【正文】 目的和意義自20世紀(jì)初工業(yè)工程學(xué)科建立以來，設(shè)施規(guī)劃與物流、運(yùn)作研究、作業(yè)研究、系統(tǒng)工程與分析等構(gòu)成了工業(yè)工程學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。不同領(lǐng)域的研究者對(duì)于設(shè)施規(guī)劃的認(rèn)知和研究焦點(diǎn)也有所不同，工業(yè)工程領(lǐng)域著重于制造業(yè)設(shè)施的應(yīng)用研究。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明，美國自1955年以來，每年約有8%的國民生產(chǎn)總值投資在新的工業(yè)設(shè)施上，其中40%用在制造業(yè)上，達(dá)到每年2500億美圓的以上的規(guī)模。因此，對(duì)于一個(gè)投資項(xiàng)目而言，資源利用是否合理，設(shè)施布局是否良好，工藝設(shè)備是否先進(jìn)實(shí)用，投產(chǎn)后的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益如何，設(shè)施的規(guī)劃和設(shè)計(jì)起著決定性的作用。工業(yè)設(shè)施規(guī)劃不僅在工廠建成后直接影響到公司的生產(chǎn)效率和獲利能力，對(duì)公司高層來說，是個(gè)較大的投資項(xiàng)目，所以，對(duì)規(guī)劃方案必須慎重決策，以免造成浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。另一方面，現(xiàn)在的設(shè)施規(guī)劃和未來的運(yùn)行控制是一體兩面。由此也可說明設(shè)施規(guī)劃的重要性。事實(shí)上，設(shè)施規(guī)劃對(duì)于企業(yè)的今后的設(shè)施維護(hù)成本、員工安全、資金運(yùn)用、生產(chǎn)現(xiàn)場管理、滿足未來需求等方面的影響也是非常大的。它采用準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)（JIT）的思想對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行管理，通過看板(kanban)控制系統(tǒng)將生產(chǎn)信息傳達(dá)到各個(gè)工作地。幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)體制的創(chuàng)新通過全員改善給員工更大的發(fā)展空間，使員工的酬勞和他們的勞動(dòng)成果緊密相連，這勢必會(huì)激發(fā)他們潛在的能力，這勢必會(huì)激發(fā)他們潛在的能力，讓他們?nèi)ニ伎?，而不是以前那樣機(jī)械的去做上級(jí)下達(dá)的命令。(2)“以人為本”的機(jī)制，就是在企業(yè)內(nèi)部建立一種競爭機(jī)制，各員工通過自己的改善，給企業(yè)帶來多大的利潤都有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。布局的改善使現(xiàn)場布局更合理，更美觀，更能滿足企業(yè)形象的需要；使現(xiàn)場布局更能適應(yīng)新產(chǎn)品，新工藝開發(fā)的條件要求；使現(xiàn)場布局更能避免安全隱患的產(chǎn)生；使現(xiàn)場布局更能為企業(yè)保守商業(yè)機(jī)密；使作業(yè)現(xiàn)場的作業(yè)環(huán)境能使作業(yè)人員心情舒暢，以提高作業(yè)效率。它是一種“人類制造產(chǎn)品的非常優(yōu)越的方式” ，它能夠廣泛使用于世界各個(gè)國家的各種制造企業(yè)，并預(yù)言這種生產(chǎn)方式將成為未來二十一世紀(jì)制造業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)方式，該理論所稱的精益生產(chǎn)，是對(duì) JIT 生產(chǎn)方式的進(jìn)一步提煉和理論總結(jié)，其內(nèi)容范圍不僅只是生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部的運(yùn)營、管理方法，而是包括從市場預(yù)測、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)制造管理(其中包括生產(chǎn)計(jì)劃與控制、生產(chǎn)組織、質(zhì)量管理、設(shè)備保全、庫存管理、成本控制等多項(xiàng)內(nèi)容)、零部件供應(yīng)系統(tǒng)直至營銷與售后服務(wù)等企業(yè)的一系列活動(dòng)。精益生產(chǎn)理論認(rèn)為，“浪費(fèi)”一般分為七種，即：（1）過量生產(chǎn)（制造過多，過早生產(chǎn)）；（2）庫存的浪費(fèi)；（3）等待的浪費(fèi)；（4）搬運(yùn)的浪費(fèi)；（5）產(chǎn)品的缺陷；（6）動(dòng)作的浪費(fèi)；(7) 不必要的過程。