系统布局法 SLP 第三章

1、1第第3 3章章 物流网点选址规划与设施布置设物流网点选址规划与设施布置设计计23.1概述3.2设施选址3.3设施布置设计主要内容主要内容33.1.13.1.1设施规划与设计的概念与内容设施规划与设计的概念与内容 设施规划与设计设施规划与设计是对新建、扩建或改建的生产系统或服务是对新建、扩建或改建的生产系统或服务系统的设施进行综合分析、论证、规划、设计，使资源得系统的设施进行综合分析、论证、规划、设计，使资源得到合理配置，使系统能够有效、经济、安全地运行，以实到合理配置，使系统能够有效、经济、安全地运行，以实现组织预期目标的过程。现组织预期目标的过程。 规划与设计的对象规划与设计的对象（即设施

2、）是生产系统或服务系统运行（即设施）是生产系统或服务系统运行所需要的固定资产。所需要的固定资产。 设施规划与设计的时机设施规划与设计的时机包括新设施设立、产品变更设计、包括新设施设立、产品变更设计、生产或服务方式变更、工作部门扩充或减缩、新产品或服生产或服务方式变更、工作部门扩充或减缩、新产品或服务增加、工作部门转移或增加等。务增加、工作部门转移或增加等。4图图3-1 3-1 设施规划与设计的内容设施规划与设计的内容设施规划与设计设施选址设施设计布置设计信息系统设计建筑设计搬运系统设计公用设施设计53.1.23.1.2设施规划与设计的发展过程设施规划与设计的发展过程 设施规划与设计是从早期制造

3、业的工厂设计发展演变而设施规划与设计是从早期制造业的工厂设计发展演变而来的。来的。 1818世纪中后期，提高劳动生产率成为许多企业面临的首世纪中后期，提高劳动生产率成为许多企业面临的首要问题。早期的工厂设计正是在这种背景下，作为提高要问题。早期的工厂设计正是在这种背景下，作为提高劳动生产率的有效途径和手段应运而生的。劳动生产率的有效途径和手段应运而生的。 17761776年，苏格兰经济学家亚当年，苏格兰经济学家亚当斯密在其著作斯密在其著作国富论国富论中，第一次分析了中，第一次分析了“专业分工专业分工”带来的利益，并指出，带来的利益，并指出，可以通过对一个生产过程的设计，使劳动力得到更有效可以通

4、过对一个生产过程的设计，使劳动力得到更有效的利用。的利用。1818世纪末的美国发明家惠特雷将亚当世纪末的美国发明家惠特雷将亚当斯密的理斯密的理论付诸了实践，布置他的工厂。这可以说是工厂设计的论付诸了实践，布置他的工厂。这可以说是工厂设计的最初尝试。最初尝试。61919世纪末到世纪末到2020世纪世纪3030年代，以年代，以“科学管理之父科学管理之父”泰勒为首的工程师们在泰勒为首的工程师们在通过一系列调查、试验，细致地分析和研究了工厂内部生产组织方面问通过一系列调查、试验，细致地分析和研究了工厂内部生产组织方面问题的基础上，开展了一系列工厂设计活动。这一时期的工厂设计，主要题的基础上，开展了一系

5、列工厂设计活动。这一时期的工厂设计，主要还是凭经验和采用一些定性的方法。还是凭经验和采用一些定性的方法。二次大战后，许多国家开始重建被战争破坏的工厂，由于重建工厂的规二次大战后，许多国家开始重建被战争破坏的工厂，由于重建工厂的规模和复杂程度明显增大，使得工厂设计由传统的较小系统的设计发展为模和复杂程度明显增大，使得工厂设计由传统的较小系统的设计发展为大而复杂的系统的设计。二战期间为解决战争大而复杂的系统的设计。二战期间为解决战争“后勤后勤”问题而开发的各问题而开发的各种运筹学、统计数学、概率论等方法，被广泛应用于生产领域。系统工种运筹学、统计数学、概率论等方法，被广泛应用于生产领域。系统工程理

6、论、电子计算机技术的普遍应用，为工厂设计由定性分析转向定量程理论、电子计算机技术的普遍应用，为工厂设计由定性分析转向定量分析创造了条件。分析创造了条件。从从2020世纪世纪5050年代起，有关专家学者陆续发表了一些工厂设计的著作。此年代起，有关专家学者陆续发表了一些工厂设计的著作。此时，工厂设计逐渐运用了系统工程的概念和系统分析方法，并扩大到非时，工厂设计逐渐运用了系统工程的概念和系统分析方法，并扩大到非工业设施，工业设施，“工厂设计工厂设计”一词也逐渐被一词也逐渐被“设施规划设施规划”、“设施设计设施设计”所所涵盖。涵盖。72020世纪世纪7070年代以来，计算机软硬件技术的迅速发展，为设施

7、规划与设计年代以来，计算机软硬件技术的迅速发展，为设施规划与设计的发展提供了重要的技术支撑。的发展提供了重要的技术支撑。2020世纪世纪7070年代，一些以搬运费用最少、相互密切度最大为出发点的计算年代，一些以搬运费用最少、相互密切度最大为出发点的计算机辅助工厂布置程序，为产生一个最好的工厂布置方案提供了依据。计机辅助工厂布置程序，为产生一个最好的工厂布置方案提供了依据。计算机辅助工厂设计逐渐进入实用阶段，可进行布置设计、场地设计、建算机辅助工厂设计逐渐进入实用阶段，可进行布置设计、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。筑设计、物料搬运系统和工艺流程的布置及动态模拟。20

