物流系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)6-設(shè)施布置方法課件

2023/8/31物流系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)華南師范大學(xué)經(jīng)管學(xué)院李金華lijinhua@2023/7/311物流系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)華南師范大學(xué)經(jīng)管學(xué)院22023/8/3設(shè)施布置方法一、系統(tǒng)化設(shè)施布置方法——SLP二、計(jì)算機(jī)布置方法22023/7/31設(shè)施布置方法一、系統(tǒng)化設(shè)施布置方法——S32023/8/3一、系統(tǒng)化設(shè)施布置方法——SLP1、經(jīng)典的SLP方法SLP（SystematicLayoutPlanning，系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)）法提出了作業(yè)單位相互關(guān)系的等級(jí)表示法，使設(shè)施布置由定性階段發(fā)展到定量階段。32023/7/31一、系統(tǒng)化設(shè)施布置方法——SLP1、經(jīng)典42023/8/3SLP的五個(gè)基本要素在SLP方法中，Muther將研究工程布置問題的依據(jù)和切入點(diǎn)，歸納為5個(gè)基本要素，抓住這些就是解決布置問題的“鑰匙”。（1）P產(chǎn)品（材料）：產(chǎn)品型號(hào)、系列、規(guī)格；（2）Q數(shù)量（產(chǎn)量）：產(chǎn)量和年生產(chǎn)量；（3）R生產(chǎn)路線：工藝路線卡、裝配表、加工工藝過程表等工藝文件；（4）S輔助部門：指支持生產(chǎn)運(yùn)行的工廠各輔助部門，如工具領(lǐng)取與維修部門、動(dòng)力部門、各公用設(shè)施管理部門等；（5）T時(shí)間（時(shí)間安排）：指產(chǎn)品的生產(chǎn)周期、投產(chǎn)的批量與批次、各種操作時(shí)間定額標(biāo)準(zhǔn)。P、Q兩個(gè)基本要素是一切其他特征或條件的基礎(chǔ)。42023/7/31SLP的五個(gè)基本要素52023/8/3SLP的四個(gè)階段確定位置。位置可以是新址，也可以是原址，或者是一個(gè)廠房，或者是一個(gè)倉庫?？傮w區(qū)劃。要決定布置范圍內(nèi)的基本物流模式，要標(biāo)明每個(gè)主要作業(yè)區(qū)、作業(yè)單元、車間、工場(chǎng)的大小和相互關(guān)系。詳細(xì)布置。包括每臺(tái)設(shè)備或每項(xiàng)設(shè)施的位置。實(shí)施。四個(gè)階段按順序進(jìn)行，其中1、4階段不屬于真實(shí)的布置設(shè)計(jì)工作，而第2、3階段即總體區(qū)劃和詳細(xì)布置則是布置設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。52023/7/31SLP的四個(gè)階段62023/8/3采用SLP法進(jìn)行平面布置首先是對(duì)各作業(yè)單位之間的相互關(guān)系作出分析，包括物流和非物流的相互關(guān)系，經(jīng)過綜合得到作業(yè)單位相互關(guān)系表；然后相互關(guān)系表中作業(yè)單位之間相互關(guān)系的密切程度，決定各作業(yè)單位之間距離的遠(yuǎn)近，安排各作業(yè)單位的位置，繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖，將各作業(yè)單位實(shí)際占地面積與作業(yè)單位位置相關(guān)圖結(jié)合起來，形成作業(yè)單位面積相關(guān)圖；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(gè)可行的布置方案；最后采用加權(quán)因素對(duì)各方案進(jìn)行評(píng)價(jià)擇優(yōu)，并對(duì)每個(gè)因素進(jìn)行量化，得分最多的布置方案就是最佳布置方案。62023/7/31采用SLP法進(jìn)行平面布置72023/8/372023/7/3182023/8/3圖5-1中的信息采集分析、物流分析及作業(yè)關(guān)系分析是系統(tǒng)布置的基礎(chǔ)，該部分已在上一章中進(jìn)行了介紹，本章重點(diǎn)放在如何由相互關(guān)系圖產(chǎn)生空間關(guān)系圖。Muther提出的SLP中用線型圖來“試錯(cuò)”生成空間關(guān)系圖。82023/7/31圖5-1中的信息采集分析、物流分析及作業(yè)92023/8/3例1設(shè)有3種零件A、B、C，其工藝路線及日產(chǎn)量如表5-1所示（1~5為5個(gè)部門）。