第四章布局設(shè)計

1、第四章第四章 布局設(shè)計（一）布局設(shè)計（一）熊燕華Page 2本章重點是開發(fā)塊狀布置圖，即假定各部門形狀均是規(guī)則的矩形。研究目的是明確各部門的相對位置。部門內(nèi)部的設(shè)備、工作站的具體布置圖非本章討論物料搬運系統(tǒng)設(shè)計與布局設(shè)計，究竟哪個工作在前？熊燕華Page 3第一節(jié)第一節(jié) 布局方法概述布局方法概述Richard Muther (美) 基于物料搬運分析 SLPJames M. Apple （美） 基于物料搬運新鄉(xiāng)重夫（日） 基于工廠、車間、工位的三級布局熊燕華Page 4 CRAFT BLOCPLAN MIP LOGIC熊燕華Page 5一、一、Apple的的 工廠布局方法工廠布局方法1.取得基本

2、資料數(shù)據(jù)2.分析基本資料3.設(shè)計生產(chǎn)工藝和程序4.規(guī)劃物料流動的模式5.考慮一般的物料搬運計劃6.計算設(shè)備需求7.規(guī)劃各工作站8.選擇特殊的物料搬運設(shè)備9.協(xié)調(diào)相關(guān)的作業(yè)10.設(shè)計作業(yè)單位的的相互關(guān)系圖11.決定基本存儲單元SKU12.規(guī)劃服務(wù)及輔助作業(yè)設(shè)備13.決定所需要的空間14.給各作業(yè)單位分配面積15.考慮建筑物的類型16.完成總體布局方案17.選用適當?shù)娜藛T來評估，調(diào)整及檢查布局18.取得批準19.進行布局20.對布局的執(zhí)行實施跟蹤數(shù)據(jù)收集與初步分析搬運分析布局設(shè)計評價與實施熊燕華Page 6二、二、Reed的方法的方法 （系統(tǒng)工作計劃）（系統(tǒng)工作計劃） 1.分析產(chǎn)品的制造過程2.決

3、定制造該產(chǎn)品所需要的程序3.準備布局計劃圖表4.決定工作站設(shè)計5.分析所需要的存儲區(qū)6.規(guī)定通道的至少寬度7.建立所需要的辦公室8.考慮人員及服務(wù)設(shè)施9.研究工廠服務(wù)項目 10.提供未來擴展準備1.工藝流程圖2.每項操作的具體時間3.機器的選擇與布局4.人員的選擇與平衡5.物料搬運需求熊燕華Page 7三、三、Muther的系統(tǒng)布局方法的系統(tǒng)布局方法SLP(Systematic layout planning SLP)簡化加工或作業(yè)過程；簡化加工或作業(yè)過程；有效地利用設(shè)備、空間、能源和人力資源；有效地利用設(shè)備、空間、能源和人力資源；最大限度地減少物料搬運；最大限度地減少物料搬運；縮短生產(chǎn)作業(yè)周

4、期；縮短生產(chǎn)作業(yè)周期；力求投資最低；力求投資最低；為職工提供方便、舒適、安全和職業(yè)衛(wèi)生的條件。為職工提供方便、舒適、安全和職業(yè)衛(wèi)生的條件。熊燕華Page 8第二節(jié)第二節(jié) SLP熊燕華Page 91 資料資料 PQRST 產(chǎn)品 數(shù)量 生產(chǎn)路徑 輔助服務(wù)設(shè)施 生產(chǎn)時間安排 同時也需要對同時也需要對作業(yè)單位的劃分情況進行分析作業(yè)單位的劃分情況進行分析，通過分解與合并，得到，通過分解與合并，得到最佳的作業(yè)單位劃分最佳的作業(yè)單位劃分狀況。所有這些均作為系統(tǒng)布置設(shè)計的原始資料。狀況。所有這些均作為系統(tǒng)布置設(shè)計的原始資料。2 P-Q分析分析 以產(chǎn)品種類和數(shù)量產(chǎn)品種類和數(shù)量為依據(jù)選擇布局方式和分析工具 種類少

