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1、第二章第二章 设施规划与设计设施规划与设计基本思想基本思想2.1 2.1 设施规划与设计的发展过程设施规划与设计的发展过程n n2020世纪初世纪初（主要凭经验和感觉）（主要凭经验和感觉）分分工理论引发工理论引发“ “工厂设计工厂设计” ”( (三项内容？三项内容？） 操作法研究、工厂布置和物料搬运操作法研究、工厂布置和物料搬运n n2020世纪世纪3030年代年代“设施规划设施规划” ”取代取代“ “工厂工厂设计设计” ”广泛采用运筹学、统计学和概广泛采用运筹学、统计学和概率论率论n n2020世纪世纪6060年代年代19611961年年 Muther Muther 提出提出系统布置设计系统
2、布置设计SLPSLP（8080年代引进国内）年代引进国内）2.1 2.1 设施规划与设计的发展过程设施规划与设计的发展过程n n2020世纪世纪7070年代年代计算机辅助工厂布置计算机辅助工厂布置CALCAL、成组、成组技术技术CRAFTCRAFT（位置配置法）、（位置配置法）、CORELAPCORELAP（相互（相互关系法）、关系法）、PLANETPLANET（分析评价法）（分析评价法）n n2020世纪世纪8080年代年代计算机仿真计算机仿真研究柔性问题研究柔性问题、专家系统、多目标优化、专家系统、多目标优化n n2020世纪世纪9090年代年代结合先进制造技术结合先进制造技术CIMSCI
3、MS、JITJITn n现在现在设施布置与物流系统的自动化、柔性化设施布置与物流系统的自动化、柔性化、信息化、网络化、绿色化、智能化、信息化、网络化、绿色化、智能化设施规划的总趋势设施规划的总趋势n n一方面继续发展一方面继续发展MutherMuther的系统布置设计的系统布置设计SLPSLP；n n另一方面，构建更完整的布置模型，结合另一方面，构建更完整的布置模型，结合人工智能技术，提出更好的算法，开发通人工智能技术，提出更好的算法，开发通用的计算机辅助工厂布置软件。用的计算机辅助工厂布置软件。2.2 2.2 设施规划与设计的定义与范围设施规划与设计的定义与范围n n设施：一个企业所拥有的有
4、形资产。设施：一个企业所拥有的有形资产。n n规划：如何将一个系统中的资产做最有规划：如何将一个系统中的资产做最有效的分配安排，使系统达到最佳的绩效效的分配安排，使系统达到最佳的绩效表现。表现。 n n设施规划：在企业经营策略指导下，针设施规划：在企业经营策略指导下，针对企业个体中的生产或服务系统的生产对企业个体中的生产或服务系统的生产或转换活动，从投入到产出的全部过程或转换活动，从投入到产出的全部过程中，将人员、物料及所需的相关设备设中，将人员、物料及所需的相关设备设施等，做最有效的组合与规划，使系统施等，做最有效的组合与规划，使系统能够有效运行，达到预期目标。能够有效运行，达到预期目标。
5、n n 设施位置选择设施位置选择 n n 结构系统设计结构系统设计设施规划设施规划n n 设施内部设计设施内部设计 平面布局设计平面布局设计n n n n 物料搬运系统设计物料搬运系统设计设施规划的范围设施规划的范围物流设施规划的范围物流设施规划的范围n n物流设施：构成物流系统的相关有形资产，物流设施：构成物流系统的相关有形资产，如物流中心的厂房、硬件设备、物品物料及如物流中心的厂房、硬件设备、物品物料及相关的工作人员。相关的工作人员。 n n物流设施规划：在物流设施指派任务的指导物流设施规划：在物流设施指派任务的指导下，将物流设施所涉及的范围对象，即物流下，将物流设施所涉及的范围对象，即物
