工厂总体布置设计主要解决工厂各个组成部分，包括生产车间、辅助生产车间、仓库、动力站、办公室、露天作业场地等各作业单位和运输线路、管线、绿化及美化设施的布置问题，同时要解决物料的流向和流程、厂内外运输的连接及运输方式。
车间布置设计主要解决各生产工序、工段、辅助服务部门、储存设施等作业单位及工作地、设备、通道、管线之间的布置问题，同时也要解决物料搬运的流程及运输方式。
2.设施布置设计的基本形式
1）按工作流程形式分类主要有四种基本形式：产品原则布置、工艺原则布置、成组原则布置和固定工位布置。
2）按生产系统功能布置分类
（1）存储布置。这是指在仓库或储藏室内安排各组成部分的相对位置。
（2）销售布置。对组成部分的布置只考虑便于产品的销售而不考虑其生产。
（3）工程项目布置。这是指对组成部分作一次性的排列，如开发建筑、拦河坝和公路等建设场地。已固定的设备，随着项目的进展，地点经常变动。
各类布置并不是割裂开来的，而是综合在一起的。例如，在地窖里储存葡萄酒或白酒，就不仅是作为库存功能的布置，也是按工作流程的布置。
3.设施布置
设计分析的要素设施布置设计时要考虑众多因素。影响布置设计的最基本要素是产品（或材料或服务）、数量（或产量）、生产路线（工艺过程）、辅助服务部门、时间（或时间安排）。这五项基本要素是设施布置设计必不可少的基础资料。一般用五个英文字母来表示：P （product）、Q（quantity）、R（route）、s（supportingservice）、T（time）。
（1）P（产品或材料或服务）。这是指规划设计系统所生产的产品、原材料、加工的零件、成品或提供服务的项目。此要素影响着设施的组成及其相互关系、设备的类型、物料搬运的方式等。
（2）Q（数量或产量）。这是指所生产、供应或使用的商品量或服务的工作量。此要素影响着设施规模、设备数量、运输量、建筑物面积等因素。
（3）R（生产路线或工艺过程）。此要素是工艺过程设计的成果。它影响着各作业单位之间的关系、物料搬运路线、仓库及堆放地的位置等。
（4）S（辅助服务部门）。这是指公用、辅助、服务部门，包括工具、维修、动力、收货、发运、铁路专用线、办公室、卫生站、更衣室、食堂、厕所等。这些部门是生产的支持系统，在某种意义上加强了生产能力。
（5）T（时间或时间安排）。这是指在何时、用多长时间生产出产品。其包括各工序的操作时间、更换批量的次数。这些都是影响仓储、收货、发运以及辅助部门配合的因素。
有了上述五项基本要素，就可以着手布置设计分析了，但要完成布置设计，还必须搜集和分析其他有关因素，包括城市规划、外部协作条件、交通运输条件、地质水文条件、自然条件以及关于职业安全和卫生、消防、环境保护、建筑、道路、通道等方面的技术规范、规程和标准等。
4.设施布置设计方法
1）阶段结构设施布置设计一般分四个阶段进行。
2）程序模式主要是针对总体区划阶段进行的。其设施布置的设计流程。
3）物流分析当物料移动是工艺过程的主要部分时，物流分析就是工厂布置设计的核心工作，也是物料搬运分析的开始，它对应布置设计问题“钥匙”的第三个字母R（路线）。
零部件物流是该部件在工厂内移动时所走过的路线，物流分析不仅要考虑每个零部件在工厂内的路线，还要遵循两个最小和两个避免的原则：①两个最小原则，即经过距离最小和物流成本最小。②两个避免原则，即避免迂回和避免十字交叉。
物流分析有助于设计人员选择最有效的机器设备、设施、工作单元和部门的安排布局，同时还有助于改进生产过程。在物流分析时要验证工艺路线是否正确、合理，检查是否可以取消，合并，改变顺序、位置或人员和改进细节。因此正确合理的设施布置设计不仅能提高生产效率和工作效率，也是节约物流费用从而降低产品或服务成本的重大措施。
