沈阳理工大学学士学位论文
都处于停滞和搬运，这严重的影响了企业经济效益的提高。在制造业中，总经营费用的 20%～50%是物料搬运费用，而设施布置的主要的目标就是使企业的物流合理、通畅和最大限度的减少物料搬运，优良的平面布局可使物料搬运费用至少减少 10%～30%，这将为企业赢得可观的效益，从而使企业在激烈的竞争中占据领先地位。“物流是企业的第三利润源泉”说明了制造系统物流的合理性，即设施布置的科学性，对企业经济发展的影响。可以说，设施的合理布局会使整个制造系统（尤其是中小型制造系统）具备更大优势，反之则会对人力物力造成极大的浪费。因此，从经济效益上来看，对制造系统的设施布局的优化布置的研究也是很有必要的。 1.1.2 论文研究的意义
本文在实地调查采集数据的基础上,以生产车间设施布局为研究对象,研究该类布局问题的有效求解方法。车间设施布局可分为块状布局和详细布局,前者不考虑设备的尺寸形状,只确定其在车间内的相对位置,而后者考虑设备的尺寸形状等信息,并确定其在车间内的坐标和方位。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
20世纪初，工业工程和科学管理的创始人之一吉尔布雷斯在建筑工作中提出的动作分析和后来的流程分析就带着物流分析的涵义。可以说自从有了工业生产就产生了工厂设计和企业物流的问题。19世纪末到20世纪初，以泰勒为首的工程师对工厂、车间和作坊进行了一系列的调查，细致的分析、研究了工厂内生产组织方面的问题，倡导科学管理的理念。当时工厂设计的活动主要有方法工程、工厂布置和物料搬运三种。其中方法工程研究的重点是工作测定、动作研究等工人的活动；工厂布置则研究机械设备、运输通道和场地的合理配合；物料搬运就是从原材料到制成品的物流控制。在此期间，主要凭经验和定性的方法开展工厂设计。
第二次世界大战后，被战争破坏的国家需要重新建立工厂，工厂的规模和复杂程度明显增大。工厂设计不仅要用复杂的系统设计、运筹学等，同时系统工程理论、电子计算机技术也得到普遍应用，并逐步扩大到非工业设计，包括各类服
2
沈阳理工大学学士学位论文
务设施，如机场、医院等。“工厂设计\一词也逐渐被“设施规划’’所涵盖。20世纪50年代，管理科学、工程数学、系统分析的应用，为工厂设计由定性分析转向定量分析创造了条件。这期间也陆续发表了一些工厂设计方面的专著，如爱伯尔的《厂布置与物料搬运》穆尔的《工厂与设计》20世纪90年代，结合现代制造技术和现代管理技术，物流系统的研究也扩大到从产品订货开始到销售的整个过程。
物流业在全球范围内迅速发展，其中最具代表性的是企业设施布局方法是R·缪瑟(R·Muther)提出的系统布置设计(SLP)方法，该方法提出了作业单位相互关系密级表示法，使布置由定性阶段逐渐过渡到定量布置阶段。该方法把产品、产量、工艺过程、辅助生产部门及生产时间安排作为给定的基本要素，作为布置设计工作的基本出发点，进行物流分析和作业单位相互关系分析，再依据作业单位的相互关系绘制作业单位位置相关图，并进行作业单位占地面积计算。然后把各作业单位占地面积附加到作业单位位置相关关图上，就形成了作业单位面积相关图。最后对作业单位面积相关图的原始图进行修正，并对布置方案进行评价和选优。
1.2.2 国内研究现状
新中国成立初期的工厂设计一直沿用前苏联的设计方法，对设备的布置及整个车间和厂区的布置则以定性布置为主。这种方法在当时起了积极作用。但随着科技的发展，人类空间的缩小，新建或改建一个工厂仍按此粗放型布置已越来越不适应我国经济的发展需要；1982年美国物流专家缪瑟(Richard Muther)来华讲授系统布置设计(SLP，Systematic Layout Planning)、物料搬运设计(SHA，Systematic Handing Analysis)、系统化工业设计规划(SPIF)，国内将其三本著作翻译出版，产生了极大的影响；日本物流专家也在北京、沈阳等地举办国际物流技术培训班，系统介绍了物流技术的合理化技术和企业物流诊断技术。
在这些理论的影响下，我国的物流工程与设施规划业迅速发展。但是，由于中国物流基础的落后，这些研究机构并没有真正起到应有的作用，相当一部分机构在很短的时间内就消失了。1994年开始至今，中国机械工程学会已成功举办6届现代物流技术与装备国际会议，2000年召开的第一届国际机械工程会议中专门设有物流工程及设施规划论坛。
2006年，尹向林，在物流技术在钢铁企业设施规划中的应用研究的论文中
3
沈阳理工大学学士学位论文
