設(shè)施布局導(dǎo)論

現(xiàn)代設(shè)施規(guī)劃與物流分析機(jī)械工業(yè)出版社戢守峰主編普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材本課程簡介1.概況學(xué)時(shí)：48學(xué)分：3先修課程：運(yùn)籌學(xué)、工業(yè)工程基礎(chǔ)2.課程性質(zhì)、目的與任務(wù)本課程是工業(yè)工程專業(yè)一門重要的專業(yè)核心課程，也是工業(yè)工程學(xué)科公認(rèn)的重要研究領(lǐng)域之一。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握現(xiàn)代企業(yè)設(shè)施規(guī)劃的基本概念、基本原理和基本方法和技術(shù)，學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)原理和方法分析企業(yè)和改進(jìn)企業(yè)的內(nèi)部物流和操作狀況。通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解物流系統(tǒng)的基本概念，掌握從事工業(yè)工程工作所必需的廠址選擇技術(shù)，SLP和SHA工作方法和技術(shù)；了解物流系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范；對(duì)物流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模型有一定的認(rèn)識(shí)。福建江夏學(xué)院工程學(xué)院23.課程主要內(nèi)容

第一章和第二章設(shè)施規(guī)劃和物流系統(tǒng)分析的基本概念；了解設(shè)施規(guī)劃的布置方法及物流分析的方法。

第四章設(shè)施選址決策：了解廠址選擇的基本過程，熟練掌握廠址選擇的數(shù)學(xué)規(guī)劃方法。第六章生產(chǎn)設(shè)施的布置與設(shè)計(jì)（SLP）：理解設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)的目標(biāo)、原則與階段結(jié)構(gòu)。熟練掌握系統(tǒng)化布置設(shè)計(jì)的方法。第八章物料搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（SHA）：理解物料搬運(yùn)的20條原則，熟練掌握SHA的基本方法。第十章物流系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范及案例：了解相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范。方案評(píng)價(jià)與選擇掌握物流圖、物流－距離圖的繪制方法。了解方案評(píng)價(jià)的各項(xiàng)指標(biāo)，會(huì)運(yùn)用比較法和進(jìn)行方案評(píng)價(jià)。福建江夏學(xué)院工程學(xué)院3參考文獻(xiàn)[1]程國全等著，物流設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)，中國物資出版社，2003[2]馬漢武，設(shè)施規(guī)劃與物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)，高等教育出版社，2005[3]王家善，設(shè)施規(guī)劃與物流分析，機(jī)械工業(yè)出版社，1995[4]制造設(shè)施設(shè)計(jì)和物料搬運(yùn)（第2版）（英文影印版），F(xiàn)redE.Meyers，清華大學(xué)出版社，2002福建江夏學(xué)院工程學(xué)院4第1章導(dǎo)論《設(shè)施規(guī)劃與物料搬運(yùn)》課程之：1.4設(shè)施規(guī)劃與物流分析的發(fā)展1.3設(shè)施布置中的關(guān)鍵問題1.2物流分析1.1設(shè)施規(guī)劃的概念與意義本章知識(shí)點(diǎn)第一章導(dǎo)論福建江夏學(xué)院工程學(xué)院61.1設(shè)施規(guī)劃的概念與意義1.1.1設(shè)施規(guī)劃的含義與目標(biāo)1.1.2設(shè)施規(guī)劃的意義與作用1.1.3設(shè)施規(guī)劃的工作范圍與工作組織本節(jié)知識(shí)點(diǎn)自助餐廳的布置

案例分析：福建江夏學(xué)院工程學(xué)院71.1設(shè)施規(guī)劃的概念與意義1.設(shè)施《美國生產(chǎn)與庫存控制學(xué)會(huì)（APICS）》2002年定義：“設(shè)施是物理工廠、配送中心、服務(wù)中心和其它的設(shè)備?！笨偠灾瑢?duì)于一個(gè)工業(yè)設(shè)施或制造業(yè)的工廠來說，設(shè)施就是指所占用的土地、各種建筑物、各種生產(chǎn)和輔助設(shè)備、各類公用設(shè)施等。1.1.1設(shè)施規(guī)劃的含義及目標(biāo)福建江夏學(xué)院工程學(xué)院8

