设施规划与物流理论研究

设施规划与物流理论研究来源：DJ嗨嗨网第一节设施规划与物流的发展历程二战前，早期的工业工程课程将方法研究、物流搬运和工厂布置三方面内容合成一门课程，称为“工厂布置设计”。其中工厂布置方面的内容主要采用定性分析方法和经验设计。显然，这种方法缺乏科学性，但是，大量实践的数据也能够在一定程度上反映客观事实。二战后，随着工业工程学科的发展，方法上逐渐由定性向定量转变，试用范围也由制造业扩大到其他工业和服务业，课程的名称也由原来的“工厂布置设计”改为“设施规划设计”。20世纪六十年代，理查德•缪瑟(RichardMuther)的系统布置设计（SystemLayoutPlanning，SLP）方法，由于采用理性化的推理方法和系统化的规划设计方法，使设施规划设计向前迈进一大步。但是这一方法的推理还比较粗略，系统化工作内容也比较繁琐。80年代以来，随着计算机及其技术的飞速发展，计算机辅助设施规划（CAFD）应运而生，许多学者研究了各种设施布置的模型以及算法，推理更加合理，加上计算机绘图工作也可以自动完成。另一方面，人们开始重视物流系统的重要性，使得在生产和管理领域己经或正在发生着许多变革，并对设施规划与物流分析产生了积极影响。所有这些使得设施规划设计跃上一个新的台阶。我国在上世纪五六十年代开始搞工厂设计，当时主要向苏联学习，方法比较原始，以定性分析和经验设计为主。80年代以后，随着经济的发展，这种方法已不能适应新建或者改建工厂的要求，中国引进日本的物流管理方法和美国的以理查德•缪瑟(RichardMuther)为代表的系统布置规划与物料搬运技术，收效显著。90年代初，工业工程作为正式的学科已在中国出现，设施规划与物流技术更为人们所重视。国际交流也日趋频繁，日本、美国、加拿大等国家的专家都相继到中国访问。目前，我国的设计规划部门也在学习国外先进理论，应用物流技术，以定量的方法来得出最佳方案，再进行综合比较，对工厂进行布置设计。这种以物流技术来统领设施规划的办法，将系统布置设计与搬运系统分析相结合，即所谓的“SHA+SLP’，由此提高了工厂车间的空间利用率、实现比较理想的物流合理化，从而提高了企业的竞争实力。第二节设施规划与物流一、设施的定义“设施”是指一个企业所拥有的有形资产，可分为下列四个部分来说明：1.实体建筑：不论企业规模的大小，其所拥有设施中最外层也是最重要的部分之一，是建筑物本身。建筑物的规划设计和现行的设施需求及未来的弹性发展，具有密切的关联性，设计良好的建筑物不仅其内部设施得以发挥其正常的作业功能，更是一个企业对外印象的体现。同时，在良好的建筑物内部工作的人员，其士气也可经常保持在较佳的状态之中。2.机器设备：按照企业个体不同的经营属性，机器设备的需求也常有不同，而机器设备的数量、安置、排列、作业弹性和空间配置等安排，将对生产或服务系统的整体运作产生关键性的影响。3.物品物料：对于制造业或服务业而言，物品物料也是设施的一部分；其进出控制方式、储存方式、移动方式等，均和设施布局生产密切关联。4.工作人员：完整的设施规划也将工作人员纳入设施的内容中，因其具有弹性度最大和活动面最广的特征，同时亦是上述三种设施资产类型的使用者和管理者。二、规划的定义“规划”是指如何将一个系统中的资产做最有效的分配、安排，使系统达到最佳的绩效表现，包含下列内容：1.它是针对组织营运的未来目标而订定执行计划，期望达到最佳化的表现。2.在规划的施行考虑上，不只是考虑静态的系统安排，更需要提供系统可随时应变的弹性能力。3.它必须和组织结构充分且完整地结合，并配合专业单位人员负责此项工作，以便将规划内容付诸实施时能持续追踪改进，达到最佳的绩效表现。4.结合上述三点，规划对于组织的产出绩效进行最后步骤的评估；亦即针对不同的系统资源及使用方式，归结出关联属性最密切的因素，而使整体表现能达到成本最低、质量最好、空间运用效率最佳和人员士气最稳定等多重目标。