設(shè)施規(guī)劃與布置設(shè)計

1、第2章 設(shè)施規(guī)劃與布置設(shè)計學(xué)習(xí)目標知識點設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計的基本理論場址選擇方法系統(tǒng)布置設(shè)計方法。難點系統(tǒng)布置設(shè)計方法的實際應(yīng)用。要求熟練掌握的內(nèi)容：場址選擇方法中的成本因素和綜合因素法系統(tǒng)布置設(shè)計的方法。了解理解的內(nèi)容：設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計的基本理論。【開篇案例】某電瓶叉車總裝廠總平面布置設(shè)計過程中，機械制造人員首先制定出加工制造工藝，叉車總的生產(chǎn)工藝過程可以分為零部件加工階段總裝階段試車階段成品儲存階段。同時確定由總廠負責(zé)完成重點零部件的加工及總裝工作，主要包括變速器的加工與組裝、抬升液壓缸的加工、隨車工具的制作、車體的加工及叉車總裝工作。其他如轉(zhuǎn)向器、驅(qū)動橋、液壓回路及平衡重由協(xié)作廠負責(zé)制造，并需

2、存放在總廠的標準件及半成品庫中。為此，總廠設(shè)置了包括原材料庫、機加工車間、總裝車間等14個作業(yè)單位（部門）。依照工藝過程，各個部門分別負責(zé)不同階段的工作，由于在本章節(jié)主要講述設(shè)施布置設(shè)計，故對本案例主要完成電瓶叉車總裝廠的總體布置設(shè)計，在已經(jīng)確定的空間場所內(nèi)如何安排14個作業(yè)單位是本案例要完成的。在后續(xù)的章節(jié)中隨著知識點的敘述將對本案例的相應(yīng)部分進行分析解決。思考：應(yīng)用什么方法，在已確定的空間場所內(nèi)安排14個作業(yè)單元，使布置更優(yōu)？2.1設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計的基本理論設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計從“工廠設(shè)計”發(fā)展而來，重點探討各類工業(yè)設(shè)施、服務(wù)設(shè)施的規(guī)劃與設(shè)計概念、理論及方法，是工業(yè)工程學(xué)科的一個重要研究領(lǐng)域。工廠

3、布置的方法和技術(shù)一直是工業(yè)工程領(lǐng)域不斷探索的問題。自工業(yè)革命以來研究出了許多手工設(shè)計、數(shù)學(xué)分析和圖解技術(shù)。20世紀60年代以來，又發(fā)展了計算機輔助工廠布置。在眾多的布置方法中，物流處于重要地位，把尋求最佳物流作為解決布置問題的主要目標。由于各種工廠之間存在很大的差別，工廠設(shè)計一直沒有形成系統(tǒng)的理論及知識體系，從事工廠設(shè)計的技術(shù)人員往往從經(jīng)驗出發(fā)，用簡單的生產(chǎn)流程的觀點實現(xiàn)工廠布置，使得設(shè)計結(jié)果難以滿足生產(chǎn)要求，更難取得最佳的設(shè)計方案。隨著研究的深入及系統(tǒng)工程、運籌學(xué)、計算機技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，工廠布置的程序和方法，以1961年Richard繆瑟（R.Muther）提出的系統(tǒng)布置設(shè)計SLP(Syst

4、ematic Layout P1anning)最為著名，這是一種條理性很強，將物流分析與作業(yè)單位相互關(guān)系密切程度分析相結(jié)合、求得合理布置的技術(shù)。使工廠布置設(shè)計由定性階段發(fā)展到定量階段，自SLP法誕生以來，設(shè)施規(guī)劃設(shè)計人員不但把它應(yīng)用于各種機械制造廠的設(shè)計中，而且不斷發(fā)展應(yīng)用到一些服務(wù)領(lǐng)域，如辦公室的布置規(guī)劃，連鎖餐廳的布置規(guī)劃，銀行、超級市場等服務(wù)領(lǐng)域。 設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計定義一個生產(chǎn)系統(tǒng)或者服務(wù)系統(tǒng)的建成，都要形成有形的固定資產(chǎn)，這種有形的固定資產(chǎn)稱為設(shè)施。對于一個工業(yè)設(shè)施或工廠，設(shè)施包括占用的土地、建筑物和構(gòu)筑物、加工用的機器設(shè)備、固定的或移動的輔助設(shè)備，此外，還包括維修設(shè)施、動力設(shè)施、公用設(shè)

5、施、辦公服務(wù)設(shè)施等。對于一個服務(wù)設(shè)施，設(shè)施包括土地、建筑物、設(shè)備、公用設(shè)施、辦公設(shè)施等。設(shè)施是一個投入產(chǎn)出生產(chǎn)服務(wù)系統(tǒng)的載體。為了達到生產(chǎn)服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計目標，實現(xiàn)盡可能大的經(jīng)濟效益與社會效益，載體必須具有合理的結(jié)構(gòu)與運營機制。設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計學(xué)科直接的功能就是對一個生產(chǎn)系統(tǒng)或服務(wù)系統(tǒng)進行全面的、系統(tǒng)的規(guī)劃和安排。設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計的對象是整個系統(tǒng)，不是其中的個別環(huán)節(jié)（如某項工藝技術(shù)）。由于一個設(shè)施的有效運行不僅取決于有形的固定資產(chǎn)，同時還與技術(shù)、物料、市場、環(huán)境、人員、資金、法律、政策等因素密切相關(guān)；不僅要滿足企業(yè)的要求，也要適應(yīng)市場、社會和國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。因此，設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計不僅涉及到有關(guān)領(lǐng)域

6、的專業(yè)技術(shù)（如土建），還涉及經(jīng)濟管理學(xué)科、社會政策法規(guī)等，是一門多學(xué)科相互交叉的邊緣學(xué)科。從工程項目建設(shè)程序上講，設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計貫穿從投資意向到項目竣工的全過程，這就形成了廣義設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計。從相對窄的范圍講，設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計是為新建、改建或擴建的生產(chǎn)系統(tǒng)或服務(wù)系統(tǒng)，綜合考慮相關(guān)因素，進行分析、構(gòu)思、規(guī)劃、論證、設(shè)計，全面合理配置資源，使系統(tǒng)能夠有效運行，達到預(yù)期目標的一門學(xué)科。狹義設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計學(xué)科重點內(nèi)容就是為生產(chǎn)或服務(wù)系統(tǒng)合理配置資源。隨著工業(yè)工程的應(yīng)用領(lǐng)域的進一步擴大，工廠設(shè)計的原則和方法逐步擴大到了非工業(yè)設(shè)施，如機場、醫(yī)院、超級市場等各類社會服務(wù)設(shè)施。因此，“工廠設(shè)計”一詞逐漸被“設(shè)施

7、規(guī)劃”或“設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計”所代替。設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計以企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的空間靜態(tài)結(jié)構(gòu)（布局）為研究對象，從企業(yè)動態(tài)結(jié)構(gòu)物流狀況分析出發(fā)，探討企業(yè)平面布置設(shè)計目標、設(shè)計原則，著重研究設(shè)計方法與設(shè)計程序（步驟），使企業(yè)人力、財力、物力和物流、人流、信息流得到最合理、最經(jīng)濟、最有效的配置和安排，從根本上提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，達到以最少的投入獲得最大效益的目的。 設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計的研究范圍從工業(yè)工程角度考察，設(shè)施規(guī)劃由場址選擇和設(shè)施設(shè)計兩部分組成。設(shè)施設(shè)計又分為布置設(shè)計、物料搬運系統(tǒng)設(shè)計、建筑設(shè)計、公用工程設(shè)計及信息通信設(shè)計五個相互關(guān)聯(lián)的部分，如圖2-1所示。圖2-1 設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計組成（l）場（廠）址選擇。任何

