設(shè)施規(guī)劃與物流系統(tǒng)設(shè)計(jì) 馬漢武習(xí)題與思考題解答

習(xí)題與思考題參考答案習(xí)題與思考一略習(xí)題與思考二答：一般而言，企業(yè)希望物流成本最小化,降低勞動(dòng)力成本,提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。2．答：準(zhǔn)備階段、地區(qū)選擇階段、地點(diǎn)選擇階段、編制報(bào)告階段。電子配件廠選址要求：1要靠近產(chǎn)品主要的銷售地區(qū)2要有便利的交通運(yùn)輸條件3勞動(dòng)密集型且工人素質(zhì)較高的地區(qū)4電子產(chǎn)品廠較多地區(qū)以形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)5遠(yuǎn)離粉塵、煙霧污染區(qū)6地區(qū)的優(yōu)惠政策，如稅收。3．答：略4．答：重心法是種定量分析的方法，優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)用比較簡(jiǎn)便，結(jié)果客觀；缺點(diǎn)是該法只考慮運(yùn)輸費(fèi)用，且按直線處理各運(yùn)輸路線，這樣存在很大的局限性，結(jié)果未必可行。重心法考慮的是產(chǎn)品生產(chǎn)成本中的運(yùn)輸費(fèi)用，對(duì)于銷售成本等則沒(méi)有考慮。5．答：略6．答：制造業(yè)選址考慮的更多是在一定的客戶滿意度情況下，生產(chǎn)成本最低，主要是運(yùn)輸成本，而服務(wù)業(yè)則主要考慮讓顧客最滿意，追求各個(gè)地址的可能收益中的利潤(rùn)最大化；制造業(yè)運(yùn)輸量相對(duì)較大，選址一般用數(shù)學(xué)規(guī)劃方法，比如重心法、盈虧平衡法、線性規(guī)劃法等，還結(jié)合一定的定性分析，而服務(wù)業(yè)一般采用兩種方法：回歸模型；啟發(fā)式算法等。7．解：序號(hào)因素設(shè)定權(quán)重地址A地址B地址C評(píng)分得分評(píng)分得分評(píng)分得分1接近港口510050080400804002能源來(lái)源及其成本380240702101003003職員工作態(tài)度及成本43012060240702804據(jù)公司總部的距離2102080160601205社區(qū)期望29018060120801606周圍的基礎(chǔ)設(shè)施3501506018090270總計(jì)121013101530對(duì)A：100*5+80*3+30*4+10*2+90*2+50*3=1210對(duì)B：80*5+70*3+60*4+80*2+60*2+60*3=1310對(duì)C：80*5+100*3+70*4+60*2+80*2+90*3=1530故應(yīng)選擇C8．解：x*=（300*4000+375*6000+470*3000）/（4000+6000+3000）=4860000/13000=373.85y*=(320*4000+470*6000+180*3000)/(4000+6000+3000)=4640000/13000=356.92因此,新廠的最佳位置坐標(biāo)為(373.85,356.92)習(xí)題與思考三1．答：略答：工藝原則布置也稱為機(jī)群式布置。這種布置形式的特點(diǎn)是把同種類型的設(shè)備和人員集中布置在一個(gè)地方。這種布置方式便于調(diào)整設(shè)備和人員，容易適應(yīng)產(chǎn)品的變化，生產(chǎn)系統(tǒng)的柔性大大增加。但當(dāng)工件需經(jīng)過(guò)多種設(shè)備進(jìn)行加工時(shí)就不得不往返于各工序之間，增加了產(chǎn)品搬運(yùn)的次數(shù)和距離。