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1、乔 金 友 工程学院管理科学与工程系,物流工程与管理,Logistics Engineering & Management,第二章 设施规划与设计,第一节 设施规划与设计理论概述 第二节 设施选址 第三节 设施选址的评价方法 第四节 设施布置设计 第五节 系统化布置设计（SLP）,第二章 设施规划与设计,第一节 设施规划与设计理论概述,一、设施规划与设计的定义,设施规划与设计（Facility Planning and Design）它的任务是对建设项目的各类设施、人员、投资进行系统规划与设计，用以优化人流、物流和信息流，从而有效、经济、安全地实现建设项目的预期目标。,an important
2、 component of modern industrial engineering,第一节 设施规划与设计理论概述,二、设施规划与设计的研究范围,研究范围很广，仅从工业工程解度考虑，由厂址选择和设施设计两部分组成。,三、设施规划与设计的阶段结构,第一节 设施规划与设计理论概述,设施规划与设计工作贯穿于工程项目发展周期中的前期可行性研究与设计阶段。按“交叉顺序”方式进行工作。,一、设施选址的任务和意义,第二章 设施规划与设计,第二节 设施选址（厂/场址选择）,设施选址工作随着规划设计各阶段展开，逐步深入。在项目建议书中提出厂址的初步意见，在可行性研究报告中要提出厂址的推荐意见，在审批时要确定
3、厂址。在总体设计阶段，要对厂址的各种条件作详细勘察落实并最终确认具体位置。,任务,一、设施选址的任务和意义,第二节 设施选址（厂/场址选择）,厂址选择对生产力布局、城镇建设、企业投资、建设速度及建成后的经营效果都具有重要意义。,意义,厂址选择应注意要进行充分的调查研究与勘察，进行科学分析，不能凭主观意愿决定。选址工作不能过于仓促，要考虑自身设施和产品的特点，注意自然条件、市场条件和运输条件等各因素。,二、设施选址考虑的因素,第二节 设施选址（厂/场址选择）,分为成本因素与非成本因素。,1、准备阶段 2、地区选址阶段 3、地点选择阶段 4、编制报告阶段,二、设施选址的步骤,第二节 设施选址（厂/
4、场址选择）,1、准备阶段,二、设施选址的步骤,第二节 设施选址（厂/场址选择）,进行调查研究，获取相关信息，为设计选址做好准备。,2、地区选择阶段,走访行业主管部门、选择若干地区，收集相关资料、方案比较、各方面人员参予。,3、地点选择阶段,二、设施选址的步骤,第二节 设施选址（厂/场址选择）,组成场址选择小组，到初步确定地区内的若干地点进行调查研究和勘测。,4、编制报告阶段,整理资料、编制综合材料、绘制位置图和平面布置图、编写厂址选择报告。,一、成本因素评价法 1、盈亏平衡法,第二章 设施规划与设计,第三节 设施选址的评价方法,例：某公司要建厂，拟订了X、Y和Z三个不同的建厂方案。由于各地区的
5、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，从而产生产品成本结构上的差异，各方案的生产费用预测见表22。试确定不同生产规模下的最优方案。,一、成本因素评价法 1、盈亏平衡法,第三节 设施选址的评价方法,一、成本因素评价法 1、盈亏平衡法,第三节 设施选址的评价方法,结论:,一、成本因素评价法 2、重心法,第三节 设施选址的评价方法,最简单的选址问题是将新设施布置到一个与现存设施有关的二维空间中支.如果 生产费用很重要,而且多种原材料由各现有设施供应,则可根据重心法确定新址位置，使求得的厂址位置离各个原材料供应点的距离与供应量、运输费率之积为最小。适用于运输成本所占比重较
