布置方案出发，通过对设备间进行有规律的交换，并把得到最佳结果的那种交换保留下来形成新的布置方案，重复进行这个过程，直到不能进一步改进布置方案为止。
最常用的改进算法与程序是计算机设施相对定位法(Computerized Relative Allocation of Facilities Technique，CRAFT)。计算机设施相对定位法是一个以各作业单位之间物料搬运费用逐步减少的优化原则改进布置方案的算法与程序。它通过对现有的平面布置方案中各作业单位，两两互换位置，并计算比较交换前后的搬运费用，取搬运费用较小的布置为优化候选方案。经过多次交换、比较、择优，得出一个改进的优化方案。通过给定不同的初始平面布置方案，CRAFT常能得到不同的优化结果(局部最优方案)，从而给规划设计人员提供很大的选择范围，通过参考各种具体条件限制，规划设计人员可以从众多的优化方案中选择出一个可行的优化方案。
构造算法和改进算法都是传统的启发式算法。这些算法的主要缺陷是在达到满意方案前的选择过程中未充分考虑其他的方案，并且它们对初始布置敏感，导致最终布置未必好。
（3）人工智能技术（AI）
近十几年来，人工智能技术的发展为设施布置提供了功能强大的新算法。由于设施布置是典型的NP—完全问题，而且布置问题存在含糊不清、相互矛盾和无法量化的众多影响因素，规划目标也不是唯一的，因此采用人工智能技术建立专家系统用知识模型代替数学模型，成为在有效时间内寻求满意解的可行算法。它们应用快速并行处理，可以同时得到多个解，丰富了备选方案;并且它们允许代价更高的解出现，从而可以跳出局部最优点，解决对初始布局敏感的问题。所以在设施布置中，特别是在寻优阶段，人工智能技术获得广泛应用。
平面布置算法 人工智能算法 禁忌搜索算法 次优算法 模拟退火算法 最优算法 分技定界法 割平面法 穷举法 构造算法 启发式算法 改进算法
图3.1计算机辅助平面布置算法分类图
遗传算法 计算机辅助布局规划虽然不一定能得到最优解，但常能得到一些局部最优的结果，从而给规划设计人员提供很大的选择范围，通过参考各种具体条件限制，规划设计人员可以
从众多的次优方案中选择出一个可行的优化方案。 3.1.3计算机仿真
目前，先进的系统布置规划设计方法是采用仿真技术。仿真是利用计算机来运行仿真模型，模拟时间系统的运行状态及其随时间变化的过程，并通过对仿真运行过程的观察和统计，得到被仿真系统的仿真输出参数和基本特性，以此来估计和推断实际系统的真实参数和真实性能。
计算机仿真主要包括系统、模型、计算机三部分，通过模型建立、仿真模型建立(二次建模)、仿真实验这三项处理活动将这三部分联系在一起。这三部分要素和三项处理活动是所有计算机仿真的基础。
系统 模型建立 仿真实验 模型 仿真模拟建立 图3.2计算机仿真过程
计算机
由于仿真是基于模型的活动，因此系统仿真的第一步是针对实际系统建立模型，同时根据仿真目标加以抽象和简化，以得到计算机仿真所要求的数学描述。
第二步是仿真建模，即根据系统的特点和仿真的要求选择合适的算法，计算机程序一般选用专门的仿真语言编写，程序中还包括仿真运行参数、控制参数、输出要求等。 第三步是运行仿真模型及程序检验，先是通过反复的检验和调试程序来验证仿真算法的合理性，仿真模型经验证合理后，就可以根据仿真的目的在计算机上进行多方面的仿真实验了，并相应地获取模型的输出资料。
第四步是对仿真输出结果进行分析，通过对仿真结果进行统计分析及数据处理，以获取对系统性能的多方面评价，从而达到仿真的目的。
通过仿真技术在物流系统还未建立起来的情况下，把系统规划转换成仿真模型，通过模拟系统运行后的性能和效果，评价规划方案的优劣。这样可以在系统建成或改造之前就能发现系统存在的问题，对不合理的设计和投资进行修正，从而避免了资金、人力和时间的浪费。
