摘 要

本文对长沙盼盼公司的整个生产厂区布局进行了研究，并对公司原有布局进行评价和改善。论文主要介绍了关于设施布局的国内外综合研究现状，并阐述了部分设施布局的理论及研究方法，分析了公司厂区布局所存在的问题，采用R.缪瑟提出的系统布置设计SLP（System Layout Planning）方法，运用从至表及作业单位相关图等图表对作业单位之间的物流关系和非物流关系进行分析，得到作业单位之间的综合关系，绘制了公司生产厂区的平面布置图，从而制定出对公司生产厂区布局的初步改善方案，并利用各方案的当量物流作为标准对初步改善方案及原有方案进行评价选择，最后通过Flexsim仿真软件对改善后的厂区生产过程进行仿真，找出改善布局下的生产过程中所存在的问题，并提出了相应的改善意见。

关键词：设施布局、改善、方案、Flexsim、SLP

Abstarct

This paper will foucs on the whole layout of the factory, and evaluate and optimize the original layout.This paper introduces the research situation at home and abroad about the facilities layout planning, and states the theory and research methods of the facilities layout planning, then analyzes the existing layout problem of the factory. In order to work out a preliminary optimization scheme for the layout of the factory ,this paper uses from-to chart,the correlation diagram of work units and the SLP (System Layout Planning) which was put forward by Richard.Muther to analysis the logistic relation and non logistic relation between the operation units,to obtain the comprehensive relationship between operation units and layout drawing of the factory so that a preliminary optimization plan for the layout of the production area of the company has been worked out.Then we use the equivalent logistics method to evaluate the initial optimization scheme and the original scheme.Finally, the production process of the optimized plant is simulated by Flexsim, and the layout scheme is further optimized according to the problems in the simulation process,the finally results show that the layout scheme after further optimization is more scientific and reasonable.

Key Word:facility layout,optimization,scheme,Flexsim,system layout planning

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景和意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 国内研究现状 1