“設(shè)施”是指一個(gè)企業(yè)所擁有的有形資產(chǎn)，可分為下列四個(gè)部分來說明：

(1)實(shí)體建筑：建筑物的規(guī)劃設(shè)計(jì)和現(xiàn)行的設(shè)施需求及未來的彈性發(fā)展，具有密切的關(guān)聯(lián)性。設(shè)計(jì)良好的建筑物不僅其內(nèi)部設(shè)施得以發(fā)揮正常的作業(yè)功能，更是一個(gè)企業(yè)對(duì)外印象的體現(xiàn)。同時(shí)，在良好的建筑物內(nèi)部工作的人員，其士氣也可以經(jīng)常保持在較佳的狀態(tài)。1.1設(shè)施規(guī)劃的概念與意義福建江夏學(xué)院工程學(xué)院9(2)機(jī)器設(shè)備：機(jī)器設(shè)備的數(shù)量、安置、排列、作業(yè)彈性和空間布置等安排，將對(duì)企業(yè)的整體運(yùn)作產(chǎn)生關(guān)鍵性的影響力。(3)物品物料：對(duì)于制造業(yè)或服務(wù)業(yè)而言，物品物料也是設(shè)施的一部分；其進(jìn)出控制與設(shè)施布局產(chǎn)生密切關(guān)聯(lián)。(4)工作人員：完整的設(shè)施規(guī)劃也將工作人員納入設(shè)施的內(nèi)容中，因其具有彈性度最大和活動(dòng)面最廣的特征，同時(shí)亦是上述三種設(shè)施的使用者和管理者。1.1設(shè)施規(guī)劃的概念與意義福建江夏學(xué)院工程學(xué)院102.規(guī)劃

“規(guī)劃”是指如何將一個(gè)系統(tǒng)中的資產(chǎn)做到最有效的分配、安排，使系統(tǒng)達(dá)到最佳的績效表現(xiàn)。

規(guī)劃對(duì)于組織的產(chǎn)出績效進(jìn)行最后步驟的評(píng)估；亦即針對(duì)不同的系統(tǒng)資源及使用方式，歸結(jié)出關(guān)聯(lián)屬性最密切的因素，而使整體表現(xiàn)能達(dá)到成本最低、質(zhì)量最好、空間效率運(yùn)用最佳和人員士氣最穩(wěn)定等多重目標(biāo)。1.1設(shè)施規(guī)劃的概念與意義福建江夏學(xué)院工程學(xué)院113.設(shè)施規(guī)劃是為新建、改建或者擴(kuò)建的制造系統(tǒng)或服務(wù)系統(tǒng)，綜合考慮相關(guān)因素，對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)或服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行分析、構(gòu)思、規(guī)劃、論證、設(shè)計(jì)，作出全面安排，使資源得到合理配置，使系統(tǒng)能夠有效運(yùn)行，以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。1.1設(shè)施規(guī)劃的概念與意義福建江夏學(xué)院工程學(xué)院12

傳統(tǒng)設(shè)施規(guī)劃的問題仍以生產(chǎn)系統(tǒng)為主要課題。而生產(chǎn)系統(tǒng)則以制造工廠的規(guī)劃問題最為復(fù)雜，也最具代表性。因此，制造設(shè)施的規(guī)劃包含下列含義：

(1)對(duì)于各種設(shè)施設(shè)備與人員的數(shù)量需求尋得一最佳組合，以達(dá)到最恰當(dāng)?shù)纳a(chǎn)結(jié)構(gòu)。

