設(shè)施規(guī)劃與物流系統(tǒng)設(shè)計 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,降低勞動力成本,提高企業(yè)競爭力。2．答：準備階段、地區(qū)選擇階段、地點選擇階段、編制報告階段。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要有便利的交通運輸條件3勞動密集型且工人素質(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5遠離粉塵、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)點是運用比較簡便，結(jié)果客觀；缺點是該法只考慮運輸費用，且按直線處理各運輸路線，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)成本中的運輸費用，對于銷售成本等則沒有考慮。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，主要是運輸成本，而服務(wù)業(yè)則主要考慮讓顧客最滿意，追求各個地址的可能收益中的利潤最大化；制造業(yè)運輸量相對較大，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：序號因素設(shè)定權(quán)重地址A地址B地址C評分得分評分得分評分得分1接近港口510050080400804002能源來源及其成本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121013101530對A：100*5+80*3+30*4+10*2+90*2+50*3=1210對B：80*5+70*3+60*4+80*2+60*2+60*3=1310對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群式布置。這種布置形式的特點是把同種類型的設(shè)備和人員集中布置在一個地方。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。但當工件需經(jīng)過多種設(shè)備進行加工時就不得不往返于各工序之間，增加了產(chǎn)品搬運的次數(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，當產(chǎn)品品種少而加工量大時，應(yīng)按產(chǎn)品加工工藝過程順序配置設(shè)備，形成流水生產(chǎn)線，這樣能最大限度的滿足生產(chǎn)對空間和時間的要求，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A11100150012600B750055003100450020600C550040001500100012000D2500100052008009500E250020001000630011800F0合計0216001200010500980012600539004．解：⑴aACDBACDBBAABCDBBCCDD3030ABCD1015201020使用玩具公司例子中的物料搬運成本的計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：切紙物資儲存印刷發(fā)運裝訂美工編排9．解：5148327631465278或10．答：4365817243158627或或習(xí)題與思考四.(1)交通運輸工具交通運輸工具由火車、輪船、車輛、飛機和管道組成，它是物流系統(tǒng)重要的基礎(chǔ)性的構(gòu)成，主要承擔(dān)運輸任務(wù)。(2)運輸機械運輸機械通常是指能夠?qū)⑸钗锪?簡稱物料)或成件物品(簡稱物品)在一定的運送線路上，從裝載點到卸載點以一定的或變化的速度、連續(xù)或間斷地進行運送的機械設(shè)備。按照其使用功能，運輸機械大致可分為三大類：裝卸機械、輸送機械和給料機械。(3)倉儲及集裝容器物流系統(tǒng)必須包括儲存這一環(huán)節(jié)，倉儲設(shè)備及集裝容器是實現(xiàn)儲存的設(shè)備。倉儲設(shè)備包括倉庫及其配套設(shè)備，如貨架系統(tǒng)、巷道堆垛起重機、分揀設(shè)備、入出庫輸送機系統(tǒng)等，還包括托盤、貨箱、集裝單元等設(shè)備。其中托盤、·貨箱、集裝單元同時還是貨物運輸過程中的重要設(shè)備。（1）大型化和高速化;（2）實用化和輕型化;（3）專用化和通用化;（4）自動化和智能化;（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、合理化和標準化，而以數(shù)值關(guān)系表示的物流系統(tǒng)各種因素尺寸的標準。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。以托盤作為倉儲貨物集裝單元化的裝載工具，可始終用機械裝備如叉車等來裝卸、搬運、保管貨物。