5、產(chǎn)量高： 產(chǎn)品型布局 線圖或操作程序圖 種類多產(chǎn)量低： 工藝型布局 從至圖 介于中間： 成組布局 多項產(chǎn)品程序圖熊燕華Page 10 數(shù)量：數(shù)量：當量物流量 種類種類： 在實際工作中物料通常按的物理特征進行分類，其分類依據(jù)是等七種主要因素。 為了不使物料分類過多，不便以后進行物流分析，一般在企業(yè)物流范圍內(nèi)應(yīng)將物料分類數(shù)控制在10類左右，最多也不宜超過15類 物料物料名稱名稱包裝包裝單元單元單元的物理特征單元的物理特征其他特征其他特征類類別別尺寸尺寸/cm/cm直徑或直徑或重量重量/kg/kg形狀形狀易損性易損性狀態(tài)狀態(tài)數(shù)量數(shù)量特征特征時間時間性性特性特性要求要求長長寬寬高高鋼帶卷直徑60252

6、.75.4盤狀少d空紙袋捆70486022矩形易撕破少d油料豆袋80402044矩形中等c魚油桶直徑6080148圓柱型有油膩多b乳酸壇直徑60 6540圓柱怕破碎很少d熊燕華Page 11 P-QP-Q分析步驟分析步驟（1）繪制PQ圖 其中P代表物料種類，Q代表物流量（當量物流量）。根據(jù)每一種物料Pi（il，2，n）其對應(yīng)點Qi，即可畫出由直方圖表示的P-Q圖。（2）對PQ圖進行ABC分類P1P2P3P4Pn-1PnPQABCP-Q圖 一般一般A類物料占總品種數(shù)的類物料占總品種數(shù)的5-10，物流量占，物流量占70以上；以上； B類物料占總品種數(shù)的類物料占總品種數(shù)的20左右，物流量占左右，物流

7、量占20左右；左右； C類物料占總品種數(shù)的類物料占總品種數(shù)的70以上，其物流量僅占以上，其物流量僅占5-10左右。左右。 上述百分比不是絕對的。這樣做可以抓住重點，有利于分析與設(shè)計的進行。必要時，可上述百分比不是絕對的。這樣做可以抓住重點，有利于分析與設(shè)計的進行。必要時，可忽略忽略C類物料。類物料。熊燕華Page 123 物料流程分析和作業(yè)單位相互關(guān)系分析物料流程分析和作業(yè)單位相互關(guān)系分析 物流分析從至表等 作業(yè)單位相關(guān)分析作業(yè)單位相關(guān)圖 作業(yè)單位間的物流分析的結(jié)果，可以用來表示； 作業(yè)單位非物流的相互關(guān)系可以用來表示。熊燕華Page 13 SLP中將物流強度轉(zhuǎn)化成五個等級，分別用符號A、E、

8、I、0、U來表示，其物流強度逐漸減小，對應(yīng)著超高物流強度、特高物流強度、較大物流強度、一般物流強度和可忽略搬運五種物流強度。 物流強度等級物流強度等級符號符號物流路線比例物流路線比例（% %）承擔的物流量比承擔的物流量比例（例（% %）超高物流強度超高物流強度A A10104040特高物流強度特高物流強度E E20203030較大物流強度較大物流強度I I30302020一般物流強度一般物流強度O O40401010可忽略搬運可忽略搬運U U物流強度等級比例劃分表物流強度等級比例劃分表熊燕華Page 14例：利用物流相關(guān)表進行物流關(guān)系設(shè)施平面布置。已知六部門之間的物流從至表如下A1A2A3A4

