1绪论
1.1研究背景
由于现代物流在我国的发展起步较晚，大部分制造企业在进行生产工艺设计及物流设施布局规划时没有考虑物流的因素，只是重点围绕生产进行相应的规划和设计，导致企业各工序间的衔接性不符合现代物流要求，厂内各种作业相互交叉、迁回运输、无效搬倒等不合理的现象较为严重。现阶段，自营物流在我国制造企业中还占有相当的比例，这些企业的物流装备整体水平低下，主要靠人力来完成各种物流作业，较为先进的企业也不能完全实现机械化和自动化，仍需大量人工配合。即我国企业物流设施布局规划不合理的情况普遍存在，且对我国物流系统规划与运作产生了严重的负面影响。
1.2研究意义
从理论方面看，本设计的研究意义在于，通过探讨工业工程领域中的SLP技术和思想在物流设施布局中应用的可行性，将工业工程技术和物流结合在一起，找出物流企业中合理、高效、经济的物流流程，并规划合理的物流设施布局，为物流系统规划与运作提供理论依据和可选择的解决技术。
从现实意义的角度来看，本设计的实际应用价值在于以下几方面：
（1）通过对物流设施的合理布局，在满足物流服务要求的基础上减少对物流基础设施的投入，充分利用已有的基础设施，避免重复建设。
（2）我国目前的物流水平比较低，效率较低，损失严重。通过运用相应的技术和思想对现有的物流设施布局和运作进行改进，提高运作效率，降低运作成本和货物损失。
2物流设施布局基本理论
2.1物流设施的概述
为满足物流需要而建立起来的机构、系统、组织、建筑等，统称物流设施。物流设施主要包括港口、码头、货场、航空港、仓库、自动化立体仓库、物流基地、物流中心、配送中心等。
2.2物流设施的作用
物流是指物质资料从供应者到需要者的物理性（实物性）流动，是创造时间和空间价值的经济活动。在整个创造经济价值的活动中物流设施起到了举足轻重的作用。
（1）提高物流效率
物流通过不断输送各种物质产品，使生产者不断获得原材料、燃料以保证生产过程的进行。物流能够如此有效的提供给生产者物资就是由于物流设施提高了物流效率。以运载设施来说，在运输过程中，装卸机械在货物的搬运转移中节省了人力和时间，大大提高了劳动效率。计算机和通讯设备快捷和准确为物流提供信息服务，也大大提高了物流效率。
（2）降低物流成本
仓库拥有保管物资，调节物资供需、运输和配送，以及节约物资的功能。这些功能减少了物资的浪费，对物资的分检、加工等功能及时发现问题，减少检查的重复。如此一来大大降低物流的成本。交通运输的建设和发展，大大节约了时间成本。计算机及通讯设备的发展则节约了空间成本。上述的仓储、运载设施、计算机及通讯是构成物流设施的三大块。总的来说也就是物流设施降低物流成本。
（3）改善物流条件
在早期没有汽车、火车这些交通工具时，生产条件低下，能够交换的物资本身也不多。因此没有工具可凭借时的货物流通就十分有限。现在，发达的交通设施使得物资可以到处运送。在高信息时代，计算机可以让你方便简洁的获得所需，而不用再千山万水的行走。物流设施的完善，无疑是物流业发展的重要物质条件。特别是交通枢纽、工业基地、商贸是心、物资集散和口岸地区，从长远发展来看，均需要综合配套的物流设施。因此物流设施改善了物流条件。
（4）保证物流质量
物流设施中的运输机械保证了物资的顺利进行流动。通信设备保证了物资及时准确到达定点处。仓储的保护设施使物资质量得到保证。整个物流过程顺利，货物质量保证，及时准确到达目的地，这些充分表明物流设施保证了物流质量。
2.3物流设施布局的基本原则
物流设施布局的好坏直接影响到整个系统流、信息流、效率、成本和安全等方面，并反映一个组织的工作质量、顾客印象和企业形象等内涵。优劣不同的设旌布局，在施工费用上相差无几，甚至差的布局花费更少，但对生产运营的影响却有很的大同。总的来说，设施布局设计要遵循这样一些基本原则：
(1)整体综合原则。设计时应将对设施布局有影响的所有因素毒考虑进去，以达到优化的方案。
(2)移动距离最小原则。产品搬运距离的大小，不仅反映搬运用的高低，也反映物料流动的顺畅程度。因此，应按搬运距离最小原则选择最佳方案。
(3)流动性原则。良好的设施布局应使在制品在生产过程中流动顺畅，消除无谓停滞，力求生产流程连续化。
(4)空间利用原则。无论是生产区域或储存区域的空间安排，都力求充分有效地利用空间。
(5)柔性原则。在进行设施规划布局前，应考虑各种因素变化可能带来的布局变更，以便于以后的扩展和调整。
(6)安全舒适原则。应考虑使作业人员有安全感，并感到方便、舒适。
3物流设施布局的研究现状
物流设施布局的研究内容主要包括空间布局和平面布局两方面。物流设施的空间布局主要是指整个物流系统网络的构建和节点的选择，而平面布局则是指物流设施内部的各个物流区域之间的总平面布置以及各物流区域的内部平面布置，是在空间布局的成果的基础上进行的。物流设施的空间布局与平面布局通常是物流设施规划的相邻的两个阶段，也是物流设施规划最核心的内容。
目前，国内对物流设施布局的研究多是集中在物流设施的节点选址和网络布局方面，而对于物流设施平面布局的研究则相对较少。
3.1物流设施的平面布局研究
物流设施平面布局研究的主要内容包括物流企业内各物流作业单元之间的总平面布局以及各物流单元内部的物流机械设备等作业平台的布局。无论是总平面布局还是作业平台的布局，它们的结论将直接影响着企业内物流运作的效率和作业成本。因此，寻求最合适的平面布局方案是平面布局研究的直接目的。