8、20世纪世纪8080年代，计算机仿真技术被用于设施规划与设计中来进行方案比年代，计算机仿真技术被用于设施规划与设计中来进行方案比较和优选，以及复杂系统的仿真研究。此外，人们对设施设计的动态、较和优选，以及复杂系统的仿真研究。此外，人们对设施设计的动态、柔性问题的研究，以及利用图论、专家系统、模糊集理论进行多目标优柔性问题的研究，以及利用图论、专家系统、模糊集理论进行多目标优化问题也进行了探讨。化问题也进行了探讨。2020世纪世纪9090年代，物料搬运和平面布置的研究结合了现代制造技术、年代，物料搬运和平面布置的研究结合了现代制造技术、FMSFMS、CIMSCIMS和现代管理技术和现代管理技术J

9、ITJIT等。等。进入进入2121世纪，经济全球化促进了虚拟企业和网络制造的发展，设施规划世纪，经济全球化促进了虚拟企业和网络制造的发展，设施规划与设计面临着新的研究领域，其技术手段也将随现代信息技术的迅猛发与设计面临着新的研究领域，其技术手段也将随现代信息技术的迅猛发展而得到进一步的完善。展而得到进一步的完善。83.1.33.1.3设施规划与设计的原则设施规划与设计的原则良好的设施规划与设计应遵循以下原则：良好的设施规划与设计应遵循以下原则： 1.1.整体优化原则。整体优化原则。 2.2.并行设计原则。并行设计原则。 3.3.流动为本原则。流动为本原则。 4.4.简化原则。简化原则。 5.5

10、.人因原则。人因原则。93.1.43.1.4设施规划与设计的图例符号设施规划与设计的图例符号 这套图例符号用于记录、表示和评定，既可作为节省时间这套图例符号用于记录、表示和评定，既可作为节省时间的简写工具，又可作为同别人交流的手段；既可给规划人的简写工具，又可作为同别人交流的手段；既可给规划人员提供统一的语言，又便于相关人员理解问题。员提供统一的语言，又便于相关人员理解问题。 这套图例符号包括以下两个部分。这套图例符号包括以下两个部分。流程和面积类型图例符号流程和面积类型图例符号评级和评价类型图例符号评级和评价类型图例符号10流程和面积类型图例符号流程和面积类型图例符号 这类图例符号表示流程、

11、功能、作业和作业区。这类图例符号表示流程、功能、作业和作业区。 流程类型的图例符号采用美国机械工程学会（流程类型的图例符号采用美国机械工程学会（ASMEASME）所订）所订标准中的流程图例符号，颜色和阴影采用国际物流管理协标准中的流程图例符号，颜色和阴影采用国际物流管理协会的标准，如表会的标准，如表3-13-1所示。所示。 图图3-2 3-2 室外场地和面积图例符号室外场地和面积图例符号11运输运输流程和作业流程和作业符号符号室内功能、作业和作业区室内功能、作业和作业区颜色颜色操作操作初级工序初级工序:配料，成形，处理加工配料，成形，处理加工绿绿操作操作次级工序：装配，罐装，包装次级工序：装配

12、，罐装，包装红红与运输有关的作业与运输有关的作业桔黄桔黄搬运搬运搬运区搬运区桔黄桔黄储存储存储存作业或作业区储存作业或作业区浅黄浅黄停滞停滞卸货或停放区卸货或停放区浅黄浅黄检验检验检验检验，试验试验，校验校验蓝蓝服务，辅助作业服务，辅助作业蓝蓝办公室办公室，试验室及办公区试验室及办公区棕棕表表3-1流程和面积类型图例符号流程和面积类型图例符号12图图3-23-2室外场地和面积图例符号室外场地和面积图例符号13评级和评价类型图例符号评级和评价类型图例符号 这类图例符号用于评定等级和优劣的评价，用元音字母、这类图例符号用于评定等级和优劣的评价，用元音字母、数值、线条、颜色表示。其中，颜色标志采用国

13、际物料管数值、线条、颜色表示。其中，颜色标志采用国际物料管理协会审定的标准，见表理协会审定的标准，见表3-33-3。14评定等级和评价尺度评定等级和评价尺度元音字母元音字母数值数值线条数线条数颜色颜色绝对必要，近于完美，绝对必要，近于完美，特优特优A4/红红特别必要，好，特别必要，好，优优E3/桔黄桔黄重要，重要，获得重要效果，获得重要效果，良良I2/绿绿一般，一般，获得一般效果，获得一般效果，中中O1/蓝蓝不重要，获得不重要的效果，不重要，获得不重要的效果，劣劣U0无色无色X-1棕棕(灰灰)XX-2,-3,-4黑黑表表3-3 3-3 评级和评价类型图例符号评级和评价类型图例符号153.1概述

14、3.2设施选址3.3设施布置设计主要内容主要内容163.2.13.2.1设施选址的概念和任务设施选址的概念和任务 设施选址是运用科学的方法确定设置生产或服务系统设施设施选址是运用科学的方法确定设置生产或服务系统设施的具体位置，使之能有效、经济、安全地运行，为实现组的具体位置，使之能有效、经济、安全地运行，为实现组织目标服务的过程。织目标服务的过程。 设施选址包括宏观地区选择（选位）和微观地点选择（定设施选址包括宏观地区选择（选位）和微观地点选择（定址）两个方面。址）两个方面。 设施选址有两种情况：设施选址有两种情况：1.1.单一设施的场址选择。单一设施的场址选择。2.2.复合设施的场址选择。复

