1、设施规划与设计,主讲: 李从东教授,什么是设施规划与设计,设施规划与设计（Facility Planning and Design）是物流工程的一个重要组成部分，其任务是对系统的各类设施、人员、投资进行系统的规划与设计，用以优化人流、物流和信息流，从而有效、经济、安全地实现系统的预期目标。,设施规划与设计内容,设施规划与设计,设施选址,设施设计,布置设计,建筑设计,公用工程设计,信息通信设计,设施选址的分类,单一设施的场址选择 复合设施的场址选择,场址选择的任务,在已确定的地理区域内，经过调查研究、现场勘察，选出几个条件较好的场址，然后进行分析、比较、筛选，最后得出一个最满意的场址，推荐给上级
2、决策部门作最后批准和决定。,设施选址的意义,设施选址恰当与否，对生产力布局、城镇建设、企业投资、建设速度及建成后的生产经营状况都有重大意义。如果先天不足，会造成很大损失。因为场址一旦确定，设施建设完工，一般无法轻易改动。,生产力布局原则,最低成本原则 专业化分工合作原则 分散与集中相结合原则 重点开发原则 吸引外资合理投向原则,设施选址考虑的主要成本因素,运输成本 原料供应 动力、能源的供应量和成本 水供应 劳动力素质 建筑成本,设施选址考虑的主要非成本因素,社区情况 气候和地理环境 环境保护 当地政府的政策,设施选址流程图,确定任务,列出考虑因素,列出各项要求,根据选址与研究指标，预选地址,
3、满意否?,No,Yes,确定评价方法,评价各选址方案,满意否?,No,有优解?,Yes,确定位置,编写设施选址报告,领导决策,找到新评价方案,Yes,No,设施选址的四个阶段,准备阶段 地区选择阶段 地点选择阶段 编制报告阶段,准备阶段的内容,生产纲领和设施规模 需进行的各方面作业 设施的组成 计划供应的市场和流通渠道 需要资源的要求与供应渠道 产生的废物及其估算数量 运输量和运输方式的要求 所需职工的人数和等级要求 外部协作条件和信息的获取,地址选择阶段的内容,走访行业主管部门 选择若干地区 进行方案比较 各方面参加人员比较,地点选择阶段的内容,向当地城建部门征询意见 从气象、地质等部门取得
4、各项历史资料 进行地质水文的初步考察 收集有关运输及排水设施的资料 收集各种费用的经济资料 对各种资料进行比较，选定合适的场址方案,编制报告阶段的内容,对各项调查研究资料进行整理 绘制所选地点的设施位置图和初步总平面布置 编写设施选址报告，供决策部门审批,设施选址报告的主要内容,场址选择的依据 建设地区的概况和自然条件 设施规模与经济技术指标 各场址方案的比较 对各场址方案的综合分析和结论 当地有关部门的意见 附件，包括各项协议文件的抄件,常用的设施选址方法,优缺点比较法 重心法 线性规划法 德尔菲分析模型,优缺点比较法简介,这是一种最简单的设施选址方法，尤其适应于非经济因素的比较。如：区域位
5、置;面积及地形；地势与坡度；风向和日照；地质条件；土石方工程量；场址现在所有者情况；交通情况；与城市的距离；供电与给排水；地震；防洪措施；经营条件；协作条件；建设速度。,重心法的公式,min 其中，n -市场地区数 （x,y） -场址的位置坐标 （ ) -市场地区i的位置坐标 Wi -市场地区的市场要求量,线性规划法的数学模型,min s.t. m-待选场址数； n-销售区域数； ai-场址 i 的生产能力； bi -销售区域 j 的需求量； Cij-在场址 i 生产一单位产品并运送到销售区域 j 的总费用； xij-各销售区域对各供应工厂的需求量。,德尔菲分析模型的步骤,成立三个小组：协调小
6、组，预测小组和战略小组。 识别存在的威胁和机遇 确定企业的战略方向和战略目标 提出备选方案 优化备选方案,其它的设施选址方法,费用效果分析法 关联矩阵法 层次分析法（AHP法） 基于遗传算法的选址模型 仿真技术,设施布置的定义与研究对象,设施布置（Facility Layout）决策是确定生产系统内各物质部分的最优安排。主要研究制造企业各种不同情况下的布置问题，并提出某些有助于布置设计的技术方法和指导方针。,设施布置决策的依据,系统应达到的目标 系统对产品和服务的需求 加工过程的要求 建筑物或场所的有效空间 系统各部门之间物流和人流的大小,设施布置的目标,符合工艺过程的要求 最有效地利用空间