与空间布局研究相似，随着数学和计算机技术的不断发展，人们越来越多的运用数学方法建模并利用计算机、软件技术求解来解决平面布局问题。目前，国内外对物流设施的平面布局研究通常应用方法主要有以下几种: 3.1.1数学解析法
对物流设施的平面布局研究可以采用纯数学的方法，即纯解析的方法。解析法是把物流系统抽象成一种数学表达式，通过求解数学表达式找到最优解，其中应用最多的就是运用运筹学中的一些方法通过设定目标函数和约束条件来评价和选择最佳的决策方案。
由于不同的物流设施布局的侧重点不同，因此所构造的目标函数也可能不同。常用的运筹学方法有最短路法、最小费用流法、最大流法、系统搬运分析法、模糊综合评价法等。
（1）最短路法
最短路问题的数学模型构成一般如下:设G=(V，E)为连通图，图中各边(vi，vj)有权lij (lij=∞表示vi，vj间无边)，vs，vt为图中任意两点，求一条道路μ，使它是从vs到vt的所有路中的总权最小的路。即:
Min(?)?(vi,vj)?E?l （3.1）
ij最短路问题可用运筹学中图论的一些方法来求解，如Dijkstra算法、逐次逼近算法、Floyd算法等。
（2）最小费用流法
最小费用流法的数学模型构成一般如下:已知容量的网络G=(V,E,C)，每条边(vi，vj)的容量为cij，单位流量的费用dij (≥0)，记G=(V，E，C，d)。求G的一个可行流f={fij},使得W(f)=v,且总费用d(f)最小。d(f)的公式为3.1所示。
d(f)??df （3.2）
ij(vivj)?Eij最小费用流问题的常用解法有原始算法和对偶算法两种。
（3）模糊综合评价法
模糊综合评价法是综合评判方法的一种，是对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体评价。通常采用二级模糊综合评判方法全面地对事物进行定量、定性分析。二级模糊综合评判方法是将众多的因素按其性质分为若干类，先按一类中的各因素进行评价，然
后在类之间进行综合评价，对于整个过程中的参数计算可采用层次分析法确定。这种综合评价方法可以实现方案评选的综合性、科学性和可操作性。
解析法有比较悠久的发展历史，它通过求解数学表达式找到最优解，在实际中应用广泛，是一种比较成功的方法。虽然解析法可以求最优解，但还是存在着一定的局限性。
首先，解析法过于拘泥于数学抽象，人们对抽象的、假想的逻辑模型很难获得系统的真实感受，不便于对实际的系统进行分析。
其次，随着现代物流系统规模的不断扩大，在运用解析法建立数学表达式时，如果单纯依据系统实际情况，往往要列出数目众多的限制条件，这将使得求最优解的过程变得非常复杂甚至根本求不出最优解。
再次，在运用解析法进行物流系统分析时，其数学模型本身若干的假设、抽象和简化，对其求解结果也会造成很大的误差。
最后，应用解析方法很难真实地处理一些涉及到的相关数据，例如道路流量和堵塞情况等即时交通情况，这样在物流过程中不能体现出运输环节的重要影响。这必然使得分析结果的可信度受到影响。 3.1.2计算机辅助平面布置
计算机辅助设施平面布置实际上就是将数学解析法进行计算机化，通过相关的软件用计算机运算来求解。无论是物流园区内各物流作业单元的总平面布置还是物流作业单元内部的平面布置，一般都物料搬运费用为基本目标函数，求解使基本目标函数值为最小的、在给定区域上的作业单位平面布置方案。
目前计算机辅助设施平面布置所用的软件根据算法大体可以分为两类，一类是基于最优算法，另一类是基于次优算法。
穷举算法又称枚举法，是最简单、最常见的最优算法，它适于在给定设施布置地点组的情况下进行设施布置的场合。穷举法道理非常简单，就是列出所有布置方案，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。但是，对于大多数布置问题来说，穷举法是不切实际的。根据组合论知识，设施的排列方法为设施总数的阶乘，当布置问题的规模比较大时，备选方案的个数基本上为布置问题规模的阶乘数，这个数量是非常大的。从数量如此庞大的备选方案中寻找最优方案是非常困难的，这需要计算机具备巨大的存储容量以及极高的运算速度，同时需要非常长的运算时间，因此最优算法成为 难解问题。
因此，虽然从理论上来讲，穷举法是可行的，但它要消耗巨大的计算时间，在实际的应用中采用的不多。为此研究人员开发出了一些次优算法。主要有以下几种:
（1）构造法(Construction Methods)
构造算法是根据某种规则逐一对所有设施的位置做出安排，最终得出比较好的(可能是最优的)布置方案的算法。构造算法实际上就是增加了约束条件的穷举法，它根据构造规则设定一定的约束条件使得计算机的运算量大幅降低，也使得这一类问题得求解成为了可能。构造算法求得的解的质量往往取决于构造规则及其复杂程度。
（2）改进算法(Improvement Models)
现实中，相对于建设新的设施，更通常的情况是在现有的设施基础上进行改进，因此平面布局的改进算法比构建算法更具有现实意义。在改进算法中，总是从一个己知的初始
关于SLP方法在物流设施布局中的应用研究报告
