现代设施规划与物流分析-作者-戢守峰-第1章-导论课件.ppt

1、第第1章章 导导 论论戢守峰戢守峰设施规划与物料搬运设施规划与物料搬运课程之：课程之：2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D2在线教务辅导网：在线教务辅导网：http:/教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网QQ:349134187 或者直接输入下面地址：或者直接输入下面地址：http:/2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D31.4 “设施规划与物流分析设施规划与物流分析”课程课程 的发展过程的发展过程1.3 设施布置类型设施布置类型与与工业设施布置工业设施布置 的传统方法的传统方法1.2 设施规划设施规划

2、的的原始信息原始信息与与数据准备数据准备1.1 设施规划的概念与意义设施规划的概念与意义本章本章知识知识点点Contents2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D41.1 设施规划的概念与意义设施规划的概念与意义1.1.1 设施规划的含义与目标设施规划的含义与目标1.1.2 设施规划的意义与作用设施规划的意义与作用1.1.3 设施规划的工作范围与工作组织设施规划的工作范围与工作组织本节知识点本节知识点自助餐厅的布置自助餐厅的布置 案例分析：案例分析：第第1章章 导导 论论2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D51.1 设施规划的概念与意义设施规划的概念与

3、意义v1.设施设施 美国生产与库存控制学会（美国生产与库存控制学会（APICS）2002年定义为：年定义为：“设施是物理工厂、配送设施是物理工厂、配送中心、服务中心和其它的设备中心、服务中心和其它的设备。”v 总而言之，对于一个工业设施或制造总而言之，对于一个工业设施或制造业的工厂来说，业的工厂来说，设施就是指所占用的土地、设施就是指所占用的土地、各种建筑物、各种生产和辅助设备、各类各种建筑物、各种生产和辅助设备、各类公用设施公用设施等。等。1.1.1 设施规划的含义及目标设施规划的含义及目标2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D6v “设施设施”是指一个企业所拥有的有形资

4、产，是指一个企业所拥有的有形资产，可分为下列四个部分来说明：可分为下列四个部分来说明：(1)实体建实体建筑：筑：不论企业规模的大小，其所拥有不论企业规模的大小，其所拥有设施中最外层也是最重要的部分之一是建筑物本设施中最外层也是最重要的部分之一是建筑物本身。建筑物的规划设计和现行的设施需求及未来身。建筑物的规划设计和现行的设施需求及未来的弹性发展，具有密切的关联性，设计良好的建的弹性发展，具有密切的关联性，设计良好的建筑物不仅其内部设施得以发挥正常的作业功能，筑物不仅其内部设施得以发挥正常的作业功能，更是一个企业对外印象的体现。更是一个企业对外印象的体现。同时，在良好的同时，在良好的建筑物内部工

5、作的人员，其士气也可以经常保持建筑物内部工作的人员，其士气也可以经常保持在较佳的状态。在较佳的状态。1.1 设施规划的概念与意义设施规划的概念与意义2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D7v(2)机器设备：机器设备：按照企业不同的经营属性，机按照企业不同的经营属性，机器设备的需求也常有不同，而机器设备的数器设备的需求也常有不同，而机器设备的数量、安置、排列、作业弹性和空间布置等安量、安置、排列、作业弹性和空间布置等安排，将对生产或服务系统的整体运作产生关排，将对生产或服务系统的整体运作产生关键性的影响力。键性的影响力。v(3)物品物料：物品物料：对于制造业或服务业而言，物对

6、于制造业或服务业而言，物品物料也是设施的一部分；其进出控制方设品物料也是设施的一部分；其进出控制方设施布局产生密切关联。施布局产生密切关联。v(4)工作人员：工作人员：完整的设施规划也将工作人员完整的设施规划也将工作人员纳入没施的内容中，因其具有弹性度最大和纳入没施的内容中，因其具有弹性度最大和活动面最广的特征，同时亦是上述三种设施活动面最广的特征，同时亦是上述三种设施的使用者和管理者。的使用者和管理者。1.1 设施规划的概念与意义设施规划的概念与意义2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D8v2.规划规划“规划规划”是指如何将一个系统中的资产做到是指如何将一个系统中的资产做

