【文章內(nèi)容簡介】 各種資源進行整合，創(chuàng)造供應鏈中最佳效益。 第一節(jié) 車間系統(tǒng)布置設(shè)計理論的前提 對于一個工業(yè)設(shè)施或工廠，設(shè)施主要包括占用的土地、建筑物和構(gòu)筑物、生產(chǎn)加工用的機器設(shè)備、固定或移動的輔助設(shè)備，此外，還包括維修設(shè)施、動力設(shè)施、公用設(shè)施、辦公服務設(shè)施等。設(shè)施是一個投入 產(chǎn)出生產(chǎn)服務系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換體。為了達到生產(chǎn)服務系統(tǒng)的設(shè)計目標，實現(xiàn)盡可能大的經(jīng)濟效益和社會效益，該轉(zhuǎn)換體必須具有合理的結(jié)構(gòu)與運營機制。設(shè)施布置設(shè)計是在設(shè)施選址以后，以系統(tǒng)的空間靜態(tài)結(jié)構(gòu)（布局）為研究對象，從動態(tài)結(jié)構(gòu) —— 物流分析出發(fā)，分析和設(shè)計系統(tǒng)的平面布置，使人力、財力、物力和物流、人流、信息流得到最合理、最經(jīng)濟、最有效的配置，從根本上提高系統(tǒng)的運行效率，降低運行成本，從而提高競爭力。因此，設(shè)施布置設(shè)計的對象是整個系統(tǒng)，不是其中的個別環(huán)節(jié)。 往往一個好的工廠設(shè)施布置，具有的特征是：直線型流動；回溯最少；生產(chǎn)時間較短；在制品少；瓶頸操作可被控制；工作地之間距離較近；物料的搬運和存儲有序；沒有不必要的搬運；易于根據(jù)條件變化進行調(diào)整。 一個好的服務設(shè)施布置，具有的特征是：一目了然的服務流程；有足夠的供等待時使用的設(shè)施；方便與顧客進行溝通；便于顧客監(jiān)督；擁有充足的服務窗口和明確的進出口；部門安排和商品擺放合理；人流物流最少；每平方米設(shè)施具有很強的贏利能力。因此，設(shè)施布置應遵循如下原則： （1）減少或消除不必要的作業(yè)，這是提高企業(yè)生產(chǎn)率和降低消耗的最有效的方法之一。只有在時間上縮短生產(chǎn)周期，空間上減少占地，物料上減少停留、搬運和庫存，才能保證投入的資金最小、生產(chǎn)成本最低 ； （2）以“流”尤其是物流作為布置設(shè)計的出發(fā)點，并貫穿在設(shè)施布置設(shè)計的始終。因為生產(chǎn)系統(tǒng)的有效運行依賴于人流、物流、信息流的合理化； （3）運用系統(tǒng)工程理論，用系統(tǒng)分析的方法求得系統(tǒng)的整體優(yōu)化； （4）重視人的因素，運用人機工程理論進行綜合設(shè)計，并要考慮環(huán)境的條件，包括空間大小、通道配置、色彩、照明、溫度、濕度、噪聲等因素對人的工作效率和身心健康的影響； （5）設(shè)施布置設(shè)計是從宏觀到微觀，又從微觀到宏觀的反復迭代、并行設(shè)計的過程。要先進行總體方案布置設(shè)計，再進行詳細布置；而詳細布置設(shè)計方案又要反饋到總體布置方案中，對總體方案進行修正?？傊O(shè)施規(guī)劃與設(shè)計就是要綜合考慮各種相關(guān)因素，對生產(chǎn)系統(tǒng)或服務系統(tǒng)進行分析、規(guī)劃、設(shè)計，使系統(tǒng)資源得到合理的配置。 第二節(jié) 車間布置設(shè)計的理論和方法 布置設(shè)計是對建筑物、設(shè)備、通道、場地等按照物流、人流、信息流的合理需要 ,作出有機組合和合理配置。工廠布置設(shè)計的方法和技術(shù)一直是不斷探索的問題 ,發(fā)展了作業(yè)相關(guān)圖法 ,從至表試驗法、塊狀中心作圖法等以及計算機輔助工廠布置。在眾多的布置方法中 ,物流處于重要地位 ,把尋求最佳物流作為解決布置問題的主要目標。工廠布置的程序和方法,以1961年 Richard?繆瑟提出的系統(tǒng)布置設(shè)計SLP（System Layout Planning） 最為著名，應用十分普遍。這時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)。 