6、大的情况。,一、成本因素评价法 2、重心法,第三节 设施选址的评价方法,假设已设定任意点为坐标系的原点，各供需点为P1、P2、P3、P4Pn，各点运输量为Vi经过研究发现如果用各点的重必位置作为被选厂址，可以使总运输费用接近最低，重心点的坐标计算如下式所示。,例：某市想为废品处理总站找一个适当的地方，目前已有四个分站的坐标和废品数量见表，试求最佳总站地址坐标。,一、成本因素评价法 2、重心法,第三节 设施选址的评价方法,一、成本因素评价法 2、重心法,第三节 设施选址的评价方法,由前计算可知，最佳总站地址坐标为（54，102）。,3、线性规划运输法,一、成本因素评价法,第三节 设施选址的评价方
7、法,4、层次分析法,设有m个工厂向n个销售点供货，确定各厂供货量，以使总运输费用最小。,设有m个工厂向n个销售点供货，确定各厂供货量，以使总运输费用最小。,设施选址受到很多因素的影响，比如经济因素和非经济因素，经济因素可以用货币量来表示，而非经济因素要通过一定的方法来进行量化，并按一定的规则和经济因素进行整合，称为综合因素法。,一、综合因素评价法,第三节 设施选址的评价方法,1、加权因素法 (1)列出因素 (2)给出权数 (3)评分（排序分，或分级打分） (4)计算（用加权平均法求最后综合评价分值）,一、综合因素评价法,第三节 设施选址的评价方法,一、综合因素评价法,第三节 设施选址的评价方法
8、,消费者购车实例：,表2-7中列出了消费者购车要考虑的主要因素，并对各因素按重要性赋予一个权重值。 表2-8就五种车型对各因互进行评分。 表2-9是考虑权重后各种车型的得分汇总表。,二、综合因素评价法,第三节 设施选址的评价方法,表2-7：购车决策因素权重,从评价结果看，JattaGiX车型得分最高，为最佳。,假设与说明： （1）假定因素取向明确、所有选项已知、偏了明确且稳定、最终选择最佳方案； （2）因互和权重的确定至关重要； （3）其他因素亦很重要。,2、位置度量法,第三节 设施选址的评价方法,它是先对成本因素和非成本因素分别进行评价，然后再将二者综合评价的一种方法。,例：某公司筹建一家玩
9、具厂，合适的地点有甲乙丙三地。各种生产成本因厂址不同而异，每年的费用归纳如表2-11所示。试确定最佳方案。,二、综合因素评价法,第三节 设施选址的评价方法,2、位置度量法,二、综合因素评价法,第一步 确定必要因素,第三节 设施选址的评价方法,第二步 将各种必要因素分为客观因素和主观因素，分别给主观因素或客观因素一个比重。,在决定之前，该公司还考虑了一些主观因素，如当地的竞争能力、气候变化和周围环境是否适合玩具生产等。,2、位置度量法,二、综合因素评价法,第三步 按下式计算出每方案的客观量度值OMi,第三节 设施选址的评价方法,2、位置度量法,二、综合因素评价法,计算得:,第三节 设施选址的评价
10、方法,第四步 确定主观评比值。采用0-1评分法，各因素两两相比。得到分值。,2、位置度量法,二、综合因素评价法,因素A：竞争能力比较,因素B：气候比较,2、位置度量法,二、综合因素评价法,因素C：环境比较,第五步 确定主观量度值。将上面计算的重要性比值填入下表，考虑因素的重要性，用加权因素法进行评比，得非成本因素量度值。,一、位置度量法,第三节 设施选址的评价方法,一、位置度量法,第三节 设施选址的评价方法,第六步 确定度量值LMi，综合评判选量度值最大的丙地为最佳方案。,计算得:,综合评价量度值最大的丙地为最佳方案!,设施布置设计(Facility Layout)过去也被称为工厂布局(Pla
11、nt Layout)。它是根据企业的经营目标和生产纲领，在已确定的空间场所内，按照从材料的接收、零件和产品的制造，到成品的包装、发运的全过程，将人员、设备、物料所需要的空间作最适当的分配和最有效的组合，以便获得最大的生产经济效益。,第二章 设施规划与设计,第四节 设施布置设计,一、设施布置的内容,设施布置设计在实施规划设计中占有重要地位。它的好坏直接影响整个系统的物流、信息流、生产能力、生产效率、生产成本以及生产安全。优劣不同的工厂布置，在施工费用上可能相差无几，但对生产运营的影响会有很大不同。,工厂布置包括两个内容：工厂总体布置和车间布置。 工厂总体布置设计要考虑工厂的各个组成部分，包括车间