(2)調(diào)整各活動(dòng)位置與空間，以便人員、物料、機(jī)器等獲得最有效經(jīng)濟(jì)的關(guān)系位置與操作方法。

(3)通過各項(xiàng)設(shè)施的妥善安排與規(guī)劃，既減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，又對(duì)長期的環(huán)境與組織發(fā)展有更積極的影響和效益。1.1設(shè)施規(guī)劃的概念與意義福建江夏學(xué)院工程學(xué)院134.設(shè)施規(guī)劃（設(shè)計(jì)）的目標(biāo)（1）產(chǎn)品單位成本最低仍然是制造或服務(wù)系統(tǒng)具有高競爭力的主要指標(biāo)，在設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)的每一階段都需高度注意1.1設(shè)施規(guī)劃的概念與意義福建江夏學(xué)院工程學(xué)院14設(shè)施規(guī)劃（設(shè)計(jì)）的目標(biāo)（1）產(chǎn)品單位成本最低。（2）優(yōu)化質(zhì)量使顧客滿意。4、設(shè)施規(guī)劃（設(shè)計(jì)）的目標(biāo)質(zhì)量成本也是競爭的關(guān)鍵，需要將質(zhì)量和成本進(jìn)行平衡福建江夏學(xué)院工程學(xué)院15設(shè)施規(guī)劃（設(shè)計(jì)）的目標(biāo)（1）產(chǎn)品單位成本最低。（2）優(yōu)化質(zhì)量使顧客滿意。（3）有效利用人力、設(shè)備、空間和能源。

4、設(shè)施規(guī)劃（設(shè)計(jì)）的目標(biāo)這是一條有效降低成本的途徑，設(shè)施布置中有關(guān)服務(wù)設(shè)施的位置如休息室、衣帽間、餐廳、工具室等均會(huì)影響雇員的工作效率，良好的工作地布置能充分利用空間，也易于節(jié)約能源。福建江夏學(xué)院工程學(xué)院16設(shè)施規(guī)劃（設(shè)計(jì)）的目標(biāo)（1）產(chǎn)品單位成本最低。（2）優(yōu)化質(zhì)量使顧客滿意。（3）有效利用人力、設(shè)備、空間和能源。

舒適一詞指在正確的高度、坐立相互交替，當(dāng)操作工人休息時(shí)我們要提供舒適的環(huán)境，使他們能很快回復(fù)疲勞重返工作地，提高工作效率。（4）為員工提供方便、安全、舒適的環(huán)境。飲水處、停車場、職工入廠處、廁所、小賣部等的方便性。工業(yè)設(shè)施中的每項(xiàng)決策和物料搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須考慮安全因素。工業(yè)安全統(tǒng)計(jì)表明，80%的工傷發(fā)生在搬運(yùn)物料時(shí)的發(fā)運(yùn)和收貨站，必須在每項(xiàng)搬運(yùn)工作中為減少工傷而努力。4、設(shè)施規(guī)劃（設(shè)計(jì)）的目標(biāo)福建江夏學(xué)院工程學(xué)院17設(shè)施規(guī)劃（設(shè)計(jì)）的目標(biāo)（1）產(chǎn)品單位成本最低。（2）優(yōu)化質(zhì)量使顧客滿意。（3）有效利用人力、設(shè)備、空間和能源。（4）為員工提供方便、安全、舒適的環(huán)境。季節(jié)性的產(chǎn)品或服務(wù)，如圣誕節(jié)、春節(jié)（5）保證生產(chǎn)開工日期。4、設(shè)施規(guī)劃（設(shè)計(jì)）的目標(biāo)福建江夏學(xué)院工程學(xué)院18設(shè)施規(guī)劃（設(shè)計(jì)）的目標(biāo)（1）產(chǎn)品單位成本最低。（2）優(yōu)化質(zhì)量使顧客滿意。（3）有效利用人力、設(shè)備、空間和能源。（4）為員工提供方便、安全、舒適的環(huán)境。（5）保證生產(chǎn)開工日期。零庫存、準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)等（6）其余目標(biāo)4、設(shè)施規(guī)劃（設(shè)計(jì)）的目標(biāo)福建江夏學(xué)院工程學(xué)院19在我國，每年都要投入大量資金用于固定資產(chǎn)投資。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國在十一五期間固定資產(chǎn)投資平均每年是8000億元，十二五期間固定資產(chǎn)投資年均增長20%左右。在美國，1955年～1975年，每年有8%的GNP消耗在新的工業(yè)設(shè)施上，其中約40%（即GNP的3.2%）用在制造業(yè)上。隨著生產(chǎn)技術(shù)和管理技術(shù)的迅速發(fā)展，競爭日益激烈，還有相當(dāng)比例的原有設(shè)施被改進(jìn)而進(jìn)行再規(guī)劃。估計(jì)每年要花費(fèi)2500億美元用于規(guī)劃、再規(guī)劃的設(shè)施上。1.1.2設(shè)施規(guī)劃的意義與作用1.1設(shè)施規(guī)劃的概念與意義福建江夏學(xué)院工程學(xué)院20美國的企業(yè)界及學(xué)術(shù)界還從企業(yè)管理的角度看待設(shè)施規(guī)劃的地位和作用，認(rèn)為設(shè)施規(guī)劃是科學(xué)管理企業(yè)的開端，企業(yè)管理的各種設(shè)想都要體現(xiàn)在設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)中，對(duì)企業(yè)投產(chǎn)后的利潤及效率產(chǎn)生巨大的影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在制造企業(yè)的總成本中，用于物料搬運(yùn)的占20%－50%，而有效的設(shè)施規(guī)劃至少可以減少10%－30％。因此設(shè)施規(guī)劃被認(rèn)為是提高生產(chǎn)率的最有希望的方面之一。1.1.2設(shè)施規(guī)劃的意義與作用1.1設(shè)施規(guī)劃的概念與意義福建江夏學(xué)院工程學(xué)院21實(shí)踐表明，一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目，資源利用是否合理，工廠布置是否得當(dāng)，工藝設(shè)備是否先進(jìn)適用，能否取得好的投資效果，能否實(shí)現(xiàn)企業(yè)的科學(xué)管理，能否發(fā)揮企業(yè)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，規(guī)劃設(shè)計(jì)起著決定性的作用。國際上設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)是工業(yè)工程師必須具備的基本知識(shí)和技能。1.1.2設(shè)施規(guī)劃的意義與作用1.1設(shè)施規(guī)劃的概念與意義福建江夏學(xué)院工程學(xué)院22一項(xiàng)設(shè)施的規(guī)劃設(shè)計(jì)，所需要的費(fèi)用只占總投資的2%-10%，往往比不可預(yù)見費(fèi)用還少，但對(duì)投產(chǎn)后的企業(yè)卻帶來重要效益。在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造、安裝、投產(chǎn)的各個(gè)階段中，如果要加以改變，所需的費(fèi)用逐步上升。到了投產(chǎn)以后再改進(jìn)，則事倍功半，有時(shí)很困難甚至不可能。1.1.2設(shè)施規(guī)劃的意義與作用1.1設(shè)施規(guī)劃的概念與意義福建江夏學(xué)院工程學(xué)院23