1.2.2 国外研究现状 2

1.3 研究内容 3

1.4 研究方法 4

第2章 相关理论基础的综述 5

2.1 设施布局的理论基础 5

2.1.1 设施布局的内容 5

2.1.2 设施布局的基本方法 5

2.2 SLP的相关理论基础综述 6

2.2.1 SLP概述 6

2.2.2 SLP实施步骤 7

第3章 现状分析 8

3.1 长沙盼盼公司企业背景介绍 8

3.2 产品及工艺 8

3.3 存在的现有问题 11

第4章 长沙盼盼公司布局规划的具体实施 13

4.1 长沙盼盼公司的作业单位信息及相关数据 13

4.2 生产工艺过程分析 14

4.2.1 生产工艺过程分析 14

4.2.2 零件加工路线物流量计算 16

4.3 物流关系分析 16

4.3.1 绘制物流从至表 16

4.3.2 绘制物流相关图 17

4.4 非物流关系分析 20

4.4.1 非物流关系分析 20

4.4.2 绘制非物流相关图 22

4.5 综合关系分析 23

4.5.1 加权合并作业单位物流关系和非物流关系 23

4.5.2 绘制综合相关图 25

4.6 绘制位置相关图 26

4.7 绘制厂区初步布局方案 27

4.8 初步布局方案的评价与选择 28

第5章 长沙盼盼公司布局改善后的生产流程仿真 31

5.1 Flexsim仿真软件介绍 31

5.2 仿真条件假设 32

5.3 建立Flexsim仿真模型 32

5.3.1 生成实体 33

5.3.2 连接实体 33

5.3.3 设置实体参数 34

5.3.4 运行模型 40

5.3.5 仿真结果分析 40

总结与展望 43

全文总结 43

不足与展望 43

参考文献 44

致谢 46

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

现如今，我国社会正处于一个由工业化向信息化过渡的发展阶段，生产制造业也开始步入了迅猛发展的时期，东方的中国大陆正日益成为“世界工厂”^[3]。然而伴随着生产工艺和加工方法的不断发展、市场的不断变化使得生产制造的过程更加速度化、多元化、柔性化，企业必须不断适应新的要求和变化，降低产品生产的成本，提高生产效率以及最大化经济效益。怎样才能达到这样的目标，是我国大部分制造型企业所面对的不可忽视的难题。传统的观点一般认为重点在于产品本身的改进，可以通过改进产品工艺过程和产品设计来达到这样的目的。而现代观点认为产品生产过程中的效益空间已经基本被开发完了，但是物料的储存、搬运和工厂设施布局等却可以发挥不小的作用，一个良好合理的物流系统设计，可以让这些环节的花费降低10%-30%^[5]。近些年来的研究表明，企业生产过程中在物料储存、搬运等一些非加工环节过程中的花费占了20％－50％，然而95%的生产时间还是用在了这些非加工环节上，真正用于产品加工制造的时间却只有5%^[4]。

以一个工厂的布局为例，布局规划的好坏，将会对整个生产系统的物流、人员流、生产效率、生产成本以及安全等产生直接的影响^[6]。具体的来说，现在绝大多数工厂的平面布局仅仅只是停留在工厂设计的初始阶段，另外由于企业规模有限，得不到高层领导的重视，所以只能依靠工作人员自身的经验来对工厂进行布局规划，或者通过手工布局的方法。这么做不仅在实际的生产中容易出现混乱、物流不畅的问题，并且增加了公司的生产成本，同时还会限制生产效率的提高，无法保证产品质量，这必然大大地削弱了企业自身的竞争力和发展优势。

企业的布局规划良好与否、空间利用合理与否将直接影响到其经济和社会效益^[7]。优劣水平各异的布局规划，其相关费用差别或许很小，但是却会在很大程度上影响企业未来的生产运营过程。企业在产品的生产过程中应该将布局规划摆在最重要的位置，对生产厂区进行合理的设施布局。本文将以长沙盼盼公司为实例，对公司现状及其产品生产工艺进行简单介绍，重点对公司生产厂区布局规划的现状进行分析，同时结合公司的实际情况，提出公司生产厂区布局规划的改进方案。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内研究现状

我国关于设施布局的研究最早始于19世纪60年代，这个时期主依靠工作人员的经验和感觉对企业进行规划布局。1982年，SLP方法的发明者Muther来到中国，为我国设施布局带来了先进科学的理论方法^[8]。90年代初期，我国部分高校相继开设了工业工程学科，并通过模型建立、模型求解、模型仿真等方法对布局规划进行研究。

范秀敏、张秋英等基于精益生产的理论，利用多种数据模型，对企业的车间布局提出了多种改善布局方法^[9]。

我国近现代科学开拓者之一的徐寿波详细地阐述了物流领域的理论，并介绍了设施布局在物流领域的重要性^[10]。

著名学者王之泰强调了设施布局对于企业生产发展的重要性，并介绍了设施布局的多种改善方法^[11]。

郑钧宜在对设施布局评价系统的研究中，运用了仿真软件和层析分析法AHP（Analytic Hierarchy Process）,并对两种方法进行了分析比较，根据它们各自的优缺点，将两种方法进行了综合使用^[12]。

李卫华，唐倩，李文敬通过对托盘物流的现场管理和整体的生产物流系统进行分析，利用数学模型改善了企业的设施布局，减少了企业在物流搬运上的成本花费^[13]。

邓少灵，李克勤以国内某汽车制造公司为实际案例，根据其产品的加工工艺、加工工序及生产周期建立了一个整数规划模型，合理的对车间内部的设备进行了重新布局，使企业的设施布局更加的科学化^[14]。

当前我国国内设施布局设计相关的研究绝大部分仍然只存在理论方面，相对应的实践很少。随着我国经济的不断发展，设施布局的相关问题开始受到企业和学者越来越多的重视。然而现在却还没有方法可以准确地得到最优布局，大家都还在努力的研究和探索之中。