7、到最有效的分配、最有效的分配、安排，是系统达到最佳的绩效表现安排，是系统达到最佳的绩效表现，包括下列内容：，包括下列内容：（1）它是针对组织应允的未来目标而制定的执行计划，）它是针对组织应允的未来目标而制定的执行计划，期望达到最佳化的表现。期望达到最佳化的表现。（2）在规划的施行考量上，不只是考虑静态的系统安排，）在规划的施行考量上，不只是考虑静态的系统安排，更需要提供系统可随时应变的弹性能力。更需要提供系统可随时应变的弹性能力。（3）它必须和组织结构充分且完整地结合，并配合专业）它必须和组织结构充分且完整地结合，并配合专业人员负责此项工作，以便将规划内容付诸实施时能持续追踪改人员负责此项工作

8、，以便将规划内容付诸实施时能持续追踪改进，达到最佳的绩效表现。进，达到最佳的绩效表现。（4）结合上述三点，）结合上述三点，规划对于组织的产出绩效进行最后规划对于组织的产出绩效进行最后步骤的评估；亦即针对不同的系统资源及使用方式，归结出关步骤的评估；亦即针对不同的系统资源及使用方式，归结出关联属性最密切的因素，而使整体表现能达到成本最低、质量最联属性最密切的因素，而使整体表现能达到成本最低、质量最好、空间效率运用最佳和人员士气最稳定等多重目标好、空间效率运用最佳和人员士气最稳定等多重目标。1.1 设施规划的概念与意义设施规划的概念与意义2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D9

9、v3.设施规划设施规划v 是综合考虑相关因素，对生产系统是综合考虑相关因素，对生产系统或服务系统进行或服务系统进行分析、构思、规划、论分析、构思、规划、论证、设计，作出全面安排证、设计，作出全面安排，使资源得到，使资源得到合理配置，使系统能够有效运行，以达合理配置，使系统能够有效运行，以达到预期目标。到预期目标。1.1 设施规划的概念与意义设施规划的概念与意义2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D10 传统设施规划的问题仍以生产系统为主要课题。而传统设施规划的问题仍以生产系统为主要课题。而生产系统则以制造工厂的规划问题最为复杂，也最具代生产系统则以制造工厂的规划问题最为复杂

10、，也最具代表性。因此，制造设施的规划包含下列含义：表性。因此，制造设施的规划包含下列含义：l (1)(1)对于各种设施设备与人员的数量需求对于各种设施设备与人员的数量需求寻得一最佳寻得一最佳组合，以达到最恰当的生产结构组合，以达到最恰当的生产结构。l (2)(2)调整各活动位置与空间，以便人员、物料、机器调整各活动位置与空间，以便人员、物料、机器等获得最有效经济的关系位置与操作方法。等获得最有效经济的关系位置与操作方法。l (3)(3)通过各项设施的妥善安排与规划，不仅减少对环通过各项设施的妥善安排与规划，不仅减少对环境的负面影响，且能对长期的环境与组织发展有更积极境的负面影响，且能对长期的环

11、境与组织发展有更积极的影响和效益。的影响和效益。1.1 设施规划的概念与意义设施规划的概念与意义2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D11l（1）产品单位成本最低。）产品单位成本最低。l（2）优化质量使顾客满意。）优化质量使顾客满意。l（3）有效利用人力、设备、空间和能源。）有效利用人力、设备、空间和能源。l（4）为员工提供方便、安全、舒适的环境。）为员工提供方便、安全、舒适的环境。l（5）保证生产开工日期。）保证生产开工日期。l（6）其它目标。）其它目标。1.1 设施规划的概念与意义设施规划的概念与意义2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D12 在建设

