關(guān)于SLP方法在物流設(shè)施布局中的應(yīng)用研究報告

1、1緒論1.1研究背景由于現(xiàn)代物流在我國的發(fā)展起步較晚，大部分制造企業(yè)在進行生產(chǎn)工藝設(shè)計及物流設(shè)施布局規(guī)劃時沒有考慮物流的因素，只是重點圍繞生產(chǎn)進行相應(yīng)的規(guī)劃和設(shè)計，導(dǎo)致企業(yè)各工序間的銜接性不符合現(xiàn)代物流要求，廠內(nèi)各種作業(yè)相互交叉、遷回運輸、無效搬倒等不合理的現(xiàn)象較為嚴重?，F(xiàn)階段，自營物流在我國制造企業(yè)中還占有相當?shù)谋壤?，這些企業(yè)的物流裝備整體水平低下，主要靠人力來完成各種物流作業(yè)，較為先進的企業(yè)也不能完全實現(xiàn)機械化和自動化，仍需大量人工配合。即我國企業(yè)物流設(shè)施布局規(guī)劃不合理的情況普遍存在，且對我國物流系統(tǒng)規(guī)劃與運作產(chǎn)生了嚴重的負面影響。1.2研究意義從理論方面看，本設(shè)計的研究意義在于，通過探討

2、工業(yè)工程領(lǐng)域中的SLP技術(shù)和思想在物流設(shè)施布局中應(yīng)用的可行性，將工業(yè)工程技術(shù)和物流結(jié)合在一起，找出物流企業(yè)中合理、高效、經(jīng)濟的物流流程，并規(guī)劃合理的物流設(shè)施布局，為物流系統(tǒng)規(guī)劃與運作提供理論依據(jù)和可選擇的解決技術(shù)。從現(xiàn)實意義的角度來看，本設(shè)計的實際應(yīng)用價值在于以下幾方面：（1）通過對物流設(shè)施的合理布局，在滿足物流服務(wù)要求的基礎(chǔ)上減少對物流基礎(chǔ)設(shè)施的投入，充分利用已有的基礎(chǔ)設(shè)施，避免重復(fù)建設(shè)。（2）我國目前的物流水平比較低，效率較低，損失嚴重。通過運用相應(yīng)的技術(shù)和思想對現(xiàn)有的物流設(shè)施布局和運作進行改進，提高運作效率，降低運作成本和貨物損失。2物流設(shè)施布局基本理論2.1物流設(shè)施的概述為滿足物流需要

3、而建立起來的機構(gòu)、系統(tǒng)、組織、建筑等，統(tǒng)稱物流設(shè)施。物流設(shè)施主要包括港口、碼頭、貨場、航空港、倉庫、自動化立體倉庫、物流基地、物流中心、配送中心等。2.2物流設(shè)施的作用物流是指物質(zhì)資料從供應(yīng)者到需要者的物理性（實物性）流動，是創(chuàng)造時間和空間價值的經(jīng)濟活動。在整個創(chuàng)造經(jīng)濟價值的活動中物流設(shè)施起到了舉足輕重的作用。 （1）提高物流效率 物流通過不斷輸送各種物質(zhì)產(chǎn)品，使生產(chǎn)者不斷獲得原材料、燃料以保證生產(chǎn)過程的進行。物流能夠如此有效的提供給生產(chǎn)者物資就是由于物流設(shè)施提高了物流效率。以運載設(shè)施來說，在運輸過程中，裝卸機械在貨物的搬運轉(zhuǎn)移中節(jié)省了人力和時間，大大提高了勞動效率。計算機和通訊設(shè)備快捷和準確

4、為物流提供信息服務(wù)，也大大提高了物流效率。（2）降低物流成本 倉庫擁有保管物資，調(diào)節(jié)物資供需、運輸和配送，以及節(jié)約物資的功能。這些功能減少了物資的浪費，對物資的分檢、加工等功能及時發(fā)現(xiàn)問題，減少檢查的重復(fù)。如此一來大大降低物流的成本。交通運輸?shù)慕ㄔO(shè)和發(fā)展，大大節(jié)約了時間成本。計算機及通訊設(shè)備的發(fā)展則節(jié)約了空間成本。上述的倉儲、運載設(shè)施、計算機及通訊是構(gòu)成物流設(shè)施的三大塊?？偟膩碚f也就是物流設(shè)施降低物流成本。 （3）改善物流條件 在早期沒有汽車、火車這些交通工具時，生產(chǎn)條件低下，能夠交換的物資本身也不多。因此沒有工具可憑借時的貨物流通就十分有限。現(xiàn)在，發(fā)達的交通設(shè)施使得物資可以到處運送。在高信息

5、時代，計算機可以讓你方便簡潔的獲得所需，而不用再千山萬水的行走。物流設(shè)施的完善，無疑是物流業(yè)發(fā)展的重要物質(zhì)條件。特別是交通樞紐、工業(yè)基地、商貿(mào)是心、物資集散和口岸地區(qū)，從長遠發(fā)展來看，均需要綜合配套的物流設(shè)施。因此物流設(shè)施改善了物流條件。 （4）保證物流質(zhì)量 物流設(shè)施中的運輸機械保證了物資的順利進行流動。通信設(shè)備保證了物資及時準確到達定點處。倉儲的保護設(shè)施使物資質(zhì)量得到保證。整個物流過程順利，貨物質(zhì)量保證，及時準確到達目的地，這些充分表明物流設(shè)施保證了物流質(zhì)量。 2.3物流設(shè)施布局的基本原則物流設(shè)施布局的好壞直接影響到整個系統(tǒng)流、信息流、效率、成本和安全等方面，并反映一個組織的工作質(zhì)量、顧客印