場(廠)址選擇設(shè)施設(shè)計(jì)設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)布置設(shè)計(jì)(SLP)物料搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(SHA)建筑設(shè)計(jì)公用工程設(shè)計(jì)信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖1-1

設(shè)施規(guī)劃的范圍系統(tǒng)內(nèi)各組成部分相互之間的位置關(guān)系又直接決定了系統(tǒng)的運(yùn)營效率，對(duì)系統(tǒng)的各組成部分進(jìn)行位置布置是設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)中的中心內(nèi)容。布置設(shè)計(jì)就是通過對(duì)系統(tǒng)物流、人流、信息流進(jìn)行分析，對(duì)建筑物、機(jī)器、設(shè)備、運(yùn)輸通道和場地作出有機(jī)的組合與合理配置，達(dá)到系統(tǒng)內(nèi)部布置最優(yōu)化。物料搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是對(duì)物料搬運(yùn)路線、運(yùn)量、搬運(yùn)方法和設(shè)備、儲(chǔ)存場地等作出合理安排。場址選擇就是對(duì)可供選擇的地區(qū)和具體位置的有關(guān)影響因素進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，達(dá)到場址最優(yōu)化。1.1.3設(shè)施規(guī)劃的工作范圍與工作組織福建江夏學(xué)院工程學(xué)院241.2物流分析1.2.1物流分析的基本方法1.2.2物流分析的原則和設(shè)施布置的基本方法福建江夏學(xué)院工程學(xué)院251.2.1物流分析的基本方法1．原始數(shù)據(jù)匯總及物流圖2．物流量、物流路線和當(dāng)量物流量福建江夏學(xué)院工程學(xué)院261.2.2物流分析原則和設(shè)施布置的方法1.2.2.1物流分析的原則和作用