8、一個生產(chǎn)或服務(wù)系統(tǒng)不能脫離環(huán)境而單獨存在。外界環(huán)境對生產(chǎn)或服務(wù)系統(tǒng)輸入原材料、勞動力、能源、科技和社會因素；同時，生產(chǎn)或服務(wù)系統(tǒng)又對外界環(huán)境輸出其產(chǎn)品、服務(wù)、廢棄物等。因此生產(chǎn)系統(tǒng)或服務(wù)系統(tǒng)不斷受外界環(huán)境影響而改變其活動；同時，生產(chǎn)或服務(wù)系統(tǒng)的活動結(jié)果又不斷改變其周圍環(huán)境。場址選擇就是對可供選擇的地區(qū)和具體位置的有關(guān)影響因素進行分析和評價，達到場址最優(yōu)化。場址選擇是一個通用的概念，適用于各種類型設(shè)施的規(guī)劃與設(shè)計，對于工礦企業(yè)又常用廠址選擇代替，有時對“場址”與“廠址”的細微差異不加區(qū)分。（2）布置設(shè)計。布置設(shè)計就是對系統(tǒng)物流、人流、信息流進行分析，對建筑物、機器、設(shè)備、運輸通道和場地作出有機的

9、組合與合理配置，達到系統(tǒng)內(nèi)部布置最優(yōu)化。（3）物料搬運系統(tǒng)設(shè)計。根據(jù)資料統(tǒng)計，產(chǎn)品制造費用的20一50是用于物料搬運的。因此，現(xiàn)代管理理論都非常注重物料搬運系統(tǒng)。物料搬運系統(tǒng)設(shè)計就是確定物料搬運方法，即確定搬運路線、搬運設(shè)備和搬運單元。在物料搬運系統(tǒng)設(shè)計中，物料搬運系統(tǒng)分析SHA（Systematic Handling Analysis）是一種重要的設(shè)計分析方法，其分析方法、分析程序與系統(tǒng)布置設(shè)計（SLP）非常相似。（4）建筑設(shè)計。設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計中，需根據(jù)建筑物和構(gòu)筑物的功能和空間的需要，滿足安全、經(jīng)濟、適用、美觀的要求，進行建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計。建筑設(shè)計需要土木建筑各項專業(yè)知識。（5）公用工程設(shè)計

10、。生產(chǎn)或服務(wù)系統(tǒng)中的附屬系統(tǒng)包括熱力、煤氣、電力、照明、給排水、采暖通風(fēng)及空調(diào)等系統(tǒng)，通過對這類公用設(shè)施進行系統(tǒng)、協(xié)調(diào)的設(shè)計，可為整個系統(tǒng)的高效運營提供可靠的保障。（6）信息系統(tǒng)設(shè)計。對于工礦企業(yè)來說，各生產(chǎn)環(huán)節(jié)生產(chǎn)狀況的信息反饋直接影響生產(chǎn)調(diào)度、管理，反映出企業(yè)管理的現(xiàn)代化水平。隨著計算機技術(shù)的應(yīng)用，信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的復(fù)雜程度也大幅提高，信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計也就成為了設(shè)施設(shè)計中的一個組成部分。 設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計的目標一個設(shè)施是一個有機的整體，由相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)組成，因此必須以設(shè)施系統(tǒng)自身的目標作為整個規(guī)劃設(shè)計活動的中心。設(shè)施規(guī)劃總的目標是使人力、財力、物力和人流、物流、信息流得到最合理、最經(jīng)濟、最有效

11、的配置和安排，即要確保規(guī)劃的企業(yè)能以最小的投入獲取最大的效益。不論是新設(shè)施的規(guī)劃還是舊設(shè)施的再規(guī)劃，典型的目標是：（1）簡化加工過程；（2）有效地利用設(shè)備、空間、能源和人力資源；（3）最大限度地減少物料搬運；（4）縮短生產(chǎn)周期；（5）力求投資最低；（6）為職工提供方便、舒適、安全和職業(yè)衛(wèi)生的條件。 上述目標之間往往存在相互沖突，必須要用恰當?shù)闹笜藢γ恳粋€方案進行綜合評價，達到總體目標的最優(yōu)化。 設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計的原則為了達到上述目標，現(xiàn)代設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計應(yīng)遵循如下原則：（1）減少或消除不必要的作業(yè)，這是提高企業(yè)生產(chǎn)率和降低消耗的最有效方法之一。只有在時間上縮短生產(chǎn)周期，空間上減少占地，物料上減少停

12、留、搬運和庫存，才能保證投入的資金最少，生產(chǎn)成本最低；（2）以流動的觀點作為設(shè)施規(guī)劃的出發(fā)點，并貫穿在規(guī)劃設(shè)計的始終。因為生產(chǎn)系統(tǒng)的有效運行依賴于人流、物流、信息流的合理化；（3）運用系統(tǒng)的概念、系統(tǒng)分析的方法求得系統(tǒng)的整體優(yōu)化；（4）重視人的因素，運用人機工程理論，進行綜合設(shè)計，并要考慮環(huán)境的條件。包括空間大小、通道配置、色彩、照明、溫度、濕度、噪聲等因素對人的工作效率和身心健康的影響；（5）設(shè)施規(guī)劃設(shè)計是從宏觀到微觀，又從微觀到宏觀的反復(fù)疊代，并行設(shè)計的過程。要先進行總體方案布置設(shè)計，再進行詳細布置；而詳細布置設(shè)計方案又要反饋到總體布置方案中，對總體方案進行修正?？傊?，設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計就是要

13、綜合考慮各種相關(guān)因素，對生產(chǎn)系統(tǒng)或服務(wù)系統(tǒng)進行分析、規(guī)劃、設(shè)計，使系統(tǒng)資源得到合理的配置。 設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計的階段結(jié)構(gòu)設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計工作貫穿工程項目發(fā)展周期中的前期可行性研究與設(shè)計階段，因此，設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計必然也存在與時間有關(guān)的階段結(jié)構(gòu)。正如R.繆瑟（R.Muther）所指出的設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計“有一個與時間有關(guān)的階段結(jié)構(gòu)”，并且各階段是依次進行的；階段與階段之間應(yīng)互相搭接；每個階段應(yīng)有詳細進度；階段中自然形成若干個審核點。圖2-2體現(xiàn)了這種階段結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)形成了從整體到局部、從全局到細節(jié)、從設(shè)想到實際的設(shè)計次序。即前一階段工作在較高層次上進行，而后一階段工作以前階段的工作成果為依據(jù)，在較低層次上

14、進行；各階段之間相互影響，交叉并行進行。因此，設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計必須按照“順序交叉”方式進行工作。表2-1列出了設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計階段結(jié)構(gòu)的成果和工作。圖2-2 設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計的階段結(jié)構(gòu)表2-1 設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計階段結(jié)構(gòu)成果和工作階段0 = 1 * ROMAN I = 2 * ROMAN II = 3 * ROMAN III = 4 * ROMAN IV = 5 * ROMAN V名 稱預(yù)規(guī)劃確定方案總體規(guī)劃詳細規(guī)劃規(guī)劃實施規(guī)劃后成 果確定目標分析并確定位置及其外部條件總體規(guī)劃詳細規(guī)劃設(shè)施實施計劃竣工試運轉(zhuǎn)主要工作內(nèi) 容制定設(shè)施要求預(yù)測、估算生產(chǎn)能力及需求量確定設(shè)施要求、生產(chǎn)能力及需求量按規(guī)劃要求總體規(guī)