實(shí)施精益生產(chǎn)就是通過采用精益技術(shù)工具對(duì)企業(yè)的所有過程進(jìn)行改進(jìn)，從而達(dá)到提高企業(yè)適應(yīng)市場的能力及在質(zhì)量、價(jià)格和服務(wù)方面的競爭力的目的。 價(jià)值流所謂價(jià)值流（Value Stream Mapping），是指資源或原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品或服務(wù)并到達(dá)客戶手中所經(jīng)歷的全部活動(dòng)。通過在價(jià)值流中找出哪些是增值的活動(dòng)、哪些是可以立即去掉的不增值的活動(dòng)，就可以發(fā)現(xiàn)浪費(fèi)現(xiàn)象并及時(shí)予以消除，從而使創(chuàng)造價(jià)值的各項(xiàng)活動(dòng)順暢地流動(dòng)起來，而這正需要企業(yè)通過持續(xù)不斷地開展精益化革新活動(dòng)來努力實(shí)現(xiàn)并加以保持。繪制出生產(chǎn)過程當(dāng)中的生產(chǎn)周轉(zhuǎn)時(shí)間、停工時(shí)間、在制品庫存、原材料移動(dòng)和信息流等將會(huì)幫助我們識(shí)別當(dāng)前生產(chǎn)狀況下的流程活動(dòng)，并且指引我們找到將來期望的生產(chǎn)狀況。這就是說，前工序的加工一結(jié)束，就應(yīng)該立即轉(zhuǎn)到下一工序去，這種生產(chǎn)同步化（順暢化）是實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)的一個(gè)基本原則。因此，一個(gè)流也叫單件流和“做一個(gè)，傳一個(gè)”。 精益思想：精益思想的核心是以最小的資源投入創(chuàng)造出盡可能多的價(jià)值，為顧客提供及時(shí)的產(chǎn)品和服務(wù)。精益思想通過及時(shí)反饋把浪費(fèi)轉(zhuǎn)化為價(jià)值的努力。它綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)和社會(huì)科學(xué)方面的專門知識(shí)和技術(shù)，以工程分析和設(shè)計(jì)的原理與方法，對(duì)該系統(tǒng)所取得的成果進(jìn)行確定、預(yù)測和評(píng)價(jià)。合理性的追求：所有的改善均應(yīng)以合理為基本原則。尊重人性：實(shí)施改善時(shí)，必須重視相關(guān)人員的感受及意見，做到“人和”，以便獲得最大的協(xié)助。工作研究的顯著特點(diǎn)是，在需要很少投資或不需要投資的情況下，可以使企業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率顯著提高，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)企業(yè)的競爭力，因此世界各國都把工作研究作為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的首選技術(shù)。方法研究幫助尋求完成任何工作的最經(jīng)濟(jì)合理的方法，從而減少人員、機(jī)器、無效的動(dòng)作和物料的消耗，并使方法標(biāo)準(zhǔn)化。作業(yè)測定用于制定用經(jīng)濟(jì)合理的方法完成工作所需要的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，從而減少人員、機(jī)器和設(shè)備的空閑時(shí)間。 生產(chǎn)現(xiàn)場精益生產(chǎn)理論和IE改善理論的結(jié)合 改善的方法 表2 精益和IE理論結(jié)合精益生產(chǎn)理論IE改善理論理論結(jié)合7大浪費(fèi)：過量生產(chǎn)庫存的浪費(fèi)等待搬運(yùn)的浪費(fèi)產(chǎn)品的缺陷動(dòng)作的浪費(fèi)不必要的過程一個(gè)流拉動(dòng)價(jià)值方法研究作業(yè)測定通過方法研究尋找裝配車間現(xiàn)場的7大浪費(fèi)；通過作業(yè)測定尋找裝備車間精準(zhǔn)的節(jié)拍時(shí)間，尋找突破實(shí)現(xiàn)一個(gè)流 改善的順序 進(jìn)行改善時(shí)，無論內(nèi)容如何，都需要按順序進(jìn)行，一般的改善順序如下：改善順序科學(xué)思考方法與QC方法關(guān)聯(lián) 必須改善點(diǎn)的發(fā)現(xiàn) 對(duì)現(xiàn)在方法的分析 得到構(gòu)思 制定改善方案 驗(yàn)證 優(yōu)化 固化明確目的抓住事實(shí)對(duì)事實(shí)進(jìn)行思考立案實(shí)施評(píng)價(jià)固定方案選定理由把握現(xiàn)狀要因分析研究立案實(shí)施評(píng)價(jià)固定方案 