VDI 2498 Blatt 2-2011 Procedure in material flow planning - Training example for a rough layout design.pdf

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1、 ICS 03.100.10 VDI-RICHTLINIEN August 2011 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Vorgehen bei einer Materialflussplanung bungsbeispiel fr ein Groblayout Procedure in material flow planning Training example for a rough layout design VDI 2498 Blatt 2 / Part 2 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Die deut

2、sche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this guideline shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI-Gesellschaft Produktion und Logistik (GPL) Fachbereich Technische Logistik VDI-Handbuch Technische Logistik, B

3、and 7: Materialfluss I (Gestaltung) Vervielfltigungauchfrinnerbetriebliche Zwecke nicht gestattet /Reproductionevenforinternalusenot permittedZu beziehen durch /Available atBeuth Verlag GmbH,10772 BerlinAlle Rechte vorbehalten /Allrightsreserved Verein DeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2011Frhere Aus

4、gaben:VDI2498:1978-12;VDI2498 Blatt2:2008-04 Entwurf,deutschFormereditions:VDI2498:1978-12;VDI2498 Part2:2008-04Draft.in GermanonlyInhalt Seite Contents Page Vorbemerkung 2 1 Anwendungsbereich 2 2 Vorgehen bei einem materialfluss- gerechten Groblayout anhand eines Beispiels . 2 2.1 Ausgangsdatenbasi

5、s 2 2.2 Optimierung der Materialfluss- matrizes . 3 2.3 Beziehungsmatrix . 6 2.4 Grobplanung, Vorgehensweise . 7 2.5 Materialflussgerechte Layoutauswahl und Bewertung 10 2.6 Varianten- und Risiko-Beurteilung . 12 Schrifttum . 14 Preliminary note 2 1 Scope 2 2 Example of procedure for a material-flow

6、-optimised rough layout 2 2.1 Initial database. 2 2.2 Optimisation of the material flow matrices 3 2.3 Relationship chart 6 2.4 Rough planning, procedure . 7 2.5 Material-flow-optimised layout and evaluation . 10 2.6 Assessment of variants and risks . 12 Bibliography 14 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43ED

7、B30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04 2 VDI 2498 Blatt 2 / Part 2 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die d

8、es Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in den VDI-Merkbltte

9、rn geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/2498. Preliminary note The content of this guideline has been developed

10、 in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the guideline VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this

11、 guideline without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions specified in the VDI Notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this guideline. A catalogue of all available parts of this guideline series can be ac

12、cessed on the internet at www.vdi-richtlinien.de/2498. 1 Anwendungsbereich Diese Richtlinie ist nur gltig zusammen mit der Richtlinie VDI 2498 Blatt 1. 1 Scope This guideline is only valid in conjunction with guideline VDI 2498 Part 1. 2 Vorgehen bei einem materialfluss-gerechten Groblayout anhand e

13、ines Beispiels Ziel dieses Beispiels ist, alle bisherigen Planungs-aussagen in ihrer Anwendung darzustellen. Darber hinaus lassen sich beim Nachvollziehen der einzelnen Schritte Erkenntnisse gewinnen, wie spezielle Pla-nungsaufgaben zu lsen sind, indem man den vorge-stellten Allgemeinfall modifizier

14、t oder erweitert. 2 Example of procedure for a material-flow-optimised rough layout The aim of this example it is to show how all plan-ning conclusions so far obtained may be applied. In addition, understanding the individual steps can deliver new insights into how special planning tasks may be solv

15、ed by modifying or expanding the gen-eral case presented here. 2.1 Ausgangsdatenbasis 2.1.1 Produktionsprogramm und Arbeitsvor-bereitung (Tabelle 1) Es gibt sieben Produktgruppen, dargestellt durch rmische Zahlen sowie neun Abteilungen (A bis I). Fr jede Produktgruppe gibt es einen schematisier-ten