物流分析是設(shè)施布置的關(guān)鍵也是前提。物流分析講究兩個(gè)“最小”和兩個(gè)“避免”兩個(gè)原則：經(jīng)過距離最小、物流成本最??；避免迂回、避免十字交叉。福建江夏學(xué)院工程學(xué)院271.2.2.2設(shè)施布置的基本方法設(shè)施布置的三種基本方法：1、作業(yè)相關(guān)圖法（P10）2、從至表法（見P11）3、物料運(yùn)量圖法1.2.2物流分析原則和設(shè)施布置的方法福建江夏學(xué)院工程學(xué)院281.3.1設(shè)施布置的難點(diǎn)1.3.2設(shè)施的傳統(tǒng)布置類型1.3.3設(shè)施布置的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法1.3.4生產(chǎn)與管理模式對(duì)設(shè)施布置的影響1.3設(shè)施布置中的關(guān)鍵問題福建江夏學(xué)院工程學(xué)院291.3.1設(shè)施布置的目的與原則1.3.1.1設(shè)施布置(FacilityLayout)的目的使物料搬運(yùn)成本最小化空間的有效利用勞動(dòng)力的有效利用用消除瓶頸環(huán)節(jié)便于信息溝通1.3設(shè)施布置中的關(guān)鍵問題福建江夏學(xué)院工程學(xué)院301.3.1.2設(shè)施布置(FacilityLayout)的原則原則原則內(nèi)容理由原則1：統(tǒng)一把工序五要素，即“人”“機(jī)”“物”“法”“信息”有機(jī)統(tǒng)一起來，并充分保持平衡。一旦五要素沒有統(tǒng)一協(xié)調(diào)好，作業(yè)容易產(chǎn)生割裂，會(huì)延長停滯時(shí)間，增加搬運(yùn)的次數(shù)。因此應(yīng)在充分考慮五要素的平衡基礎(chǔ)上，進(jìn)行布置。原則3：物流順暢使工序沒有堵塞，物流順暢。使物流不出現(xiàn)倒流和交叉，象水一樣從高處向低處那樣順暢。原則4：利用立體空間有效地利用立體空間在材料、零件等倉庫堆積一定是狹窄放置。因此把倉庫設(shè)計(jì)成網(wǎng)架式存儲(chǔ)架，以充分利用三度空間。原則5：安全滿意布置要做到工作人員即能安全又能輕松作業(yè)。材料的移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等會(huì)出現(xiàn)不安全狀況，抬升、卸貨會(huì)加劇作業(yè)疲勞。原則6：靈活機(jī)動(dòng)能適應(yīng)變化，隨機(jī)應(yīng)變，采取靈活措施。面對(duì)各工序的變化、增加等，盡可能隨機(jī)應(yīng)變，充滿柔性。難點(diǎn)：如何同時(shí)滿足系統(tǒng)的這些要求？即如何求得系統(tǒng)的全局最優(yōu)解？福建江夏學(xué)院工程學(xué)院311.3設(shè)施布置中的關(guān)鍵問題1.3.2設(shè)施的傳統(tǒng)布置類型1.3.2.1工廠總平面圖（1）按工藝布置。（2）按產(chǎn)品布置。（3）按固定工位布置。（4）按成組生產(chǎn)原則布置。1.3.2.2車間或工場的機(jī)器設(shè)備布置一個(gè)優(yōu)良的總平面布置圖，不僅使工廠易于管理，職工工作方便舒適，同時(shí)能使物流費(fèi)用減少10％-30％，從而大大降低成本。福建江夏學(xué)院工程學(xué)院32（1）工藝原則布置DrillingDDDDGrindingGGGGGGMillingMMMMMMAssemblyAAAALathingReceivingandshippingLLLLLLLL福建江夏學(xué)院工程學(xué)院33（2）產(chǎn)品原則布置TaktTime:27SecsTaktTime:27

SecsBearingAss’yMotorAss’ySolderMakeBoxPackTestFinalAss’yWindBobbinWeldContactAss’yRivetBracketAss’yRotorAss’yLatheBobbinAss’yTerminalAss’yStatorAss’y福建江夏學(xué)院工程學(xué)院34（3）單元布置Cell3LMGGCell1Cell2AssemblyareaAALMDLLMShippingDReceivingG福建江夏學(xué)院工程學(xué)院351.3.3工業(yè)設(shè)施布置的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