12、项目中对资源是否合理利用，在建设项目中对资源是否合理利用，设施运营后能否实现科学管理，能否发挥设施运营后能否实现科学管理，能否发挥社会效益和经济效益，对最终实现投资效社会效益和经济效益，对最终实现投资效果起到了决定性和关键性的作用。国际上果起到了决定性和关键性的作用。国际上设施规划设计是工业工程师必须具备的基设施规划设计是工业工程师必须具备的基本知识和技能，社会上设施规划设计工作本知识和技能，社会上设施规划设计工作也大都由工业工程师担任。由此可见设施也大都由工业工程师担任。由此可见设施规划设计的重要性。规划设计的重要性。1.1.2 设施规划的意义与作用设施规划的意义与作用1.1 设施规划的概念

13、与意义设施规划的概念与意义2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D13 场场(厂厂)址选择址选择设施设计设施设计设施规划设施规划与设计与设计布置设计布置设计物料搬运系统设计物料搬运系统设计建筑设计建筑设计公用工程设计公用工程设计信息系统设计信息系统设计图图1-1 设施规划的范围设施规划的范围各种系统内各组成部分相互之间的位置关各种系统内各组成部分相互之间的位置关系又直接决定了系统的运营效率，对系统系又直接决定了系统的运营效率，对系统的各组成部分进行位置布置是设施规划与的各组成部分进行位置布置是设施规划与设计中的中心内容。布置设计就是通过对设计中的中心内容。布置设计就是通过对系

14、统物流、人流、信息流进行分析，对建系统物流、人流、信息流进行分析，对建筑物、机器、设备、运输通道和场地作出筑物、机器、设备、运输通道和场地作出有机的组合与合理配置，达到系统内部布有机的组合与合理配置，达到系统内部布置最优化。置最优化。物料搬运系统设计就是对物物料搬运系统设计就是对物料搬运路线、运量、搬运方料搬运路线、运量、搬运方法和设备、储存场地等作出法和设备、储存场地等作出合理安排。合理安排。场址选择就是对可供选择场址选择就是对可供选择的地区和具体位置的有关的地区和具体位置的有关影响因素进行分析和评价，影响因素进行分析和评价，达到场址最优化。达到场址最优化。1.1.3 设施规划的工作范围与工

15、作组织设施规划的工作范围与工作组织2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D141.2 设施规划的原始信息与数据准备设施规划的原始信息与数据准备1.2.1 市场部门的信息市场部门的信息1.2.2 产品设计和工艺过程的数据产品设计和工艺过程的数据1.2.3 管理层的策略管理层的策略本节知识点本节知识点第第1章章 导导 论论2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D151.2 设施规划的原始信息与数据准备设施规划的原始信息与数据准备1.2.1 市场部门的信息市场部门的信息1产品的销售价格产品的销售价格2市场对产品的容量市场对产品的容量(生产纲领生产纲领)3季节性季节

16、性4配件或备件的市场供应情况配件或备件的市场供应情况2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D161.2 设施规划的原始信息与数据准备设施规划的原始信息与数据准备1.2.2 产品设计和工艺过程的数据产品设计和工艺过程的数据1.2.2.1 产品设计产品设计 产品设计包含生产什么产品和每种产品的详细产品设计包含生产什么产品和每种产品的详细设计及文件。生产何种产品通常由高层管理根据市设计及文件。生产何种产品通常由高层管理根据市场情况作出决策。场情况作出决策。产品设计部门必须向设施设计人员提供详细的产品设计部门必须向设施设计人员提供详细的产品零部件明细表产品零部件明细表(或称材料清单即

17、或称材料清单即Bill of Bill of materialmaterial，缩写，缩写BOM)BOM)，表中应包括零件编号、零件，表中应包括零件编号、零件名称、每种零件的数量、由那些零件组成的组件或名称、每种零件的数量、由那些零件组成的组件或部件，也可以包括零件材料的规格和原材料价格等，部件，也可以包括零件材料的规格和原材料价格等，以便管理层作出外购或自制的决策。以便管理层作出外购或自制的决策。2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D171.2 设施规划的原始信息与数据准备设施规划的原始信息与数据准备1.2.2 产品设计和工艺过程的数据产品设计和工艺过程的数据1.2.2.