這種布置通常適用于單件生產(chǎn)及多品種小批量生產(chǎn)模式。產(chǎn)品原則布置也稱為流水線布置或?qū)ο笤瓌t布置，當(dāng)產(chǎn)品品種少而加工量大時(shí)，應(yīng)按產(chǎn)品加工工藝過(guò)程順序配置設(shè)備，形成流水生產(chǎn)線，這樣能最大限度的滿足生產(chǎn)對(duì)空間和時(shí)間的要求，生產(chǎn)率高，單件成本低，但生產(chǎn)柔性差，適用于少品種大量生產(chǎn)。3．解：產(chǎn)品工序12345678910A①①①①①①①①①①B②②④②②②②⑥②④⑥⑧②②C③③⑦③②③⑤③③D④⑥④④③⑤④③E⑤⑤③⑤③⑤④⑦④F⑥⑧④⑥④⑥⑦⑨⑤⑤從止ABCDEF合計(jì)A11100150012600B750055003100450020600C550040001500100012000D2500100052008009500E250020001000630011800F0合計(jì)0216001200010500980012600539004．解：⑴aACDBACDBBAABCDBBCCDD3030ABCD1015201020使用玩具公司例子中的物料搬運(yùn)成本的計(jì)算方法可以得到下列成本，假設(shè)不相鄰的房間成本是在初始單位距離運(yùn)輸成本的基礎(chǔ)上加倍。AB=10×1=10AC=20×2=40AD=30×3=90BC=15×1=15BD=10×2=20CD=20×1=20現(xiàn)在成本=195BCBCDA152030201010AB=10×3=30AC=20×2=40AD=30×1=30BC=15×1=15BD=10×2=20CD=20×1=20改進(jìn)后成本=1555、答：A、B、C產(chǎn)量大，用產(chǎn)品原則布置；D、E、F產(chǎn)量中，用成組原則布置；G、H、I、J、K產(chǎn)量少，種類多，用工藝原則布置。6．略7．解：AABEICOEIIDEEAEOIFOIG8．答：切紙物資儲(chǔ)存印刷發(fā)運(yùn)裝訂美工編排9．解：5148327631465278或10．答：4365817243158627或或習(xí)題與思考四.(1)交通運(yùn)輸工具交通運(yùn)輸工具由火車、輪船、車輛、飛機(jī)和管道組成，它是物流系統(tǒng)重要的基礎(chǔ)性的構(gòu)成，主要承擔(dān)運(yùn)輸任務(wù)。(2)運(yùn)輸機(jī)械運(yùn)輸機(jī)械通常是指能夠?qū)⑸钗锪?簡(jiǎn)稱物料)或成件物品(簡(jiǎn)稱物品)在一定的運(yùn)送線路上，從裝載點(diǎn)到卸載點(diǎn)以一定的或變化的速度、連續(xù)或間斷地進(jìn)行運(yùn)送的機(jī)械設(shè)備。按照其使用功能，運(yùn)輸機(jī)械大致可分為三大類：裝卸機(jī)械、輸送機(jī)械和給料機(jī)械。(3)倉(cāng)儲(chǔ)及集裝容器物流系統(tǒng)必須包括儲(chǔ)存這一環(huán)節(jié)，倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備及集裝容器是實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存的設(shè)備。倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備包括倉(cāng)庫(kù)及其配套設(shè)備，如貨架系統(tǒng)、巷道堆垛起重機(jī)、分揀設(shè)備、入出庫(kù)輸送機(jī)系統(tǒng)等，還包括托盤、貨箱、集裝單元等設(shè)備。其中托盤、·貨箱、集裝單元同時(shí)還是貨物運(yùn)輸過(guò)程中的重要設(shè)備。