15、合设施的场址选择。173.2.23.2.2设施选址的原则设施选址的原则1.1.工业生产力合理布局原则工业生产力合理布局原则2.2.综合成本费用原则综合成本费用原则3.3.专业化分工协作原则专业化分工协作原则4.4.分散与集中相结合原则分散与集中相结合原则5.5.靠近用户原则靠近用户原则6.6.前瞻性原则前瞻性原则183.2.33.2.3设施选址的影响因素设施选址的影响因素 设施选址会受到来自组织内外诸多因素的影响，在外部因设施选址会受到来自组织内外诸多因素的影响，在外部因素中有些会直接影响组织运作的成本，称为经济性因素，素中有些会直接影响组织运作的成本，称为经济性因素，有些虽然与成本无直接关系

16、，但会间接影响成本，并对组有些虽然与成本无直接关系，但会间接影响成本，并对组织的生存和发展产生重要影响，称为非经济性因素。织的生存和发展产生重要影响，称为非经济性因素。1.1.影响选址的内部因素影响选址的内部因素企业设施所提供的产品或服务。企业设施所提供的产品或服务。企业的总体战略。企业的总体战略。192.2.影响选址的外部经济性因素影响选址的外部经济性因素1 1）土地与建筑成本。包括土地的征用、赔偿、拆迁、平整费）土地与建筑成本。包括土地的征用、赔偿、拆迁、平整费用，以及设施建设的建筑成本。用，以及设施建设的建筑成本。2 2）原料可得性与成本。）原料可得性与成本。3 3）动力、能源的供应与成

17、本。）动力、能源的供应与成本。4 4）运输条件与成本。）运输条件与成本。5 5）劳动力素质与成本。）劳动力素质与成本。203.3.设施选址的外部非经济因素设施选址的外部非经济因素1 1）地质条件。包括水文地质和工程地质。）地质条件。包括水文地质和工程地质。2 2）气候条件。包括风力，风沙，温度，温度，降雨量等。）气候条件。包括风力，风沙，温度，温度，降雨量等。3 3）政治环境。包括政局稳定性和当地政府的政策。）政治环境。包括政局稳定性和当地政府的政策。4 4）社区情况和生活质量。社区情况主要是社区服务行业、商）社区情况和生活质量。社区情况主要是社区服务行业、商店、加油站和娱乐设施的状况以及社区

18、的人文环境等，它店、加油站和娱乐设施的状况以及社区的人文环境等，它在某种程度上会影响某一特定区域的人们的生活质量，而在某种程度上会影响某一特定区域的人们的生活质量，而生活质量又会影响员工的精神状态和工作质量。生活质量又会影响员工的精神状态和工作质量。213.2.43.2.4设施选址的程序设施选址的程序 设施选址一般分为四个阶段：设施选址一般分为四个阶段： 1.1.确定选址目标及约束条件确定选址目标及约束条件 2.2.分析选址的外部影响因素分析选址的外部影响因素 3.3.调研，拟定初步选址方案调研，拟定初步选址方案 4.4.编制选址报告编制选址报告221.1.确定选址目标及约束条件确定选址目标及

19、约束条件搜集相关资料，明确选址目标及约束条件，包括：搜集相关资料，明确选址目标及约束条件，包括： 1 1） 企业生产的产品品种及数量（生产纲领或设施规模企业生产的产品品种及数量（生产纲领或设施规模）。）。 2 2） 要进行的生产、储存、维修，管理等方面的作业及要进行的生产、储存、维修，管理等方面的作业及所需的设施，主要作业单位的概略面积及总平面草图。所需的设施，主要作业单位的概略面积及总平面草图。 3 3）产品计划供应的市场及流通渠道。）产品计划供应的市场及流通渠道。 4 4）需要资源）需要资源( (包括原料、材料、动力，燃料，水等包括原料、材料、动力，燃料，水等) )的估的估算数量、质量要求

20、与供应渠道。算数量、质量要求与供应渠道。 5 5）产生的废物及其估算数量。）产生的废物及其估算数量。 6 6）概略运输量及运输方式的要求。）概略运输量及运输方式的要求。 7 7）需要的职工的概略人数及等级要求。）需要的职工的概略人数及等级要求。 8 8）外部协作条件。）外部协作条件。 9 9）信息获取需求。）信息获取需求。 1010）组织总体战略。）组织总体战略。232.2.分析选址的外部影响因素分析选址的外部影响因素 分析前面述及的各项经济性因素和非经济性因素，并确定分析前面述及的各项经济性因素和非经济性因素，并确定各项因素的重要性程度。各项因素的重要性程度。243.3.调研，拟定初步选址方

21、案调研，拟定初步选址方案 地区选择阶段地区选择阶段 1 1） 走访行业主管部门。走访行业主管部门。 2 2）选择若干地区，收集资料。）选择若干地区，收集资料。 3 3）进行方案比较。）进行方案比较。 4 4）各方面参加人员比较）各方面参加人员比较( (生产，供应，销售，财务等生产，供应，销售，财务等) )。25地点选择阶段地点选择阶段 1 1）从当地城市建设部门取得备选地点的地形图和城市规划）从当地城市建设部门取得备选地点的地形图和城市规划图，征询关于地点选择的意见。图，征询关于地点选择的意见。 2 2）从当地气象、地质、地震等部门取得有关气温、气压、）从当地气象、地质、地震等部门取得有关气温

22、、气压、湿度、降雨及降雪量、日照、风向、风力、地质、地形、湿度、降雨及降雪量、日照、风向、风力、地质、地形、洪水、地震等的历史统计资料。洪水、地震等的历史统计资料。 3 3）进行地质水文的初步勘察和测量，取得有关勘测资料。）进行地质水文的初步勘察和测量，取得有关勘测资料。 4 4）收集当地有关交通运输、供水、供电、通信、供热、排）收集当地有关交通运输、供水、供电、通信、供热、排水设施的资料，并交涉有关交通运输线路、公用管线的联水设施的资料，并交涉有关交通运输线路、公用管线的联接问题。接问题。 5 5）收集当地有关运输费用、施工费用、建筑造价、税费等）收集当地有关运输费用、施工费用、建筑造价、税

