第1章_设施规划与设计概述

1、熊燕华熊燕华设施规划与物流分析南京农业大学工学院南京农业大学工学院熊燕华熊燕华 熊燕华熊燕华第一章第一章 设施规划与设计概述设施规划与设计概述1.1 设施规划与设计的起源设施规划与设计的起源1.2 设施规划与设计的研究内容设施规划与设计的研究内容1.3 设施规划与设计的重要性设施规划与设计的重要性1.4 设施规划与设计的目标与原则设施规划与设计的目标与原则1.5 设施规划与物流分析设施规划与物流分析熊燕华熊燕华1.1 设施规划与设计的起源设施规划与设计的起源设施规划与设计（设施规划与设计（Facilities Planning and Design）发源于早）发源于早期制造业的工厂设计（期制造

2、业的工厂设计（Plant Design），是工业工程的重要分支。），是工业工程的重要分支。1）18世纪世纪80年代产业革命后年代产业革命后工厂取代小作坊；工厂取代小作坊；2）19世纪末到世纪末到20世纪世纪30年代年代泰勒的科学管理；泰勒的科学管理；3）20世纪世纪50年代以后年代以后单一设计到综合设计、较小的系单一设计到综合设计、较小的系统设计到大而复杂的系统设计；生产建设活动中运筹学、统计统设计到大而复杂的系统设计；生产建设活动中运筹学、统计数学、概率论、系统工程理论及计算机技术等的广泛应用；人数学、概率论、系统工程理论及计算机技术等的广泛应用；人类工程学的发展及应用类工程学的发展及应用综

3、合利用现代科学技术，全面、系统综合利用现代科学技术，全面、系统的规划与设计的时代；的规划与设计的时代；熊燕华熊燕华1.1 设施规划与设计的起源设施规划与设计的起源4）20世纪世纪80年代年代物流、供应链、虚拟企业等理论与方物流、供应链、虚拟企业等理论与方法的发展法的发展 面向供应链的规划与设计；面向供应链的规划与设计；5）20世纪世纪90年代年代客户关系管理、服务科学的空前发展客户关系管理、服务科学的空前发展 能否满足个性化需求，最大限度地为客户服务，成为设施规能否满足个性化需求，最大限度地为客户服务，成为设施规划与设计考虑的主要因素之一。划与设计考虑的主要因素之一。设施规划与设计理论方法虽然

4、起源设施规划与设计理论方法虽然起源于工厂设计，主要面向机械制造业，于工厂设计，主要面向机械制造业，但其理论与方法具有很好的普遍意但其理论与方法具有很好的普遍意义，其原则与方法逐渐扩大到了非义，其原则与方法逐渐扩大到了非工业设施，包括各类服务设施，如工业设施，包括各类服务设施，如机场、医院、超市等。机场、医院、超市等。专业知识扎实；专业知识扎实；知识面广博；知识面广博；团队合作。团队合作。熊燕华熊燕华1.2 设施规划与设计的研究内容设施规划与设计的研究内容设施设施是生产服务系统运行的必要条件，是其运行所需的有形是生产服务系统运行的必要条件，是其运行所需的有形的固定资产。的固定资产。对一个工厂或生

5、产系统来说，对一个工厂或生产系统来说，设施设施包括占用的土地，实体建包括占用的土地，实体建筑，机器设备，物品物料，完整的设施规划将工作人员也纳入筑，机器设备，物品物料，完整的设施规划将工作人员也纳入设施的内容中。设施的内容中。一个企业的设施还受企业的一个企业的设施还受企业的管理水平管理水平、技术装备技术装备、发展战发展战略略、企业文化企业文化等因素的影响。等因素的影响。企业所需要的设施主要取决于企业所在的企业所需要的设施主要取决于企业所在的地理环境地理环境、生产生产的产品的产品、提供的服务提供的服务、生产方式生产方式、生产规模生产规模等。等。设施定义设施定义熊燕华熊燕华设施设施实体建筑：厂房、