（1）大型化和高速化;（2）實(shí)用化和輕型化;（3）專用化和通用化;（4）自動(dòng)化和智能化;（5）成套化和系統(tǒng)化;（6）“綠色”化物流模數(shù)是為了物流系統(tǒng)化、合理化和標(biāo)準(zhǔn)化，而以數(shù)值關(guān)系表示的物流系統(tǒng)各種因素尺寸的標(biāo)準(zhǔn)。物流模數(shù)可分為物流基礎(chǔ)模數(shù)、物流集裝模數(shù)、物流建筑模數(shù)等。以托盤作為倉(cāng)儲(chǔ)貨物集裝單元化的裝載工具，可始終用機(jī)械裝備如叉車等來(lái)裝卸、搬運(yùn)、保管貨物。在這幾個(gè)物流環(huán)節(jié)中，同一托盤連續(xù)使用，不需更換。如果托盤規(guī)格不統(tǒng)一，在各作業(yè)環(huán)節(jié)間不能通用與互換，勢(shì)必會(huì)造成因更換托盤而增加人力、時(shí)間與資金投入，造成不必要的麻煩與浪費(fèi)。因此要實(shí)行托盤化，必須做到托盤規(guī)格的統(tǒng)一。集裝箱是具有一定規(guī)格和強(qiáng)度進(jìn)行周轉(zhuǎn)用的大型貨箱。根據(jù)貨物特性和運(yùn)輸需要，集裝箱可以用鋼、鋁、塑料等各種材料制成。它適合于鐵路、水路、公路、航空等多種運(yùn)輸方式的現(xiàn)代化裝卸和運(yùn)輸，是倉(cāng)庫(kù)外部物流合理化的集裝化運(yùn)輸用具。集裝箱不同于公路和鐵路貨車的車廂，也不同于反復(fù)使用的大型包裝箱。它的主要特點(diǎn)是有八個(gè)角件，依靠這八個(gè)十分簡(jiǎn)單，但結(jié)構(gòu)尺寸都是很精確的角件，可以完成集裝箱的裝卸、栓固、堆碼、支承等作業(yè)。起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)有起升質(zhì)量、起升高度、幅度、各機(jī)構(gòu)工作速度和質(zhì)量指標(biāo)等。對(duì)于門(橋)式起重機(jī)還包括軌距、起重力矩等參數(shù)。.（1）裝卸機(jī)械裝卸機(jī)械是一種具有自行裝卸功能或具有轉(zhuǎn)載裝置和連續(xù)裝卸功能的機(jī)械設(shè)備。根據(jù)其使用特點(diǎn)可分為裝載機(jī)械和卸載機(jī)械。若以工作對(duì)象或工作方式來(lái)分析，又可將裝載機(jī)械分為裝船機(jī)、裝車機(jī)等；卸載機(jī)械分為卸船機(jī)、卸車機(jī)、翻車機(jī)、堆料機(jī)、堆包機(jī)等。常見的裝卸機(jī)械有鏟斗裝載機(jī)、固定式裝車機(jī)、鏈斗卸車機(jī)、叉車等。（2）輸送機(jī)械它是物流設(shè)備的重要組成部分。輸送機(jī)械通常是指能夠使物料或物品沿著該機(jī)的整體或部分布置線路所確定的方向或走向、連續(xù)或間斷地運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)搬運(yùn)的機(jī)械設(shè)備。這里應(yīng)引起重視的是，物料或物品的運(yùn)行是沿著輸送機(jī)所確定的方向或線路運(yùn)行，不允許隨意變更方向，這是區(qū)別于裝卸機(jī)械的重要特征之一。(3)給料機(jī)械與輸送機(jī)械在結(jié)構(gòu)、原理及工作方式等方面十分相似，給料機(jī)械是一種將物料由儲(chǔ)料裝置送至受料裝置中，并同時(shí)可以控制物料的輸送速度和流量的機(jī)械設(shè)備。