9、A5A6面積面積A12121300A2131200A324100A411200A511100A61100熊燕華Page 15（1）將從至表上的順行的物流量與逆行的物流量相加，得對流物流量。并）將從至表上的順行的物流量與逆行的物流量相加，得對流物流量。并從大到小排序。從大到小排序。對流物流量表對流物流量表A1A2A3A4A5A6面積面積A12(5)12(1)1(7)300A23(4)4(3)1(8)200A34(2)100A42(6)1(9)200A51(10)100A6100熊燕華Page 16（2）有了對流物流量，根據(jù)對流物流量得大小順序，作物流強度分析，）有了對流物流量，根據(jù)對流物流量得大

10、小順序，作物流強度分析，確定各單位之間的物流密切程度等級確定各單位之間的物流密切程度等級物流強度分析表物流強度分析表序序號號作業(yè)單作業(yè)單位對位對強強度度值值物流強度物流強度路路線線累累計計路線路線比例比例累計累計物流物流強度強度比例比例強強度度等等級級11312 11039A234422026E3244 3E4233 43022I5122 5I6452 6I7151 74013O82618O9461 9O10561 10O合計合計31123456789101112熊燕華Page 17 以單位配對關(guān)系計算公式：N(N-1)/2 （N為單位個數(shù)）計算，可得本例作業(yè)單位有15對配對關(guān)系計算過程：6(

11、6-1)/2=65/2=15，而實際發(fā)生物流關(guān)系的路線只有10條。 因此按實際發(fā)生物流關(guān)系的路徑進行等級A、E、I、O劃分，沒有物流關(guān)系的路徑其搬運可忽視，均定義為U級。熊燕華Page 18（3）在行與列的相交方格中填入行作業(yè)單位與列作業(yè)單位間的）在行與列的相交方格中填入行作業(yè)單位與列作業(yè)單位間的物流強度等級，得物流原始相關(guān)表物流強度等級，得物流原始相關(guān)表A1A1A2A2A3A3A4A4A5A5A6A6A1A1I IA AU UO OU UA2A2I II IE EU UO OA3A3A AI IE EU UU UA4A4U UE EE EI IO OA5A5O OU UU UI IO OA6

12、A6U UO OU UO OO O物流原始相關(guān)表物流原始相關(guān)表熊燕華Page 19（4）繪制作業(yè)單位物流相關(guān)表。）繪制作業(yè)單位物流相關(guān)表。 右上三角矩陣表格與左下三角矩陣表格對稱、 物流相關(guān)表下三角矩陣表格，將右上三角矩陣變形，就得到了SLP中著名的物流相關(guān)表了物流相關(guān)表物流相關(guān)表熊燕華Page 204 綜合關(guān)系相關(guān)表綜合關(guān)系相關(guān)表 物流、非物流關(guān)系綜合分析 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)系表綜合成綜合相互關(guān)系表。熊燕華Page 215作業(yè)單位位置相關(guān)圖作業(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

13、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)系相對位置關(guān)系，有些資料上也稱之為拓樸關(guān)系拓樸關(guān)系。這時并未考慮各作業(yè)單位具體的占地面積從而得到的僅是作業(yè)單位相對位置，稱為位置相關(guān)圖。6面積相關(guān)圖面積相關(guān)圖 相對位置+面積 可多種方案各作業(yè)單位所需占地面積與設(shè)備、人員、通道及輔助裝置等有關(guān)，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。熊燕華Page 227修正修正 考慮物料搬運方式、操作方式、成本、安全等限制作業(yè)單位面積相關(guān)圖只是一個原始布置圖，還需要根據(jù)其他因素進行調(diào)整與修正。此時需要考慮

14、的修正因素包括物品搬運方式、操作方式、儲存周期等，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)個有價值的可行設(shè)施布置方案。8評價、擇優(yōu)評價、擇優(yōu)針對前面得到的數(shù)個方案，需要進行技術(shù)、費用及其他因素評價，通過對各方案比較評價，選出或修正設(shè)計方案，得到布置方案圖。熊燕華Page 23例：已知根據(jù)某物流中心各作業(yè)部門的從至表、物流強度（雙向物流加總），得到物流相關(guān)表如表1、非物流作業(yè)單位相關(guān)表如表2，物流與非物流相互關(guān)系相對重要性的比值m：n2：1，對物流與非物流相關(guān)密切程度等級值：A=4，E=3，I=2，O=1，U=