6、仓库实体建筑：厂房、仓库机器设备：生产、搬运、存取、辅助机器设备：生产、搬运、存取、辅助物品物料：其生产方式、移动方式、存储方式是影响布局的物品物料：其生产方式、移动方式、存储方式是影响布局的重要因素重要因素工作人员：弹性最大、活动面最广、不容忽视人因、人的能工作人员：弹性最大、活动面最广、不容忽视人因、人的能力力设施定义设施定义熊燕华熊燕华1.2 设施规划与设计的研究内容设施规划与设计的研究内容设施规划与设计的定义设施规划与设计的定义1汤普金斯，怀特合著的汤普金斯，怀特合著的设施规划设施规划“设施规划是就如何使一个有设施规划是就如何使一个有形的固定资产，为实现其运营目标提供最好的支持所做的决

7、形的固定资产，为实现其运营目标提供最好的支持所做的决定。定。”机械制造厂机械制造厂2缪瑟，海尔斯合著的缪瑟，海尔斯合著的系统化工业设施规划系统化工业设施规划“工业设施规划就是工业设施规划就是设计或确定怎样具体地把一个工厂建造出来，使之运行或生设计或确定怎样具体地把一个工厂建造出来，使之运行或生产。产。”系统化工业设施规划系统化工业设施规划SPIF3德国的克特纳等合著的德国的克特纳等合著的工厂系统设计手册工厂系统设计手册“工厂设计的任务是工厂设计的任务是在考虑众多总体条件和边界条件的情况下，为工厂创造实现企业在考虑众多总体条件和边界条件的情况下，为工厂创造实现企业目标、社会功能和国民经济功能的先

8、决条件。目标、社会功能和国民经济功能的先决条件。”4中国大百科全书中国大百科全书“机械工厂设计是为新建、扩建或改建机械工机械工厂设计是为新建、扩建或改建机械工厂进行的规划、论证和编制成套设计文件。工厂设计是一项技术与厂进行的规划、论证和编制成套设计文件。工厂设计是一项技术与经济相结合的综合性设计工作。经济相结合的综合性设计工作。”熊燕华熊燕华1.2 设施规划与设计的研究内容设施规划与设计的研究内容设施规划与设计设施规划与设计是运用系统工程、运筹学、计算机技术等现是运用系统工程、运筹学、计算机技术等现代科学技术，综合考虑各种相关因素，为新建、扩建或改建的代科学技术，综合考虑各种相关因素，为新建、

9、扩建或改建的生产系统或服务系统，进行系统的规划、设计与实施，使企业生产系统或服务系统，进行系统的规划、设计与实施，使企业的资源得到有效配置，使企业的物流、人流、信息流得到最大的资源得到有效配置，使企业的物流、人流、信息流得到最大程度的优化，使整个系统能够高效运行，实现预期的目标。程度的优化，使整个系统能够高效运行，实现预期的目标。 胡正华等胡正华等设施规划与设计设施规划与设计设施规划与设计设施规划与设计（Facilities Planning and Design）是生产或）是生产或服务系统设计的重要组成部分，服务系统设计的重要组成部分，为新建、扩建、改建或改善生为新建、扩建、改建或改善生产（

10、服务）系统产（服务）系统，根据系统应完成的功能，对其各项设施以及，根据系统应完成的功能，对其各项设施以及人员、投资等进行系统的规划、设计与安排，使资源得到合理人员、投资等进行系统的规划、设计与安排，使资源得到合理配置，使系统能够有效运行。配置，使系统能够有效运行。设施规划与设计的定义设施规划与设计的定义熊燕华熊燕华1.2 设施规划与设计的研究内容设施规划与设计的研究内容设施规划与设计涉及的范围广泛，与其他学科相互交叉，是设施规划与设计涉及的范围广泛，与其他学科相互交叉，是一门综合性很强的学科。一门综合性很强的学科。从工业工程角度考察从工业工程角度考察设施规划与设计的主要内容设施规划与设计的主要

11、内容布置设计物料搬运系统设计建筑设计物料搬运系统设计信息通信设计公用工程设计 空间需求大小和空间运用设计，空间需求大小和空间运用设计，设备、机器的布置，设备、机器的布置， 从人因角度 从物流角度 物料搬运路径和方法设计，搬运设备需求设物料搬运路径和方法设计，搬运设备需求设计、人员需求设计计、人员需求设计根据顾客、供应商、其它根据顾客、供应商、其它设施的相互作用关系确定设施的相互作用关系确定位置，包括定位和取向位置，包括定位和取向 照明系统、排水系统、暖照明系统、排水系统、暖通系统、建筑围护系统、周通系统、建筑围护系统、周围环境道路系统、通信系统、围环境道路系统、通信系统、安全系统的设计安全系统