所謂工業(yè)設(shè)施布置的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，即指利用百年來在設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行各種行業(yè)的工廠中所積累起來的經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)、數(shù)據(jù)和資料，在設(shè)計(jì)同類型的或相似的工業(yè)設(shè)施時(shí)作為參考。（1）尋找同類或相似工廠作為樣板。（2）根據(jù)目標(biāo)設(shè)計(jì)數(shù)個(gè)方案。（3）利用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或指標(biāo)決定各部門面積。（4）通過方案評(píng)比決定優(yōu)選方案。（5）繪制標(biāo)準(zhǔn)的總平面布置圖和詳細(xì)的車間布置設(shè)計(jì)圖。福建江夏學(xué)院工程學(xué)院361.3.4生產(chǎn)與管理模式對(duì)設(shè)施布置的影響基于定制化基于成本基于質(zhì)量勞動(dòng)專業(yè)化（斯密，巴貝奇），零部件標(biāo)準(zhǔn)化（惠特尼）早期的概念1776-1880

甘特圖（甘特），工作和時(shí)間研究（吉爾布雷），過程分析（泰勒），排隊(duì)論（愛爾郎）科學(xué)管理時(shí)期1880-1910移動(dòng)生產(chǎn)線（福特/索倫森），統(tǒng)計(jì)抽樣（休哈特），經(jīng)濟(jì)批量訂貨（哈里斯），線性規(guī)劃，計(jì)劃評(píng)審技術(shù)（PERT）/關(guān)鍵路徑分析（杜邦公司），MRP大量生產(chǎn)時(shí)期1910-1980JIT，CAD，EDI，TQM，鮑德里奇獎(jiǎng)，授權(quán)，看板生產(chǎn)精細(xì)生產(chǎn)時(shí)期1980-1995制造單元(CM)，快速響應(yīng)制造(QRM)、敏捷制造(AM)快速反應(yīng)生產(chǎn)時(shí)期1995-2010圖1-2運(yùn)作管理的變遷福建江夏學(xué)院工程學(xué)院371.4設(shè)施規(guī)劃與物流分析的發(fā)展歷程1.4.1發(fā)展的三個(gè)階段1.4.2設(shè)施布置問題的類型1.4.3設(shè)施布置問題的模型與算法概述設(shè)施布置的成功實(shí)例

案例分析：福建江夏學(xué)院工程學(xué)院38（1）工廠布置設(shè)計(jì)（2）設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)（3）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)施設(shè)計(jì)二戰(zhàn)前，方法研究、物料搬運(yùn)、工廠布置三方面內(nèi)容合成一門課程，稱為“工廠布置設(shè)計(jì)”。其工廠布置方面的內(nèi)容主要采用定性分析和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，缺乏科學(xué)性，但經(jīng)過大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的工廠在短時(shí)間內(nèi)還是比較符合實(shí)際情況。二戰(zhàn)后，方法逐漸由定性向定量轉(zhuǎn)變，工作領(lǐng)域重點(diǎn)也由制造業(yè)擴(kuò)大到其他工業(yè)和服務(wù)業(yè)，設(shè)計(jì)對(duì)象向非工業(yè)設(shè)施擴(kuò)大，課程名稱改為“設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)”。20世紀(jì)60年代，出現(xiàn)了由RichardMuther倡導(dǎo)的系統(tǒng)化設(shè)施布置規(guī)劃方法（SLP），采用理性化的推理方法和系統(tǒng)化的規(guī)劃設(shè)計(jì)方法，使設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)向前邁進(jìn)一大步。但推理較粗略，運(yùn)用較繁瑣。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，80年代研究了眾多設(shè)施布置的模型及算法，推理更加細(xì)致合理，加上CAD技術(shù)使繪圖工作可自動(dòng)完成，出現(xiàn)了各種實(shí)施布置軟件包，使設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)躍上一個(gè)新的臺(tái)階。ComputerAidedFacilityDesign,簡稱CAFD1.4設(shè)施規(guī)劃與物流分析的發(fā)展歷程1.4.1發(fā)展的三個(gè)階段福建江夏學(xué)院工程學(xué)院391.4設(shè)施規(guī)劃與物流分析的發(fā)展歷程20世紀(jì)初——（主要憑經(jīng)驗(yàn)和感覺）分工理論引發(fā)“工廠設(shè)計(jì)”(三項(xiàng)內(nèi)容？）

