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物流工程,第十九讲,主讲教师：孙宝凤学时：48,第6章 设施布置技术及应用,Facility Layout Techniques and Its Application,本 章 主 要 内 容,,系统布置设计SLP SLP基本要素与程序模式、SLP相关图技术、平面布置方案的确定 其他布置方法 关系表法、图论法 详细布置 工作地布置、机器布置与二次分配问题 服务设施布置与设计 办公室布置、零售店布置、医院布置、餐厅与厨房布置 布置模型与算法 算法分类、CORELAP、CRAFT、布置算法小结 布置设计软件 计算机辅助设施设计的发展、典型软件介绍,4,6.1 系统布置设计SLP,6.1.1 SLP基本要素与程序模式,SLP方法有5个基本要素，抓住这些就是解决布置问题的“钥匙”5个基本要素是P、Q、R、S、T，即： P产品和物料，包括其变化和特性； Q每种物品的数量； R生产路线（工艺过程顺序）； S辅助部门（包括服务部门）； T时间（时间安排）5,,整个设计被划分为4个阶段： 确定位置 总体区划 详细布置 四个阶段均按顺序进行，其中第一阶段和第四阶段不属于布置设计工作，第二和第三阶段是布置设计的主要工作。

6,系统布置设计SLP程序模式,,7,6.1.2 SLP相关图技术,一、非物流分析非物流的相互关系不能用定量的方法得到，而要用一些定性的方法这时相关图每个菱形格子不但要表示两两之间的密切程度等级(Closeness Rating)，还要加上评级的理由8,定性给出密切程度等级时，包括A、E、I、O、U和X六种，其比例掌握如下,9,某叉车厂作业单位非物流相关图共有14个作业单位，两两关系共有n*(n-1)/2 =14*(14-1)/2=91个，则A级约有25个，图中为3个确定作业单位密切程度等级的主要影响因素，也就是评级理由，在相关图中一般以代码表示，并在右下角列出表格10,,这些理由一般不要超过810条常见理由如： 工作流程 作业性质相似 使用相同设备、设施或同一场地 使用相同文件 使用一套人员 联系频繁程度 监督和管理 噪声、振动、烟尘、易燃、易爆等,11,2 综合相关图,综合考虑物流和非物流关系时，要确定两种关系的相对重要性这一重要性用比值m:n来表示，一般不应超过1:33:1 有了此比值和两个相关图，就要将相关图中各密切程度等级按表量化12,,然后用以下公式计算两作业单位i和j之间的相关密切程度CRij CRij =mMRij+nNRij 其中MRij和NRij分别是物流相互关系等级和非物流相互关系等级。

这里要注意X级的处理任何一级物流强度与X级的非物流关系综合时，不应超过O级 对于一些绝对不能靠近的作业单位，相互关系可以定位XX级13,6.1.3 平面布置方案的确定,14,1 缪瑟的线型图法,15,先将AEIOUX关系量化为数值,得14个作业单位的综合接近程度和按分值的排序，,分值越高，说明该作业单位越应靠近布置图的中心位置，越低则越往边缘作业单位可按标准的作业符号来区分其性质布置步骤如下：,16,,线形图绘制步骤见书P156,17,,现在考虑有E级关系的，也从8开始，布置方法类同A级的再后来是I级的并要注意X级的要尽量远离最后得到的布置线型图如下2面积相关图,面积相关图主要考虑两个问题： 一是将作业单位面积需求汇总，根据场地的要求，确定建筑的基本形状 二是在此形状上按各作业单位的面积需求进行分配，结合上面位置相关图，作出块状布置图（Block Layout） 在面积相关图的基础上可以得到布置方案,Example,CodeReason 1 Flow of material 2 Ease of supervision 3 Common personnel 4 Contact Necessary 5 Conveniences,RatingDefinition A Absolutely Necessary E Especially Important I Important O Ordinary Closeness OK U Unimportant X Undesirable,,Example (Cont.),Activity Relationship Diagram,,Example (Cont.),6.2 其他布置方法,6.2.1 关系表法,下面结合某小型工具箱制造厂的例子讲述这种方法。