12、的设计熊燕华熊燕华1.2 设施规划与设计的研究内容设施规划与设计的研究内容设施规划与设计包含设施规划与设计包含“规划规划”和和“设计设计”两方面含义。这两两方面含义。这两者既有区别，又有包容的关系。它们之间的区别在于层次和范者既有区别，又有包容的关系。它们之间的区别在于层次和范围的不同：规划是高于设计的层次，规划包含了设计；规划往围的不同：规划是高于设计的层次，规划包含了设计；规划往往比较宏观和抽象，而设计相对微观和具体。往比较宏观和抽象，而设计相对微观和具体。 规划与设计的关系规划与设计的关系设计规划熊燕华熊燕华1.3 设施规划与设计的重要性设施规划与设计的重要性当企业出现以下情况时，需要进

13、行设施规划与设计：当企业出现以下情况时，需要进行设施规划与设计：1）新建一个全新的企业时；）新建一个全新的企业时；2）国家为发展国民经济、改善产业结构和生产力布局；）国家为发展国民经济、改善产业结构和生产力布局；3）企业扩大再生产，形成新的生产能力而建设新的设施；）企业扩大再生产，形成新的生产能力而建设新的设施；4）改变产品结构或增加新的产品，进行扩建、新建或扩大）改变产品结构或增加新的产品，进行扩建、新建或扩大车间厂房；车间厂房；5）城乡规划或市场变化等原因，进行设施的搬迁；）城乡规划或市场变化等原因，进行设施的搬迁；6）生产工艺落后、设备陈旧、管理不善而需要对现有设施）生产工艺落后、设备陈

14、旧、管理不善而需要对现有设施进行技术改造；进行技术改造；7) 为使物料搬运合理化，解决环境污染，改善劳动条件，为使物料搬运合理化，解决环境污染，改善劳动条件，降低能源消耗；降低能源消耗；8）实现企业信息化而需要对现有设施进行改造。）实现企业信息化而需要对现有设施进行改造。设施规划与设计的必要性设施规划与设计的必要性熊燕华熊燕华1.3 设施规划与设计的重要性设施规划与设计的重要性新技术、新工艺、新设备的出现，市场需求的变化是导致设新技术、新工艺、新设备的出现，市场需求的变化是导致设施规划与设计的重要原因。设施规划与设计不仅是新建设施的施规划与设计的重要原因。设施规划与设计不仅是新建设施的需要，也

15、是原有设施改造的需要。需要，也是原有设施改造的需要。企业总是处于不断的变化和发展之中，因此，从长远的观点企业总是处于不断的变化和发展之中，因此，从长远的观点看，设施规划与设计是一项持续的活动，通过对原有设施的再看，设施规划与设计是一项持续的活动，通过对原有设施的再评价和再规划，以保持企业竞争力。评价和再规划，以保持企业竞争力。设施规划与设计的必要性设施规划与设计的必要性熊燕华熊燕华1.3 设施规划与设计的重要性设施规划与设计的重要性设施规划与设计的意义设施规划与设计的意义提高生产力降低企业运行成本提高企业运作效率提高对客户的服务能力提高企业间合作能力避免不必要的改扩建熊燕华熊燕华1.3 设施规

16、划与设计的重要性设施规划与设计的重要性设施规划与设计的意义设施规划与设计的意义提高生产力提高企业运作效率提高对客户的服务能力降低企业运行成本提高企业间合作能力避免不必要的改扩建 美国企业界及学术界从企业管理的角度看待设施规美国企业界及学术界从企业管理的角度看待设施规划的地位和作用，认为设施规划是科学管理企业的开端。划的地位和作用，认为设施规划是科学管理企业的开端。一般认为，在制造企业的总成本中，用于物料搬运的占一般认为，在制造企业的总成本中，用于物料搬运的占20%50%，而有效的设施规划至少可以减少，而有效的设施规划至少可以减少10%30%，因此，设施规划被认为是提高生产率最有希望的，因此，设