15、0，X=1，綜合相互關(guān)系等級劃分標準見表3，試建立作業(yè)單位綜合相關(guān)表，并繪制各功能作業(yè)區(qū)域位置與面積相關(guān)圖。熊燕華Page 24表表1 物流中心各功能區(qū)物流相關(guān)表物流中心各功能區(qū)物流相關(guān)表收發(fā)區(qū)收發(fā)區(qū)理貨區(qū)理貨區(qū)加工區(qū)加工區(qū)保管區(qū)保管區(qū)揀選區(qū)揀選區(qū)收發(fā)區(qū)收發(fā)區(qū)AIUU理貨區(qū)理貨區(qū)IAU加工區(qū)加工區(qū)EE保管區(qū)保管區(qū)A揀選區(qū)揀選區(qū)（1）根據(jù)獲得的從至表，將物流量折成物流強度等級，得到物流相關(guān)表熊燕華Page 25 表表2 非物流作業(yè)單位相關(guān)表及作業(yè)單位面積非物流作業(yè)單位相關(guān)表及作業(yè)單位面積收發(fā)區(qū)收發(fā)區(qū)理貨區(qū)理貨區(qū)加工區(qū)加工區(qū)保管區(qū)保管區(qū)揀選區(qū)揀選區(qū)面積（面積（m2）收發(fā)區(qū)收發(fā)區(qū)AUUE200理貨區(qū)

16、理貨區(qū)OIO200加工區(qū)加工區(qū)EU400保管區(qū)保管區(qū)U600揀選區(qū)揀選區(qū)400（2）根據(jù)相關(guān)圖，得到非物流相關(guān)表熊燕華Page 26表表3 綜合相互關(guān)系等級劃分標準綜合相互關(guān)系等級劃分標準關(guān)系等級關(guān)系等級總分總分等級符號等級符號作業(yè)單位對比作業(yè)單位對比例（）例（）絕對必要靠近絕對必要靠近1112A1-10特別重要靠近特別重要靠近910E2-20重要重要68I3-30一般一般3-5O5-40不重要不重要0-2U50-80不希望靠近不希望靠近X0-10熊燕華Page 27序號作業(yè)單位對關(guān)系密切程度綜合關(guān)系部門部門物流關(guān)系（權(quán)值：2）非物流關(guān)系（權(quán)值1）等級分值等級分值分值等級1收發(fā)區(qū)理貨區(qū)A4A4

17、12A2收發(fā)區(qū)加工區(qū)I2U04O3收發(fā)區(qū)保管區(qū)U0U00U4收發(fā)區(qū)揀選區(qū)U0E33O5理貨區(qū)加工區(qū)I2O15O6理貨區(qū)保管區(qū)A4I210E7理貨區(qū)揀選區(qū)UOO11U8加工區(qū)保管區(qū)E3E39E9加工區(qū)揀選區(qū)E3U06I10保管區(qū)揀選區(qū)A4U08I表表4 4 作業(yè)單位綜合相互關(guān)系作業(yè)單位綜合相互關(guān)系（3）得到綜合等級關(guān)系，建立綜合相關(guān)表）得到綜合等級關(guān)系，建立綜合相關(guān)表熊燕華Page 28表表5 作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表收發(fā)區(qū)收發(fā)區(qū)理貨區(qū)理貨區(qū)加工區(qū)加工區(qū)保管區(qū)保管區(qū)揀選區(qū)揀選區(qū)面積（面積（m2）收發(fā)區(qū)收發(fā)區(qū)AOUO200理貨區(qū)理貨區(qū)OEU200加工區(qū)加工區(qū)EI400保管區(qū)保管

