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1、物流工程,第1章物流工程简介,本 章 主 要 内 容,物流及其相关概念物流的概念物流系统供应链与供应链管理企业物流与第三方物流。物流工程概述物流工程的概念物流工程的研究对象和内容,1.1 物流及相关概念1.1.1 物流的概念,所谓物流是指物质实体从供给者向需求者的物理性移动。物的流动，原始的理解Material Flow既包括空间的位移，又包括时间的延续。可以是宏观的流动，如洲际、国际之间的流动；也可以是同一地域、同一环境中的微观运动，如一个生产车间内部物料的流动。物流既存在于流通领域，也存在于生产领域。可见物流在经济活动中居于十分重要的地位。,“物流”概念最早在美国形成，“Physical
2、Distribution(PD)”，译成汉语是“实物分配”或“货物配送”。PD是为了计划、执行和控制原材料、在制品库存及制成品从起源地到消费地的有效率的流动而进行的二种或多种活动的集成。在日本，物流已不单纯是从生产者到消费者的“货物配送”问题，而且还要考虑到从供应商到生产者对原材料的采购，以及生产者本身在产品制造过程中的运输、保管和信息等各个方面，全面、综合地提高经济效益和效率问题。,按经营阶段,供应物流,生产物流,销售物流,回收物流,废弃物流,按活动空间,地方物流,区域物流,国内物流,国际物流,按系统性质,宏观物流,微观物流,物流的分类,20世纪70年代以前，我国很少使用“物流”一词,80年
3、代初由日本引入物流概念，开始了对物流的研究,近几年随着信息技术的发展，物流逐渐成为一个热门词汇,我国与发达国家相比，在对物流的研究及应用上还有差距,我国物流发展历程,1、中国的物流概念,在中国，物流的概念受到日本和美国的巨大影响，而物流的概念一直在发展变化。我国国家标准GB/T18354-2001物流术语中的物流的定义是：“物流是物品从供应地向接受地实体流动过程。根据实际需要，将运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等基本功能实施有机的结合。”,2、物流的主要内容,运输(transportation)存储(warehousing and storage)包装(packaging
4、)物料搬运(material handling)订单处理(order processing)预测(forecasting)生产计划(production planning)采购(purchasing or procurement)客户服务(customer service)选址(location)退货处理(Return Goods Handling)废弃物处理(Salvage and Scrap Disposal)其他活动,CLM 2003年的物流管理定义：物流管理是供应链管理的一部分，是对货物、服务及相关信息从起源地到消费地的有效率、有效益的正向和反向流动和储存进行的计划、执行和控制，以满足
5、顾客要求。,3、物流管理的定义,物流管理涉及的主要内容,配送网络的设置（Distribution Network Configuration）生产计划(Production Planning)库存控制(Inventory Control)交叉转运(Cross Docking)库存与运输整合(Integration of Inventory and Transportation)车队管理(Vehicle Fleet Management)运送路线(Truck Routing)包装问题(Packing Problems)限时发送(Delivery Time-windows)上门收货与递送(Pick