17、施规划被认为是提高生产率最有希望的因素之一。因素之一。熊燕华熊燕华1.3 设施规划与设计的重要性设施规划与设计的重要性设施规划与设计的意义设施规划与设计的意义提高生产力提高企业运作效率提高对客户的服务能力降低企业运行成本提高企业间合作能力避免不必要的改扩建一项设施的规划与设计，所需要的费用只占总投资一项设施的规划与设计，所需要的费用只占总投资的的2%10%，往往比不可预见的费用还少，但对，往往比不可预见的费用还少，但对投产后的企业却带来很大的收益。在规划、设计、投产后的企业却带来很大的收益。在规划、设计、建造、安装、投产的各阶段中，如果要对企业的某建造、安装、投产的各阶段中，如果要对企业的某一

18、方面加以改变，所需要的费用将逐步上升。到了一方面加以改变，所需要的费用将逐步上升。到了投资后再改进，则事倍功半，有时很困难甚至不可投资后再改进，则事倍功半，有时很困难甚至不可能。因此，设施规划与设计不但可以避免不良设施能。因此，设施规划与设计不但可以避免不良设施的出现，还可以大大降低运行成本。的出现，还可以大大降低运行成本。熊燕华熊燕华1.3 设施规划与设计的重要性设施规划与设计的重要性设施规划与设计的意义设施规划与设计的意义提高生产力提高企业运作效率提高对客户的服务能力降低企业运行成本提高企业间合作能力避免不必要的改扩建企业运行效率的高低，除了与建成运行后企业运行效率的高低，除了与建成运行后

19、企业管理水平的高低相关外，还取决于设企业管理水平的高低相关外，还取决于设施本身规划与设计的好坏。施本身规划与设计的好坏。熊燕华熊燕华1.3 设施规划与设计的重要性设施规划与设计的重要性设施规划与设计的意义设施规划与设计的意义提高生产力提高企业运作效率提高对客户的服务能力降低企业运行成本提高企业间合作能力避免不必要的改扩建由于选址不合理、没有预留发由于选址不合理、没有预留发展余地、设施设计存在问题等展余地、设施设计存在问题等因素，很多企业只能不断地寻因素，很多企业只能不断地寻找新的厂址或对现有设施进行找新的厂址或对现有设施进行各种改造。不必要的分厂不断各种改造。不必要的分厂不断出现，重复设施不断

20、出现，使出现，重复设施不断出现，使企业的运作费用大大增加。只企业的运作费用大大增加。只有在规划设计阶段，充分考虑有在规划设计阶段，充分考虑企业未来发展，才能彻底避免企业未来发展，才能彻底避免不必要的改建与扩建。不必要的改建与扩建。熊燕华熊燕华1.3 设施规划与设计的重要性设施规划与设计的重要性设施规划与设计的意义设施规划与设计的意义提高生产力提高企业运作效率提高对客户的服务能力降低企业运行成本提高企业间合作能力避免不必要的改扩建客户对企业服务的要求越来越高，因此，企客户对企业服务的要求越来越高，因此，企业的设施一定要能够满足这种要求。业的设施一定要能够满足这种要求。熊燕华熊燕华1.3 设施规划

21、与设计的重要性设施规划与设计的重要性设施规划与设计的意义设施规划与设计的意义提高生产力提高企业运作效率提高对客户的服务能力降低企业运行成本提高企业间合作能力避免不必要的改扩建随着经济全球化进程的不断发展，企业间合随着经济全球化进程的不断发展，企业间合作变得越来越重要。供应链管理理论要求企作变得越来越重要。供应链管理理论要求企业的设施与相关企业能够进行很好的业的设施与相关企业能够进行很好的“合合作作”。例如，现代汽车制造企业要求零部件。例如，现代汽车制造企业要求零部件供应商，把零部件直接送到生产线上，以最供应商，把零部件直接送到生产线上，以最大限度地减少搬运环节，降低成本。第三方大限度地减少搬运

22、环节，降低成本。第三方库存、供应商库存等理论与方法就是供应链库存、供应商库存等理论与方法就是供应链理论发展的产物。企业为了满足这种发展需理论发展的产物。企业为了满足这种发展需求，必须在设施规划与设计阶段做好相应的求，必须在设施规划与设计阶段做好相应的准备。准备。熊燕华熊燕华1.4 设施规划与设计的目标与原则设施规划与设计的目标与原则从宏观上讲，企业的发展战略、发展目标是企业设施规划与从宏观上讲，企业的发展战略、发展目标是企业设施规划与设计的总体纲领；从微观上讲，设施规划的目标是使企业的人设计的总体纲领；从微观上讲，设施规划的目标是使企业的人力、物力、财力和人流、物流、信息流得到最合理、最经济、