在這幾個物流環(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，勢必會造成因更換托盤而增加人力、時間與資金投入，造成不必要的麻煩與浪費。因此要實行托盤化，必須做到托盤規(guī)格的統(tǒng)一。集裝箱是具有一定規(guī)格和強度進行周轉(zhuǎn)用的大型貨箱。根據(jù)貨物特性和運輸需要，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、航空等多種運輸方式的現(xiàn)代化裝卸和運輸，是倉庫外部物流合理化的集裝化運輸用具。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。它的主要特點是有八個角件，依靠這八個十分簡單，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)。起重機的主要技術(shù)參數(shù)有起升質(zhì)量、起升高度、幅度、各機構(gòu)工作速度和質(zhì)量指標等。對于門(橋)式起重機還包括軌距、起重力矩等參數(shù)。.（1）裝卸機械裝卸機械是一種具有自行裝卸功能或具有轉(zhuǎn)載裝置和連續(xù)裝卸功能的機械設(shè)備。根據(jù)其使用特點可分為裝載機械和卸載機械。若以工作對象或工作方式來分析，又可將裝載機械分為裝船機、裝車機等；卸載機械分為卸船機、卸車機、翻車機、堆料機、堆包機等。常見的裝卸機械有鏟斗裝載機、固定式裝車機、鏈斗卸車機、叉車等。（2）輸送機械它是物流設(shè)備的重要組成部分。輸送機械通常是指能夠使物料或物品沿著該機的整體或部分布置線路所確定的方向或走向、連續(xù)或間斷地運行，以實現(xiàn)自動搬運的機械設(shè)備。這里應(yīng)引起重視的是，物料或物品的運行是沿著輸送機所確定的方向或線路運行，不允許隨意變更方向，這是區(qū)別于裝卸機械的重要特征之一。(3)給料機械與輸送機械在結(jié)構(gòu)、原理及工作方式等方面十分相似，給料機械是一種將物料由儲料裝置送至受料裝置中，并同時可以控制物料的輸送速度和流量的機械設(shè)備。給料機械與輸送機械的不同之處主要在于使用功能和應(yīng)用場合，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)式倉庫;按所起的作用可以分為生產(chǎn)性倉庫和流通性倉庫;按自動化倉庫與生產(chǎn)聯(lián)接的緊密程度可分為獨立型、半緊密型和緊密型倉庫;按保管目的司劃分為：配送中心(流通中心)型倉庫,存儲中心型倉庫,物流中心型倉庫.自動化倉庫系統(tǒng)(AutomatedStorageAndRetrievalSystem，簡稱AS／RS)是在不直接進行人工處理的情況下能自動地存儲和取出物料的系統(tǒng)。這個定義覆蓋了不同復(fù)雜程度及規(guī)格的極為廣泛多樣的系統(tǒng)。術(shù)語“自動化倉庫系統(tǒng)”通常是指使用多層貨架、能在巷道內(nèi)的任何貨位存儲和取出貨物的搬運車以及計算機控制和通信系統(tǒng)，有的系統(tǒng)可以直接與其他生產(chǎn)系統(tǒng)相聯(lián)。高層貨架存儲貨物，存儲區(qū)可以大幅度地向高空發(fā)展，充分利用倉庫地面和空間，因此節(jié)省了庫存占地面積，提高了空間利用率。習(xí)題與思考五1)物料的分類。制定搬運方案過程中，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、時間要求或特殊控制要求進行分類。2)布置。在對搬運活動進行分析或圖表化之前，先要有一個布置方案，一切搬運方法都是在這個布置內(nèi)進行的。3)各項移動的分析。各項移動的分析主要是確定每種物料在每條路線(起點到終點)上的物流量和移動特點。4)各項移動的圖表化。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體現(xiàn)。5)物料搬運方法的知識和理解。在找出一個解決辦法之前，需要先掌握物料搬運方法的知識，運用有關(guān)的知識來選擇各種搬運方法。6)確定初步搬運方案。在這一步，要提出關(guān)于路線系統(tǒng)、設(shè)備和運輸單元(或容器)的初步搬運方案；也就是把收集到的全部資料數(shù)據(jù)進行匯總，從而求得具體的搬運方法。實際上，往往要提出幾個合理的、有可能實行的初步方案。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，對這些初步方案進一步調(diào)整。在這一步，要修正和調(diào)整每一個方案，把可能性變?yōu)楝F(xiàn)實性。8)各項需求的計算。對初步方案進行調(diào)整或修正是為了消除所有不能實現(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)備的臺數(shù)或運輸單元的數(shù)量，算出所需費用和操作次數(shù)。