虽然仿真技术应用将设计水平提高到了一个层次，但在实际应用中仍有一定的局限性。
首先，仿真对建立的系统模型的可靠程度要求很高。如果系统模型的建立与实际系统有一些偏差，或边界条件设置不完全，仿真结果就会有出入，因此建立可信程度高的系统模型是仿真的重要前提，而模型可信性检验也是仿真过程必不可少的环节。
其次，建立并运行仿真模型是一个复杂的人机结合过程，从而要求设计人员须具备较
高的经验和分析能力。仿真模型的各个细节都以实际数据为依据，因此既要从实际系统收集大量数据，又要对数据进行分析，还要对每次仿真过程反映的现象进行深入的综合分析，改进后再进行仿真。这就要求仿真者不仅对实际系统有深入的了解，还要有较强的综合分析能力。从某种意义上说，仿真技术还不能完全代替设计，目前还只能作为优化设计的有效手段。
再者，仿真模型的一次运行只是对系统一次抽样的模拟，所以系统仿真不是一种优化方法，不能求出系统的最优解。但是通过仿真的方法，可以依据仿真模型的运行效果，修改参数，反复仿真，因此可以看成是一种间接的优化方法。
目前，仿真技术在国内物流业中的应用还不是很广泛，而在国外则应用的比较普遍。应用的较多的仿真工具软件主要有AUTOSIMULATION公司的AUTOMOD、31公司的SIMAnimation等。另外Extend、GPSS、Witness等也有使用。
3.2 SLP综述
3.2.1 SLP的产生和概述
设施平面布置在设施规划设计中占有重要地位，历来是倍受重视的领域。以工厂布置为例，工厂平面布置的好坏直接影响整个系统的物流、信息流、生产能力、生产效率、生产成本以及生产安全。优劣不同的工厂布置，在施工费用上可能相差无几，但对生产运营的影响会有很大不同。优良的设施布置可以节省物料搬运费用，缩短生产周期，加快流动资金周转。因此优良的设施布置是提高生产系统效益的重要源泉和手段，是改善生产系统整体功能、实现现代化管理和先进生产方式的前提和基础。
最初的设施平面布置设计主要是凭经验和感觉。但到50年代，布置设计从传统的只涉及较小系统发展到大而复杂的系统设计，凭经验已难以胜任。于是，在综合各学科发展的基础上，在平面布置设计中运用起系统工程的概念和系统分析的方法。其中最典型的是Richard Muther在1961年提出的极具代表性的系统置(Systematic Layout Planning，SLP)理论。
Richard Muther的系统布置设计是一种条理性很强、物流分析与作业单位关系密切程度分析相结合、求得合理布置的技术，因此在平面布置设计领域获得极其广泛的运用，特别是在工厂设计领域。该方法提出了作业单位相互关系的密级表示法，使工厂总平面设计由定性阶段发展到定量阶段。国内在80年代以后引进了这一理论，应用于工厂平面布置领域，收效非常显著。
SLP的基本出发点就是用量化的作业单位相互关系密级来评定各部门之间的相关程度，因此采用系统布置设计法来进行平面布置的首要工作是对各作业单位之间的相互关系做出分析，包括定量的物流相互关系及定性的非物流相互关系。把定性的相互关系密切程度由高至低分别用A，E，I，O，U，X字母及相应的4，3，2，1，0，-1分值表示。将物流与非物流相互关系进行综合，得到作业单位i与其它各作业单位j，(j=1，2,?n，j≠i)的综合关系密切程度RCij，并分别求出各作业单位的总的关系密切程度一综合接近程度，公式如下3.3所示。
nTCRi??CR （3.3）
ij其中n为作业单位总数。汇总所有作业单元的综合接近程度值TCRi，得到作业单元综合关系表。