必須改善點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)（改善的第一階段）發(fā)現(xiàn)必須改善的問題點(diǎn)，即知道自己負(fù)責(zé)的車間目前存在什么樣的問題，其中問題點(diǎn)人、機(jī)、料、法、環(huán)等廣泛存在的東西人：在生產(chǎn)過程中人員配置是否合理，是否需要增減；機(jī)：機(jī)器設(shè)備配置是否充足，使用是否方便，快捷；料：物料配送及擺放是否合理；法：有沒有使用正確的作業(yè)手法或安裝方法生產(chǎn)加工正確的產(chǎn)品環(huán)：環(huán)境，生產(chǎn)作業(yè)的環(huán)境是否舒適；生產(chǎn)現(xiàn)場5S 。如不充分地分析現(xiàn)狀，只憑推測來判斷并實(shí)施改善，則成為最大的失敗原因。1） 裝配生產(chǎn)過程存在的7大浪費(fèi)，結(jié)合實(shí)際進(jìn)行分析，排查；2） IE理論方法的分析，尋找現(xiàn)狀中存在的不合理內(nèi)容；A、 操作分析B、 程序分析C、 動(dòng)作分析 方法研究D、 5w1h分析E、 防呆法分析F、 時(shí)間測定 作業(yè)測定G、 工作抽樣 綜合運(yùn)用IE理論知識(shí)找到生產(chǎn)現(xiàn)狀存在的問題，做好數(shù)據(jù)的收集； 得到構(gòu)思（改善的第三階段） 如果明確了改善目標(biāo)，并從現(xiàn)狀中明確了解該問題何以成為問題，則問題點(diǎn)就一個(gè)個(gè)地顯現(xiàn)出來，然而，要單獨(dú)解決這些顯現(xiàn)出來的問題點(diǎn)卻很難奏效。1） 原因的追究方式重點(diǎn)在于全面觀察現(xiàn)場的態(tài)度：第一，為了抓住問題點(diǎn)的真正原因，關(guān)鍵是經(jīng)常拋棄先入為主的觀念、變成一張白紙來觀察的態(tài)度；第二，盡管自己認(rèn)為已找到了問題的原因，也要進(jìn)一步深入觀察，這是很重要的一點(diǎn)；第三，如果花費(fèi)時(shí)間追究原因，則必能找到問題的真正原因。 誰……………………（WHO）…………………人、對(duì)象者 何時(shí)…………………(WHEN)…………………..時(shí)間 哪里…………………(WHERE)…………………地點(diǎn) 什么………………….(WHAT)………………….對(duì)象 為什么……………….(WHY)………………必要性的追究 怎么樣……………….(HOW)…………………….作業(yè)方法 3）追究原因的條件 首先，可認(rèn)為以相同條件重復(fù)作業(yè)是追究原因的首要條件。所以，即使發(fā)生問題，也很容易追究原因。我們由此明白了建立按流程生產(chǎn)每一種產(chǎn)品的機(jī)制是追究原因之條件的道理。下面列舉構(gòu)思時(shí)的思維方式。b 盡量多提出。d 借助分析。f 結(jié)合他人的構(gòu)思。實(shí)施新的方案 在實(shí)施過程中繼續(xù)尋找不合理的，繼續(xù)優(yōu)化評(píng)價(jià) 現(xiàn)狀和改善后進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比固化 將改善后的方法進(jìn)行規(guī)范的導(dǎo)入和記錄 設(shè)施規(guī)劃與布局的發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀設(shè)施規(guī)劃發(fā)源于早期的制造業(yè)，是伴隨著工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的，一直以來都是工業(yè)工程的重要分支。設(shè)施規(guī)劃理論的發(fā)展分為幾個(gè)階段： 二十世紀(jì)初至三十年代是學(xué)科的萌動(dòng)初創(chuàng)期，以泰勒的科學(xué)管理方法和福特的流水線生產(chǎn)方法為標(biāo)志。該時(shí)期的設(shè)施規(guī)劃還主要憑經(jīng)驗(yàn)和感覺。在早期，工廠設(shè)計(jì)的活動(dòng)主要有三項(xiàng)，即：操作法工程(Methods Engineering),研究的重點(diǎn)是工作測定、動(dòng)作研究等工人的活動(dòng)；工廠布置(Plan Layout),就是機(jī)器設(shè)備、運(yùn)輸通道和場地的合理配置；物料搬運(yùn) (Material Handling),就是對(duì)從原料到制成產(chǎn)品的物料的控制[5]。對(duì)工廠設(shè)計(jì)的研究由“工作研究”拓展至物料搬運(yùn)方法(Material Handing)與工廠布置 (Plant Layout)研究[6]。