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动线型SLP在中小企业物流改善中的运用分析
一、绪论
（一）选题背景及意义
自从中国加入WTO以来，市场经济体制也逐渐的得到完善，由传统的大批量小品种的生产方式发展到现在的小批量多款式的生产方式的经济形态。原来的计划市场经济到现在的订单生产经济。今后企业间的竞争重点不再是价格，而是看产品是否能满足客户的显性需求和隐形需求。
生产型企业其实就是产品从原材料变成半成品最后变成产成品的一个物流活动。一个合理的生产物流过程应具有连续、均衡、平行、准时和柔性等的基本特征，只有这样才能保证企业的生产过程始终处于连续、均衡、平行、准时、柔性的优良状态。
据一些调查数据显示，生产作业中只有20%的时间是在进行生产作业，其余80%的时间是花在不同工序之间的物流活动中。工序间物流主要与存储和移动两种物流状态有关，对于这两个物流环节来说首先要研究它们的合理性。由于影响生产物流合理性最为重要的因素之一是生产系统的设施布置，因此运用科学手段建立一个合理，高效的生产系统设施布局来优化物流路径，合理配置物流设施，提高物流质量，改善生产节奏进而改善生产物流的运作效率，不断缩小库存量和生产成本，是企业具有核心竞争力的表现，也是企业采取低成本战略的基本形态。
好的设施布局可以使物流成本降低10%-40%。优良的设施布置模式一直是各企业和研究者在寻找的方式，物流因素在物流活动中占主导作用，所有把找出最优设施布置方案成为物流活动优化的主要任务。1961年查理德.谬瑟提出了系统布置设计SLP
（Systematic Layout Planning ) 理论。缪瑟提出的系统布置设计（Systematic Layout Planning )是一种将设施设备布局与各种作业单位之间的物流因素全部考虑进去的一种布局技术。所有自从被提出并在实践应用中取得良好效果后一直得到了很广泛的应用与认同。
传统型的SLP是基于企业计划的推动式发展，是静态的，不能及时反映市场的需求变化，不具备可变化的动态柔性因素，因此在现代企业生产中运用存在着很多不足。动线型SLP在传统型SLP的基础上加入了动态的柔性因素，虽然还有待改进与完善，但较传
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统型的SLP更能够快速的反映市场需求，适应以以客户需求为中心生产方式。
（二）文献综述
1.国外文献综述
在上个世纪以前，寻找最优布局问题主要依靠一般的布局流程图以及设计人员以往的物流布局规划、建造及其在各行业的工厂中所累积的经验，信息和资料。20世纪60年代以来，物流改善活动在布局设置时主要利用的的是系统化图形技术。随后一段时期内，学者们开始研究启发式演算法和最佳化解法。到后来，逐渐开始发展了各种各样的演算方法，常见的有图形理论、随机模式法、交互式图形法、多目标演算法、遗传算法、模糊理论、模拟退火法,塔布搜寻法,专家系统等等
【1】
系统布置SLP（Systematic Layout Planning）方法是由（Richard Muther）理查德.缪瑟在1961年提出一种物料设备设施布局的方法，是一种以最优物流布局模式为出发点的布局技术。SLP自被提出以来在各企业物流系统改善与建立中已经被证明是一种效果很明显的区域设施物流工具，对布局设计具有划时代的作用，而且至今仍被企业和学术界所广泛应用
【1】
SLP设施布置中分析哪些作业单位要联系在一起以及采用什么算法来寻找最优布局方案是两个核心要素。最基本的，对于如何确定作业单位的接近关系，学术界仁者见仁智者见智：一部分研究者将布置方法分为从至表法、双行布置法，也有许多研究者将设施布置的方法和技术归纳为从至表法、物料运量比较法、物料流向法、相对关系布置法和等
【2】
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进一步，为了寻找最优布局模式的算法Heragu 和Kusiak (1987)通过对前人的方法的研究和经验，对求寻找最优布局的方案和模式根据演算法的不同形式，可以归纳为最优解演算法(Optimal Algorithm)和启发式演算法（Heuristic Algorithm )2种
【1】
。 最
终布局设计问题可总结为二次指派问题(Quadratic Assign Problems，QAP)。
最后，二次指派问题(QAP) 为非线性规划，求解很困难，小规模问题可以采用分支定界法。大规模问题只能用启发式算法，但他们只能找到一个比较好的方案，通常不会是最优解。因此近年来大多数的研究者都致力于研究求取次优解(suboptimal)的启发式演算法
【2】
。这些启发式算法在Heragu 与 Kusiak (1987)的“The facility layout
problem”一文中归纳为四种，图形理论演算法(Graph-theoretic algorithms)，渐进式演算法(Improvement），混合式演算法(Hybrid algorithms) ，构建式演算法(Construction algorithms)，algorithms)。后来由Bazargan and Kirca提出了一种能