6、象和企業(yè)形象等內(nèi)涵。優(yōu)劣不同的設(shè)旌布局，在施工費用上相差無幾，甚至差的布局花費更少，但對生產(chǎn)運營的影響卻有很的大同。總的來說，設(shè)施布局設(shè)計要遵循這樣一些基本原則：(1)整體綜合原則。設(shè)計時應(yīng)將對設(shè)施布局有影響的所有因素毒考慮進去，以達到優(yōu)化的方案。(2)移動距離最小原則。產(chǎn)品搬運距離的大小，不僅反映搬運用的高低，也反映物料流動的順暢程度。因此，應(yīng)按搬運距離最小原則選擇最佳方案。(3)流動性原則。良好的設(shè)施布局應(yīng)使在制品在生產(chǎn)過程中流動順暢，消除無謂停滯，力求生產(chǎn)流程連續(xù)化。(4)空間利用原則。無論是生產(chǎn)區(qū)域或儲存區(qū)域的空間安排，都力求充分有效地利用空間。(5)柔性原則。在進行設(shè)施規(guī)劃布局前，應(yīng)

7、考慮各種因素變化可能帶來的布局變更，以便于以后的擴展和調(diào)整。(6)安全舒適原則。應(yīng)考慮使作業(yè)人員有安全感，并感到方便、舒適。3物流設(shè)施布局的研究現(xiàn)狀物流設(shè)施布局的研究內(nèi)容主要包括空間布局和平面布局兩方面。物流設(shè)施的空間布局主要是指整個物流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和節(jié)點的選擇，而平面布局則是指物流設(shè)施內(nèi)部的各個物流區(qū)域之間的總平面布置以及各物流區(qū)域的內(nèi)部平面布置，是在空間布局的成果的基礎(chǔ)上進行的。物流設(shè)施的空間布局與平面布局通常是物流設(shè)施規(guī)劃的相鄰的兩個階段，也是物流設(shè)施規(guī)劃最核心的內(nèi)容。目前，國內(nèi)對物流設(shè)施布局的研究多是集中在物流設(shè)施的節(jié)點選址和網(wǎng)絡(luò)布局方面，而對于物流設(shè)施平面布局的研究則相對較少。3.

8、1物流設(shè)施的平面布局研究物流設(shè)施平面布局研究的主要內(nèi)容包括物流企業(yè)內(nèi)各物流作業(yè)單元之間的總平面布局以及各物流單元內(nèi)部的物流機械設(shè)備等作業(yè)平臺的布局。無論是總平面布局還是作業(yè)平臺的布局，它們的結(jié)論將直接影響著企業(yè)內(nèi)物流運作的效率和作業(yè)成本。因此，尋求最合適的平面布局方案是平面布局研究的直接目的。與空間布局研究相似，隨著數(shù)學(xué)和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，人們越來越多的運用數(shù)學(xué)方法建模并利用計算機、軟件技術(shù)求解來解決平面布局問題。目前，國內(nèi)外對物流設(shè)施的平面布局研究通常應(yīng)用方法主要有以下幾種:3.1.1數(shù)學(xué)解析法對物流設(shè)施的平面布局研究可以采用純數(shù)學(xué)的方法，即純解析的方法。解析法是把物流系統(tǒng)抽象成一種數(shù)學(xué)

9、表達式，通過求解數(shù)學(xué)表達式找到最優(yōu)解，其中應(yīng)用最多的就是運用運籌學(xué)中的一些方法通過設(shè)定目標函數(shù)和約束條件來評價和選擇最佳的決策方案。由于不同的物流設(shè)施布局的側(cè)重點不同，因此所構(gòu)造的目標函數(shù)也可能不同。常用的運籌學(xué)方法有最短路法、最小費用流法、最大流法、系統(tǒng)搬運分析法、模糊綜合評價法等。（1）最短路法最短路問題的數(shù)學(xué)模型構(gòu)成一般如下:設(shè)G=(V，E)為連通圖，圖中各邊(vi，vj)有權(quán)l(xiāng)ij (lij=表示vi，vj間無邊)，vs，vt為圖中任意兩點，求一條道路，使它是從vs到vt的所有路中的總權(quán)最小的路。即: （3.1）最短路問題可用運籌學(xué)中圖論的一些方法來求解，如Dijkstra算法、逐次逼

10、近算法、Floyd算法等。（2）最小費用流法最小費用流法的數(shù)學(xué)模型構(gòu)成一般如下:已知容量的網(wǎng)絡(luò)G=(V,E,C)，每條邊(vi，vj)的容量為cij，單位流量的費用dij (0)，記G=(V，E，C，d)。求G的一個可行流f=fij,使得W(f)=v,且總費用d(f)最小。d(f)的公式為3.1所示。 （3.2）最小費用流問題的常用解法有原始算法和對偶算法兩種。（3）模糊綜合評價法模糊綜合評價法是綜合評判方法的一種，是對受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€總體評價。通常采用二級模糊綜合評判方法全面地對事物進行定量、定性分析。二級模糊綜合評判方法是將眾多的因素按其性質(zhì)分為若干類，先按一類中的各因