16、Arbeitsplan, woraus zu erkennen ist, in welcher Reihenfolge die einzelnen Abteilungen durchlau-fen werden. Jeder Produktgruppe ist eine Anzahl Transporte zugeordnet, die als jeweilige bergangshufigkeit von einer Abteilung zur nchsten angesetzt werden sollen. 2.1 Initial database 2.1.1 Production pro

17、gramme and work preparation (Table 1) There are seven product groups, represented by Roman numerals, and nine departments (A to I). Each product group has a diagrammatic operation chart which shows the sequence in which the indi-vidual departments are passed through. To each product group is assigne

18、d the number of transportation events which shall be used as the relevant frequency of transition from one depart-ment to the next. 2.1.2 Flchen (Tabelle 2) Durch Aufnahme des Istzustands wird jeder Abtei-lung eine entsprechende Flchengre zugeordnet, und zwar ohne Hauptwege. Die Sollflchen erge-ben

19、sich anhand der Istflchen, angepasst durch z. B. gesetzliche Auflagen oder auch nderungen der mittel- bzw. langfristigen Produktionspro-grammplanung. Dieser Planungsschritt ist stets erforderlich und ist durch unterschiedliche Not-wendigkeiten begrndet. 2.1.2 Areas (Table 2) Recording the actual sit

20、uation permits each de-partment to be assigned its own amount of floor area, which does not however include primary traffic routes. The target areas are obtained on the basis of the actual areas, adjusted as the result of, for example, statutory requirements or even changes in medium- or long-term p

21、roduction range planning. This planning step is always required and is justified by various necessities. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 VDI 2498 Blatt 2 / Part 2 3 Mit dem ermittelten Sollflchen

22、bedarf soll an-schlieend eine Groblayoutplanung entstehen. A rough layout plan shall then be created on the basis of the target area requirements. 2.1.3 Materialflussmatrix (Tabelle 3) Mit Materialflussmatrizes lassen sich Material-flussablufe bersichtlich darstellen. Die Bewe-gungen aus den einzeln

23、en Arbeitsablufen werden in die Von-nach-Matrix“ bernommen (Matrix 1). Oberhalb der Diagonalen sind die Bewegungen in Flussrichtung“, unterhalb ist der Rcklauf“ er-sichtlich. Rcklauf kann aus alternierenden Ar-beitsplanfolgen resultieren oder aus Leergut-Rcksendungen. Eine optimale Materialflussorie

24、n-tierung in Flussrichtung“ wird dann erreicht, wenn es gelingt, durch Vertauschen von Zeilen und Spalten das heit der Reihenfolge der Arbeitssta-tionen den unter der Diagonalen ausgewiesenen Rcklauf zu minimieren. 2.1.3 Material flow matrix (Table 3) Material flow processes can be represented clear

25、ly by means of material flow matrices. The move-ments arising from the individual operational se-quences are input into the “from/to matrix” (Ma-trix 1). Movements in the “direction of flow” are shown above the diagonal line and “return flow” movements below it. Return flow may be the con-sequence o

26、f alternating routing sequences or of empties being returned. An optimum material flow orientation in the “direction of flow” is achieved when the return flow shown under the diagonal line can be minimised by changing rows and col-umns around in other words, changing the order of work stations. 2.2

27、Optimierung der Materialflussmatrizes Ziel ist es, den optimalen Materialfluss (Reihen-folge der Abteilungen) zur Herstellung der Pro-duktgruppen zu finden. Es gibt EDV-Programme und wie unten aufgefhrt Algorithmen, die aber nur fr Matrizes bis ca. 20 Elementen sinnvoll anwendbar sind. 2.2 Optimisat

28、ion of the material flow matrices The aim here is to find the best material flow (or-der of departments) for manufacturing the product groups. EDP programs and as listed below algorithms are available but it is only advisable to use these for matrices containing up to 20 or so elements. 2.2.1 Algori