6、up and Delivery Systems),1.1.2 物流系统,系统是指“由相互作用和相互依赖的若干组成部分（要素）结合而成的，具有特定功能的有机整体”。系统工程以系统为研究对象，综合工程技术、应用数学、社会科学、管理科学、计算机科学和技术等学科的内容，是制定最优规划、实现最优管理的重要方法和工具。,系统,为何要从系统的角度研究物流?,物流系统就是若干相互关联、相互作用的要素组成的能够完成物流活动、具有物流功能的有机整体。,连贯地而不是孤立地看问题,全面地而不是局部地看问题,发展地而不是静止地看问题,灵活地而不是呆板地看问题,系统的思想能体现物流的整体性和相互联系性。它具有如下优点：,
7、物流系统的组成要素,物流设施,物流设备,人力资源,管理模式,资金,信息,物流系统的功能,仓储,配送,包装,流通加工,装卸搬运,运输,信息管理,其他增值功能,低端功能,高端功能,物流系统功能存在层次上的差别,底层功能较易实现,上层功能运作比较复杂。,物流系统的特征,物流系统的结构,调 控,反 馈,物流系统演变,1、国外物流发展历程 国外物流发展以美国与日本两国最具代表性,因此以这两个国家的物流发展为线索。,1927年在流通时代一书中首次用Logistics称呼物流,二战期间，军事后勤活动是重要的物流实证依据,1946年美国正式成立了全美输送物流协会,1956年日本从美国引入Logistics概念
8、，称之为“物的流通”,了解,1960年，美国的Raytheon公司建立了最早的配送中心,1963年，美国成立国家实物配送管理委员会,1965年日本强调了要实现物流的现代化,70年代欧洲经济快速发展，形成了基于工厂集成的物流,物流研究重点转移到对物流的战略研究上,物流技术不断革新，为物流发展提供了有力的技术支持,用系统的观点开展降低物流成本的活动,通过供应链实现物流服务的差别化，发挥各自的优势,这一时期欧洲第三方物流开始兴起,信息技术的发展，为物流发展提供了强有力的支撑,美国物流理论研究和实践开始向纵深发展,日本政府制定了具有重要影响力的综合物流施策大纲,欧洲兴起基于互联网和电子商务的电子物流,
9、1.1.3 供应链与供应链管理,供应链是生产及流通过程中，涉及将产品或服务提供给最终用户活动的上游与下游企业，所形成的网链结构。对企业来说，最大的物流系统就是供应链（Supply Chain）。随着企业生产经营的发展，物流系统更加注重需求与计划并跨过企业的上下游企业，即形成供应链。供应链是围绕核心企业，通过对相互关联的部门或业务伙伴之间所发生的物流、资金流和信息流的控制，覆盖从产品（服务）设计、原材料采购、制造加工、组装、分销直到最终用户全过程的增值链的网链结构模式。供应链中的物流是从供应商到顾客手中的物料产品流。供应链管理（Supply Chain Management）就是使供应链运作达到
10、最优化，以最少的成本，令供应链从采购开始，到满足最终顾客的所有过程，包括工作流、实物流、资金流和信息流等均高效率地操作，把合适的产品以合理的价格、及时准确地送到消费者手上。供应链管理主要涉及需求管理、计划、物流管理、供应和逆向物流。,1.1.4 企业物流与第三方物流,物流系统：企业物流系统+社会物流系统企业物流系统（工厂物流系统）：工厂企业内部产品制造从供应、生产、销售直至回收、废弃等整个过程的物料流动，涉及原材料进入、储存、搬运、停放、加工、装配、包装、成品储存、在制品控制等。常分供应 生产 销售三大块，但与企业其他系统有紧密联系 企业物流系统的好坏直接影响企业经济效益和服务顾客的水平。社会
11、物流系统则是企业之外，流通领域中的物流系统。社会物流：企业生产的产品进入流通系统最终到顾客手中的一系列物流活动，涉及环节多、企业多。企业物流是我国物流业发展的关键，工业企业是拉动物流业发展的源动力。,27,企业物流的特点,企业物流与企业生产经营活动紧密相关物流第三利润源泉 对制造企业而言而非物流企业物料品种和数量变化大多品种中小批量生产 订单生产 物料品种增加、供应商增加、数量变化大、时间、质量要求高快速适应市场变化 采购成本与库存成本采用第三方物流 运输外包 多项业务外包满足时间要求 竞争激烈、时间要求高、提前期短 Lead time,第三方物流,第三方物流（Third-Party Logi