15、劃及總布置圖按規(guī)劃要求作詳細規(guī)劃及詳細布置圖制定進度表或網(wǎng)絡(luò)圖項目管理（施工、安裝、試車及總結(jié)）財 務(wù)工 作財務(wù)平衡財務(wù)再論證財務(wù)總概算比較財務(wù)詳細概算籌集投資投資2.2 生產(chǎn)和服務(wù)場址選擇場址選擇包括地區(qū)選擇和地點選擇，通常稱為選點和定址。20世紀末世界經(jīng)濟全球化的浪潮，以生產(chǎn)全球化、資本全球化和市場全球化為特征，跨國公司跨越國界的經(jīng)濟活動使設(shè)施的選址也超越了國界，可以在全球范圍內(nèi)選址。地區(qū)選擇是對可能選擇的國家或國內(nèi)地區(qū)的選擇，然后選擇該地區(qū)內(nèi)的合適具體地點。場址選擇不是由設(shè)施規(guī)劃人員單獨完成的。它通過地區(qū)規(guī)劃、地質(zhì)勘探、氣象、環(huán)保等部門及設(shè)施規(guī)劃人員的共同合作，最后由決策部門作出決定。

16、場址選擇的意義生產(chǎn)或服務(wù)系統(tǒng)作為一個系統(tǒng)不能脫離環(huán)境而獨立存在。外界環(huán)境對系統(tǒng)輸入原材料、勞動力、能源、資金、科技和社會團素；同時，系統(tǒng)對外界環(huán)境輸出其產(chǎn)品、服務(wù)、廢棄物等。因此，生產(chǎn)系統(tǒng)不斷受外界環(huán)境的影響而改變其活動；同時，生產(chǎn)系統(tǒng)的活動結(jié)果也不斷改變其外界環(huán)境。場址選擇為生產(chǎn)或服務(wù)系統(tǒng)確定了所接觸的外界環(huán)境，影響著生產(chǎn)系統(tǒng)的各種輸入和輸出。合理的廠址選擇有利于充分利用人力、物力和自然資源；有利于促進建廠地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展；有利于保護環(huán)境和生態(tài)平衡。因此，廠址選擇的合理與否，直接影響工廠的基建投資、產(chǎn)品成本、發(fā)展前景、企業(yè)經(jīng)濟效益和國民經(jīng)濟效果?？傊?，廠址選擇對社會生產(chǎn)力布局、城鎮(zhèn)建設(shè)、企業(yè)投

17、資、建設(shè)速度及建成后的生產(chǎn)經(jīng)營都會產(chǎn)生深遠的重大影響。設(shè)施場址選得好，不但可以縮短建設(shè)工期，降低造價，同時還會對當?shù)氐恼巍⒔?jīng)濟、文化、環(huán)保等領(lǐng)域產(chǎn)生深遠的影響。場址選擇不好，就會給企業(yè)留下終生隱患。比如有的企業(yè)由于選址時對地質(zhì)情況了解不夠，而把工廠建在滑坡之上，以致建成后每年要花費大量資金進行滑坡處理；有的則導(dǎo)致原材料、燃料運輸費用高昂；電力供應(yīng)不足而不能連續(xù)生產(chǎn)等種種不良后果，最終導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)濟效益低下，將會給企業(yè)帶來致命的缺陷，給社會留下沉重的負擔。 影響場址選擇的主要因素1. 地區(qū)選址考慮因素地區(qū)選擇主要考慮宏觀因素，由于制造業(yè)和服務(wù)業(yè)的設(shè)施考慮不一樣，因此要充分考慮不同設(shè)施的不同性質(zhì)和

18、特點。一般而言，地區(qū)選擇主要考慮以下因素：（1）市場情況。不論是制造業(yè)還是服務(wù)業(yè)，設(shè)施的地理位置一定要與客戶接近，越近越好。要考慮該地區(qū)的市場條件，對企業(yè)的產(chǎn)品和服務(wù)的需求情況、消費水平及與同類企業(yè)的競爭能力。要分析在相當長的時期內(nèi)，企業(yè)是否有穩(wěn)定的市場需求及未來市場的變化情況。（2）社會環(huán)境。要考慮當?shù)氐姆梢?guī)定、金融、稅收政策等情況是否有利于投資。如當前國內(nèi)很多地區(qū)大力開展招商引資活動，對金融稅收等都有優(yōu)惠的政策。在國外建廠時更應(yīng)注意當?shù)氐恼苇h(huán)境是否穩(wěn)定，是否鄰近自由貿(mào)易區(qū)等。（3）資源條件。要充分考慮該地區(qū)是否可使企業(yè)得到足夠的資源。如原材料、水電、燃料、動力等。例如：發(fā)電廠、化工廠等

19、需要大量的水；制藥廠、電子廠需要高度純凈水；電解鋁廠需要大量的電，最好接近電廠選址。除物料資源要求外，還應(yīng)充分考慮人力，不同產(chǎn)品和生產(chǎn)方法對工人素質(zhì)和技巧有不同的要求。勞動密集型企業(yè)對工人數(shù)量要求多而技術(shù)要求不高；但對技術(shù)密集型企業(yè)對工人技術(shù)等級有較高要求。（4）基礎(chǔ)設(shè)施。交通道路、郵電通信、動力、燃料管線等基礎(chǔ)設(shè)施對建立工廠投資影響很大。還有土地征用、拆遷、平整等費用。對我國來說盡量選用不適合耕作的土地作為場址，而不去占用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地。（5）配套供應(yīng)。通常，制造業(yè)中的產(chǎn)品尤其是大型機電產(chǎn)品需要數(shù)量眾多的零部件廠與之配套供應(yīng)，因此，地區(qū)內(nèi)是否有本企業(yè)所需要的各種配套件供應(yīng)商，對及時供應(yīng)各種零部

20、件，支持精益生產(chǎn)，降低總成本都有重要意義。2地點選擇要求在完成了地區(qū)選址后，就要在選定的地區(qū)內(nèi)確定具體的建廠地點。地點選擇應(yīng)考慮的主要微觀因素有：（1）地形地貌條件。場址要有適宜建廠的地形和必要的場地面積，要充分合理地利用地形。地形力求平坦略有坡度，可以減少士石方工程，又便于地面排水。（2）地質(zhì)條件。選擇場址時，應(yīng)對場址及其周圍區(qū)域的地質(zhì)情況進行調(diào)查和勘探，分析獲得資料，查明場址區(qū)域的不良地質(zhì)條件，對擬選場址的區(qū)域穩(wěn)定性和工程地質(zhì)條件作出評價。使地質(zhì)條件滿足建筑設(shè)計要求，如避開強烈地震區(qū)、滑坡地區(qū)和泥石流地區(qū)。（3）運輸聯(lián)接條件。場址應(yīng)便于原材料、燃料、產(chǎn)品、廢料的運輸。鐵路運輸時考慮靠近鐵路

21、和車站，水路運輸時考慮靠近碼頭等。（4）風(fēng)向。場址應(yīng)位于住宅區(qū)下風(fēng)向，以免廠內(nèi)排出廢氣煙塵及噪聲影響住宅區(qū)居民。同時場址又不宜建在現(xiàn)有或擬建工廠的下風(fēng)向，以免受其吹來煙塵影響。窩風(fēng)的盆地會使煙塵不易消散，從而影響本廠衛(wèi)生。（5）供排水條件。供水水源要滿足工廠既定規(guī)模用水量的要求。并滿足水溫、水質(zhì)要求。在選擇場址時，要考慮工業(yè)廢水和場地雨水的排除方案。（6）特殊要求。具有特殊要求的設(shè)施，應(yīng)根據(jù)其特性選擇合適的地點。如機場應(yīng)選擇在平坦開闊，周圍沒有高層建筑和山丘的地方。船舶制造必須在沿海和沿江的地方。以上列出的是場址選擇時需要考慮的一些重要因素，設(shè)施規(guī)劃人員應(yīng)根據(jù)設(shè)施的具體特點，具體問題具體分析，