11、素進行評價，然后在類之間進行綜合評價，對于整個過程中的參數(shù)計算可采用層次分析法確定。這種綜合評價方法可以實現(xiàn)方案評選的綜合性、科學(xué)性和可操作性。解析法有比較悠久的發(fā)展歷史，它通過求解數(shù)學(xué)表達式找到最優(yōu)解，在實際中應(yīng)用廣泛，是一種比較成功的方法。雖然解析法可以求最優(yōu)解，但還是存在著一定的局限性。首先，解析法過于拘泥于數(shù)學(xué)抽象，人們對抽象的、假想的邏輯模型很難獲得系統(tǒng)的真實感受，不便于對實際的系統(tǒng)進行分析。其次，隨著現(xiàn)代物流系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，在運用解析法建立數(shù)學(xué)表達式時，如果單純依據(jù)系統(tǒng)實際情況，往往要列出數(shù)目眾多的限制條件，這將使得求最優(yōu)解的過程變得非常復(fù)雜甚至根本求不出最優(yōu)解。再次，在運用解

12、析法進行物流系統(tǒng)分析時，其數(shù)學(xué)模型本身若干的假設(shè)、抽象和簡化，對其求解結(jié)果也會造成很大的誤差。最后，應(yīng)用解析方法很難真實地處理一些涉及到的相關(guān)數(shù)據(jù)，例如道路流量和堵塞情況等即時交通情況，這樣在物流過程中不能體現(xiàn)出運輸環(huán)節(jié)的重要影響。這必然使得分析結(jié)果的可信度受到影響。3.1.2計算機輔助平面布置計算機輔助設(shè)施平面布置實際上就是將數(shù)學(xué)解析法進行計算機化，通過相關(guān)的軟件用計算機運算來求解。無論是物流園區(qū)內(nèi)各物流作業(yè)單元的總平面布置還是物流作業(yè)單元內(nèi)部的平面布置，一般都物料搬運費用為基本目標函數(shù)，求解使基本目標函數(shù)值為最小的、在給定區(qū)域上的作業(yè)單位平面布置方案。目前計算機輔助設(shè)施平面布置所用的軟件根

13、據(jù)算法大體可以分為兩類，一類是基于最優(yōu)算法，另一類是基于次優(yōu)算法。窮舉算法又稱枚舉法，是最簡單、最常見的最優(yōu)算法，它適于在給定設(shè)施布置地點組的情況下進行設(shè)施布置的場合。窮舉法道理非常簡單，就是列出所有布置方案，通過比較布置方案目標函數(shù)值的大小，找出其中的一個或幾個最優(yōu)布置方案。但是，對于大多數(shù)布置問題來說，窮舉法是不切實際的。根據(jù)組合論知識，設(shè)施的排列方法為設(shè)施總數(shù)的階乘，當布置問題的規(guī)模比較大時，備選方案的個數(shù)基本上為布置問題規(guī)模的階乘數(shù)，這個數(shù)量是非常大的。從數(shù)量如此龐大的備選方案中尋找最優(yōu)方案是非常困難的，這需要計算機具備巨大的存儲容量以及極高的運算速度，同時需要非常長的運算時間，因此最

14、優(yōu)算法成為 難解問題。因此，雖然從理論上來講，窮舉法是可行的，但它要消耗巨大的計算時間，在實際的應(yīng)用中采用的不多。為此研究人員開發(fā)出了一些次優(yōu)算法。主要有以下幾種:（1）構(gòu)造法(Construction Methods)構(gòu)造算法是根據(jù)某種規(guī)則逐一對所有設(shè)施的位置做出安排，最終得出比較好的(可能是最優(yōu)的)布置方案的算法。構(gòu)造算法實際上就是增加了約束條件的窮舉法，它根據(jù)構(gòu)造規(guī)則設(shè)定一定的約束條件使得計算機的運算量大幅降低，也使得這一類問題得求解成為了可能。構(gòu)造算法求得的解的質(zhì)量往往取決于構(gòu)造規(guī)則及其復(fù)雜程度。（2）改進算法(Improvement Models)現(xiàn)實中，相對于建設(shè)新的設(shè)施，更通常的

15、情況是在現(xiàn)有的設(shè)施基礎(chǔ)上進行改進，因此平面布局的改進算法比構(gòu)建算法更具有現(xiàn)實意義。在改進算法中，總是從一個己知的初始布置方案出發(fā)，通過對設(shè)備間進行有規(guī)律的交換，并把得到最佳結(jié)果的那種交換保留下來形成新的布置方案，重復(fù)進行這個過程，直到不能進一步改進布置方案為止。最常用的改進算法與程序是計算機設(shè)施相對定位法(Computerized Relative Allocation of Facilities Technique，CRAFT)。計算機設(shè)施相對定位法是一個以各作業(yè)單位之間物料搬運費用逐步減少的優(yōu)化原則改進布置方案的算法與程序。它通過對現(xiàn)有的平面布置方案中各作業(yè)單位，兩兩互換位置，并計算比較交