18、2 生产纲领与工艺过程生产纲领与工艺过程 产品的生产规模亦就是产品的生产纲领即年产产品的生产规模亦就是产品的生产纲领即年产量，对少品种的大批大量生产来说是很容易决定的。量，对少品种的大批大量生产来说是很容易决定的。产品的年产量主要决定于市场的需求及其预测，也产品的年产量主要决定于市场的需求及其预测，也要考虑投资的可能性。对多品种成批生产的工厂，要考虑投资的可能性。对多品种成批生产的工厂，为了简化设计，一般要从众多的产品中选定设计的为了简化设计，一般要从众多的产品中选定设计的代表产品。代表产品。2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D181.2 设施规划的原始信息与数据准备设施

19、规划的原始信息与数据准备1.2.3 管理层的策略管理层的策略（1）可行性研究。）可行性研究。（2）库存管理策略。）库存管理策略。（3）投资策略。）投资策略。（4）“自制或采购自制或采购”的决策。的决策。（5）开工日期。）开工日期。（6）企业的组织和规模以及末来的发展。）企业的组织和规模以及末来的发展。2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D191.3 设施布置类型与工业设施布置的设施布置类型与工业设施布置的传统方法传统方法1.3.1 设施布置的目的与原则设施布置的目的与原则1.3.2 工业设施的传统布置类型工业设施的传统布置类型1.3.3工业设施布置的传统设计方法工业设施布置

20、的传统设计方法1.3.4 生产与管理模式对设施布置的影响生产与管理模式对设施布置的影响本节知识点本节知识点第第1章章 导导 论论2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D201.3 设施布置类型与工业设施布置设施布置类型与工业设施布置的传统方法的传统方法1.3.1 设施布置的目的与原则设施布置的目的与原则1.3.1.1 设施布置设施布置(Facility Layout)的目的的目的v使物料搬运成本最小化使物料搬运成本最小化v空间的有效利用空间的有效利用v劳动力的有效利劳动力的有效利用用v消除瓶颈环节消除瓶颈环节v便于信息沟通便于信息沟通2022-12-26东北大学工商管理学院

21、戢守峰 ph.D211.3.1.2 设施布置设施布置(Facility Layout)的原则的原则原原 则则原原 则则 内内 容容理理 由由原则原则1：统一统一把工序五要素，即把工序五要素，即“人人”“机机”“”“物物”“”“法法”“”“信信息息”有机统一起来，并有机统一起来，并充分保持平衡。充分保持平衡。一旦五要素没有统一协调好，作业一旦五要素没有统一协调好，作业容易产生割裂，会延长停滞时间，容易产生割裂，会延长停滞时间，增加搬运的次数。因此应在充分考增加搬运的次数。因此应在充分考虑五要素的平衡基础上，进行布置。虑五要素的平衡基础上，进行布置。原则原则2：最短距离最短距离配置时要使搬运距离、

22、配置时要使搬运距离、时间最短。时间最短。移动距离越短、物料搬运所花费的移动距离越短、物料搬运所花费的费用和时间就越短。费用和时间就越短。原则原则3：物流顺畅物流顺畅使工序没有堵塞，物流使工序没有堵塞，物流顺畅。顺畅。使物流不出现倒流和交叉，象水一使物流不出现倒流和交叉，象水一样从高处向低处那样顺畅。样从高处向低处那样顺畅。原则原则4：利用立体利用立体空间空间有效地利用立体空间有效地利用立体空间在材料、零件等仓库堆积一定是狭在材料、零件等仓库堆积一定是狭窄放置。因此把仓库设计成网架式窄放置。因此把仓库设计成网架式存储架，以充分利用三度空间。存储架，以充分利用三度空间。原则原则5：安全满意安全满意