然后，根据相互关系表中作业单位之间相互关系密切程度，决定各作业单位之间距离的远近。再根据作业单元综合关系表中各作业单元的综合接近程度安排各作业单位的位置，先将TRCi最高的作业单位布置在中心位里，然后布里与该部门相互关系为A级的部门、再后是E级部门??依次布置所有部门，最终得到一张根据相互关系密切程度布置的作业单元位置相关图。
再者，将各作业单元实际占地面积与作业单元位置相关图结合起来，形成作业单位面积相关图，通过作业单位面积相关图的修正和调整，得到数个可行的布置方案。
最后，采用加权因素对各备选方案进行评价择优，并对每个评价因素进行量化，得分最多的布置方案就是最佳布置方案。 3.2.2 SLP的研究与应用现状
虽然Richard Muther的系统布置设计技术条理清晰、考虑完善(包含定性和定量因素)，但在一些特殊情况下，尤其是对大型项目和频繁的重新布置时，这种方法的工作量是非常大的。因此自60年代以来，以J.M摩尔等为代表的一批设施规划与设计学者开始研究利用计算机的强大功能，帮助人们解决设施布置的复杂任务，为生产系统的设施新建和重新布置提供强有力的支持和帮助，并节省大量的人力和财力。 3.2.3 SLP在物流设施布局中应用的可行性
SLP最初主要应用于工厂设计领域，根据Richard Muther提出的系统布置设计，把产品P、产量Q、生产路线R、辅助服务部门S以及生产时间安排T作为给定的基本要素，作为布置设计工作的基本出发点，其中产品、产量是主要因素。企业物流设施与工厂之间存在差异，在工厂设计时，产品的设计决定了制造、装配工序和工艺，在物流上反映为物流作业的顺序和线路;而产量的大小反映了生产类型，在物流上反映为物流量的大小。在物流企业中，不同的产品在存储、装卸等物流作用方面的要求是不同的，最终决定了物流作业线路的不同。同时，采用不用的存储、装卸、搬运等设备和技术，决定了物流作业时间的长短;而物流企业的作业量反映了各作业单元的物流强度;物流线路、距离和物流强度对平面布置的影响直接反映在物流成本和运作效率上，物流技术对物流时间和作业流程的影响直接反映在平面布置上，是影响物流设施布局的重要因素。在运用SLP对物流设施进行平面布置时，将决定物流企业系统布置设计的基本要素同样分为5个，需要从物流对象P、物流量Q、物流作业路线R辅助服务部门S、物流作业技术水平T这几方面出发开始考虑的。其中物流对象P、物流量Q、物流作业路线R是影响平面布置的最重要因素。因此以物流产品类别和物流作业量以及其他因素为基础，SLP是可以对物流设施进行布局的。
4实施SLP的阶段及流程
4.1SLP阶段结构
系统布置设计采用四个阶段进行，称为 “布置设计四阶段”，如图4.1所示：
规划阶段 0预规划 Ⅰ确定仿针 Ⅱ总体规划 Ⅲ详细规划 Ⅳ规划实施 Ⅴ规划后 规 划 时 间 图4.1 SLP阶段结构
阶段Ⅰ———确定方针: 无论是工厂的总体布置, 还是车间的布置, 都必须先确定所要布置的相应位置。
阶段Ⅱ———总体规划: 在布置的区域内确定一个总体布局。要把基本物流模式和区域划分结合起来进行布置,把各个作业单位的外形及相互关系确定下来, 画出一个初步区划图。
阶段Ⅲ———详细规划: 把厂区的各个作业单位或车间的各个设备进行详细布置, 确定其总体位置。
阶段 Ⅳ———规划实施: 编制施工计划, 进行施工和安装。
总体区划和详细布置这两个阶段的工作是规划设计人员的主要任务。这四个阶段顺序交叉, 每个阶段的成果都要经过上级批准。各阶段所需要的资料, 随着阶段的进展而逐步加深。在阶段Ⅰ前称之为预规划, 主要是确定目标, 进行设施要求预测、估算生产能力及需求量；阶段Ⅴ表示的是规划实施后的试运转, 是对整个项目的施工、安装、试车、总结等管理工作。
4.2SLP法工作程序
系统布置设计 (SLP) 程序如图4.2所示：
关于SLP方法在物流设施布局中的应用研究报告