16、換前后的搬運費用，取搬運費用較小的布置為優(yōu)化候選方案。經(jīng)過多次交換、比較、擇優(yōu)，得出一個改進的優(yōu)化方案。通過給定不同的初始平面布置方案，CRAFT常能得到不同的優(yōu)化結(jié)果(局部最優(yōu)方案)，從而給規(guī)劃設(shè)計人員提供很大的選擇范圍，通過參考各種具體條件限制，規(guī)劃設(shè)計人員可以從眾多的優(yōu)化方案中選擇出一個可行的優(yōu)化方案。構(gòu)造算法和改進算法都是傳統(tǒng)的啟發(fā)式算法。這些算法的主要缺陷是在達到滿意方案前的選擇過程中未充分考慮其他的方案，并且它們對初始布置敏感，導(dǎo)致最終布置未必好。（3）人工智能技術(shù)（AI）近十幾年來，人工智能技術(shù)的發(fā)展為設(shè)施布置提供了功能強大的新算法。由于設(shè)施布置是典型的NP完全問題，而且布置問題

17、存在含糊不清、相互矛盾和無法量化的眾多影響因素，規(guī)劃目標也不是唯一的，因此采用人工智能技術(shù)建立專家系統(tǒng)用知識模型代替數(shù)學(xué)模型，成為在有效時間內(nèi)尋求滿意解的可行算法。它們應(yīng)用快速并行處理，可以同時得到多個解，豐富了備選方案;并且它們允許代價更高的解出現(xiàn)，從而可以跳出局部最優(yōu)點，解決對初始布局敏感的問題。所以在設(shè)施布置中，特別是在尋優(yōu)階段，人工智能技術(shù)獲得廣泛應(yīng)用。平面布置算法最優(yōu)算法次優(yōu)算法分技定界法割平面法窮舉法啟發(fā)式算法人工智能算法構(gòu)造算法改進算法模擬退火算法禁忌搜索算法遺傳算法 圖3.1計算機輔助平面布置算法分類圖計算機輔助布局規(guī)劃雖然不一定能得到最優(yōu)解，但常能得到一些局部最優(yōu)的結(jié)果，從而

18、給規(guī)劃設(shè)計人員提供很大的選擇范圍，通過參考各種具體條件限制，規(guī)劃設(shè)計人員可以從眾多的次優(yōu)方案中選擇出一個可行的優(yōu)化方案。3.1.3計算機仿真目前，先進的系統(tǒng)布置規(guī)劃設(shè)計方法是采用仿真技術(shù)。仿真是利用計算機來運行仿真模型，模擬時間系統(tǒng)的運行狀態(tài)及其隨時間變化的過程，并通過對仿真運行過程的觀察和統(tǒng)計，得到被仿真系統(tǒng)的仿真輸出參數(shù)和基本特性，以此來估計和推斷實際系統(tǒng)的真實參數(shù)和真實性能。計算機仿真主要包括系統(tǒng)、模型、計算機三部分，通過模型建立、仿真模型建立(二次建模)、仿真實驗這三項處理活動將這三部分聯(lián)系在一起。這三部分要素和三項處理活動是所有計算機仿真的基礎(chǔ)。系統(tǒng)模型計算機仿真模擬建立仿真實驗?zāi)Ｐ?/p>

19、建立圖3.2計算機仿真過程由于仿真是基于模型的活動，因此系統(tǒng)仿真的第一步是針對實際系統(tǒng)建立模型，同時根據(jù)仿真目標加以抽象和簡化，以得到計算機仿真所要求的數(shù)學(xué)描述。第二步是仿真建模，即根據(jù)系統(tǒng)的特點和仿真的要求選擇合適的算法，計算機程序一般選用專門的仿真語言編寫，程序中還包括仿真運行參數(shù)、控制參數(shù)、輸出要求等。第三步是運行仿真模型及程序檢驗，先是通過反復(fù)的檢驗和調(diào)試程序來驗證仿真算法的合理性，仿真模型經(jīng)驗證合理后，就可以根據(jù)仿真的目的在計算機上進行多方面的仿真實驗了，并相應(yīng)地獲取模型的輸出資料。第四步是對仿真輸出結(jié)果進行分析，通過對仿真結(jié)果進行統(tǒng)計分析及數(shù)據(jù)處理，以獲取對系統(tǒng)性能的多方面評價，從

20、而達到仿真的目的。通過仿真技術(shù)在物流系統(tǒng)還未建立起來的情況下，把系統(tǒng)規(guī)劃轉(zhuǎn)換成仿真模型，通過模擬系統(tǒng)運行后的性能和效果，評價規(guī)劃方案的優(yōu)劣。這樣可以在系統(tǒng)建成或改造之前就能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題，對不合理的設(shè)計和投資進行修正，從而避免了資金、人力和時間的浪費。雖然仿真技術(shù)應(yīng)用將設(shè)計水平提高到了一個層次，但在實際應(yīng)用中仍有一定的局限性。首先，仿真對建立的系統(tǒng)模型的可靠程度要求很高。如果系統(tǒng)模型的建立與實際系統(tǒng)有一些偏差，或邊界條件設(shè)置不完全，仿真結(jié)果就會有出入，因此建立可信程度高的系統(tǒng)模型是仿真的重要前提，而模型可信性檢驗也是仿真過程必不可少的環(huán)節(jié)。其次，建立并運行仿真模型是一個復(fù)雜的人機結(jié)合過程，