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够同时求出最优解和次优解的混合式算法
【2】
这种方算主要是为了解决渐进式演算中局
部受原始数据信息限制的问题。所以有相当一部分研究人员提出，在一些不受限制的环境下采纳构建式演算法求得次优解作为最初解，然后用渐进式演算法来求解和修改首先得出的初始方案。
面对许多动态的工厂物流活动中的存在问题，Meir J. Rosenblatt 通过对每个时期能够准确确定的影响因素的导入，以满足他所想要的设计结果。将目前既定不变的因素和将来能够确定的阶段混合考虑。物流成本和不同时间段的最小重构成本这作为左右布局的参考因素
【2】
2.国内文献综述
国内在20世纪80年代以后引入了SLP理论，先后在机械，化工，纺织，零售店，超市等各种行业的设施布局中得到广泛的运用。从SLP技术的运用过程来看，国内研究物流活动中寻找最优方案正在进行，现在有上海交大，同济大学，华中理工大学等各级重点大学正处于深度研究之中，所做的研究工作重点在算法的分析和探讨上，寻找和开发出适应动态的厂区设施布置优化设计方案。同时，在企业车间厂区布局优化问题的探讨上取得了很好的效果。如同济大学针对现在流行的JIT方法，设计出符合的车间设备设施布局新模式，这表明厂区布局形式需要随作业模式和动态环境而不断地进行调整和修改。在这种新型的布局形式下，就算企业不能了解全部的生产信息，也能利用模糊生产数据的方式进行设备设施布置，即基于JIT环境生产方式下提出的分布式布局思想；上海交通大学则将产品质量至上的原理运用于厂区的设备设施布局之中，提出了流水线车间布局的布局方案，核心观点是根据设备设施和建筑形状等来设计布局形式，并根据不同的设备设施找出固定的工序和固定的位置。
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二、SLP基本原理及分析
（一）传统SLP理论概述
1961年理查德.缪瑟提出的系统布置设计SLP是将物流因素与作业单位亲密度相结合的布局技术，是一种条理性很强，不仅适合各种规模或种类的工厂的新建、扩建或建设中对设施设备的调整和改善，也适应超市、车站等服务设施的布置设计。传统型SLP主要包括P系统物料、Q产品的数量、R工艺路线、S辅助部门、T物流的流动时间这五个基本要素。这是布置设计工作的基本要素。
P-Products指系统物料的种类。在整个生产作业的流程中P主要指原料、半成品和成品三个部分。系统物料的种类P影响着整个生产系统的构成结构和各个作业单位间的作业关系。
Q-Quantity指所生产产品的数量。这一因素主要体现在生产中的生产规模、订单量等，可以用日产量、产品的数量或者重量等参数来列出。
R-Routing指工艺路线、不同的物流元件、不同的工艺制造形成的物流路线。它对个作业单位间的紧密程度有着决定性的作用，仓库和物料堆放地的位置，以及物料搬运路线。
S-Service指辅助部门，具体来讲是指括辅助生产和服务这两个过程的部门。由辅助部门S构成生产系统的后勤支持系统，在某些方面支撑着生产的运作，所以在布局时考虑辅助部门的布局是相当重要的。
T-Time指物料的流动时间。T物料的流动时间指产品在这个工序之间物流流动的时间是多少。包括工序物流移动的时间，更换批量的时间和各工序操作时间等。 SLP法通过对物流、数量、、路径、辅助部门及物流流动时间等基本要素和作业单位间物流及非物流因素的的分析，求出各作业单位综合相关图，合理规划出最开始的位置布局图，参照实际数据和辅助方案对其进行修改反馈，直到最优方案的提出。整个规划流程既要符合作业程序，又要符合生产现实需要，还要合理利用物流的高效性，适当的可以利用计算机辅助设计技术，得到最佳方案【10】。 整个SLP设计过程被划分为四个阶段：确定位置->总体区划->详细布置->实施。其中总体区划和详细布置是SLP技术布置设计的核心内容。 其程序模式(SLP程序模式)如图1所示。
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4.必要的面积 7.修正条件 8.实际制约 9.拟定几种布置方案 寻 优 6.面积相互关系图 5.可利用的面 1.物流分析 输入数据（P, Q, P-Q ,R ,S ,T） 2.作业单位的相互关系 分 析 3.物流-作业单位的相互关系图 10.评价
图1 SLP技术程序模式设计图
选 择
从图1中我们可以得出SLP技术程序模式设计步骤大致有以下几个: 1.原始数据的收集
在运用SLP方法进行系统布置设计时要综合考虑各个不同的因素，其中最基本也是最重要的是PQRST这五个基本因素，即系统物料、物流数量、生产工艺流程、辅助服务部门和物流时间这五个要素。通过对这5项基本要素的搜集整理与并加以分析，可以得出各作业单位的基本情况，为系统设置布局提供数据信息。 2.物流分析
物流分析主要指生产作业中，个作业单位之间的物流大小、物流距离、物流费用成本之间的分析。只要在作业单位之间物流活动成为重点的时候，这个时候我们就主要要考虑物流分析这个因素。它主要是确定物料在生产过程中每个必要工序之间移动的距
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动线型SLP在中小企业生产工区物流改善中的运用分析