23、费等经济资料。经济资料。 6 6） 对各种资料和实际情况进行核对、分析和各种数据的对各种资料和实际情况进行核对、分析和各种数据的测算，经过比较，选定一个合适的场址方案。测算，经过比较，选定一个合适的场址方案。264.4.编制选址报告编制选址报告1 1）对调查研究和收集的资料进行整理。）对调查研究和收集的资料进行整理。2 2）根据技术经济比较和分析统计的成果编制出综合材料，绘）根据技术经济比较和分析统计的成果编制出综合材料，绘制出所选地点的设施位置图和初步总平面布置。制出所选地点的设施位置图和初步总平面布置。3 3）编写设施选址报告，对所选场址进行评价，供决策部门审）编写设施选址报告，对所选场址

24、进行评价，供决策部门审批。批。27选址报告内容选址报告内容（1 1） 场址选择的依据（如批准文件等）。场址选择的依据（如批准文件等）。（2 2）建设地区的概况及自然条件。）建设地区的概况及自然条件。（3 3）设施规模及概略技术经济指标，包括占地估算面积、职）设施规模及概略技术经济指标，包括占地估算面积、职工人数、概略运输量、原材料及建筑材料需要量等。工人数、概略运输量、原材料及建筑材料需要量等。（4 4）各场址方案的比较，包括自然条件比较、建设费用及经）各场址方案的比较，包括自然条件比较、建设费用及经营费用比较、环境影响比较、经济效益比较等。营费用比较、环境影响比较、经济效益比较等。（5 5）

25、对各场址方案的综合分析和结论。）对各场址方案的综合分析和结论。（6 6）当地有关部门的意见。）当地有关部门的意见。（7 7）附件。包括：各项协议文件的抄件；区域位置、备用地）附件。包括：各项协议文件的抄件；区域位置、备用地、交通线路、各类管线走向；设施初步总平面布置图等。、交通线路、各类管线走向；设施初步总平面布置图等。283.2.53.2.5设施选址方法设施选址方法 影响场址选择的因素很多，其中既有可以定量的经济影响场址选择的因素很多，其中既有可以定量的经济因素，又有只能定性的非经济因素，因此，在进行场因素，又有只能定性的非经济因素，因此，在进行场址选择的综合分析中，一般根据条件采用定量与定

26、性址选择的综合分析中，一般根据条件采用定量与定性相结合的方法。相结合的方法。 常用的设施选址方法有重心法、线性规划运输法、常用的设施选址方法有重心法、线性规划运输法、优缺点比较法、德尔菲分析模型、网络布点模型等。优缺点比较法、德尔菲分析模型、网络布点模型等。291.1.重心法重心法 重心法是一种单一设施选址的方法。重心法是一种单一设施选址的方法。 重心法的思想是在确定的坐标系中，当各个原材料供应点重心法的思想是在确定的坐标系中，当各个原材料供应点坐标位置与其相应供应量、运输费率之积的总和等于设施坐标位置与其相应供应量、运输费率之积的总和等于设施位置坐标与各供应点供应量、运输费率之积的总和时，可

27、位置坐标与各供应点供应量、运输费率之积的总和时，可使总运输费用最小。使总运输费用最小。 假设假设P0(x0P0(x0、y0)y0)表示所求设施的位置，表示所求设施的位置，Pi(xiPi(xi、yi)yi)表示现表示现有设施（或各供应点）的位置有设施（或各供应点）的位置(i=1,2,(i=1,2,n),n),则重心法中的则重心法中的坐标图如坐标图如3-33-3所示。所示。30P1（x1,y1）P2（x2,y2）P3（x3,y3）P4（x4,y4）Pn（xn,yn）P0（x0,y0）31建立方程组：建立方程组：niiiiiniiniiiiiniicvycvycvxcvx10110132重心坐标为重

28、心坐标为niiiniiiiniiiniiiicwcwyycwcwxx11011033niiniiiniiniiiVVyyVVxx110110式中式中x0,y0需要定位的场需要定位的场址坐标；址坐标；xi,yi每个供需点的坐标每个供需点的坐标（i=1,2,3,n）；）；Vi每个供需点的运输量每个供需点的运输量运输费率相同时运输费率相同时34例题例题例例3-1 3-1 某厂每年需要从某厂每年需要从P1P1、P2P2、P3P3、P4P4四个地方运来各种原材四个地方运来各种原材料。各地与某城市中心的距离和每年的材料运量如表料。各地与某城市中心的距离和每年的材料运量如表3-33-3所示。所示。表表3-3

29、 3-3 距离、运量表距离、运量表试分析该厂应建在该城市的什么位置？试分析该厂应建在该城市的什么位置？原材料供应地P1P2P3P4及其坐标x1y1x2y2x3y3x4y4距城市中心的坐标距离(km)1035303010102510年运输量(t)200012001000250035求解求解 解：利用（解：利用（3 33 3）式得：）式得： 该厂应选在距城市中心坐标为（该厂应选在距城市中心坐标为（17.717.7，21.121.1）的位置（单）的位置（单位为位为kmkm）。）。 当然，按重心法求得场址位置是否适合建厂，还要考虑其当然，按重心法求得场址位置是否适合建厂，还要考虑其它因素通过综合分析选