18、區(qū)I600揀選區(qū)揀選區(qū)400熊燕華Page 29表表6 作業(yè)單位綜合接近程度排序表作業(yè)單位綜合接近程度排序表收發(fā)區(qū)收發(fā)區(qū)理貨區(qū)理貨區(qū)加工區(qū)加工區(qū)保管區(qū)保管區(qū)揀選區(qū)揀選區(qū)面積（面積（m2）收發(fā)區(qū)收發(fā)區(qū)A/4O/1U/0O/1200理貨區(qū)理貨區(qū)A/4O/1E/3U/0200加工區(qū)加工區(qū)O/1O/1E/3I/2400保管區(qū)保管區(qū)U/0E/3E/3I/2600揀選區(qū)揀選區(qū)O/1U/0I/2I/240068785排序排序41325（4）得到作業(yè)單位接近程度綜合排序表）得到作業(yè)單位接近程度綜合排序表熊燕華Page 30 A E I O U X（5 5）繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖）繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖 熊燕華

19、Page 31處理A作業(yè)對處理E作業(yè)對處理I作業(yè)對補全關(guān)系線位置修正收發(fā)區(qū)理貨區(qū)保管區(qū)加工區(qū)收發(fā)區(qū)理貨區(qū)理貨區(qū)保管區(qū)保管區(qū)加工區(qū)揀選區(qū)加工區(qū)揀選區(qū)保管區(qū)揀選區(qū)熊燕華Page 32作業(yè)單位位置面積相關(guān)圖作業(yè)單位位置面積相關(guān)圖1 1保管區(qū)理貨區(qū)收發(fā)區(qū)加工區(qū)揀選區(qū)（6 6）繪制作業(yè)單位位置面積相關(guān)圖）繪制作業(yè)單位位置面積相關(guān)圖（7 7）最終修正）最終修正保管區(qū)理貨區(qū)收發(fā)區(qū)揀選區(qū)加工區(qū)作業(yè)單位位置面積相關(guān)圖作業(yè)單位位置面積相關(guān)圖2 2保管理 貨區(qū)收 發(fā)區(qū)加 工區(qū)揀選區(qū)區(qū)熊燕華Page 33第三節(jié)第三節(jié) 布局算法布局算法一、算法分類一、算法分類1按輸入數(shù)據(jù)類型分按輸入數(shù)據(jù)類型分 定性資料 如相關(guān)圖 定量

20、資料 如從至表 多數(shù)算法均接受兩種數(shù)據(jù)。 現(xiàn)在更趨向于用從至表。 通過給密切程度等級賦值，相關(guān)圖從至表 通過把物流量轉(zhuǎn)化為等級，從至表相關(guān)圖 當相關(guān)單位多時，可先手工生成從至表，然后由計算機合并成綜合從至表。 熊燕華Page 342按目標函數(shù)分按目標函數(shù)分 基于距離 Min 流量ij距離ij 使運輸量最小 或 Min 流量ij單位成本ij距離ij 基于相近程度 Max 流量ij xij 使相鄰值最大 其中xij= 前者的輸入數(shù)據(jù)為從至表 后者的輸入數(shù)據(jù)為相關(guān)圖，fij（流量）多用關(guān)系等級分值代表 此算法未考慮部門間的距離，沒有全面衡量布局效率，非相鄰部門的優(yōu)化未考慮，可能導致非相鄰部門的距離過

21、遠。 1 i，j相鄰時 0熊燕華Page 353按布局表現(xiàn)形式分按布局表現(xiàn)形式分 離散型 將總面積劃分成尺寸合適的單元格 利于計算機實現(xiàn)，但格子大小的規(guī)定要細考慮 大，不精確 小，計算量大 連續(xù)型 算法實現(xiàn)難，僅適用于廠房、部門均為矩形時離散型連續(xù)型（實際沒有格子）熊燕華Page 364. 按功能分按功能分 改進型 構(gòu)造型熊燕華Page 37二、常用及最新算法二、常用及最新算法 作業(yè)單位對兩兩交換法 圖論法 CRAFT法 最早的計算機算法之一 基礎(chǔ) BLOCPLAN MIP LOGIC MULTIPLE 最常用的熊燕華Page 38三、作業(yè)單位對兩兩交換法三、作業(yè)單位對兩兩交換法 改進型 適用