22、因地制宜，不能生搬硬套。3. 影響設(shè)施選址的經(jīng)濟因素和非經(jīng)濟因素影響設(shè)施選址的因索很多，有些因素可以進行定量分析，并用貨幣的形式加以反映，稱為經(jīng)濟因素，亦稱為成本因素。有些因素只能是定性的非經(jīng)濟因素，亦稱為非成本因素，非成本因素與成本無直接關(guān)系，但能間接影響產(chǎn)品的成本和企業(yè)的未來發(fā)展。這些因素分類見表2-2，可作為場址選擇的評價指標。表2-2 設(shè)施選址的成本因素和非成本因素成本因素非成本因素（1）原料供應(yīng)及成本（1）地區(qū)政府政策（2）動力、能源的供應(yīng)及成本（2）政治環(huán)境（3）水資源及其供應(yīng)（3）環(huán)境保護要求（4）勞動力成本（4）氣候和地理環(huán)境（5）產(chǎn)品運輸成本（5）文化習(xí)俗（6）零配件運輸成本

23、（6）城市規(guī)劃和社區(qū)情況（7）建筑和土地成本（7）發(fā)展機會（8）稅率、利率和保險（8）同一地區(qū)競爭對手（9）資本市場和流動資金（9）地區(qū)的教育服務(wù)（10）各類服務(wù)及維修成本（10）供應(yīng)合作環(huán)境場址選擇方法在我國場址選擇長期以來一直采用定性的經(jīng)驗分析方法，這些方法很大程度上依賴于設(shè)計者個人的經(jīng)驗與直覺，使得在決策時，有些重要因素被忽視，給企業(yè)帶來難以彌補的損失。目前國內(nèi)外形成了基于成本因素和綜合因素評價的兩類方法。1成本因素法（1）盈虧平衡法該方法屬于經(jīng)濟學(xué)范疇，在選址中通過確定產(chǎn)量規(guī)模下，來尋求成本為最低的設(shè)施選址方案。它建立在產(chǎn)量、成本、預(yù)測銷售收入的基礎(chǔ)之上。例2-1 某企業(yè)擬在國內(nèi)新建一

24、條生產(chǎn)線，確定了三個備選場址。由于各場址征地費用、建設(shè)費用、原材料成本、工資等不盡相同，從而生產(chǎn)成本也不相同。三個場址的生產(chǎn)成本見表2-3所示，試確定不同生產(chǎn)規(guī)模下最佳場址。解：先求A、B兩場址方案的交點產(chǎn)量，再求B、C兩場址方案的交點產(chǎn)量，就可以決定不同生產(chǎn)規(guī)模下的最優(yōu)選址。設(shè)CF表示固定費用，CV表示單件可變費用， Q為產(chǎn)量，則總費用為CF+CVQ。表2-3 備選場址費用表 備選場址費用項目ABC固定費用/元60000012000002400000單件可變費用502411在M點A、B兩方案生產(chǎn)成本相同，該點產(chǎn)量為QM，則(2-1)在N點B、C兩方案生產(chǎn)成本相同，該點產(chǎn)量為QN，則 (2-2

25、)結(jié)論：以生產(chǎn)成本最低為標準，當產(chǎn)量Q低于2.31萬件時選A場址為佳，產(chǎn)量Q介與2.31到9.23萬件之間時選B方案成本最低，當Q大于9.23139萬件時，選擇C場址。（2）重心法當產(chǎn)品成本中運輸費用所占比重較大，企業(yè)的原材料由多個原材料供應(yīng)地提供或其產(chǎn)品運往多個銷售點，都適宜采用重心法。選擇此方法時運輸費用等于貨物運輸量與運輸距離以及運輸費率的乘積。如圖2-3所示，在直角坐標系中，需要選址的工廠坐標為P0()，n個配送中心、倉庫或原材料供應(yīng)點Wj，現(xiàn)欲確定工廠位置，使從工廠到各處的運輸費用為最小。P0到各處總費用為 （2-3）（2-4）式中 為工廠P0到Wj 的每單位物流量單位距離所需的運輸

26、費用（運輸費率）； 為工廠P0到Wj 各處的物流量； 工廠P0到Wj 各處距離；現(xiàn)在要求為何值時最小，為使總費用最小，上述問題轉(zhuǎn)變?yōu)榍筇囟ń馐篂闃O小值，根據(jù)高等數(shù)學(xué)多元函數(shù)求極值的方法，將式(2-3)分別對求偏導(dǎo)，令偏導(dǎo)數(shù)為零。 （2-5）由此可求和的解為 （2-6）公式（2-6）中含有，而是的函數(shù)，此處要用迭代法求解，計算步驟如下： = 1 * GB3 給出初始位置，代入公式（2-3），計算； = 2 * GB3 初始位置代入公式（2-4），計算； = 3 * GB3 代入公式（2-6），計算改進位置； = 4 * GB3 改進位置代入公式（2-3），計算； = 5 * GB3 比較和，若，

27、重復(fù)步驟 = 2 * GB3 = 3 * GB3 = 4 * GB3 ，反復(fù)迭代，直到，求出最優(yōu)解。由上述求解過程可知，該問題適合用計算機編程求解。通過研究發(fā)現(xiàn)對于用式（2-7）作為最佳場址坐標與用計算機迭代求解結(jié)果相差不大。（2-7）例2-2 某公司擬在某城市建一配送中心，該配送中心每年要往A、B、C、D四個銷售點配送產(chǎn)品。各地與城市中心的距離和年運量如表2-4所示。假定各種材料運輸費率相同，試用重心法確定該廠的合理位置。表2-4 各設(shè)施位置和需要產(chǎn)品數(shù)量各設(shè)施位置坐標/km需要產(chǎn)品數(shù)量/tA(40，50)1800B(70，70)1400C(15，18)1500D(68，32)700解：根據(jù)

28、公式（2-7）有說明：場址的選擇涉及多方面的因素，不可能通過簡單的數(shù)學(xué)計算確定場址。重心法優(yōu)點是按運輸費用最小原則選址，對候選位置沒有限制，具有較大的靈活性。缺點也是靈活性大，而實際計算出的場址不一定是合理的地點，如計算出的位置已有建筑物或有河流經(jīng)過。此外，重心法采用直線距離，這在大多數(shù)情況下是不合理的。為此，實際距離不是直線距離的可在運輸費率中加以修正。故重心法求出的解比較粗糙，實際意義在于為選址人員提供一定的參考。（3）線性規(guī)劃法運輸問題對于多個工廠供應(yīng)多個需求點的問題，通常線性規(guī)劃方法求解更為方便，此問題轉(zhuǎn)化為運籌學(xué)問題中的經(jīng)典問題運輸問題。其目的也是使生產(chǎn)運輸費用最小。一般模型為（2-

29、8）式中 m工廠數(shù)量； n銷售點數(shù)量； 產(chǎn)品單位運輸費用； 從工廠i運到銷售點j的數(shù)量； 銷售點j需求量； 工廠i供應(yīng)量；對于運輸問題可以用單純形法進行求解，因為運輸問題具有結(jié)構(gòu)上的特殊性，應(yīng)用表上作業(yè)法進行求解。步驟是先用最小費用法、西北角法或最大差額法確定初始方案；然后用閉回路法和對偶位勢法進行最優(yōu)性檢驗；若非最優(yōu)，最后用閉回路法進行調(diào)整直到最優(yōu)為止。具體方法見運籌學(xué)相關(guān)書籍。（4）啟發(fā)式方法服務(wù)系統(tǒng)經(jīng)常面臨在一個地區(qū)建多少服務(wù)點的問題，該問題比較復(fù)雜，可以通過啟發(fā)式方法求解，通過例題加以說明。例2-3 某公司擬在某市建立兩家連鎖超市，該市共有四個區(qū)，記為甲、乙、丙、丁。假定各區(qū)人口均勻分

30、布，各區(qū)可能光臨各個超市的人數(shù)相對權(quán)重及距離見表2-5所示，問題是兩家超市設(shè)立在哪兩個區(qū)使得各區(qū)居民到超市購物最方便即總距離成本最低。表2-5 四個區(qū)人口、距離和相對權(quán)重至從甲乙丙丁人口/千人人口相對權(quán)重甲011812101.1乙11010781.4丙81009200.7丁12790121.0解：按以下步驟進行 = 1 * GB3 由表2-5構(gòu)造權(quán)重人口距離表2-6，例如從甲區(qū)到乙區(qū)為11101.1=121； = 2 * GB3 表2-6中按列相加，挑選出最低成本所在列為超市第一候選地址，本列中為丙，見表2-7；表2-6 權(quán)重人口距離表至從甲乙丙丁甲012188132乙123.2011278.

