第 1 章  緒  論

1.1 研究背景及意義
對于任何一個國家而言，制造業(yè)是基礎(chǔ)行業(yè)，它的發(fā)展水平?jīng)Q定了國家的經(jīng)濟發(fā)展水平。隨著全球競爭程度的加劇，制造業(yè)企業(yè)的經(jīng)營模式也發(fā)生了變化，由簡單的企業(yè)模式發(fā)展為集團化、國際化的大型企業(yè)，企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備投入加大，規(guī)模擴大。企業(yè)規(guī)模擴大的同時，也使得制造類企業(yè)面臨的競爭壓力更大，各種持續(xù)的、易變的全球性競爭隨之而來，原來的設(shè)施、技術(shù)不再適應(yīng)新的競爭環(huán)境和新的生產(chǎn)方式，更具柔性化的大批量定制型生產(chǎn)方式代替了原有的單一品種、單一樣式的大規(guī)模生產(chǎn)，進一步優(yōu)化了制造類企業(yè)的生產(chǎn)模式。中國是制造業(yè)的大國，在制造技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，我國制造類企業(yè)的生產(chǎn)水平和能力也得到了一定的提高，在一定程度上降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，但是，由于我國原有經(jīng)濟體制相對落后，企業(yè)管理機制和運行機制不完善，大部分制造類企業(yè)存在著很多問題。如選址不科學(xué)，布置不合理，物流部順暢以及企業(yè)面積不適當(dāng)?shù)�，造成了人力、物力、財力的浪費。阻礙制造類企業(yè)進一步發(fā)展的瓶頸之一主要是現(xiàn)有生產(chǎn)能力跟不上設(shè)施布置現(xiàn)狀的發(fā)展，從而影響了我國制造業(yè)的健康發(fā)展。 近年來，為了適應(yīng)市場的變化，也為了在激烈的競爭中取得勝利，很多制造類企業(yè)逐漸認(rèn)識到設(shè)施布置設(shè)計及優(yōu)化的重要性，并意識到實現(xiàn)物流合理化對設(shè)施布置設(shè)計及優(yōu)化的重要作用。對制造業(yè)而言，物料在各個設(shè)施之間的流動是生產(chǎn)過程中必不可少的環(huán)節(jié)。實現(xiàn)高效的物流運作就相當(dāng)于是降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，縮短了產(chǎn)品交貨的時間，從而在一定程度上提高了企業(yè)的競爭力�？茖W(xué)的設(shè)計設(shè)施布置方案不僅是新的生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計的重要內(nèi)容，也是改良舊的生產(chǎn)系統(tǒng)的重要方面，因此，設(shè)計出科學(xué)的設(shè)備布置方案，對企業(yè)物流高效化的實現(xiàn)具有重要的作用，為企業(yè)贏得市場奠定重要基礎(chǔ)。 
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1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
國外相對較早的提出了設(shè)施布置設(shè)計的相關(guān)理論，形成了較為系統(tǒng)的知識體系。在設(shè)施布置優(yōu)化設(shè)計方面，早在 1957 年研究學(xué)者 Koopmans 和 Beckman 在描述設(shè)施布置問題時采用二次指派問題(QAP)[1]，這也是第一次采用該方法來研究設(shè)施布置問題，從而建立了以最小化全部的物料儲運費用為目標(biāo)的優(yōu)化模型；Kouvelis 和 Kim[2]采用分枝定界算法求解了自動制造系統(tǒng)的單向環(huán)網(wǎng)布局問題；在此基礎(chǔ)上，Melley 等[3]也運用該方法有效解決了矩形區(qū)域內(nèi)放置矩形塊的布局設(shè)施優(yōu)化問題。 l967 年，R.C Lee 和 J.M.Moore 從量化作業(yè)舉位相互關(guān)系以確定個作業(yè)單位之間的關(guān)聯(lián)程度的角度出發(fā)，提出了一種新的結(jié)構(gòu)算法，名為系統(tǒng)布置設(shè)計算法(Computerized Relationship Layout Planning，簡稱 CORELAP)，它的目標(biāo)是希望實現(xiàn)各部門之間最大的密切度，從而提高效率，而這種程序?qū)嵸|(zhì)上就是通過計算機來實現(xiàn)的 SLP[5]。 1973 年，Kouvdis 和 Melle[6]同樣運用分枝定界算法來解決資源約束項目的調(diào)度問題，并在此基礎(chǔ)上進一步提出了更為有效的模型—QSP(Quadratic SetCovering Problem，二次布置占有問題)模型。該模型的方法是將需要布置的工作區(qū)面積分解為若干列小柵格，并將大物流引入同一工作區(qū)，實現(xiàn)工作區(qū)的連續(xù)、高效。 1985 年 Lawler[7]在研究對等性分配問題時，發(fā)現(xiàn)其研究結(jié)果等價于 QAP 模型，因此，Lawler 第一次將布局問題用線性整數(shù)規(guī)劃來描述。 1978 年，在此后的學(xué)者如 Kaufinan 和 Broeckx[8]同樣將布局問題以混合整數(shù)規(guī)劃問題(MIP)的形式來表示，得出該模型與 QAP 也是基本等價的結(jié)論。 Tavares 通過研究，提出了在車間設(shè)施布局中含有約束條件的布局模型，并根據(jù)這些約束條件進行了啟發(fā)式搜索，降低了各車間之間的物流費用。 而 Kouvelis et.al 指出，制造系統(tǒng)設(shè)計早期最亟待解決的關(guān)鍵問題之一就是生產(chǎn)設(shè)施的布置問題。
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第 2 章  設(shè)施布局的基本理論