22、于部門面積相等的情況 思路：在初始布局方案下，計算所有兩兩交換時的運輸量，選擇最小的作為改進方案（最速下降法），反復迭代。 例：初始方案 各部門面積相等 從至表熊燕華Page 39（1）計算現(xiàn)行方案下的部門間距離和總運輸量 距離表 TC1234=101+152+203+101+52+51=125熊燕華Page 40TC2134=105（2）找出所有兩兩交換方案，計算相應(yīng)的距離和總運輸量 1-2 1-3 1-4 2-3 2-4 3-4 距離表TC3214=95TC4231=120TC1324=120TC1432=105TC1243=125熊燕華Page 41（3）在 方案下，尋找所有兩兩交換方案

23、TC2314=90TC4213=105TC3124=95TC3412=105TC3241=110熊燕華Page 42（4）在 方案下，繼續(xù)尋找所有兩兩交換方案 結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有兩兩交換方案的TC都高于TC2314， 因此最終方案為2314布局 注：這種方法依賴于初始布局，不同的初始方案優(yōu)化得到的結(jié)果可能不一樣。只能說是局部最優(yōu)解。熊燕華Page 43四、四、 MULTIPLE算法算法1. 改進型算法2. 采用從至表作為物流量的輸入數(shù)據(jù)，3. 以部門矩心直角距離為距離度量，4. 目標函數(shù)：總物流成本（搬運量）最小化5. 由一個規(guī)劃人員制定的初始部門位置開始，通過特有的空間填充曲線來實現(xiàn)部門位置兩兩交

24、換方式改進。熊燕華Page 44 ) 最早是由意大利數(shù)學家匹諾( Peano G) 于1890 年提出的, 在MULTIPLE中用于在兩個部門交換后重新構(gòu)造一個新的布置方案。 它是一種在二維平面或三維立體空間內(nèi)穿行的曲線?？梢宰詣永@過固定部門或障礙。 在二維平面的情況下， 如果把一個平面劃分成若干個正方形， 空間填充曲線需穿過每個正方形，且需滿足： （1）曲線只允許穿過每個正方形一次； （2）平面內(nèi)不能留有未被曲線穿過的正方形； （3）曲線不能自交叉。 滿足這些基本條件的空間填充曲線有很多種，常用空間填充曲線有Hilbert曲線、Z曲線和Gray曲線。熊燕華Page 45（1） Hilbert

25、曲線曲線 基本Hilbert曲線是由4個網(wǎng)格(R1,R2,R3,R4)中心點連接在一起組成的網(wǎng)格曲線。設(shè)基本Hilbert曲線的階為1，為了獲得i階Hilbert曲線,將基本Hilbert曲線的每個網(wǎng)格由(i-1)階Hilbert曲線進行填充,同時(i-1)階Hilbert曲線必須進行相應(yīng)旋轉(zhuǎn)操作。3 34 41 12 2 1階Hilbert曲線 2階Hilbert曲線熊燕華Page 46（2） Z曲線曲線 基本Z曲線是一條大小為22且階為1的網(wǎng)格曲線。為了獲得i階Z曲線,則將基本Z曲線的每個網(wǎng)格由(i-1)階Z曲線進行填充。1 12 24 43 31階Z曲線 2階Z曲線熊燕華Page 47（