已知该厂各作业单位相关图已确定如图所示，试作出它的布置23,1关系工作表,24,2无面积拼块图,对每一个作业单位作一个同样大小的方块，称为无面积拼块 在拼块上，将作业单位代号写在正中央，名称写在代号上面，“X=”写在代号下面；四个角分别放置与之成A、E、I、O级关系的，U级关系不用考虑做成的拼块如下所示25,,完成全部拼块后，可以裁下来进行布置摆放 摆放时，先找出关系最重要的，即A最多的，若A级数量相同，再比较E的将此块先放于中央位置，本例为1再看1块的A角（左上）和E角（右上） 摆放规则是：A级关系要边靠边放，E级关系至少角靠角，X级关系不能靠边也不能靠角26,本例先将2和6两块与1块靠边摆放，如图 (a)所示 完成1块的A级后，再看E级关系，本例将3块和10块与1块角靠角，见图 (b) 注意因为I和O对摆放关无多大用处，故在摆放图中省略在(b) 中注意A级关系的边靠边和E级关系的角靠角 接下来考察新加入的块，即2，6，3，10的A级和E级关系，这里先将5摆在6左边4则摆在3的右边，同样7摆4的右边如此类推，直到摆完为止27,因为A级关系边靠边，在完全空时有四种选择，所以最后的布置图有多种方案，如下四种。

这种类似摆积木的方法，虽然也得到多种方案，但总的来说，比线型图方法试错的次数要少得多，而且不存条的长短问题，更容易操作28,,对这些方案，我们可以作一个好坏评级方法是： 如果A级的没有靠近，则罚2分；X级的边靠边也罚2分；A级的只角靠角，为1分；X级角靠角，E级没有角靠角也罚1分 因此上述(a)方案的罚分是2分，是因为4 和6的E级关系没有角靠角而罚的；(b)也是罚2分，同样是4和6 的E级关系没满足；(c)因为将5和8两个X级关系摆在一起，而罚了4分，总罚分为8分；(d)的罚分则为10分 可见(a)、(b)两方案较好29,3物流流程分析,在完成的拼块图上可以进行物流流程分析 从本例来看，有一个明确的物流流程， 即收货(5)原料库(6)制造(1)焊接(2)油漆(3)装配(4)成品库(7)发货(8) 我们可以在完成的拼块图中标出这一流程，如下页图所示30,,注意(a)、(b)两方案均是收发不在同一方的，若考虑收发可以在同一边，(c)方案也不错而(d)方案没有流畅的流程，在此舍去31,4 面积图,面积图主要考虑两个问题： 各作业单位的面积需求 一是将前面分析各作业单位面积需求汇总，根据场地的要求，确定建筑的基本形状； 二是在此形状上按各作业单位的面积需求进行分配，结合上面布置图，作出有面积的块状布置图（Block Layout）。

32,,仍以上述工具箱厂为例，已知各作业单位的面积需求如下表所示可以算出，总需求为1681平方米，圆整为1800平方米，按长宽比为1:2得厂房尺寸为3060米以66=36平方米为基本单元格，则总共有50个单元格，各作业单位圆整后的单元格数如表中“单元格数”列 这样，面积块状布置就是在此50个格子上分配各作业单位33,,以前面图(a)的拼块图为基础，可以得到不同的格子布置图，如下图所示这里尽量保持各单位的完整性和物流流程的畅通当然得到的图形还显粗糙，需要进一步的调整与修正需要的面积常常受到实际可能或其他因素的限制，因此必须对所需面积进行适当调整，使之可行，即既符合建筑物的整体外形，又符合各作业单位面积的需要压缩一些不必要的面积，也可进行新的组合34,如上例，最后考虑到9、12、13和14四区域与生产制造的关系不是特别密切，建筑和使用要求也不一样，便将它们从厂房中另列出来，安排在紧靠厂房的办公房中，修正后的块状布置图如下35,5 详细布置,6.2.2 图论法,图论法中以结点代表部门，边代表部门之间的相互关系，可以是相关图的密切程度等级，也可以是从至表的物流量数值 这里的图不表示数量和距离等关系，只反映它们之间的接近程度，而且边不能相交，为平面图。