23、布置要做到工作人员即布置要做到工作人员即能安全又能轻松作业。能安全又能轻松作业。材料的移动、旋转等会出现不安全材料的移动、旋转等会出现不安全状况，抬升、卸货会加剧作业疲劳。状况，抬升、卸货会加剧作业疲劳。2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D221.3 设施布置类型与工业设施布置设施布置类型与工业设施布置的传统方法的传统方法1.3.2 工业设施的传统布置类型工业设施的传统布置类型1.3.2.1 工厂总平面图工厂总平面图（1）按工艺布置。）按工艺布置。（2）按产品布置。）按产品布置。（3）按固定工位布置。）按固定工位布置。（4）按成组生产原则布置。）按成组生产原则布置。（5）

24、U形布置。形布置。1.3.2.2 车间或工场的机器设备布置车间或工场的机器设备布置一个优良的总平面布置图，一个优良的总平面布置图，不仅使工厂易于管理，职不仅使工厂易于管理，职工工作方便舒适，同时能工工作方便舒适，同时能使物流费用减少使物流费用减少1010-30-30，从而大大降，从而大大降低成本。低成本。2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D23（1）工艺原则布置）工艺原则布置DrillingDDDDGrindingGGGGGGMillingMMMMMMAssemblyAAAALathingReceiving and shipping LLLLLLLL2022-12-26东

25、北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D24（2）产品原则布置）产品原则布置Bearing AssyMotor AssySolderMake BoxPackTestFinalAssyWind BobbinWeldContactAssyRivetBracket AssyRotorAssyLatheBobbinAssyTerminalAssyStator Assy2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D25（3）单元布置）单元布置Cell 3LMGGCell 1Cell 2Assembly areaAALMDLLMShippingDReceivingG2022-12-26东北大学工商

26、管理学院 戢守峰 ph.D261.3.3 工业设施布置的传统设计方法工业设施布置的传统设计方法 所谓工业设施布置的经验设计法，即指利用百年所谓工业设施布置的经验设计法，即指利用百年来在设计、建造和运行各种行业的工厂中所积累起来来在设计、建造和运行各种行业的工厂中所积累起来的经验、教训、数据和资料，在设计同类型的或相似的经验、教训、数据和资料，在设计同类型的或相似的工业设施时作为参考。的工业设施时作为参考。（1）寻找同类或相似工厂作为样板。）寻找同类或相似工厂作为样板。（2）根据目标设计数个方案。）根据目标设计数个方案。（3）利用经验数据或指标决定各部门面积。）利用经验数据或指标决定各部门面积。

27、（4）通过方案评比决定优选方案。）通过方案评比决定优选方案。（5）绘制标准的总平面布置图和详细的车间布置）绘制标准的总平面布置图和详细的车间布置 设计图。设计图。2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D271.3.4 生产与管理模式对设施布置的影响生产与管理模式对设施布置的影响 基于定制化基于定制化基于成本基于成本基于质量基于质量劳动专业化劳动专业化（斯密，巴贝（斯密，巴贝奇），零部件标奇），零部件标准化（惠特尼）准化（惠特尼）早期的概念早期的概念1776-1880 甘特图（甘特），甘特图（甘特），工作和时间研究工作和时间研究（吉尔布雷），过（吉尔布雷），过程分析程分析（泰勒

28、），（泰勒），排队论（爱尔郎）排队论（爱尔郎）科学管理时期科学管理时期1880-1910移动生产线（福移动生产线（福特特/索伦森），统索伦森），统计抽样（休哈计抽样（休哈特），经济批量特），经济批量订货（哈里斯），订货（哈里斯），线性规划，计划线性规划，计划评审技术（评审技术（PERT）/关键路径分析关键路径分析（杜邦公司），（杜邦公司），MRP大量生产时期大量生产时期1910-1980JIT，CAD，EDI，TQM，鲍德里奇奖，鲍德里奇奖，授权，授权，看板生产看板生产精细生产时期精细生产时期1980-1995制造单元制造单元(CM)，快速响应制造快速响应制造(QRM)、敏捷制造敏捷制造(AM