29、thmen fr Matrizes Vorgehens-weise Es wird die Abteilung gesucht, die am meisten ver-sendet im Verhltnis zu dem, was sie erhlt. Nach dem Herausnehmen“ der ersten Abteilung wird die Findung der nchsten Abteilung mit dem grten Quotienten mit den restlichen Abteilungen solange wiederholt, bis sich eine

30、eindeutige Reihenfolge der Abteilungen ergibt. Die sich ergebende Reihenfolge liefert nherungsweise eine Optimierung des Mate-rialflussverhaltens in Flussrichtung“. Arbeitsschritte: a) Zeilen- und Spaltensumme bilden. b) Quotienten aus Zeilen- und Spaltensumme je Matrixelement ermitteln: ZSteSpalten

31、wereZeilenwertQ=(1) c) Grten Quotienten QZSmaxsuchen. d) Zeilen und Spalten mit grtem Quotienten aus Matrix eliminieren. e) Herausgenommene Matrixelemente in eine Reihenfolgeliste bernehmen. Anschlieend werden die Schritte mit den verblei-benden Matrixelementen wiederholt. Als materialflussoptimale

32、Reihenfolge der Abtei-lungen ergibt sich: A C D B E F G H I 2.2.1 Algorithms for matrices procedure The department which sends most in comparison with what it receives is identified. After the first department is “removed”, the next department with the largest quotient is identified and this procedu

33、re repeated through the remaining departments until a clear order of departments is obtained. This order represents an approximate optimisation of the ma-terial flow in the “direction of flow”. Procedure: a) Calculate the row and column totals. b) Calculate the quotients of the row and column totals

34、 for each matrix element: ZSvaluescolumnvaluesrowQ=(1) c) Find the largest quotient QZSmax. d) Eliminate the row and column with the largest quotient from matrix. e) Add the eliminated matrix elements to an order list. Now repeat these steps with the remaining matrix elements. This creates the follo

35、wing material-flow-optimised order of departments: A C D B E F G H I B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04 4 VDI 2498 Blatt 2 / Part 2 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 Tabelle 1. bersicht Arbeitsablauf durch einzelne Abteilungen

36、/ Table 1. Overview of the process flow through individual departments Produktgruppe / Product group Anzahl Transporte / Number of transportation Arbeitsablauf gem Arbeitsplan durch einzelne Abteilungen / Process flow through individual departments according to operation sheets von nach / from to I

37、20 A B C D E F G H I II 20 A C D F G I III 25 A D B E H F I IV 20 A C D B E G I V 5 A E F G H I VI 5 A D C B F G H I VII 5 A C D H D G I Tabelle 2. bersicht Ist- und Sollflche / Table 2. Overview of actual and target floor areas Abteilung / Department Istflche / Actual area in m2Bereinigung / Correc

38、tion in m2Sollflche / Target area in m21 A 500 +25 525 2 B 350 +25 375 3 C 225 0 225 4 D 300 75 225 5 E 525 0 525 6 F 300 +75 375 7 G 250 +125 375 8 H 400 25 375 9 I 100 +125 225 Summen / Totals 2950 +275 3225 Tabelle 3. Materialflussmatrix / Table 3. Material flow matrix Transp. nach / to von / fro

39、m A B C D E F G H I von / from 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A 1 20 45 30 5 100 B 2 20 45 5 70 C 3 5 65 70 D 4 45 5 20 20 5 5 100 E 5 25 20 25 70 F 6 50 25 75 G 7 30 45 75 H 8 5 25 30 60 I 9 0 nach / to 0 70 70 100 70 75 75 60 100 Matrix 1 Summe aller Werte oberhalb der Diagonalen / Sum of all values above the

40、diagonal line: 535 Summe aller Werte unterhalb der Diagonalen / Sum of all values below the diagonal line: 85 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 VDI 2498 Blatt 2 / Part 2 5 Tabelle 4. Matrix 1 / Tab