21、從而要求設(shè)計人員須具備較高的經(jīng)驗和分析能力。仿真模型的各個細節(jié)都以實際數(shù)據(jù)為依據(jù)，因此既要從實際系統(tǒng)收集大量數(shù)據(jù)，又要對數(shù)據(jù)進行分析，還要對每次仿真過程反映的現(xiàn)象進行深入的綜合分析，改進后再進行仿真。這就要求仿真者不僅對實際系統(tǒng)有深入的了解，還要有較強的綜合分析能力。從某種意義上說，仿真技術(shù)還不能完全代替設(shè)計，目前還只能作為優(yōu)化設(shè)計的有效手段。再者，仿真模型的一次運行只是對系統(tǒng)一次抽樣的模擬，所以系統(tǒng)仿真不是一種優(yōu)化方法，不能求出系統(tǒng)的最優(yōu)解。但是通過仿真的方法，可以依據(jù)仿真模型的運行效果，修改參數(shù)，反復(fù)仿真，因此可以看成是一種間接的優(yōu)化方法。目前，仿真技術(shù)在國內(nèi)物流業(yè)中的應(yīng)用還不是很廣泛，而

22、在國外則應(yīng)用的比較普遍。應(yīng)用的較多的仿真工具軟件主要有AUTOSIMULATION公司的AUTOMOD、31公司的SIMAnimation等。另外Extend、GPSS、Witness等也有使用。3.2 SLP綜述3.2.1 SLP的產(chǎn)生和概述設(shè)施平面布置在設(shè)施規(guī)劃設(shè)計中占有重要地位，歷來是倍受重視的領(lǐng)域。以工廠布置為例，工廠平面布置的好壞直接影響整個系統(tǒng)的物流、信息流、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本以及生產(chǎn)安全。優(yōu)劣不同的工廠布置，在施工費用上可能相差無幾，但對生產(chǎn)運營的影響會有很大不同。優(yōu)良的設(shè)施布置可以節(jié)省物料搬運費用，縮短生產(chǎn)周期，加快流動資金周轉(zhuǎn)。因此優(yōu)良的設(shè)施布置是提高生產(chǎn)系統(tǒng)效益的

23、重要源泉和手段，是改善生產(chǎn)系統(tǒng)整體功能、實現(xiàn)現(xiàn)代化管理和先進生產(chǎn)方式的前提和基礎(chǔ)。最初的設(shè)施平面布置設(shè)計主要是憑經(jīng)驗和感覺。但到50年代，布置設(shè)計從傳統(tǒng)的只涉及較小系統(tǒng)發(fā)展到大而復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計，憑經(jīng)驗已難以勝任。于是，在綜合各學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)上，在平面布置設(shè)計中運用起系統(tǒng)工程的概念和系統(tǒng)分析的方法。其中最典型的是Richard Muther在1961年提出的極具代表性的系統(tǒng)置(Systematic Layout Planning，SLP)理論。Richard Muther的系統(tǒng)布置設(shè)計是一種條理性很強、物流分析與作業(yè)單位關(guān)系密切程度分析相結(jié)合、求得合理布置的技術(shù)，因此在平面布置設(shè)計領(lǐng)域獲得極其廣

24、泛的運用，特別是在工廠設(shè)計領(lǐng)域。該方法提出了作業(yè)單位相互關(guān)系的密級表示法，使工廠總平面設(shè)計由定性階段發(fā)展到定量階段。國內(nèi)在80年代以后引進了這一理論，應(yīng)用于工廠平面布置領(lǐng)域，收效非常顯著。SLP的基本出發(fā)點就是用量化的作業(yè)單位相互關(guān)系密級來評定各部門之間的相關(guān)程度，因此采用系統(tǒng)布置設(shè)計法來進行平面布置的首要工作是對各作業(yè)單位之間的相互關(guān)系做出分析，包括定量的物流相互關(guān)系及定性的非物流相互關(guān)系。把定性的相互關(guān)系密切程度由高至低分別用A，E，I，O，U，X字母及相應(yīng)的4，3，2，1，0，-1分值表示。將物流與非物流相互關(guān)系進行綜合，得到作業(yè)單位i與其它各作業(yè)單位j，(j=1，2,n，ji)的綜合關(guān)

25、系密切程度RCij，并分別求出各作業(yè)單位的總的關(guān)系密切程度一綜合接近程度，公式如下3.3所示。 （3.3）其中n為作業(yè)單位總數(shù)。匯總所有作業(yè)單元的綜合接近程度值TCRi，得到作業(yè)單元綜合關(guān)系表。然后，根據(jù)相互關(guān)系表中作業(yè)單位之間相互關(guān)系密切程度，決定各作業(yè)單位之間距離的遠近。再根據(jù)作業(yè)單元綜合關(guān)系表中各作業(yè)單元的綜合接近程度安排各作業(yè)單位的位置，先將TRCi最高的作業(yè)單位布置在中心位里，然后布里與該部門相互關(guān)系為A級的部門、再后是E級部門依次布置所有部門，最終得到一張根據(jù)相互關(guān)系密切程度布置的作業(yè)單元位置相關(guān)圖。再者，將各作業(yè)單元實際占地面積與作業(yè)單元位置相關(guān)圖結(jié)合起來，形成作業(yè)單位面積相關(guān)圖