——操作法研究、工廠布置和物料搬運(yùn)20世紀(jì)30年代——“設(shè)施規(guī)劃”取代“工廠設(shè)計(jì)”——廣泛采用運(yùn)籌學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)和概率論20世紀(jì)60年代——1961年Muther

提出系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)SLP（80年代引進(jìn)國內(nèi)）1.4.1發(fā)展的三個(gè)階段福建江夏學(xué)院工程學(xué)院4020世紀(jì)70年代——計(jì)算機(jī)輔助工廠布置CAL、成組技術(shù)——CRAFT（位置配置法）、CORELAP（相互關(guān)系法）、PLANET（分析評(píng)價(jià)法）20世紀(jì)80年代——計(jì)算機(jī)仿真——研究柔性問題、專家系統(tǒng)、多目標(biāo)優(yōu)化20世紀(jì)90年代——結(jié)合先進(jìn)制造技術(shù)——CIMS、JIT現(xiàn)在——設(shè)施布置與物流系統(tǒng)的自動(dòng)化、柔性化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、綠色化、智能化1.4設(shè)施規(guī)劃與物流分析的發(fā)展歷程福建江夏學(xué)院工程學(xué)院41設(shè)施規(guī)劃與物流分析的總趨勢一方面繼續(xù)發(fā)展Muther的系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)SLP；另一方面，構(gòu)建更完整的布置模型，結(jié)合人工智能技術(shù)，提出更好的算法，開發(fā)通用的計(jì)算機(jī)輔助工廠布置軟件。福建江夏學(xué)院工程學(xué)院42設(shè)施規(guī)劃與物流分析的原則最短距離原則重力的原則時(shí)間節(jié)約原則單元裝載原則作業(yè)集中原則工作簡化原則連續(xù)流動(dòng)原則立體空間原則機(jī)械化與自動(dòng)化原則事先計(jì)劃原則系統(tǒng)原則效益原則效率原則柔性原則安全原則方便原則效率與效益系統(tǒng)化舒適與滿足實(shí)現(xiàn)所有設(shè)施間人、機(jī)、料和環(huán)境間的最佳配合目的目標(biāo)一級(jí)原則二級(jí)原則福建江夏學(xué)院工程學(xué)院43

設(shè)施設(shè)計(jì)人員面臨的設(shè)施布置問題，不僅是新建制造或服務(wù)系統(tǒng)，還有現(xiàn)有系統(tǒng)的擴(kuò)建、聯(lián)合、修改的問題。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，即使是建成的制造工廠，每2-3年就需要改變設(shè)施布置一次。最近十年內(nèi)布置變化的頻率增加，部分原因是產(chǎn)品變化快，因?yàn)轭櫩鸵蠼?jīng)常改變產(chǎn)品的式樣和功能。

1.4.2設(shè)施布置問題的類型福建江夏學(xué)院工程學(xué)院441.4.2設(shè)施布置問題的類型下面是一些需要更改設(shè)施布置的例子：

(1)一家制造廠要實(shí)施準(zhǔn)時(shí)制(JIT)管理，要求建立機(jī)床單元并確定單元在車間中的位置，此外還要決定機(jī)床在單元中的位置。

(2)一家炊具制造廠過去兩年中生產(chǎn)翻番，再也沒有多余面積可以擴(kuò)大，一位工業(yè)工程師建議將少用的陳舊設(shè)備淘汰，購入高效設(shè)備重新布置車間。

(3)一家保險(xiǎn)公司租得一幢多層辦公樓，準(zhǔn)備將其總部遷入，要將其內(nèi)部空間劃分為工作區(qū)、辦公室、會(huì)議室等。

(4)根據(jù)新的協(xié)議，一家外國汽車廠與我國合資建立一條汽車裝配線，需要設(shè)計(jì)、購建和安裝。

(5)一家大的零售商廢棄一條商品生產(chǎn)線，擬建一條生產(chǎn)新品的生產(chǎn)線，這就需要重新設(shè)計(jì)下屬各百貨公司的新品展覽陳列區(qū)。福建江夏學(xué)院工程學(xué)院45設(shè)施布置問題通常可分為：（1）服務(wù)系統(tǒng)布置問題；（2）制造系統(tǒng)布置問題；（3）倉庫布置問題；（4）非傳統(tǒng)布置問題。