給料機(jī)械與輸送機(jī)械的不同之處主要在于使用功能和應(yīng)用場(chǎng)合，按建筑形式可以分為整體式和分離式;按貨物存取形式可以分為單元貨架式、移動(dòng)貨架式和揀選貨架式;按貨架構(gòu)造形式可分為單元貨格式、貫通式、水平循環(huán)式和垂直循環(huán)式倉(cāng)庫(kù);按所起的作用可以分為生產(chǎn)性倉(cāng)庫(kù)和流通性倉(cāng)庫(kù);按自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)與生產(chǎn)聯(lián)接的緊密程度可分為獨(dú)立型、半緊密型和緊密型倉(cāng)庫(kù);按保管目的司劃分為：配送中心(流通中心)型倉(cāng)庫(kù),存儲(chǔ)中心型倉(cāng)庫(kù),物流中心型倉(cāng)庫(kù).自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)(AutomatedStorageAndRetrievalSystem，簡(jiǎn)稱AS／RS)是在不直接進(jìn)行人工處理的情況下能自動(dòng)地存儲(chǔ)和取出物料的系統(tǒng)。這個(gè)定義覆蓋了不同復(fù)雜程度及規(guī)格的極為廣泛多樣的系統(tǒng)。術(shù)語(yǔ)“自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)”通常是指使用多層貨架、能在巷道內(nèi)的任何貨位存儲(chǔ)和取出貨物的搬運(yùn)車以及計(jì)算機(jī)控制和通信系統(tǒng)，有的系統(tǒng)可以直接與其他生產(chǎn)系統(tǒng)相聯(lián)。高層貨架存儲(chǔ)貨物，存儲(chǔ)區(qū)可以大幅度地向高空發(fā)展，充分利用倉(cāng)庫(kù)地面和空間，因此節(jié)省了庫(kù)存占地面積，提高了空間利用率。習(xí)題與思考五1)物料的分類。制定搬運(yùn)方案過(guò)程中，首要的工作就是分析物料(產(chǎn)品或零件)。也就是物料的分類，即按物料的物理性能、數(shù)量、時(shí)間要求或特殊控制要求進(jìn)行分類。2)布置。在對(duì)搬運(yùn)活動(dòng)進(jìn)行分析或圖表化之前，先要有一個(gè)布置方案，一切搬運(yùn)方法都是在這個(gè)布置內(nèi)進(jìn)行的。3)各項(xiàng)移動(dòng)的分析。各項(xiàng)移動(dòng)的分析主要是確定每種物料在每條路線(起點(diǎn)到終點(diǎn))上的物流量和移動(dòng)特點(diǎn)。4)各項(xiàng)移動(dòng)的圖表化。就是把分析結(jié)果轉(zhuǎn)化為直觀的圖形。通常用物流圖或距離與物流量指示圖來(lái)體現(xiàn)。5)物料搬運(yùn)方法的知識(shí)和理解。在找出一個(gè)解決辦法之前，需要先掌握物料搬運(yùn)方法的知識(shí)，運(yùn)用有關(guān)的知識(shí)來(lái)選擇各種搬運(yùn)方法。6)確定初步搬運(yùn)方案。在這一步，要提出關(guān)于路線系統(tǒng)、設(shè)備和運(yùn)輸單元(或容器)的初步搬運(yùn)方案；也就是把收集到的全部資料數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，從而求得具體的搬運(yùn)方法。實(shí)際上，往往要提出幾個(gè)合理的、有可能實(shí)行的初步方案。7)修改和限制。在考慮一切有關(guān)的修正因素和限制因素以后，對(duì)這些初步方案進(jìn)一步調(diào)整。在這一步，要修正和調(diào)整每一個(gè)方案，把可能性變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)性。8)各項(xiàng)需求的計(jì)算。對(duì)初步方案進(jìn)行調(diào)整或修正是為了消除所有不能實(shí)現(xiàn)的設(shè)想。但是在選擇最佳方案之前，還需要算出所需設(shè)備的臺(tái)數(shù)或運(yùn)輸單元的數(shù)量，算出所需費(fèi)用和操作次數(shù)。9)方案的評(píng)價(jià)。