26、3） Gray曲線曲線 1階Gray曲線的形狀與1階Hilbert曲線的形狀相同。為了獲得i階Gray曲線,將1階Gray曲線網(wǎng)格由(i-1)階Gray曲線進行填充,同時(i-1)階Gray曲線必須進行旋轉(zhuǎn)操作。2階Gray曲線熊燕華Page 48 已知各部門的重心為（xk ，yk ），則部門i與部門j之間的直角距離L為： 在MULTIPLE法中，給各部門分配的是連續(xù)的n個正方形，所組成的多邊形不一定是矩形。如何確定多邊形的重心？ ijijLxxyy熊燕華Page 49 離散數(shù)據(jù)點所圍多邊形的重心的求法：離散數(shù)據(jù)點所圍多邊形的重心的求法：1112221(,)(,1)223 1(,)(,)22

27、2x ysxys1122121122125656xsxsxssysysyss熊燕華Page 50 ：部門i到部門j的物流流量。 : 單位物流量從部門i到部門j的單位距離的物流成本。 ：部門i到部門j的距離。 物流成本: ijqiji jl11nni ji ji jijCql 熊燕華Page 51例：例：已知需布局的四個部門的面積需求 部門間物流量矩陣 部門間單位物流成本矩陣 （為簡化，假定所有物流路線上的單位成本均相同，因此可由如下單位矩陣描述） 0345503267099870Q0111101111011110熊燕華Page 52MULTIPLE算法步驟算法步驟1. 面積分割：將總廠房面積分

28、割成適當?shù)木W(wǎng)格 注意：網(wǎng)格數(shù)量應(yīng)與各部門面積之和成整數(shù)倍關(guān)系 總面積為16，因此可制定44的網(wǎng)格熊燕華Page 53MULTIPLE算法步驟算法步驟2. 設(shè)計一種SFC，把所有網(wǎng)格連接起來 Hilbert曲線曲線熊燕華Page 54MULTIPLE算法步驟算法步驟3. 依據(jù)初始布置矢量，按照面積大小，沿著SFC依次將網(wǎng)格分配給各部門，并計算運輸成本。 初始布置矢量為1-2-3-4，面積分別為3 5 6 2熊燕華Page 55MULTIPLE算法步驟算法步驟4. 交換原布置矢量中的兩個部門，得到新矢量，重新沿著SFC依次將網(wǎng)格分配給各部門 新布置矢量為2-1-3-4，面積分別為5 3 6 2熊燕

29、華Page 565. 重復上述方法，找出所有布置矢量下對應(yīng)的布局方案，并計算總成本。取成本最小方案為最優(yōu)方案。 最終得出布局為B-A-D-C，最低費用為164.4。 BCDA熊燕華Page 577. 形狀修正CDABBCDA熊燕華Page 58 特別的，若有些部門必須固定在某位置，則先在網(wǎng)格圖中畫出該部門，SFC只訪問剩余部分即可 注意：空間填充曲線不同，初始布置矢量不同（在采用計算機的非遍歷性算法時），得出的最終結(jié)果可能會有差別。因此建議取不同的初始可行解，多次求解，通過比較后取最優(yōu)。AG熊燕華Page 591靈活性大，每次交換部門的同時，部門的形狀也可改變。2部門形狀不限定為矩形。通過引入

30、虛設(shè)備區(qū)，可以適用于非矩形廠房。3可用于多層工廠布局4一般情況下，MULTIPLE比CRAFT更可能獲得低成本的解。1布置成本與空間填充曲線密切相關(guān)，不同的空間填充曲線可能會得到不同的較優(yōu)解；2最終的布置方案與初始布置有很大的聯(lián)系；3MULTIPLE產(chǎn)生的最終布置因為形狀不規(guī)則，缺乏實用性，因此需要形狀修正。熊燕華Page 60五、五、CRAFT法法作者：Avmow, Bnffa, Vollman 有文獻記載的最早的布局優(yōu)化算法輸入：輸入：從至表目標：目標： Min 基于直角距離的物流成本 =部門間物流量部門矩心間直角距離單位物流單位距離成本改進型算法：改進型算法：以現(xiàn)行布局為初始布置方案或者