30、定。它因素通过综合分析选定。)( 7 .1725001000120020002500251000101200302000100kmx)( 1 .2125001000120020002500101000101200302000350kmy362.2.量本利分析法量本利分析法 量本利分析法是在设施产量可变的情况下，通过对各备选量本利分析法是在设施产量可变的情况下，通过对各备选场址的产量场址的产量成本成本利润分析，确定在特定产量规模下，利润分析，确定在特定产量规模下，成本最低的设施选址方案的方法。成本最低的设施选址方案的方法。 量本利分析的基本假设如下：量本利分析的基本假设如下：各设施只生产一种产品

31、；各设施只生产一种产品；所需的产量水平能近似估计；所需的产量水平能近似估计；对各备选厂址而言，产量在一定范围时固定成本不变；对各备选厂址而言，产量在一定范围时固定成本不变；可变成本与一定范围内的产量成正比。可变成本与一定范围内的产量成正比。 由上述假设可知每一场址的总成本可用式由上述假设可知每一场址的总成本可用式(3(34)4)表示：表示： QVCFCTC37求解步骤求解步骤 量本利分析常用图解法求解，其基本步骤如下：量本利分析常用图解法求解，其基本步骤如下：确定每一备选地址的固定成本和可变成本；确定每一备选地址的固定成本和可变成本；在同一张坐标图上绘出各场址的总成本曲线；在同一张坐标图上绘出

32、各场址的总成本曲线；根据各场址的成本曲线，确定在某一预定的产量水平下根据各场址的成本曲线，确定在某一预定的产量水平下，成本最低或利润最高的地点。，成本最低或利润最高的地点。38例题例题 例例3-2 3-2 某公司要建厂，拟订了某公司要建厂，拟订了X X、Y Y和和Z Z三个不同的建厂方三个不同的建厂方案。由于各地区的原材料成本、运输成本、动力成本和工案。由于各地区的原材料成本、运输成本、动力成本和工资等条件的不同，建厂的费用也不同，从而产生产品成本资等条件的不同，建厂的费用也不同，从而产生产品成本结构上的差异，各方案的生产费用预测如表结构上的差异，各方案的生产费用预测如表3-53-5所示。试确

33、所示。试确定不同生产规模下的最优方案。定不同生产规模下的最优方案。X方案方案Y方案方案Z方案方案固定费用固定费用60130250每万件变动费用每万件变动费用44271539求解求解解：先根据上述成本数据，绘制各方案的总成本线，如图解：先根据上述成本数据，绘制各方案的总成本线，如图3-43-4所示。所示。Q（万件）104.12ABX方案Y方案Z方案C6013025040 再分别求再分别求X X方案与方案与Y Y方案的交点方案的交点A A和和Y Y方案与方案与Z Z方案的交方案的交点点B B。 由由 可求得：可求得： 同理可得：同理可得： 以总成本费用最低为选择标准，可知：当年产量小于以总成本费用

34、最低为选择标准，可知：当年产量小于4.124.12万件时，方案万件时，方案X X为最优；年产量在为最优；年产量在4.12104.1210万件之万件之间时，方案间时，方案Y Y为最优；当年产量大于为最优；当年产量大于1010万件时，方案万件时，方案Z Z为最优。为最优。AVYFYAVXFXQCCQCC（万件）万件101527130250)(12. 4274460130VZVYFYFZBVYVXFXFYACCCCQCCCCQ413.3.线性规划线性规划运输法运输法 线性规划是一种最优化技巧，是在考虑特定约束的条件线性规划是一种最优化技巧，是在考虑特定约束的条件下，从若干可行方案中挑选出最佳行动方案

35、的方法。下，从若干可行方案中挑选出最佳行动方案的方法。 对于复合设施的选址问题可以用线性规划对于复合设施的选址问题可以用线性规划运输法求运输法求解，使得所有设施之间的总运费最小。解，使得所有设施之间的总运费最小。42运输法的数学模型运输法的数学模型 目标函数目标函数 约束条件约束条件 1101143例题例题 例例3-2 3-2 已有两个工厂已有两个工厂F1F1和和F2F2，供应，供应4 4个销售点个销售点P1P1、P2P2、P3P3、P4P4。由于需求量不断增加，须再设一个工厂。可供选择。由于需求量不断增加，须再设一个工厂。可供选择的地点是的地点是F3F3和和F4F4。试在其中选择一个最佳厂址

36、。根据资料。试在其中选择一个最佳厂址。根据资料分析，各厂单位产品生产和运输费用的总费用，如表分析，各厂单位产品生产和运输费用的总费用，如表3-63-6所所示。示。44表表3-6 3-6 生产、运输总费用表（万元）生产、运输总费用表（万元） 至 从P1P2P3P4年产量(台)F18.007.807.707.807000F27.657.507.357.155500F37.157.057.187.6512500F47.087.207.507.4512500需求量(台)400080007000600045求解求解 解：根据运输法，用最小费用分配法进行求解。解：根据运输法，用最小费用分配法进行求解。 其

37、程序是：在不超过产量和需求量的条件下，将产品尽可其程序是：在不超过产量和需求量的条件下，将产品尽可能地分配到总费用最少的组合中去。能地分配到总费用最少的组合中去。 如果第一次只分配和满足了一部分，就继续进行分配。如果第一次只分配和满足了一部分，就继续进行分配。 依次类推，直至需求全部满足，产量全部分配完毕。依次类推，直至需求全部满足，产量全部分配完毕。 选址于选址于F3F3时所有产量分配如表时所有产量分配如表3-73-7所示。所示。 选址于选址于F4F4时所有产量分配如表时所有产量分配如表3-83-8所示。所示。46P1P2P3P4年产量F18.07.87.77.87000F27.657.57

38、.357.155500F37.157.057.187.6512500需量40008000700060002500040008000 5500 500 500 6500（万元）1818658 . 7*5007 . 7*650018. 7*50015. 7*550015. 7*400005. 7*80003Sum4000表表3-747P1P2P3P4年产量F18.07.87.77.87000F27.657.57.357.155500F47.087.27.57.4512500需量400080007000600025000400080005500 500 7000（万元）1828707 . 7*700