要形成MPG策略有二： 一是以相关图来构造并有选择地去掉一些不重要的连接边以确保最终图为平面图 二是保持平面性不变，逐渐加入结点形成邻接图图论法构造布置图,节点代表部门，边代表关系 图为平面图，没有边交叉 最大平面图MPG：不能再加入边 找到最大图再以此构造 布置图 节点插入法 以从至表或相关图为基础,37,最大平面图中最多3N-6条边（N3） 如6个作业单位（节点）时，最大平面图边数为3*6-6=12 而6个作业单位的两两相互关系为15,38,节点插入法,选择最大权重的作业单位对C-D 选择第三个节点B，因为它对C-D的合计权重最大,39,确定对已加入部门，剩下哪 一个部门的合计权重最大 此为A，置于图的中心“面”,40,检查每个面与5的关系 从上表看出5应插入ABD面中,最终布置,41,有助于得到部门的空间安排 对大问题难于找到最优解 不能代表每一种关系 许多因素没有考虑：距离 、成本、固定部门、实际物流路径,42,物流工程,第二十讲,主讲教师：孙宝凤学时：48,44,6.3 详细布置,块状布置图只是设施布置工作在部门级布置的初步成果，还要细化到更小的作业单位，安排工厂的设施和机器设备，作出详细布置。

详细布置在工厂里也称为车间布置，车间布置分又为车间总体布置和工作地布置 车间总体布置要确定车间级作业单位内部的组成单位（工段、班组等），实际上仍为块状布置，仍可用前面介绍的方法 工作地布置确定工作地、机床设备之间的相互位置详细布置主要是工作地布置和机器布置45,,例 连杆车间设计,46,6.3.1 工作地布置Layout of workplace,在实际布置中，除了考虑设施具体情况的要求外，还要考虑生产过程中现场工作地的要求，我们首先要检查工作地存在的问题1工作现场布置的几项原则,工具、物料定位放置，使作业者形成习惯，减少寻找时间； 运用各种方法使物料自动到达工作者身边； 使用频率高的工具、物料应放在作业者面前或身边； 尽量利用自动回位的方法消除放回时间； 工具、物料按最佳次序排列； 照明适当，视觉舒适； 工作台和坐椅的高度要适宜，应使作业人员感到方便舒适； 有噪声、粉尘、污水、高温等的工作点应予以隔离48,2工作地布置存在的问题及解决方法,工作地是否经常存在下列现象： 作业台很大，实际使用只需要一小部分，其余堆满了原材料、半成品及工夹具； 作业台只有一层，利用了平面空间，未利用立体空间，员工在一个很大的范围内拿取所需物品，既不方便又浪费时间； 物流箱、盒设计不合理，要么太大要么太小； 工作地放了很多私人物品； 材料、车辆、空箱、卡板、手推车到处都是，碍手碍脚。

49,定置管理与5S,除对主要生产设备安排适当位置外，还需要对其他部分，包括在制品暂存地、废品废料存放地、检验试验用地、工人工作地、通道、办公室、生活卫生设施辅助部门等安排合理的位置，确保工作环境整洁和生产安全 5S：厂房环境维持的5个步骤 1. 整理 (Seiri) 将现场里需要与不需要的东西，区别出来并将后者处理掉 2. 整顿 (Seiton) 将整理后需要的东西，安排成为有秩序的状态 3. 清扫 (Seiso) 保持机器及工作环境的干净 4. 清洁 (Seiketsu) 延伸干净的概念至自己本身，并且持续执行上述3个步骤 5. 素养 (Shitsuke) 以设立目标的方式，来建立自律以及养成从事5S的。