對(duì)幾個(gè)比較方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)的目的是要從幾個(gè)方案中選擇一個(gè)較好的方案。不過(guò)，在評(píng)價(jià)過(guò)程中，往往會(huì)把兩個(gè)或幾個(gè)方案結(jié)合起來(lái)又形成一個(gè)新的方案。10)選定物料搬運(yùn)方案。經(jīng)過(guò)評(píng)價(jià)，從中選出一個(gè)最佳方案。值得說(shuō)明的是，搬運(yùn)系統(tǒng)分析的模式對(duì)第Ⅱ階段(總體搬運(yùn)方案)和第Ⅲ階段(詳細(xì)搬運(yùn)方案)都適用。這就是說(shuō)，雖然兩個(gè)階段的工作深度不同，但分析步驟的模式卻是一樣的。略略分析：確定4種設(shè)備的最佳布置,就是要使總的物流量最小,物流的線路由這4種設(shè)備的相互位置決定,每種產(chǎn)品的周產(chǎn)量可以看作線路長(zhǎng)度的加權(quán)值。而A、B、C、D四臺(tái)設(shè)備一共有12種排列順序，分別計(jì)算這12種種情況下的物流量，物流量最小的既為最侍布置，但這種方法計(jì)算量比較大。下面介紹比較權(quán)值法：4種產(chǎn)品中工序要求從B到D或從D到B的搬運(yùn)一共有4個(gè)，用BD表示它們之間的距離，同理可求出其它工序的個(gè)數(shù)。如下：生產(chǎn)一個(gè)單位1產(chǎn)品中的搬運(yùn)距離為（BD+DC+2AC）生產(chǎn)一個(gè)單位2產(chǎn)品中的搬運(yùn)距離為（BD+AD+AC）生產(chǎn)一個(gè)單位3產(chǎn)品中的搬運(yùn)距離為（2BD+DC+2AC）生產(chǎn)一個(gè)單位4產(chǎn)品中的搬運(yùn)距離為（AB+BC+AC）一周的總物流量：U=300（BD+DC+2AC）+700（BD+AD+AC）+900（2BD+DC+2AC）+200（AB+BC+AC）=2800BD+1200DC+3300AC+700BD+200AB+200BC可見，AC、BD、DC之間的權(quán)值最大，所以A設(shè)備要和C設(shè)備靠近，B設(shè)備要和D設(shè)備靠近，D設(shè)備要和C設(shè)備靠近。得出最佳布置為BDCA或ACDB，代入數(shù)值可以得出結(jié)果。如果，上貨/卸貨點(diǎn)在機(jī)器邊緣線的角點(diǎn)，從上面的求解過(guò)程看出，得出的總物流量公式不變，所以最佳布置不變，只是總物流量減少而已。習(xí)題與思考六略習(xí)題與思考七略習(xí)題與思考八研究物流系統(tǒng)為什么需要采用仿真方法？參考本章第一節(jié)系統(tǒng)仿真的原因和物流系統(tǒng)建模的意義部分。進(jìn)行實(shí)際系統(tǒng)仿真研究時(shí)，需要哪些步驟？參考系統(tǒng)仿真的一般步驟部分。是否任何物流系統(tǒng)都適合于建立仿真模型并加以研究？參考第一節(jié)中系統(tǒng)仿真必要性說(shuō)明部分。指出下列系統(tǒng)中的實(shí)體、活動(dòng)、事件和狀態(tài)變量：（1）倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)；（2）運(yùn)輸系統(tǒng)；（3）生產(chǎn)線系統(tǒng)。參考答案：實(shí)體包括：存儲(chǔ)物品、存儲(chǔ)單元、存儲(chǔ)器具、搬運(yùn)工具和人員等；活動(dòng)包括：物品入庫(kù)存儲(chǔ)和選擇出庫(kù)、搬運(yùn)工具運(yùn)行等；事件包括：物品入庫(kù)和出庫(kù)、搬運(yùn)工具的開始作業(yè)和結(jié)束作業(yè)等；狀態(tài)變量包括：當(dāng)前倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中物品名稱、類別、庫(kù)位、數(shù)量和存儲(chǔ)時(shí)間、搬運(yùn)工具的狀態(tài)等。