29、)(AM)快速反应生产时期快速反应生产时期1995-2010图1-2 运作管理的变迁2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D281.4 设施规划与物流分析的发展历程设施规划与物流分析的发展历程1.4.1 发展的三个阶段发展的三个阶段1.4.2 设施布置问题的类型设施布置问题的类型1.4.3 设施布置问题的模型与算法概述设施布置问题的模型与算法概述本节知识点本节知识点第第1章章 导导 论论设施布置的成功实例设施布置的成功实例 案例分析：案例分析：2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D291.4 设施规划与物流分析的发展历程设施规划与物流分析的发展历程v20世

30、纪初世纪初（主要凭经验和感觉）（主要凭经验和感觉）分工理论引发分工理论引发 “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v20世纪世纪30年代年代“设施规划设施规划”取代取代“工厂设工厂设计计”广泛采用运筹学、统计学和概率论广泛采用运筹学、统计学和概率论v20世纪世纪60年代年代1961年年 Muther 提出系统布置设提出系统布置设 计计SLP（80年代引进国内）年代引进国内）1.4.1 发展的三个阶段发展的三个阶段2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D30v20世纪世纪70年代年代计算机辅助工厂布置计算机辅助工

31、厂布置CAL、成组、成组 技术技术CRAFT（位置配置法）、（位置配置法）、CORELAP （相互关系法）、（相互关系法）、PLANET（分析评价法）（分析评价法）v20世纪世纪80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v20世纪世纪90年代年代结合先进制造技术结合先进制造技术CIMS、JITv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1.4 设施规划与物流分析的发展历程设施规划与物流分析的发展历程2022-12-26东北大学工商管理学院

32、戢守峰 ph.D31设施规划与物流分析的总趋势设施规划与物流分析的总趋势v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；v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，提出更好的人工智能技术，提出更好的算法算法，开发通，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。2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D32设施规划与物流分析的原则设施规划与物流分析的原则最短最短距离距离原则原则重力重力的的 原则原则时间时间节约节约原则原则单元单元装载装载原则原则作业作业集中集中原则原则工

33、作工作简化简化原则原则连续连续流动流动原则原则立体立体空间空间原则原则机械化机械化与自动与自动化原则化原则事先事先计划计划原则原则系统系统原则原则效益效益原则原则效率效率原则原则柔性柔性原则原则安全安全原则原则方便方便原则原则效率与效益效率与效益系统化系统化舒适与满足舒适与满足实现所有设施间人、机、料和环境间的最佳配合实现所有设施间人、机、料和环境间的最佳配合目的目的目标目标一级一级原则原则二级二级原则原则2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D33设计人员面临的设施布置问题，设计人员面临的设施布置问题，不仅是新建制造或服务系统，还有现有系不仅是新建制造或服务系统，还有现有系

34、统的扩建、联合、修改的问题。根据统计统的扩建、联合、修改的问题。根据统计资料，即使是建成的制造工厂，每资料，即使是建成的制造工厂，每2-32-3年就年就需要改变设施布置一次。最近十年内布置需要改变设施布置一次。最近十年内布置变化的频率增加，部分原因是产品变化快，变化的频率增加，部分原因是产品变化快，因为顾客要求经常改变产品的式样和功能。因为顾客要求经常改变产品的式样和功能。1.4.2 设施布置问题的类型设施布置问题的类型2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D341.4.2 设施布置问题的类型设施布置问题的类型(1)(1)一家制造厂要实施准时制一家制造厂要实施准时制(JIT)

35、(JIT)管理，要求建立机床管理，要求建立机床单元以及单元在车间中的位置，此外还要决定机床在单元中单元以及单元在车间中的位置，此外还要决定机床在单元中的位置。的位置。(2)(2)一家炊具制造厂过去两年中生产翻番，再也没有多一家炊具制造厂过去两年中生产翻番，再也没有多余面积可以扩大，一位工业工程师建议将少用的陈旧设备淘余面积可以扩大，一位工业工程师建议将少用的陈旧设备淘汰，购入高效设备重新布置车间。汰，购入高效设备重新布置车间。(3)(3)一家保险公司租得一幢多层办公楼，准备将其总部一家保险公司租得一幢多层办公楼，准备将其总部迁入，要将其内部空间划分为工作区、办公室、会议室等。迁入，要将其内部空