39、045. 7*5002 . 7*800015. 7*550008. 7*40004SumSum4比Sum3多1005万元，因此最终结果选择F3.表表3-8484.4.优缺点比较法优缺点比较法 优缺点比较法是一种最简单的设施选址定性分析方法，尤优缺点比较法是一种最简单的设施选址定性分析方法，尤其适应于非经济因素的比较。其适应于非经济因素的比较。 若几个场址方案在费用和效益方面比较接近，则非经济因若几个场址方案在费用和效益方面比较接近，则非经济因素就可能成为考虑的关键因素，这些因素包括：区域位置素就可能成为考虑的关键因素，这些因素包括：区域位置、面积及地形、地势与坡度、风向和日照、地质条件（土、面

40、积及地形、地势与坡度、风向和日照、地质条件（土壤、地下水、耐压力）、土石方工程量、场址现在所有者壤、地下水、耐压力）、土石方工程量、场址现在所有者、拆迁和赔偿情况、交通情况、与城市的距离、供电与给、拆迁和赔偿情况、交通情况、与城市的距离、供电与给排水、地震、防洪措施、经营条件、协作条件、建设速度排水、地震、防洪措施、经营条件、协作条件、建设速度等。等。 运用优缺点比较法选址时，首先要列出所要比较的因素，运用优缺点比较法选址时，首先要列出所要比较的因素，然后对各个方案针对每个因素分别按五等级法评分（从高然后对各个方案针对每个因素分别按五等级法评分（从高到低依次赋予最优、次优、一般、较差、很差以对

41、应的分到低依次赋予最优、次优、一般、较差、很差以对应的分数值），最后将各方案的各因素得分相加，得到各方案的数值），最后将各方案的各因素得分相加，得到各方案的总分，其中得分最高者即为最优方案。总分，其中得分最高者即为最优方案。 495.5.德尔菲法德尔菲法 德尔菲法亦即专家意见函询调查法，常用于进行预测，将德尔菲法亦即专家意见函询调查法，常用于进行预测，将其用于解决选址问题时，具体方法步骤如下：其用于解决选址问题时，具体方法步骤如下： 1 1）选择专家：）选择专家：选择具有场址选择所需知识和经验的专家组选择具有场址选择所需知识和经验的专家组成专家小组，专家人数不超过成专家小组，专家人数不超过20

42、20人。人。 2 2）向专家进行函询：）向专家进行函询：向专家提出选址问题，并为专家提供向专家提出选址问题，并为专家提供相关的信息和资料，请专家提出自己的选址意见及补充信相关的信息和资料，请专家提出自己的选址意见及补充信息。息。 3 3）意见汇总及反馈：）意见汇总及反馈：将专家意见进行汇总，并将结果反馈将专家意见进行汇总，并将结果反馈给每位专家，同时补充新的资料和信息，供专家调整、修给每位专家，同时补充新的资料和信息，供专家调整、修正自己的意见。将此过程重复若干次，直至专家意见逐渐正自己的意见。将此过程重复若干次，直至专家意见逐渐集中到某方案，或专家不再改变自己的意见。集中到某方案，或专家不再

43、改变自己的意见。 4 4）确定选址方案：）确定选址方案：综合分析专家意见，确定最优选址方案综合分析专家意见，确定最优选址方案。506.6.其它方法其它方法 遗传算法遗传算法：基于遗传算法的选址模型，采用全局寻优和：基于遗传算法的选址模型，采用全局寻优和优胜劣汰的随机搜索策略，使得模型具有较好的动力学特优胜劣汰的随机搜索策略，使得模型具有较好的动力学特性，可有效、快速求得选址问题的全局（或近似）最优解性，可有效、快速求得选址问题的全局（或近似）最优解。 仿真技术：仿真技术：利用一个综合性的静态仿真器，可通过静态利用一个综合性的静态仿真器，可通过静态仿真产品流或潜在的物流渠道网络的相关费用，就市场

44、、仿真产品流或潜在的物流渠道网络的相关费用，就市场、产品、分销设施及运输量大小，进行更为详细的重要的合产品、分销设施及运输量大小，进行更为详细的重要的合成，从而选出最优或满意的方案。成，从而选出最优或满意的方案。 此外还有整数或混合整数规划法、蒙特卡洛法、启发式规此外还有整数或混合整数规划法、蒙特卡洛法、启发式规划法等。划法等。513.1概述3.2设施选址3.3设施布置设计主要内容主要内容523.3.13.3.1设施布置设计的内容与目标设施布置设计的内容与目标1.1.内容内容 设施布置设计是根据物流、人流、信息流的需要，对生产设施布置设计是根据物流、人流、信息流的需要，对生产系统或服务系统的建

45、筑物、机器设备、运输通道等做出有系统或服务系统的建筑物、机器设备、运输通道等做出有机组合和合理配置的过程。机组合和合理配置的过程。 设施布置设计主要研究企业在各种不同情况下的布置问题设施布置设计主要研究企业在各种不同情况下的布置问题，并提出某些有助于布置设计的指导方针和技术方法。，并提出某些有助于布置设计的指导方针和技术方法。生产企业的设施布置设计也称为工厂布局。生产企业的设施布置设计也称为工厂布局。服务系统的设施布置主要包括办公室布置、零售店布置服务系统的设施布置主要包括办公室布置、零售店布置和仓库布置三种类型。和仓库布置三种类型。生产设施布置包括工厂总体布置和车间布置。生产设施布置包括工厂

