第3章计算机化布置方法1뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
主要内容•一、概论•二、设施规划的数据结构•三、评估•四、构建法•五、改进法2뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
一、概论•布局规划者应与其他相关的规划和设计者协同工作Production planning productand control Process requirementMachine Machine Stores Buffer MFS requirementgroupdesigndesigndesignFacility layout3뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
一、概论•在设施规划中，不论是输入的基本数据还是得到的最终结果，都离不开图表和数据分析，表现为对数据的处理和转换，因而信息技术在设施规划中起着非常重要的作用。4뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
5뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
6뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
一、概论•这一章将介绍几类采用计算机辅助求解的布置方法，如CRAFT、CORELAP、及MULTIPLE等。总的讲，这些方法可以分为两大类：构建型及改进型。前者是由物流、非物流信息出发，从无到有，生成一个布置图，如CORELAP、ALDEP；后者则是对已有布置的改进，寻找一种更好的布置图，如CRAFT、MULTIPLE。7뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
一、概论•信息技术对设施规划的决策支持包括三个要素：数学模型、模型数据库和可在计算机上执行的算法。8뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
二、设施规划的数据结构•数值数据: 易于在计算机上表示•逻辑数据：可用0－1变量来表示•图形数据：难于在计算机上表示，因此用单元格近似表示9뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
10뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
11뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
12뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
三、评估•评估即对各种布置结果进行评估，何种布置方案最好。u=f(X)ii•ui为此方案的效用，Xi表示与此方案相关的特征值向量13뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
三、评估•常用的两种评估标准：1．邻近标准：6s=wX∑iii=1•6种相邻关系：A E I O U X•每种相邻关系赋予一定的权值•Xi 为i种相邻关系的数目此标准有严重的缺陷：–方案的评价严重依赖于给每种相邻关系赋予的权值14뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
15뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
16뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
三、评估2．距离标准：m−1ms=cD∑∑ijiji=1j=i+1m为区域个数Cij为两个区域i j之间的物料搬运费用，一般根据from-to chart 得出Dij为i j区域质心之间的距离17뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
18뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
19뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
计算机辅助生成布局-构建法•CORELAP（Computerized Relationship Layout Planning）, 是Lee . 和Moore . 于1967年提出的一种构建算法。这种算法的出发点是部门之间的关系图（Relation-Chart），布置的目标是实现部门之间最大的密切度。20뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
计算机辅助生成布局-构建法•算法流程：Procedure CONSTRUCTFOR i=1 to nSELECT an activity not yet placedPLACE the selected activity in the layoutEND FOREND CONSTRUCT21뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
计算机辅助生成布局-构建法•选取规则（Selection rules）–基于REL chart,确定可选的关系（如A、E关系），然后从所有具有可选关系的活动中随机选取一个–基于每个活动的关系总和TCR (Total Closeness Rating)，类似于第二章中的关系图解法–考虑各活动之间的物料搬运费用22뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
计算机辅助生成布局-构建法•放置规则（Placement rules）–若每个活动可用一个单元格来表示，放置较简单–若每个活动需用多个单元格来表示，放置较复杂，需遵循以下原则•连续性：同一个活动的每个单元格必须和另外一个共一条边•连接性：活动的所有单元格在一个封闭的区域内•无中空：单元格组成的区域没有中空区域•活动的区域长宽成比例•活动的区域顶点数目不超过给定的值23뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
24뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
25뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
计算机辅助生成布局-构建法•放置规则（Placement rules）–限定边界放置•限定的边界宽度需试调整，以期望得到较好的放置方案–自由放置•衡量一个放置方案需计算–放置等级（placing rating)»新放入的活动与相邻的活动之间关系等级对应的权值的总和–边界长度(boundary length)»新防入的活动与相邻活动之间公共边界的总长度•最终结果往往需要手工调整26뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
27뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
28뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
29뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
计算机辅助生成布局-改进法•CRAFT（Computerized Relative Allocation of Facilities Technique）是Buffa等人于1964年提出的。这是一种改进型的算法，需要用户提供初始布置方案。在CRAFT中，选择具有公共边或相等面积的部门进行交换，其他无公共边或面积不相等的部门不能交换。30뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
计算机辅助生成布局-改进法•算法：Procedure TWOWAYXREPEATCHOOSE a pair of activitiesESTIMATE the effect of exchanging themEXCHANGE if the effect is to reduce total costCHECK to be sure that the new layout is betterUNTIL no more improvements are possibleEND TWOWAYX31뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
计算机辅助生成布局-改进法•交换后需保证：•连续性•连接性•无中空•不一定需保证•活动的区域长宽成比例•活动的区域顶点数目不超过给定的值•若交换后此两个规则被打破，需手工调整32뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
计算机辅助生成布局-改进法•若交换的两个活动面积相等，则质心互换•若交换的两个活动面积不相等，则需重新计算两个活动的质心位置•根据各活动区域的质心位置，及from-to chart 计算交换后的物料搬运费用33뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
计算机辅助生成布局-改进法•这样做的目标是为了使相交换部门的位置互换不致引起其他部门位置的变化。这种交换通常是以两两交换的方式进行的，也可以采用3部门交换的交换方式，交换的最大次数小于n（n－1）／2，n是部门的数目。34뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
计算机辅助生成布局-改进法•CRAFT的评估标准是物料搬运费用（物流量×距离×单位距离成本）。每一轮交换中，选择搬运成本节省最多的布置作为交换结果。重复这种交换，直到交换位置不能引起移动成本的进一步降低为止。距离的计算采用部门中心间的折线距离。35뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
36뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
37뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
38뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
39뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
•给定初始布置（图1）、各区域间的物料搬运量矩阵（表1）、各区域间单位距离搬运成本矩阵（表2），请用CRAFT算法得出最终的布置并在图1虚线框中画出来，填写搬运成本矩阵（表3），计算总的搬运成本。555540뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
表1 区域间单位距离搬运成本矩阵表2 区域间搬运量矩阵To ABCDTo ABCDFromFromA112A113B121B221C121C022D211D10041뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
表3 区域间搬运成本矩阵ABCDTo FromABCD42뮪훐뿆벼듳톧맜샭톧풺