1.2.2 国外研究现状

由于国外的工业化起步较早，因此对设施布局的研究也有了比较长的一段历史。20世纪初期，“科学管理之父”Winslow.Taylor提出了科学管理方法，美国福特汽车公司提出了流水线生产，此时的设施布局规划主要还是依靠工作人员的经验和感觉来进行^[1]。

上世纪的50年代，Koopmans T Ch和Beckmann M将二次分配问题QAP(Quadratic Assignment Problem)定义为一种定位和布置问题，通过划分作业单位尽可能降低在运输方面的花费和物料搬运的距离^[15]。

Reed提出的工厂布置法认为，在一个工厂的整个布局过程中，最重要的阶段是布置的规划阶段，并且在这个过程中要将生产系统的工作计划考虑进来，将其作为布局的必要步骤^[16]。

Richard Muther提出了系统布局设计SLP方法使得布局规划问题由原来的定性分析开始向定量分析过渡，让设施布局有了真正意义上的科学理论^[2]。

Buffa提出的CRAFT（Computerized Relationship Facilities Technique）方法根据工厂原有布局，通过计算机软件来对单位间的物流关系进行分析，然后设计出一个新的改善布局方案^[17]。

Apple的工厂布置法主要强调了物料搬运在设施布局中的重要性，它考虑了各个部门之间的联系问题，并将工厂的物料搬运系统作为布局规划的改善和评价标准^[18]。

IBM公司开发的软件ALDEP（Automated Layout Design Program）通过从各个部门中随机选择一个作为布局规划中第一个布置的部门，然后根据与第一个部门的密切程度等级，由高到低将其余的部门依次进行布局^[19]。

C.Papahristodouolou提出了纯二元线性模型来进行布局规划，通过模型完成布局规划过程的五个模块^20]。

Montreuil提出的MIP（Mixed IntegerPlanning）方法，根据混合整数规划的原理，将作业单位的初始形状规定为矩形，并以作业单位中心之间的直角距离作为计算距离^[21]。

随着现代社会计算机技术的飞速发展，设施布局也逐渐开始向着现代化智能化发展，很多设施布局的软件和程序也纷纷问世，如Teennomatix公司的eM—Power、eM—Plant，Delmia公司的Deneb，用于搬迁改建的FOFAD程序，用于新建设施布局的LAP程序都在实际生活中被广泛的应用。

1.3 研究内容

本文的研究课题为基于SLP方法的长沙盼盼公司设施布局改善。主要研究内容如下：

1. ：绪论。主要介绍设施布局规划相关的的选题背景意义及国内外在此方面的研究状况，提出了本文进行课题研究使用的方法以及本文的主要研究内容；
2. ：相关的研究理论阐述。阐述了设施布局相关研究理论及方法。
3. ：对长沙盼盼公司的现状分析。简单对公司进行了相关的介绍，给出了公司的现有布局，对公司所生产的产品加工工艺过程及公司现有布局中存在的问题进行了分析。
4. ：结合SLP的方法步骤对长沙盼盼公司的布局问题进行分析解决。
5. 对长沙盼盼公司所生产产品的加工工艺过程进行分析。
6. 对厂区的作业单位进行物流分析，得到作业单位之间的物流关系。
7. 对厂区的作业单位进行非物流分析，得到作业单位之间的非物流关系。
8. 综合作业单位之间的物流和非物流关系，得到作业单位之间的综合关系。
9. 根据作业单位之间的综合关系，绘制作业单位之间的位置相关图，得到初步的改善布局方案。
10. 利用当量物流法对初步的布局改善方案进行评价择优，得到最终的布置方案。

第五章：利用Flexsim软件对改善后的方案进行仿真，根据仿真过程和结果找出生产中的问题，并给出相应改善意见。

第六章：总结及展望。对本文进行总结，并通过本文对未来的研究作出展望。