46、总体布置和车间布置。532.2.目标目标设施布置的优劣对整个系统的运作效率和运营效果具有很大的设施布置的优劣对整个系统的运作效率和运营效果具有很大的影响，良好的布置应追求以下几个目标：影响，良好的布置应追求以下几个目标：1 1）总体布置最优化。）总体布置最优化。2 2）搬运费用最小化。）搬运费用最小化。3 3）空间利用最大化。）空间利用最大化。4 4）生产安排柔性化。）生产安排柔性化。5 5）作业环境安全化。）作业环境安全化。543.3.23.3.2生产设施布置的形式生产设施布置的形式 生产设施布置形式主要受工作流的形式限制，它有三基本生产设施布置形式主要受工作流的形式限制，它有三基本类型：类

47、型：工艺原则布置工艺原则布置产品原则布置产品原则布置定位布置定位布置 一种混合类型一种混合类型成组技术布置成组技术布置551. 1. 工艺原则布置（工艺原则布置（Process LayoutProcess Layout） 又称机群布置或功能布置，是一种将相同或类似功能、程又称机群布置或功能布置，是一种将相同或类似功能、程序的机器设备集中布置于同一区域的布置形式。序的机器设备集中布置于同一区域的布置形式。 最优布置通常意味着对那些相互有大量运输量的部门相邻最优布置通常意味着对那些相互有大量运输量的部门相邻布置，使总的物流运输管理费用最小。它适用于订单式或布置，使总的物流运输管理费用最小。它适用于

48、订单式或多品种小批量的生产方式。多品种小批量的生产方式。 工艺原则布置是最常用的方法，其优缺点如表工艺原则布置是最常用的方法，其优缺点如表3 39 9所示。所示。56表表3 39 9 工艺原则布置优缺点工艺原则布置优缺点 优 点 缺 点机器利用率高，可减少设备数量可采用调用设备设备和人员的柔性程度高，更改产品品种和数量方便设备投资相对较少操作人员作业多样化，提高人工作兴趣和职业满足感由于流程较长，搬运路线不确定，运费高生产计划与控制较复杂生产周期长库存量相对较大由于操作人员从事多种作业，需要较高的技术等级572. 2. 产品原则布置（产品原则布置（Product LayoutProduct L

49、ayout） 也称装配线布置或直线式布置，是一种根据产品加工制造也称装配线布置或直线式布置，是一种根据产品加工制造的步骤来安排设备或工作过程的方式。的步骤来安排设备或工作过程的方式。 它适用于连续性、少品种大批量的生产方式。它适用于连续性、少品种大批量的生产方式。 产品原则布置的主要目标是通过装配线的平衡，使在装配产品原则布置的主要目标是通过装配线的平衡，使在装配线上操作的工人停工时间最短。为此要解决两个问题：线上操作的工人停工时间最短。为此要解决两个问题：1 1）在给定的周期时间内，求工作地点（为完成给定工作）在给定的周期时间内，求工作地点（为完成给定工作量的特定位置）的最小数量量的特定位置

50、）的最小数量布置问题。布置问题。2 2）在已定的工作地点数量条件下，求最小的周期时间（）在已定的工作地点数量条件下，求最小的周期时间（相邻产品通过装配线尾端的间隔时间）相邻产品通过装配线尾端的间隔时间）编制进度表编制进度表问题。问题。 产品原则布置的优缺点如表产品原则布置的优缺点如表3 31010所示。所示。58表表3 310 10 产品原则布置优缺点产品原则布置优缺点优 点 缺 点 由于布置符合工艺过程，物流顺畅 由于上下工序衔接，存放量少 生产周期短 物料搬运工作量少 可做到作业专业化，对工人的技能要求不高，易于培训 生产计划简单，易于控制 可使用专用设备和机械化、自动化搬运方法 设备发生

51、故障时将引起整个生产线中断 产品设计变化将引起布置的重大调整 生产线速度取决于最慢的机器 相对投资较大，因为在生产线上有的机器负荷不满 生产线上重复作业，易使工人单调乏味，产生厌倦 维修和保养费用高593. 3. 定位布置（定位布置（Fixed LayoutFixed Layout） 是将主材料或主件置于固定场所，而将人、机器、工具和是将主材料或主件置于固定场所，而将人、机器、工具和其它材料、零部件移至该处进行生产作业的布置形式。通其它材料、零部件移至该处进行生产作业的布置形式。通常按照作业的级别来安排顺序，根据工序先后来决定生产常按照作业的级别来安排顺序，根据工序先后来决定生产阶段，按照物料

52、的技术优先性来安排物料。阶段，按照物料的技术优先性来安排物料。 它适用于产品体积或重量庞大的情况，如飞机制造厂、造它适用于产品体积或重量庞大的情况，如飞机制造厂、造船厂、建筑工地等，同一时间仅可做一个或极少数量产品船厂、建筑工地等，同一时间仅可做一个或极少数量产品。 定位布置的优缺点如表定位布置的优缺点如表3 31111所示。所示。60表表3 311 11 定位布置优缺点定位布置优缺点优 点 缺 点物料移动少当采用班组方式时，可提高作业连续性提高质量，因为班组可以完成全部作业1.高度柔性，可适应产品和产量的变化人员和设备的移动增加设备需要重复配备需要较高的工人技能会增加面积和工序间储存生产计划