92023/7/31例1設(shè)有3種零件A、B、C，其工藝路線102023/8/3解：首先，對(duì)上述5個(gè)部門進(jìn)行物流分析，以質(zhì)量作為當(dāng)量物流量，構(gòu)建從至表如表5-3所示。102023/7/31解：112023/8/3其次，按照?qǐng)D5-2所示的物流量劃分標(biāo)準(zhǔn)，將部門間的物流量轉(zhuǎn)化為關(guān)系代碼，生成部門關(guān)系如圖5-3所示。112023/7/31其次，按照?qǐng)D5-2所示的物流量劃分標(biāo)準(zhǔn)122023/8/3由圖5-3，采用試錯(cuò)法，初步生成線型圖如圖5-4所示，再將面積的約束加入，生成如圖5-5所示的空間關(guān)系圖。122023/7/31由圖5-3，采用試錯(cuò)法，初步生成線型圖132023/8/32、關(guān)系表技術(shù)經(jīng)典的SLP中，由關(guān)系圖生成空間關(guān)系圖中，采用試錯(cuò)法完成。這一點(diǎn)對(duì)于初學(xué)者往往需要經(jīng)過多次的嘗試，而且定量性不強(qiáng)。Tompkins介紹了一種關(guān)系表（RelationshipDiagramming）的方法，布置可以按照一定的邏輯關(guān)系進(jìn)行。132023/7/312、關(guān)系表技術(shù)142023/8/3關(guān)系表技術(shù)步驟轉(zhuǎn)化物流與作業(yè)單位相互關(guān)系圖為關(guān)系表。選擇A級(jí)關(guān)系最多的部門作為第一部門優(yōu)先進(jìn)入布置。選擇與第一部門具有A級(jí)關(guān)系的部門作為第二部門進(jìn)入布置。按照與第一二部門為AA、AE、AI、A*的排列順序選擇第三部門。依次選擇直至結(jié)束。根據(jù)面積進(jìn)行實(shí)際面積的布置。142023/7/31關(guān)系表技術(shù)步驟152023/8/3以例1為例求解：首先由關(guān)系圖5-3列出關(guān)系表5-4152023/7/31以例1為例求解：162023/8/3按部門具有關(guān)系的重要程度，確定布置順序?yàn)?—1—4—5—3。進(jìn)而根據(jù)其相互關(guān)系確定空間大致位向，分別如圖5-6a~e所示。最后，選擇單位面積，確定各部門的單位面積數(shù)目，按照各單位的面積數(shù)目確定初步布置并調(diào)整生成最后布置。本例中，選擇20m2作為單位面積，各部門相應(yīng)的單位面積數(shù)如表5-5所示。確定初步布置如圖5-6f，進(jìn)一步調(diào)整為圖5~6g，即最后布置效果。162023/7/31按部門具有關(guān)系的重要程度，確定布置順序172023/8/3172023/7/31182023/8/3二、計(jì)算機(jī)布置方法1、CRAFT（改進(jìn)型）CRAFT（ComputerizedRelativeAllocationofFacilitiesTechnique）是Buffa等人于1964年提出的。這是一種改進(jìn)型的算法，需要用戶提供初始布置方案。CRAFT的基本方法——部門互換在CRAFT中，選擇具有公共邊或相等面積的部門進(jìn)行交換，其他無公共邊或面積不相等的部門不能交換。這樣做的目的是為了使相交部門的位置互換不致引起其他部門位置的變化。這種交換通常是以兩兩交換的方式進(jìn)行的，也可以采用3部門交換的交換方式，交換的最大次數(shù)是小于n(n-1)/2，n是部門的數(shù)目。182023/7/31二、計(jì)算機(jī)布置方法1、CRAFT（改進(jìn)192023/8/3CRAFT的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)CRAFT的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)是物料搬運(yùn)費(fèi)用（物流量×距離×單位距離成本）。每一輪交換中，選擇搬運(yùn)成本節(jié)省最多的布置作為交換結(jié)果。重復(fù)這種交換，起碼到交換位置不能引起移動(dòng)成本的進(jìn)一步降低為止。距離的計(jì)算采用部門中心間的折線距離。192023/7/31CRAFT的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)202023/8/3例（同例一）：圖5-7為初始布置方案。表5-6為物流從至表。由初始布置方案得到的距離表如表5-7所示。為了便于計(jì)算，這里距離為單位距離數(shù)，由圖5-7知，單位距離=4.4m。單位距離成本設(shè)為為1。表5-7為距離表，表5-8為搬運(yùn)費(fèi)用表。202023/7/31例（同例一）：212023/8/3解：（1）計(jì)算初始搬運(yùn)費(fèi)：由表5-6～表5-8可知初始布置的總搬運(yùn)費(fèi)用為460。212023/7/31解：222023/8/3222023/7/31232023/8/3（2）開始交換。首先選擇可以進(jìn)行交換的部門分別是1-2，1-3，1-5，2-3，2-4，2-5，3-5，4-5。交換1-2，則布置圖如圖5-8所示，距離表變?yōu)槿绫?