第3章計(jì)算機(jī)化布置方法

1、第第3章計(jì)算機(jī)化布置方法章計(jì)算機(jī)化布置方法 主要內(nèi)容 一、概論 二、設(shè)施規(guī)劃的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 三、評估 四、構(gòu)建法 五、改進(jìn)法 一、概論 布局規(guī)劃者應(yīng)與其他相關(guān)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)者協(xié)同工作productProcess requirementMachine requirementMachine groupStores designBuffer designMFS designProduction planning and control Facility layout一、概論 在設(shè)施規(guī)劃中，不論是輸入的基本數(shù)據(jù)還是得到的最終結(jié)果，都離不開圖表和數(shù)據(jù)分析，表現(xiàn)為對數(shù)據(jù)的處理和轉(zhuǎn)換，因而信息技術(shù)在設(shè)施規(guī)劃中起著

2、非常重要的作用。 一、概論 這一章將介紹幾類采用計(jì)算機(jī)輔助求解的布置方法，如CRAFT、CORELAP、及MULTIPLE等?？偟闹v，這些方法可以分為兩大類：構(gòu)建型及改進(jìn)型。前者是由物流、非物流信息出發(fā)，從無到有，生成一個布置圖，如CORELAP、ALDEP；后者則是對已有布置的改進(jìn)，尋找一種更好的布置圖，如CRAFT、MULTIPLE。一、概論 信息技術(shù)對設(shè)施規(guī)劃的決策支持包括三個要素：數(shù)學(xué)模型、模型數(shù)據(jù)庫和可在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的算法。二、設(shè)施規(guī)劃的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)值數(shù)據(jù): 易于在計(jì)算機(jī)上表示 邏輯數(shù)據(jù)：可用01變量來表示 圖形數(shù)據(jù)：難于在計(jì)算機(jī)上表示，因此用單元格近似表示三、評估 評估即對各種布置

3、結(jié)果進(jìn)行評估，何種布置方案最好。 ui 為此方案的效用，Xi表示與此方案相關(guān)的特征值向量()iiuf X三、評估 常用的兩種評估標(biāo)準(zhǔn)：1鄰近標(biāo)準(zhǔn)： 6種相鄰關(guān)系：A E I O U X 每種相鄰關(guān)系賦予一定的權(quán)值 Xi 為i種相鄰關(guān)系的數(shù)目此標(biāo)準(zhǔn)有嚴(yán)重的缺陷： 方案的評價嚴(yán)重依賴于給每種相鄰關(guān)系賦予的權(quán)值61iiisw X三、評估2距離標(biāo)準(zhǔn)：距離標(biāo)準(zhǔn)：m為區(qū)域個數(shù)Cij為兩個區(qū)域i j之間的物料搬運(yùn)費(fèi)用，一般根據(jù)from-to chart 得出Dij為i j區(qū)域質(zhì)心之間的距離111mmijijijisc D 計(jì)算機(jī)輔助生成布局 - 構(gòu)建法 CORELAP（Computerized Relati

4、onship Layout Planning）, 是Lee R.C. 和Moore J.M. 于1967年提出的一種構(gòu)建算法。這種算法的出發(fā)點(diǎn)是部門之間的關(guān)系圖（Relation-Chart），布置的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)部門之間最大的密切度。計(jì)算機(jī)輔助生成布局 - 構(gòu)建法 算法流程：Procedure CONSTRUCTFOR i=1 to n SELECT an activity not yet placed PLACE the selected activity in the layout END FOREND CONSTRUCT計(jì)算機(jī)輔助生成布局 - 構(gòu)建法 選取規(guī)則（Selection rule

5、s） 基于REL chart,確定可選的關(guān)系（如A、E關(guān)系），然后從所有具有可選關(guān)系的活動中隨機(jī)選取一個 基于每個活動的關(guān)系總和TCR (Total Closeness Rating)，類似于第二章中的關(guān)系圖解法 考慮各活動之間的物料搬運(yùn)費(fèi)用計(jì)算機(jī)輔助生成布局 - 構(gòu)建法 放置規(guī)則（Placement rules） 若每個活動可用一個單元格來表示，放置較簡單 若每個活動需用多個單元格來表示，放置較復(fù)雜，需遵循以下原則 連續(xù)性：同一個活動的每個單元格必須和另外一個共一條邊 連接性：活動的所有單元格在一個封閉的區(qū)域內(nèi) 無中空：單元格組成的區(qū)域沒有中空區(qū)域 活動的區(qū)域長寬成比例 活動的區(qū)域頂點(diǎn)數(shù)目不

6、超過給定的值計(jì)算機(jī)輔助生成布局 - 構(gòu)建法 放置規(guī)則（Placement rules） 限定邊界放置 限定的邊界寬度需試調(diào)整，以期望得到較好的放置方案 自由放置 衡量一個放置方案需計(jì)算 放置等級（placing rating) 新放入的活動與相鄰的活動之間關(guān)系等級對應(yīng)的權(quán)值的總和 邊界長度(boundary length) 新防入的活動與相鄰活動之間公共邊界的總長度 最終結(jié)果往往需要手工調(diào)整計(jì)算機(jī)輔助生成布局 - 改進(jìn)法 CRAFT（Computerized Relative Allocation of Facilities Technique）是Buffa等人于1964年提出的。這是一種改進(jìn)

7、型的算法，需要用戶提供初始布置方案。在CRAFT中，選擇具有公共邊或相等面積的部門進(jìn)行交換，其他無公共邊或面積不相等的部門不能交換。 計(jì)算機(jī)輔助生成布局 - 改進(jìn)法 算法：Procedure TWOWAYX REPEAT CHOOSE a pair of activities ESTIMATE the effect of exchanging them EXCHANGE if the effect is to reduce total cost CHECK to be sure that the new layout is better UNTIL no more improvements a

8、re possibleEND TWOWAYX計(jì)算機(jī)輔助生成布局 - 改進(jìn)法 交換后需保證： 連續(xù)性 連接性 無中空 不一定需保證 活動的區(qū)域長寬成比例 活動的區(qū)域頂點(diǎn)數(shù)目不超過給定的值 若交換后此兩個規(guī)則被打破，需手工調(diào)整計(jì)算機(jī)輔助生成布局 - 改進(jìn)法 若交換的兩個活動面積相等，則質(zhì)心互換 若交換的兩個活動面積不相等，則需重新計(jì)算兩個活動的質(zhì)心位置 根據(jù)各活動區(qū)域的質(zhì)心位置，及from-to chart 計(jì)算交換后的物料搬運(yùn)費(fèi)用計(jì)算機(jī)輔助生成布局 - 改進(jìn)法 這樣做的目標(biāo)是為了使相交換部門的位置互換不致引起其他部門位置的變化。這種交換通常是以兩兩交換的方式進(jìn)行的，也可以采用3部門交換的交換方式，交換的最大次數(shù)小于n（n1）2，n是部門的數(shù)目。計(jì)算機(jī)輔助生成布局 - 改進(jìn)法 CRAFT的評估標(biāo)準(zhǔn)是物料搬運(yùn)費(fèi)用（物流量距離單位距離成本）。每一輪交換中，選擇搬運(yùn)成本節(jié)省最多的布置作為交換結(jié)果。重復(fù)這種交換，直到交換位置不能引起移動成本的進(jìn)一步降低為止。距離的計(jì)算采用部門中心間的折線距離。 給定初始布置（圖1）、各區(qū)域間的物料搬運(yùn)量矩陣（表1）、各區(qū)域間單位距離搬運(yùn)成本矩陣（表2），請用CRAFT算法得出最終的布置并在圖1虛線框中