由于工廠布置設(shè)施是多個目標、多約束的問題，因此，用數(shù)學方法來決定最優(yōu)方案是很困難的，甚至是不可能的。傳統(tǒng)的方法就是經(jīng)驗法，設(shè)計這主要依靠個人經(jīng)驗和流程圖等定性資料來確定布置方案。 從50年代起，()，把量的概念引入不同方案的比較，特別是相關(guān)圖與關(guān)系密級使各個方案都可以評分，因此布置設(shè)計就由定性階段發(fā)展到定量階段。但是隨著生產(chǎn)單元數(shù)量的增多，用人工來決定設(shè)計方案變得困難，所以出現(xiàn)了計算機輔助布置的方法。 計算機輔助布置方法，不但能大大改善并加速布置設(shè)計中尋優(yōu)階段這一過程，而且能迅速生成多種布置方案，以啟發(fā)設(shè)計者的思路，常常獲得比常規(guī)布置更為優(yōu)良的方案，因此計算機輔助布置發(fā)展迅速，在國內(nèi)以已日漸普及，發(fā)展了許多算法和程序，較為流行的有CRAFT（位置配置法）、CORELAP（相對位置關(guān)系法）、COFAD（計算機輔助設(shè)施設(shè)計）、ALDEP（自動布置設(shè)計法）等。應用不同的方法可產(chǎn)生不同的方案。 以上各種方法在確定方案時采用的目標不同，有定性的也有定量的。例如CRAFT法以材料流動費用最小這一定量標準來尋優(yōu)，而CORELAP法卻是以相關(guān)部門的密切程度最大為目標進行尋優(yōu)，而密切程度是一個定性指標。通常的布置方案評估只以一種目標來進行。人們不斷提出新的數(shù)學模型和算法，并對原有程序加以改進，如對已偶的CRAFT法改進成MOCRAFT法等，這些工作都取得了一定的效果。 下面簡單介紹下物流系統(tǒng)布置設(shè)計中的算法： 自動布置設(shè)計程序（Automated Layout Design Program，ALDEP） 基于湊合法的布置設(shè)計的算法。它的工作原理是按照物流系統(tǒng)作業(yè)單位之間的密切程度等級進行平面布置。ALDEP是一個構(gòu)造程序，等于從一張空白的設(shè)計紙開始，從眾多的候選作業(yè)單位中，隨機挑選第一個作業(yè)單位到空白的設(shè)計圖中，然后根據(jù)最密切的關(guān)系再選取下一個作業(yè)單位。這個過程直到所有高密切程度的作業(yè)單位擺放完畢。然后再選擇密切程度稍差的作業(yè)單位進行擺放，直到應該擺放的所有作業(yè)單位都擺放完畢為止。 計算機化關(guān)系布置規(guī)劃（Computerized Relationship Layout Planning，CORELAP）和ALDEP法一樣，這種構(gòu)造算法也是根據(jù)作業(yè)單位間的密切程度來選擇和擺放作業(yè)單位。CORELAP用長方形的作業(yè)單位構(gòu)造布置。根據(jù)對作業(yè)單位密切程度的權(quán)重賦值，從非常重要到不重要分別賦值6到1，用以計算個作業(yè)單位總密切程度等級TCR，TCR表示一個作業(yè)單位與另一個作業(yè)單位之間的彼此可接受性。CORELAP也是從一張白紙開始，先將TCR最大值的作業(yè)單位1放在紙上，然后掃描各作業(yè)單位密切程度表，將與1有密切關(guān)系的作業(yè)單位再放在邊上，接著再選擇其它有密切關(guān)系的作業(yè)單位擺放，直到應該擺放的作業(yè)單位都擺放完畢。與ALDEP方法不同的是，CORELAP使用了擺放等級和邊界長度參數(shù)，前者根據(jù)準備放上去的新作業(yè)單位和已在圖上的將分享共同邊界的相鄰作業(yè)單位的權(quán)重等級之和來決定選擇何者。權(quán)重等級由用戶自己規(guī)定，比如絕對密切的關(guān)系的權(quán)為200，非常密切的權(quán)為100，密切的關(guān)系權(quán)為50，一般的關(guān)系權(quán)為10，不密切的權(quán)為0，還有負的密切關(guān)系，權(quán)為200。 定量布置程序（CRAFT） 和基于密切程度等級的ALDEP和CORELAP相反，CRAFT使用物流信息或從制表上累加而得出的作業(yè)單位物流強度。為此，CRAFT被稱為定量布置程序，而前兩個方法被稱為定性布置程序。