-9所示，搬運(yùn)費(fèi)用表變?yōu)槿绫?-10所示。總的搬運(yùn)費(fèi)用變?yōu)?75；費(fèi)用增加15，故取消該布置。繼續(xù)下一個(gè)交換，1-3交換，直到找到最小搬運(yùn)費(fèi)用的一種布置，結(jié)束本輪交換。232023/7/31（2）開始交換。242023/8/3242023/7/31252023/8/3（3）第一輪交換結(jié)束后，確定出首輪布置圖。針對(duì)這一布置圖，再次進(jìn)行具有公共邊及面積相等的部門的交換，直到搬運(yùn)費(fèi)用不再降低為止。CRAFT的改進(jìn)CRAFT是應(yīng)用較為廣泛的一種設(shè)施規(guī)劃方法，因此，得到了不斷地完善、改進(jìn)。1963年，Hillier發(fā)展了可以進(jìn)行非相鄰單元交換的方法；1982年，Johnson發(fā)展了可以考慮多層車間及非線性物料搬運(yùn)成本的SRACECRAFT。252023/7/31（3）第一輪交換結(jié)束后，確定出首輪布置262023/8/32、CORELAP（構(gòu)建型）CORELAP（ComputerizedRelationshipLayoutPlanning），是LeeR.C.和MooreJ.M.于1967年提出的一種構(gòu)建型算法。這種算法的出發(fā)點(diǎn)是部門之間的關(guān)系圖（Relation-Chart），布置的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)部門之間最大的密切度。CORELAP的求解過程262023/7/312、CORELAP（構(gòu)建型）272023/8/3（1）CORELAP的選擇方法，即布置順序矢量的產(chǎn)生方法，是根據(jù)各部門所有關(guān)系的總和來確定的。首先將關(guān)系圖中的每一個(gè)關(guān)系代碼，按照表5-11所示的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)值化；再對(duì)每個(gè)部門所有關(guān)系值求和，即得到關(guān)系總和TCR（TotalClosenessRating）；選擇TCR最大的部門作為最先進(jìn)入布置的部門。若最大的TCR值有多個(gè)部門，即出現(xiàn)“結(jié)”，則選擇面積最大的部門解“結(jié)”。若依然解不開，則隨機(jī)選??；272023/7/31（1）CORELAP的選擇方法，即布置282023/8/3第二個(gè)部門選擇與第一個(gè)部門具有最高級(jí)別關(guān)系（A級(jí)）的部門，依次選擇E級(jí)、I級(jí)……。如果在同一關(guān)系級(jí)別中出現(xiàn)多個(gè)部門（“結(jié)”），選擇這些部門中TCR最大的部門先布置（解“結(jié)”）。在布置中，部門的形狀盡可能設(shè)計(jì)成正方形。（2）生成了布置矢量后，開始向布置圖中放置。放置原則是保證進(jìn)入布置圖的部門與前面進(jìn)入的相鄰部門的關(guān)系值的和NCR（NeighborClosenessRating）最大。在圖5-9中部門1有3種放置方法。放置在位置1a，則與3、4相鄰，NCR1a=CR13+CR14、NCR1b=CR14、NCR1c=CR13，所以應(yīng)該選擇位置1a進(jìn)入布置圖。282023/7/31第二個(gè)部門選擇與第一個(gè)部門具有最高級(jí)別292023/8/3（3）對(duì)布置圖的評(píng)估方法任意兩部門間的關(guān)系值×該兩部門間的最短直線距離的總和。根據(jù)該和值可以比較不同方案的優(yōu)劣。292023/7/31（3）對(duì)布置圖的評(píng)估方法302023/8/3例（同例一）：302023/7/31例（同例一）：312023/8/3解：求TCR，如表5-12所示。從表5-12中可以看到，部門2的總和最高，所以首先布置該部門。其他部門中，部門1與2具有A級(jí)關(guān)系，所以隨后布置部門1。部門4、部門5與部門2同屬I級(jí)關(guān)系，且TCR值相等，但部門4的面積大，所以先4后5，最后布置與部門2個(gè)有O級(jí)關(guān)系的3部門。這樣，布置順序矢量為21453。312023/7/31解：322023/8/3根據(jù)各部門面積確定最終布置。 根據(jù)例1的面積，如表5-2所示，即可生成最終布置圖，如圖5-11所示。322023/7/31根據(jù)各部門面積確定最終布置。332023/8/3評(píng)估布置方案布置方案的得分見表5-13所示，其中2個(gè)單元間的距離為到達(dá)公共邊最少需要的直線距離。不同方案的比較，總得分越小的方案越優(yōu)。332023/7/31評(píng)估布置方案342023/8/3案例：某抵押公司的辦公室布置規(guī)劃四個(gè)階段：1、公司運(yùn)作分析2、規(guī)劃3、位置選擇4、設(shè)計(jì)與布置342023/7/31案例：某抵押公司的辦公室布置規(guī)劃四個(gè)階352023/8/3規(guī)劃階