一． 论文研究背景与意义

在全球制造业竞争激烈的今天,一个优良的生产系统对于增强企业的竞争力来说是至关重要的,其中布局是一个重要的工作,这其中包括新系统的形成和对旧系统的改进。车间布局设计是制造系统设计的重要内容。车间布局的优劣直接决定着产品质量,生产效率和经济效益。因此,展开对制造系统的布局设计及优化问题的研究是必要和具有现实意义的。尤其是在制造业,被称为是企业的”第三利润源泉”的物流受到越来越多企业的重视。企业的生产物流是否合理,直接影响企业整体的经济效益和物流效率。据统计资料表明,在产品从进厂到出厂的生产活动中,物料有90%#8212;95%的时间都被浪费在停滞和搬运状态,仅有5%#8212;10%的时间用于加工和检验。在制造业中,物料搬运费用占生产总成本的20%#8212;50%,良好的工厂布置设计至少能减少10%#8212;30%的费用。由此可以看出,生产物流的优化能够起到提高生产系统的总效益和企业利润的重要作用。改善物流系统,既是企业自我完善的需要,也是适应市场变化的需要。车间布局是生产系统的重要组成部分,其优劣程度直接决定了企业的生产效率和产品质量,是企业长期有效运营的关键所在。

二．布局问题概述

1.布局的定义

布局问题在英文文献中常称为Layout，packing,container,pallet。布局问题就是把一些物体按照一定的要求、合理地放置在一个指定的空间内；或者说是把一个指定的空间规划成若干小空间的组合，然后把这些小空间内合理放置一些物体。布局问题几乎涉及到各个行业，包括机械产品的生产车间，物流企业的设施布局，运输码头、航空港口、食品饮料生产车间、图书馆布局等等。

布局问题表现形式多种多样，从布局的维数来分有一维布局，二维布局和三维布局。从布局物体形状来分，布局问题可以分为规则物体（一般指矩形，三角形和圆形等）和非规则的物体的布局问题。

早期布局问题研究主要集中在规格形状物体布局的理论研究和实际应用上，二维规则布局是在一定的平面上尽量布局好大的矩形物体设计，以及切割问题的求解与优化方面，三维布局在汽车和物流运输方面主要体现在底盘装配、货物装载、立体仓库等方面研究与应用。

过去几十年里，车间设备布局一直是跨学科的研究课题，设备布局发展过程既包含科学因素又包含人体功能学和艺术因素等等。最近的研究中，这一课题得到了运筹学和管理工作者的极大关注，它是一个优化问题，在满足某些性能指标的前提下，得到优化的设备布局方案。

车间布局主要以生产系统的空间静态结构为研究对象，从企业的产品动态结构――物流状况分析出发，探讨企业平面布局的设计目标、设计原则，着重研究设计方法和设计程序（步骤），使企业的人力、财力、物力和物流、人流、信息流得到最合理、最经济、最有效的配置和安排；从根本上提高企业的生产效率，达到以最小的投入获得最大经济效益目的，车间布局是工业工程学科的一个重要研究领域。

在制造系统中，布局优化设计是指在确定的区域内合理地安排物理设备，如在车间中安放机器。车间布局改进其实就是一个多目标研究问题。车间布置的首要问题是考虑生产制造过程或物流的要求；同时，布局问题由于不同的优化目标、实际问题的不同种类、不同的布局设计阶段而呈现多样性。