31、4丙1121400126丁114841080表2-7 按列相加選擇至從甲乙丙丁甲012188132乙123.2011278.4丙1121400126丁114841080349.2345308336.4表2-8按列相加選擇至從甲乙丁甲08888乙112078.4丙000丁108840220172166.4表2-9按列相加選擇至從甲乙甲088乙78.40丙00丁0078.488 = 3 * GB3 對每一行比較除零以外至已確定地址的成本，若成本高于已確定地址成本則修改為已確定地址成本，若成本低于已確定地址成本則保留，刪除已確定地址，見表2-8，表2-9； = 4 * GB3 重復(fù) = 2 * GB

32、3 = 3 * GB3 步，可選出最后一個超市地址。選擇超市的順序為丙、丁、甲、乙。2. 綜合因素法設(shè)施選址受到諸多因素的影響，比如經(jīng)濟因素和非經(jīng)濟因素。經(jīng)濟因素可以用貨幣的量來表示，而非經(jīng)濟因素要通過一定的方法進行量化，稱為綜合因素評價法。常用有加權(quán)因素法和因次分析法。（1）加權(quán)因素法對非經(jīng)濟因素進行量化一般采用加權(quán)因素法，按下列步驟進行： = 1 * GB3 列出場址選擇考慮的各種因素； = 2 * GB3 確定因素權(quán)重； = 3 * GB3 對各因素就每個備選場址進行評級，共分為五級；用五個元音字母A、E、I、O、U表示。各個級別分別對應(yīng)不同的分數(shù)。A=4、E=3、I=2、O=1、U=0

33、； = 4 * GB3 計算各因素權(quán)重與備選場址對各因素評級分數(shù)乘積之和，分數(shù)最高者為最佳場址方案。例2-4 某一設(shè)施選址有K、L、M三個備選方案，選定的影響因素有五個，權(quán)重及評定等級見表2-10，確定場址方案。表2-10加權(quán)因素法選擇場址舉例。序號因素權(quán)重KLM = 1 * GB3 位置8A/32A/32I/16 = 2 * GB3 面積6A/24A/24U/0 = 3 * GB3 地形3E/9A/12I/6 = 4 * GB3 地質(zhì)條件10A/40E/30I/20 = 5 * GB3 運輸條件5E/15I/10I/10合計12010852從表中可以看出來應(yīng)該選擇得分最高的K作為場址，應(yīng)用此

34、方法的關(guān)鍵是因素的確定和權(quán)重的確定。（2）因次分析法因次分析法是將經(jīng)濟因素（成本因素）和非經(jīng)濟因素（非成本因素）按照相對重要度統(tǒng)一起來。設(shè)經(jīng)濟因素和非經(jīng)濟因素相對重要程度之比為m:n，且有m+n=1。 = 1 * GB3 確定經(jīng)濟因素重要性因子，其大小受各項成本影響，其計算式表示為（2-9）式中 第i選址方案總成本； 備選場址方案數(shù)目；此處取成本的倒數(shù)進行比較，是為了和非經(jīng)濟因素相統(tǒng)一。因為非經(jīng)濟因素越重要其指標越大。而經(jīng)濟因素成本越高，經(jīng)濟性越差。所以取倒數(shù)進行比較，計算結(jié)果大者經(jīng)濟性好。 = 2 * GB3 確定非經(jīng)濟因素重要性因子第一，確定各個非經(jīng)濟因素相對權(quán)重；第二，確定單一非經(jīng)濟因素

35、對于不同候選場址的重要性。即就單一因素將被選場址兩兩比較，令較好的比重值為1，較差的比重值為0。將各方案的比重除以所有方案所得比重之和，得到單一因素相對于不同場址的重要性因子，用公式表示為 （2-10）式中 第i選址方案k因素中的比重； i選址方案對k因素的重要性；第三，非經(jīng)濟因素重要性因子 (2-11)式中非經(jīng)濟因素相對權(quán)重 = 3 * GB3 將經(jīng)濟因素的重要性因子和非經(jīng)濟因素的重要性因子按重要程度疊加，得到該場址的重要性指標，計算公式為 （2-12）場址重要性指標最大的為最佳選擇方案。例2-5 某公司擬建一配送中心，有三處待選場址A、B、C主要經(jīng)濟因素成本如表2-11所示，非經(jīng)濟因素主要

36、考慮競爭能力、運輸條件和環(huán)境。就競爭能力而言，C地最強，B、 A地相平；就運輸條件而言，C優(yōu)于A，A 優(yōu)于B；就環(huán)境而言，B地最好，A地最差。據(jù)專家評估，三種非經(jīng)濟因素相對權(quán)重為0.4，0.4和0.2，要求用因次分析法確定最佳場址，設(shè)經(jīng)濟因素和非經(jīng)濟因素相對重要程度之比為m:n=0.5：0.5。解： = 1 * GB3 按公式計算經(jīng)濟因素重要性因子；表2-11 備選場址各項生產(chǎn)成本費用方案因素成本/千元ABC工資250230248運輸費用181203190租金758391其他費用17922總費用523525551 = 2 * GB3 根據(jù)0-1強迫法確定i選址方案對k因素的重要性；競爭能力AB

37、C得分A01010.25B10010.25C11020.5運輸條件ABC得分A01010.33B00000C11020.67環(huán)境ABC得分A00000B10120.67C10010.33 = 3 * GB3 根據(jù)公式2-11計算非經(jīng)濟因素重要性因子；ABC競爭能力0.250.250.50.40.232運輸條件0.3300.670.40.234環(huán)境00.670.330.20.534 = 4 * GB3 按公式計算場址的重要性指標結(jié)論：C場址的重要性指標最大，故選擇C地作為配送中心。2.3 生產(chǎn)和服務(wù)設(shè)施布置設(shè)計設(shè)施布置設(shè)計在設(shè)施規(guī)劃設(shè)計中占有重要地位，歷來備受重視。以工廠布置(plant Lay

38、out)為例，它的好壞直接影響整個系統(tǒng)的物流、信息流、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本以及生產(chǎn)安全。優(yōu)劣不同的工廠布置，在施工費用上可能相差無幾，但對生產(chǎn)運營的影響會有很大不同。正由于優(yōu)良的平面布置可以使物料搬運費用減少1030，因此在美國，工廠平面布置被認為是提高生產(chǎn)率的決定因素之一。建設(shè)一個全新的工廠或其他設(shè)施，設(shè)計人員可以按照自己的構(gòu)思，運用有效方法，為工廠每個組成單元和設(shè)備找到合適的位置。但更多的設(shè)計工作是對原有設(shè)施的再布置，其原因是為了改變產(chǎn)品設(shè)計，改進工藝方法，擴大生產(chǎn)能力，增加新產(chǎn)品，降低成本，改進管理。由于受原有場地面積和形狀的限制，或者受建筑物墻、柱、門、窗、基礎(chǔ)、管線的限制，其難