2.1  設(shè)施的概念
設(shè)施布局中的“設(shè)施”是指生產(chǎn)或者服務(wù)系統(tǒng)運行的有形的資產(chǎn)及其相關(guān)的輔助設(shè)施，根據(jù)不同的角度，現(xiàn)將不同的設(shè)施進行分類。根據(jù)設(shè)施的移動狀態(tài)，可以分為動態(tài)設(shè)施和靜態(tài)設(shè)施。其中，動態(tài)設(shè)施是指位置可移動設(shè)施，如部分運輸設(shè)備、小型生產(chǎn)設(shè)備等；靜態(tài)設(shè)施是指受條件所限不能移動的設(shè)施，如大型生產(chǎn)設(shè)備、廠房和倉庫等[22]。 按照資產(chǎn)的所有權(quán)，可以分為自有設(shè)施和公有設(shè)施。其中，自有設(shè)施是指改生產(chǎn)或者服務(wù)企業(yè)自己擁有所有權(quán)的設(shè)施，如購買的生產(chǎn)設(shè)備、運輸設(shè)備、廠房設(shè)備及物流設(shè)備等；公有設(shè)施是指非自身擁有，而是由第三方機構(gòu)或政府部門提供的，供企業(yè)有償或無償使用的設(shè)施，如倉儲中心、配送中心等。 按照實物形態(tài)，可以分為機器設(shè)備、實體建筑和物品物料三個方面。機器設(shè)備是指涉及企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中的設(shè)施，分為主要生產(chǎn)設(shè)備、輔助設(shè)備和搬運設(shè)備等；實體建筑是指企業(yè)的外圍設(shè)施，也就是廠房、倉庫、辦公大樓等；物品物料主要是用于生產(chǎn)的原材料和生產(chǎn)出的半成品及產(chǎn)成品，物品物料主要是由于大量存儲的形式和進出控制方式等影響設(shè)施的布局結(jié)構(gòu)。 
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2.2  設(shè)施布局的研究范圍
設(shè)施布局的研究范圍較廣，內(nèi)容涉及各個行業(yè)各個經(jīng)濟活動單元，各個需要占據(jù)空間的實體，也包括人。對制造類行業(yè)來說，主要體現(xiàn)在廠址選擇、廠區(qū)平面布置和物料搬運等研究方面[23]。 設(shè)施規(guī)劃主要是指設(shè)施的自身設(shè)計問題和設(shè)施的位置選擇兩個方面，其中設(shè)施的自身設(shè)計包括設(shè)施布局設(shè)計和搬運系統(tǒng)設(shè)計，如圖 2-2 所示：   根據(jù)影響工廠位置的因素特點，分為定性的非成本因素和定量的成本因素。定性的非成本因素主要是指不可控的客觀因素，包括企業(yè)所在地的地理環(huán)境、國家政策法規(guī)及科技發(fā)展水平等；定量的成本因素是指可以量化計算的因素，，包括原材料成本、運輸成本、土地成本、建筑成本以及動力能源和勞動力資源成本等。 設(shè)施布局設(shè)計在確定的設(shè)施位置基礎(chǔ)上，合理安排企業(yè)內(nèi)的各種設(shè)施的擺放位置，盡可能的減少物料的搬運距離、縮短搬運的時間，保障物流、人流的順暢有序，降低生產(chǎn)成本。在制造企業(yè)中，設(shè)施布局設(shè)計包括工廠布局和車間布局。 設(shè)施布局主要包括工廠布局和車間布局。工廠布局需要根據(jù)各設(shè)施之間的相互關(guān)系和設(shè)備占據(jù)空間大小，對生產(chǎn)車間、辦公大樓、相關(guān)服務(wù)部門以及道路走向等進行科學(xué)布局。車間布局則主要考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)流程和產(chǎn)品的流量等方面。 
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第 3 章  系統(tǒng)布置設(shè)計（SLP） ......... 13 
3.1 SLP  概述 ........ 13 
3.2  系統(tǒng)布置設(shè)計的基本要素和步驟........ 13 
3.2.1 系統(tǒng)布置設(shè)計的基本要素........... 13 
3.2.2 系統(tǒng)布置設(shè)計的基本步驟........... 16 
3.3 SLP 的實施 ..... 17 
3.3.1  物流分析...... 17 
3.3.2  非物流關(guān)系分析.......... 18 
3.3.3  綜合相互關(guān)系分析...... 19 
3.3.4  作業(yè)單元位置的確定.......... 19 
3.4  本章小結(jié)........ 19 
第 4 章  設(shè)施布置應(yīng)用案例........ 20 
4.1  車間概況........ 20 
4.2  車間 SLP 分析 ....... 20 
4.3  車間布置設(shè)計方案........ 26 
4.4 本章小結(jié)......... 26 
第 5 章  企業(yè)生產(chǎn)物流設(shè)施布置綜合評價........ 27 
5.1  直覺模糊法.... 27 
5.2  構(gòu)建綜合評價指標(biāo)體系........ 30 
5.3  基于直覺模糊相似度的生產(chǎn)物流設(shè)施布置綜合評價........ 30 
5.4  生產(chǎn)物流設(shè)施布置綜合評價........ 40 
5.5 本章小結(jié)......... 43 