36、间划分为工作区、办公室、会议室等。(4)(4)根据新的协议，一家外国汽车厂与我国合资建立一根据新的协议，一家外国汽车厂与我国合资建立一条汽车装配线，需要设计、建和安装。条汽车装配线，需要设计、建和安装。(5)(5)一家大的零售商废弃一条商品生产线，拟建一条生一家大的零售商废弃一条商品生产线，拟建一条生产新品的生产线，这就需要重新设计下属各百货公司的新品产新品的生产线，这就需要重新设计下属各百货公司的新品展览陈列区。展览陈列区。2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D35设施布置问题通常可分为：设施布置问题通常可分为：（1）服务系统布置问题；）服务系统布置问题；（2）制造系统布

37、置问题；）制造系统布置问题；（3）仓库布置问题；）仓库布置问题；（4）非传统布置问题。）非传统布置问题。1.4.2 设施布置问题的类型设施布置问题的类型2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D361.4.2 设施布置问题的类型设施布置问题的类型2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D37需要通过提出以下一些问题来判断布置的根据是否正确：需要通过提出以下一些问题来判断布置的根据是否正确：(1)(1)现有的公司或系统其空间是否过大？现有的公司或系统其空间是否过大？(2)(2)现有的空间是否过于昂贵现有的空间是否过于昂贵?(3)(3)建筑物是否在合适的位置？建筑物

38、是否在合适的位置？(4)(4)一个新的布置如何影响组织和服务一个新的布置如何影响组织和服务?(5)(5)办公室的工作过于集中还是分散？办公室的工作过于集中还是分散？(6)(6)办公室的结构能支持工作规划吗办公室的结构能支持工作规划吗?(7)(7)布置和公司的形象合调吗布置和公司的形象合调吗?作为一个服务设施的布置必须达到以作为一个服务设施的布置必须达到以F F的目标：的目标：(1)(1)在建筑物或楼层内不必要的人员流动降低到最低限度在建筑物或楼层内不必要的人员流动降低到最低限度;(2)(2)设施内应提供必要的私人联系的场所设施内应提供必要的私人联系的场所;(3)(3)为建筑物内的人员提供安全与

39、保密为建筑物内的人员提供安全与保密;(4)(4)和建筑法规相适应。和建筑法规相适应。1.4.2 设施布置问题的类型设施布置问题的类型2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D38 模型可分为物理的、模拟的和数学的。模型可分为物理的、模拟的和数学的。例如，用图可以表示人口随时间增长的情况，这是例如，用图可以表示人口随时间增长的情况，这是一个模拟模型。一个模拟模型。再如，某城市某一租车公司要新建一服务设施再如，某城市某一租车公司要新建一服务设施(实实现换机油、常规保养和检查以及小修理工作现换机油、常规保养和检查以及小修理工作)，公司的，公司的租车点位于租车点位于3 3城市和城市和2

40、 2个飞机场附近，问此服务设施设于个飞机场附近，问此服务设施设于何处可使总运作成本最低何处可使总运作成本最低?每一现有积车点将根据该点每一现有积车点将根据该点拥有租车数影响服务设施的位置，租车公司要决定该服拥有租车数影响服务设施的位置，租车公司要决定该服务设施的最优位置，使所有租车者去该服务点的总行程务设施的最优位置，使所有租车者去该服务点的总行程距离为最小。此问题称为单一设施的位置布置问题。距离为最小。此问题称为单一设施的位置布置问题。1.4.3 设施布置问题的设施布置问题的模型与算法概述模型与算法概述1.4.3.1 设施布置问题的模型设施布置问题的模型2022-12-26东北大学工商管理学

41、院 戢守峰 ph.D39 数学模型建立后就要研究解题的技术与过程，数学模型建立后就要研究解题的技术与过程，这就是算法。假如某种算法至少可以产生一个优这就是算法。假如某种算法至少可以产生一个优化解，这就称为优化算法或可称为启发式算法。化解，这就称为优化算法或可称为启发式算法。很多问题可以快速找到一个优化解，但不能肯定很多问题可以快速找到一个优化解，但不能肯定此解是最优的。此解是最优的。现有三种建模工具：现有三种建模工具：（1）数学规划；）数学规划；（2）排队论；）排队论；（3）仿真模型。）仿真模型。1.4.3 设施布置问题的设施布置问题的模型与算法概述模型与算法概述1.4.3.2 设施布置问题模