39、度要大于新設(shè)施的布置。設(shè)施布置設(shè)計是通過對系統(tǒng)物流、人流、信息流進行分析，對建筑物、機器、設(shè)備、運輸通道和場地做出有機的組合與合理配置，達到系統(tǒng)內(nèi)部布置最優(yōu)化。設(shè)施布置設(shè)計概述1. 設(shè)施布置設(shè)計的含義和內(nèi)容設(shè)施布置與設(shè)計是指根據(jù)企業(yè)的經(jīng)營目標和生產(chǎn)綱領(lǐng)，在已確定的空間場所內(nèi)，從原材料的接收、零件和產(chǎn)品的制造、成品的包裝、發(fā)運等全過程，力爭將人員、設(shè)備和物料所需要的空間做最適當?shù)姆峙浜妥钣行У慕M合，以獲得最大的經(jīng)濟效益。設(shè)施布置包括工廠總體布置和車間布置。工廠總體布置設(shè)計應(yīng)解決工廠各個組成部分，包括生產(chǎn)車間、輔助生產(chǎn)車間、倉庫、動力站、辦公室、露天作業(yè)場地等各種作業(yè)單位和運輸線路、管線、綠化及美

40、化設(shè)施的相互位置，同時應(yīng)解決物料的流向和流程、廠內(nèi)外運輸?shù)倪B接及運輸方式。車間布置設(shè)計應(yīng)解決各生產(chǎn)工段、輔助服務(wù)部門、儲存設(shè)施等作業(yè)單位及工作地、設(shè)備、通道、管線之間的相互位置，同時應(yīng)解決物料搬運的流程及運輸方式。2設(shè)施布置設(shè)計的原則在根據(jù)當?shù)匾?guī)劃要求和工廠生產(chǎn)需要確定適當?shù)膹S址位置的前提下，應(yīng)按下列原則進行工廠布置。（1）符合工藝過程的要求盡量使生產(chǎn)對象流動順暢，避免工序間的往返交錯，使設(shè)備投資最小周期最短。（2）最有效地利用空間使場地利用達到適當?shù)慕ㄖ嫉叵禂?shù)(建筑物、構(gòu)筑物占地面積與場地總面積的比率)，使建筑物內(nèi)部設(shè)備的占有空間和單位制品的占有空間最小。（3）物料搬運費用最少要便于物料的

41、輸入和產(chǎn)品、廢料等物料運輸路線短捷，盡量避免運輸?shù)耐岛徒徊妗＃?）保持生產(chǎn)和安排的柔性使之適應(yīng)產(chǎn)品需求的變化、工藝和設(shè)備的更新及擴大生產(chǎn)能力的需要。（5）適應(yīng)組織結(jié)構(gòu)的合理化和管理的方便使有密切關(guān)系或性質(zhì)相近的作業(yè)單位布置在一個區(qū)域并就近布置，甚至合并在同一個建筑物內(nèi)。（6）為職工提供方便、安全、舒適的作業(yè)環(huán)境，使之合乎生理、心理要求，為提高生產(chǎn)效率和保證職工身心健康創(chuàng)造條件。上述設(shè)計原則涉及面非常廣，往往存在相互矛盾的情況，應(yīng)該結(jié)合具體的條件加以考慮。3設(shè)施布置的基本形式設(shè)施布置形式受工作流的形式限制，有四種基本類型：工藝原則布置、產(chǎn)品原則布置、定位布置和混合類型(成組技術(shù)布置)。 （1）

42、工藝原則布置（Process Layout） 又稱機群布置或功能布置，見圖2-4。是一種將相似設(shè)備或功能相近設(shè)備集中布置的布置形式，比如按車床組、磨床組等分區(qū)。被加工的零件，根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的流程順序，從一個地方轉(zhuǎn)移到另一個地方，每項操作都由適宜的機器完成。這種布置形式通常適用于單件生產(chǎn)及多品種小批量生產(chǎn)模式。醫(yī)院是采用工藝原則布置的典型例子。工藝原則布置的優(yōu)缺點如表2-12所示。圖2-4 工藝原則布置圖表2-12工藝原則布置的優(yōu)缺點優(yōu)點缺點 = 1 * GB3 機器利用率高，可減少設(shè)備數(shù)量 = 1 * GB3 由于流程較長，搬運路線不確定，運費高 = 2 * GB3 設(shè)備和人員柔性程度高，更改

43、產(chǎn)品和數(shù)量方便 = 2 * GB3 生產(chǎn)計劃與控制較復(fù)雜，要求員工素質(zhì)的提高 = 3 * GB3 操作人員作業(yè)多樣化，有利于提高工作興趣和職業(yè)滿足感 = 3 * GB3 庫存量相對較大（2）產(chǎn)品原則布置（Product Layout） 也稱裝配線布置、流水線布置或?qū)ο笤瓌t布置，見圖2-5。是一種根據(jù)產(chǎn)品制造的步驟安排設(shè)備或工作過程的方式。產(chǎn)品流程是一條從原料投入到成品完工為止的連續(xù)線。固定制造某種部件或某種產(chǎn)品的封閉車間，其設(shè)備、人員按加工或裝配的工藝過程順序布置，形成一定的生產(chǎn)線。適用于少品種、大批量生產(chǎn)方式，這是大量生產(chǎn)中典型的設(shè)備布置方式。產(chǎn)品原則布置的優(yōu)缺點如表2-13所示。圖2-5

44、產(chǎn)品原則布置示意圖表2-13 產(chǎn)品原則布置的優(yōu)缺點優(yōu)點缺點 = 1 * GB3 由于布置符合工藝過程，物流 暢通 = 1 * GB3 設(shè)備發(fā)生故障時引起整個生產(chǎn)線中斷 = 2 * GB3 由于上下工序銜接，存放量少 = 2 * GB3 產(chǎn)品設(shè)計變化將引起布置的重大調(diào)整 = 3 * GB3 物料搬運工作量少 = 3 * GB3 生產(chǎn)線速度取決于最慢的機器 = 4 * GB3 可做到作業(yè)專業(yè)化，對工人技能要求不高，易于培訓(xùn) = 4 * GB3 生產(chǎn)線有的機器負荷不滿，造成相對投資較大 = 5 * GB3 生產(chǎn)計劃簡單，易于控制 = 5 * GB3 生產(chǎn)線重復(fù)作業(yè)，工人易產(chǎn)生厭倦 = 6 * GB3

45、 可使用專用設(shè)備和機械化、自動化搬運方法 = 6 * GB3 維修和保養(yǎng)費用高（3）固定工位布置（Fixed Layout） 適用于大型設(shè)備（如飛機、輪船）的制造過程，產(chǎn)品固定在一個固定位置上，所需設(shè)備、人員、物料均圍繞產(chǎn)品布置，這種布置方式在一般場合很少應(yīng)用，飛機制造廠、造船廠、建筑工地等是這種布置方式的實例。（4）成組技術(shù)布置（Group Layout） 在產(chǎn)品品種較多、每種產(chǎn)品的產(chǎn)量又是中等程度的情況下，將工件按其外形與加工工藝的相似性進行編碼分組，同組零件用相似的工藝過程進行加工，同時將設(shè)備成組布置，即把使用頻率高的機器群按工藝過程順序布置，組成成組制造單元，整個生產(chǎn)系統(tǒng)由數(shù)個成組制造

