摘要：生产制造企业的设施布局是设施规划领域的一个重要问题，一个设计良好的设施布局能加快物料处理效率，减少在制品的停留时间，显著提高企业的生产效率。本文对生产车间设施布局优化方法进一步的探讨。
关键词：生产车间；设施布局；优化方法
一、概述
设施规划与设计是工业工程的重要分支，起源于早期制造业的工厂设计。设施规划是对构成工厂的车间、库房、办公室等设施，以及保证企业正常生产为企业输送物料的交通运输线路、工程管线等运输设施，对其平面位置进行合理布置。由于企业所拥有的设施涉及范围广泛，它不但包括厂区围墙范围之内主要参与生产制造的设施，也包括厂区围墙范围之外为生产服务的设施。
设施是进行工业生产的必要条件，设施规划与设计是否合理，对企业的生产和运行效率有着非常重要的影响。应该说，设施规划与设计是伴随着工业生产而产生的。但是，设施规划与设计作为一门学科，利用科学的方法与手段进行设施的规划与设计，是系统工程、物流学、人机工程、计算机技术飞速发展的结果。
设施布局设计在设施规划中占有重要地位，历来备受重视。设施布局，也称布置设计，是设施规划领域的一个重要且复杂的研究内容，也是生产制造系统设计中需要解决的重要问题之一。它研究如何按照一定的原则，在预先给定的生产车间内，将生产系统所使用的机器、仓库等的位置以及与之相关的物料和人员流进行合理地组织与布置，以达到最优的设计目标。
生产制造系统中的布局设计是工业工程研究和实践中的一个重要并且长期存在的领域，是一个典型的工程问题。它是将加工设备、物料运输设备、工作单元和通道走廊等制造资源合理的放置在一个有限的生产空间里面的过程，可看作是制造系统的组织过程。
设施布局实施步骤
二、生产车间设施布局
1.设施布局设计问题
（1）设施规划与布局设计
设施设计的要素包括设施及设备系统设计、布置设计和搬运系统设计。设施及设备系统的设计包括对建筑、围护结构、电力、照明、空调、给排水和信息通讯等进行系统协调的设计搬运系统设计是对物料传输的路线、运量、传输方法和设备、储存场地等做出合理安排，搬运系统由物料、人员、信息和支持生产所需的搬运设备组成布置设计，是将建筑围砌范围内的所有加工与物料传输设备、通道走廊等设施合理地放置在一个有限的制造车间内的过程，布置由生产区、辅助生产区、人员活动区组成。因而布局设计是设施设计的一个重要组成部分。
（2）制造系统设施的布局设计
布局设计是设施设计的重要组成部分。设施布局不同于设备布局设计是指生产企业根据经营目标和生产纲领，在确定的空间内，按照从原材料的接收、零件和产品的制造直到成品的包装、发运的全过程，将人员、设备、物料所需空间做适当、有效的分配和组合，以获得最大的生产经济效益。
2.设备布置的基本形式
设备布置问题是在已完成生产系统总体布置的基础上，对各部门内部进行的具体化布置。设备布置形式取决于生产类型和生产组织形式，因此设备布置原则与组织车间一致。一般的机械制造工厂，根据设备之间的关系，布置的基本形式可分为产品原则布置、固定工位式布置、工艺原则布置和成组原则布置。如图：
3.设备布局的方法
设备布局问题是一个涉及参数化设计、人工智能、图形学、信息处理、优化、仿真等技术的交叉学科领域，属于具有一特性的组合优化问题，因而从设施布置问题的提出至今有很多不同的求解方法，主要分为两类基于过程的方法和基于算法的方法一。基于过程的方法将设计过程分为一些步骤，按照顺序执行。
系统布置设计方法的基本思想是通过对输入数据和对作业单位的职能与相互关系的理解，作出物流分析从至表和作业单位相互关系分析作业单位相关图，然后通过这些分析进一步得到位置相关图用于确定作业单位的空间位置，接下来确定每个作业单位的面积并按照面积模板用适当的形状和比例，与位置相关图相连，最后进行适当修改，就可以得到多个布置方案。
随着计算机和信息技术的迅速发展，设备布局方法也由早期的手工方法和定性研究方法发展到了今天的定量化、智能化、自动化，出现了计算机辅助优化和辅助设计软件，从较早出现的SPAPE、CRAFT算法到最近的基于遗传算法和模拟退火算法。这些布局求解方法涉及运筹学、图论、人工智能等领域的知识。这些求解方法从求解性质分主要有最优化和次优化算法。如图：
结束语：
综上所述，新的制造技术和理念己经越来越多地应用到现代制造系统之中，需要有新的布局模型和求解策略来解决它们的设计和使用问题，生产制造系统中的布局设计是工业工程研究和实践中的一个重要并且长期存在的领域，是一个典型的工程问题；无论是扩大生产新建车间，还是对原有的车间进行改造重组，都需要对其进行快速、合理的布局设计，满足市场需求。
参考文献：
[1]基于仿真的生产系统规划技术研究[J].王红军，韩秋实，柴树峰.机械设计与制造.2007（10）
[2]基于制造系统功能的设施布局设计研究[D].锁小红.山东大学2008
[3]制造车间布局优化方法研究与系统实现[D].胡广华.华中科技大学2007
论文作者:陈龙振
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/17
标签：设施论文; 布局论文; 方法论文; 系统论文; 设备论文; 物料论文; 作业论文; 《基层建设》2019年第12期论文;