12、stics,TPL或3PL）是在生产到销售的整个物流过程中由供方与需方以外的物流企业提供物流服务的业务模式。核心竞争力、业务外包：提高更好地提高物流运作效率并降低物流成本，会将物流业务外包给第三方物流公司。第三方物流服务除了运输、仓储和配送之外，还有充分面向行业和企业个性化需求的包装、标签、分拣、回收、分装线作业、车辆出租、车队管理、EDI与报关服务、库存控制、客户服务和物流信息系统等。第三方物流企业：从运输企业转型而来，也可以是从仓储企业延伸到配送等业务发展起来，还可以是从制造企业本身的业务部门独立而来。现代信息技术的发展和供应链下分工协作的加强，给第三方物流企业带来了巨大的商机。,1.2
13、物流工程概述,物流工程是一门工程背景很强的学科。物流要运用运筹学和系统工程等理论知识来解决实际问题和优化系统，以低成本、高效率、高质量地实现物料的移动、使得准确品种与数量的物料在正确的时间、按照正确的路线、到达正确的地点。除了社会经济发展的支撑外，物流的发展和物流系统的构建也离不开与其相关的工程技术，这些相关的工程技术促进了物流工程的形成。物流工程侧重从工程技术角度（包括系统工程的理论和方法）来研究物流系统的设计、实现和运行等问题，它涉及从物流系统规划，到设计、实施，再到运行和管理的全过程。,物流工程的概念,物流工程(Logistics Engineering)指在物流管理中，从物流系统整体出
14、发，把物流和信息流融为一体看作一个系统，把生产、流通和消费全过程看作是一个整体，运用系统工程的理论和方法进行物流系统的规划、管理和控制，选择最优方案，以低的物流费用、高的物流效率、好的顾客服务，达到提高社会经济效益和企业经济效益目的的综合性组织管理活动过程。,物流工程研究物流系统的设计、运营与控制问题，涉及产品和服务采购、运输、仓储和配送的整个过程，关键是物料和信息的流动。物流工程是以物流系统为研究对象，研究物流系统的规划设计与资源优化配置、物流运作过程的计划与控制以及经营管理的工程领域。LE要系统工程，但物流工程物流+系统工程物流系统工程物流工程物料搬运（Material Handling）
15、LE涉及从多其他工程技术的应用，它是关于物流系统分析、设计、改善、控制和管理的学科，是管理与技术的交叉学科。,物流工程作为一门学科，研究有关物流系统构成、规划设计、优化配置和持续完善的理论、技术和方法及其应用体系。与物流管理和供应链管理偏重于战略、运作与控制不同的是物流工程更重视定量和工程方法的应用，如规划设计理念与方法、建模与优化求解、设施设备的合理选择与配置等等，是用来解决物流系统设计与运作中出现问题的工具。物流工程体现了自然科学和社会科学相互交叉的边缘学科的许多特征。(1)物流工程是以多学科综合为其理论基础的，物流工作人员和研究人员需要有多方面的知识，除了要掌握生产、工艺、搬运、存储、信
16、息等技术知识外，还要掌握经济学、统计学等经济管理知识。(2)物流工程研究的对象一般是多目标决策的、复杂的动态系统。在系统分析时，既要考虑其经济性指标，又要考虑技术上的先进性、科学性。因此研究方法科学逻辑推理与逻辑计算+系统建模、优化设计和仿真与分析，定量计算+定性分析。(3)物流工程作为一门交叉学科，它与其它学科有着密切的联系，如管理科学与工程、机械工程、自动化、计算机技术、交通运输工程、建筑与土木工程和环境工程等。,物流工程：运用工程分析与设计的手段来实现所要求的物流系统（规划、设计、设备、工具等）。物流工程是静态的概念。物流管理：对给定的物流系统，通过组织、计划、财务、控制等手段来实现物流
17、系统的高效、低成本和高质量的运行。物流管理是动态的过程。物流工程和物流管理各自的功能范围如下表：,物流工程与物流管理？,物流工程研究的意义,(1)可大幅度减少工作量，减少劳动力占用，减轻工人的劳动强度。(2)可大幅度缩短生产周期，加速资金周转。(3)降低物流费用，可降低生产成本，减少流动资金占用，增加企业利润，提高企业经济效益。(4)提高产品质量。(5)促进技术改造，为企业发展提出新的要求。(6)文明生产、安全生产。(7)提高物流管理水平，实现生产管理现代化。,物流工程的产生与发展物流工程与设施规划与设计共同产生于早期制造业的工厂设计。1776年，亚当斯密，提出“专业分工”能提高生产率的理论