46、單元構(gòu)成。這種成組原則布置方式適用于多品種、中小批量生產(chǎn)。成組技術(shù)布置見圖2-6，其優(yōu)缺點如表2-15所示。圖2-6 成組技術(shù)布置示意圖表2-14 成組技術(shù)布置的優(yōu)缺點優(yōu)點缺點 = 1 * GB3 由于產(chǎn)品成組，設(shè)備利用率高 = 1 * GB3 需要較高的生產(chǎn)控制水平以平衡各單元之間的生產(chǎn)流程 = 2 * GB3 流程通暢，運輸距離較短，搬運量少 = 2 * GB3 若單元間流程不平衡，需中間儲存，增加了物料搬運 = 3 * GB3 有利于發(fā)揮班組合作精神，有利于擴大員工的作業(yè)技能 = 3 * GB3 班組成員需掌握所有作業(yè)技能4設(shè)施布置的基本流動模式對于生產(chǎn)、儲運部門來說，物料一般沿通道流動

47、，而設(shè)備一般也是沿通道兩側(cè)布置的，通道的形式?jīng)Q定了物料、人員的流動模式。選擇車間內(nèi)部流動模式的一個重要因素是車間入口和出口的位置。常常由于外部運輸條件或原有布置的限制，需要按照給定的出、入口位置來規(guī)劃流動模式。此外，流動模式還受生產(chǎn)工藝流程、生產(chǎn)線長度、場地、建筑物外形、物料搬運方式與設(shè)備、儲存要求等方面的影響?；玖鲃幽Ｊ接腥鐖D2-7所示的五種。（1）直線形 直線形是最簡單的一種流動模式，入口與出口位置相對，建筑物只有一跨，外形為長方形，設(shè)備沿通道兩側(cè)布置。（2）L形 適用于現(xiàn)有設(shè)施或建筑物不允許直線流動的情況，設(shè)備布置與直線形相似，入口與出口分別處于建筑物兩相鄰側(cè)面。（3）U形 適用于入口

48、與出口在建筑物同一側(cè)面的情況，生產(chǎn)線長度基本上相當于建筑物長度的兩倍，一般建筑物為兩跨，外形近似于正方形。（4）環(huán)形 適用于要求物料返回到起點的情況。（5）S形 在固定面積上，可以安排較長的生產(chǎn)線。實際流動模式常常是由五種基本流動模式組合而成的。新建工廠時可以根據(jù)生產(chǎn)流程要求及各作業(yè)單位之間物流關(guān)系選擇流動模式，進而確定建筑物的外形及其尺寸。5設(shè)施布置設(shè)計方法設(shè)施布置是設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計的核心，必須首先進行。布局設(shè)計方法可分為：（1）擺樣法。它是最早的布局方法，利用二維平面比例模擬方法，按一定比例制成的樣片在同一比例的平面圖上表示設(shè)施系統(tǒng)的組成、設(shè)施、機器或活動，通過相關(guān)分析，調(diào)整樣片位置可得較好

49、的布置方案。這種方法適用于較簡單的布局設(shè)計。（2）數(shù)學(xué)模型法。運用運籌學(xué)、系統(tǒng)工程中的模型優(yōu)化技術(shù)（如線性規(guī)劃、隨機規(guī)劃、多目標規(guī)劃、運輸問題、排隊論等）研究最優(yōu)布局方案，為工業(yè)工程師提供數(shù)學(xué)模型，以提高系統(tǒng)布置的精確性和效率。但是用數(shù)學(xué)模型解決布局問題存在兩大困難。首先，當問題的條件過于復(fù)雜時，簡化的數(shù)學(xué)模型很難得出符合實際要求的準確結(jié)果；其次，布局設(shè)計最終希望得到布局圖，但用數(shù)學(xué)模型得不到。利用數(shù)學(xué)模型和一些系統(tǒng)布局軟件結(jié)合起來是解決布局問題的一種好方法。（3）圖解法。它產(chǎn)生于20世紀50年代，有螺線規(guī)劃法、簡化布置規(guī)劃法及運輸行程圖等。其優(yōu)點在于將擺樣法與數(shù)學(xué)模型結(jié)合起來，但在實踐上，現(xiàn)

50、在較少使用它們。（4）系統(tǒng)布置設(shè)計SLP （Systematic Layout Planning）。 Richard繆瑟提出的，這是當前工廠布局設(shè)計的主流方法系統(tǒng)布置設(shè)計(SLP)1系統(tǒng)布置設(shè)計(SLP)要素及階段在SLP方法中，Richard繆瑟將研究工廠布置問題的依據(jù)和切入點歸納為五個基本要素，抓住這些就是解決布置問題的“鑰匙”。五個基本要素是：P產(chǎn)品(材料)； Q數(shù)量(產(chǎn)量)； R生產(chǎn)路線(工藝過程順序)；S輔助部門(包括服務(wù)部門)；T時間(時間安排)。 1）基本要素（1）P(產(chǎn)品或材料或服務(wù)) 產(chǎn)品P是指待布置工廠將生產(chǎn)的商品、原材料或者加工的零件和成品等。這些資料由生產(chǎn)綱領(lǐng)(工廠的和

51、車間的)和產(chǎn)品設(shè)計提供，包括項目、種類、型號、零件號、材料、產(chǎn)品特征等。產(chǎn)品這一要素影響著設(shè)施的組成及其各作業(yè)單位間相互關(guān)系、生產(chǎn)設(shè)備的類型、物料搬運的方式等方面。（2）Q(數(shù)量或產(chǎn)量) 指所生產(chǎn)、供應(yīng)或使用的商品量或服務(wù)的工作量。其資料由生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品設(shè)計提供，用件數(shù)、重量、體積或銷售的價值表示。數(shù)量這一要素影響著設(shè)施規(guī)模、設(shè)備數(shù)量、運輸量、建筑物面積等因素。（3）R(生產(chǎn)路線或工藝過程) 這一要素是工藝過程設(shè)計的成果，可用工藝路線卡、工藝過程圖、設(shè)備表等表示。它影響著各作業(yè)單位之間的關(guān)系、物料搬運路線、倉庫及堆放地的位置等方面。（4）S(輔助服務(wù)部門) 在實施系統(tǒng)布置工作以前，必須就生產(chǎn)系

52、統(tǒng)的組成情況有一個總體的規(guī)劃，可以大體上分為生產(chǎn)車間、職能管理部門、輔助生產(chǎn)部門、生活服務(wù)部門及倉儲部門等?？梢园殉a(chǎn)車間以外的所有作業(yè)單位統(tǒng)稱為輔助服務(wù)部門S，包括工具、維修、動力、收貨、發(fā)運、鐵路專用路線、辦公室、食堂、廁所等，由有關(guān)專業(yè)設(shè)計人員提供。這些部門是生產(chǎn)的支持系統(tǒng)，在某種意義上加強了生產(chǎn)能力。有時，輔助服務(wù)部門的總面積大于生產(chǎn)部門所占的面積，布置設(shè)計時必須給予足夠重視。（5）T(時間或時間安排) 指在什么時候、用多長時間生產(chǎn)出產(chǎn)品，包括各工序的操作時間、更換批量的次數(shù)。在工藝過程設(shè)計中，根據(jù)時間因素可以求出設(shè)備的數(shù)量、需要的面積和人員，平衡各工序的生產(chǎn)能力。P、Q兩個基本要素

53、是一切其他特征或條件的基礎(chǔ)。只有在對上述各要素進行充分調(diào)查研究并取得全面、準確的各項原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過繪制各種表格、數(shù)學(xué)和圖形模型，有條理地細致分析和計算，才能最終求得工程布置的最佳方案。2）階段結(jié)構(gòu)整個系統(tǒng)布置設(shè)計采取四個階段進行，稱為“布置設(shè)計四階段”，如圖2-8所示。系統(tǒng)布置設(shè)計是一種邏輯性強、條理清楚的布置設(shè)計方法，分為確定位置、總體區(qū)劃、詳細布置及施工安裝四個階段，在總體區(qū)劃和詳細布置兩個階段采用相同的設(shè)計程序。階段 = 1 * ROMAN I確定位置 不論是工廠的總體布置，還是車間的布置，都必須先確定所要布置的相應(yīng)位置。階段 = 2 * ROMAN II總體區(qū)劃 總體區(qū)劃又叫區(qū)