42、型的算法设施布置问题模型的算法2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D40（1）数学规划）数学规划 数学规划方法是在不违背一组规定的约数学规划方法是在不违背一组规定的约束条件下，优化一个可量化的目标函数。典束条件下，优化一个可量化的目标函数。典型的目标函数通常是最低成本或最高利润，型的目标函数通常是最低成本或最高利润，而约束条件规定了一个问题可行解的区域。而约束条件规定了一个问题可行解的区域。所以通常数学规划问题就成为在约束区内为所以通常数学规划问题就成为在约束区内为达到优化目标函数而选择一个可行解。一个达到优化目标函数而选择一个可行解。一个数学规划模型中包含了决策变量及参数

43、，通数学规划模型中包含了决策变量及参数，通过搜索决定一个决策变量值，在给定参数条过搜索决定一个决策变量值，在给定参数条件下此决策变量值优化了目标函数。件下此决策变量值优化了目标函数。2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D41（2）排队论（）排队论（和排队网络方法）和排队网络方法）排队或等侯行在各种制造或服务系统中排队或等侯行在各种制造或服务系统中是普遍存在的，减少一个零件在制造系统中是普遍存在的，减少一个零件在制造系统中的排队时间和排队长度就能节约库存费用。的排队时间和排队长度就能节约库存费用。相似的情况是在服务系统中减少顾客在等侯相似的情况是在服务系统中减少顾客在等侯行中

44、的长度和时间，就意味着提供快速服务。行中的长度和时间，就意味着提供快速服务。用一种或数种方法可以达到较少库存和较快用一种或数种方法可以达到较少库存和较快的服务速度，如买更多设备、增加更多的服的服务速度，如买更多设备、增加更多的服务人员、重新设计生产或服务流程或重新设务人员、重新设计生产或服务流程或重新设计设施等。计设施等。2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D42（3）仿真模型）仿真模型 仿真方法能解决数学规划或排队论所不能解决的仿真方法能解决数学规划或排队论所不能解决的那些对复杂随机系统分析和建模的问题。只要计算机那些对复杂随机系统分析和建模的问题。只要计算机硬件和软件性

45、能好仿真可达到较高的精度，通过仿真硬件和软件性能好仿真可达到较高的精度，通过仿真模型模拟系统的运作能节省时间。模型模拟系统的运作能节省时间。例如，可以对自动化例如，可以对自动化立体仓库的运作模式立体仓库的运作模式进行模拟仿真，可以进行模拟仿真，可以得到一个单一作业方得到一个单一作业方式和复合作业方式的式和复合作业方式的堆垛机工作效率或堆堆垛机工作效率或堆垛机转轨的时间等性垛机转轨的时间等性能数据，从而为决策能数据，从而为决策者提供决策参考。者提供决策参考。2022-12-26东北大学工商管理学院 戢守峰 ph.D43设施规划设施规划的的成功实例成功实例v日本企业设施规划日本企业设施规划:v 1.将原来设计，制造能力分散的将原来设计，制造能力分散的3座工厂改建为座工厂改建为 一个集约化的工厂；一个集约化的工厂；v 2.某生产自动调节阀门厂，通过改善工厂内某生产自动调节阀门厂，通过改善工厂内 物流，提高生产率物流，提高生产率5成；成；v国内企业设施规划国内企业设施规划:v 1.某汽车发动机厂，进行物流系统规划，使某汽车发动机厂，进行物流系统规划，使 搬运量减少搬运量减少46.7%，节约了用地；，节约了用地；v 2.某变压器厂，通过设施重新规划，搬运费某变压器厂，通过设施重新规划，搬运费 节约节约50以上。以上。Q&A