31、其它算法尋找一個初始布置方案；在現(xiàn)有布局方案下，考慮所有可能的兩兩、三相部門交換方式，找最佳的交換方案（思想同兩兩交換法）；重復上述步驟，直到不再有可減小成本的方案出現(xiàn)。實際：實際：所有兩兩交換，計算量很大。在60年代的計算機條件下，只交換等面積的或相鄰的部門。熊燕華Page 61熊燕華Page 62熊燕華Page 63（1）計算初始布局下各部門的矩心，得到部門間直角距離，根據(jù)從至表數(shù)據(jù)計算總物流成本固固 定定固固 定定虛部門虛部門熊燕華Page 64（2）由于E和F相鄰，交換兩部門位置。交換方式有多種，選擇成本下降最多的。熊燕華Page 65（3）由于B和C相鄰，交換兩部門位置。交換方式有多

32、種，選擇成本下降最多的。熊燕華Page 66（4）繼續(xù)尋找使得成本進一步下降的交換方案，得到最終結(jié)果。并進行形狀修正。熊燕華Page 67 優(yōu)點：優(yōu)點：1.可以通過引入虛部門來處理非矩形廠房，或者解決廠房內(nèi)有障礙（如樓梯、電梯間）的問題（流量為0的部門）。 局限：局限：1.高度依賴尋優(yōu)路徑，受初始方案影響大，可能得到的是局部最優(yōu)解。應(yīng)盡可能用多種初始方案、多次尋優(yōu)。2.得到的部門形狀太過多樣。有時得到O、U、L形，矩心在部門之外了，成本會被低估。3.算法的設(shè)計導致矩心估計不準，從而成本估算誤差較大。（程序在考慮部門i和j的位置交換時，不是實際交換他們的位置再來計算新的矩心，而是臨時交換當前布局

33、中兩個部門的矩心數(shù)據(jù)，與實際矩心位置往往相差很大。）熊燕華Page 68改進程序：改進程序：MICRO-CRAFT（簡MCRAFT） 由美國工業(yè)工程學會IIE發(fā)行 作者：Holni Whitehouse Atkins 思路：思路： 不同于MULTIPLE和CRAFT， MCRAFT根據(jù)待布局廠區(qū)的形狀，先將平面分成多個帶（bands），然后將每個帶中的方格分配給部門，從而保證布局的規(guī)則性。且?guī)?shù)可由用戶確定。熊燕華Page 69MCRAFT 例： 熊燕華Page 70熊燕華Page 71 步驟：步驟：（1）人工確定合理的帶數(shù)，MCRAFT自動計算合適的方格尺寸，得到行列數(shù)。（2）確定初始的布局

34、圖，計算物流成本熊燕華Page 72（3）在現(xiàn)行布局下，尋找所有兩兩交換方案，得到成本減少最多的交換方案。（4）重復上述步驟，直至找不到更優(yōu)方案。熊燕華Page 73優(yōu)點：優(yōu)點：1 放松了約束，不必非得相鄰部門或面積相等部門才能交換2 通過事先確定合理的帶數(shù)，保證形狀比較規(guī)則缺點：缺點：1 由于MCRAFT有設(shè)定帶數(shù)的這一特殊做法，很多實際的初始布局很難直接作為該算法的初始輸入，所以需要適當修改初始布局，以適用MCRAFT。2 由于假設(shè)所有帶寬相等，在處理障礙物或者固定部門時不如CRAFT有效。需要保證障礙物寬度不超過設(shè)定的帶寬，否則障礙物會被分割在幾個帶寬中，使得問題更為復雜。熊燕華Page 74六、六、BLOCPLAN 作者：Donaghey&Pire 類似MCRAFT 但帶數(shù)只能為2或3 保證每個部門限定在一個帶內(nèi)，從而保證部門形狀為矩形 連續(xù)型算法 目標函數(shù)：基于距離或基于相鄰