6、流中心本身、工作人员机械设备和物料管理作中心本身、工作人员机械设备和物料管理作业，结合无形资产（如信息作业系统），来业，结合无形资产（如信息作业系统），来作出最有效的分配并达到最佳的效果。作出最有效的分配并达到最佳的效果。 物流设施规划的范围物流设施规划的范围n n第一阶段：物流设施策略规划。着重于单第一阶段：物流设施策略规划。着重于单一企业与其上下游之间的供应链管理。一企业与其上下游之间的供应链管理。n n第二阶段：物流设施系统分析。若果企业第二阶段：物流设施系统分析。若果企业的物流需求项目无法或不宜全部外包，而的物流需求项目无法或不宜全部外包，而必须自行提供服务满足需求时，即进入本必须自行
7、提供服务满足需求时，即进入本分析阶段，着重于建立单一企业内部的物分析阶段，着重于建立单一企业内部的物流系统。流系统。n n第三阶段：物流中心设施设计。着重于其第三阶段：物流中心设施设计。着重于其物流系统中单一物流中心内部设施规划。物流系统中单一物流中心内部设施规划。 2.3 2.3 设施规划的重要性设施规划的重要性n n设施规划的需要设施规划的需要1 1、企业为发展生产经营需要形成新的生产能力、企业为发展生产经营需要形成新的生产能力而建设新的设施。而建设新的设施。2 2、企业由于改变产品结构或增加新的产品，在、企业由于改变产品结构或增加新的产品，在原有设施基础上进行扩建。原有设施基础上进行扩建
8、。3 3、由于城乡规划，进行设施的搬迁。、由于城乡规划，进行设施的搬迁。4 4、由于生产工艺落后，设备陈旧等原因，需要、由于生产工艺落后，设备陈旧等原因，需要对现有设施进行技术改造。对现有设施进行技术改造。5 5、由于环境污染，需要对现有设施进行改造或、由于环境污染，需要对现有设施进行改造或搬迁。搬迁。2.3 2.3 设施规划的重要性设施规划的重要性n n设施规划的意义设施规划的意义 首先，在我国，每年都要投入大量资金用于首先，在我国，每年都要投入大量资金用于固定资产投资，在美国，固定资产投资，在美国，19551955年以来，每年年以来，每年有有8%8%的国民生产总值消耗在新的设施上。的国民生
9、产总值消耗在新的设施上。 第二，据统计，在制造企业的总成本中，用第二，据统计，在制造企业的总成本中，用于物料搬运的于物料搬运的20%20%50%50%，而有效的设施规，而有效的设施规划至少可以减少划至少可以减少10%10%30%30%，因此，设施规，因此，设施规划是提高生产率的最主要手段。划是提高生产率的最主要手段。 第三，一项设施的规划设计，所需要的费用第三，一项设施的规划设计，所需要的费用只占总投资的只占总投资的2%2%10%10%，往往比不可预见，往往比不可预见的费用还少，但对投产后的企业带来巨大的的费用还少，但对投产后的企业带来巨大的效益。效益。2.4 2.4 设施布置设施布置2.4.
10、1 2.4.1 设施布置问题设施布置问题n n类型：服务系统布置问题、制造系统布置类型：服务系统布置问题、制造系统布置问题、仓库布置问题、非传统布置问题问题、仓库布置问题、非传统布置问题n n模型：物流、模拟、数学模型：物流、模拟、数学n n算法：数学规划方法、排队和排队网络方算法：数学规划方法、排队和排队网络方法、仿真方法法、仿真方法设施布置的目标与原则设施布置的目标与原则 n n总体目标：在已确定的空间场所内，将总体目标：在已确定的空间场所内，将物流全过程的人员、设备、物料所需的物流全过程的人员、设备、物料所需的空间做最适当的分配和最有效的组合。空间做最适当的分配和最有效的组合。 n n具
11、体目标具体目标 具体目标具体目标l l最好的工艺流程最好的工艺流程保证工艺流程畅通，生产时保证工艺流程畅通，生产时间短，生产连续。间短，生产连续。l l最少的物料搬运费用最少的物料搬运费用运输路线简化，避免往运输路线简化，避免往返和交叉。返和交叉。l l最有效地利用空间最有效地利用空间使建筑设备和单位制品的使建筑设备和单位制品的占有空间小。占有空间小。l l最好的柔性最好的柔性设施布置适应产品需求的变化、设施布置适应产品需求的变化、工艺和设备的更新。工艺和设备的更新。l l最舒适的作业环境最舒适的作业环境保证安全，满足生理、心保证安全，满足生理、心理要求。理要求。l l最便捷的管理最便捷的管理