26、，通過作業(yè)單位面積相關(guān)圖的修正和調(diào)整，得到數(shù)個可行的布置方案。最后，采用加權(quán)因素對各備選方案進行評價擇優(yōu)，并對每個評價因素進行量化，得分最多的布置方案就是最佳布置方案。3.2.2 SLP的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀雖然Richard Muther的系統(tǒng)布置設(shè)計技術(shù)條理清晰、考慮完善(包含定性和定量因素)，但在一些特殊情況下，尤其是對大型項目和頻繁的重新布置時，這種方法的工作量是非常大的。因此自60年代以來，以J.M摩爾等為代表的一批設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計學(xué)者開始研究利用計算機的強大功能，幫助人們解決設(shè)施布置的復(fù)雜任務(wù)，為生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)施新建和重新布置提供強有力的支持和幫助，并節(jié)省大量的人力和財力。3.2.3 SLP

27、在物流設(shè)施布局中應(yīng)用的可行性SLP最初主要應(yīng)用于工廠設(shè)計領(lǐng)域，根據(jù)Richard Muther提出的系統(tǒng)布置設(shè)計，把產(chǎn)品P、產(chǎn)量Q、生產(chǎn)路線R、輔助服務(wù)部門S以及生產(chǎn)時間安排T作為給定的基本要素，作為布置設(shè)計工作的基本出發(fā)點，其中產(chǎn)品、產(chǎn)量是主要因素。企業(yè)物流設(shè)施與工廠之間存在差異，在工廠設(shè)計時，產(chǎn)品的設(shè)計決定了制造、裝配工序和工藝，在物流上反映為物流作業(yè)的順序和線路;而產(chǎn)量的大小反映了生產(chǎn)類型，在物流上反映為物流量的大小。在物流企業(yè)中，不同的產(chǎn)品在存儲、裝卸等物流作用方面的要求是不同的，最終決定了物流作業(yè)線路的不同。同時，采用不用的存儲、裝卸、搬運等設(shè)備和技術(shù)，決定了物流作業(yè)時間的長短;而物

28、流企業(yè)的作業(yè)量反映了各作業(yè)單元的物流強度;物流線路、距離和物流強度對平面布置的影響直接反映在物流成本和運作效率上，物流技術(shù)對物流時間和作業(yè)流程的影響直接反映在平面布置上，是影響物流設(shè)施布局的重要因素。在運用SLP對物流設(shè)施進行平面布置時，將決定物流企業(yè)系統(tǒng)布置設(shè)計的基本要素同樣分為5個，需要從物流對象P、物流量Q、物流作業(yè)路線R輔助服務(wù)部門S、物流作業(yè)技術(shù)水平T這幾方面出發(fā)開始考慮的。其中物流對象P、物流量Q、物流作業(yè)路線R是影響平面布置的最重要因素。因此以物流產(chǎn)品類別和物流作業(yè)量以及其他因素為基礎(chǔ)，SLP是可以對物流設(shè)施進行布局的。4實施SLP的階段及流程4.1SLP階段結(jié)構(gòu)系統(tǒng)布置設(shè)計采用

29、四個階段進行，稱為 “布置設(shè)計四階段”，如圖4.1所示：0預(yù)規(guī)劃確定仿針詳細規(guī)劃總體規(guī)劃規(guī)劃實施規(guī)劃后規(guī)劃階段規(guī) 劃 時 間圖4.1 SLP階段結(jié)構(gòu)階段確定方針: 無論是工廠的總體布置, 還是車間的布置, 都必須先確定所要布置的相應(yīng)位置。階段總體規(guī)劃: 在布置的區(qū)域內(nèi)確定一個總體布局。要把基本物流模式和區(qū)域劃分結(jié)合起來進行布置,把各個作業(yè)單位的外形及相互關(guān)系確定下來, 畫出一個初步區(qū)劃圖。階段詳細規(guī)劃: 把廠區(qū)的各個作業(yè)單位或車間的各個設(shè)備進行詳細布置, 確定其總體位置。階段 規(guī)劃實施: 編制施工計劃, 進行施工和安裝?？傮w區(qū)劃和詳細布置這兩個階段的工作是規(guī)劃設(shè)計人員的主要任務(wù)。這四個階段順序

30、交叉, 每個階段的成果都要經(jīng)過上級批準。各階段所需要的資料, 隨著階段的進展而逐步加深。在階段前稱之為預(yù)規(guī)劃, 主要是確定目標, 進行設(shè)施要求預(yù)測、估算生產(chǎn)能力及需求量；階段表示的是規(guī)劃實施后的試運轉(zhuǎn), 是對整個項目的施工、安裝、試車、總結(jié)等管理工作。4.2SLP法工作程序系統(tǒng)布置設(shè)計 (SLP) 程序如圖4.2所示：資料收集（P、Q、R、S、T）流程分析作業(yè)關(guān)系關(guān)系矩陣可用面積所需面積方案評價、得出最優(yōu)方案面積關(guān)系圖修正因數(shù)布置方案實際條件圖4.2 SLP流程圖(1)準備原始資料在系統(tǒng)布置設(shè)計開始時，首先必須明確給出原始資料基本要素，同時也需要對作業(yè)單位的劃分情況進行分析，通過分解與合并，得