41、le 4. Matrix 1 Transp. nach / to von / from A B C D E F G H I von / from 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A 1 20 45 30 5 100 B 2 20 45 5 70 C 3 5 65 70 D 4 45 5 20 20 5 5 100 E 5 25 20 25 70 F 6 50 25 75 G 7 30 45 75 H 8 5 25 30 60 I 9 0 nach / to 0 70 70 100 70 75 75 60 100 Quotient 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0

42、Tabelle 5. Matrix 2: Matrix 1 o. Spalte und Zeile A / Table 5. Matrix 2: Matrix 1 w/o column A and row A Transp. nach / to von / from B C D E F G H I von / from 2 3 4 5 6 7 8 9 B 2 20 45 5 70 C 3 5 65 70 D 4 45 5 20 20 5 5 100 E 5 25 20 25 70 F 6 50 25 75 G 7 30 45 75 H 8 5 25 30 60 I 9 0 nach / to

43、50 25 70 65 75 75 60 100 Quotient 1,4 2,8 1,4 1,1 1,0 1,0 1,0 0 Tabelle 6. Matrix 3: Matrix 2 o. Spalte und Zeile C / Table 6. Matrix 3: Matrix 2 w/o column C and row C Transp. nach / to von / from B D E F G H I von / from 2 4 5 6 7 8 9 B 2 45 5 50 D 4 45 20 20 5 5 95 E 5 25 20 25 70 F 6 50 25 75 G

44、7 30 45 75 H 8 5 25 30 60 I 9 0 nach / to 45 5 65 75 75 60 100 Quotient 1,1 19,0 1,1 1,0 1,0 1,0 0 Tabelle 7. Matrix 4: Matrix 3 o. Spalte und Zeile D / Table 7. Matrix 4: Matrix 3 w/o column D and row D Transp. nach / to von / from B E F G H I von / from 2 5 6 7 8 9 B 2 45 5 50 E 5 25 20 25 70 F 6

45、50 25 75 G 7 30 45 75 H 8 25 30 55 I 9 0 nach / to 0 45 55 70 55 100 Quotient 1,6 1,4 1,1 1,0 0 Tabelle 8. Matrix 5: Matrix 4 o. Spalte und Zeile B / Table 8. Matrix 5: Matrix 4 w/o column B and row B Transp. nach / to von / from E F G H I von / from 5 6 7 8 9 E 5 25 20 25 70 F 6 50 25 75 G 7 30 45

46、75 H 8 25 30 55 I 9 0 nach / to 0 50 70 55 100 Quotient 1,5 1,1 1,0 0 Tabelle 9. Matrix 6: Matrix 5 o. Spalte und Zeile E / Table 9. Matrix 6: Matrix 5 w/o column E and row E Transp. nach / to von / from F G H I von / from 6 7 8 9 F 6 50 25 75 G 7 30 45 75 H 8 25 30 55 I 9 0 nach / to 25 50 30 100 Q

47、uotient 3,0 1,5 1,8 0 Tabelle 10. Matrix 7: Matrix 6 o. Spalte und Zeile F / Table 10. Matrix 7: Matrix 6 w/o column F and row F Transp. nach / to von / from G H I von / from 7 8 9 G 7 30 45 75 H 8 30 30 I 9 0 nach / to 0 30 75 Quotient 1,0 1,0 Tabelle 11. Matrix 8: Matrix 7 o. Spalte und Zeile G /

48、Table 11. Matrix 8: Matrix 7 w/o column G and row G Transp. nach / to von / from H I von / from 8 9 H 8 30 30 I 9 0 nach / to 0 30 Quotient 1,0 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04 6 VDI 2498 Blatt 2 / Part 2 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 2.2.2 Ergebnis / Result Tabelle 12. Matrix 1 vor Optimierung / Table 12. Matrix 1 before optimisation Transp. nach / to von / from A B C D E F G H I von / from 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A 1 20 45 30 5 100 B 2 20 45 5 70 C 3 5 65 70 D 4 45 5 20 20 5 5 100 E 5