第 5 章  企業(yè)生產(chǎn)物流設(shè)施布置綜合評價 

5.1  直覺模糊法 

直覺模糊集評價一種比較先進的分析方法，處理模糊信息的能力也更強。直覺模糊集在處理模糊性和不確定性方面更具實用性和靈活性[31]。所以本文采用此方法對企業(yè)生產(chǎn)制造物流系統(tǒng)進行評價。 輔助服務(wù) S 就是旨在為保證生產(chǎn)正常運行而開展的輔助服務(wù)性活動、建立設(shè)施以及所提供的人員服務(wù)。輔助服務(wù)廠區(qū) S 指的是其他營業(yè)單位除物流業(yè)務(wù)單位，包括管理，運營部門協(xié)助生活服務(wù)部門的功能。這些工作單位主要為物流服務(wù)，貿(mào)易展覽等功能提供支持和保障，物流業(yè)務(wù)在一定程度上對效率的影響，對整個廠區(qū)的布局設(shè)計布局有很大的影響應(yīng)充分重視。時間要素是指在什么時候、用多少時間生產(chǎn)出產(chǎn)品，包括每個工序的所需的操作時間、產(chǎn)品的生產(chǎn)時間。在整個工藝過程設(shè)計中，根據(jù)時間因素來確定生產(chǎn)所需設(shè)備的情況、作業(yè)安排情況和操作人員情況，平衡工藝流程中各個工序的生產(chǎn)時間。

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結(jié)論

車間設(shè)施布局設(shè)計能夠直接影響企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營成本，進而影響企業(yè)的效益。科學(xué)合理的設(shè)施布局能夠使企業(yè)在殘酷的市場競爭中保持較好的競爭優(yōu)勢。本文在研究設(shè)施布局相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，分析了生產(chǎn)車間的布局特點，提出了基于 SLP 法的設(shè)施布局優(yōu)化方法并將此方法應(yīng)用與解決某摩托車生產(chǎn)車間設(shè)施布局優(yōu)化問題；設(shè)置評價指標(biāo)體系，運用直覺模糊集綜合評價方法對物流設(shè)施布局進行評價分析，為布局決策提供科學(xué)依據(jù)。 本文的研究工作取得的主要成果如下： （1）分析了物流設(shè)施布置的基本原理，綜合考慮了物料搬運費用、作業(yè)單位間搬運工作量和物料搬運距離的影響，并綜合分析了車間布局的約束條件。 （2）提出了 SLP 的設(shè)施布局優(yōu)化方法，并將其應(yīng)用于車間設(shè)施布置優(yōu)化中。對 SLP 法的理論進行了詳細的分析，針對該方法的優(yōu)缺點，構(gòu)建了基于 SLP 法的生產(chǎn)車間設(shè)施布局優(yōu)化方法，并論述了其解決車間布局問題的運行步驟。 （3）將以上研究成果應(yīng)用于某摩托車生產(chǎn)車間的設(shè)施布局優(yōu)化中，通過使用 SLP 方法，驗證了該方法在設(shè)施布局優(yōu)化問題中的有效性。 （4）根據(jù)系統(tǒng)方法分析設(shè)施布置評價問題，找到了這一評價問題所涉及的決策目標(biāo)、根本目標(biāo)、評價屬性等。根據(jù)分析結(jié)果建立了制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)車間設(shè)施布置評價目標(biāo)及對應(yīng)屬性構(gòu)架； （5）根據(jù)對評價屬性的分類，運用直覺模糊評價方法對制造業(yè)生產(chǎn)物流系統(tǒng)布置進行評價。
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參考文獻(略)

本文編號：41298