9)方案的評價。對幾個比較方案進行評價。評價的目的是要從幾個方案中選擇一個較好的方案。不過，在評價過程中，往往會把兩個或幾個方案結(jié)合起來又形成一個新的方案。10)選定物料搬運方案。經(jīng)過評價，從中選出一個最佳方案。值得說明的是，搬運系統(tǒng)分析的模式對第Ⅱ階段(總體搬運方案)和第Ⅲ階段(詳細搬運方案)都適用。這就是說，雖然兩個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)量可以看作線路長度的加權(quán)值。而A、B、C、D四臺設(shè)備一共有12種排列順序，分別計算這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的搬運一共有4個，用BD表示它們之間的距離，同理可求出其它工序的個數(shù)。如下：生產(chǎn)一個單位1產(chǎn)品中的搬運距離為（BD+DC+2AC）生產(chǎn)一個單位2產(chǎn)品中的搬運距離為（BD+AD+AC）生產(chǎn)一個單位3產(chǎn)品中的搬運距離為（2BD+DC+2AC）生產(chǎn)一個單位4產(chǎn)品中的搬運距離為（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/卸貨點在機器邊緣線的角點，從上面的求解過程看出，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。進行實際系統(tǒng)仿真研究時，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)仿真必要性說明部分。指出下列系統(tǒng)中的實體、活動、事件和狀態(tài)變量：（1）倉儲系統(tǒng)；（2）運輸系統(tǒng)；（3）生產(chǎn)線系統(tǒng)。參考答案：實體包括：存儲物品、存儲單元、存儲器具、搬運工具和人員等；活動包括：物品入庫存儲和選擇出庫、搬運工具運行等；事件包括：物品入庫和出庫、搬運工具的開始作業(yè)和結(jié)束作業(yè)等；狀態(tài)變量包括：當前倉儲系統(tǒng)中物品名稱、類別、庫位、數(shù)量和存儲時間、搬運工具的狀態(tài)等。實體包括：運輸工具、運輸物品、運輸通道等；活動包括：運輸工具的運輸作業(yè)等；事件包括：運輸工具開始運輸和結(jié)束運輸、被運輸物品進入系統(tǒng)和退出系統(tǒng)等；狀態(tài)包括：運輸工具的忙、閑狀態(tài)，處于運輸狀態(tài)物品的數(shù)量、處于排隊等待運輸狀態(tài)物品的數(shù)量等。實體包括：加工機器、輸送鏈、零部件、工具、容器和人員等；活動包括：搬運零部件、加工零部件、維修機器和零部件的運送等；事件包括：零部件的到達和離開生產(chǎn)線、機器開始加工和結(jié)束加工零部件等；狀態(tài)變量包括：機器、工具的狀態(tài)，零部件隊列的長短，容器容積和當前的容量，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個相繼加工單元組成，來進行該產(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采用絎車搬運，絎車每次搬運4個零件，裝、卸貨時間服從（0.5，1.5）min的均勻分布，搬運速度為30m/min。四個單元各自擁有的設(shè)備數(shù)量分別為4、3、6、2臺，每個單元的設(shè)備功能完全相同；被加工產(chǎn)品按照均值為2.0MIN的負指數(shù)分布、一個接一個進入該生產(chǎn)線，在四個加工單元接受服務(wù)的時間服從（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）計算生產(chǎn)線的在制品庫存、產(chǎn)品通過時間、設(shè)備利用率水平；（2）計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個對象的仿真系統(tǒng)，而題目采用絎車搬運需要構(gòu)建track和vehicle，元素數(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改為輸送鏈運輸，構(gòu)建模型見資料庫中productionline.mod文件。仿真運行設(shè)置：仿真運行一周，time=480*5=2400分鐘，運行統(tǒng)計得出如下數(shù)據(jù)報表：Name%Idle%BusyNo.OfOperationsMachine0011.8498.161131Machine0021.4698.541121Machine0037.2792.731114Machine0041.4198.59887Name%Empty%MoveNowOnTotalOnAvgSizeAvgTimeConveyor00172.4927.51111310.310.66Conveyor00278.9121.09211210.230.49Convey