提出：物流技术在钢铁企业设施规划中应用的目的是从理论上突破旧的研究传统，完善理论与实践的关系，着重研究钢铁企业生产物流，与企业设施规划及企业发展主客体的互动关系。2005年，李红英等，在设施布置对生产物流的影响及应用方案评价的论文中提出：应用设施布置的优化数学模型，以设施间最小物料搬运费用为目标，结合某生产厂的平面布置方案，讨论不同的设施布置对生产物流系统的影响，来确定企业生产物流系统的平面布置的最优方案。从设施布置和生产物流的关系上来分析企业生产物流系统的平面布置，对企业外围的辅助生产设施没涉及。2005年，韩天渊，在沈阳机床齿轮厂物流分析与设施规划一文中提出：企业设施平面布置所依据的理论，包括生产流程设计，工艺过程分析，着重介绍了SLP系统设计模式；依据SLP理论确定出初步的车间平面布置方案，然后再对该方案的物流量进行进一步计算分析，通过采用适当的优化方法求出以物流量最小为优化目标的平面布置最优解，得到最终的设计改进方案。2004年，于辉等，在物流合理化及其在企业中的应用一文中，仅从理论的角度阐述、分析了物流合理化的内涵和理论模式，并对物流实践进行考察、分析、总结，提出了物流合理化的对策。
我国企业设施规划己逐渐与企业物流结合，但仍不够成熟。目前国内外大型的工矿企业的设施布置，基本思路利用传统的经验设计方法结合生产工艺流程对企业设施进行定性布置，而且这种方法现在也被国内绝大部设计院所采用。可见经验法也有其难能宝贵之处。但随着运筹学、系统工程等学科的发展及计算机技术的出现，实际规划中大多的经验法布置企业设施，缺乏定量化分析的弊端逐渐显现，为更好减少成本，本论文以企业物流合理化为研究目标，运用经验法与定量法相结合的研究方法，对企业设施规划进行探讨。
1.3 论文的研究目的和内容
1.3.1 研究目的
该课题将研究现今制造企业的生产物流特点，对设施布局评价指标体系进行优化，并且提出一整套分析优化制造企业设施布局的体系和方法，以此来改善生产物流，提高经济效益。
4
沈阳理工大学学士学位论文
1.3.2 研究内容
①针对制造企业的特点，提出分层次布局优化的方法，并对结构体系和方法体系进行了研究。
②设施布局评价指标体系研究，对已有的设施布局评价指标体系进行研究，分析布局优化的特点以及现阶段制造企业的特点，提出了设施布局优化评价指标体系；
③分析制造型企业的生产系统的各个层次设施布局模型，提出适合各个层次的模型和方法并对构建的方法进行研究；
④仿真评价研究，通过对优化前后的生产系统进行建模仿真，通过仿真结果对优化效果进行分析。
1.3.3 论文研究思路和总体构架
本文开头部分对课题提出的背景、发展及研究现状进行阐述，并进一步引出设施布局优化方法研究的必要性、研究目的和意义。第二部分介绍了设施布局方法的相关理论和方法流程。第三部分介绍了该课题研究的制造企业设施布局现状，并分析了现行设施布局方法中的问题，并提出了优化方法的总体思路、规划、技术路线等。第四部分在第二部分、第三部分的基础提出了层次化设施布局优化方法，并对该方法的各个流程进行详细的设计。第五部分进行了方法的应用研究。最后对该方法取得的效果进行仿真评价。
5
沈阳理工大学学士学位论文
2 设施规划与布局基本方法与理论
2.1 SLP方法
系统布置设计(Systematic layout planning，简称 SLP)是美国布置设计权威之一的理查德·缪瑟在总结了大量工厂布置设计经验的基础上，提供的一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的设施规划方法。这种方法在布置设计领域获得极其广泛的运用。它是一种条理性很强、物流分析与作业单位关系密切程度分析相结合、求得合理布置的技术，在布置设计领域获得了极其广泛的应用。 2.1.1 SLP 方法的基本要素
在 R.Muther 提出的系统布置设计（SLP）中，把产品 Product、产量 Quantity、生产路线 Route、辅助服务部门 Serve 及生产时间安排 Time 等作为给定的基本要素或者原始资料来处理，这样就形成了单纯工厂布置模型
① 产品 Product
是指待布置工厂将要生产的品种、原材料或加工的零件和成品等。具体包括品名、品种类型、材料、特性等，主要由生产纲领提供，它影响着生产系统的组成及其各作业单位间的相互关系、生产设备的类型、物料搬运方式等。
② 产量 Quantity
是指所生产的产品的数量，可用件数、重量、体积等来表示。它影响着生产系统的规模、设备的数量、运输量、建筑面积的大小等。
③ 生产路线 Route 为了完成产品的加工，生产满足质量要求的合格产品，必须制定的工艺路线或工艺规程，它影响着物料搬运路线、仓库、堆放地的位置以及各作业单位之间的关系等。
④辅助服务部门 Serve
生产系统的组成大体上可以分为基本生产车间、辅助生产车间、后勤服务、职能管理部门、科室部处、生活服务部门及仓储部门等。可以把为了保证基本生产车间和辅助生产车间正常运行所必须的工具、维修、动力、管理部门、停车场、绿化带以及后勤保障部门等统称为辅助服务部门 S，其占地总面积有时甚至大于生产车间所占面积，所以布置设计时应给予足够的重视。
6