12、、仓库等，同时要考虑物料的流向和流程、厂内外运输方式。 车间布置设计要解决各生产工部、工段、服务辅助部门、储存设施等作业单位，同时也要解决物料搬运的流程及方式。,第二章 设施规划与设计,第四节 设施布置设计,一、设施布置的内容,二、设施布置设计的设计方法 1. 摆样法 2. 数学模型法 3. 图解法 4. 系统布置设计SLP(Systematic Layout Planning),第二章 设施规划与设计,第四节 设施布置设计,细讲内容,工厂布局的目标（6个）： 符合工艺过程的要求。 最有效地利用空间。 物料搬运费用最少。 保持生产和安排的柔性。 适应组织结构的合理化和管理的方便。 为职工提供方
13、便、安全、舒适的作业环境。,二、设施布置设计的设计方法,第四节 设施布置设计,追求任何一项目标，都不能无视其他目标。虽然布置的方法越来越科学，但不存在能解决一切问题的方法。所以，工厂布局在一定程度上仍然是一种艺术，或说是具有科学加艺术的性质。,三、产品产量分析（PQ）分析和布置形式,第四节 设施布置设计,产品原则布置（Product Layout),二、设施布置设计的设计方法,第四节 设施布置设计,产品原则布置优缺点,二、设施布置设计的设计方法,第四节 设施布置设计,工艺原则布置(Process Layout),二、设施布置设计的设计方法,第四节 设施布置设计,工艺原则布置优缺点,二、设施布置
14、设计的设计方法,第四节 设施布置设计,成组原则布置(Group Layout),二、设施布置设计的设计方法,第四节 设施布置设计,是实施成组加工的布置形式，介于产品原则和工艺原则布置之间。适应于小批量生产。,成组原则布置优缺点,二、设施布置设计的设计方法,第四节 设施布置设计,定位原则布置(Fixed Layout),二、设施布置设计的设计方法,第四节 设施布置设计,是根据体积或重量把产品保留在一个位置上，设备、人员、材料都围绕着产品转。,定位原则布置的优缺点,二、设施布置设计的设计方法,第四节 设施布置设计,1.产品或服务(Product) 2.数量或产量(Quantity) 3.生产线路或
15、工艺过程(Route) 4.辅助部门(Support Services) 5.时间安排(Time),四、工厂布局的原始资料,第四节 设施布置设计,一、系统布置设计程序模式,第二章 设施规划与设计,第五节 系统布置设计,一、系统布置设计程序模式,第五节 系统布置设计,主要从分析原始资料开始，按10个步骤进行。,原始资料分析：主要是产品-产量分析（PQ）分析，同时还要结合其他原始资料（P、Q、R、S、T）进行分析。这对实际的布置设计都是重要的准备工作。,一、系统布置设计程序模式,第五节 系统布置设计,在以流程为主的工业设施中，常常是布置设计的最重要方面。按照物流移动的顺序可以得到一个流程图，来表明
16、生产部门之间的物流关系。,除生产部门间的物流关系外，还有许多辅助服务部门间的非物流关系，它们与物流关系同样重要。在进行设施布置时要把物流关系和作业单位间的相互关系（非物流关系）合并起来构成物流和作业相关图。,解释：,一、系统布置设计程序模式,第五节 系统布置设计,物流和作业单位相关图未反应实际面积信息，因此，要结合可用面积得出允许采用面积，将其附于作业单位相关图上，形成面积相关图（基本布置图）。,综合考虑各种修正因素后，对基本布置图进行修正，经过筛选得到若干可行方案。经比较评定得到最优方案。,下面将图中内容逐一展开说明。,二、物流分析,第五节 系统布置设计,物流分析主要是工艺流程分析，是工厂布局的前提。工艺流程是指零件在生产过程中在整个工厂中的移动路径。物流分析在考察零件流程的同时也在尽力使零件的移动距离、返回次数、交叉运输、生产费用等最小。,1、工艺流程图,二、物流分析,工艺流程图描述产品生产过程中各工序间的关系 ，也可以描述全厂各部门间的工艺流程。流程图中标出物流强度（物流量）。,第五节 系统布置设计,2、多产品工艺过程图,第五节 系统