CRAFT是一種改進程序，這意味著CRAFT接受一項初始布置設(shè)計并用順序方式成對交換作業(yè)單位的位置，試圖做出改進。幾個設(shè)計方案相互比較時，CRAFT用物品搬移或運輸成本作為評價標準，這個成本用移動距離的線性函數(shù)來表示。一項好的設(shè)計是搬移成本較低。 多層倉庫定量布置程序（MULTIPLE） MULTIPLE是CRAFT的改進型。它可以用于多層樓房設(shè)施布置設(shè)計，也可以用于單層倉庫設(shè)計。它與CRAFT一樣，MULTIPLE使用物流量信息、目標函數(shù)和搜索程序。MULTIPLE用優(yōu)化程序產(chǎn)生改進的布置方案。和CRAFT不同，它沒有在非鄰接作業(yè)單位之間不能交換的限制，所以允許任何作業(yè)單位位置作雙向交換。MULTIPLE的主要特征是采用空間填充曲線，用于構(gòu)造布置以及用以表示作業(yè)單位布置的空間。除此之外，MULTIPLE在求解過程中沒有什么重要改進。 最大可平面圖布置設(shè)計（Maximal planar Graph） 這是一個基于圖論的平面設(shè)計方法。像ALDEP和CORELAP一樣，圖論算法也用不同的密切程度等級的作業(yè)單位關(guān)系來產(chǎn)生布置方案。同時它也是一種布置設(shè)計的構(gòu)造型算法，算法的目標是在令人滿意的毗鄰最大化的條件下生成布置。在輸入作業(yè)單位關(guān)系和作業(yè)單位要求的空間后，圖論方法的設(shè)計過程是：首先將最高級的作業(yè)單位關(guān)系（密切程度）放在一個位置上，其次使所有作業(yè)單位連接的圖構(gòu)造成樹狀圖，即沒有閉環(huán)的圖，稱之為最大生成樹。然后將其余有較高密切程度等級的作業(yè)單位繼續(xù)安放到圖上，直到再也不能做出新的邊為止。除非要做非平面的三維圖。這意味著每條邊加上去時不會切割已在圖上的各邊。這種圖稱為最大可平面圖。在最大可平面圖上用各頂點連在一起的方式，將各作業(yè)單位連接在一起。由于各作業(yè)單位都是具體的面積與形狀的，所以進一步要將圖論中的圖轉(zhuǎn)換為雙重圖，其中各作業(yè)單位已表示成為塊狀形式。最后，將包含各作業(yè)單位需要的空間的雙重圖再變成最終的布置設(shè)計塊狀平面圖。 工廠物流系統(tǒng)分析是把物流全過程所涉及的裝備、器具、設(shè)施、路線及其布置作為一個系統(tǒng) ,運用現(xiàn)代科學和方法 ,進行設(shè)計、管理,達到物流合理化的綜合優(yōu)化技術(shù)。對物流分析 ,有許多圖表化的分析方法可以運用，流程圖表、物流進出表、搬運路線表、物流圖、坐標指示圖等。Richard?繆瑟提出的系統(tǒng)搬運分析SHA（System Handling Analysis）,是一種有條理的分析方法 ,它從物料的分類開始 ,進行物料流程分析 ,運用各種圖表檢驗物流的合理 ,對平面布置進行改進，理選擇搬運設(shè)備 ,形成搬運方案 。工廠布置與搬運系統(tǒng)設(shè)計具有相互制約、相輔相成的關(guān)系，被稱為是一對伙伴。SLP+SHA是兩者相結(jié)合的方法運籌學中的運輸問題、庫存問題、排隊問題等許多數(shù)學模型 ,有助于定量地分析物流系統(tǒng)中的重要問題 ,求得最優(yōu)的設(shè)計方案。下面就對SLP法簡單介紹下。 一個好的服務設(shè)施布置，具有的特征是：一目了然的服務流程；有足夠的供等待時使用的設(shè)施；方便與顧客進行溝通；便于顧客監(jiān)督；擁有充足的服務窗口和明確的進出口；部門安排和商品擺放合理；人流和物流最少；每平方米設(shè)施具有很強的贏利能力。 因此，設(shè)施布置應遵循如下原則： (1) 減少或消除不必要的作業(yè)，這是提高企業(yè)生產(chǎn)率和降低消耗的最有效的方法之一。只有在時間上縮短生產(chǎn)周期，空間上減少占地，物料上減少停留、搬運和庫存，才能保證投入的資金最小、生產(chǎn)成本最低 ； (2) 以“流”尤其是物流作為布置設(shè)計的出發(fā)點，并貫穿在設(shè)施布置設(shè)計的始終。因為生產(chǎn)系統(tǒng)的有效運行依賴于人流、物流、信息流的合理化； (3) 運用系