31、到最佳的作業(yè)單位劃分狀況。所有這些均作為系統(tǒng)布置設(shè)計的原始資料。(2)物流分析與作業(yè)單位相互關(guān)系分析作業(yè)單位間的物流分析的結(jié)果，可以用物流強度等級及物流相關(guān)表來表示；作業(yè)單位非物流的相互關(guān)系可以用量化的關(guān)系密級及相互關(guān)系來表示。在需要綜合考慮作業(yè)單位間物流與非物流的相互關(guān)系時，可以采用簡單加權(quán)的方法將物流相關(guān)表及作業(yè)單位間相互關(guān)系表綜合成綜合相互關(guān)系表。(3)繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖根據(jù)物流相關(guān)表與作業(yè)單位相互關(guān)系表，考慮每對作業(yè)單位間相互關(guān)系等級的高或低，決定兩作業(yè)單位相對位置的遠或近，得出各作業(yè)單位之間的相對位置關(guān)系，有些資料上也稱之為拓樸關(guān)系。這時并未考慮各作業(yè)單位具體的占地面積從而得到的

32、僅是作業(yè)單位相對位置，稱為位置相關(guān)圖。(4)作業(yè)單位占地面積計算各作業(yè)單位所需占地面積與設(shè)備、人員、通道及輔助裝置等有關(guān)，計算出的面積應(yīng)與可用面積相適應(yīng)。(5)繪制作業(yè)單位面積相關(guān)圖把各作業(yè)單位占地面積附加到作業(yè)單位位置相關(guān)圖上，就形成了作業(yè)單位面積相關(guān)圖。(6)修正作業(yè)單位面積相關(guān)圖只是一個原始布置圖，還需要根據(jù)其他因素進行調(diào)整與修正。此時需要考慮的修正因素包括物品搬運方式、操作方式、儲存周期等，同時還需要考慮實際限制條件如成本、安全和職工傾向等方面是否允許?？紤]了各種修正因素與實際限制條件以后，對面積圖進行調(diào)整，得出數(shù)個有價值的可行設(shè)施布置方案。(7)方案評價與擇優(yōu)針對前面得到的數(shù)個方案，

33、需要進行技術(shù)、費用及其他因素評價，通過對各方案比較評價，選出或修正設(shè)計方案，得到布置方案圖。5基于SLP的物流設(shè)施布局分析方法SLP是由繆瑟（R.Muther）提出的一種工廠布置方法，該方法提出了作業(yè)相關(guān)單位相互關(guān)系密集表示法，使布置設(shè)計由定性階段發(fā)展到定量階段。因其在定量設(shè)計等方面的優(yōu)勢受到廣大工業(yè)工程師的青睞，因此已發(fā)展成為一種較具代表性的工廠布置方法。在 SLP方法中，將產(chǎn)品 P、產(chǎn)量 Q、生產(chǎn)路線 R、輔助服務(wù)水平 S及生產(chǎn)時間安排 T作為布置設(shè)計工作的基本要素進行分析，然后通過對布局進行物流分析，確定物料在設(shè)施間的物流路線和物流強度，并以物流強度作為設(shè)施優(yōu)化布局的評價依據(jù)。在企業(yè)物流

34、設(shè)施整合和布局決策中，要素分析和物流強度分析也成為設(shè)施布局分析中的兩個關(guān)鍵點。5.1要素分析在企業(yè)物流設(shè)施布局分析中，將物料 P、物流量 Q、物流路線R、物流服務(wù)水平 S及配送周期 T作為物流布置設(shè)計工作的基本要素進行分析。物料分析即對物料的特征進行分析，在分析的基礎(chǔ)上進行分類。物料的分類一般可以按搬運單位來分類例如，可以按其物料配送單元將物料分為兩類：A類物料運載單位為托盤，叉車配送；B類物料運載單位為各自包裝單位：箱和桶，手推車配送等。物流量分析通常從兩方面進行考慮。首先，物料種類數(shù)及其物流量總和通常是物流設(shè)施建筑規(guī)模的決定因素。其次，在物料分析的基礎(chǔ)上，每種物料的物流量決定了該物料的配送

35、頻率。物流路線分析是以生產(chǎn)流程為基礎(chǔ)的，物流路線不迂回不交叉是進行物流設(shè)施布置時需要考慮的重要因素，同時，盡可能的降低物流距離也是物流路線分析的主要目的。物流服務(wù)水平和配送周期的分析則體現(xiàn)了物流設(shè)施作為生產(chǎn)輔助設(shè)施，其運作節(jié)奏應(yīng)當是與生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)奏相一致的其分析結(jié)果對于物流設(shè)施設(shè)備配置的決定具有重要意義。5.2當量物流強度物流分析包括分析物料的移動順序和移動量兩個方面。如果通過物流流程分析能夠確定各設(shè)施或作業(yè)單位間的物流路線，那么物流搬運工作量就成為反映設(shè)施布局優(yōu)劣的基本衡量標準。把一定時間周期內(nèi)的物料搬運工作量稱為物流強度。在企業(yè)實際物流作業(yè)系統(tǒng)中，其搬運單位可能有多種，如可以用重量、體積、托