53、需要加强控制和协调614.4.成组技术布置（成组技术布置（Group LayoutGroup Layout） 它是将不同的机器组成加工中心（工作单元）来对形状、它是将不同的机器组成加工中心（工作单元）来对形状、尺寸和工艺相似的零件进行加工。它适应于多品种、中小尺寸和工艺相似的零件进行加工。它适应于多品种、中小批量的生产方式，目前被广泛应用于金属加工、计算机芯批量的生产方式，目前被广泛应用于金属加工、计算机芯片制造和装配作业。片制造和装配作业。 成组技术布置可以通过以下三个步骤来实现：成组技术布置可以通过以下三个步骤来实现：1 1）将零件分类，建立零件分类编码系统；）将零件分类，建立零件分类编码

54、系统；2 2）识别零件组的物流类型，以此作为工艺布置和再布置）识别零件组的物流类型，以此作为工艺布置和再布置的基础；的基础；3 3）将机器和工艺分组，组成工作单元。）将机器和工艺分组，组成工作单元。62表表3 312 12 成组技术布置优缺点成组技术布置优缺点优 点 缺 点由于产品成组，设备利用率较高可达到流程通顺，运输距离较短，搬运量少有利于发挥班组合作精神有利于扩大工人的作业技能缩短生产准备时间1.兼有产品原则布置和工艺原则布置的优点需要较高的生产控制水平以平衡各单元之间的生产流程如果单元之间流程不平衡，需要中间储存，增加了单元之间的物料搬运班组成员需要掌握所有作业的技能减少了使用专用设备

55、的机会兼有产品原则布置和工艺原则布置的缺点633.3.33.3.3设施布置的方法设施布置的方法 1.1.摆样法摆样法 2.2.数学模型法数学模型法 3.3.图解法图解法 4.4.系统布置设计系统布置设计SLPSLP法法 5.5.计算机辅助设施布置设计计算机辅助设施布置设计643.3.43.3.4系统布置设计系统布置设计SLPSLP法法 系统布置设计基本上包括四个阶段：系统布置设计基本上包括四个阶段： 1 1）确定位置。）确定位置。对于工厂设计就是厂址选择，对于技术改造对于工厂设计就是厂址选择，对于技术改造项目就是要明确是否利用现有的车间、仓库或其它面积。项目就是要明确是否利用现有的车间、仓库或

56、其它面积。 2 2）总体区划。）总体区划。对已确定的布置设计地区进行总体布局，进对已确定的布置设计地区进行总体布局，进行区域划分，通常亦称为行区域划分，通常亦称为“方块布置方块布置”。 3 3）详细布置。）详细布置。在每一个作业区域内确定每台设备的确切位在每一个作业区域内确定每台设备的确切位置。置。 4 4）安装。）安装。根据布置设计图纸进行设备安装或搬迁。根据布置设计图纸进行设备安装或搬迁。65SLPSLP方法的具体程序步骤方法的具体程序步骤输入作业要素资料：P、Q、R、S、TP-Q 分析物料流程分析作业关系分析关联分析所需空间要求可用空间限制面积空间关联分析修正条件实际限制形成布置方案评选

57、布置方案执行布置方案661.1.输入作业要素资料输入作业要素资料 按照缪瑟的观点，影响布置设计最基本的要素是：按照缪瑟的观点，影响布置设计最基本的要素是：1 1）P P （ProductProduct，产品或材料或服务），产品或材料或服务）2 2）Q Q（QuantityQuantity，数量或产量），数量或产量）3 3）R R（RouteRoute，生产路线或工艺过程），生产路线或工艺过程）4 4）S S（Supporting ServiceSupporting Service，辅助服务部门），辅助服务部门）5 5）T T（TimeTime，时间或时间安排），时间或时间安排） 这这5 5项基

58、本要素是设施的其它特征或条件的基础，是设施布项基本要素是设施的其它特征或条件的基础，是设施布置必不可少的基础资料。置必不可少的基础资料。 除上述除上述5 5项基本要素外，影响设施布置的其它因素还包括城项基本要素外，影响设施布置的其它因素还包括城市规划、外部协作条件、交通运输条件、地质水文条件、市规划、外部协作条件、交通运输条件、地质水文条件、自然条件，以及关于职业安全和卫生、消防、环境保护、自然条件，以及关于职业安全和卫生、消防、环境保护、建筑、道路、通道等方面的技术规范、规程和标准等。建筑、道路、通道等方面的技术规范、规程和标准等。672.P-Q2.P-Q分析（产品产量分析）分析（产品产量分

59、析）P-QP-Q分析是确定生产方式和布置形式的基础，也是划分作业单位的基础分析是确定生产方式和布置形式的基础，也是划分作业单位的基础。图。图3-63-6表明了参数表明了参数P-QP-Q与布置原则的对应关系：与布置原则的对应关系：S S区的产品数量大，品种少，适宜于采用少品种、大批量的生产方式，区的产品数量大，品种少，适宜于采用少品种、大批量的生产方式，设施按产品原则布置；设施按产品原则布置；L L区的产品数量小，品种多，适宜于采用多品种区的产品数量小，品种多，适宜于采用多品种小批量的生产方式，设施按工艺原则布置；在小批量的生产方式，设施按工艺原则布置；在S S区和区和L L区之间的区之间的M

60、M区，适区，适宜于采用成组原则布置。宜于采用成组原则布置。L区M区 P-Q曲线S区Q产产量量P产产品品种类种类或或项目项目 683.3.物料流程分析物料流程分析 当物料流动是工艺过程的主要部分时，物料流程分析（物当物料流动是工艺过程的主要部分时，物料流程分析（物流分析）就成为布置设计的核心，而物流分析的基础是生流分析）就成为布置设计的核心，而物流分析的基础是生产路线。根据工艺路线和工艺过程的原始资料进行物流分产路线。根据工艺路线和工艺过程的原始资料进行物流分析，其方法有单品种析，其方法有单品种/ /多品种工艺过程图分析；从至表（多品种工艺过程图分析；从至表（From-To ChartFrom-