是：
　　①源头是生产计划；
　　②基础数据来源于准确的BOM以及采购供应计划；
　　③计划信息流同时指导并推动实物流的流转。按计划安排进行生产，把加工／外购的零部件送到后续车间和后工序，并将实际完成情况反馈到计划部门。
　　这是一种以计划性为主的“推进式”物流管理方式，但是由于各类因素的干扰，外部需求经常波动，内部运行也时常有异常发生，各类提前期的预测也不尽准确，造成“计划变化滞后”的情况，导致各车间、工序之间的物料数量和品种都难以衔接，交货期难以如期实现。为了解决这些矛盾，通常采用快速调整计划、设置安全库存、紧急送料等措施。
　　实际上，在生产物流中，企业必须结合自己产品和生产的特性，选择合适的管理方式。另外有些企业也常常综合以上几种形式的优缺点，采取混合策略，如ERP与JIT相结合的管理方式。
　　
　　生产物料管理中的关键技术
　　
　　1，包装单元化和标准化
　　包装的单元化和标准化是企业物流的基础工作，对于零部件的保护、后续的物流规划以及物流量的测定起到关键的作用。采用合理的单元化器具，能够减少无效劳动(如倒装，在加工过程中不落地)，提高劳动效率，简化现场管理，减少安全隐患。
　　包装单元化、标准化的规划理念主要从宏观和微观两个层面上把握。从宏观上讲，要从供应链的角度设定所有物料的尺寸链。从托盘到周转箱、专用料架都要与这个尺寸链相配合。从微观上讲。要符合包装设计的基本要求，如兼顾保护零部件和节省空间的原则，选择合适的外包装材料、内部分隔材料等。同时，包装单元的装载数量要固定，以便于现场管理，简化现场人员的统计工作量。某些工厂对于包装和线旁工位器具的管理要求较高，这样就需要将包装物也纳入工艺日常管理中。如对于包装物的清理、清洗(清除油污、标签等)、修理、存放等。
　　2，现代物料搬运设备与技术
　　搬运系统，即搬运技术和装备的选择。一定程度上决定着生产物流系统的布局和运行方式。并对生产系统的运作效率、复杂程度、投资大小和经济效果影响很大。生产物流中重要的问题就是选择合适的搬运设备。这些设备应能适应被搬运物料的性质、重量、形状、尺寸及物流量。既要使设备的固定投资少，又要达到设定的搬运需求。
　　搬运方式有连续搬运、间歇搬运、往返搬运几种，从路径方向分为水平、倾斜、垂直或是二维方向。其他搬运要求有：台流分流、定位停止、高速搬运、积放等。同时还要考虑搬运的对象和环境，如成形、粉体、烘干环境和清洁环境等等。最后才确定搬运的方式、设备组合、规格数量。其中搬运的速度需求主要根据生产节拍来计算。
　　常见的搬运设备有：叉车、堆高机、自动堆垛

机、自动导引小车(AGV)、自动化输送分拣系统(包括悬挂链、输送机、分拣机)、搬运与码垛机器人、上下料机器人等。
　　常见的搬运技术包括：
　　①物料识别技术：如射频标识技术、条形码技术等；
　　②物流自动化技术：如自动引导小车技术、搬运机器人技术等；
　　⑧自动控制技术：如集散控制系统，集中控制系统，现场总线技术，以太控制网络，人机交互技术等；
　　④物流集成化技术：信息化、机械化、自动化和智能化于一体化。
　　
　　3，系统化布局
　　目前，物流系统布局的主要内容包括：企业内部车间部门的位置以及车间内部工序的布置，车间内成品区、半成品区、辅料区以及其他相关辅助设施的位置分配等。
　　合理的布置可以使物料或者是成品的搬运量最小。因为车间内的物流量是根据产品的工艺路线所决定的，各车间的位置、车间内部工序的位置以及相关辅助生产的位置确定以后，物料流动的路线基本上已经确定了。换句话说，物料是服从工艺的。
　　实施系统布局的基础是对企业生产的产品和产量进行分析和综合。这些数据来自详细的基础数据分析。所以在实施系统布局过程中，首先是调查研究、收集资料，其次是分析有关资料的相互关系，在详细调研的基础上设计方案，最后对若干方案进行选择并组织实施。近年来也出现了一些计算机辅助进行布局设计的技术。这种做法不但能大大改善和加速布局设计的进程，而且借助人机交互和计算机绘图技术等，可以迅速生成多种布局方案，以启发设计者的思路。
　　
　　4，生产物流信息化
　　信息管理是现代生产物流管理的核心和基础。生产物流过程实际上是物料流动加信息流动的过程。无论是物料管理、状态监控还是作业管理都离不开物流信息。物流信息系统在生产物流中的功能主要是对物流信息进行搜集、传递、储存、加工和维护，具有预测、控制和辅助决策等功能。随着物流系统的发展，物流信息量会变得越来越大，物流信息技术更新的速度也越来越快，如果仍对信息采取传统的手工处理方式，则会造成一系列信息滞后、信息失真、信息不能共享等信息处理瓶颈。从而影响整个物流系统的效率。随着信息技术的不断进步，RFID技术，基于平台、数据挖掘与智能化的技术等也开始被应用于物流信息系统中。