實(shí)體包括：運(yùn)輸工具、運(yùn)輸物品、運(yùn)輸通道等；活動(dòng)包括：運(yùn)輸工具的運(yùn)輸作業(yè)等；事件包括：運(yùn)輸工具開始運(yùn)輸和結(jié)束運(yùn)輸、被運(yùn)輸物品進(jìn)入系統(tǒng)和退出系統(tǒng)等；狀態(tài)包括：運(yùn)輸工具的忙、閑狀態(tài)，處于運(yùn)輸狀態(tài)物品的數(shù)量、處于排隊(duì)等待運(yùn)輸狀態(tài)物品的數(shù)量等。實(shí)體包括：加工機(jī)器、輸送鏈、零部件、工具、容器和人員等；活動(dòng)包括：搬運(yùn)零部件、加工零部件、維修機(jī)器和零部件的運(yùn)送等；事件包括：零部件的到達(dá)和離開生產(chǎn)線、機(jī)器開始加工和結(jié)束加工零部件等；狀態(tài)變量包括：機(jī)器、工具的狀態(tài)，零部件隊(duì)列的長(zhǎng)短，容器容積和當(dāng)前的容量，人員的忙閑狀況等。5、一加工單一產(chǎn)品的串型生產(chǎn)線，由4個(gè)相繼加工單元組成，來(lái)進(jìn)行該產(chǎn)品四道工藝處理；各單元之間的相互位置如下圖所示，零件在單元之間的移動(dòng)采用絎車搬運(yùn)，絎車每次搬運(yùn)4個(gè)零件，裝、卸貨時(shí)間服從（0.5，1.5）min的均勻分布，搬運(yùn)速度為30m/min。四個(gè)單元各自擁有的設(shè)備數(shù)量分別為4、3、6、2臺(tái)，每個(gè)單元的設(shè)備功能完全相同；被加工產(chǎn)品按照均值為2.0MIN的負(fù)指數(shù)分布、一個(gè)接一個(gè)進(jìn)入該生產(chǎn)線，在四個(gè)加工單元接受服務(wù)的時(shí)間服從（7.0，8.0，10.0）、（5.0，6.0，8.0）、（9.0，12.0，15.0）、（4.0，5.0，7.0）的三角分布。使用系統(tǒng)仿真方法：（1）計(jì)算生產(chǎn)線的在制品庫(kù)存、產(chǎn)品通過(guò)時(shí)間、設(shè)備利用率水平；（2）計(jì)算三架絎車的利用率；（3）找出系統(tǒng)瓶頸單元，提出優(yōu)化方案，并通過(guò)仿真比較優(yōu)化效果。15m15m單元1單元2單元3單元420m20m參考答案：由于考慮到一般教學(xué)過(guò)程中，多數(shù)學(xué)校采用的witness教育版，目前只支持構(gòu)建15個(gè)對(duì)象的仿真系統(tǒng)，而題目采用絎車搬運(yùn)需要構(gòu)建track和vehicle，元素?cái)?shù)量較多，教育版軟件不能夠?qū)崿F(xiàn)，所以在參考答案中將絎車搬運(yùn)改為輸送鏈運(yùn)輸，構(gòu)建模型見資料庫(kù)中productionline.mod文件。仿真運(yùn)行設(shè)置：仿真運(yùn)行一周，time=480*5=2400分鐘，運(yùn)行統(tǒng)計(jì)得出如下數(shù)據(jù)報(bào)表：Name%Idle%BusyNo.OfOperationsMachine0011.8498.161131Machine0021.4698.541121Machine0037.2792.731114Machine0041.4198.59887Name%Empty%MoveNowOnTotalOnAvgSizeAvgTimeConveyor00172.4927.51111310.310.66Conveyor00278.9121.09211210.230.49Convey