12、使有密切关系或性质相近的作使有密切关系或性质相近的作业单位布置在一个区域或靠近布置。业单位布置在一个区域或靠近布置。设施规划与设计原则设施规划与设计原则最短距离原则重力的 原则时间节约原则单元装载原则作业集中原则工作简化原则连续流动原则立体空间原则机械化与自动化原则事先计划原则系统原则效益原则效率原则柔性原则安全原则方便原则效率与效益系统化舒适与满足实现所有设施间人、机、料和环境间的最佳配合目的目标一级原则二级原则l l设施布置设计的内容是什么？设施布置设计的内容是什么？l l设施布置中出现目标矛盾怎么办？设施布置中出现目标矛盾怎么办？l l如何选取设施布置型式来适应市场如何选取设施布置型式来
13、适应市场变化？变化？l l如何避免工序交错流动、制成品混如何避免工序交错流动、制成品混杂？杂？QuestionQuestion2.4.2 2.4.2 设施布置的内容设施布置的内容 l l一、工厂总体布置设计一、工厂总体布置设计 l l二、车间布置设计二、车间布置设计一、工厂总体布置设计一、工厂总体布置设计l l解决工厂各个组成部分，包括生产解决工厂各个组成部分，包括生产车间、辅助生产车间、仓库、动力车间、辅助生产车间、仓库、动力站、办公场所等作业单位相互位置站、办公场所等作业单位相互位置；l l解决运输线路、管线、绿化及设施解决运输线路、管线、绿化及设施美化的相互位置；美化的相互位置；l l解
14、决物料的流向和流程、厂内外运解决物料的流向和流程、厂内外运输联接及运输方式。输联接及运输方式。二、车间布置设计二、车间布置设计l l解决各生产工段、辅助服务部门、储解决各生产工段、辅助服务部门、储存设施等作业单位相互位置；存设施等作业单位相互位置；l l解决工作、设备、通道、管线间的相解决工作、设备、通道、管线间的相互位置；互位置；l l解决物料搬运流程和运输方式。解决物料搬运流程和运输方式。注意：注意：l l“ “作业单位作业单位” ”（Activity)Activity)是设施的基本区划，是设施的基本区划，可大至一个建筑物或一个车间，亦可小至一可大至一个建筑物或一个车间，亦可小至一个出入口
15、或一台机器个出入口或一台机器如何划分，须看规如何划分，须看规划设计工作所处的阶段或层次。划设计工作所处的阶段或层次。 2020作业单位的层次作业单位的层次设施部门部门部门部门工作中心工作中心工作中心工作地工作地工作地块状布置图详细布置图工作地布置目标矛盾来源目标矛盾来源l l例如：例如：l l对性质相近的作业单位布置在一个区域可对性质相近的作业单位布置在一个区域可满足管理的方便性和组织结构的合理化，满足管理的方便性和组织结构的合理化，却可能导致物流量的增大；却可能导致物流量的增大；l l满足尽量减少运输和交叉的目标，却可能满足尽量减少运输和交叉的目标，却可能违反柔性目标违反柔性目标 如何回答？
16、设施布置中出现目标矛盾的设施布置中出现目标矛盾的根源和方法根源和方法l l根源：根源：生产系统的目标本身经常难以捉生产系统的目标本身经常难以捉摸（明确战略思路）；摸（明确战略思路）；l l方法：方法：不存在能解决一切问题的方法（系统最优不不存在能解决一切问题的方法（系统最优不如系统合理）；如系统合理）；科学与艺术结合（谁说得清家庭布置更科学科学与艺术结合（谁说得清家庭布置更科学还是更艺术）；还是更艺术）；理性与感性结合（建立学习型组织）理性与感性结合（建立学习型组织） l l公司目标、用户需求、加工过程、空间利用、生产能公司目标、用户需求、加工过程、空间利用、生产能力等。力等。l l公司目标公司目标布置应达到的目标是存储费用、劳动力布置应达到的目标是存储费用、劳动力、闲置设备保持在一定的水平之下，从而达到预期的、闲置设备保持在一定的水平之下，从而达到预期的产量和利润，但它们的相对重要性却不完全相同（决产量和利润，但它们的相对重要性却不完全相同（决策中的货比三家现象）。策中的货比三家现象）。l l用户需求用户需求我们关心的是当前与未来的需求量水平我们关心的是当前与未来的需求量水平及产品品