在物流分析过程中最常用的工具是从至表，即用一个矩阵图表来表示各作业单位之间的物料移动方向和物流量，表中矩阵的列表示物料移动的源头，称为从；行表示物料移动的目的地，称为至，行列交叉点标明由源到目的地的物流量。利用从至表可以一目了然地进行作业单位之间的物流分析。
【例】设有三个产品A、B、C，制造它们涉及的八个作业单位，分别是原料、锯床、车床、钻床、铣床、检验、包装和成品，以1-8代替。三个产品的工艺线路和每天运量，各作业单位距离，试做出物流分析。
物流分析的方法如下：
先按工艺线路画出产品搬运总量从至表，其中格子中字母为产品代号，数字是托盘数，多个产品在同一个格子内的，运量为它们托盘数相加。
然后，相应格子的运量乘以距离便得到物流强度。
有了这些数据，就可以进行物流强度的等级划分。系统布置设计（SLP）方法中将物流强度转化为五个等级，分别用符号A、E、I、O、U表示。
4）作业单位相互关系分析设施布置设计要根据部门之间在工艺流程如业务往来中的密切程度，决定相互位置。各部门（作业单位）之间存在着物流关系、非物流关系两种关系。物流关系可以用物流强度来表示两个作业单位之间的关系密切程度，非物流关系无法定量表示，只能通过定性分析加以区分。下面几种就属于非物流因素的情况：
（1）有的工厂需要运输的物料很少，物流相对不很重要；有的工厂物料主要用管道输送。此时，其他因素可能要比物流因素更重要。
（2）辅助设施与生产部门之间常常没有物流关系，但必须考虑它们之间的密切关系。
（3）在纯服务性设施中，常常没有真正的或固定的物流，确定它们之间的关系，要采用其他通用规则，而不是物流。
（4）在某些特殊情况下，工艺过程也不是布置设计的唯一依据。例如，重大件的搬运要考虑运人运出的条件，不能完全按工艺原则布置；有的工序属于产生污染或有危害的作业。需要远离精密加工和装配区域，也不能以物流为主要考虑因素。
在工厂中，作业单位之间物流相互关系与非物流相互关系往往并不一致，因此，需要确定各作业单位之间综合相互关系密切程度，然后从各作业单位之间的综合相互关系出发，实现各作业单位的合理布置。其步骤是：
首先，确定物流（m）与非物流（n）相互关系的相对重要性（加权取值）——一般的，m：n不应超过1：3或3：1，当比值大于3：1时，说明物流关系占主导地位，工厂布置时只需考虑物流相互关系的影响。
其次，根据作业单位对之间物流与非物流关系等级的高低进行量化，并加权求和，求出综合相互关系。
最后，根据综合计算得出的是量值经过等级划分，建立与物流相互关系表相似的综合相互关系表。
例如，某作业单位的综合相互关系计算。综合计算分数为1~8。
该示例有55个作业单位对，综合相互等级划分表。
从而可以建立作业单位综合相互关系图。
5）作业单位位置相互关系分析在SLP中，设施布置并不直接去考虑各作业单位的占地面积和几何形状，而是从作业单位间相互关系密切程度出发，安排各作业单位之间的相对位置，关系密切等级高的作业单位之间距离近，等级低的距离远。
然而，作业单位间必然会出现密切等级相同的作业单位对，这会给位置分析造成困难。因此引入综合接近程度的概念——某一作业单位综合接近程度等于该作业单位与其他所有作业单位间量化后的关系密切等级之和。综合接近程度值的高低反映了该作业单位在布置图中是应该处于中心位置还是处于边缘位置。
（1）综合接近程度的计算：
将作业单位综合相互关系表变换成类似于从至表一样的三角矩阵，然后量化关系等级。
（2）绘制作业单位位置相关图：
第一步：处理关系密级为A的作业单位对。按各作业单位综合接近程度的高低排序，找出综合接近程度最高的布置在中心位置；依次处理作业单位对。
第二步：处理关系密级为E的作业对。
第三步：处理关系密级为I的作业对。
第四步：重点调整X级作业单位对的相互位置。
最后得到作业单位之间相对位置关系图。
案例分析
C机械厂车间物流分析C机械厂几十年来摩托车生产一直是小批量生产，其主要机械加工车间的设备按工艺原则布置（即机群式布置）。