18、18世纪末，提出“零件的互换性”概念。产业革命以来，工厂规模越来越大，结构越来越复杂，产生了工厂设计和企业物流的问题。泰勒“科学管理”，人、机、物的管理。操作法工程(Methods Engineering)、工厂布置(Plant Layout)和物料搬运(Material Handling)这三项活动被统称为“工厂设计(Plant Design)”,二战后，工厂设计扩大到非工业设施，如机场、医院、超级市场等各类社会服务设施。因此“工厂设计”一词也逐渐被“设施规划”、“设施设计”或“设施规划与设计”和现在的“物流工程”所代替。管理科学、工程数学、系统分析的应用，为工厂设计由定性分析转向定量分析创
19、造了条件。爱伯尔的“工厂布置与物料搬运”，穆尔的“工厂与设计”理查德缪瑟(Richard Muther)的SLP和SHA。20世纪70、80年代以来，计算机辅助工厂设计逐渐进入实用阶段，CAD广泛应用于规划设计的各个阶段。90年代，现代制造技术、FMS、CIMS 和现代管理技术JIT等相结合来进行物料搬运和平面布置研究，物流系统的研究也扩大到从产品订货直至销售的全过程。,物流工程在我国的发展情况,20世纪50年代学前苏联的工厂设计，注重设备选择的定量运算，对设备的布置以及整个车间和厂区的布置则以定性布置为主。80年代初，“物流”概念开始引入中国。此后，物流工程研究在我国迅速发展。“工程设计”，
20、包括工厂设计，建筑设计等。从设计阶段讲，工程设计分为初步设计和施工图设计两个阶段，物流工程的重点在初步设计中。1990年代初，工业工程作为正式学科在我国出现，设施设计与物流技术更为人们所重视。目前，物流工程的重要性己逐步为社会所认同，被认为是国民经济中的一个重要组成部分。提高物流效率，降低物流成本，向用户提供优质服务，实现物流合理化、社会化、现代化，己成为广大企业的共识。,物流工程的发展趋势,1)物流的系统化。2)物流的信息化。3)物流的社会化和专业化。4)仓储、物流装备的现代化。5)物流与商流、信息流一体化。6)物流系统的柔性化。7)物流系统的仿真技术。,1.2.2 物流工程的研究对象和内容
21、,物流工程研究的就是各种物流系统，它广泛存在于社会生产、经营和管理的各个领域，具体来说，可以有下列系统：(1)企业物流系统。(2)运输及储存业物流系统。(3)社会物资流通调配系统。(4)社区、城市、区域规划系统。(5)服务和管理系统（如办公室、教育、医院、行政管理）等。本书将这些物流系统分为两类，即生产物流系统和服务物流系统。在制造企业内，一般是以生产物流系统为主，但也涉及到服务物流系统；而在服务企业和公共系统中则以服务物流为主。这两类物流系统将是我们主要的研究对象。,一）物流系统规划与设计这部分内容从物流系统分析开始，包括生产物流系统分析基础、物料流动（物流）分析；接下来是规划设计的方法与程
22、序，如系统规划设计与可行性研究、系统规划评价与选择。第2章“物流系统规划与分析”第10章“系统规划评价与应用”讲述。物流系统规划设计的还有一项主要内容就是选址与网络布点问题，从单个设施的选址到供应链物流网络的选址与资源分配都是企业经营的战略性问题。第3章“设施选址”中专门讲述。,二）物流工程技术基础物流工程技术主要表现为各种物流工程设施设备，它们是物流系统要素中的硬件设施设备，是我们构建合理先进物流系统的工程物质基础。随着技术的进步，这些设施设备层出不穷。如何了解掌握这些设备的性能与使用，合理配备物流设施设备，将直接影响物流系统及运作的效率和服务水平。第4章“物流工程设施设备”将以图文并茂的形