36、盤或貨箱作為計量單位；其搬運次數(shù)取決于生產(chǎn)需求，也會有所差別。因此需要一個當量物流強度來描述物料搬運工作量的大小。根據(jù)流程型制造企業(yè)特點，適合流程型制造企業(yè)設(shè)施布局需要的當量物流強度模型如下。該企業(yè)生產(chǎn)過程及其產(chǎn)品的特殊性決定了其原料種類的多樣性，這導(dǎo)致原料配送方式的不同，而配送成本的本質(zhì)涉及人力、物力以及配送時間，這些因素與日配送次數(shù)（車次）及物流距關(guān)聯(lián)最為密切，因此采用日配送次數(shù)與物流距離的乘積作為當量物流強度。即當量物流強度I計算公式如下（見公式5.1）。 (5.1)其中，i為在選定的設(shè)施布置中計算當量物流強度所需計算的物料種類數(shù)；ci為該種物料的搬運成本系數(shù)。取決于該物料搬運的難易程度

37、（如搬運單元、搬運工具和作業(yè)方法）和設(shè)備、人力的占用情況；ii為該物料的日配送次數(shù)；di為該物料的物流距離。5.3方案評價在方案評優(yōu)的過程中，各方案當量物流強度的大小是最優(yōu)布局決策的主要依據(jù)，即當量物流強度最小的布局方案最優(yōu)業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)關(guān)系、總體布局合理性、設(shè)施利用率、工程建設(shè)難易程度等定性指標將為最優(yōu)方案的確定提供參考。6案例分析本設(shè)計以某印制企業(yè)物流設(shè)施整合和配送中心建設(shè)的需求為例，說明該方法在企業(yè)物流設(shè)施布局優(yōu)化中的應(yīng)用。該企業(yè)是集紙張生產(chǎn)和印刷為一體的大型綜合性企業(yè)，其主要產(chǎn)品有兩種。近年來，隨著企業(yè)進一步發(fā)展，該企業(yè)廠內(nèi)物流強度和難度進一步提高，物流成本相應(yīng)提高，企業(yè)原有的設(shè)施布局已不能

38、很好的滿足企業(yè)需求，這為該企業(yè)物流設(shè)施布局提出了新的要求。6.1企業(yè)設(shè)施布局現(xiàn)狀企業(yè)現(xiàn)有設(shè)施布局和物料搬運線路（見圖6.1）。企業(yè)廠區(qū)共有7個物料倉庫，并散布于工廠各個位置。倉庫2和3為生產(chǎn)線1和生產(chǎn)線 2的原材料庫，同時兩條生產(chǎn)線的產(chǎn)品作為生產(chǎn)線3的原材料分別存放在倉庫1和倉庫4中，生產(chǎn)線3其它原材料則來自于倉庫6。企業(yè)生產(chǎn)的相關(guān)輔料則存放于倉庫 5和7中。76生產(chǎn)線1生產(chǎn)線212345生產(chǎn)線3圖6.1企業(yè)設(shè)施布局現(xiàn)狀圖該企業(yè)現(xiàn)有的設(shè)施布局并未從物流運作的角度出發(fā)進行考慮，倉庫等生產(chǎn)輔助設(shè)施的選點多是就近選擇和在閑置點選擇。這樣的設(shè)施布局雖然在一定程度上適應(yīng)了企業(yè)一時的需要，但隨著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)

39、模的擴大其物流量和物流的復(fù)雜程度都有大幅增加，使得現(xiàn)有設(shè)施布局不能滿足企業(yè)發(fā)展需求。6.2存在問題及改進思路企業(yè)設(shè)施布局的不合理造成了以下問題：(1)同一原料或半成品存放于多個存儲點；(2)同一生產(chǎn)設(shè)施所需的同一物料由多個存儲點供應(yīng)；(3)企業(yè)的物料管理混亂；(4)物流路線繁多，運送距離長；(5)相關(guān)作業(yè)人員（庫管員、配送人員）多。針對上述問題，結(jié)合企業(yè)工藝布局調(diào)整相關(guān)規(guī)劃，對企業(yè)設(shè)施進行重新規(guī)劃，整合企業(yè)倉儲設(shè)施，建設(shè)新的現(xiàn)代化送中心，對企業(yè)物料進行集中管理統(tǒng)一配送，以提高物流效率和服務(wù)水平。6.3配送中心布局方案比選（1）三個可選方案。為決定企業(yè)物流中心選址最優(yōu)決策首要進行預(yù)選址。根據(jù)工廠實際條件，該工廠現(xiàn)有三處地址為物流中心備選場址，如圖6.2所示。物流中心可建設(shè)位置3生產(chǎn)線3生產(chǎn)線1生產(chǎn)線2物流中心可建設(shè)位置1物流中心可建設(shè)位置2圖6.2 物流中心初選方案圖三個備選方案占地規(guī)模為方案一：4000m2，方案二：4800m2，方案三：5200m2，占地規(guī)模的校核表明，三處方案在規(guī)模上均能企業(yè)需求，因此無法單從規(guī)模要求判斷