　　
　　5，在制品(WIP)控制
　　工厂中的库存一般分为以下几种形式，在制品库存控制是其中的一个重点。
　　在制品库存控制具有以下作用：
　　①在保证企业生产、经营需求的前提下，使在制品库存量经常保持在合理的水平上；
　　②掌握在制品库存量动态，适时、适量地进行生产活动，避免超储或缺货；
　　③减少在制品库存空间占用，降低在制品库存总费用；
　　④控制在制品库存资金占用，加速资金周转。但是，在制品并不是越小越好，其数量太小，就不能满足生产量的要求。因此丰田公司通过看板的数量控制在制品的数量。一般看板数量的计算如下：
　　看板张数=D*L(1+a)
　　D：平均需求(以标准容器的数量表示)
　　L：生产节拍
　　a：安全系数
　　可使用仿真方法确定加工工段的生产节拍，进而给出每个加工工段所需的看板数量，以避免动态生产环境下的任务积压。
　　在制品的库存控制策略包括：
　　①批次调整：规定多少产品组成一个批次，在某一时刻开始加工；
　　②任务分派：确定接下来哪个批次在哪台设备上加工：
　　③任务外协：当理想输出与实际输出产生差异时，生产系统产生积压任务。此时可采取相应的措施，如增减作业班组、任务外协等，以保持在制品库存稳定。
　　
　　6，总装物料的配送技术
　　配送计划一般针对流水装配线的生产形式。在现有对总装物料配送的研究当中，以有效控制配送中发生的运输成本和运输时间(不断线)为内容的物料配送问题成为研究的核心和目标。
　　物料配送计划即是在满足工位需求的条件下，为各工位配送合理的物料数量，派遣最少的车辆，并为配送车辆指定运输时间和运输费用最省的路线。因此，如何应用现代数学方法及计算机技术快速求解优化调度方案是重要的技术课题。它可以很好地实现保证物料供应、降低配送成本、提高配送效率的要求。
　　总装物料配送技术的几个关键点：
　　①配送需求拉动的方式
　　可采用看板或者按灯系统的方式进行物料索取。如果生产能实现均衡化，则配送的需求可以按照生产节拍提前确定，从而为指定配送计划打下基础。
　　②路线巡回
　　配送车辆由配送点出发后，必须完成其所指派工位的配送任务，然后返回配送点。所以对每一部车辆而言，行驶路线安排是一个经典的线路规划问题。对于总装配送的实际情况来说，是一个巡回多点送货问题。
　　③车辆选择问题
　　因为每一配送车辆都有载重量和容积的规定限制，所以装载问题从另一个角度来看，也是配送车辆的选择问题。
　　④线旁库存(缓冲区)定义
　　对于线旁库存的定义，实际就是在线旁空间利用合理化的基础上，保证物料的供应、生产的连续、线旁库存最小化的问题。其与总装配送的频次和配送量密切相关。
　　⑤多车多点带的巡回送货路线优化
　　总装线的工艺存在装配工位的先后次序，某些工位甚至有严格的物料时间需求限制。因此在满足工位需求的前提下，需要形成一个可行的、有效率的行程计划，该计划必须对多个配送车辆、路线，以及配送频次、配送量和时间作出详细的规定，这就是配送的总体计划，也是路线优化技术的核心。
　　配送计划要有一定的冗余性，以应对临时生产计划更改，或者紧急送料等意外情况。
　　生产物料管理中的规划原则
　　总结以上，由于生产物流系统是一个复杂的系统，我们在进行生产物料管理规划时，需要注意以下原则：
　　1，物流距离最小原则：物流过程不增加任何附加值，徒然消耗大量人力、物力和财力，因此物流距离要短，搬运量要小。
　　2，流动性原则：良好的企业生产物流系统应使物料流动顺畅，消除无为停滞，力求生产流程的连续性。当物料向成品方向前进时，应尽量避免工序或作业时间的逆向交叉流动或发生物料混乱情况。
　　3，高活性原则：采用高活性指数的搬运系统，尽量减少二次搬运和重复搬运量。
　　4，均衡性原则：在物流计划、配送、运输等环节中实现作业负荷的同步性、均匀性。
　　5，低成本原则：在目前的经济形式下，需要降低物流上的投入，通过管理和规划挖潜，实现低投入、高产出，从价值流的角度进行分析，取消一切不增值的活动，改善公司的现金流。这其中库存控制将是重点。

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