7、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 为职工提供舒适安全的作业环境,设施布置按工作流程形式分类,工艺原则布置 产品原则布置 定位布置 成组技术布置,设施布置按生产系统功能分类,存储布置 销售布置 工程项目布置,设施布置的步骤,搜集设施布置所需要的资料 物流分析 作业部门关系表 做设施总布置图,布置分析的基本要素,P(Product) 产 品 Q(Quantity) 数 量 R(Route) 生产路线 S(Supporting Service) 辅助服务部门 T(Time) 时间安排,系统布置设计程序图,输入数据(P、Q、R、S、T),物 流,作业单位相互关系
8、分析,物流与作业单位相互关系图,面积相互关系,调整、修正与拟定方案,评 价,系统布置设计阶段图,施工安装：编制计划，进行施工安装,确定位置：确定所要布置的相应位置,总体区划：在布置区域内确定一个总体布局,详细布置：确定各个作业单位或各个设施的具体位置,时间,阶段,解决布置问题的钥匙,什,么,S,为,辅助服务部门,用什么来支持生产,T,时间时间安排,产品何时生产？,P,产品材料,生产什么？,Q,数量产量,每项产品要制造多少？,R,生产路线工艺过程,怎样进行生产？,工艺原则布置的优点,机器利用率高 可采用调用设备 设备和成员的柔性程度高 设备投资相对较少 操作人员作业多样化,工艺原则布置的缺点,流
9、程较长，搬运路线不稳定，费用高 生产计划与控制较复杂 生产周期长 库存量相对较大 操作人员需要较高的技术等级,工艺原则布置的过程,确定部门之间预期的搬运量 计算布置方案的搬运费用 改变部门布置的位置，以降低搬运费用,产品原则布置的过程（一）,（ 1 ）画作业流程图,2,4,5,10,11,8,9,7,6,3,1,A,B,C,G,F,J,K,H,I,E,D,产品原则布置的过程（二）,（2）周期时间（C）= （3）工作地数量（N）= （4） 选择作业分配规则，分配作业 （5）效率=,产品原则布置的优点,布置符合工艺流程，物流顺畅 上下工序衔接，存放量少 生产周期短 物料搬运工作量少 对工人技能要求
10、不高 生产计划简单，易于控制 可使用专用设备,产品原则布置的缺点,设备发生故障时将引起整个生产线中断 产品设计变化将引起布置的重大调整 生产线速度取决于最慢的机器 相对投资较大 生产线上重复作业，单调乏味 维修和保养费用高,定位布置的特点,定位布置的特点是具有相对较少的产品数量。在定位布置中，按照作业的级别安排顺序相当普遍。根据先后工序决定生产阶段，应按照物料的技术优先性安排物料。,定位布置的优点,物料移动少 采用班组方式可提高作业连续性 提高质量 高度柔性，可适应产品和产量的变化,定位布置的缺点,人员和设备的移动增加 设备需要重复配备 工人需要较高技能 会增加面积和工序间储存 生产计划需要加
11、强控制和协调,成组技术布置的步骤,将零件分类 识别零件组的物流类型 将机器和工艺分组，组成工 作单元,成组技术布置的优点,设备利用率较高 流程通顺，运输距离较短，搬运量少 有利于发挥班组合作精神 有利于扩大工人的作业技能 缩短生产准备时间 兼有产品原则布置和工艺原则布置的优点,成组技术布置的缺点,需要较高的生产控制水平以平衡生产流程 如果单元之间流程不平衡，需要中间储存 班组成员需要掌握所有作业技能 减少使用专用设备的机会 兼有产品原则布置和工艺原则布置的缺点,绿化设计的重点地段,厂前区和主要出入口以及主要道路两旁 食堂、卫生所、生活室、哺乳室等生活福利设施附近 散发粉尘、产生高噪音的车间和站
12、房附近 洁净程度较高的车间站房和实验室附近 需要改善环境和卫生条件、防止西晒的地方,计算机辅助设施布置设计（CRAFT）的特点（一）,CRAFT采用启发式算法。其评价决策使用的规则是：每次互换两个车间的位置，如果布置的总成本降低了，则互换两个车间。 CRAFT并不能确保得到最优方案 CRAFT严重依赖于初始状态，初始状态在一定程度上决定了最终的布置方案 CRAFT从一个合理的方案开始有可能产生一个成本更低的方案，但并不总如此。因此使用CRAFT时最好提出几种不同的初始布置，以得到不同结果。,计算机辅助设施布置设计（CRAFT）的特点（二）,CRAFT最多能解决具有40个车间的布置问题，迭代不到10次即能得到最终结果 CRAFT车间由标准方块组成，车间允许多种构形，但经常会得到奇形怪状的车间。为了得到一种理想布置，必须人为改变车间形状。 CRAFT经过修正后的软件为SPACECRAFT，可用于解决多层布置问题 CRAFT假设可以使用叉车等路径可变的物料搬运设备。因此，当使用计算机控制的固定路径搬运时，其应用可能性大大降低。,THE END！ Thank you.,