1961 年美國的繆瑟提出了極具代表性的系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)理論；隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以 MJ 摩爾等為代表的一批設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)學(xué)者，研究應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行平面布置及其優(yōu)化的問題，并產(chǎn)生了許多用高級(jí)語言寫成的平面布置程序，如用于新建設(shè)施的 CORELAP、ALDEP 程序和用于改建布置的 COFAD、CRAFT 程序，形成了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)施布置方法，為生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)施新建和重新布置提供強(qiáng)有力的支持和幫助，節(jié)省了大量人力財(cái)力。 ，計(jì)算機(jī)在生產(chǎn)管理中的應(yīng)用標(biāo)志著設(shè)施規(guī)劃進(jìn)入現(xiàn)代發(fā)展階段。隨后又提出了敏捷制造及清潔生產(chǎn)的概念。標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)比比皆是。如何在設(shè)施規(guī)劃中充分發(fā)揮人的積極性成為當(dāng)前突出的問題設(shè)施規(guī)劃理論及方法已滲透于城市規(guī)劃、區(qū)域開發(fā)、建筑學(xué)、市政工程等領(lǐng)域。隨著生產(chǎn)復(fù)雜性和生產(chǎn)規(guī)模的日益增強(qiáng)和擴(kuò)大，各種布局方案應(yīng)運(yùn)而生，如工程布局，功能布局，作業(yè)線布局等方案[78]。由于設(shè)備布局設(shè)計(jì)問題的復(fù)雜性及其實(shí)用性，從六十年代開始，有學(xué)者著手研究計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)問題。 Kusiak 和 Meller 等人對(duì)制造設(shè)備布局問題進(jìn)行了全面的回顧并著重研究了柔性制造系統(tǒng) (FMS)環(huán)境下的布局設(shè)計(jì)[910]。Montreuil 提出了基于人工智能、優(yōu)化、仿真和CAD 于一體的集成的布局 方案，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)基于物流的布局問題提出了并行布置和網(wǎng)絡(luò)布置的設(shè)計(jì)方法。到目前為止，研究人員己經(jīng)提出了數(shù)個(gè)解決制造系統(tǒng)布局問題的公式和規(guī)則，涌現(xiàn)了大量的方法和技術(shù)手段，可以將它們粗略地分為兩個(gè)類別:最優(yōu)化方法和近似優(yōu)化方法。 以往的研究成果來看，設(shè)施布局問題的求解大多是利用二次分配問題方法，QAP方法已經(jīng)在很多領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用，包括城市規(guī)劃、計(jì)算機(jī)控制面板布局以及配線布局等。QAP 將布局實(shí)體與可能的放置點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)。這就是二次分配問題命名的由來。作為工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中相對(duì)穩(wěn)定的物質(zhì)或?qū)嶓w要素，工業(yè)設(shè)施有單體設(shè)施與復(fù)合設(shè)施之分。 復(fù)合設(shè)施是適應(yīng)產(chǎn)品生產(chǎn)與經(jīng)營的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和組織要求而組合成。 設(shè)施規(guī)劃是一個(gè)涉及面很廣的工作，是一種技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性、政策性、綜合性很強(qiáng)的知識(shí)。各種文獻(xiàn)對(duì)設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)的定義的表述不盡一致，但都把它定性為對(duì)一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)或服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行全面的、系統(tǒng)的規(guī)劃和安排。 設(shè)施規(guī)劃相對(duì)于制造行業(yè)來說就是如何使制造設(shè)施最有效地支援生產(chǎn)活