三、设施规划的定义设计规划是在企业经营策略的指导下，针对企业个体中的生产或服务系统的生产或转换活动，从投入到产出的全部过程中，将人员物料及所需的相关设备设施等，做最有效的组合与规划，并与其他相关设施协调，以期获得安全、效率与经济的操作，满足企业经营需求，同时更进一步能对企业承包长期的组织功能和发展产生更积极的影响和效益。传统设施规划的问题仍以生产系统为主要课题，而生产系统则以制造工厂的规划问题最为复杂，也最具代表性。因此，制造设施的规划包含下列含义：1.对于各种设施设备与人员的数量需求寻得一个最佳组合，以达到最恰当的生产结构。2.决定各种设备(包括生产设备、物料搬运设备、存取设备、辅助设备等)、物料及人员操作与活动所需的空间需求。3.分析各活动的关系，以求得各活动空间可能的相关位置。4.分析物料的接收、制造、储存、出货等整体过程，安排其流程、路径与时序，以期获得良好的物料搬运及人员流通成效。5.调整各活动位置与空间，以使人员、物料、机器等获得最有效经济的关系位置与操作方法。6.通过各项设施的妥善安排与规划，不仅减少对环境的负面影响，且能对长期的环境与组织发展有更积极的影响与效益。四、设施规划与物流研究的内容设施规划与设计涉及的范围广泛，与其他学科相互交叉，是一门综合性很强的学科。从工业工程的角度考察，设施规划与设计的范围被界定为厂址选择和设施设计两个主要组成部分。设施设计又包含了布置设计、物料搬运系统设计、建筑设计、公用工程设计和信息通信设计五个相互关联的内容。因此，设施规划的研究对象并非是单一的作业或者单一的部门，而是全面性的、有步骤地考虑各种确定与不确定性的因素，使其达到最好的整体绩效目标和获得最佳的经济效益。1.厂址选择。它是对可供选择的若干备选位置的相关因素进行分析、评价和比较，选出最佳或者满意的厂址方案。影响厂址选择的因素很多，而且不同类型的设施需要考虑的因素通常是不同的，侧重点也是不同。目前，常用的选址方法包括成本因素评价法和综合因素评价两大类。[2]2.设施设计。物流是决定企业总体布局的首要和核心因素，其中物料运输线、全厂运输网是组成工程总体布局的脉络。在研究厂内布置时，从工艺生产线和运输线的布置入手，分析物流与非物流的因素。它包括以下五个方面的内容：（1）布置设计。对设施的各种组成部分，如建筑物、构筑物、机器、设备、运输通道、场地等，按照物流、人流、信息流的合理需要，做出有机组合和合理配置，使设施的布局科学合理，尽量减少投产后设施内的作业量，特别是物料搬运的工作量，并且方便操作和管理，提高设施的运作效果和作业效率。此外，布置设计还要考虑企业未来的发展。（2）物料搬运系统设计。它是制造企业生产过程中的辅助生产过程，它是工序之间、车间之间、工厂之间不可缺少的作业环节。据统计，在中等批量的生产车间里，零件在机床上的时间只占生产时间的5%，其余时间都消耗在原材料、工具、零件的搬运、等待上，物料搬运费用占全部生产费用的30%左右。因此，设计一套合理、高效的物料搬运系统，对缩短搬运时间、降低搬运成本、提高产品质量都是非常重要的。（3）建筑设计。它是根据企业对设施中建筑物在功能和空间方面的需求，在满足安全、经济、适用的基础上，对主要建筑物和相关辅助设施的结构、外观进行设计。以机械制造企业为例，包括厂房设计、办公房设计、仓库设计、道路设计和其他辅助设施设计等。（4）公用工程设计。企业在运作过程中往往需要大量的公用设施，如供电、供热、供气设施。这些公用设施的规划与设计合理与否，直接影响整个设施的运作效果。公用工程设计是指对企业内部的热力、煤气、电力、照明、给排水、采暖通风、空调等公用设施的规划与设计。（5）信息通信设计。通信系统是企业神经系统，是信息畅通的根本保障。随着信息与信息技术的不断发展，企业竞争的不断加剧，信息对企业变得越来越重要。信息通信设计是指对设施内部以及对信息通信的传输系统的规划与设计。通信设施是企业信息传输的载体，承担所有信息的传输任务，它的设计与管理的好坏，直接关系到企业的正常高效的运作。