54、域劃分，就是在已確定的廠址上規(guī)劃出一個總體布局。在階段 = 2 * ROMAN II，應(yīng)首先明確各生產(chǎn)車間、職能管理部門、輔助服務(wù)部門及倉儲部門等作業(yè)單位的工作任務(wù)與功能，確定其總體占地面積及外形尺寸。在確定了各作業(yè)單位之間的相互關(guān)系后，把基本物流模式和區(qū)域劃分結(jié)合起來進行布置。階段詳細布置 詳細布置一般是指一個作業(yè)單位內(nèi)部機器及設(shè)備的布置。在詳細布置階段，要根據(jù)每臺設(shè)備、生產(chǎn)單元及公用、服務(wù)單元的相互關(guān)系確定出各自的位置。階段 = 4 * ROMAN IV施工安裝 在完成詳細布置設(shè)計以后，經(jīng)上級批準后，可以進行施工設(shè)計，需繪制大量的詳細施工安裝圖和編制拆遷、施工安裝計劃，必須按計劃進行土建施

55、工、機器、設(shè)備及輔助裝置的搬遷、安裝施工工作。在系統(tǒng)布置設(shè)計四個階段中，階段 = 1 * ROMAN I與階段 = 4 * ROMAN IV應(yīng)由其他專業(yè)技術(shù)人員負責(zé)，系統(tǒng)布置設(shè)計人員應(yīng)積極參與。階段 = 2 * ROMAN II和階段由系統(tǒng)布置設(shè)計人員來完成，因此，常說工廠布置包括工廠總平面布置（總體區(qū)劃）及車間布置或車間平面布置（詳細布置）兩項內(nèi)容。在系統(tǒng)布置設(shè)計過程中，上述四個階段按圖2-8所示順序交叉進行。在確定位置階段就必須大體確定各主要部門的外形尺寸，以便確定工廠總體形狀和占地面積；在總體區(qū)劃階段就有必要對某些影響重大的作業(yè)單位進行較詳細的布置。整個設(shè)計過程中，隨著階段的展開，數(shù)據(jù)資

56、料逐步齊全，從而能發(fā)現(xiàn)前期設(shè)計中存在的問題，通過調(diào)整修正，逐步細化完善設(shè)計。2系統(tǒng)布置設(shè)計(SLP)模式(程序)系統(tǒng)布置設(shè)計(SLP)程序如圖2-9所示1）準備原始資料 在系統(tǒng)布置設(shè)計開始時，首先必須明確給出基本要素P、Q、R、S、T等這些原始資料，對作業(yè)單位進行分析，通過分解與合并，得到最佳的作業(yè)單位劃分狀況。2）物流分析與作業(yè)單位相互關(guān)系分析 對某些以生產(chǎn)流程為主的工廠，物料移動是工藝過程的主要部分時；對某些輔助服務(wù)部門或某些物流量小的工廠來說，各作業(yè)單位之間的相互關(guān)系（非物流聯(lián)系）對布置設(shè)計就顯得更重要了；介于上述兩者之間的情況，則需要綜合考慮作業(yè)單位之間物流與非物流相互關(guān)系。物流分析的

57、結(jié)果可以用物流強度等級及物流相關(guān)表來表示。非物流的作業(yè)單位間的相互關(guān)系可以用量化的關(guān)系等級及相互關(guān)系表表示。在需要綜合考慮作業(yè)單位間物流與非物流的相互關(guān)系時，可以采用簡單加權(quán)的方法將物流相關(guān)表及作業(yè)單位間相互關(guān)系表合并成綜合相互關(guān)系表。3）繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖 根據(jù)物流相關(guān)表與作業(yè)單位相互關(guān)系表，考慮每對作業(yè)單位間相互關(guān)系等級的高或低，決定兩作業(yè)單位相對位置的遠或近，得出各作業(yè)單位之間的相對位置關(guān)系，這時并未考慮各作業(yè)單位具體的占地面積，得到的僅是作業(yè)單位相對位置。4）繪制面積相關(guān)圖 計算各作業(yè)單位所需占地面積與設(shè)備、人員、通道及輔助裝置等，計算出的面積應(yīng)與可用面積相適應(yīng)。把各作業(yè)單位占地面

58、積附加到作業(yè)單位位置相關(guān)圖上就形成了作業(yè)單位面積相關(guān)圖。5）修正與調(diào)整 面積相關(guān)圖只是一個原始布置，還要根據(jù)其他因素進行調(diào)整與修正。此時需要考慮的修正因素包括物料搬運方式、操作方式等，同時還需要考慮實際限制條件如成本、安全和職工傾向等方面是否允許?？紤]了各種修正因素與實際限制條件以后，對面積圖進行調(diào)整，得出數(shù)個有價值的可行工廠布置方案。6）評價與擇優(yōu) 對得到的數(shù)個方案，需要進行技術(shù)、費用及其他修正因素修正評價，選出布置方案圖。從上述說明可以看出，系統(tǒng)布置設(shè)計（SLP）是一種采用嚴密的系統(tǒng)分析手段及規(guī)范的系統(tǒng)設(shè)計步驟的布置設(shè)計方法，具有很強的實踐性。3基本要素分析1） 產(chǎn)品P產(chǎn)量Q分析 產(chǎn)品品種

59、的多少及每種產(chǎn)品產(chǎn)量的高低，決定了工廠的生產(chǎn)類型，直接影響工廠的總體布局及生產(chǎn)設(shè)備的布置形式。在新建、改建、擴建企業(yè)時，首先要確定企業(yè)未來生產(chǎn)的產(chǎn)品及其生產(chǎn)綱領(lǐng)，必須對企業(yè)的未來產(chǎn)品與產(chǎn)量關(guān)系生產(chǎn)類型進行深入分析，進一步優(yōu)化設(shè)計制造系統(tǒng)和確定其最優(yōu)的工藝過程，這是工廠布置設(shè)計的前提。 產(chǎn)品P產(chǎn)量Q分析分為兩個步驟：第一，將各種產(chǎn)品、材料或有關(guān)生產(chǎn)項目分組歸類；第二，統(tǒng)計或計算每一組或類的產(chǎn)品數(shù)量。需要說明的是，產(chǎn)量的計算單位應(yīng)該反映出生產(chǎn)過程的重復(fù)性，如件數(shù)、重量或體積等。 繪制曲線時，按產(chǎn)量遞減順序排列所有產(chǎn)品。通過PQ分析，決定采用何種原則（產(chǎn)品、工藝、成組或固定原則布置）進行布置。在圖2

60、-10中M區(qū)的產(chǎn)品屬于大量生產(chǎn)類型，按產(chǎn)品原則布置；J區(qū)屬于單件小批生產(chǎn)類型，按工藝原則布置；而介于M區(qū)與J區(qū)之間的產(chǎn)品生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，適宜采用兩者結(jié)合的成組原則布置。圖2-10產(chǎn)品產(chǎn)量分析（P-Q）2）工藝過程R分析 不同的生產(chǎn)類型應(yīng)采取不同的設(shè)備布置形式。例如大量生產(chǎn)，多采用專用設(shè)備及專用工裝，按工藝過程順序排列設(shè)備，形成高效的流水生產(chǎn)線；對于單件小批生產(chǎn)模式來說，設(shè)備按其類型及功能集中布置，以獲得較高的適應(yīng)性，工廠的生產(chǎn)車間的劃分也是在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)的；對于成批生產(chǎn)特別是按成組方式組織生產(chǎn)的情況來說，設(shè)備布置相當復(fù)雜，與產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程零部件加工與裝配工藝過程密切相關(guān)。此外，工廠生產(chǎn)的