近几年来，摩托车产品随着市场需求的不断增加，产量亦随之大幅度上升，从而使各工序间的物料搬运迅猛增加，使原有的生产布置形式与批量产生矛盾，影响生产效率提高。应用工业工程的物流分析技术，在不增加投资（仅需机床搬运费）的条件下，改进车间平面布置，可以使车间物料搬运量减少，搬运距离大大缩短，并缩短了产品的生产制造周期，使生产效率得到显著提高。
其具体做法包括以下几方面内容。
精确绘制车间全部设备的平面布置图首先测量出车间内每台机床实际位置，然后按1：100比例精确地标画在坐标纸上，绘出车间整体平面布置图，并将全部机床按类别标上代号及编号，如代号C110表示车工一组的第10号车床，C27表示车1二组的第7号车床，X23表示立式第3号铣床等。
对车间加工的全部零件进行工艺流程统计，并计量物流流程距离首先根据车间的工艺规程文件查列出每个零件的工艺流程，再通过车间了解每道工序的哪个组、哪台机床加工，再在平面布置图上查找该机床的代号，并将代号标注在该零件的工艺流程上，然后在平面图上计算出机床间坐标距离，并用括弧标注在代表流程的箭线上。
例如，两件后轮轴（G070001）流程标注。
调度领料，（88）为原材料、毛坯进入车间，从大门到该机床的距离，最后的三角形为零件加工完后运出车间，（0）表示几道工序连续在同一机床上加工，物料没有搬动，最后（267）为该零件加工的物流总距离。最后统计该机加车间共加工121种零件，并统计出全部零件的物流总距离为24463米。
将工艺流程分类归并车间原先已有一组轴类零件，这是以前按成组技术原理，采用JCBM编码法则分类的（共22种）。因此可在保留这一类组基础上，将其他零件再按加工流程工艺相似原则统计归类。
其结果是归并出车—车类零件33种，车—铣—钳类零件31种及把轮鼓、齿套件归成一类（因这两件批量大，加工流程长，切削量大故单独组成生产单元），最后把其余不能归类的零件24种归成一类。并以此来组织单元式生产，改进现有的车间平面布置。
改进平面布置全部零件工艺归类后，就可着手改进车间平面布置，将机群式布置的机床改成单元式的生产线布置。
先调查工艺流程上各道工序的工时定额，并分别统计各类机床（如车床、铣床、钻床）所用的总工时再统计每一类零件使用各类机床的工时数，然后按这两者的工时之比，求出各类零件应拥有的各类机床数量，应注意的一点是在工时统计时应乘以单辆摩托车上该种零件的数量，同时协调车间现有各设备的能力，以平衡机床负荷，均衡生产节奏。
设施的重新布置每类零件所用的机床种类和数量全部确定后就可着手按类分区对机床进行重新布置，组成生产单元，其布置的原则是：对于车—车类，车—铣—钳类及轮鼓、齿套类应严格按工艺流程安排，组成生产线；对于成组类则按流程最长或相同流程较多的来安排；对于其余类零件则仍可按机群式布置机床。不管哪一类布置其目的都是使物料流动顺畅、不迂回，不交叉、不逆向；使物料搬运次数数量最少、距离最短。
评价由于采用了上述优化改进布置，大部分机加件能够在较短的时间里以较少的搬运距离，较为顺畅地流出车间，提高了全车间的整体生产效率，就拿M006110和M162003两种鼓盖及G062101齿套来说，物流改造后，鼓盖在车间各工序间的流动由原来117米缩短到22米，齿套由120米缩短到28米，同时可缩短生产周期30%～40%。
【讨论题】
1.本案例主要采用了什么措施进行设施布置？
2.如何考虑物流量对车间布置的影响？物流路径优化会给企业带来什么效果？
复习思考题
1.什么是物流工程？它是如何产生及发展起来的？
2.物流工程在我国的发展状况如何？
3.物流工程的发展趋势将主要体现在哪些方面？
4.物流工程的内容包括哪些？其有哪些主要的特点？
5.物流工程管理的技术主要有哪些？
6.物流工程管理的方法主要包括哪些？
