设施规划与物流分析.讲课教案.ppt

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1、设施规划与物流分析.计算机辅助设施布置－授课内容最优算法（最优化理论）次优算法穷举法面向新建型系统布置程序面向改进型系统布置程序2FD－设施布置方法一览表布置方法和技术年代主要特点和使用条件流程图、样片排列等经验判断方法50年代直观、简便、易行关于设施间物料流动顺序和数量的各种数学分析方法。如属于最优化及其搜索算法的二次分派算法（QAP，1957）及相应的计算机软件CRAFT（1964）和CORELAP（1967）50年代中期到60年代初、中期适用于设施数目不太多的情况系统布置规划方法（SLP）60

2、年代至今该方法属于系统仿真技术，要求把影响布置的因素尽可能量化，在离散状态下组合寻优。适用于设施数目不超过15个的情况。其突出特点是具有方法论意义人－机交互式决策支持方法80年代至今按决策者意图靠计算机系统支持决策，能进行预测判断；借助于模糊集理论，采用图论方法等设计数据集成和设计模型集成的理想实验环境方法（综合决策环境方法）90年代至今(1911年MCG-INES)是对纯粹计算机程序支持的改进方法3布置的定量分析图表法设施布置技术计算机辅助设施布置4图表法设施布置技术螺旋法路程图法关系图法（SLP

3、）5计算机辅助设施布置－研究对象设施位置问题——厂址选择设施布置问题——厂区规划6设施位置问题位置问题——厂址选择：新建一家工厂时，如何在有限的数个可选地点选择一个最佳厂址，其目标往往是原材料和产品运输费、建设费用以及生产费用最小。求解方法：运输问题解法重心法最优化解法（图论）等。7设施布置问题最优算法（最优化理论）次优算法穷举法面向新建型系统布置程序面向改进型系统布置程序8设施布置问题－最优算法二次分配问题模型（QAP,QuadraticAssignmentproblem）二次分配问题是如何布置m

4、个设备给n个地点，使得布置方案的物料搬运费最小。目标函数：一般以物料搬运费用最低。9单行机床布局问题数学模型举例：设一生产线为单行布局，共有n台机床，设机床分别为ti，i＝1，2，…n。ti布局位置坐标为xi，沿布局方向上的长度尺寸为li。在一个生产周期内，工件在机床ti与tj之间的往返搬运次数为fij，单位距离搬运费用为Cij，且机床ti和之tj间的最小间距为dij，如图所示。xjlixiljdij10单行机床布局问题数学模型目标函数：一般以物料搬运费用最低。约束条件为：机床互不干涉，即1）

5、xi

6、－xi

7、≥dij＋（li＋li）/22）xi≥0，i＝1，2，…n11多行机床布局问题数学模型举例：设一生产线为多行布局，共有m台机床，可以布置区域有n个地点。12设施布置问题－次优算法穷举法面向新建型系统布置程序CORELAP，计算机辅助相关布置规划（将SLP运用到计算机上实现，得到一个使各设施间接近度最大的布置方案）ALDEP，自动化布置设计（在给定系统边界内产生许多可行布置方案，并给出各方案的评价）面向改进型系统布置程序CRAFT，计算机辅助设施相对定位技术（在原有布置方案上求得改进布置，得到

8、一个以降低系统物流搬运成本的布置方案）COFAD，计算机辅助设施设计（是对CRAFT的改进，考虑了搬运设备及其成本评价，得到更全面的设计方案，针对不同的物流系统，COFAD有COFADII和COFADIII等）13设施布置问题－穷举法次优算法－穷举法又称枚举法，适于在给定设施布置地点组的场合。步骤：列出所有布置方案，通过比较布置方案目标函数值的大小，找出其中的一个或几个最优布置方案。14穷举法举例举例：等面积设备布置问题。如图有A、B、C、D四个地点，分别用P1,P2,P3,P4，表示，在四个地点布

9、置四台机床，分别用t1,t2,t3,t4表示。假设四台机床的占地面积相等，可以布置在任一地点上。ABCD15ABCD加工工艺从至表0123P41012P32101P23210P1P4P3P2P1从至地点对之间的物料搬运距离07010100P47003020P31030050P210020500P1P4P3P2P1从至地点对之间的物料搬运量16穷举法的计算过程列出所有24个布置方案例如，排列t1,t2,t3,t4搬运成本为510t1t2t3t417穷举法的计算过程t2t1t4t3列出所有24个布置方案

10、例如，排列t1,t2,t3,t4搬运成本为510通过比较布置方案目标函数值的大小，找出其中最优布置方案。搬运成本为370。t3t4t1t218设施布置问题－面向新建型系统布置程序根据某种规则，逐一对所有设施的位置做出安排，最终得出较好的布置方案的算法。改进生成树算法CORELAP程序19设施布置问题－改进生成树算法步骤适用于求解单行机床布局问题1）求得单位距离物料搬运费用矩阵F；2）从矩阵F中查找fij最大值，即计算fi*j*相邻布置，记为{ti，tj}3)继续计算最