1.4.2設(shè)施布置問題的類型福建江夏學(xué)院工程學(xué)院46圖1-3牙醫(yī)診所的布置1.4.2設(shè)施布置問題的類型福建江夏學(xué)院工程學(xué)院47

需要通過提出以下一些問題來判斷布置的根據(jù)是否正確：

(1)現(xiàn)有的公司或系統(tǒng)其空間是否過大？

(2)現(xiàn)有的空間是否過于昂貴?(3)建筑物是否在合適的位置？

(4)一個(gè)新的布置如何影響組織和服務(wù)?(5)辦公室的工作過于集中還是分散？

(6)辦公室的結(jié)構(gòu)能支持工作規(guī)劃嗎?(7)布置和公司的形象合調(diào)嗎?

1.4.2設(shè)施布置問題的類型福建江夏學(xué)院工程學(xué)院48作為一個(gè)服務(wù)設(shè)施的布置必須達(dá)到以下的目標(biāo)：

(1)在建筑物或樓層內(nèi)不必要的人員流動(dòng)降低到最低限度;

(2)設(shè)施內(nèi)應(yīng)提供必要的私人聯(lián)系的場所;

(3)為建筑物內(nèi)的人員提供安全與保密;

(4)和建筑法規(guī)相適應(yīng)。1.4.2設(shè)施布置問題的類型福建江夏學(xué)院工程學(xué)院49

模型可分為物理的、模擬的和數(shù)學(xué)的。例如，用圖可以表示人口隨時(shí)間增長的情況，這是一個(gè)模擬模型。再如，某城市某一租車公司要新建一服務(wù)設(shè)施(實(shí)現(xiàn)換機(jī)油、常規(guī)保養(yǎng)和檢查以及小修理工作)，公司的租車點(diǎn)位于3城市和2個(gè)飛機(jī)場附近，問此服務(wù)設(shè)施設(shè)于何處可使總運(yùn)作成本最低?每一現(xiàn)有租車點(diǎn)將根據(jù)該點(diǎn)擁有租車數(shù)影響服務(wù)設(shè)施的位置，租車公司要決定該服務(wù)設(shè)施的最優(yōu)位置，使所有租車者去該服務(wù)點(diǎn)的總行程距離為最小。此問題稱為單一設(shè)施的位置布置問題。1.4.3設(shè)施布置問題的模型與算法概述1.4.3.1設(shè)施布置問題的模型福建江夏學(xué)院工程學(xué)院50

數(shù)學(xué)模型建立后就要研究解題的技術(shù)與過程，這就是算法。假如某種算法至少可以產(chǎn)生一個(gè)優(yōu)化解，這就稱為優(yōu)化算法或可稱為啟發(fā)式算法。很多問題可以快速找到一個(gè)優(yōu)化解，但不能肯定此解是最優(yōu)的?，F(xiàn)有三種建模工具：（1）數(shù)學(xué)規(guī)劃；（2）排隊(duì)論；（3）仿真模型。1.4.3設(shè)施布置問題的模型與算法概述1.4.3.2設(shè)施布置問題模型的算法福建江夏學(xué)院工程學(xué)院51（1）數(shù)學(xué)規(guī)劃數(shù)學(xué)規(guī)劃方法是在不違背一組規(guī)定的約束條件下，優(yōu)化一個(gè)可量化的目標(biāo)函數(shù)。典型的目標(biāo)函數(shù)通常是最低成本或最高利潤，而約束條件規(guī)定了一個(gè)問題可行解的區(qū)域。所以通常數(shù)學(xué)規(guī)劃問題就成為在約束區(qū)內(nèi)為達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)而選擇一個(gè)可行解。一個(gè)數(shù)學(xué)規(guī)劃模型中包含了決策變量及參數(shù)，通過搜索決定一個(gè)決策變量值，在給定參數(shù)條件下此決策變量值優(yōu)化了目標(biāo)函數(shù)。

1.4.3設(shè)施布置問題的模型與算法概述福建