23、式详细介绍收发设施及设备、包装与集装设备、存储设施设备、物料搬运设备和自动数据搜集与通信设备。第9章“辅助设施设计与工程设计规范”进行了进一步的补充。,三）设施规划与设计,设施规划与设计（Facilities planning and design）根据系统（如工厂、学校、医院、办公楼、商店等）应完成的功能（提供产品或服务），对系统各项设施（如设备、土地、建筑物、公用工程）、人员、投资等进行系统的规划和设计。设施：生产系统或服务系统运行所需的有形固定资产。对生产系统或工厂，设施包括占用的土地、建筑物和构筑物、加工用的机器设备、固定或移动的辅助设备，此外还包括维修设施、实验室、仓库、动力设施、公
24、用设施和办公室等。不管是生产系统还是服务系统，它们的设施都是由实体建筑、机器设备、物料和人员构成，这些设施是物流系统中的硬件，它们与信息与管理系统的软件共同构成物流系统整体。这些硬件设施是物流系统的结构骨架。,设施规划架构,物料搬运系统设计是对物料搬运的设备、路线、运量、搬运方法以及储存场地等作出合理安排，包括：1）搬运与储存的控制与管理。研究内容涉及：生产批量最佳化研究；工位储备与仓库储存研究；在制品管理；搬运车辆的计划与组织方法；信息流的组织方法及信息流对物流的作用问题等。2）搬运设备、容器、包装的设计与管理。通过改进搬运设备、改进流动器具而提高物流效率、产品质量等，如社会物流中的集装箱、
25、罐、散料包装，工厂企业中的工位器具、料箱、料架以及搬运设备的设计、选择与管理等。3）搬运系统与运输系统的对接。这部分主要探讨实用性的装箱问题和路径问题。第7章“物料搬运系统设计”,四）物料搬运系统设计,五）仓储技术,物流系统的建立离不开仓库。在物流工程中，建立各种仓储设施和相应的存储设备和集装器具也是十分必要的。在各类仓库中最能代表现代物流技术的设施就是自动化立体仓库系统。它涉及机械、结构、电气、自动控制、计算机、网络等学科，是综合性强的高技术。仓储技术也是设施布置技术和物料搬运技术的综合应用，像广泛发展的各种物流中心、配送中心就是仓储技术发展的结果之一。第8章“仓库与配送中心的规划与设计”,
26、六）物流信息技术与仿真技术,物流离不开信息物流服务质量和效率更多地取决于信息管理技术，电子计算机的普及应用提供了更多的需求和库存信息，提高了信息管理科学化水平，使产品流动更加容易、准确和迅速。物流的信息化包括：商品代码和数据库的建立、产品、生产计划、仓储、运输和销售等的信息网络等。计算机辅助设计：布置设计、场地设计、建筑设计、物料搬运系统和工艺流程的布置及动态模拟等方面计算机仿真技术在物流工程中的应用，可以通过计算机将物流系统的运行情况在具体运作前模拟出来，从而为对系统的评价、预测和改进提供重要的参考。信息技术在布置设计中的应用（第6章）仿真技术（第10章）。,七）物流系统的管理技术,物流工程
27、以提高物流系统的效率和效益为目的，仅靠先进的装备并不能达到目的，它需要通过对物流系统各要素的综合考虑，加强运作和管理、提高物流服务质量和服务水平，建立先进的物流管理体系，以管理科学的思想和方法来实现物流系统的高效运作。目前一些新兴的管理方法，如MRP、ERP、供应链管理等已经开始在物流系统中应用。这些内容将贯穿全书相应章节之中。,德国某集团公司的物流战略,案例,某德国企业欲建立自己的物流配送网络系统，那么这套系统包括哪些部分呢？,第三，如何划分每一个仓库的配送区域？,首先是需要明确仓库的层级结构，从企业的成品库到零售店之间到底应该设几级仓库，2级、3级还是4级，对于每一级仓库，其数量应该是多少
28、？,其次，每一级仓库的位置应该设置在哪里？,经过优化分析与设计，该公司的年度配送成本下降13.9%。接下来在已有的网络体系中，还应该考虑，每个层级的仓库中，应该维持多少库存？订货周期多长？订货批量应该有多少？这些即所谓的库存管理问题。,第一章 物流工程简介,第二章物流系统规划与分析,第三章设施选址,第四章物流工程设施设备,第五章设施布置与设计,第六章设施布置技术及应用,第七章物料搬运系统设计,第八章仓库与配送中心规划设计,第九章辅助设施设计与工程设计规范,第十章系统规划评价与应用,55,本章的内容首先是物流和物流系统等基本概念。接下来是物流工程的概念、研究对象和内容、物流工程的历史和发展。最后是该课程的主要内容和学习目标。,
