目的及意义

科学技术的发展，带来了产品生产能力的快速提高。同时在电子商务与互联网思维下，顾客和企业之间的距离越来越近，顾客可以通过互联网与企业进行实时的沟通、反馈与建议。随着生活水平的提高，顾客的消费观念也发生了变化。在信息、物质大爆炸的当今社会，消费者更喜欢个性化定制的商品，以彰显自己的个性。因此，企业之间的竞争，已经不仅仅在于能否满足消费者的基本需求，而更加体现于能否满足消费者的个性化需求。为了持续性的发展，企业必须做出相应的改变以应对市场环境的变化。许多企业为了提高制造系统的生产柔性，采用多品种小批量的生产方式，但是其存在诸如物流成本高、生产效率低、生产计划完成率低等问题。成组制造、单元式生产方式能够很高解决该类问题，而其设施规划对于问题的解决有着决定性的影响。

设施规划是制造系统设计和优化的主要内容，它是指企业根据经营目标和生产纲领，在有限的空间内，将空间合理地组合与分配给人员、设备、物料等生产要素，以满足从原材料的接收、零件和产品的制造直到成品的包装、发运的全过程中各生产要素所需空间，并获得最大的生产经济效益。然而，国内许多中小型企业对于车间的布局规划并不重视，其车间布局存在众多问题，例如：缺乏布局总体规划，随意分配工作板块；工作场地杂乱，物料不定位放置；物流路线交叉；布局中设施及劳动力分配不合理；设计布局中为考虑众多约束因素等。因此，如何进行生产车间的布局规划以优化其制造系统，从而提高生产效率有较高的研究价值。

本文以某手机零件制造厂为研究对象, 采用SLP方法对新厂区的生产区布置进行规划设计, 通过对新厂区各个功能区的合理布置, 构建出经济性和安全性兼备的生产布局方案, 对该工厂后期的生产运作活动具有深远意义。

国内外研究现状

近几年，国内外高校和研究机构针对设施布局规划问题进行了大量深入的研究，并取得了一定的成果。目前，就设施布局规划的方法而言，主要可以分为以下几类：

1. SLP法：SLP是将研究工厂布局问题的依据和切入点归纳为五个基本要素：产品、产量、生产路线、辅助部门和时间。它是一种条理性很强、物流分析与作业单位相互关系密切程度分析相结合、求得合理布局的技术。SLP方法通过实践已经被证明是一种行之有效的工具, 对区域布局规划具有显著的指导和引导作用, 已被企业和学术界广泛研究和应用。徐留常在《基于SLP法的物流中心规划研究》中以SLP法为基础, 分析了物流对象、物流量、物流作业路线等基本要素, 利用量化的形式分别明确物流作业单位关系和非物流作业单位关系, 利用二者的综合关系加权求和生成综合接近程度排序, 并结合实际情况和现有方案对比得出结论对某物流中心进行布局规划。^[1]苗旺在《基于SLP方法的水产加工车间布局研究》中利用SLP法将人员、设备、物料所需要的空间根据要求做最恰当的组合和最有效的配比解决某食品加工车间人流物流流线延长、加工流线交叉和加工区域重叠的问题，从而节省人工、节约成本, 为企业获得更大的经济效益。^[2]李佳峰在《基于SLP法的铁路物流中心平面布局——以定州铁路物流中心为例》中利用SLP法对定州铁路物流中心进行功能区划分及规模确定、外部交通分析、功能区综合关系分析，以各功能区之间以及功能区与出入口之间的综合关系度最大为目标, 求解得理论最优的平面布局图并结合实际情况对其进行调整得最终结果。^[3]徐天琦在《基于SLP的某阀门生产车间布局优化研究》中对某阀门生产企业的作业单位进行划分, 在分析其物流关系和非物流关系的基础上, 得出两套可行的设施规划方案。然后通过加权因素法对两套可行方案进行计算分析, 最终选出厂区扩建产品布局的优化方案。^[4]邵燕霞在《基于服务流程的高校图书馆设施规划研究》中将SLP方法运用于高校图书馆的多层设施布置，使读者、图书、馆员三要素合理流动，互不干扰。^[5]

2. 改进SLP法：随着科技进步和经济社会的发展以及消费者需求的快速转变，现代制造企业之间的竞争更多体现在顺应市场变化、快速响应客户需求和按时、按质、按量提供所需产品等方面，此时传统的 SLP方法已不能再继续适应现代制造企业的设施布局。^[6]由于在绘制作业单位位置相关图和面积相关图时，需要设计人员不断地手工调整和修正原有方案以满足相应条件，因此，最终的布局设计方案往往受到设计人员主观经验、自身知识及能力等因素影响，从而导致最终设计方案可能因人而异，缺乏科学性和合理性。随着研究的深入和计算机技术的应用，目前已研究出多种计算机辅助布置设计的算法和程序，以及改进的SLP方法。以下是学者提出的改进的SLP方法。张扬在《基于SLP和Flexsim的车间布局优化研究》中对车间布局及存在问题进行分析，利用SLP法设计出三个改进方案，并用Flexsim软件对已得方案进行仿真建模比较三种方案的阻塞率 (blocked) 、空闲率 (idle) 、加工时间率 (processing)，选出最终改善方案。^[7]李文君在《SLP结合Flexsim动态仿真对车间总体布局及物流线路的优化》中根据X公司的生产模式, 运用物流合理化原则, 对车间进行布局优化, 同时采用Flexsim系统仿真软件对优化前后车间布局的物流路线进行仿真模拟与验证,通过优化车间布局, 缩短了运输距离。^[8]赵峰,王泽在《基于改进的SLP和AHP法在超市布局中的应用研究》中在传统的SLP的基础上结合动线分析对超市的人员和货物的移动路线进行分析使整个超市范围内货物和人员的流动不会发生阻断、迂回、绕行和相互干扰等现象进行布局规划。^[9]李猛、张在房在《基于MATLAB的SLP评价与择优模型在SGEG集团搬迁项目中的应用》中在使用SLP法进行布局优化时按照项目决策制定的整体条件及要求借用Matlab软件来求解得出最佳方案^[10]

3. 现代优化计算方法：20世纪七八十年代至今，随着智能优化算法如遗传算法（GA）、禁忌搜索（TS）、蚁群优化算法（ACO）、粒子群优化（PSO）算法、模拟退火算法（SA）、散射搜索（SS）算法和人工蜂群算法（ABC）等的不断出现，给解决布局问题提供了新的思路。游成龙、祁文军、孙文磊等在《基于遗传算法的设施布置设计及Web应用实现》中将SLP与遗传算法相结合设计某企业生产车间平面设施布置。^[11]艾东在《基于粒子群算法的双重目标设施布置优化》中分析对比了常用算法优缺点，最终选取粒子群算法作为优化方案的算法。^[12]：Heinzl, B.等在《Using coupled simulation for planning of energy efficient production facilities》中利用耦合模拟仿真法对节能生产设施规划展开研究。^[13]Ruiz-Ruiz,A.J.在《Analysis methods for extracting knowledge from large-scale WiFi monitoring to inform building facility planning》中通过大规模检测从而对建筑设施规划方法进行探索。^[14]Hanoun、 Samer等人在《An effective heuristic for stockyard planning and machinery scheduling at a coal handling facility》中关于煤炭设施规划和机械调度问题中提出一种有效启发式算法来规划库存和调度资源，以尽量减少生产中的延迟和煤龄。^[15]

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