23、力、物力、财力和人流、物流、信息流得到最合理、最经济、最有效地配置。最有效地配置。设施规划与设计的目标设施规划与设计的目标简化作业过程最大限度地减少物料搬运工作量力求投资最少为员工提供方便、舒适、安全和卫生的工作环境为企业未来发展留有余地尽量缩短生产周期熊燕华熊燕华1.4 设施规划与设计的目标与原则设施规划与设计的目标与原则设施规划与设计的目标设施规划与设计的目标时间空间投资环境过程尽量缩短建设尽量缩短建设与生产周期与生产周期有效利用空间，合有效利用空间，合理预留发展空间理预留发展空间符合工艺过程要求，符合工艺过程要求，简化加工过程，减少简化加工过程，减少物料搬运与停留物料搬运与停留力求投资最

24、少，力求投资最少，运营成本最低运营成本最低为员工提供方便、安全、为员工提供方便、安全、舒适和卫生的工作条件舒适和卫生的工作条件与工作环境与工作环境熊燕华熊燕华1.4 设施规划与设计的目标与原则设施规划与设计的目标与原则上述这些目标不可能都达到最佳，有时可能互相矛盾与冲突，上述这些目标不可能都达到最佳，有时可能互相矛盾与冲突，因此，要选择恰当的指标，利用多目标决策理论，选择合理的因此，要选择恰当的指标，利用多目标决策理论，选择合理的规划方案，达到总体目标最佳。规划方案，达到总体目标最佳。设施规划与设计的目标是追求整体效果最优化，与此同时使设施规划与设计的目标是追求整体效果最优化，与此同时使局部设

25、施最优化。另外，企业设施的规划与设计还要满足国家、局部设施最优化。另外，企业设施的规划与设计还要满足国家、社会、周围环境的要求。当企业设施规划与设计目标与国家、社会、周围环境的要求。当企业设施规划与设计目标与国家、社会、环境目标不一致时，一定要充分保障国家、社会、环境社会、环境目标不一致时，一定要充分保障国家、社会、环境的建设目标。的建设目标。设施规划与设计的目标设施规划与设计的目标熊燕华熊燕华1.4 设施规划与设计的目标与原则设施规划与设计的目标与原则设施规划与设计的原则设施规划与设计的原则经济性原则动态原则统筹原则以人为本原则反馈原则只有在时间上缩短只有在时间上缩短生产周期，空间上生产周期

26、，空间上减少占地，物料上减少占地，物料上减少停留、搬运和减少停留、搬运和库存，才能保证投库存，才能保证投入的资金最少、生入的资金最少、生产成本最低；产成本最低；以流动的观点作为设以流动的观点作为设施规划的出发点，并施规划的出发点，并贯穿在规划设计的始贯穿在规划设计的始终。因为生产系统的终。因为生产系统的有效运行依赖于人流、有效运行依赖于人流、物流、信息流的合理物流、信息流的合理化；化；设施规划设计是从宏观到微观，设施规划设计是从宏观到微观，又从微观到宏观的反复迭代、又从微观到宏观的反复迭代、并行设计的过程。总体方案布并行设计的过程。总体方案布置设计置设计详细布置；详细布置详细布置；详细布置设计

27、方案设计方案总体布置方案，对总体布置方案，对总体方案进行修正。总体方案进行修正。用系统分析的方法求用系统分析的方法求得系统的整体优化得系统的整体优化重视人的因素，运用人机工程理论，重视人的因素，运用人机工程理论，进行综合设计，并要考虑环境的条件进行综合设计，并要考虑环境的条件包括空间大小、通道配置、色彩、照包括空间大小、通道配置、色彩、照明、温度、湿度、噪声等因素对人的明、温度、湿度、噪声等因素对人的工作效率和身心健康的影响；工作效率和身心健康的影响；熊燕华熊燕华1.5 设施规划与物流分析设施规划与物流分析物料搬运和工厂布置被认为是工厂设计最传统的任务。物料搬运和工厂布置被认为是工厂设计最传统的任务。设施规划合理与否影响着今后的运作成本，同时设施规划的设施规划合理与否影响着今后的运作成本，同时设施规划的基础是物流分析数据，因此这两个词常连在一起，物流分