[2]此外，设施规划与设计包含“规划”和“设计”两方面的含义，这两者既有区别，又有包容的关系，它们之间的区别在于层次和范围的不同：规划是高于设计的层次，规划包含了设计；规划往往比较宏观和抽象，而设计相对微观和具体。正由于规划包含了设计，所以有时用规划作为规划与设计的统称。[2]五、设施规划的必要性与意义（一）设规划化的必要性。设施规划与设计的必要性，要从全社会固定资产投资的规模来考察。在我国，每年要投入巨额资金用于基本建设和技术改造，国外把我们中国形容为整个一个大工地。“九五”计划中，固定资产投资率按30%来把握，考虑价格因素，五年全社会固定资产投资规模将为13万亿元，也就是平均每年达到26000亿元。能不能用好这巨大的投资，投资决策正确与否是关键的因素，而规划设计也起着决定性的作用，因为每项建设工程无不要经过规划设计。这种决定性的作用是指它的资源利用是否合理、工厂布置是否得当，工艺设备是否先进适用、能否取得好的投资效果，有着不可取代的作用。它不仅涉及建设过程的成效，而且涉及建成后能否实现企业的科学管理，能否发挥企业的经济效益和社会效益。所以在我国，工程设计被认为是“整个工程灵魂”。然而在过去的实际工作中，仓促地、不周密地进行规划设计，造成企业选址不当、布置不善、物流不佳、生产费用高等例子，并不少见，浪费了资金，甚至长期亏损。设施规划设计的作用不仅体现在新建的工程项目，更体现在已有企业的改造上。（二）设施规划与设计的意义。一个建设项目，资源利用是否合理，工厂布置是否得当，工艺设备是否先进使用，能否取得好的投资效果，能否实现企业的科学管理，能否发挥企业的经济效益和社会效益，规划设计起着决定性的作用。因此，设施规划与设计被认为是整个建设工程的灵魂，是工程项目在建设过程中首先需要解决的问题。1.通过精心规划与设计，提高生产力。美国的企业界及学术界还从企业管理的角度看待设施规划的地位和作用，认为设施规划是科学管理企业的开端，企业管理的各种设想都要体现在设施规划与设计中，对企业投产头的利润及效率产生巨大的影响。一般认为，在制造企业的总成本中，用于物料搬运的占20%～50%，而有效的设施规划至少可以减少10%～30%。因此，设施规划被认为是提高生产率最有希望的因素之一。[3]2.通过精心规划与设计，大大降低企业的运行成本。一项设施的规划与设计，所需要的费用只占总投资的2%~10%，往往比不可预见的费用还少，但对投产后的企业却带来很大效益。在规划、设计、建造、安装、投产的各阶段中，如果要对企业的某一方面加以改变，所需的费用将逐步上升。到了投产以后再改进，则事倍功半，有时很困难甚至不可能。因此，在规划与设计过程中投入足够的时间、精力和费用，可以达到事半功倍的效果。在过去的实际工作中，追求一时的速度，仓促地、不周密地进行规划设计，造成选址不当、布置不合理、物流不佳、面积利用不好，生产费用高等例子并不少见。因此，设施规划与设计，不但可以避免不良设施的出现，而且可以大大降低企业的运作成本。3.通过精心规划与设计，提高企业的运行效率。企业运作效率的高低，除了与建成运行后企业管理水平的高低相关外，更重要的取决与设施本身规划与设计的好坏。例如，物料搬运路线设计不合理，就会导致搬运效率的大大减低，而且这种问题很难通过后期加强管理得以解决。4.通过精心规划与设计，避免不必要的改扩建。由于选址不合理、没有预留发展余地、设施规划存在问题等因素，很多企业只能不断地寻找新的厂址或对现有设施进行各种改造。不必要的分厂、分校不断出现，重复设施不断出现，使企业的运作费用大大增加。只有在规划与设计阶段，充分考虑企业未来发展，才能彻底避免不必要的改建与改造。5.通过精心规划与设计，提高企业对客户的服务能力。客户对企业的服务的要求越来越高，因此，企业的设施一定要能够满足这种要求。信息技术越来越发达，企业与企业之间、企业与客户之间的信息透明度不断增强。其结果是商品越来越丰富，而且，不同企业生产的产品之间的差异越来越